원자력발전은 원자로 내에서의 핵분열 반응에 의한 에너지로 물을 끓여 증기를 만들고 이 증기로서 터빈을 돌려 발전을 하는 방식이다. 핵 연료봉에 저장된 핵연료의 분열이 일어나면서 연료봉은 뜨거워지고 이 주위로 물을 흐르게 하여 뜨거운 증기를 만들고 이 증기로 터빈을 구동시켜서 발전기가 돌아가게 하는 원리이다.
□ 핵 분 열
우라늄 235원자의 원자핵이 중성자를 흡수하면 2개의 다른 원자핵으로 분열 하는 것을 핵분열이라고 한다. 이때 분열하는 원자핵은 전혀 다른 물질로 변화하면서 엄청난 열을 발생하게 되고 동시에 중성자가 2~3개가 발생하여 튀어나간다. 이때 튀어나가는 새로운 중성자가 또 다른 우라늄 235원자와 충돌하여 원자로 내에서는 지속적인 핵분열반응이 가능해진다.
□ 원 자 로
원자력 발전의 핵심은 원자로에 있다. 원자로는 화력발전소로 따지면 연료를 태워 증기를 발생시키는 보일러인 셈이다. 우라늄이 핵분열을 통해 감소된 만큼의 질량이 에너지로 변하는 곳이다.
원자로 안에는 물이 채워져 있고 물속에는 두 종류의 봉이 담겨져 있다. 여기서 물은 원자핵 분열이 잘 일어나기 위해 중성자의 속도를 감속시켜주는 감속재 노릇을 한다. 핵분열 후 생성되는 중성자의 속도가 너무 빠르기 때문에 속도를 늦춰 다른 핵에 부딪칠 확률을 낮춘다.
감속재에 사용되는 물이 보통 물이면 경수로이고 무거운 물을 사용하면 중수로다. 흑연을 사용하면 흑연감속로다.
경수로는 쉽게 구할 수 있는 수소와 산소로 이루어진 보통의 물을 사용하는 대신에 약간 농축된 우라늄(저농축 우라늄,2-4%)을 원료로 써야 하고, 중수로는 경수 보다 수소 원자가 무거운 물을 사용하는 대신에 청연 우라늄(농축도 0.7%)을 사용하기 때문에 원료값이 싸다는 장점이 있다.
2012.05.16
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