원자력 발전소란 무엇인가?

원자력 발전소란?

원자력 발전소는 핵 반응, 주로 핵분열을 통해 전기를 생산합니다.

핵분열

핵분열은 우라늄과 같은 무거운 원자를 더 작은 부분으로 분할하여 대량의 에너지를 방출합니다.

주요 구성 요소

분열 과정에서 무거운 방사성 원자의 핵이 거의 같은 크기의 두 부분으로 나뉩니다. 이 핵의 분열 동안 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다. 이 에너지 방출은 질량 결손 때문입니다. 즉, 초기 제품의 총 질량이 분열 중에 감소한다는 것입니다. 이 분열 중의 질량 손실은 알베르트 아인슈타인의 유명한 방정식에 따라 열 에너지로 변환됩니다.

원자력 발전소의 기본 원리는 일반 열발전소와 같습니다. 유일한 차이점은 석탄 연소로 인해 발생하는 열을 사용하는 대신, 원자력 발전소에서는 핵분열로 인해 발생하는 열을 보일러에서 수증기를 생성하는데 사용한다는 점입니다. 이 수증기는 증기 터빈을 구동하는 데 사용됩니다.

이 터빈은 발전기의 주요 추진 장치입니다. 이 발전기는 전기 에너지를 생성합니다. 비록 핵연료의 가용성이 많지 않지만, 매우 적은 양의 핵연료로도 엄청난 양의 전기 에너지를 생성할 수 있습니다.

이것이 원자력 발전소의 독특한 특징입니다. 1kg의 우라늄은 4500톤의 고급 석탄과 동등합니다. 즉, 1kg의 우라늄의 완전한 분열은 4500톤의 고급 석탄의 완전한 연소로 발생할 수 있는 열만큼의 열을 발생시킬 수 있다는 것입니다.

비록 핵연료가 비싸지만, 그로 인해 생산되는 전기 단위당 비용은 석탄이나 디젤보다 낮습니다. 원자력 발전소는 현재의 전통적인 연료 위기를 해결하기 위한 적절한 대안입니다.

장점

• 원자력 발전소에서 연료 소모량이 적어 다른 방법보다 전기 생산 비용이 저렴합니다. 원자력 발전소는 적은 연료만 필요합니다.

• 원자력 발전소는 동일 용량의 다른 전통적인 발전소에 비해 훨씬 작은 공간을 차지합니다.

• 이 발전소는 많은 양의 물이 필요하지 않으므로, 자연적인 수원 근처에 건설할 필요가 없습니다. 또한 대량의 연료가 필요하지 않으므로, 석탄 광산이나 좋은 교통 시설이 있는 곳 근처에 건설할 필요가 없습니다. 이러한 이유로, 원자력 발전소는 부하 중심지 근처에 설치할 수 있습니다.

• 전 세계적으로 핵연료의 매장량이 많으므로, 이러한 발전소는 앞으로 수천 년 동안 전기 에너지의 지속적인 공급을 보장할 수 있습니다.

단점

• 연료가 쉽게 구할 수 없고 매우 비쌉니다.

• 원자력 발전소를 건설하는 초기 비용이 상당히 높습니다.

• 이 발전소의 설치 및 운영은 다른 전통적인 발전소보다 훨씬 복잡하고 정교합니다.

• 분열 부산물은 방사성 물질로, 이는 높은 방사능 오염을 일으킬 수 있습니다.

• 유지보수 비용이 높고, 원자력 발전소를 운영하기 위해 필요한 인력이 상당히 많습니다. 전문적으로 훈련된 사람들이 필요하기 때문입니다.

• 원자력 발전소는 부하의 급격한 변동을 효율적으로 처리할 수 없습니다.

• 핵 반응의 부산물은 매우 강한 방사성을 가지므로, 이들 부산물을 처리하는 것은 큰 문제입니다. 이들은 바닷가에서 멀리 떨어진 지하 또는 바다에 처분되어야 합니다.