원자력에너지
핵발전의 원리 E = mc2
핵발전 모형도
원자폭탄, 원자로 원자폭탄은 일시에 많은 에너지를 발생시켜야 하므로 우라늄 235를 95%이상 농축하여 사용 원자력발전은 필요한 만큼의 에너지를 장기간에 걸쳐 얻어야 하므로 비싼 비용을 들여서 연료를 고농축할 필요가 없으며 천연우라늄을 사용하거나 우라늄235를 2∼5%정도로 저농축하여 사용
원전연료 천연우라늄에는 우라늄-235가 0.7% 함유 중수로 원전에서는 이것을 성형 가공해서 연료로 사용 경수로 원전에서는 원자로의 특성상 2~5%로 높이는 농축이라는 공정을 필요 4% 정도 농축된 펠렛 1개(5.5g)가 만들어 내는 열에너지는 석유 450ℓ, 석탄 700㎏ 정도를 태울 때 나오는 에너지와 맞먹는 양이다. 원자로에서 3~5년간 핵분열을 하며 연소한 연료는 교체하게 된다.
방사선 폐기물 기체폐기물은 일단 밀폐탱크에 저장한 후 방사능이 기준치 이하로 떨어지면 고성능 필터를 거쳐 대기로 내보내게 된다. 액체폐기물은 저장조에 모았다가 증발장치를 이용해 깨끗한 물과 찌꺼기로 분류한 후 물은 재사용하고, 찌꺼기는 안정된 고화체로 만들어 철제드럼에 넣어 밀봉해 저장한다. 고체폐기물은 압축하여 철제드럼에 넣어 밀봉한 상태로 발전소 내 저장고에 저장된다.
핵폐기물 핵폐기물은 고준위와 중.저준위로 나눌수 있다. 저준위 폐기물은 반감기가 짧은 방사능 물질에 약간 오염된 것을 말한다. (의복, 휴지, 장갑 등) 중준위 폐기물은 방사능 물질을 흡착하여 거르는데 사용하는 필터, 폐유, 이온교환수지 등이 있다. 고준위는 원자로에서 나오는 독성방사능의 대부분을 포함하여 가장 위험한 폐기물이다. 우리나라는 최근에야 경주에 중.저준위 폐기장을 설치하여 2008년부터 사용하고 있다.
원자력발전의 종류 1. 가압경수로(PWR : Pressurized Water Reactor) :우리나라 세계 원전의 60% 정도를 차지하는 원자로로 냉각재와 감속재로 일반 물(水)인 경수(H2O)를 사용하며, 연료는 저농축우라늄을 사용한다. 2. 비등경수로(BWR : Boiling Water Reactor) :후쿠시마 가압경수로 다음으로 많은 약 22% 비율을 차지하는 원자로이다. 냉각재와 감속재로 경수를 사용하고, 그러나 냉각재가 직접 비등하여 증기가 되므로 높은 압력의 유지가 불필요하고, 원자로계통과 터빈계통이 완전 분리가 안되어 방사선 차폐가 어렵다는 단점이 있다. 3. 가압중수로(PHWR : Pressurized Heavy Water Reactor) 캐나다에서 개발해 캔두(CANDU)라고도 불리는 원자로로 냉각재와 감속재로 중수(D2O)를, 연료로는 천연우라늄을 사용하는 것이 가장 큰 특징이다. 연료가 천연우라늄이기 때문에 핵분열 확률을 높여주기 위해 감속재로 경수보다 중성자의 속도를 더 잘 감속시켜주는 중수를 사용하게 된다.
핵융합 에너지 중수소 (D : Duteron) 와 삼중수소 (T : Tritium) 가 융합하여 헬륨과 중성자로 변환
'68년 소련의 아시모비치교수 팀이 처음으로 개발