연세대학교 활동우수형·기회균형 · 2022학년도 자연계열(오후) · 「개·적·구·종」 실전 훈련
면접구술시험 · 학생부종합전형[활동우수형, 기회균형Ⅰ·Ⅱ] 자연계열(오후)

방사성 동위원소로
바다와 시간과 원자량을 읽다

핵심 개념 · 동위원소·반감기원자량표층 순환·먹이 사슬소요시간 8분
이 세트는 「개·적·구·종」 4단계로 답변을 구성합니다
① 개
개념
제시문에서 쓸 개념·법칙을 찾는다
② 적
적용
상황에 개념을 하나씩 적용한다
③ 구
구분
조건에 따른 차이·전제를 구분한다
④ 종
종합
결과를 하나로 묶어 결론짓는다
1단계 · 문항 분석

문항이 요구하는 것을 나눠 보세요

문항을 끝까지 읽고, 문항이 요구하는 것을 백지에 하나씩 나눠 체크박스(□)로 적어 보세요. 요구가 몇 개인지, 각각 어느 제시문을 근거로 삼으라는지까지 찾으면 분석이 끝납니다.
문제 1 · 10점
2011년 동일본 대지진으로 인해 후쿠시마에서 원전 사고가 발생하였다. 최근 일본 정부는 후쿠시마 원전 오염수의 해양 방류를 결정하였다. 원전 오염수의 해양 방류로 발생할 수 있는 문제에 대해서 제시문을 참고하여 구술하시오. [10점]
  • 오염수가 확산되는 경로를 찾는다근거 (라)
  • 방사선이 생물에 주는 영향을 찾는다근거 (다)
  • 먹이 사슬을 따른 축적을 찾는다근거 (마)
문제 2 · 15점
고대 유적에서 항아리에 담겨있는 볍씨가 발견되었다. 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양을 측정한 결과 최근에 재배된 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양의 1/4정도로 나타났다. 항아리가 만들어진 연대를 대략적으로 추론하고, 추론이 성립하기 위한 전제 요건에 대해서 제시문 [가]와 [다]를 참고하여 구술하시오. [15점]
  • 항아리가 만들어진 연대를 추론한다근거 (가)·(다)
  • 추론이 성립하기 위한 전제 요건을 말한다근거 (가)·(다)
문제 3 · 15점
주기율표상의 탄소(C) 원자량은 12.011이다. 탄소의 원자량이 12가 아닌 이유와 이 값으로부터 추론할 수 있는 내용을 제시문 [나]와 [다]를 참고하여 구술하시오. 수소 원자들과 중성자들이 모여 몇 단계의 핵융합 반응을 거치면서 ¹²C가 생성될 때 에너지의 출입에 대해 추론하고, ¹H의 원자량이 정확히 ¹²C의 원자량의 1/12이 아닌 이유는 무엇인지 구술하시오. [15점]
  • 탄소 원자량이 12가 아닌 이유와 추론할 내용을 말한다근거 (나)·(다)
  • 핵융합으로 ¹²C가 생성될 때 에너지의 출입을 추론한다근거 (나)
  • ¹H의 원자량이 ¹²C의 1/12이 아닌 이유를 설명한다근거 (나)
먼저 종이에 스스로 나눠 적어 본 뒤 눌러서 비교해 보세요.
제시문 원문 (대학 공식)

[가]~[마] 전체 읽기

방사성 동위원소 붕괴반감기원자량(질량 평균)질량 결손
[가] 1차 반응과 반감기

반응물 A가 생성물 B로 변화하는 과정의 반응 속도식은 v = k[A]ᵐ로 표현된다. 이 때, m이 1일 경우 1차 반응이라 하며 반응속도는 반응물의 농도에 비례한다. 1차 반응에서 반응물의 농도가 초기농도의 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간을 반감기라고 한다.

