원자력 발전

전기기사 필기 2007년 1회 28번

Q문제

원자로의 감속재가 구비하여야 할 사항으로 적합하지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

중성자의 흡수 단면적이 적을 것

중성자를 흡수하면 핵분열 연쇄 반응이 억제되므로 감속재는 중성자 흡수 단면적이 작아야 합니다.

원자량이 큰 원소일 것

감속재는 중성자의 속도를 효과적으로 줄이기 위해 원자량이 작은 원소를 사용해야 합니다.

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Step 1: 감속재의 주된 역할은 핵분열 시 발생하는 고속 중성자를 열중성자로 감속시키는 것입니다.

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Step 2: 중성자가 원자핵과 충돌할 때, 충돌하는 원자핵의 질량이 중성자의 질량과 비슷할수록 에너지 전달 효율이 극대화되어 속도가 빠르게 감소합니다.

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Step 3: 따라서 수소나 탄소와 같이 원자량이 작은 원소가 감속재로 적합하며, 원자량이 큰 원소는 감속 효과가 낮아 부적합합니다.

중성자와의 충돌 확률이 높을 것

중성자와 자주 충돌해야 에너지를 빨리 잃고 감속되므로 산란 단면적(충돌 확률)은 커야 합니다.

감속비가 클 것

감속비는 감속 능력을 흡수 단면적으로 나눈 값으로, 이 값이 클수록 중성자를 흡수하지 않고 속도만 잘 줄이는 우수한 감속재임을 의미합니다.

감속재로 주로 어떤 물질이 사용되나요?

경수, 중수, 흑연, 베릴륨 등이 사용됩니다. 이들은 모두 원자량이 작은 원소를 포함하고 있어 감속 효율이 높습니다.

원자량이 크면 왜 감속재로 쓰기 어렵나요?

질량이 큰 물체에 작은 물체가 부딪히면 튕겨 나갈 뿐 속도가 크게 줄어들지 않기 때문입니다. 중성자와 질량이 비슷한 가벼운 원소라야 충돌 시 에너지를 많이 전달할 수 있습니다.