[원자력발전]원자력발전의 개념, 원자력발전의 원리, 원자력발전의 필요성, 원자력발전소의 연료, 원자로의 구성, 원자로의 종류, 토륨 원자로 기술, 원자로 방사능 누출 방지 구조, 국내외 원자력발전의 현황 분석

소개글

[원자력발전]원자력발전의 개념, 원자력발전의 원리, 원자력발전의 필요성, 원자력발전소의 연료, 원자로의 구성, 원자로의 종류, 토륨 원자로 기술, 원자로 방사능 누출 방지 구조, 국내외 원자력발전의 현황 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. 원자력발전의 개념

Ⅲ. 원자력발전의 원리

Ⅳ. 원자력발전의 필요성

Ⅴ. 원자력발전소의 연료
1. 원전연료 만들기
2. 우라늄 자원의 효율적 이용
3. 원전연료 주기
4. 사용연료에서 나오는 방사성 폐기물

Ⅵ. 원자로의 구성
1. 핵연료(Nuclear Fuel)
2. 감속재(Moderator)
3. 냉각재(Coolant)
4. 반응도 제어 물질(Control Material)
5. 구조재(Structural Materials)

Ⅶ. 원자로의 종류
1. 가압경수형 원자로(Pressurized Water Reactor: PWR)
2. 가압중수형 원자로(Pressurized Heavy Water Reactor: PHWR)
3. 비등경수로(Boiling Water Reactor: BWR)
4. 고온가스냉각로(High Temperature Gas-Cooled Reactor: HTGR)
5. 한국형표준경수로

Ⅷ. 토륨 원자로 기술

Ⅸ. 원자로 방사능 누출 방지 구조
1. 제 1방벽(핵연료봉 피복재)
1) 재질
2) 역할
2. 제 2방벽(원자로 용기)
1) 재질
2) 역할
3. 제 3방벽(차폐 콘크리트)
1) 재질
2) 역할
4. 제 4방벽(격납 용기)
1) 재질
2) 역할
5. 제 5방벽(원자로 건물)
1) 재질
2) 역할