[나] 원자의 구성과 원자량

물질을 구성하는 원자는 중심의 원자핵과 주변의 전자로 이루어져 있고, 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 중성자의 질량은 양성자의 질량에 비해 약 0.1% 정도 더 크다. 원소는 양성자의 수로 구분되며, 양성자수와 중성자수의 합을 질량수라고 한다. 질량수가 12인 탄소(¹²C) 원자의 질량을 12로 정하고, 이를 기준으로 다른 원자들의 질량을 환산한 값을 원자량이라고 한다. 질량수가 1인 수소(¹H)의 원자량은 1.0078이다.

[다] 동위원소와 방사선

자연계에는 양성자수는 같지만 중성자수가 서로 다른 원소들이 있는데 이를 동위원소라고 한다. 일부 동위원소는 불안정하여 전자기파나 입자를 방출하며 스스로 붕괴하여 다른 원소로 변화한다. 방사성 동위원소 중 질량수 14인 탄소(¹⁴C)가 초기 질량의 절반이 되는데 걸리는 시간은 약 5,000년 정도이다. 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 전자기파는 강한 에너지를 가지므로 화학결합을 파괴할 수 있다. 또한, 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 입자는 가까운 거리의 원자들과 충돌하여 화학적 변화를 일으킬 수 있다.

[라] 표층 순환

대기 대순환은 위도에 따라 연중 일정하게 부는 바람을 만들고, 이 바람이 표층의 해수를 일정한 방향으로 움직여 표층류가 생긴다. 표층류는 북반구와 남반구에서 거의 대칭으로 흐르며 순환하는데, 이를 표층 순환이라 한다.

[마] 생태계와 탄소 순환

생태계는 빛, 공기, 온도, 물, 토양과 같은 비생물적 요인과 생산자, 소비자, 분해자로 구성된 생물적 요인으로 이루어져 있다. 태양으로부터 생태계로 유입된 에너지는 광합성을 통해 생산자에 의해 유기물의 화학 에너지 형태로 바뀌는데, 일부는 세포 호흡을 통해 열로 방출되고 일부는 먹이 사슬을 따라 상위 영양 단계로 이동한다. 먹이 관계에서 에너지양, 개체수 등 상위 영양 단계로 갈수록 점점 줄어드는 값을 그림으로 나타낸 것을 생태 피라미드라고 한다. 탄소는 생물의 몸을 구성하는 유기물 분자의 골격을 형성하며 광합성과 세포 호흡을 통해 생물과 대기 사이를 순환한다.

이 세트에서 실제로 물어보는 것
제시문 다섯 개는 문제 세 개에 나뉘어 쓰입니다. 문제마다 쓸 제시문을 먼저 짝지어 본 뒤 다음 슬라이드에서 답변을 작성합니다.
문제 1 · 10점
2011년 동일본 대지진으로 인해 후쿠시마에서 원전 사고가 발생하였다. 최근 일본 정부는 후쿠시마 원전 오염수의 해양 방류를 결정하였다. 원전 오염수의 해양 방류로 발생할 수 있는 문제에 대해서 제시문을 참고하여 구술하시오. [10점]
문제 2 · 15점
고대 유적에서 항아리에 담겨있는 볍씨가 발견되었다. 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양을 측정한 결과 최근에 재배된 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양의 1/4정도로 나타났다. 항아리가 만들어진 연대를 대략적으로 추론하고, 추론이 성립하기 위한 전제 요건에 대해서 제시문 [가]와 [다]를 참고하여 구술하시오. [15점]
문제 3 · 15점
주기율표상의 탄소(C) 원자량은 12.011이다. 탄소의 원자량이 12가 아닌 이유와 이 값으로부터 추론할 수 있는 내용을 제시문 [나]와 [다]를 참고하여 구술하시오. 수소 원자들과 중성자들이 모여 몇 단계의 핵융합 반응을 거치면서 ¹²C가 생성될 때 에너지의 출입에 대해 추론하고, ¹H의 원자량이 정확히 ¹²C의 원자량의 1/12이 아닌 이유는 무엇인지 구술하시오. [15점]
3단계 · 구상

[가] [나] [다] [라] [마] 읽으며 구상하기

방사성 동위원소 붕괴반감기원자량(질량 평균)질량 결손
[가] 1차 반응과 반감기

반응물 A가 생성물 B로 변화하는 과정의 반응 속도식은 v = k[A]ᵐ로 표현된다. 이 때, m이 1일 경우 1차 반응이라 하며 반응속도는 반응물의 농도에 비례한다. 1차 반응에서 반응물의 농도가 초기농도의 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간을 반감기라고 한다.

