원자력에너지 원자력발전 필요성 원자력발전 역사 원자력발전 현황 원자력발전 설계 원전 사고

소개글

원자력에너지 원자력발전 필요성 원자력발전 역사 원자력발전 현황 원자력발전 설계 원전 사고에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론

2. 원자력발전의 필요성
가.경제성장과 에너지
나.환경을 생각하는 에너지

3.원자력발전의 역사
가.세계 원자력발전의 역사
나.국내 원자력발전의 역사

4.원자력발전의 현황
가.세계의 원자력발전소 현황

5.원자력발전의 개념과 원리
가.원자력이란
(1)원자에 대한 상식
(2)원자핵이 분열할 조건
(3)연쇄반응
(4)원자로
나.원자력발전
(1)원자력 발전과 화력발전의 차이
(2)원자로 내에서 핵반응이 일어나는 원리 및 조건
(3)원자로의 종류 및 특성
(4)원자력 발전의 연료
(5)원자폭탄과 원자로의 차이
(6)핵융합

6.원자력발전의 설계상 안전성

7.원자력에너지의 장단점
1) 장점
2) 단점

8.미래의 원자력발전

9.원전의 사고와 폐기물의 현실
가.체르노빌 원자력 발전사고와 그 외 원자력 발전사고의 예
나.원자력의 현상태와 문제
다.방사성(放射性) 폐기물(廢棄物)의 처리(處理)
(1)기술적 요구조건
(2)임시저장
(3)재처리(Reprocessing)
(4)방사선 무능화 처리(Immobilization)
(5)영구처분(Final Disposal)
라.국가별 방사성(放射性) 폐기물(廢棄物) 관리 정책
(1)독일
(2)스웨덴
(3)미국
(4)국제협력(國際協力)

