개념 한 쪽
전기공사기사 원자력의 이론과 원자로 — 비등수형 원자로와 냉각재·감속재
원자력의 이론과 원자로 세트는 비등수형 원자로의 연료와 냉각재, 원자로 냉각재가 갖추어야 할 조건, 고속중성자를 열중성자로 바꾸는 감속재의 역할과 조건, 그리고 액체 나트륨을 냉각재로 쓰는 패스트 브리더 원자로를 묻는다. 비등수형 원자로는 농축 우라늄을 연료로 쓰고 경수를 냉각재와 감속재로 함께 쓰며, 원자로 안에서 물이 끓어 만든 증기로 직접 발전기를 돌린다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
비등수형 원자로는 연료로 농축 우라늄을 쓰고, 물을 냉각재이자 감속재로 쓴다. 원자로 내부에서 연료가 낸 열로 물이 직접 끓어 증기가 만들어지고, 그 증기가 발전기를 돌린다. 감속재와 냉각재로는 주로 경수를 쓰므로, 헬륨이나 액체금속을 쓴다고 서술한 선지는 틀린 설명이 된다.
원자로의 냉각재는 연료에서 발생한 열을 잘 빼앗아야 하고 열을 잘 전달해야 한다. 열을 많이 저장하는 성질 곧 열용량이 커야 하며, 중성자를 많이 흡수하지 않아야 핵반응을 방해하지 않는다. 방사능을 적게 띠고 부식성이나 불순물이 없어야 한다는 것도 조건이다. 반대로 중성자를 많이 흡수하는 성질은 냉각재에 요구되는 조건이 아니다.
감속재는 핵분열로 생긴 고속중성자의 속도를 줄여 열중성자로 바꾸는 물질이다. 중성자를 느리게 해야 핵분열이 더 잘 일어나므로 물이나 그래파이트 같은 물질을 넣는다. 감속재는 가벼운 원자들로 구성되어야 감속이 잘 되고, 중성자를 불필요하게 흡수하지 않아야 한다. 질량이 큰 원자는 감속 효율이 떨어져 적합하지 않다.
고속중성자를 감속시키지 않고 냉각재로 액체 나트륨을 사용하는 원자로는 패스트 브리더 원자로이며, 영문 약어로 FBR이라고 쓴다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 비등수형 원자로 — 농축 우라늄을 연료로 쓰고 경수를 냉각재와 감속재로 함께 쓰며, 원자로 안에서 직접 증기를 만든다. ② 냉각재 — 열을 잘 전달하고 열용량이 크며 중성자 흡수가 적어야 한다. ③ 감속재 — 고속중성자를 열중성자로 바꾸며, 가볍고 중성자를 불필요하게 흡수하지 않는 물질이 적합하다.
자주 묻는 물음
- 비등수형 원자로의 특징은?
- 농축 우라늄을 연료로 쓰고 경수를 냉각재와 감속재로 함께 씁니다. 원자로 내부에서 물이 끓어 직접 증기를 만들고 그 증기로 발전기를 돌립니다.
- 고속중성자를 열중성자로 바꾸는 작용을 하는 것은?
- 감속재입니다. 물이나 그래파이트 같은 물질로 중성자의 속도를 줄여 핵분열이 잘 일어나게 합니다.
- 감속재가 갖추어야 할 조건은?
- 가벼운 원자들로 구성되어 감속이 잘 되어야 하고, 중성자를 불필요하게 흡수하지 않아야 합니다. 질량이 큰 원자는 감속 효율이 떨어집니다.
전기공사기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.