[나] 원자의 구성과 원자량

물질을 구성하는 원자는 중심의 원자핵과 주변의 전자로 이루어져 있고, 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 중성자의 질량은 양성자의 질량에 비해 약 0.1% 정도 더 크다. 원소는 양성자의 수로 구분되며, 양성자수와 중성자수의 합을 질량수라고 한다. 질량수가 12인 탄소(¹²C) 원자의 질량을 12로 정하고, 이를 기준으로 다른 원자들의 질량을 환산한 값을 원자량이라고 한다. 질량수가 1인 수소(¹H)의 원자량은 1.0078이다.

[다] 동위원소와 방사선

자연계에는 양성자수는 같지만 중성자수가 서로 다른 원소들이 있는데 이를 동위원소라고 한다. 일부 동위원소는 불안정하여 전자기파나 입자를 방출하며 스스로 붕괴하여 다른 원소로 변화한다. 방사성 동위원소 중 질량수 14인 탄소(¹⁴C)가 초기 질량의 절반이 되는데 걸리는 시간은 약 5,000년 정도이다. 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 전자기파는 강한 에너지를 가지므로 화학결합을 파괴할 수 있다. 또한, 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 입자는 가까운 거리의 원자들과 충돌하여 화학적 변화를 일으킬 수 있다.

[라] 표층 순환

대기 대순환은 위도에 따라 연중 일정하게 부는 바람을 만들고, 이 바람이 표층의 해수를 일정한 방향으로 움직여 표층류가 생긴다. 표층류는 북반구와 남반구에서 거의 대칭으로 흐르며 순환하는데, 이를 표층 순환이라 한다.

[마] 생태계와 탄소 순환

생태계는 빛, 공기, 온도, 물, 토양과 같은 비생물적 요인과 생산자, 소비자, 분해자로 구성된 생물적 요인으로 이루어져 있다. 태양으로부터 생태계로 유입된 에너지는 광합성을 통해 생산자에 의해 유기물의 화학 에너지 형태로 바뀌는데, 일부는 세포 호흡을 통해 열로 방출되고 일부는 먹이 사슬을 따라 상위 영양 단계로 이동한다. 먹이 관계에서 에너지양, 개체수 등 상위 영양 단계로 갈수록 점점 줄어드는 값을 그림으로 나타낸 것을 생태 피라미드라고 한다. 탄소는 생물의 몸을 구성하는 유기물 분자의 골격을 형성하며 광합성과 세포 호흡을 통해 생물과 대기 사이를 순환한다.

구상 기호→ 인과·흐름↔ 대응·비교╳ 충돌·양립 불가↑↓ 증가·감소
문제 1 · 10점
2011년 동일본 대지진으로 인해 후쿠시마에서 원전 사고가 발생하였다. 최근 일본 정부는 후쿠시마 원전 오염수의 해양 방류를 결정하였다. 원전 오염수의 해양 방류로 발생할 수 있는 문제에 대해서 제시문을 참고하여 구술하시오. [10점]
문제 2 · 15점
고대 유적에서 항아리에 담겨있는 볍씨가 발견되었다. 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양을 측정한 결과 최근에 재배된 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양의 1/4정도로 나타났다. 항아리가 만들어진 연대를 대략적으로 추론하고, 추론이 성립하기 위한 전제 요건에 대해서 제시문 [가]와 [다]를 참고하여 구술하시오. [15점]
문제 3 · 15점
주기율표상의 탄소(C) 원자량은 12.011이다. 탄소의 원자량이 12가 아닌 이유와 이 값으로부터 추론할 수 있는 내용을 제시문 [나]와 [다]를 참고하여 구술하시오. 수소 원자들과 중성자들이 모여 몇 단계의 핵융합 반응을 거치면서 ¹²C가 생성될 때 에너지의 출입에 대해 추론하고, ¹H의 원자량이 정확히 ¹²C의 원자량의 1/12이 아닌 이유는 무엇인지 구술하시오. [15점]
문제 1 관련 제시문

