[발송배전기술사] 원자로의 구성!

다음은 발송배전기술사 발전공학 문제 중 원자로의 구성에 대한 설명입니다.

원자로의 개념도, 원자로의 구성 및 특징 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 원자로의 구성에 대하여 설명하시오.(제68회 1교시)

[답]

1. 원자로의 개념도

 

2. 원자로의 구성 및 특징

  1) 핵연료

    · 핵분열(원자로에서 핵분열을 일으키는 곳을 노심이라 하는데, 이곳에 임계량 이상의 핵연료를 넣어서 연소 즉, 핵분

      열을 일으킴)에 의해 핵에너지 발생

     (1) 종류

        ① 천연우라늄 : $U^{238} $ ≒ 99.3[%],  $U^{235}$ ≒ 0.7[%] 정도

        ② 농축우라늄 : $U^{235}$  →  수 ~ 90[%] 까지 천연우라늄 농축

     (2) 핵연료 물질

        · 핵연료로 될 수 있는 물질($Th^{232}, \, \,\,\, U^{238},\,\,\,\, Pu^{239} $)

     (3) 천연우라늄을 농축시켜서 농축우라늄(2~3[%]) 많이 사용  →  노의 크기를 작게할 수 있다.

  2) 감속재

    · 고속중성자(2[MeV])를 탄성산란 이용, 열중성자(0.025[eV])로 감속

     (1) 개요도

     (2) 구비조건

        ① 감속효과가 클 것

        ② 중성자의 흡수가 적을 것

        ③ 내부식성, 가공성, 내열성, 내방사성이 우수할 것

     (3) 감속재의 종류

        · 경수, 중수, 흑연, 산화베릴륨

  3) 냉각재

    · 원자로내에서 발생한 열을 외부로 배출

     (1) 구비조건

        ① 열전달 특성이 좋을 것

        ② 중성자 흡수가 적을 것

        ③ 비등점이 높을 것

        ④ 용융점이 낮을 것

        ⑤ 부식성 및 화학특성이 낮을 것

     (2) 종류

        ① 물(경수, 중수)

        ② 액체금속($N_{a}, \, \, \, \,  N_{a}K , \, \, \, \,B_{i}$ 등)

        ③ 가스($H_{e}, \, \, \, \,  CO_{2}$ 등) 및 용해염

  4) 제어봉

    · 원자로 내에서 열중성자가 연료에 흡수되는 비율을 제어

     (1) 구비조건

        ① 중성자의 흡수가 클 것

        ② 열, 방사선, 냉각재에 대해 안정할 것

        ③ 적당한 열전도율을 가지고, 가공이 용이할 것

     (2) 종류

        · 카드늄($C_{d} $), 붕소($B$), 은($A_{g} $), 인듐($I_{n} $)

  5) 반사체

    · 중성자가 외부로 누출되는 것을 방지

    · 중성자의 산란에 의해 반사시킴

     (1) 개요도

     (2) 구비조건

        · 감속재와 동일

     (3) 반사체 재료

        · 감속재와 동일

  6) 차폐재

    · 방사선이 외부로 누출되는 것을 방지($\gamma $선, 고속중성자)

     (1) 열차폐

        ① 차폐재가 열적으로 파괴되는 것을 방지

        ② 노심 바로 바깥에 철판, 브론강을 설치

     (2) 생체차폐

        ① 인체에 영향 방지

        ② 노의 맨 바깥쪽에 콘크리트, 물, 납 등을 설치 

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 발전공학 문제로 나올 법한 원자로의 구성에 대하여 알아보았습니다.