원자력의 사례와 5가지 팩트

원자력이란?

원자력은 원자핵 안에 저장되어 있는 에너지이다. 이 에너지가 방출되는 유일한 방법은 원자핵의 분할 또는 결합을 통해서입니다. 화학 반응은 핵 에너지를 방출할 수 없습니다. 원자력은 가장 집중된 형태의 에너지입니다. 다시 말해, 우리는 적은 양의 원자력 에너지에서 가장 유용한 에너지를 얻습니다.

원자력은 원자로 내려옵니다. 원자가 쪼개지거나 융합할 때 열에너지의 형태로 반응을 일으킵니다. 대부분의 초점은 이러한 반응에서 생성되는 원자력에 있지만 원자력과 원자력은 다릅니다.

원자력은 반응 에너지를 이용하여 생성됩니다. 핵 에너지는 반응 중에 생성됩니다. 원자력이 실생활에서 어떻게 사용되는지 살펴보기 전에 먼저 두 가지 유형의 원자력을 살펴볼 필요가 있습니다.

 

핵융합

핵융합에 대해 생각할 때 함께 융합되는 것을 생각하십시오. 그것이 일어나고 있기 때문입니다. 핵융합에서는 원자가 융합되거나 결합되어 에너지를 생성합니다. 태양은 핵융합의 가장 좋은 예 중 하나입니다. 태양 내부에서 수소 핵은 서로 융합하여 헬륨을 형성하고 지구를 따뜻하게 하는 열 에너지를 생성합니다.

 

핵분열

핵융합이 원자가 융합하는 것이라면 원자핵이 분리될 때 핵분열 에너지가 생성된다고 추측할 수 있습니다. 가장 친숙한 핵분열 반응은 우라늄이 원자력 발전소에서 사용될 때입니다. 원자로 내부에서 원자의 핵이 강제로 떨어져 핵 에너지를 생성합니다.

 

원자력 에너지 사례

 

코발트-60과 같은 원자력 에너지와 그 부산물은 여러 용도로 사용됩니다. 여기에는 힘과 무기의 생성뿐만 아니라 의학, 우주 탐사 등이 포함됩니다.

 

1. 전기
원자력을 생각할 때 핵분열열을 사용하여 전기를 생성하는 방법을 생각합니다. 이것은 우라늄이 원자로 내에서 분할될 때 원자력 발전소에서 수행됩니다. 생성된 에너지는 물을 가열하여 터빈을 회전시킵니다. 터빈의 회전은 풍차의 터빈과 매우 흡사한 전기를 생산합니다.
1986년의 체르노빌과 2011년의 후쿠시마 다이이치에 대한 논의 없이는 원자력 발전소에 대해 이야기할 수 없습니다. 이 두 사건 모두에서 원자로가 녹아 방사능과 핵폐기물이 대기 중으로 방출되었습니다. 이러한 사고는 수천 명의 목숨을 앗아갔고 수많은 사망자를 냈습니다.
원자력은 일반적으로 신뢰할 수 있고 비용이 적게 들지만, 원자력이 생성하는 부산물과 수질 오염 물질로 인해 매우 논란의 여지가 있습니다.

2. 핵무기
원자력 하면 떠오르는 또 다른 것은 원자폭탄이나 수소폭탄과 같은 무기입니다. 핵분열과 핵융합을 모두 사용하는 이 폭탄은 강력한 폭발을 일으켜 몇 초 만에 넓은 지역을 파괴할 수 있습니다. 폭발은 또한 초기 폭발에서 살아남은 사람들에게 독성 수준의 방사선을 생성합니다.
이러한 무기가 전쟁에서 초래할 수 있는 파괴의 규모는 무기를 고도로 규제하게 만듭니다. 실제로 2017년에는 핵무기 확산을 방지하기 위해 여러 주요 국가에서 국제 조약을 체결했습니다.

3. 우주 탐사
원자력은 심우주 탐사를 위한 발전기에 사용될 수 있습니다. Cassini-Huygens 탐사선은 2017년에 파괴되기 전에 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)를 사용하여 토성을 탐사했습니다.
우리가 심우주에 대해 알고 있는 것 중 상당 부분이 방사성 동위원소 전력 시스템(RPS)에 의해 가능해졌습니다. 이 작은 원자력 발전소는 심우주의 극한 환경에서 우주선에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.
RPS는 목성, 토성, 화성 및 명왕성을 연구하는 임무를 포함하여 수십 년간의 우주 탐사 동안 안전하고 신뢰할 수 있으며 유지 보수가 필요 없는 것으로 입증되었습니다.

