핵연료와 핵폭탄

목차

도입(Introduction)

핵연료와 핵폭탄

원자력발전의 종류

경수로 제조공정

중수로 제조공정

핵폭탄이란?

원자폭탄이란?

원자폭탄의 위력

수소폭탄이란?

핵연료와 핵폭탄의 차이점

참고문헌

본문내용

는데 오랜 시간이 걸릴 정도로 폭발로부터 일차적으로 방출되는 빛(열복사)의 위력은 대단하다. 그리고 폭발에 의해서 폭심지는 70m 정도의 커다란 구덩이가 생기게 되는데, 그 구덩이에서 흩어져 나가는 흙 등은 그 원자핵이 불안정하게 들뜨게 되어 이차적인 방사능 물질이 된다. 폭발의 충격은 진도 7에 해당하는 지진을 만든다. 또한 반경 5km 지점을 지나는 열풍의 풍속은 초속 70m 이상이 되어 견고하지 못한 지상의 대부분의 건축물 들은 풍압을 견디지 못하고 무너져 버린다. 1 메가톤의 지상폭발에 의하여 발생하는 방사선의 총 선량은 폭발 한시간 후에 1000억 퀴리(curie) 이상이다.
이는 시간이 지날수록 점점 줄어들지만 반경 100km 내에는 1주일 동안은 어떤 생명체도 살 수가 없고, 적어도 25년 동안은 방사선에 노출될 위험을 안고 있어야 한다. 핵폭발 후 떨어지는 방사성 낙진은 핵폭발로 인하여 주변 공기중의 먼지들이 방사화 되어진 것 들로 이들은 기화화 되어진 가스형태를 띈다. 이 것들에 의해 핵폭발 후 생존한 몇 몇의 사람들도 죽음을 맞이하게 된다.(발암등 각종 질병, 또한 이들 중에는 자손들에게 까지 그 방사능의 영향이 나타나는 경우도 있다.)
수소폭탄이란?
핵융합을 이용한 수소폭탄은 미국에서 1952년 구 소련(러시아)에서 1953년 성공한 이래 실전에서 사용하지는 않았지만 수십차례의 무인도,지하,대기권에서의 실험으로 그 위력은 증명하고도 남는다.
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수소폭탄은 핵융합과정에 필요한 초고온을 만들어 줄 수 있도록 원자폭탄을 그 기폭제로 하고 있다. 수소의 핵융합반응에서는 분열생성물이 생기는 핵분열과 달리 다량의 방사능이 발생되지 않기 때문에 비교적 방사능 오염이 덜하다고 생각할 수 있으나, 핵융합이 일어나는 주위를 238U로 감싸기 때문에 핵융합에서 발생되는 고속의 중성자가 이 238U를 분열시켜 막대한 양의 방사선을 방출한다.
원래 238U은 분열성이 없어서 핵연료로는 사용하지 못한다. 그러나 고속의 중성자를 맞으면 강제로 분열되어 막대한 방사능을 갖는 동위원소가 만들어진다. 이 우라늄은 우라늄광에서 채취하는 천연 우라늄의 99.3%로 이루어진 것이다. 이 우랴늄에서 나오는 막대한 양의 방사선은 인명을 바로 살상하기도 하지만 물질에 흡수되어 방사성 동위원소를 만들고 이들은 각각의 반감기에 따라 다르기는 하지만 길게는 몇 백년동안 방사선을 방출케 하여 사람을 살 수 없게 한다. 그래서 이를 '더러운' 폭탄이라 한다.
수소폭탄의 구조는 TNT에 의해 원자폭탄이 폭발하면 백만도 까지의 고온이 발생하여 LiD(중수소와 리튬의 화합물로서 액체)속의 중수소가 핵융합하게 된다. 이 융합시 나오는 고속의 중성자는 주변을 감싸고 있는 238U를 인공분열시키게 된다.
핵연료와 핵폭탄의 차이점
핵분열을 이용한다는 점에는 원자력 발전이나 원자폭탄의 원리가 같다고 할 수 있다. 그
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러나 원자폭탄과 원자력 발전 사이에는 구조적인 차이가 있다. 원자폭탄에는 핵분열이 일어나는 우라늄 235를 90 퍼센트 이상 고농축한 것을 사용한다. 하나의 중성자가 우라늄 235에 충돌하면 원자핵이 2개로 쪼개짐과 동시에 평균 2.5개의 중성자가 나다. 이렇게 핵분열에 의하여 나온 중성자가 다시 다른 우라늄 235에 충돌하여 핵분열을 일으켜 다시 2.5개의 중성자가 나다. 원자폭탄은 이렇게 핵분열의 연쇄성을 이용하는 것으로 성냥갑 속에 꽉 들어찬 성냥에 불을 붙이면 그 안에 있는 성냥이 한꺼번에 타는 것과 같이 연쇄반응이 한번에 일어남으로 해서 생기는 막대한 에너지를 이용하는 것이다.
반면, 원자력 발전은 에너지를 오랜 기간에 걸쳐 조금씩 발생시킨는 것으로, 여기에 쓰이는 연료는 우라늄 235가 2∼4%정도 포함되어 있으며 나머지는 우라늄-238이 차지하고 있다. 우라늄 238은 핵분열을 일으키지 않을 뿐만 아니라 중성자를 흡수하는 성질이 있다. 또한 원자로 내에는 제어봉이라는 것이 있어 원자로 속에 있는 중성자수가 항상 일정하게 유지되도록 자동적으로 조절한다. 성냥개비를 한 줄로 놓아 불을 붙이면 한 개비씩 타는 것과 마찬가지다. 또한 원자폭탄은 일시에 많은 에너지를 발생시키기 위하여 기폭장치가 설치되어 있지만 원자로에는 각종 제어장치가 되어 있어 필요한 만큼의 에너지를 알맞게 얻을 수 있다.
참고문헌
http://www.khnp.co.kr/(한국수력원자력)
http://www.atomic.or.kr/(원자력 지식 정보 관문국)
http://www.knef.or.kr/(원자력문화재단)

키워드

핵연료,   핵폭탄,   핵