원자력기사 (12) 썸네일형 리스트형 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 12. 원전 연료 12. 원전 연료 1) 핵연료의 구비조건 • 분열성 물질의 원자밀도가 높아야 한다. • 열전도율이 우수해야 한다. • 분열생숭물의 밀폐 및 유지성이 좋아야 한다. • 고온에서 화학적 안정성을 갖고, 융점, 변태점이 높아야 한다. • 방사선 손상이 적어야 한다. 2) 금속 우라늄(U) (1) 개요 • 핵연료로서 영국의 GCR(가스냉각로)에 천연우라늄 금속핵연료로서 많이 사용되고 있다. -> 제조는 UF4를 금속Mg와 반응시키거나 UO2를 금속K과 반응시켜 제조하며, 환원된 금속 우라늄의 표면은 검은색이다. (2) 특성 ① 열 사이클 성장 : 열 사이클에 의해 체적 변화 없이 특정변화에 대한 소성변형을 보인다. ② 조사성장 : 조사에 의해 체적변화 없이 특정방향에 대한 소성변형을 보인다. ③ 열처리 : 난방.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 11. 후행 핵연료주기 11. 후행 핵연료주기 1. 사용후 연료 1) 사용후 연료의 조성 및 특징 (1) 정의 • 사용후 연료란 원자로 내에서 소정의 연소를 끝낸 핵연료를 지칭한다. -> 사용 후 핵연료에는 원료가 되었던 우라늄 외에 Xe, Sr, Ce, Pu 등과 같은 맹독성 방사성 물질이 새로 생기므로 원자로에서 핵 분열 후에도 다량의 방사선, 뜨거운 열이 방출된다. -> 이로 인해 사용후 핵연료는 재처리하거나 깊은 물속에 담가주어야만 한다. -> 이 때 유용한 우라늄, 플루토늄은 1% 가량 남아있다. (2) 장수명 핵종 ① 종류 • 고준위 폐기물로 사용후 연료에 포함되어 있어 수만년 이상의 장기간에 걸쳐 방사선을 방출하는 장반감기 핵종들을 장수명 핵종이라 한다. • 이에는 TRU(초우라늄원소, Transuranium)와 .. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 10. 선행 핵연료주기 10. 선행 핵연료주기 1. 개요 1) 원전연료 사이클 (1) 우라늄 광석 탐색 및 채광 • 우라늄 광석에서 우라늄광을 채굴하는 과정으로 노천채굴법, 항도채굴법이 존재한다. -> 광산이 지표 100m 이내 깊이에는 노천채굴하고, 이상에서는 갱내채굴한다. (2) 우라늄 정련 • 우라늄 원광은 품위가 낮은 관계로 Yellow Cake로 알려진 우라늄 정광을 생산하는 과정이며, 핵연료 주기에 우라늄을 공급하는 과정 -> 주요 과정은 분쇄, 침출, 정체, 침전 4단계로 구분되며 회수 과정은 이온교환법, 용매추출법, 화학석출법이 있다. • 회수 우라늄은 암모니아, 가성소다의 반응으로 우라늄 침전물이 회수되며 이를 배소한 것이 우라늄 정광()이다. (3) 우라늄 변환 • 우라늄 정광에서 농축 공정의 원료로 공급되는.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 9. 방사평형 9. 방사평형 1. 방사평형 1) 방사성 동위원소의 붕괴 (1) 방사성 붕괴 법칙 • 방사성 동위원소(Radioactive Isotope)는 분열 가능한 핵으로 특정 전자파를 방출하며 붕괴되는데 이는 핵의 종류에 따른 특정확률에 의해 결정된다. -> 핵 내부에 알파입자는 핵의 가장자리에 형성된 에너지 장벽으로 인해 내부를 끊임없이 왕복운동하고 있다. -> 그러나 양자역학에 의하면 높은 에너지 장벽을 벗어날 수 있는 적은 확률이 있기에 알파붕괴할 가능성이 있는 것이다. • 그러나 전적으로 양자역학적 원리에 지배되기 때문에 이 확률은 고정된 값을 가진다. -> 알파입자가 상당히 오랫동안 붕괴하지 않고 왕복운동을 하더라도 그 다음에 붕괴확률은 처음 충돌시의 확률과 동일하다. -> 즉, 방사성 붕괴는 지금까지 .. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 8. 공학안전설비(ESF) 8. 공학안전설비(ESF, Engineering Safety Features) 1. 개요 1) ESF의 기능 • 발전소의 원전의 LOCA(냉각재 상실사고, Loss of Coolant Accident) 등의 DBA 발생시 ESF는 RCS로부터 발생된 열을 제거하고 핵분열 생성물의 누출을 차단하여 발전소 종사자와 발전소 주변지역과 주민의 안전을 확보해야 한다. (1) 핵연료 피복재 보호 • 핵연료 중심온도는 2590도, 표면온도는 1204도를 넘지 말아야 한다. (2) 원자로 건물 건전성 확보 • 원자로 건물 내부 대기 수소함유량은 4w%를 넘지 말아야 한다. • 원자로 건물의 대기를 설계온도인 140도, 설계압인 4kgf/cm2 이하로 유지하여야 한다. (3) 원자로 건물 내부 방사선 물질의 제거 (4).. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 7. 