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일본의 대지진에 이어 심각한 원전사고가 이슈가 된 가운데..
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인류가 살아가기 위해선 무엇이 필요할까. 의식주 및 여러 건물과 이동수단 등이 필요하겠다. 이 것 말고 또 뭐가 있을까. 바로 에너지 는 것이 필요할 것이다. 인류가 산업혁명 이래로 생활방식이 완전히 바뀌게 되었고, 이 때 부터 우리가 사용할 수 있는, 또 사용 해야 하는 에너지자원이 매우 많아 졌다. 산업혁명 이후 사용해온 화석 에너지원 덕분에 자동차, 비행기, 선박 과 같은 이동수단이 크게 발달 하였다. 그렇게 인류와 함께 문명을 개척해온 화석 에너지의 시대는 오래 지속될 수 없을 것이라고 과학자들은 말한다.
원자력 발전
따라서 우리는 화석 에너지 외의 에너지를 공급할 수 있는 자원이 필요하다. 현재 화석 에너지 외 새로운 에너지원으로서는 원자력이 1등 순위이다. 원자력 발전은 우리나라에서는 1978 년, 고리에서 처음 시행되어 자체 기술로 현재 20기가 현재 가동중에 있다

( 원자로, 이미지 출처 : http://www.encyber.com/ )
원자력 에너지의 원리
원자핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있다.핵을 이루고 있는 양성자와 중성자를 핵자라고 부르기도 한다. 원자핵을 이루고 있는 핵자들을 완전히 분리해서 자유로운 입자들로 만드는 데 필요한 에너지를 핵자의 수로 나눈 것을 평균 결합에너지라고 한다. 평균 결합 에너지는 핵자수에 따라 달라진다. 작은 원자핵에서는 핵자수가 증가함에 따라 평균 결합 에너지가 증가한다. 그러나 원자핵의 크기가 일정한 크기 이상이 되면 평균 결합 에너지는 핵자수가 증가하면 오히려 감소한다. 평균 결합 에너지가 크다는 것은 더 안정한 핵이라는 뜻이다. 결합에너지가 최대가 되는 핵자의 수는 56으로, 원자번호 26인 철(Fe)의 원자핵이 여기에 해당한다. 따라서 핵자의 수가 56보다 큰 원자핵은 핵자의 일부를 방출하면 더 안정한 상태의 핵으로 변환할 수 있고, 핵자의 수가 56보다 적은 원자핵들은 다른 원자핵과의 결합으로 더 안정한 원자핵이 될 수 있다.
이렇게 작은 원자핵이 결합하여 더 안정한 큰 원자핵으로 변해가는 것을 핵융합이라고 하고, 큰 원자핵이 분열하여 작은 안정한 원자핵으로 변환되는 것을 핵분열이라고 한다. 핵융합이나 핵분열을 통해 더 안정한 원자핵으로 바뀔 때는 여분의 에너지를 내놓게 된다. 이 에너지를 사용하는 것이 원자력 발전이다.

