원자력 발전 원자로 종류

비등수형과 가압수형 원자로

경수로 원자로는 일반 물인 경수를 감속제와 냉각제로 사용하는 원자로이다.

 

경수로 원자로에는 크게 비등수형 원자로와 가압수형 원자로가 있다.

 

비등수형 원자로(Boiling Water Reactor)는 물을 끊여 터빈을 직접 돌리는 방식이다. 고방사능 물이 터빈을 직접 돌리기 때문에 누출이 되지 않도록 주의 해야 한다.

 

가압수형 원자로(Pressurized Water Reactor)는 압력을 높여 물이 끊지 않도록 하고 열교환기를 통해 열을 전달한 후 터빈을 돌리는 방식이다. 물의 순환 계통이 2개로 분리되어 있다.

 

우라늄

천연 우라늄은 우라늄-238과 우라늄-235 등의 동위원소로 구성된다. 천연 우라늄은 우라늄-238이 99.2742%이고 우라늄-235는 0.7024%으로 대부분이 우라늄-238로 구성되어 있다.

 

원자력 발전이나 원자폭탄에 사용되는 우라늄은 우라늄-235이며, 우라늄-235의 비중을 높인 우라늄을 농축 우라늄(Enriched Uranium)이라고 한다. 

 

20% 이하는 저농축 우라늄, 20% 초과는 고농축 우라늄이라고 한다. 원자력 발전에는 5-20% 정도의 저농축 우라늄이 사용되고 원자폭탄에는 85% 이상의 고농축우라늄이 사용된다.

 

우라늄-235와 우라늄-238의 화학적 성질이 같고 원자질량만 1.3% 정도의 차이가 나기 때문에 우라늄-235와 우라늄-238의 분리는 매우 까다롭고 많은 에너지와 시간이 필요하다.

 

원자로 주기

원자로 주기(Reactor Period)는 중성자 수가 e 배 (2.718배) 증가하는 시간을 의미한다. 원자로 주기가 짧으면 중성자 수가 급격하게 증가한다.