원자로와 핵연료

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원자로와 핵연료의 차이

원자로 vs. 핵연료

스위스의 로잔공과대학의 소형 연구로인 CROCUS의 노심 원자로(原子爐) 또는 핵 반응로(核反應爐)는 핵분열 시 발생하는 열을 전력 생산에 이용하거나, 중성자와 방사선 같은 물질의 기본 입자들을 얻어 과학적인 연구와 기술개발에 활용하기 위하여 만든 장치로, 핵분열을 지속적으로 유지하고 제어할 수 있. 원자로는 대부분 전기 에너지를 만드는 데 사용되고, 선박을 위한 동력으로 사용. 원소들이 가지고 있는 결합 에너지의 비교 핵연료(核燃料)는 원자력발전소에서 전기를 생산하는 데 필요한 에너지를 핵분열 반응을 통해 내는 방사성물질을 말. 핵연료는 발전용 원자로 내에서 중성자를 흡수해 핵분열을 일으킴으로써 열을 발생시키는 데 필요한 재료이며, 연구용 원자로에서는 핵분열을 일으켜 중성자와 열을 생산하는 물질로 사용되고 있. 현재 가동 중인 국내 원자력발전소는 가압경수로형과 가압중수로형이 있. 경수로형에서는 우라늄-235 함량 3~5%의 농축우라늄을 연료로 사용하고 있으며, 중수로형에서는 우라늄-235 함량 0.7%의 천연우라늄을 그대로 쓰고 있. 또한 연구로에서는 대부분 20% 농축도의 우라늄을 핵연료로 사용하지만, 초창기 연구로에서는 90% 이상 고농축 우라늄이 쓰이.

CANDU

CANDU(CANada Deuterium Uranium)는 캐나다가 독자적으로 개발한 가압 중수로이.

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리튬

리튬(←)은 알칼리 금속에 속하는 화학 원소로, 기호는 Li(←)이고 원자 번호는 3이.

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마그녹스

마그녹스 원자로의 간략도. 이산화탄소의 흐름이 나타나 있다. 타 원자로와는 달리 열교환기가 콘크리트 격납용기 밖에 있는 것을 주목해서 볼 필요가 있다. 이 간략도는 원통형에다가 강철 압력 용기를 장착한 초기 마그녹스 디자인을 묘사하였다. 마그녹스(Magnox)는 원자로 형식중의 하나로, 영국에서 핵무기급 플루토늄생산과 발전용으로 쓰려고 개발한 원자로이.

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방사성동위원소 열전기 발전기

시니호, 갈릴레이호 RTG에 사용된 산화플루토늄(238)의 펠렛, 62와트의 출력을 낸다. 발사 전에 카시니-하위헌스 호 RTG를 조사하는 모습 뉴 허라이즌스 호 손상되고 허물어저가는 소련의 스트론튬 90 RTG 아폴로 14호의 SNAP-27 RTG 방사성동위원소 열전기 발전기(radioisotope thermoelectric generator, RTG)는 방사성 붕괴열을 이용하는 발전기로, 원자력 전지중 한 부류이.

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가압수형 원자로

압수형 원자로(加壓水型原子爐), 가압 경수로는 압력을 가한 물을 냉각재와, 중성자 감속재로 쓰는 원자로이.

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베릴륨

베릴륨(←)은 알칼리 토금속에 속하는 화학 원소로 기호는 Be(←)이고 원자 번호는 4이.

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비등수형 원자로

비등수형 원자로 Mark I의 일반적인 단면도 비등수형 원자로(Boiling Water Reactor, BWR)은 경수를 쓰는 발전용 원자로종류중 하나이며, 가압수형 원자로와 더불어 두 번째로 전력생산에 많이 쓰이는 원자로이.

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이산화 탄소

이산화 탄소의 구조 이산화 탄소(二酸化炭素)는 탄소 원자 하나에 산소 원자 둘이 결합한 화합물이.

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흑연

흑연 흑연(黑鉛) 또는 석묵(石墨)은 탄소의 동소체 중 하나이.

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흑연감속 비등경수 압력관형 원자로

RBMK 또는 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로(黑鉛減速沸騰輕水壓力管型原子爐)는 소비에트 연방이 개발한 원자로 형식으로, 러시아어 Реактор Большой Мощности Канальный(채널형 고출력 원자로)의 첫글자를 따서 RBMK라고 부르며, 현재는 소비에트 연방이 만든 흑연감속 원자로의 뜻으로만 사용.

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체르노빌 원자력 발전소 사고

르노빌 원자력 발전소 사고() 또는 체르노빌 참사()는 1986년 4월 26일 1시 24분(모스크바 기준 시간)에 소비에트 연방 우크라이나 SSR의 체르노빌 원자력 발전소에서 발생한 폭발에 의한 방사능 누출 사고를 말. 사고는 전원 공급 상실 상황에서 부하 검사, 즉 비상 발전 전원이 들어오기 전까지 터빈의 관성력으로 얼마만큼 발전이 가능한 지에 관한 실험을 진행 중 일어.

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헬륨

헬륨(←)은 화학 원소로, He(←)이고 원자번호는 2이.

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소련

소비에트 사회주의 공화국 연방(), 약칭 소비에트 연방()또는 소련(蘇聯) 은 1922년 12월 30일부터 1991년 12월 26일까지 유라시아 북부에 존재하였던 세계 최초의 공산주의 국가였.

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핵융합

중수소-삼중수소(D-T) 핵융합 반응은 핵융합 발전의 가장 유력한 방식으로 여겨진다. 물리학에서 핵융합(核融合, nuclear fusion)은 핵분열과 상반되는 현상으로, 두 개의 원자핵이 부딪혀 새로운 하나의 무거운 원자핵으로 변환되는 반응이.

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핵연료 주기

핵연료 주기() 혹은 핵연료 사슬은 핵연료가 다른 과정을 거치면서 일어나는 과정이.

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원자력 발전소

온타리오 주의 피커링 원자력 발전소 원자력발전소) 또는 핵발전소는 원자력을 이용하여 발전을 하는 발전소이다. 물을 끓여 수증기를 만들고 이 수증기를 이용해 터빈을 돌려 전기를 생산한다는 점에서는 화력발전과 동일하지만, 화력발전은 석탄, 가스, 석유 등의 화석연료를 태워서 물을 끓이는 데 반해 현재 원자력발전에서는 핵분열에서 나오는 에너지를 이용해 물을 끓인다는 점에서 차이가 있다. 그러므로 화력발전은 온실가스의 배출이 많지만 원자력 발전은 온실가스의 배출이 거의 없어 친환경에너지라고 한다. 하지만 발전과정에서 불가피하게 발생하는 방사선 및 방사성 폐기물을 엄격하게 관리해야 한다. 현재 사용되는 연료로는 우라늄 235를 농축시킨 농축 우라늄과 천연 우라늄등을 사용한다. 현재는 플루토늄을 우라늄과 같이 혼합한 혼합 산화물 연료(MOX 연료)가 시험 중에 있다.

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