이곳은 개발을 위한 베타 사이트 입니다.기여내역은 언제든 초기화될 수 있으며, 예기치 못한 오류가 발생할 수 있습니다.문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 핵연료 (문단 편집) == 개요 == {{{+1 Nuclear Fuel · [[核]][[燃]][[料]]}}} [[원자력]] 발전에서 핵분열 반응을 일으키기 위해 필요하다. [[원자로]]에서 에너지(또는 열)를 만들기 위해서는 핵연료가 필요하다. 핵분열 반응에 이용되는 핵연료는 핵분열성 물질(fissile material)을 가리킨다. 대표적인 예는 [[우라늄]]-233, [[우라늄]]-235, [[플루토늄]]-239 이다. 자연계에는 [[우라늄]]-235만 존재한다. [[우라늄]]-233은 [[토륨]]-232가 중성자를 흡수하고 붕괴되는 과정을 거쳐 생성된다. [[플루토늄]]-239는 [[우라늄]]-238이 중성자를 흡수하고 붕괴되는 과정을 거쳐 생성된다. 핵분열성 물질을 만든 [[토륨]]-232와 [[우라늄]]-238을 핵원료성 물질(fertile material)이라고 한다. 핵분열성 물질과 핵원료성 물질을 통칭하여 핵분열가능 물질(fissionable material)이라고 한다. [[우라늄]]-235에 [[열중성자]](thermal neutron) 1개가 충돌하면 [[우라늄]]-235는 핵분열된다. 이때, [[우라늄]]-235는 2개의 원자로 핵분열되고, 2 또는 3개의 [[고속중성자]](fast neutron)를 생성한다. 원자력 발전은 핵분열 전의 [[우라늄]]-235와 [[열중성자]] 1개의 질량 합과 핵분열 후에 쪼개진 2개의 원소와 2 또는 3개의 [[고속중성자]] 질량 합의 차이를 이용한다. 핵분열 전의 질량 합이 핵분열 후의 질량 합보다 크다. 이때, 줄어진 질량만큼 에너지(또는 열)이 생긴다. 핵분열 1회당 발생하는 약 200 [[전자볼트|MeV]]의 열은 주변의 냉각재(물, 염, 또는 기체)의 온도를 증가시킨다. 또한, [[고속중성자]]는 주변의 [[감속재]]에 의해 속도가 느려져 [[열중성자]]가 된다. [[열중성자]]는 핵분열 반응에 다시 기여한다. 이를 연쇄반응(chain reaction)이라고 한다.[* 생물학, 의학 용어와의 구분을 위해, 핵 연쇄 반응이라는 용어를 사용하기도 한다.] 자연계에서 채취한 천연우라늄에서 [[우라늄]]-235의 농도는 약 0.7%이고, 나머지 약 99.3%는 [[우라늄]]-238이다. 천연우라늄을 이용해 [[원자력]] 발전에 이용할 수 있다. 국내에 가동 중인 월성 [[중수로]](hevvy water) 원자력발전소가 대표적인 예이다. [[우라늄]]의 효율적인 쓰임을 위해 [[우라늄]]-235의 농도를 높이는 과정을 농축(enrichment)이라고 한다. 농축을 통해 더 많은 [[우라늄]]-235를 [[원자력]] 발전에 이용하는 것이다. 국내 뿐만 아니라 전세계 대부분의 국가에서 가동 중인 [[경수로]](light water) 원자력발전소는 [[우라늄]]-235가 약 3-4%로 농축된 핵연료를 사용한다. 한편, 농축에 쓰여 [[우라늄]]-235의 농도가 천연우라늄의 농도보다 낮아진 [[우라늄]]을 [[열화우라늄]](depleted uranium)이라고 한다. [[우라늄]]-235는 핵분열성 물질 중 하나이다. 다른 핵분열성 물질인 [[우라늄]]-233이나 [[플루토늄]]-239가 전부 혹은 일부 [[우라늄]] 섞인 핵연료가 과거에 개발되었고 현재도 개발 중이다. [[우라늄]] 금속은 녹는점이 낮다. 또한, 고상에서도 3개의 상(phase)를 갖고 있어 상변태 시 부피 변화를 수반한다. 금속 [[우라늄]]을 핵연료에 이용하기 어려움이 있다. [[우라늄]]은 이산화우라늄(uranium dioixde) 형태의 핵연료에 가공되어 이용된다. [[우라늄]]은 [[산화물]] 형태의 핵연료 이외에 [[질화물]](nitride)나 [[탄화물]](carbide) 형태의 핵연료도 과거에 개발되었고 현재도 개발 중이다. 이산화우라늄은 통상적으로 펠렛(pellet) 형태로 가공된다. 미세구(microsphere), 용융염(molten salt) 등의 다양한 형태로 과거에 개발되었고 현재도 개발 중이다. 토륨은 [[우라늄]]에 비해 지구상에 약 3배 많다. 지역적인 편차도 없으며, 특히 우리나라에도 있다. [[우라늄]]-235의 농축 정도에 따라 저농축우라늄(low enriched uranium, LEU)와 고농축우라늄(high enriched uranium)으로 구분된다. [[우라늄]]-235의 농도가 5-20%을 저농축우라늄이라고 하고, [[우라늄]]-235의 농도가 20% 이상을 고농축우라늄이라고 한다. 핵무기 제조에는 [[우라늄]]-235의 농도가 90% 이상이 필요하다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기