[다] · [라] · [마]

[다] 동위원소와 방사선

자연계에는 양성자수는 같지만 중성자수가 서로 다른 원소들이 있는데 이를 동위원소라고 한다. 일부 동위원소는 불안정하여 전자기파나 입자를 방출하며 스스로 붕괴하여 다른 원소로 변화한다. 방사성 동위원소 중 질량수 14인 탄소(¹⁴C)가 초기 질량의 절반이 되는데 걸리는 시간은 약 5,000년 정도이다. 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 전자기파는 강한 에너지를 가지므로 화학결합을 파괴할 수 있다. 또한, 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 입자는 가까운 거리의 원자들과 충돌하여 화학적 변화를 일으킬 수 있다.

[라] 표층 순환

대기 대순환은 위도에 따라 연중 일정하게 부는 바람을 만들고, 이 바람이 표층의 해수를 일정한 방향으로 움직여 표층류가 생긴다. 표층류는 북반구와 남반구에서 거의 대칭으로 흐르며 순환하는데, 이를 표층 순환이라 한다.

[마] 생태계와 탄소 순환

생태계는 빛, 공기, 온도, 물, 토양과 같은 비생물적 요인과 생산자, 소비자, 분해자로 구성된 생물적 요인으로 이루어져 있다. 태양으로부터 생태계로 유입된 에너지는 광합성을 통해 생산자에 의해 유기물의 화학 에너지 형태로 바뀌는데, 일부는 세포 호흡을 통해 열로 방출되고 일부는 먹이 사슬을 따라 상위 영양 단계로 이동한다. 먹이 관계에서 에너지양, 개체수 등 상위 영양 단계로 갈수록 점점 줄어드는 값을 그림으로 나타낸 것을 생태 피라미드라고 한다. 탄소는 생물의 몸을 구성하는 유기물 분자의 골격을 형성하며 광합성과 세포 호흡을 통해 생물과 대기 사이를 순환한다.

문제 1 · 10점
2011년 동일본 대지진으로 인해 후쿠시마에서 원전 사고가 발생하였다. 최근 일본 정부는 후쿠시마 원전 오염수의 해양 방류를 결정하였다. 원전 오염수의 해양 방류로 발생할 수 있는 문제에 대해서 제시문을 참고하여 구술하시오. [10점]
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1개 — 확산
방류된 오염수는 어떻게 퍼지는가?
2적 — 방사선의 영향
방사성 동위원소 붕괴로 방출되는 것은 무엇을 하는가?
3구 — 먹이 사슬
생태계에서는 어떻게 이어지는가?
4종 — 결론
한 문장으로 묶으면?

전체 답변 작성

✏ 모범답안은 문항 1·2·3을 모두 작성한 뒤, 맨 마지막 슬라이드에서 한번에 비교합니다.

초안

수정본

⚠ 감점 포인트

'오염되어 위험하다'로 끝내면 제시문 근거가 없습니다. [라]의 표층 순환(확산), [다]의 방사선(화학결합 파괴), [마]의 먹이 사슬(축적)을 각각 근거로 세 문제점을 이어서 말해야 합니다.

"표층류를 타고 넓게 퍼진 방사성 동위원소가 생물에 흡수되어 먹이 사슬을 따라 상위 포식자에 축적되고, 붕괴 때 나오는 방사선이 유기 분자를 파괴합니다."
문제 2 관련 제시문

[가] · [다]

[가] 1차 반응과 반감기

반응물 A가 생성물 B로 변화하는 과정의 반응 속도식은 v = k[A]ᵐ로 표현된다. 이 때, m이 1일 경우 1차 반응이라 하며 반응속도는 반응물의 농도에 비례한다. 1차 반응에서 반응물의 농도가 초기농도의 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간을 반감기라고 한다.

