화학-원자력
소개
핵 반응은 원자력 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용되는 엄청난 양의 에너지 (핵 에너지라고 함)를 방출합니다.
일반적으로 생산되는 원자력 nuclear fission, nuclear fusion, 과 nuclear decay.
1938 년 독일의 화학자 Otto Hahn, Fritz Strassmann, 오스트리아의 물리학 자 Lise Meitner는 중성자에 의해 우라늄을 폭격하는 실험을 수행했습니다. 이 실험의 결과, 상대적으로 작은 중성자는 거대한 우라늄 원자의 핵을 대략 동일한 두 조각으로 나누고 거대한 에너지를 방출했습니다.
오토 한과 그의 동료들의 핵 실험은 핵분열로 인기가 있습니다.
핵분열
핵분열 과정은 자유 중성자와 감마 광자를 생성하는 동시에 매우 많은 양의 에너지를 방출합니다.
핵분열은 발열 반응으로, 운동 에너지뿐만 아니라 전자기 복사 형태로 많은 양의 에너지를 방출 할 수 있습니다.
때때로 핵분열은 방사성 붕괴의 한 유형으로 자연적으로 (즉, 중성자 폭격없이) 발생할 수 있습니다.
핵분열의 유형
다음은 핵분열의 주요 유형입니다-
Chain Reaction and
Fission Reaction
간단히 논의 해 봅시다.
연쇄 반응
하나의 단일 핵 반응이 하나 이상의 후속 핵 반응을 일으키는 경우 연쇄 반응이라고합니다.
이러한 연쇄 반응은 자체 전파되는 일련의 핵 반응 가능성을 증가시킵니다.
핵 연쇄 반응은 다른 어떤 화학 반응보다 반응 당 백만 배 더 많은 에너지를 방출합니다. 따라서 폭발성 또는 통제되지 않은 연쇄 반응이라고도합니다.
중원자가 핵분열을 경험하면 일반적으로 두 개 이상의 핵분열 조각으로 분해됩니다. 이 과정에서 여러 자유 중성자, 감마선 및 중성미자가 방출되고 궁극적으로 많은 양의 에너지가 방출됩니다.
다음은 연쇄 반응의 두 가지 예입니다.
235 U + → 중성자 분열 조각 + 2.4 중성자 + 192.9 MeV
235 Pu + → 중성자 분열 조각 + 2.9 중성자 + 198.9 MeV
원자 폭탄에는 일관된 에너지 원이 필요하기 때문에 연쇄 반응 기술이 사용됩니다.
핵분열 반응
중성자 (연료 원자의 핵분열에 의해 생성됨)를 사용하여 지속 가능한 에너지의 방출을 위해 더 많은 핵분열을 유도하는 핵분열 반응을 핵분열 반응이라고합니다.
이러한 반응은 느리고 제어 가능합니다. 따라서 제어 된 연쇄 반응이라고도합니다.
원자로를 생산하는 전력 (전기)은 제어 된 연쇄 반응의 이상적인 예입니다.
특성 및 사용 유형에 따라 핵분열 / 제어 연쇄 반응은 다음과 같이 분류됩니다.
Power reactors
Research reactors
Breeder reactors
이러한 동력로들은 일반적으로 핵분열 생성물의 운동 에너지를 열로 변환합니다. 또한 열은 열 엔진을 구동하는 작동 유체를 가열하는 데 사용되어 궁극적으로 기계적 또는 전력을 생성합니다.
원자로의 기본 구성 요소
다음은 원자로의 필수 구성 요소입니다-
Nuclear fuels- 우라늄 AS ( 233 U, 235 U), 토륨 (토륨 232 ), 플루토늄 (우레탄 239 ).
Moderators− 방출되는 중성자를 제어하는 데 사용됩니다. 예 : 중수, 베릴륨, 흑연 등
Coolant− 반응기 냉각에 사용됩니다. 예 : 물, 증기, 헬륨, CO 2 , 공기, 용융 금속 등
Control rods− 핵분열 반응을 실행하고 중지하는 데 사용됩니다. 예를 들어 카드뮴 또는 붕소 막대가 이러한 목적으로 사용됩니다.
핵융합
두 개의 가벼운 핵이 융합되어 무거운 핵을 형성하는 과정을 핵융합이라고합니다. 이 과정에서 핵 에너지로 알려진 엄청난 양의 에너지가 방출되고 있습니다.
핵융합의 가장 좋은 예는 수소 폭탄입니다.
수소 폭탄은 원자 폭탄보다 약 1,000 배 더 강력합니다.