원자로의 구성(감속재·냉각재)

📖 5분 정리무료 공개이론 근거 정리

1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 7번 나왔습니다
2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2010년 2차 · 2010년 3차 · 2012년 2차 · 2013년 2차 · 2015년 1차 · 2017년 3차 · 2019년 3차

2 쉬운 설명

원자로는 연료·감속재·제어재·반사체·차폐재·냉각재 등으로 이루어진다. 그중 감속재는 핵분열로 나온 빠른 고속 중성자의 속도를 늦춰 열중성자로 바꾸는 물질이고, 냉각재는 핵분열로 나온 열을 식혀 밖으로 실어 나르는 물질이다.

4문단 · 상세한 내용보기접어서 간단히 보기

핵분열로 나온 중성자는 매우 빨라서 그대로는 다음 핵분열을 잘 일으키지 못하고, 우라늄을 잘 분열시키는 것은 느린 열중성자이다. 그래서 고속 중성자를 감속재와 부딪치게 해 속도를 늦춘다.

감속재는 중성자가 가벼운 원자핵과 충돌할수록 에너지를 많이 잃으므로 원자 질량이 작아야 한다. 또 중성자를 삼키지 않도록 흡수 단면적이 작아야 하고, 중성자와의 충돌 확률이 높으며 감속능과 감속비(감속능을 중성자 흡수 정도로 나눈 값)가 커야 한다. 수소가 든 경수·중수와 비교적 가벼운 탄소로 된 흑연이 쓰인다.

냉각재는 중성자를 많이 흡수하면 연쇄반응에 필요한 중성자가 줄어 반응이 이어지기 어려우므로 흡수 단면적이 작아야 한다. 열을 많이 실어 나르도록 비열이 커야 하고(비열을 든 문항), 열용량도 커야 한다(열용량을 든 문항). 열을 빠르게 빼내도록 열전도율이 커야 하며, 열용량을 든 문항은 「열전도율 및 열전달 계수가 클 것」을 함께 든다. 냉각재 자신이 방사능을 오래 띠지 않도록 유도 방사능이 적어야 한다.

원자로의 재료는 맡은 일이 다르다. 차폐재는 원자로 밖으로 새어 나가는 중성자와 방사선을 막고 열을 받아내는 방열 효과도 낸다. 제어재는 중성자를 흡수해 출력을 조절하고, 반사체는 새어 나가려는 중성자를 되돌리며, 구조재는 연료와 설비를 지지한다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 감속재 조건 = 원자 질량 작고 · 흡수 단면적 작고 · 충돌 확률 높고 · 감속비 큼.
암기팁 냉각재는 중성자는 안 붙잡고, 열은 잘 나른다.
함정 주의 감속재와 냉각재를 구분한다. 감속재는 중성자를 늦추는 물질(원자 질량이 작음), 냉각재는 열을 실어 나르는 물질이다. 둘 다 중성자 흡수 단면적은 작아야 한다.
  • 감속재의 틀린 조건은 원자 질량이 크다는 쪽이다. 「원자량이 큰 원소일 것」「원자 질량이 클 것」「원자의 질량이 클 것」은 모두 감속재 문항에서 틀리거나 거리가 먼 보기였고, 감속재는 원자 질량이 작아야 한다.
  • 감속재의 옳은 조건은 중성자의 흡수 단면적이 작을 것(불필요한 중성자 흡수가 적을 것), 중성자와의 충돌 확률이 높을 것, 감속 능력이 클 것, 감속능 및 감속비가 클 것이다.
  • 「고속 중성자를 열중성자로 바꾸는 작용」은 감속재에 대한 옳은 설명이고, 「사용 재료로 경수를 사용」도 감속재에 대한 옳은 설명이다.
체크리스트 더 보기 3개 더체크리스트 접기
  • 냉각재 문항에서 「중성자의 흡수 단면적이 클 것」은 잘못된 조건이다. 흡수 단면적은 작아야 중성자가 줄지 않아 연쇄반응이 이어진다.
  • 냉각재의 옳은 조건은 비열이 클 것, 열용량이 클 것(「열용량이 적을 것」은 조건이 아니다), 열전도율 및 열전달 계수가 클 것, 유도 방사능이 적을 것(방사능을 띠기 어려울 것)이다.
  • 중성자 유출을 막고 방열 효과를 주는 것은 차폐재이다. 제어재(출력 조절)·반사체(중성자를 되돌림)·구조재(연료와 설비를 지지)와 구분한다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2010년 3차 전력공학 29번 — 냉각재 조건 중 잘못된 것원자력 발전소에서 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건으로 잘못된 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2013년 2차 전력공학 36번 — 감속재 조건 중 부적합한 것원자로의 감속재가 구비하여야 할 사항으로 적합하지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2017년 3차 전력공학 38번 — 감속재 설명 중 틀린 것원자로의 감속재에 대한 설명으로 틀린 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 7개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

감속재의 조건
감속 능력이 크고 원자 질량이 작은 물질이어야 한다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
원자로 감속재의 구비조건
중성자와 충돌할 때 에너지 손실이 크도록 질량이 작은 원자일 것, 중성자 흡수가 적을 것, 감속능·감속비가 클 것.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
원자로 냉각재의 구비조건
열용량과 열전도율·열전달 계수가 크고, 중성자 흡수가 적으며, 방사능을 띠기 어려워야 한다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
원자로 냉각재의 요구 조건
냉각재는 중성자 흡수 단면적이 작고, 비열·열전도율이 크며, 유도 방사능이 적어야 핵분열 연쇄반응과 냉각에 유리하다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
원자로의 구성 요소
원자로는 연료·감속재·제어재·반사체·차폐재·냉각재 등으로 이루어지며 차폐재는 방사선과 중성자 유출을 막는다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
중성자 감속의 탄성충돌 이론
질량이 비슷하거나 작은 원자핵과 충돌할수록 중성자가 에너지를 크게 잃어 감속 효율이 높아진다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
중성자의 감속
중성자는 가벼운 원자핵과 충돌할 때 에너지를 많이 잃으므로 감속재는 원자량이 작고 중성자 흡수가 적은 물질이어야 한다.
출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 7문항 중 1문항이 인용
이 단원 기출문제 보기가입 없이 · 화력·원자력발전이 단원 문제 풀어보기 — 도장깨기가입하면 열립니다

화력·원자력발전 핵심개념 목록으로

무료로 시작하기