[다] 동위원소와 방사선

자연계에는 양성자수는 같지만 중성자수가 서로 다른 원소들이 있는데 이를 동위원소라고 한다. 일부 동위원소는 불안정하여 전자기파나 입자를 방출하며 스스로 붕괴하여 다른 원소로 변화한다. 방사성 동위원소 중 질량수 14인 탄소(¹⁴C)가 초기 질량의 절반이 되는데 걸리는 시간은 약 5,000년 정도이다. 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 전자기파는 강한 에너지를 가지므로 화학결합을 파괴할 수 있다. 또한, 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 입자는 가까운 거리의 원자들과 충돌하여 화학적 변화를 일으킬 수 있다.

문제 2 · 15점
고대 유적에서 항아리에 담겨있는 볍씨가 발견되었다. 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양을 측정한 결과 최근에 재배된 볍씨에 포함된 ¹⁴C의 양의 1/4정도로 나타났다. 항아리가 만들어진 연대를 대략적으로 추론하고, 추론이 성립하기 위한 전제 요건에 대해서 제시문 [가]와 [다]를 참고하여 구술하시오. [15점]
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1개 — 반감기
¹⁴C의 반감기는 얼마이고 1/4은 반감기 몇 번인가?
2적 — 연대
항아리는 대략 언제 만들어졌는가?
3구 — 전제 요건
이 추론이 맞으려면 무엇이 성립해야 하는가?
4종 — 정리
한 문장으로 묶으면?

전체 답변 작성

✏ 모범답안은 문항 1·2·3을 모두 작성한 뒤, 맨 마지막 슬라이드에서 한번에 비교합니다.

초안

수정본

⚠ 감점 포인트

연대 계산만 하고 전제를 빠뜨리기 쉽습니다. 계산은 '반감기 2번 → 약 10,000년 전'이지만, 붕괴가 1차 반응이라는 점, 탄소가 광합성으로 축적되었다는 점, 과거와 현재의 대기 ¹⁴C 농도가 같다는 점을 반드시 함께 말해야 합니다.

"¹⁴C가 1/4이므로 반감기 5,000년이 두 번 지난 약 10,000년 전으로 추론되며, 이는 붕괴가 1차 반응이고 대기 ¹⁴C 농도가 과거와 같다고 전제할 때 성립합니다."
문제 3 관련 제시문

[나] · [다]

[나] 원자의 구성과 원자량

물질을 구성하는 원자는 중심의 원자핵과 주변의 전자로 이루어져 있고, 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 중성자의 질량은 양성자의 질량에 비해 약 0.1% 정도 더 크다. 원소는 양성자의 수로 구분되며, 양성자수와 중성자수의 합을 질량수라고 한다. 질량수가 12인 탄소(¹²C) 원자의 질량을 12로 정하고, 이를 기준으로 다른 원자들의 질량을 환산한 값을 원자량이라고 한다. 질량수가 1인 수소(¹H)의 원자량은 1.0078이다.

[다] 동위원소와 방사선

자연계에는 양성자수는 같지만 중성자수가 서로 다른 원소들이 있는데 이를 동위원소라고 한다. 일부 동위원소는 불안정하여 전자기파나 입자를 방출하며 스스로 붕괴하여 다른 원소로 변화한다. 방사성 동위원소 중 질량수 14인 탄소(¹⁴C)가 초기 질량의 절반이 되는데 걸리는 시간은 약 5,000년 정도이다. 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 전자기파는 강한 에너지를 가지므로 화학결합을 파괴할 수 있다. 또한, 방사성 동위원소가 붕괴되는 과정에서 방출되는 입자는 가까운 거리의 원자들과 충돌하여 화학적 변화를 일으킬 수 있다.

문제 3 · 15점
주기율표상의 탄소(C) 원자량은 12.011이다. 탄소의 원자량이 12가 아닌 이유와 이 값으로부터 추론할 수 있는 내용을 제시문 [나]와 [다]를 참고하여 구술하시오. 수소 원자들과 중성자들이 모여 몇 단계의 핵융합 반응을 거치면서 ¹²C가 생성될 때 에너지의 출입에 대해 추론하고, ¹H의 원자량이 정확히 ¹²C의 원자량의 1/12이 아닌 이유는 무엇인지 구술하시오. [15점]
먼저 구상지에 스스로 정리해 본 뒤 눌러보세요.
1개 — 동위원소와 평균
탄소 원자량이 12.011인 이유는?
2적 — 핵융합 에너지
수소 → 탄소 핵융합에서 에너지는?
3구 — ¹H의 원자량
¹H 원자량이 1이 아닌 이유는?
4종 — 정리
한 문장으로 묶으면?

