원자력 발전.

Presentation on theme: "원자력 발전."— Presentation transcript:

1 원자력 발전

2 학습 목표 핵분열과 에너지에 대해 설명할 수 있다. 핵분열 연쇄 반응에 대해 알 수 있다. 원자로의 구성을 설명할 수 있다.
원자력 발전의 원리를 이해 할 수 있다. 원자력 발전의 종류에 따라 각각의 특징을 알 수 있다. 9-2조 원자력 발전

3 원자력 발전의 개요 원자력 발전 우라늄, 토륨, 플루토늄 등의 핵연료가 원자로 내에서 핵분열 할때 발생되는 열 에너지로써 증기를 발생시켜 증기 터빈을 가동하여 전력을 얻는 것 우라늄 1그램 = 석유9드럼 = 석탄3톤 = 천연가스 140만g 9-2조 원자력 발전

4 원자의 구조 아톰(atom): 가장 기본적인 알맹이 원자의 구조 원자핵 (양성자 +중성자) 전자 9-2조 원자력 발전
1919년 영국의 러더퍼드(Rutherford, E. N.)경이 원자의 맨 가운데를 차지하고 있는 아주 작은 원자핵의 반지름을 거의 정확히 측정함 이로 부터 얼 후에는 독일의 한(Hahn, Otto)박사가 원자핵을 처음으로 깨는 데 성공 9-2조 원자력 발전

5 핵분열과 에너지 핵분열 핵 입자나 방사선의 충돌에 의해 두 개 원자핵으로 갈라지는 현상
무거운 원자의 특성 : 원자번호가 큰 원소는 중성자를 흡수하면 핵은 2개 이상으로 쪼개어지기 쉬움 핵분열 과정 U-235의 원자핵은 중성자를 받아들이면 2개의 다른 원소와 약 2개 정도의 중성자로 쪼개짐. 즉 U-235가 중성자를 흡수하면 원자핵이 2개로 쪼개지고 이때 많은 에너지와 함께 2~3개의 중성자도 함께 나옴. * 우선 핵분열 1차 과정 자체만 설명한 것이다. 2page후에 이들의 연속과정 모형을 제시 하겠다. 9-2조 원자력 발전

6 핵분열과 에너지 핵분열 에너지 핵분열에 의해 생성된 원소를 핵분열 생산물이라 함
핵분열 생성물의 무게가 핵분열 전보다 가벼워지는데, 이 가벼워진 만큼의 무게가 방대한 에너지로 발산 X와 Y의 우라늄이 분열하여 생긴 새로운 원자이다. 여기서 n이 중성자를 말하는데 반응전의 중성자는 열중성자, 반응후의 중성자는 고속중성자라 한다. 열중성자 : 속도가 느린 중성자 고속중성자 : 속도가 빠른 중성자 9-2조 원자력 발전

7 핵분열 연쇄 반응 핵분열 연쇄반응 핵분열 시 튀어나온 2~3개의 중성자가 다른 원자핵에 흡수되어 다시 핵분열이 일어남이 반복되는 현상 연쇄반응이 짧은 시간에 일어나면 많은 열과 방사선을 방출하는 폭발이 일어남 연쇄반응 속도 적절히 조절하면 일정한 출력 얻을 수 있고 이를 위해 만든 장치가 원자로 9-2조 원자력 발전

8 원자로의 구성(4) 원자로의 단면도 9-2조 원자력 발전

9 원자력 발전의 원리 원자력발전의 원리.swf 9-2조 원자력 발전
* 핵분열->열발생->냉각제온도상승->급수를수증기로->수증기는 터빈을 돌림 * 냉각제는 다시 원자로 속으로 들어가 반복 * 급수는 터빈을돌린후 바닷물에의해식혀져 보통물이 됨 9-2조 원자력 발전

10 원자력 발전의 종류 가압수형 원자로(PWR)
원자로 내의 압력을 150~160기압 정도로 올려 물의 온도를 300℃ 정도로 가열할 수 있도록 만들어 그 열로서 수증기를 만들고 팽창된 수증기의 힘으로 터빈을 회전시켜 발전하는 형식 우리나라는 월성원자력 발전소를 제외한 모든 원자력발전소가 가압경수로형임 9-2조 원자력 발전

11 원자력 발전의 종류 ① 원자로 ② 가압기 ③ 증기발생기 ④ 냉각재펌프 ⑤ 주급수펌프 ⑥ 저압터빈 ⑦ 고압터빈 ⑧ 복수기 ⑨ 발전기 ⑩ 원자로건물  9-2조 원자력 발전

12 원자력 발전의 종류 비등수형 원자로(BWR)
원자로 원자로 안의 압력을 가압 경수형보다 좀 낮게 하여 원자로 속에 있는 물을 직접 끓게하여 수증기를 만들고 그 힘으로 터빈을 회전시켜 발전하는 형식 9-2조 원자력 발전

13 원자력 발전의 종류 가압중수로 냉각재와 감속재로 중수를, 연료로는 천연우라늄을 사용. 연료가 천연우라늄이기 때문에 핵분열 확률을 높여주기 위해 감속재로 경수보다 중성자의 속도를 더 잘 감속시켜주는 중수를 사용. 클릭(3D 모형) * 우리나라의 월성원자력발전소가 가압중수로형. 9-2조 원자력 발전

14 우리나라의 원자력 발전의 현황 9-2조 원자력 발전

15 원자력 발전의 안전 원자력 발전은 화력 발전과는 다르게 연료를 태우는 것이 아니기에 대기 중에 공해 물질을 배출하지 않는 에너지 발생법이나 방사성 물질이 외부로 흘러 나가면 인체에 큰 해를 끼치게 되므로, 안전이 중요한 문제임 안전을 위하여 원자로는 방사선 물질이 외부로 누출되지 못하도록 다중 방호벽 설치 9-2조 원자력 발전

16 원자력 발전의 전망 현재 우라늄 등을 이용한 핵붕괴에 따른 에너지를 얻지만 향후에는 수소를 이용한 핵융합에 의한 발전소로 대체
핵융합의 원료로 쓰이는 수소는 무한대 가까이 얻을 수 있고, 환경에 아무런 영향을 미치지 않으므로 미래의 좋은 대체에너지로 전망되고 있음 9-2조 원자력 발전

17 형성 평가 원자력 발전은 무슨 반응을 이용하여 에너지를 얻는가? 고속 중성자를 열중성자로 감속해 주는 것은?
원자로가 연중 정상적 운전을 위해 핵분열시 발생되는 중성자 수를 항상 일정하게 만들어 주는 것은? 원자로 내의 압력을 150~160기압 정도로 올려 물의 온도를 300℃ 정도로 가열할 수 있도록 만들어 그 열로서 수증기를 만들고 팽창된 수증기의 힘으로 터빈을 회전시켜 발전하는 형식은? 핵분열 연쇄 반응 감속재 제어봉 가압경수로형 9-2조 원자력 발전