원자력 발전의 원리
주의 : 초간단 시리즈는 쉽게 설명하기 위해 간단하게 표현한점이 많지만 현실은 정말 정말 복잡하고
전기는 생필품입니다. 사람이 생활하는데 전기가 없는 삶을 상상하실 수 있습니까? 사람은 일어나서 다시 잘때까지, 심지어 자는 동안에도 전기를 소모하는 생물이 되었습니다
안녕하세요, 펭귄입니다. 오늘 영상은 우리삶의 필수요소가 되어버린 전기를 생산하는 방법중 가장 효율적인 방법이라고 알려져있는 원자력 발전의 원리에 대해 이야기 해볼까 합니다.
화력 발전은 불로 물을 끓여서 수증기로 터빈을 돌려서 발전을 합니다. 수력 발전은 높은곳에서 떨어지는 물을 사용해서 터빈등을 돌려 발전하는 방법이고, 풍력 발전은 바람의 힘으로 터빈을 돌려 발전을 하는 방법입니다.
그럼 원자력 발전은 어떤 방식으로 발전을 할까요? 원자력 발전 관련해 종사하시는 분들, 혹은 관심이 많으신 분들 빼고는 많은 분들은 원자 폭탄에서 연상되는 “폭발”을 이용한 발전방법으로 많이들 알고 계십니다. 저도 제 주위에 사람들에게 많이 물어봤는데 그때 가장 많이 들은 방법이 폭발력을 가지고 생산하는 방법이라고 많이들 생각하더군요.
하지만 그렇지 않습니다. 결론만 말하자면 화력 발전과 완전 같은 원리 이지만 물을 수증기로 바꾸는 방식만 다르다고 생각하시면 됩니다.
인터넷에 “원자력발전의 원리” 라고 검색하시면 여러가지 탱크들 그리고 파이프들이 있는 그림이 나옵니다 이걸 간단하게 풀어서 설명해보겠습니다.
원자력 발전에는 무거운 원자, 우라늄 같은 친구가 있고, 중성자 라는 친구도 있습니다. 중성자에 대해선 자세히 설명하면 정말 길어지기에 스킵하고 중성자라는 친구가 있다고만 생각하시면 됩니다.
설명하기 쉽게 무거운 원자들은 우라늄이라고 가정하겠습니다. 우라늄이 있고 거기에 중성자를 충돌 시키면 기본적으로 우라늄이 갈라지면서 2개 이상의 중성자가 방출되고 이 것을 “핵분열”이라고 합니다. 이 방출된 중성자가 또 다른 우라늄에 충돌해서 핵분열을 일으켜 또 다른 두개 이상의 중성자를 방출하고, 이 것을 멈추지 않는이상 계속 반복합니다. 바로 연쇄반응이죠..
이런한 일련의 사태를 겪으면 연쇄반응이 일어나면서 점점 많은 중성자들이 생겨나고 더 많은 핵 분열이 일어납니다. 핵 분열이 일어날때 원자는 어느정도의 질량을 잃게 되는데 이 잃은 질량만큼 열에너지가 생겨나게 됩니다. (E=mc2) 그 열에너지를 사용해서 물을 끓이고 화력발전처럼 터빈을 돌리는것이 바로 원자력 발전의 핵심 원리 입니다. 아주 간단하게 풀이 했지만, 실제로는 정말 정교하고 더 복잡한 방법입니다. 특히 연쇄반응을 조절안하고 무한정 일으키도록 놔두면 바로 폭발을 하는것이고 원자 폭탄의 원리랑 비슷하다고 할 수 있죠.
앞에서 원자력 발전은 기본적으로 화력발전과 동일한 발전방식을 가지고 있다고 말했습니다. 유일한 다른점이 물을 증기로 바꾸는 방식인데요, 화력에선 불로 물을 기화시키는것이라면, 원자력발전은 핵 분열시 나오는 열 에너지를 땔감으로 사용해서 물을 기화 시킨다고 생각하시면 됩니다. 실제로 원자력 추진 잠수함이나 항공모함등을 잘 찾아보시면 이 증기 기관이 발전기관의 대부분을 차지 하는걸 보실 수 있습니다.
이번 영상에서는 원자력 발전을 아주 간단하게 알아봤습니다. 재밌게 보셨다면, 유튜브 채널 구독 한번만 부탁 드립니다. 감사합니다.