오늘은 지난번 시간에 잠시 언급한 중수(무거운 물)를 이용한 발전소에 대해서 얘기해보고자 합니다.

1942년 탄소(그레파이트)를 이용한 인류의 첫 원자력 발전소 Chicago pile-1을 만든 이후

1944년 처음 중수를 이용한 원자로 Chicago Pile-3 (CP-3)가 지어 졌습니다.

(Chicago Pile-2는 1과 같이 그레파이트 원자로입니다. )

<99% 짜리 중수, 1933년 당시에 1 gram에 50 cent 였다고 함>

 

중수로의 간략한 역사를 요약해서 말씀 드리면,

1. 물에 대한 더욱 정교한 밀도 값 필요 (표준밀도 혹은 비중 값 제시)

2. 1913년에 측정하면 잘 나올 줄 알았는데 위치에 따라서 측정 값이 다름

3. Rutherford랑 같이 캐나다에서 일하던 Frederick Soddy이 동위원소 개념 제시

4. 다 똑같은 물의 원소면 밀도가 같아야 하는데, 위치에 따라 밀도 값이 다른 것은 동위원소의 분포가 위치마다 달라서였던 것 같음

5. Harold Urey가 동위원소 개념을 알고 1931년 추수감사절에? 중수(Heavy water)를 존재가 역사상 처음 밝힘 (안 쉬냐???)  

6. Frédéric Joliot-Curie (퀴리 부인 사위) 연구팀과 핵분열을 예측한 Otto Hahn 연구팀이 우라늄 광석이 물에서 더 잘 분열 읽어나는 것 확인

7. 물이 중성자와 부딪혀서 중성자의 운동 에너지 흡수하여, 중성자가 다른 우라늄과 반응하게 편하게 만든다는 것을 알게 됨

<우라늄의 핵분열로 인한 중성자가 감속재와 만나서 속력이 줄어 다시 핵분열 유도하는 모식도>

8. 그러나 그냥 물은 중성자 속도를 느리게도 하지만, 흡수도해서 지속적으로 Chain reaction을 유지 할 수 가 없음

9. 중수는 중성자와 반응을 잘 안하고 중성자 속도를 느리게 해서 Chain reaction 더 잘할 거라 생각했고 CP-3가 결국 1944년에 지어짐

<인류의 첫 중수로 CP-3>

10. 우리나라에도 박정희씨가1974년에 캐나다에서 중수로 들여옴

11. 이렇게해서 우리나라에 월성원자로가 지어 졌습니다. 

<우리나라 경주에 있는 월성 중수로 발전소>