원자력 발전원료중 우라늄과 플루토늄의 차이는 무엇인가요?

Question

원자력발전의 원료중에서 발전원료에는 우라늄과 플루토늄이 있는데요 그렇다면 우라늄과 플루토늄의 차이는 무엇인지 궁금합니다

고운푸들16 · Accepted Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.우라늄과 플루토늄은 둘 다 악티 나이드 계열의 방사성 원소입니다. 그러나 이 두 원소 사이에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다.우선 우라늄의 원자 번호는 92이며, 플루토늄의 원자 번호는 94입니다. 그리고 플루토늄은 f 전자가 6개인 반면, 우라늄은 3개만 가지고 있고 플루토늄 동위 원소의 수명은 우라늄 동위 원소에 비해 훨씬 짧습니다. 그리고 우라늄은 핵분열로 평균 2.4개의 중성자를 생성하지만, 플루토늄은 3.8개의 중성자를 생성합니다.하지만 무엇보다 가장 큰 차이점이라면 우라늄은 자연 상태에서 존재하지만, 플루토늄은 자연 상태에서는 발견되지 않는다는 것입니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.우라늄은 자연 상태의 광석에 존재하고 플루토늄은 원자로에서 사용된 핵연료에서 만들어진 인공 원소입니다원료가 되는 플루토늄은 원자로에서 사용하고 남은 핵연료봉을 추출해야 나온답니다

똑똑한저어새12 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.우라늄과 플루토늄은 모두 방사성 원소로, 원자핵이 불안정하여 방사선을 방출하는 성질을 가지고 있습니다. 이 두 원소는 모두 원자력발전의 원료로 사용될 수 있지만, 그 특성과 사용 방법에 차이가 있습니다.우라늄은 자연에서 발견되는 방사성 원소로, 우라늄-235와 우라늄-238이 주로 존재합니다. 우라늄-235는 핵분열이 가능한 성질을 가지고 있어, 원자력발전의 원료로 주로 사용됩니다. 우라늄-238은 핵분열이 가능한 성질을 가지고 있지 않지만, 원자력 발전소의 연료봉을 냉각하는 역할을 합니다.플루토늄은 우라늄-238이 핵분열로 인해 생성되는 방사성 원소입니다. 플루토늄-239는 핵분열이 가능한 성질을 가지고 있어, 원자력발전의 원료로 사용될 수 있습니다. 또한, 플루토늄은 핵무기의 원료로도 사용될 수 있습니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우라늄과 플루토늄. 플루토늄은 초우라늄 원소인데요.만약의 그 둘을 가지고 핵무기를 제조한다고 하면, 우라늄은 핵실험이 거의 필요 없고, 플루토늄은 다수의 핵실험이 필요합니다. 참고로 히로시마/나가사키 원자폭탄 투하 때, 히로시마에는 우라늄을, 나가사키에는 플루토늄을 이용한 원폭을 투하했다고 하네요.첫째, 핵폭탄의 재료가 우라늄이나 플루토늄이라고 들었는데, 우라늄이나 플루토늄이 어떤 물질이기에 핵폭탄의 재료가 되나요? 그러니까 다른 물질들과 어떤 다른 특징을 가졌길래, 그런 굉장한 폭발의 원동력이 될 수가 있는거죠?→우라늄은 지구상에서 가장 무거운 원자로서 자연상태에는 우라늄 235,237,238 세 종류가 있습니다.   이 중 핵분열 반응을 일으키는 것은 우라늄 235로서 지구상에 0.7% 존재합니다.  우라늄 원자핵에 중성자를 충돌시키면 불안정한 우라늄은 붕괴하면서 상대적으로 안정적인 두 가지 물질로 분해되고 이 때 막대한 에너지가 나옵니다. 왜냐하면 원자가 쪼개지는 것이기 때문이지요.   우라늄 238에 중성자를 충돌시키면 플루토늄 239로 변화합니다. 이 플루토늄 239도 우라늄 235와 같이 중성자를 충돌시키면 상대적으로 안정적인 두 가지 물질로 변화하면서 막대한 에너지가 나옵니다. 플루토늄239는 원자로에서 핵분열을 마친 연료봉을 재처리하면 나오기도 합니다. 그렇기 때문에 연료봉 재처리는 국제 사회에서 규제하고 있는 것이지요. 플루토늄이 원자폭탄의 원료로 쓰이기 때문입니다.   우라늄과 플루토늄이 붕괴할 때 에너지가 나온다는 것은 아인슈타인의 으로 증명할 수 있는데요 충돌하기 전 우라늄(또는 플루토늄)과 중성자의 질량과 충돌 후 생성된 물질의 질량을 비교하면 차이가 있습니다. 차이가 나는 만큼 에너지와 빛이 발생하는 것이지요.   또한 우라늄과 플루토늄이 붕괴할 때는 중성자가 2개~3개 정도 더 나옵니다. 따라서 이것들이 다른 원자들에 부딪히면서 부딪힐 때마다 중성자가 많이 생기기 때문에 속도가 더 빨라지는 것이지요. 원자폭탄은 이것을 그냥 놔둔 것이고 원자로에서는 중성자의 개수를 조절합니다.

이충흔 전문가 · Answer

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우라늄은 자연 상태의 광석에 존재하지만 플루토늄은 원자로에서 사용된 핵연료에서 만들어진 인공 원소라는 게 다릅니다. 원료가 되는 플루토늄 239는 원자로에서 사용하고 남은 핵연료봉을 추출해야 나옵니다.플루토늄-239(239Pu)는 플루토늄의 동위 원소로, 원자력 발전소에서 사용하고 남은 원료에서 우라늄-235와 함께 다량 발견되는 동위체입니다. 반감기는 2만 4110년으로 알파 붕괴를 통해 우라늄-235로 붕괴됩니다.

화학

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원자력 발전원료중 우라늄과 플루토늄의 차이는 무엇인가요?