10.결론

reference

본문내용

여 두 개의 새로운 원자와 2, 3개의 중성자를 방출한다.
핵분열 반응의 예(235U의 경우)
92U235+0n1→56Ba144+ 36Kr89+30n1+200Mev
이 중성자들은 다시 옆에 있는 새로운 우라늄 235 원자들과 반응하여 새로운 핵분열을 하게 되고, 이러한 연쇄 반응이 기하 급수적으로 연속해서 일어나게 된다. 1개의 중성자로 시작한 이러한 연쇄 반응은 한 개의 도미노를 넘어뜨리면 순식간에 많은 도미노가 연달아 넘어지는 현상에 비유할 수 있다.
이와 같이 연쇄 반응이 순식간에 일어나면 막대한 에너지가 한꺼번에 방출되는 거대한 폭발이 일어나는 데, 이것이 바로 원자폭탄의 원리이다. 제 2차 세계대전 당시 미국이 일본 히로시마에 투하했던 원자폭탄의 우라늄 235는 크기가 야구공만 했다고 한다. 그러나 그 결과는 엄청난 피해를 몰고 온 인류의 대 비극이었다. 그리고 그것은 핵에너지를 평화적으로 사용하지 않을 경우 인간들이 감수해야만 하는 대가였다.
(4)원자로
핵분열에서 발생하는 고속 중성자의 수와 속도를 조절하여, 연쇄 반응을 서서히 일어나도록 하면서 필요한 만큼의 에너지를 안전하게 이용할 수 있도록 만든 장치. 내부에 우라늄을 장전시켜 놓고 핵분열을 일으키는 화로
원자폭탄의 원리를 원자력 발전으로
순수한 천연 우라늄에서는 연쇄 반응이 일어나지 않다. 그 이유는 자연 상태에 있는 우라늄의 대부분이 우라늄 238로 되어 있기 때문이다. 분열한 우라늄 235에서 나온 빠른 속도의 중성자는 우라늄 238에 쉽게 흡수되지만, 우라늄 238은 중성자를 흡수해도 핵분열을 일으키지 않다. 그러므로 흡수할 중성자가 없는 우라늄 235는 더 이상 핵분열이 일어날 수가 없는 것이다. 그런데 과학자들은 속도가 느린 중성자를 조사한 결과, 우라늄 235가 우라늄 238보다 느린 중성자를 훨씬 더 잘 흡수한다는 아주 중요한 사실을 발견했다. 따라서 핵분열시 방출되는 중성자의 속도를 느리게 할 수 있다면, 우라늄 235가 중성자를 흡수하여 핵분열을 일으키는 반응이 우라늄 238이 중성자를 흡수하여 분열을 방해하는 반응보다 우세하게 되므로 우라늄 235에 의한 연쇄 반응을 일으킬 수 있으리라 생각했던 것이다.
그러던 중 \'현대 원자력의 아버지\'로 불리는 이탈리아의 물리학자 페르미는 천연 우라늄을 작은 덩어리로 만든 후, 그 사이 사이에 중성자의 속도를 느리게 하는 물질, 즉 감속재를 채워 준다면 우라늄 235에 의한 연쇄 반응이 일어날 것이라고 생각했다. 그래서 우라늄 금속 덩어리를 감속재 역할을 하는 400t(톤)의 흑연 속에 묻었다. 이것이 1942년 12월 2일, 페르미와 그의 동료 과학자들에 의해 시카고 대학의 렉볼코트에서 만들어진 인류 최초의 원자로였다. 이 원자로에서 그들은 연쇄 반응이 일어나는 최초의 핵에너지를 얻었던 것이다.
그런데 왜 감속재로 흑연을 사용했을까요? 만약 빠른 속도로 날아가는 골프공이 수박만한 무거운 쇳덩이에 부딪친다면 충돌 후 거의 그대로의 속력을 가지고 튕겨져 나갈 것이다. 그러나 야구공과 같이 질량이 비슷한 물체에 부딪치면 골프공은 원래의 속도를 거의 잃고 대신 야구공이 운동하게 된다. 비슷한 이유로 원자량이 가벼운 탄소(C) 원자가 모인 흑연과 같은 물질이, 중성자의 속도를 느리게 하는 감속재로 적당한 것이다. 원자로의 특성에 따라 흑연보다 더 효과적인 감속재로, 보통 물인 경수와 보통의 물보다 좀더 무거운 중수를 사용한다. 경수에는 수소(1H1)가, 중수소에는 양성자 1개와 중성자 1개로 이루어진 중수소(1H2)가 중성자의 속도를 늦추는 역할을 한다. 그리고 경수와 중수는 연쇄 반응에 의해 뜨거워진 원자로의 냉각재로도 사용된다.
폭발적으로 일어나는 연쇄 반응을 쉽게 통제하기 위해서는 마치 과속으로 달리는 자동차에 브레이크가 필요한 것처럼 특정한 제어 장치가 필요한다. 그래서 만든 것이 중성자를 흡수하는 제어봉이다. 제어봉으로는 중성자를 쉽게 흡수하는 카드뮴(Cd)과 붕소(B)를 사용한다. 제어봉을 반응로 안에 알맞게 삽입하면 적당한 수의 중성자가 흡수되므로 일정한 양의 에너지가 방출된다.
나.원자력발전
(1)원자력 발전과 화력발전의 차이
물을 끓여 증기로 바꾸고 그 증기의 힘으로 터빈을 돌려 발전을 한다는 점에서는 화력발전이나 원자력발전이 똑같다. 다만, 화력발전은 석유나 석탄을 태운 열로 증기를 만들지만, 원자력발전은 우라늄이 핵분열 할 때 나온 열로 증기를 만든다.
원자력발전에서는 원자로가 화력발전의 보일러와 같은 역할을 하고 있다. 그러니까 원자로는 우라늄이 핵분열하여 에너지를 낼 수 있도록 만들어진 보일러라고 할 수 있다. 원자로는 원자핵분열 연쇄반응이 서서히 일어나도록 하면서 필요한 만큼의 에너지를 안전하게 뽑아 쓸수 있도록 하는 장치이다.
원자로의 구조와 역할
(2)원자로 내에서 핵반응이 일어나는 원리 및 조건
우라늄 연료에 중성자를 충돌시키면 우라늄 원자핵이 분열되면서 여러 개의 중성자와 함께 에너지가 발생되는데, 이 중 여분의 중성자가 다른 우라늄 원자핵에 충돌되어 핵분열이 계속적으로 일어나 연쇄반응을 일으키려면 몇 가지 조건이 갖추어져야 한다.
연쇄반응이 일어날 조건
첫째는중성자의 속도가 느린 열중성자라야 한다. 그런데 핵분열 시에 나오는 중성자는 속도가 매우 빠른 고속중성자이므로 이 속도를 낮추어주는 물질(감속재)을 원자로 안에 넣어 두어야 한다. 감속재로 쓰이는 물질에는 물(경수)과 중수가 있는데 중수는 고속중성자를 감속시키는 능력이 매우 뛰어난 특징이 있다.
둘째는 천연우라늄 속에는 핵분열이 일어나는 성분(U-235)이 겨우 0.7% 밖에 없기 때문에 중수를 감속재로 사용할 경우에는 천연우라늄을 사용해도 연쇄반응이 가능하나 경수를 감속재로 사용할 경우에는 중성자의 감속능력이 떨어져 우라늄 중 U-235 함량을 인위적으로 높여(농축우라늄) 사용하여야만 연쇄반응을 기대할 수 있다.
원자로의 구성
원자로는 핵분열을 원하는 속도로 안전하게 유지하고, 핵분열 결과 생성되는 에너지를 안전하게 제거할 수 있도록 여러 구성 물질로 이루어진다. 주요 구성 물질을 살펴보면 다음과 같다.
핵연료(Nuclear Fuel)
우라늄이나 플루토

키워드

원자력,   에너지,   원자력발전의 필요성,   원자력발전의 역사