전체 답변 작성

✏ 모범답안은 문항 1·2·3을 모두 작성한 뒤, 맨 마지막 슬라이드에서 한번에 비교합니다.

초안

수정본

⚠ 감점 포인트

'동위원소 때문'으로만 말하면 두 번째·세 번째 질문이 비어 버립니다. 원자량이 평균값이라는 점, 핵융합에서 질량 결손이 에너지로 방출된다는 점, 그래서 ¹H의 원자량이 ¹²C의 1/12이 아니라는 점까지 이어야 합니다.

"탄소의 원자량은 동위원소의 질량 평균이라 12가 아니고, 핵융합 때 질량 결손이 에너지로 방출되므로 ¹H 원자량도 ¹²C의 1/12이 되지 않습니다."

최종 비교 — 내 답변 vs 모범답안 & 개념 관계 지도

모범답안은 대학이 공식적으로 공개하지 않아 교사가 작성한 것입니다. 정답을 암기하기 위해서가 아니라, 논증의 구조와 개념 사이의 관계를 비교하기 위한 자료입니다.
문제 1· 10점 · 오염수 방류의 문제점
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대학 공식 해설 요지문제 1
(1) [라]에 근거하면 방류된 오염수는 표층류를 타고 다른 지역으로 확산된다. (2) [다]·[마]에 근거하면 방사성 동위원소가 붕괴되며 방출하는 전자기파가 유기물로 이루어진 생물의 화학구조를 변화시킨다(피폭). (3) [마]에 근거하면 해양에 유입된 방사성 동위원소가 생물에 흡수되어 먹이 사슬을 따라 상위 포식자에게 축적된다. 이때는 전자기파뿐 아니라 방출되는 입자도 근거리의 각종 생체 내부 유기 분자의 골격을 파괴할 수 있다.
🔎 아하 포인트 — 개념 관계 지도
[라] 표층 순환
→확산
[마] 먹이 사슬
→축적
[다] 방사선
→화학결합 파괴
확산 → 축적 → 피해의 흐름으로 세 제시문을 잇습니다.
비교하며 스스로 점검할 것
  • 표층 순환으로 확산을 설명했는가
  • 방사선이 생체 분자를 파괴한다는 근거를 들었는가
  • 먹이 사슬을 따른 축적까지 말했는가
문제 2· 15점 · ¹⁴C 연대 추론과 전제
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대학 공식 해설 요지문제 2
(1) 볍씨의 ¹⁴C가 현재의 1/4이므로 [다]의 ¹⁴C 반감기 5,000년을 2번 지난 것이어서 항아리가 만들어진 시기를 약 10,000년 전으로 추론할 수 있다.
(2) 이 추론이 성립하려면 ① ¹⁴C의 붕괴반응이 1차 반응이어야 하고, ② 볍씨 내 탄소는 대기 중 이산화 탄소가 광합성을 통해 유기물로 축적된 것이어야 하며, ③ 과거와 현재의 대기 중 ¹⁴C 농도가 일정해야 한다. (추가 답안: 볍씨와 항아리가 같은 시기에 만들어져야 한다. 볍씨가 항아리에 넣어지면 광합성을 못해 ¹⁴C가 더 축적되지 않고 세포 호흡으로 소모되지도 않는다.)
🔎 아하 포인트 — 개념 관계 지도
¹⁴C 1/4 = 반감기 2회
→5,000×2
약 10,000년 전
→전제 3가지
1차 반응·광합성 축적·대기 농도 일정
계산(10,000년)과 전제(1차 반응, 광합성 축적, 일정한 대기 농도)가 한 세트입니다.
비교하며 스스로 점검할 것
  • 반감기 횟수와 연대를 계산했는가
  • 전제 요건을 두 가지 이상 말했는가
  • 전제가 왜 필요한지 연결했는가
문제 3· 15점 · 원자량과 핵융합의 질량 결손
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대학 공식 해설 요지문제 3
