Transcript 원자력 에너지
원자력 에너지 원자력 에너지원의 이용 • 원자력발전, 제철소에서 사용하는 원자로, 지역난방, 원자력잠수함 • 방사선 – 질병 치료(원자력병원) • 적은 양으로 막대한 에너지, 대기오염이 적고, 저장과 수송이 쉬운 장점 • 방사선의 위험 – 안전설비, 핵물질에 대한 안전관리 원자력에너지의 이용 원자력 발전소(원자로) 원자력 잠수함 연구용 원자로 원자력 발전의 원리 • 화력발전과 같은 원리로 증기의 힘을 이용 터빈을 돌려 전기 생산 • 원자핵이 계속해서 쪼개지는(분열) 연쇄반 응에 의한 엄청난 양의 열에너지 이용 핵분열 연쇄반응 원자로 • 연쇄반응 속도를 조절, 필요한 만큼의 에너지를 안전하게 이용할 수 있게 하는 장치 • 핵연료 – 92235U, 94239Pu • 감속재 -고속 중성자를 감속(속도를 늦춰준다.)시켜 열중 성자로 • • 만든다. 경수, 중수, 베릴륨, 흑연 제어봉(재) : 핵분열의 완급을 조절하는 것으로 원자로의 가동 정 지, 출력 등을 제어, 열중성자를 일부 흡수 연쇄 반응 속도조절 카드 뮴, 붕소, 하프늄 냉각재 : 노안에서 발생한 열을 발전용 에너지로 흡수 – 경수, 중수, 이산화탄소 • 반사벽 : 노 안에서 누설되려는 중성자를 반사시켜 보낸다. • 차폐벽 : 중성자와 감마선이 외부로 누설되어 방사능에 감염되지 않게 하는 안전한 벽이 필요하다. 납, 철, 수소 또는 붕소를 함유한 재료, 콘크리트 동위원소 • 양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원자핵들을 동위 원소라고 한다. 양성자 수가 같기 때문에 동위원소 들의 원자번호는 같다. 그렇지만 중성자 수가 다르므로 원자 력에는 차이가 난다. 동위원소들은 화학적으로는 같은 성질을 지닌다. • 우라늄 235, 우라늄238 • 수소, 중수소 삼중수소 – 경수, 중수 방사선의 종류와 성질 23기 3기 한울원전 신월성1호기 가동 중 한빛원전 신고리1,2호기 가동 중 총 23기 운영, 우리나라 전력의 약 35% 담당(2007년) 전세계원전현황 2013.01.01 우리나라주변 원전현황 발전량 구성비 출처 : 2007.12.31 한국수력원자력㈜ 2011.4.1. KBS9 뉴스 KEPCO 통계 요약 발전원별 이산화탄소 배출량 출처 : 2007.12.31 한국수력원자력㈜ 원자력의 경제성 원자력의 경제성 원자력 발전 VS 화력 발전 원자로와 원자폭탄의 차이 원자로와 원자폭탄의 차이 왜 다시 원자력인가? • 세계 일부 환경운동가들 ‘핵 옹호’로 돌아서 • 환경운동단체 그린피스의 공동창립자 패트릭 무 어 – 핵발전 옹호 입장 표명 후 그린피스를 떠나 • 가이아이론의 창시자 – 제임스 러브록 핵 옹호입 장 • 환경운동가 : 반핵은 일종의 종교이자 신앙 핵발전이 지구의 환경재앙을 막을 수 있는 최선 의 현실적 대안이란 결론 • KBS과학카페 – 왜 다시 원자력인가?(2007.11.24) • http://www.khnp.co.kr(한국수력원자력(주)) 원자력이 대책에 될 수 없다. • 핵발전소의 평균 수명은 20.8년 전세계 핵발전소 439기 중 328기가 21년 이상 • 핵 발전으로 기후변화를 막으려면 2000 ~ 3000개의 추 가 발전소 건설필요 50년간 1주일에 하나씩 건설 • 우라늄의 사용 연수는 60년 정도 • 우라늄 가격의 상승 2000년 파운드당 7달러 2007년 136달러 현재 70~80달러수준 • 기후변화협약 당사국 총회 핵 발전을 청정에너지로 인정하지 않음 • 안전보장이 어렵다. • 에너지 과소비를 조장(2008년 7월 14일 프레시안) • (http://kfem.or.kr/ (환경운동연합) http://energyvision.org/(에너지 전환 시민단체) 원자력(후쿠시마 관련 뉴스) • • • • • 방사성 물질이란? 방사성 물질의 영향 가동 중단된 원자로도 냉각해야 하는 이유 폐연료봉 체르노빌 사고 25년 • 행복한 불편(지식채널 e) 우리나라 원자로 VS 일본원자로(후쿠시마) 우리나라 원자로 VS 일본원자로(후쿠시마) 핵융합에너지 • 초고온에서 가벼운 원자핵의 융합에 동반 되는 에너지 • 1억도에서 보통 중수소와 삼중수소의 핵 을 융합 • 플라즈마 : 이온화된 기체(원자핵과 전자가 분리된 상태)를 말한다. 물질의 기본적인 세가지 상태인 기체, 액체, 고체 상태와 더 불어 또 하나의 상태로 여겨진다 핵융합 에너지 – 인공태양을 만든다. • 환경 : 1억도의 플라즈마가 필요하다. • 장치 : 1억도의 플라즈마를 안정적으로 담 아둘 용기(장치)가 필요하다. 전자기력을 이용해서 핵 입자들을 가두는 장치 – 토카 막(한국형 토카막 : K-Star) • 연료 : 중수소와 삼중수소는 바닷물에 녹 아있다. • 핵융합 발전 원리 • 핵융합 에너지 • 핵융합 에너지 홍보 영상 토카막 장치 출처 : http://www.nfrc.re.kr/ 국가핵융합연구소 한국형 토카막 KSTAR 핵융합에너지 핵융합 에너지의 원리 중수소(2) + 삼중수소(3) 헬륨(4) 질량 감소분의 중성자가 에너지로 중수소 (듀테륨 [deuterium] ) • 바닷물 30L 속에 1g 녹아 있음 • 1g = 시간당 10만Kw전력생산 = 석유8톤 • 바닷물 1L에는 0.03g = 가솔린 300L • 서울 부산을 3번 왕복할 수 있음 – 서울 ~ 부산 약 500Km, 왕복? – 연비 10Km/L라고 하면 300L 3000Km 삼중수소([트리튬, tritium]) • 바닷물에도 녹아 있으며 • 인공적으로 만들어 사용할 수 있다. • 수소폭탄의 주요원료로도 사용된다. • 중수소 삼중수소의 에너지 비교 영상 핵분열과 핵융합 비교 구분 원자력발전 핵융합발전 개념 핵분열에너지이용 핵융합에너지 이용 연료 우라늄, 플로토늄 등 중수소, 삼중수소 등 연료가격 연간540억원 연간 5000만원 에너지방출량 농축우라늄 1kg = 석유50톤 원자력발전의 4배 안정성 99.9%이상 안전 100%안전 폐기물 고준위 방사성폐기물 방사능 량 원자력발전의 0.004% 건설비(100kw) 약 20억 달러 약 40억 달러 폐로 건설비의 1.5 ~ 2배 소요 일반설비 해체와 비슷함 수명 평균 30년(20.8년?) 평균40년 추정 스파이더맨 2에서의 핵융합 태권V도 핵융합? 광자력 에너지원 아이언 맨 • 아이언 맨