4. 의학적 진단 및 치료
미국 병원에 입원한 모든 환자의 약 1/3이 방사선 또는 방사성 물질을 사용하여 진단되거나 치료됩니다.
방사성 동위원소의 안전한 관리와 카메라 영상 촬영을 결합한 핵 의료 영상은 의사가 종양, 크기 이상 또는 기타 문제를 찾는 데 도움이 됩니다.
의사는 또한 방사성 동위원소를 치료적으로 사용하여 암 조직을 죽이고 종양의 크기를 줄이며 통증을 완화합니다.

5. 범죄수사
범죄 수사관은 용의자를 특정 범죄와 연결시키는 물리적 증거를 얻기 위해 종종 방사성 동위원소에 의존합니다. 그들은 페인트, 유리, 테이프, 화약, 납 및 독극물과 같은 재료에서 미량 화학 물질을 식별하는 데 사용할 수 있습니다.

6. 농업
마지막으로 농부들은 화학 살충제의 대안으로 농작물을 파괴하는 곤충을 통제하기 위해 방사성 동위원소를 사용할 수 있습니다. 이 절차에서 수컷 해충은 불임이 됩니다. 그러면 해충 개체수가 급격히 줄어들고 경우에 따라 제거됩니다.
원자력은 또한 우리의 식량을 보존하기 위해 이용됩니다. 식품에 방사선을 쬐면 조리하거나 식품의 영양적 특성을 변경하지 않고 유해한 유기체가 파괴됩니다. 또한 화학 첨가물과 냉장이 필요하지 않으며 다른 식품 보존 방법보다 에너지가 덜 필요합니다.

 

원자력 에너지에 관한 5가지 팩트

1. 원자력 발전소는 2019년에 7,900억 킬로와트시 전력을 생산했습니다.
미국은 세계 최대의 원자력 생산국이다. 2020년에는 7900억 킬로와트시 전력을 생산해 사상 처음으로 연간 발전량에서 석탄을 넘어섰다. 상업용 원자력 발전소는 1990년 이후 매년 전국 전력의 약 20%를 공급하고 있습니다.

2. 원자력은 미국 청정 에너지의 52%를 제공합니다.
원자력은 2020년 미국의 무탄소 전력의 52%를 제공하여 국내 최대 청정 에너지원이 되었습니다.
원자력 발전소는 전기를 생산하는 동안 온실 가스를 배출하지 않습니다.
그들은 물을 끓여서 터빈을 회전시키는 증기를 생성함으로써 전력을 생산합니다. 물은 핵분열이라고 하는 과정에 의해 가열되는데, 핵분열은 원자로 노심 내부의 우라늄 원자를 분리하여 열을 만듭니다.

3. 원자력은 미국에서 가장 신뢰할 수 있는 에너지원이다
원자력 발전소는 2020년에 전체 용량의 92% 이상을 가동하여 미국에서 가장 신뢰할 수 있는 에너지원이 되었습니다. 이는 천연 가스(57%) 및 석탄(40%) 발전소보다 약 1.5~2배 더 안정적이고 풍력(35%) 및 태양열(25%) 발전소보다 약 2.5~3.5배 더 안정적입니다.
원자력 발전소는 유지 관리가 덜 필요하고 연료를 재충전하기 전에(일반적으로 1.5년 또는 2년마다) 더 오래 작동할 수 있기 때문에 하루 24시간, 주 7일 가동되도록 설계되었습니다.

4. 원자력은 미국 28개 주에 전력을 공급합니다.
현재 미국 28개 주에서 가정과 기업에 전력을 공급하는 94개의 상업용 원자로가 있습니다. 일리노이는 11개의 원자로를 보유하고 있으며 이는 모든 주에서 가장 많은 수이며 사우스 캐롤라이나와 뉴햄프셔와 함께 전력의 50% 이상을 원자력으로부터 공급받고 있습니다.

5. 핵연료는 매우 조밀하다
이 때문에 사용후핵연료의 사용량은 생각보다 많지 않습니다.
지난 60년 동안 미국 원자력 산업에서 생산된 모든 사용후핵연료는 축구장 깊이가 10야드 미만인 축구장에 들어갈 수 있습니다.