(1) 탄소의 원자량이 12.011인 것은 양성자수가 6개로 같아도 중성자수가 6·7·8개인 ¹²C, ¹³C, ¹⁴C 등 동위원소가 존재하고, 원자량은 이들의 질량 평균값이기 때문이다. 12에 매우 가까우므로 ¹²C가 자연계의 대부분을 차지함을 유추할 수 있다.
(2) 핵융합 과정에서는 질량 결손으로 에너지가 방출된다(E = mc²). 수소가 헬륨을 거쳐 탄소에 이르는 각 단계에서 아주 작은 질량 결손과 이에 따른 엄청난 에너지가 발산된다.
(3) ¹²C의 원자량을 12로 정했으므로 양성자 6개와 중성자 6개의 합이다. [나]에서 중성자가 양성자보다 약 0.1% 무겁다고 했으니 양성자 1개인 ¹H의 원자량은 1보다 작아야 하지만 [나]는 1.0078을 제시한다. 이는 수소에서 탄소로 가는 핵융합 과정에서 질량 결손이 생기기 때문이다.
🔎 아하 포인트 — 개념 관계 지도
동위원소 질량 평균
→12.011
핵융합 질량 결손 E=mc²
→¹H ≠ ¹²C/12
원자량은 평균값이고, 핵융합의 질량 결손이 정수 배 관계를 깹니다.
비교하며 스스로 점검할 것
  • 원자량이 동위원소 질량의 평균값임을 말했는가
  • 핵융합에서 질량 결손과 에너지 방출을 말했는가
  • ¹H의 원자량이 ¹²C의 1/12이 아닌 이유를 질량 결손과 이었는가
구상지 예시교사 작성 · 키워드와 화살표만으로 그린 A4 한 장
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구상지 — 잘 쓴 예시
(가)(다) 반감기 · 동위원소 · 방사선
(나) 원자량 = ¹²C 기준 환산, 중성자 +0.1%
(라)(마) 표층 순환 · 먹이 사슬
[라] 표층 순환→확산[마] 먹이 사슬→축적[다] 방사선→화학결합 파괴
¹⁴C 1/4 = 반감기 2회→5,000×2약 10,000년 전→전제 3가지1차 반응·광합성 축적·대기 농도 일정
동위원소 질량 평균→12.011핵융합 질량 결손 E=mc²→¹H ≠ ¹²C/12
문제 1
찾을 것: ①확산 ②방사선 ③축적
표층류 → 확산
붕괴 방사선 → 유기 분자 파괴
먹이 사슬 → 상위 포식자 축적
문제 2
찾을 것: ①연대 ②전제
¹⁴C 1/4 = 반감기 2회 → 약 10,000년 전
전제: 1차 반응 · 광합성 축적 · 대기 농도 일정
문제 3
찾을 것: ①12.011 ②핵융합 ③¹H
동위원소 질량 평균 → ¹²C 대부분
핵융합: 질량 결손 → E=mc² 방출
¹H = 1.0078: 중성자 +0.1%, 결손
구상지 — 흔한 실수 예시
(가)(다) 반감기 · 동위원소 · 방사선
(나) 원자량 = ¹²C 기준 환산, 중성자 +0.1%
(라)(마) 표층 순환 · 먹이 사슬
[라] 표층 순환→확산[마] 먹이 사슬→축적[다] 방사선→화학결합 파괴
¹⁴C 1/4 = 반감기 2회→5,000×2약 10,000년 전→전제 3가지1차 반응·광합성 축적·대기 농도 일정
동위원소 질량 평균→12.011핵융합 질량 결손 E=mc²→¹H ≠ ¹²C/12
문제 1
오염되어 위험
문제 2
5,000년 전
문제 3
동위원소 때문
✎ 교정 (교사)
문제 1: 제시문 근거(표층 순환·먹이 사슬) 없음
문제 2: 반감기 2회 계산 없음, 전제 요건 빠짐
문제 3: 핵융합·질량 결손으로 이어지지 않음

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