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ㅣThink Safety l핵분열 연쇄반응을 자유롭게 조절하는 제어봉

  • 2014.12.29.
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제어봉

우라늄과 같은 무거운 원자핵이 중성자를 흡수하면 원자핵이 쪼개지는데 이를 핵분열이라고 합니다.

핵분열이 되면 새로운 중성자를 내보내게 되며, 이 새로운 중성자는 다른 원자에 부딪쳐 또 다시 핵분열을 일으키며 계속 반복하게 되는데, 이것을 핵분열 연쇄반응이라고 합니다.

 

핵분열 연쇄반응은 원자로 안에 있는 중성자의 수를 제어하여 조절할 수 있습니다. 원자력발전소에서는 이 연쇄반응을 조절해 출력을 자유자제로 제어 할 수 있으며, 때로는 연쇄반응을 급격히 멈추게도 할 수 있습니다. 즉 중성자의 수를 조절하거나 없애는 방법으로 가능한것입니다.

 

은, 인듐, 카드늄, 스테인레스스틸, 붕소 등은 중성자를 잘 흡수하는 물질, 즉 중성자 흡수물질입니다. 원전에서는 이 중성자흡수물질 사용해 원자로 안의 중성자를 제어하는데, 대표적인 것이 핵연료 다발의 연료봉 사이에 놓여 있는 제어봉과 원자로의 노심을 냉각시키는 물(냉각재)에 녹아 있는 붕소(Boron)입니다.

 

정상 운전 중에는 제어봉을 핵연료집합체에서 상부 쪽으로 완전히 뽑아 놓고 운전하며, 냉각재에 녹아 있는 붕소를 희석시키거나 더 주입하여 중성자의 수를 조절합니다.

 

그러나 고장이나 자연재해 등으로 원자로를 긴급히 정지시켜야 할 상황이 발생하면 원자로 상부에 뽑아져 있는 제어봉을 핵연료집합체의 연료봉 사이로 떨어뜨리고, 냉각재에 고농도의 붕소를 주입해 중성자의 수를 급격히 감소시켜 핵분열 연쇄반응을 멈추게 합니다. 이것을 원자로 정지라고 합니다.

 

제어봉의 삽입, 인출 장치는 핵연료 상부에 있으며 만일 전원이 끊겨 작동이 불가능할 경우에는 제어봉이 핵연료집합체의 연료봉 사이로 중력에 의해 떨어지면서 원자로가 자동으로 정지되도록 설계되어 있습니다.

 

한수원 사이버공격 시도에 의해 많은 우려가 있습니다. 제어설비는 주로 디지털 기기로 구성되어 악성코드의 영향을 받을 수 있으나, 보호설비는 아날로그 기기로 구성되어 악성코드의 영향을 받을 수 없습니다.
설령 악성코드로 인한 제어계통의 고장이 발생할 지라도 보호계통의 정상적인 동작에 의해 원자로는 안전하게 정지되므로 원자로 손상 또는 방사선 누출은 발생하지 않습니다.

 

think safety

 

 

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