원전의 냉각관련하여 수랭식에서 나트륨 냉각방식은 어떻게 다른건가요?

Question

원전의 냉각관련해서는 물이 필요하고 이방식을 수랭식 냉각으로 들었습니다.

그런데 최근 떠오르는 나트륨 냉각방식이 있는데 기존의 수랭식과의 차이와 장점이 무엇인지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

기존의 수랭식 냉각 방식과 최근 떠오르는 나트륨 냉각 방식은 물을 사용하는지 여부가 가장 큰 차이점입니다. 수랭식 냉각 방식은 물을 사용하여 원자로에서 발생한 열을 냉각하는 방식이고 나트륨 냉각 방식은 나트륨이라는 금속을 사용하여 열을 냉각하는 방식입니다.

나트륨 냉각 방식의 장점은 물을 사용하지 않기 때문에 냉각수를 공급하는 시스템이 필요하지 않고 냉각수가 증발하는 경우에도 냉각 효율이 떨어지지 않는다는 것입니다. 그리고 나트륨은 물보다 높은 끓는점을 가지고 있기 때문에 냉각 효율이 더 높다는 장점도 있습니다. 그리고 나트륨은 물보다 더 높은 온도에서 사용할 수 있기 때문에 더 많은 열을 흡수할 수 있습니다.

하지만 나트륨 냉각 방식에도 단점이 있습니다. 나트륨은 물보다 더 높은 온도에서 사용되기 때문에 더 많은 안전 조치가 필요하고 물보다 더 부식성이 강하기 때문에 더 많은 유지 보수가 필요합니다. 그리고 나트륨은 물보다 더 비싸기 때문에 초기 설치 비용이 더 많이 들어간다는 것도 단점입니다. 따라서 어떤 방식을 선택할지는 원전 설계자들이 신중하게 고려해야 할 문제입니다. 감사합니다.

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Answer 2

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

나트륨 냉각은 액체 나트륨을 사용하여 열을 흡수하고 외부로 방출하는 방식입니다. 수랭식에 비해 높은 비등점과 열전도율을 가지고 있어 더 높은 온도에서 운영 가능하고, 냉각재 양도 적게 필요합니다. 또한, 화학적 반응성이 낮아 부식 문제가 적고, 비상시에도 물보다 폭발 위험이 낮다는 장점이 있습니다.

하지만, 나트륨 냉각 방식은 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다. 나트륨은 물과 반응하여 수소 가스를 발생시킬 수 있으며, 이는 폭발 위험을 초래할 수 있습니다. 또한 나트륨 냉각 시스템은 수랭식 시스템보다 설계 및 제작 비용이 더 높습니다.그리고 나트륨 냉각 시스템은 누출 시 화재 위험이 있으며, 이는 심각한 사고로 이어질 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

나트륨 냉각 고속 원자로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)는 4세대 원자로의 하나로 나트륨을 냉각재로 이용합니다. 이 방식은 기존의 물 냉각 원자로와는 다른 특징을 가지고 있습니다.

냉각재: 나트륨 냉각 고속 원자로는 냉각재로 액체 나트륨을 사용합니다. 나트륨은 높은 열전도도를 가지고 있어 빠르게 냉각됩니다.

연료: 나트륨 냉각 고속 원자로에서는 플루토늄을 핵연료로 사용합니다. 이 방식은 우라늄보다 훨씬 효율적으로 핵분열을 일으킬 수 있습니다.

안전성: 나트륨 냉각 고속 원자로는 자연냉각이 가능합니다. 냉각재인 나트륨은 높은 끓는점을 가지고 있어 대기압 운전이 가능하며 안전 여유가 충분합니다.

나트륨 냉각 고속 원자로는 높은 효율성과 자원 활용 가능성 때문에 관심을 받고 있으며, 미래의 원자력 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.