원자력 열역학 및 유체역학 3 7. 원자력 열역학 및 유체역학 3 (3) 열효율 증대방안 ① 복수기 압력 낮추기(터빈의 배출증기 압력 낮추기) 수증기는 복수기 내부압에 대응하는 포화온도를 유지하려고 한다. -> 복수기 내부압을 낮추면 자동적으로 수증기 온도가 낮아져 방출되는 온도가 낮아진다. • 이 점을 최대로 활용하려면 증기원동소 복수기는 대기압보다 훨씬 낮은 압력에서 작동해야 한다. -> 그러나 복수기로의 공기흡입 문제, 저압터빈의 증기수분함류야 증가 및 이에 따른 저압터빈날개 부식,침식을 유발한다. ② 증기를 과열증기로 만들기(터빈 입구증기 온도 증가) 증기압을 증가시키지 않고 증기를 과열 시 열이 증기에 가해지는 평균온도가 증가한다. -> 과열증기로 인해 터빈에서 방출되는 일이 증가한다. • 과열증기로 열효율 뿐만 아니라 터빈.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 6. 원자력 열역학 및 유체역학 2 6. 원자력 열역학 및 유체역학 2 (3) 베르누이 정리의 응용 ① 토리첼리의 정리 ② 피토정압관(전압과 정압의 차로 동압을 파악) ③ 벤츄리관(베르누이의 정리를 이용) 4) 압력강하(손실수두) (1) 하겐-포아즈이유의 법칙 • 층류에만 적용 (2) 패닝의 법칙 • 난류에만 이용 (3) 달시-웨버의 법칙 • 층류, 난류 모두 적용 3. 발전소의 원리 1) 열기관 (1) 개요 • 일은 에너지의 다른 형태로 쉽게 변환될 수 있으나, 다른 형태의 에너지를 일로 변환하는 것은 쉽지 않다. -> 특별한 과정을 거쳐 물질의 열에너지를 기계적인 일로 변환할 수 있는데 이를 열기관에 의해 이루어진다. • 열기관의 특성은 다음과 같다. -> 높은 열원(핵분열 반응 에너지)으로부터 열을 받는다. -> 이 열의 일부를 일로.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 5. 원자력 열역학 및 유체역학 2 5. 원자력 열역학 및 유체역학 2 (3) 베르누이 정리의 응용 ① 토리첼리의 정리 ③ 벤츄리관(베르누이의 정리를 이용) 4) 압력강하(손실수두) (1) 하겐-포아즈이유의 법칙 • 층류에만 적용 (2) 패닝의 법칙 • 난류에만 이용 (3) 달시-웨버의 법칙 • 층류, 난류 모두 적용 3. 발전소의 원리 1) 열기관 (1) 개요 • 일은 에너지의 다른 형태로 쉽게 변환될 수 있으나, 다른 형태의 에너지를 일로 변환하는 것은 쉽지 않다. -> 특별한 과정을 거쳐 물질의 열에너지를 기계적인 일로 변환할 수 있는데 이를 열기관에 의해 이루어진다. • 열기관의 특성은 다음과 같다. -> 높은 열원(핵분열 반응 에너지)으로부터 열을 받는다. -> 이 열의 일부를 일로 변환한다. -> 남은 열을 대기 또는 바닷물 등.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 4. 원자력 열역학 및 유체역학 1 4. 원자력 열역학 및 유체역학 1. 원자력 열역학 1) 열역학 법칙 (1) 열역학 0법칙 • 온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 고온의 물질은 온도를 빼앗기고 저온의 물질은 열을 빼앗아 두 물질의 온도차를 제거하여 열적평형에 이르게 되는 법칙 (2) 열역학 1법칙 • 에너지 보존법칙이라고도 하며, 열/일은 본질적으로 동질하고 서로 전환이 가능하며 이들은 창조될 수도, 소멸될 수도 없다. ① 에너지의 종류 [1] 운동에너지(Kinetic Energy) • 열역학적 계의 경계를 통해 동적물질의 출입이 있을 경우 운동에 의해 발생되는 에너지(KE) [2] 위치에너지(Potential Energy) • 동적물질의 출입이 있을 때 위치에 의해 발생되는 에너지(PE) [3] 내부에너지(Internal Energy.. 흐름이 보이는 원자력기사 시험에서 꼭 나오는 요점 요약 정리 3. RCS(Reactor Coolant System ; 원자로 냉각재 계통) 3. RCS(Reactor Coolant System ; 원자로 냉각재 계통) 1) 개요 • RCS는 원자로의 노심과 내부구조물로 열을 제거시켜 주증기계통으로 열을 전달하기 위해 냉각재가 순환하는 폐쇠회로이다. -> 크게 RCP(Reactor Coolant Pump 냉각재펌프), SG(Steam Generator 증기발생기), PZR(Pressurizer 가압기), RV(Reactor Vessel 원자로 용기) 그리고 Pipe & Penetration(배관)으로 구성되어 있다. 2) 기능 • RCS의 기능은 다음과 같다. -> 분열과정 중 연료에서 발생된 열을 SG를 거쳐 2차계통에 전달 -> 원자로 정지 후 분열생성물 붕괴에 의한 연료내 잔열 제거 -> 중성자 흡수체인 붕산을 운반 및 이를 제어하기 위.. 이전 1 2 다음
