1. 중성자 중재 :
* 핵분열의 중성자는 연쇄 반응을 유지하기에는 너무 활력이 넘칩니다. 특정 에너지 수준으로 속도가 느려질 필요가 있습니다.
* 중재자 : 이들은 충돌에 의해 중성자를 효과적으로 느리게하는 물 (경수 반응기) 또는 흑연 (일부 반응기)과 같은 재료입니다.
2. 중성자 흡수 :
* 제어로드 : 이들은 붕소 나 카드뮴과 같은 중성자 흡수 재료로 만들어졌습니다. 이들로드를 반응기 코어에 삽입하면 중성자를 흡수하여 핵분열 속도를 줄이고 전력 출력을 제어 할 수 있습니다.
* 다른 흡수 장치 : 핵분열 생성물 자체 중 일부는 좋은 중성자 흡수 장치로 반응을 조절하는 데 도움이됩니다.
3. 연료 농축 :
* 천연 우라늄 : Fissile 동위 원소 U-235의 0.7% 만 포함합니다.
* 강화 : U-235의 농도를 증가시켜 연료를보다 반응성으로 만듭니다. 농축 수준은 연쇄 반응이 얼마나 쉽게 지속될 수 있는지 결정합니다.
4. 반응기 형상 :
* 모양과 크기 : 원자로의 설계는 중성자 흐름에 영향을 미치며 추가 핵분열이 얼마나 효과적으로 트리거 될 수 있는지에 영향을 미칩니다.
* 반사기 : 중성자를 반응 영역으로 다시 반영하여 효율성을 증가시키는 코어를 둘러싼 재료.
5. 냉각 시스템 :
* 열 제거 : 핵분열은 엄청난 열을 생성하며, 과열을 방지하기 위해 지속적으로 제거해야합니다.
* 냉각수 : 이것은 물, 헤비 물 또는 코어를 통해 순환하여 열을 흡수하여 열교환기로 옮기는 다른 액체 일 수 있습니다.
모든 것이 함께 작동하는 방식 :
1. 연쇄 반응 개시 : 중성자는 U-235 원자를 쳤으며, 핵분열이 발생하고 더 많은 중성자를 방출합니다.
2. 중성자 조절 : 중재자는이 중성자를 추가 핵분열에 적합한 에너지 수준으로 속도에 빠뜨립니다.
3. 반응 제어 : 제어로드는 일부 중성자를 흡수하여 통제되지 않은 연쇄 반응을 방지합니다.
4. 반응 유지 : 나머지 중성자는 추가 핵분열 사건을 유발하여 반응을 제어 속도로 유지합니다.
5. 냉각 : 냉각 시스템은 핵분열 공정에 의해 생성 된 열을 제거합니다.
안전 메커니즘 :
* 스크램 시스템 : 이 시스템은 모든 제어로드를 코어에 빠르게 삽입하여 응급 상황에서 연쇄 반응을 중지합니다.
* 격리 건물 : 사고의 경우 방사성 물질의 방출을 방지하는 강력한 구조.
* 백업 시스템 : 다중 중복 시스템은 고장의 경우에도 반응기가 제어 상태를 유지하도록합니다.
요약 : 원자로는 중성자 조정, 제어로드, 연료 농축, 반응기 형상 및 냉각 시스템의 정교한 조합에 의존하여 핵 연쇄 반응을 관리하고 에너지를 안전하고 효율적으로 생산합니다.
