아주 잘 만드셨는데 수정할 게 한 가지 있네요. 천연 우라늄을 사용하는 중수형 원자로에서 중수를 사용하는 이유는 중수가 경수보다 중성자를 덜 흡수하기 때문입니다. 중수소는 보통 수소 보다 중성자 감속 능력은 약합니다. 한편, 중수소는 그 원자핵이 양성자와 중성자 하나씩으로 이미 짝을 이루고 있기 중성자 흡수를 잘 안하려고 합니다. 반면 보통 수소핵은 중성자 하나를 흡수해서 짝을 이루어 안정해지려고 합니다. 그래서 보통 물은 중성자를 잘 흡수하는 물질이기도 합니다.
외람되지만, 5:20 의 중수가 사용되는 이유가 실제 이유와는 다릅니다. 중성자는 더 가벼운 물질과 부딪힐때 더욱 감속이 많이 됩니다. 당구공을 예시로 들 수 있는데요, 당구공1이 동일한 무게인 당구공2와 부딪히면, 탄성충돌을 통해 당구공1은 속력이 0이되고, 당구공 2는 당구공 1이 가졌던 속력을 가지게 되는 것이지요. 하지만 당구공1이 본인보다 훨씬 더 무거운 물체 (예를들면 벽) 과 부딪히면당구공의 속도는 감속되지 않고, 그대로 튕겨 나가는 것을 볼수 있습니다. 여기서 당구공1을 중성자, 당구공2는 경수, 벽은 중수로 대입할 수 있겠습니다. (실제로 중수는 경수에 비해 그정도로 무거운것은 절대 아니지만, 예시로 든 것입니다. 굳이 대입하자면 벽은 우라늄 238 정도가 맞겠습니다.) 중수로가 천연우라늄을 사용할 수 있는것은, 경수에 비해 중수의 중성자 흡수율이 월등히 낮기 때문입니다. 따라서 더 적은 중성자가 발생하는 천연우라늄을 사용하더라도, 중수에 흡수되는 중성자 수가 경수에 비해 매우 작기에 중수로에서 천연우라늄을 사용할 수 있는 것입니다 :)
사실 원자로의 출력제어는 제어봉이 아니라 원자로냉각수의 붕산농도로 제어합니다. 제어봉은 항상 100% 위로 올라가있고 중앙제어실에서 붕산의 농도를 계산및 투입하는 형식입니다. 또한 원자로 냉각수의 수질은 증류수보다 불순물이 없는 상태로 운용합니다. 원자로 냉각수에 불순물이 섞여있다면 배관의 손상이 일어날수있기에 증류수보다 더 순수해야하기때문입니다. 이를 위한 냉각수여과시설도 따로 부지안에 지어놓습니다.
원자력발전소에 대해 좀 더 중립적인 시각을 갖는 데 도움이 많이 되었습니다. 이해하기 쉽게 제작해주셔서 너무 감사하네요. 하지만 아직 핵연료봉 처리가 해결되지 않은 숙제라...이 부분이 해결되기 전까지는 전기를 아끼고 또 아껴 쓰는 수밖에 다른 방법이 없지 않을까 싶어요.
터지면 답이 없긴 하지만... 실제로도 매우 안전하고 튼튼하게 짓습니다. 체르노빌 사태의 경우에는, 원전 관리담당자들이 억지로 폭파시키려고 한 수준의 사고구요, 현대의 원자력 발전소들은 기능 조작만으로는 절대 터뜨릴 수 없을 정도로 대비를 해놓는 편입니다. 후쿠시마의 경우에는, 천지재해(쓰나미)와 인재(부적절한 대응)가 겹쳐서 일어난 사고구요.
1.여러가지 많은 내용을 새롭게 배울 수 있었습니다. 고맙습니다 2.근데 궁금한 점이 몇가지 생겼습 니다. 3.우라늄을 세라믹으로 밀봉하여 펠럿을 만들고 연로봉으로 감싼다 하였는데, 그럼 중성자를 어떤 방법 으로 펠럿 내부로 침투시키지요? 4.감속제인 경수는 펠럿을 감싼 원 료봉 밖으로 돌아댕길 것인데, 펠럿 내부에서 돌아댕길 중성자 의 속도를 어떻게 줄일 수 있나요?
세라믹도 결국은 분자들의 결합으로 이루어진 구조물입니다. 사람 눈에 안 보일 정도의 사이즈로 결합이 되어있을뿐, 그들보다 훨씬 작은 중성자는 언제든지 통과가 가능할 정도의 간격을 가지고 결합이 되어있는거죠. 그래서 중성자는 세라믹 구조를 뚫고 펠렛 밖으로 나올 수 있습니다. 그렇게 튀어나온 중성자는 물에 의해 감속이 되고 또 다른 펠렛을 뚫고 들어가 그 안에 있는 우라늄과 반응하여 핵분열이 발생합니다.
원자력 발전 분야에 종사하신 여러분들이 많이 계시는군요. 참고로 한국 표준 원자력 발전소 주기기인 터빈, 발전기는 미국 G.E사, 핵반응로는 미국 Westinghouse에서 설계한 것을 표준으로 사용하고 있지요. G.E사의 Steam Turbine 설계자동화 시스템 개발 참여하고 온 것이 거의 30년이나 되었는데 이제는 100% 독자설계 기술을 가지고 있는지 궁금하군요. RCP국산화 하는 팀이 옆에 있었는데 많이 헤메다가 못하고 해산된 기억이 있습니다. SMR개발쪽에는 가장 큰 문제가 운전 정지가 되면 그 즉시 모든 기기나 파이프들이 완전 염류로 꽉 찬 상태에서 고화가 되기 때문에 그걸 어떻게 해결하냐가 관건입니다. * 원자력이든 뭐든 미국 기술이 넘사벽이라는 것을 30년전에 확실히 체험 했으며 한국기술은 미국의 30년 기술근처도 못가니 열심히 기술을 배우고 익히고 공학 하는 사람들이 대우받는 시대가 오길 막연한 기대를 해 봅니다.
![원자력 발전소는 어떻게 작동할까? [2편] 원자력 발전소의 구조와 작동방식](/img/logo.svg){kind=logo}
