원자력 발전은 어떻게 발전하는 것이며, 효율은 얼마나 되나요?
안녕하세요
원자력 발전은 다른 발전방식과 다르게 위험성을 가지고 있다고 흔히 알고 있습니다.
이 원자력 발전은 어떤 원리로 발전하는 것이며, 효율은 다른 발전에 비해 어느정도 되는지 궁금합니다.
2개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
원자력 발전은 핵분열을 이용해 열 에너지를 얻게 되며, 이 열에너지를 이용해 증기를 만들어 터빈을 돌려 전기를 생산해냅니다. 이 때 알아야 할 과학적 원리는 핵분열 에너지와 발전기(전자기 유도 현상)입니다.
핵분열은 불안정한 원자(우라늄-235과 같은)에 중성자를 충돌시켜 불안정한 원자가 다른 원자로 변하며 결손되는 질량이 발생하는데, 이 결손된 질량이 에너지로 전환됨에 따라 에너지를 얻어지는 것입니다. 불안정한 원자에 중성자를 충돌 시킴으로써 붕괴를 시키는데, 이 반응이 연쇄적으로 일어나 많은 양에 에너지를 얻을 수 있습니다. 이 때 질량 손실에 의해 얻어지는 에너지는 E=mc^2에 의해 계산할 수 있습니다. 만약에 1g의 질량 결손만으로 9000만 줄(J)의 에너지가 발산됩니다.
이러한 에너지 생산의 정도를 따지면, 다른 발전에 비해 훨씬 높은 효율을 가지고 있습니다.
원자력 발전은 핵분열 원리를 이용하여 발전하는 방식입니다. 핵분열은 핵종의 원자핵이 중성자의 충돌로 인해 분열되면서 에너지를 방출하는 현상을 말합니다. 원자핵이 분열되면서 방출되는 에너지는 열 에너지로 변환되어 수증기를 가동시키고, 이를 이용하여 터빈을 회전시키는 방식으로 전기를 생산합니다.
원자력 발전은 대량의 에너지를 생성할 수 있어서 효율이 높습니다. 일반적으로 원자력 발전소는 연료로 사용되는 핵연료의 양이 적고, 운영 비용이 상대적으로 낮기 때문에 광범위하게 사용됩니다. 하지만 원자력 발전소 건설과 운영에는 높은 초기 투자 비용과 안전 관리의 중요성 때문에 일정한 위험이 따르고 있습니다.
원자력 발전소의 가장 큰 위험은 핵사고로 인한 방사선 누출입니다. 핵사고는 드물지만, 발생 시 인명과 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 원자력 발전소의 안전성은 항상 주시되고, 안전 대책과 규제가 철저히 이행되어야 합니다.