안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
원자력 발전소는 현재 우라늄 기반의 핵분열을 사용해요.
우라늄은 동위원소가 꽤 많은데요. 그 중 우리는 U235를 사용합니다. 우라늄 봉에는 U235가 압축되어 들어가 있어요. 보통 1품위 우라늄광산이라고 해도 U235의 비율이 그렇게 높지 않아요. 지구는 이미 나이가 45억년정도 되었고, U235의 반감기는 7억년정도니까요.
이 압축된 우라늄 연료봉이 있고요. 여기에 중성자를 발생시키게 됩니다. 물은 중성자를 흡수하기도 하지만, 대부분은 빠른 중성자의 속도를 낮추어주어서 감속하는 역할을 합니다.
속도가 느린 중성자가 우라늄 원자핵과 충돌하게 되는데, 이 때 핵분열이 됩니다. 그러면서 에너지를 방출하고, 일반적으로 핵분열 한번에 2-3개의 중성자를 또 방출하게 되죠. 그래서 연쇄반응이 발생합니다. 고속중성자는 U238에 의해서 포집되기도 하고, 물에 의해서 감속되어 열중성자 형태로 바뀌게 되죠.
이 과정을 거쳐서 물의 온도가 올라가게 됩니다. 물의 온도가 올라가면 100도씨에서 끓게되는데, 여기에 엄청난 압력을 가하면, 물의 끓는점이 300도씨 이상이 되게 할 수 있습니다. 그 물을 가지고 2차 물을 끓이고, 이 끓인 물이 증기 터빈을 돌려서 발전이 되는거예요.