Ⅹ. 국내외 원자력발전의 현황
1. 세계의 원자력 발전
2. 국내 원자력 발전

참고문헌

본문내용

분리하는 공정)가 필요하였다. 그러나 핵연료 재처리 보다는 우라늄의 농축 공정이 보다 단순하기 때문에 재처리가 필요 없는 U-235가 농축된 UO2 핵연료를 현재까지 경수로의 핵연료로 주로 사용하고 있다. 그러나 토륨의 매장량이 많고 핵연료 농축시설이 미비한 인도, 브라질 등과 토륨의 매장량이 많은 미국 및 캐나다에서 토륨 핵연료에 대한 연구는 꾸준히 진행되어 왔다. 특히 인도에서는 토륨핵연료가 가압중수로(PHWR)용으로 상용화 개발되었다.
한편, 최근에는 가압경수로용 핵연료집합체 부품의 성능이 지속적인 연구 개발을 통해 향상되어 핵연료를 장기간 동안 높은 연소도(핵연료 단위무게 당 에너지 생산량)까지 연소시킬 수 있게됨에 따라, 핵연료 재처리가 필요 없는 Once-through (Th,U)O2 핵연료가 미국 및 국내에서 공동 연구를 통해 개발되고 있다[3,4]. 이는 저농축도의 우라늄(19.5 % U-235)과 토륨을 혼합한 (Th,U)O2 핵연료를 원자로 내에서 직접 연소 시키면서 핵연료 수명 초기에는 U-235의 핵분열로 출력을 내면서 지속적으로 Th-232으로부터 U-233이 증식되어 핵연료 수명 후기에는 증식된 U-233이 출력을 내는 것으로서, 이를 통해 핵연료의 연소도는 70100 MWD/kg-ThU 까지, 원자로의 핵연료 교체주기 길이는 2436 개월까지 가능하다. ThO2은 UO2보다 열전도도 및 용융 온도가 높고, 물과의 반응성이 낮기 때문에, 핵연료의 원자로 내에서의 연소 성능은 UO2보다 좋을 것으로 예상된다. 토륨 핵연료는 플루토늄이 생성되지 않고, 반감기가 매우 길어서 사용후 핵연료의 영구처분시 주요 장애 요인이 되고 있는 악티늄계열(Minor Actinide) 원소들이 우라늄 핵연료보다 적게 생성되기 때문에, 우라늄 핵연료보다 핵확산 저항성이 높고 환경 친화적이다.
Ⅸ. 원자로 방사능 누출 방지 구조
원자로의 사고는 방사성 물질이 밖으로 나가는 것을 뜻하기 때문에 이것을 가두어 두는 것이 안전성 확보이다. 방호 설비는 5겹의 방사능 밀폐 장벽을 설치함으로써 그 중 어느 하나라도 정상적인 제 기능을 발휘할 경우에 방사능 물질의 누출을 효과적으로 막을 수 있도록 되어 있다.
1. 제 1방벽(핵연료봉 피복재)
1) 재질
핵연료 펠릿을 담고 있는 핵연료봉을 말하며, 재질은 지르코늄이 주성분인 지르칼로이(zircaloy)라는 특수 합금이다.
2) 역할
펠릿 내의 핵분열 생성물이 펠릿 바깥으로 나오더라도 봉 밖으로 못 나가게 한다. 그러므로 핵연료에 옷을 입힌 것과 같다 하여 피복재라는 용어를 사용한다.
2. 제 2방벽(원자로 용기)
1) 재질
핵연료 집합체들과 원자로 냉각재를 담고 있는 두께 20cm 이상의 강철로 된 용기이다.
2) 역할
냉각재 내에서 방사성 물질이 생성되더라도 이 물질이 원자로 계통 외부로 못 나가게 된다.
3. 제 3방벽(차폐 콘크리트)
1) 재질
원자로 주위를 둘러싸고 있는 두꺼운 약 120cm의 콘크리트 벽이다.
2) 역할
원자로에서 빠져 나온 방사선을 효과적으로 차폐하도록 되어 있다.
4. 제 4방벽(격납 용기)
원자력 발전소의 모든 1차 계통은 밀폐된 격납 용기 안에 수용되어 있다. 격납 용기는 3.5cm 정도의 철판으로 구성되어 있으며, 이 안의 공기가 밖으로 나가려면 반드시 몇 겹의 필터가 달린 환기 장치와 방사능 계측기를 거치도록 되어 있다. 그래서 만일 환기 계통을 거쳤는데에도 방사선량이 높으면 그 공기는 탱크에 넣어 방사능이 충분히 낮아질 때까지 담아 두게 된다. 격납 용기의 기밀 시험은 하루에 0.1%이하의 누설률을 유지해야 합격할 만큼 엄격하다.
1) 재질
원자로, 원자로 냉각재 계통, 안전 계통 및 그 보조 계통들이 모여 있는 공간 전체를 포용하는 두꺼운 강철 구조물로서, 일반적으로 돔(dome) 형태를 하고 있다.
2) 역할
냉각재가 기체나 액체인 상태로 원자로 계통 밖으로 흘러나오더라도 방사성 물질이 발전소 밖으로 나가지 못하게 담당한다.
5. 제 5방벽(원자로 건물)
1) 재질
강철 격납 용기 바깥에 약 100cm의 두꺼운 철근 콘크리트 건물로서, 격납 용기와 마찬가지로 돔 형태이며, 높이는 약 60cm, 지름은 약 40m 정도이다.
2) 역할
최종적인 생물학적 방벽 역할을 하며, 격납 건물이라 한다.
Ⅹ. 국내외 원자력발전의 현황
1. 세계의 원자력 발전
31개 국가에서 442기의 원자력 발전소가 운전중이며, 추가로 건설 중인 원전은 38기, 건설 계획 중인 원전은 53기이다. 운전 중인 원전의 설비 용량은 미국이 단연 많고, 그 뒤를 프랑스, 일본, 독일, 러시아, 캐나다 등이 따르고 있으며, 한국은 세계 10위이다. 반면에 건설 중인 원전의 설비 용량은 한국, 프랑스, 우크라이나, 러시아, 이란, 일본 순이고, 건설 계획중인 것은 중국이 가장 많다.
2. 국내 원자력 발전
국내에서는 1978년 4월 고리 원전1호기가 상업 운전을 시작한 이래, 가압경수로를 주종 노형으로, 가압중수로(즉 CANDU)를 보완 노형으로 하는 노형 전략을 유지해왔다. 국내에는 가압경수로 10기와 가압중수로 1기 등 총 11기의 원전이 가동 중이며, 원자력 발전소는 전체 발전설비 용량의 약 26％, 전체 발전량의 약 35％를 점유하고 있다. 정부에 의해 확정된 장기 전원 수급 계획에 의하면, 17기의 원전이 추가로 상업 운전에 들어갈 계획이며, 이 중에서 7기가 현재 건설중이다. 장기적으로 원자력 발전은 시설 용량의 30-35％, 실제 발전량의 40-50％를 점유할 것으로 예상한다.
참고문헌
ⅰ. 김장곤, 준비된 삶, 원자력 문화 21, 한국원자력문화재단, 2001
ⅱ. 라센 이곤, 원자력 에너지 그 후, 100년, 전파과학사, 1997
ⅲ. 성윤모, 과학기술 연구개발체제의 분석과 개선방안에 관한 연구, 서울대학교 행정대학원, 1987
ⅳ. 이광영, 원자력에너지와 지구환경보전에 관한 공개토론회, 한국원자력문화재단, 1994
ⅴ. 이보원, 지구온난화 문제와 원자력의 발전 방향, 원자력산업, 1997
ⅵ. 유욱종 외, 원자력안전규제 종합관리시스템 개발, 과학기술처, 1993

키워드

원자력발전,   원자력,   원자로,   방사능,   방사성물질