우리나라의 원자력 발전 실태
현재 국내에 가동중인 원자력발전소 위치는 영광, 울진, 월성, 고리에 원자력본부가 있다.
영광원자력본부는 전남 영광군 홍농읍
울진원자력본부는 경북 울진군 북면
월성원자력본부는 경북 경주시 양남면
고리원자력본부는 부산광역시 기장군 장안읍 고리에 위치하고 있다.
영광 원자력본부에는 총 6기가 가동되고 있고 (700,166,130MWh,2009년)
울진 원자력본부에는 총 6기가 가동되고 있고 (586,348,777MWh, 2009년)
월성 원자력본부에는 총 4기가 가동되고 있고 (337,394,545MWh, 2009년)
고리 원자력본부에는 총 4기가 가공되고 있다 (615,471,708MWh, 2009년)
이렇게 해서 총 20기가 현재 가동중에 있다.
원자력 발전, 과연 안전한가
이렇게 에너지 효율이 높은 원자력 발전, 과연 안전 할까. 우리나라는 자체 고유의 기술로 5겹의 방화벽을 쌓아 보호하고 있다.
첫째 방호벽은 핵연료 펠릿이다. 이것은 핵연료인 이산화우라늄 분말을 고온으로 구워 원통형으로 굳힌 것으로 핵분열 시에 나오는 핵분열 산물을 이 속에 가두어 된다. 두 번째 방호벽은 연료 피복관이다. 지르코늄 합금으로 만든 원통형의 관으로 그 속에 연료봉이 들어가게 되는데 연료 펠릿에서 새어나온 방사성 물질은 대부분 이 피복관 안에 갇히게 된다. 다음의 방호벽은 원자로 압력 용기이다. 연료 피복관은 수백 개를 한 묶음으로 하여 두께 25센티미터의 철제 압력 용기에 담겨져 있다. 이 압력 용기는 방사성 물질뿐만 아니라 높은 압력과 온도에도 견디도록 설계되어 있다.
다음 네 번째 방호벽은 원자로 격납 용기이다. 원자로 전체가 두께 4센티미터 정도의 철판으로 만들어진 격납 용기 안에 설치되어 있다. 물은 물론 공기마저 새어나오지 못하도록 만든 격납 용기 밖으로는 어떤 방사성 물질도 새어나오지 못하도록 설계되어 있다. 마지막 방호벽은 원자로 건물 자체이다. 격납 용기 밖에는 두꺼운 콘크리트로 원형 돔을 만들어 최후의 방호벽으로 사용하고 있다. 원자로에는 이러한 다중 방호벽뿐만 아니라 각종 자동 안전장치가 설치되어 사고 시에 비상 작동할 수 있도록 하고 있다.
참고) 체르노빌원전사고
운전 중인 원자력발전소 내의 전기를 발전하는 제너레이터 끝부분에서 제너레이터 효율 향상을 위한 전기적 실험을 수행하였다. 제너레이터 끝단에 작은 유도발전기를 매달고 테스트 하던 중 제너레이터가 멈추는 일이 발생하면서 터빈이 정지하고 원자로 내부의 온도가 급격히 요동치면서 제어할 수 없는 상태가 되었다. 결국 원자로는 폭발하고 그 주위가 다 날아갔다. 즉, 체르노빌원전사고는 절대 원자력 발전 자체의 위험성과 무관하다.
원자력 발전후 남은 폐기물은?
원자력발전소·병원·연구소 등에서 나오는 방사성 폐기물. 기체·액체·고체 의 세가지 형태가 있다. 방사능을 띤 기체로부터 방사능을 걸러낸 필터, 원자로 내의 방사능을 흡착하는 이온교환수지, 액체폐기물 처리에 사용된 종이·걸레·비닐주머니 또는 원자력에서 일하는 사람들의 옷, 그리고 이것을 소각한 재가 핵폐기물이다.
이러한 핵폐기물을 처리하는 문제가 가장 곤란하고 시급한 일인데, 현재 우리나라에선 기체는 활성탄으로 걸러 맑은 공기는 방출하고, 액체는 건조하여 농축 찌꺼기는 파라핀과 섞어 드럼통에 넣어 보관 한다. 고체도 또한 고압 압축 하여 파라핀과 같은 고화제와 혼합하여 철제 드럽통에 넣어 보관한다.
미래에는 핵융합 에너지가
그러나 이러한 안전장치에도 불구하고 원자로의 안전 문제는 아직 중요한 문제로 남아 있다. 원자력을 이용한 발전이 중요한 에너지원으로서 널리 사용되기 위해서는 안전 문제를 완전히 해결해야 할 것이다. 핵분열 에너지보다는 작은 핵이 더 큰 원자핵으로 융합할 때 나오는 에너지를 사용하면 많은 문제들이 해결될 것으로 보인다. 그러나 원자핵 융합 시에 나오는 에너지를 사용하기 위해서는 아직 넘어야 할 기술적인 문제가 남아 있다. 그러나 많은 나라에서 기술적인 장벽을 극복하기 위해 노력하고 있으므로 머지않아 좀 더 안전한 핵융합 에너지가 널리 사용될 것이다.

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