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2018.03.10 20:35 History

원자력을 이해하려면 방사선을 알아야한다. 방사선이란?

1895년 독일 과학자 뢴트겐은 진공관들을 이용한 실험 중 우연히 X선을 발견함

우라늄에서 뭔지모르는 광선의 발견은?

1896년 프랑스 과학자 베크렐이 우라늄광석을 관찰하던 중 광석에서 X선과 비슷한 광선이 방출되는 것을 발견


방사능이란?

1898년 프랑스의 퀴리 부부가 우라늄 외에도 몇몇 광물들이 베크렐선 같은 광선을 내는 것을 발견, 이들 광물에서 광선이 방출되는 현상을 방사능이라고 명명


방사선이란?

방사선은 방사성물질이 더 안정한 물질로 붕괴되는 과정에서 발생하게된다.


그러니까 방사능은 자연광물에서 자연히 방사선이 방출되는 현상이라고 하는것이다.


원자로에서 중성자를 우라늄원자에 충돌시켜 원자핵을 분열시키면 중성자 2~3가 방출하고 중성자는 다른 원자와 충돌하고 또다시 중성자를 방출한다.

이런 연쇄적인 분열과정에서 질량에너지 동등성에 의해 잃는 질량만큼 에너지를 방출하게 된다. 아인슈타인의 E=mc2이 여기서 적용되는것이다. 에너지 = 질량 × 광속의 제곱

이 에너지질량 등가공식은 

원자력 발전 원리는 우라늄을 핵분열하면서 만들어지는 열로 물을 끓여 터빈을 돌려 전기를 만들어내는 원리다. 

원자력 발전소에서 우라늄을 핵분열하여 모두 소모되면 플루토늄이 만들어진다.

플루토늄은 인공물질이라고한다.


<히로시마원폭에 사용된 팻맨>


핵분열과 핵융합이란?

핵분열은 우라늄원자핵에 중성자를 충돌시켜 분리시키는 과정에서 에너지를 꺼내는것이고

핵융합은 중수소와 삼중수로를 합쳐서 중성자1개와 헬륨을 만들어내는것이다.

핵융합과정은 태양에서일어나는 과정을 그대로 핵발전소에서 이러나며 작은 태양을 만드는 일이라고 할수 있다.

천연우라늄과 농축우라늄 차이?

0.72%의 235U만 들어있는 천연 우라늄에서 235U의 농도를 3~5%로 농축시킨 것이 농축 우라늄이라고한다.


<플루토늄>


핵폭탄 우라늄 농도는?

핵폭탄에 쓰는 우라늄은 99%가 우라늄-235이고 1%가 우라늄-238이다.

<아이언맨원 동력원>


석탄과 우라늄의 에너지 방출차이는?

골프공크기의 우라늄과 석탄의 방출에너지를 비교하면 300만배의 차이가 난다고한다.

(아이언맨 토니스타크의 아크원자로 : 팔라듐 원자로)


핵발전소 원리는?

우라늄 235는 그냥 혼자서 핵분열하는 것이 아니다. 중성자를 흡수하여 불안정해지고 우라늄 원자핵은 세슘,루비듐,요오드,이트륨 같은 2개의 다른 원자핵과 중성자로 분열한다. 이 때 질량 손실로 인해 막대한 열이 발생한다. 


화성탐사로봇 큐리오시티에 탑재된 플루토늄 전지

posted by 오픈아크 리더스 오픈아크
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