원자력 발전

전기기사 필기 2009년 1회 40번

Q문제

원자로의 제어재가 구비하여야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

중성자의 흡수 단면적이 적어야 한다.

원자로 제어재는 중성자를 흡수하여 핵분열 속도를 조절해야 하므로 중성자 흡수 단면적이 커야 합니다.

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Step 1: 제어재의 기본 역할을 정의합니다. 제어재는 원자로 내에서 발생하는 중성자를 흡수하여 연쇄 반응의 속도를 조절하거나 원자로를 정지시키는 역할을 수행합니다.

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Step 2: 중성자 흡수 단면적의 물리적 의미를 파악합니다. 흡수 단면적은 중성자와 반응하여 흡수될 확률을 나타내는 척도로, 제어 성능을 확보하기 위해서는 이 값이 매우 커야 합니다.

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Step 3: 구비 조건의 타당성을 검토합니다. 중성자 흡수 단면적이 작으면 중성자를 효과적으로 제거할 수 없으므로, 이는 제어재의 구비 조건으로 적절하지 않습니다.

높은 중성자속에서 장시간 그 효과를 간직하여야 한다.

제어재는 강한 방사선 환경인 중성자속 내에서 물리적, 화학적 성질을 잃지 않고 장기간 작동할 수 있는 내구성이 요구됩니다.

내식성이 크고, 기계적 가공이 쉬워야 한다.

냉각재에 의한 부식을 견디는 내식성과 정밀한 형상 제작을 위한 가공성은 기계적 측면에서 중요한 구비 조건입니다.

열과 방사선에 안정적이어야 한다.

핵분열 시 발생하는 고열과 방사선 조사에 의한 팽창이나 변형이 없어야 안전한 제어가 가능합니다.

제어재의 중성자 흡수 단면적이 작으면 어떤 문제가 발생하나요?

중성자를 충분히 흡수하지 못해 핵분열 연쇄 반응을 효과적으로 제어하거나 정지시킬 수 없게 되어 원자로의 안전성을 확보하기 어렵습니다.

제어재로 사용되는 대표적인 원소에는 무엇이 있나요?

중성자 흡수 능력이 매우 큰 붕소(B), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 인듐(In) 등이 대표적으로 사용됩니다.