원자력발전 원리

원자력발전 원리   원자력 에너지 모든 물질을 구성하는 원자. 원자는 양자와 중성자로 되어있는 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 구성되어 있습니다. 우라늄과 같이 무거운 원자핵이 중성자를 흡수하면 원자핵이 쪼개지는데, 이를 핵분열이라고 합니다. 원자핵이 분열할 땐 많은 에너지와 함께 2~3개의 중성자가 나옵니다. 그 중성자가 다른 원자핵과 부딪치면 또다시 핵분열이 일어나고, 이런식으로 계속해서 핵분열이 이어지는 것을 핵분열 연쇄반응이라고 합니다. 그리고 이 과정에서 생기는 막대한 에너지가 바로 원자력입니다. 우라늄 1그램이 전부 핵분열할 때 나오는 에너지는 석유9드럼, 석탄3톤을 태울 때 나오는 에너지와 맞먹는 양입니다. 원자력발전소의 심장, 원자로 원자로는 우라늄 연료가 핵분열을 일으키는 곳으로, 원자력발전의 심장이라고 할 수 있습니다. 보통 25cm의 두꺼운 강철로 만들어졌으며, 핵분열의 연쇄반응 속도를 조절하고 필요한 만큼의 에너지를 안전하게 뽑아 쓸 수 있게 하는 일을 합니다. 이 원자로 안에는 핵분열을 일으키는 연료와 핵분열 연쇄반응을 도와주는 감속재(물이나 흑연), 열을 전달하는 냉각재, 연쇄반응속도를 조절하는 제어봉등이 들어있습니다. < 핵분열 에너지 > 핵분열로 에너지를 얻을 수 있는 것은 아인슈타인의 상대성이론을 기초로 하고 있습니다. 즉 '에너지 질량 등가법칙(E =mc2)'으로 핵분열 전후에 발생한 원자핵의 무게 차이(질량결손)만큼 에너지가 발생한다는 원리입니다. (E =에너지, m=물체의 정지질량, c=빛의 속도) < 감속재와 제어봉 > 감속재는 핵분열에 의해 생성되는 고속중성자의 속도를 낮추어주는 역할을 하며, 원자로의 종류에 따라 물, 흑연 등이 쓰입니다. 그리고 원자로에서 핵분열 연쇄반응을 일정하게 지속시키기 위해서는 핵분열을 일으키는 중성자의 수를 적절히 조절해야 되는데, 이때 사용하는 것이 흡수물질로 만들어진 제어봉입니다. 원자력발전 원리 원자력 발전은 화력 발전과 마찬가지로 증기의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 만듭니다. 다만 차이가 있다면 화력 발전은 석유나 석탄을 태운 열로 증기를 만드는 점입니다. 우라늄 1그램(g)이 분열할 때 생기는 에너지는 석탄 약 3톤이 완전 연소될 때 생기는 에너지와 같다고 합니다. 바꾸어 말하면 우라늄은 석탄보다 약 300만 배의 열을 낸다고 합니다. 이런 막대한 열을 발생시킬 수 있는 원자로에서 핵분열을 발생 시키고 거기서 나오는 열을 이용하여 증기를 발생시킵니다. 그 증기의 힘으로 “터빈”을 돌리고 그것을 발전기에 연결하여 전기를 생산하게 됩니다.