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원자력발전소의 동력원에 해당하는 원자로는, 사실 다양한 형태로 원자력발전소 외의 여러 곳에서 사용되고 있습니다. 이러한 원자로는 사용 목적에 따라, 핵연료 및 냉각재의 종류에 따라 종류를 구분할 수 있는데요. 각각 어떤 다른 점을 갖고 있는지 알아보겠습니다. 용도에 따른 원자로의 구분 우선 원자로는 용도에 따라 발전용, 연구용, 실험용, 동력용 등으로 구분할 수 있는데요. 그 중 원자력발전소의 원자로가 발전용 원자로에 해당하며, 국내 기술을 통해 최초로 만들어진 ‘하나로’의 경우가 연구용 원자로에 해당합니다. 핵연료 및 냉각재의 종류에 따른 원자로의 구분 : 가압경수로, 비등경수로, 가압중수로, 흑연감속 비등경수로, 가스냉각로 앞에서는 원자로를 용도에 따라 구분했다면, 다른 기준으로는 핵연료 및 감속재, 냉각재의 종류에 따라서도 구분할 수 있는데요. 아래 표와 함께 살펴볼까요? 원자로 구분 핵연료 냉각재 감속재 개발국가 비고 가압경수로 (PWR) 저농축우라늄 (3~5%) 경수 경수 미국 고리, 영광, 울진 원전 비등경수로 (BWR) 저농축우라늄 (1~3%) 경수 경수 미국 후쿠시마 제1원전 가압중수로 (PHWR) 천연우라늄 (0.7%) 중수 중수 캐나다 월성 원전 흑연감속 비등경수로 (RBMK) 저농축우라늄 (2%) 경수 흑연 구 소련 체르노빌 원전 가스냉각로 (GCR) 천연우라늄 (0.7%) 기체 흑연 영국 - 표에서와 같이, 감속재와 냉각재를 경수로 사용할 경우엔 ‘경수로’, 중수를 사용할 땐 ‘중수로’로 구분합니다. 여기서 ‘경수’는 우리가 알고 있는 일반 물을, ‘중수’는 중수소와 산소가 결합된 물로, 경수보다 조금 더 무거운데요. 이렇게 각각 다른 원자로 형태의 발전소는 어떻게 움직이는 걸까요? 가압경수로 & 비등경수로 우리나라의 원자력발전소는 가압경수로형과 가압중수로형을 사용하고 있습니다. 고리, 영광, 울진 원전이 가압경수로형 원전, 월성 원전이 가압중수로형 원전입니다. 또 지난 후쿠시마 사고 때의 원전은 비등경수로형 원전이었는데요. 이 두 원자로는 어떻게 다른지 하나씩 살펴보겠습니다. 가압경수로 세계 원전의 60%를 차지하는 가압경수로는, 냉각재와 감속재로 일반 물인 경수(H2O)를 사용하며 연료로는 핵분열이 가능한 우라늄 235가 3~5% 들어있는 저농축우라늄을 사용합니다. 가압경수로의 경우 핵연료에서 생성된 열은 1차 냉각재계통으로 전달되고, 증기발생기를 통해 2차 냉각재계통으로 전달되는 2중 구조로 되어 있습니다. 이때 1차 냉각재계통은 가압기를 이용하여 높은 압력으로 유지되기 때문에 고온에서도 냉각재가 액체 상태를 유지하게 됩니다. 그리고 증기발생기를 통해 전달된 열로 2차 냉각재를 가열하여 증기를 만들고 이 증기로 터빈을 돌려 전기를 만들어냅니다. 가압경수로 위 그림이 바로 가압경수로형 원전의 내부 구조인데요. 가압경수로형 원전에서 전기를 만들어내는 과정에 대해선 이전에 한 차례 자세하게 다룬적이 있으니 아래 관련글을 참고하세요. 관련글 [아는 것이 힘/원자력의 모든 것] - 원자력발전소는 어떻게 움직일까 비등경수로 비등경수로는 전체 원전의 22%를 차지하고 있는 원자로 형태로, 가압경수로와 같은 경수를 냉각재와 감속재로 사용합니다. 저농축우라늄을 사용하는 점에서, 가압경수로와 비슷한데요. 가압경수로와의 차이점은 아래 비등경수로의 내부 구조를 보시면 알 수 있습니다. 비등경수로 비등경수로는 아래 같은 단계를 통해 전기를 만드는데요. ① 노심 (핵분열 반응이 일어나는 원자로 중심부)에서 핵분열 반응 ② 노심과 접촉한 냉각수를 끓여 직접 수증기 발생 ③ 발생한 증기로 터빈을 돌려 발전기 작동 가압경수로와 달리 증기발생기가 없기 때문에 노심에서 직접 증기를 생산하여 가압경수로보다 압력이 낮고, 또 원자로계통과 터빈계통이 완전 분리되지 않아 방사선 차폐가 어렵다는 단점이 있습니다. 이렇다 보니 만일의 경우 배관에 문제가 생길 시 방사능 증기가 유출될 수 있다는 위험을 갖고 있습니다. 이처럼 같은 경수로라 해도 각각의 종류에 따라 특징이 다르다는 것을 알 수 있는데요. 다음에 계속 이어서 또 다른 형태의 원자로에 대해서 소개해 드리겠습니다. 출처: https://prnssc2.tistory.com/entry/원자로의-종류-가압경수로-비등경수로 [prnssc]