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어네스트 러더포드
- 원자핵 모형의 창시자
 어네스트 러더포드(Ernest Rutherford; 1871∼1937)는 뉴질랜드의 넬슨이라는 마을에서 12형제 중의 네째로 태어났다. 그의 아버지는 완고하고 실리주의적인 성격의 소유자로, 원래는 목수였으나 농업으로 전환하여 성공한 사람이었다.
러더포드는 아버지를 돕기위해 농장 일을 거들었으나 그의 부모는 교육을 중요하게 생각하는 스코틀랜드 사람이었으므로 농장을 돕는 일보다 공부에 열중하도록 했다.
넬슨공립대학에 입학하여 3년을 수학한 뒤 캔터베리 대학에 장학생으로 입학한 러더포드는 대학 2학년 때 이미 물리학 분야의 유망 과학도로 부상하기 시작했다. 그는 교류방전이 일어날 때의 철의 자기화에 관한 헤르츠의 실험에 큰 흥미를 느꼈다. 러더포드는 이 분야에서 처음으로 독창적인 연구를 하여 라디오파의 자기탐지기를 발명하였다.
러더포드는 또 케임브리지 대학에서 장학금을 받아 대학내 케빈디쉬 연구소에서 연구를 하게 되었다. 케임브리지 대학에서의 수학은 러더포드의 생애에 있어서 커다란 전환점이 되었는데 그 이유는 유명한 물리학자인 톰슨을 만났기 때문이다. 그때 마침 빌헬름 뢴트겐이 X선을 발견하자 톰슨이 공동 연구를 제의하여 왔다. 따라서 기체에 미치는 X선 효과에 관한 공동 연구에 참여하게 되었고, 톰슨은 러더포드의 연구를 독려해 주었다. 이것이 러더포드가 평생 동안 방사능과 원자구조에 대해 관심을 갖게 된 계기가 되었던 것이다.
1898년 러더포드는 톰슨 교수의 추천으로 캐나다의 몬트리올에 있는 먹길 대학의 물리학 교수가 되었고 방사능에 관한 연구를 계속 하였다.
알파선, 베타선, 감마선을 발견
러더포드는 우라늄 같은 원소에서 방출되는 방사선을 분석하는 연구를 시작했다. 그 결과 방사선은 3개의 성분으로 구성되어 있다는 것을 발견했다. 그 중의 2개는 매우 작은 입자광이어서, 흡수성이 좋은 것을 알파선이라 하고, 투과성이 큰 것은 베타선이라 명명했다. 또 하나의 성분은 고주파의 전자파로, 그것은 감마선이라 명명했다.
방사성 물질 곁에 물질을 놓으떤 그 물질이 방사능을 지니게 되는 현상으로, 물질의 방사성 변환이라는 개념이 성립되어 나갔다. 토륨에서 나오는 기체의 방사성 물질을 연구해서 유도방사능을 해명하기 시작한 러더포드는 영국의 유명한 화학자 프레드릭 소디와 공동으로 화학적인 추적을 계속해서 물질변화를 확인하고 우라늄 및 토륨 따위의 원소들은 방사성 붕괴시에 자발적으로 다른 중간 원소로 전환된다는 사실을 보여 주었다.
더욱이 각 중간 원소들은 스스로 일정한 속도로 붕괴되어 일정 양의 절반이 붕괴되기까지에는 일정한 시간이 걸린다는 사실을 보여 주었다. 러더포드는 그 기간을 원소의 '반감기'라고 명명하였다.
러더포드의 이러한 발견은 대단한 파문을 일으켰으며, 과학자들은 원소가 변한다는 그의 이론은 중세의 연금출과 다름 없다고 비웃었다. 그러나 1904년 그의 보고서인 "방사능"이 출판되면서 러더포드의 뛰어난 업적이 전 세계적으로 인정을 받게 되었다.
1907년 맨체스터 대학의 교수로 임명되어 영국으로 '부임할 즈음 그는 자연 방사능에 관한 연구를 시작했었다. 1908년 러더포드와 한스 가이거는 원자를 이루는 입자를 검출하고 측정하는 방법을 개발하였으며, 그것은 충돌에 의한 이온화 현상을 이용하는 것이었다. 같은 해 러더포드는 원소의 붕괴 및 방사성 물질의 화학적 연구 결과 노벨 화학상을 수상했다.
러더포드는 원자를 조사할 수 있는 방법을 알아내려고 노력했으며 1909년, 그는 좁은 알파선을 1천분의 1센티미터 보다 얇은 금박 표적에 발사하는 실험을 시작했다. 대부분의 알파 입자는 금박을 바로 투과하였으나 어떤 것은 가끔 고체에 부딪친 것처럼 회절하였다. 그는 이 실험으로 금박 내의 원자와의 충돌로 산란된 입자들의 양상을 조사하여, 원자 자체의 내부 구조를 상세히 규명하였다. 러더포드는 실험의 결과를 토대로 원자 모형을 만들었다. 그의 원자 모형은 매우 정교한 과학 측정기구로 이루어진 최초의 발견이라는 점에서 오늘날까지도 매우 중요시 된다.
러더포드는 알파 입자로 수소가 들어 있는 용기를 충돌시켜 보았다.
그 결과 그는 황화아연 스크린 위에 밝은 섬광을 관찰했다. 그는 충돌 때문에 하전된 수소 원자가 생긴 것이 틀림 없다고 믿었다. 그는 그 새로운 입자를 양전자라고 불렀다.
러더포드는 알파 입자와 질소 원자핵이 충돌하면 질소 원자들이 붕괴되고, 그 결과 수소 원자핵이 나온다고 정확하게 결론지었다. 그러므로 방출된 수소 원자핵은 질소 원자핵의 성분임이 틀림없다. 그는 한 원소를 다른 원소로 바꾼 현대의 연금술사였다.
1919년에 톰슨이 은퇴하자 러더포드는 캐빈디쉬 연구소의 소장으로 취임했다. 러더포드는 자연 방사능을 설명하고, 원자핵의 모형을 만들어 처음으로 인공 원자핵 반응을 시도한 것이 큰 업적으로 기록되고 있다.
그 밖에도 수 많은 업적을 남기고 1937년 10월에 죽었으며, 웨스트민스터 사원에 안장되었다.
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