경수로

경수로 (Light Water Reactor, LWR)는 감속재와 냉각재로 경수(일반적인 물, H₂O)를 사용하는 원자로의 한 종류이다. 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 원자로 형식이며, 가압경수로(PWR)와 비등경수로(BWR)가 대표적이다.

원리 및 작동 방식:

경수로는 핵분열 반응을 통해 열을 발생시키고, 이 열로 물을 가열하여 증기를 만든다. 이 증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하는 데 사용된다. 핵분열 반응을 지속적으로 유지하기 위해 중성자 감속재가 필요한데, 경수로에서는 경수가 이 역할을 수행한다. 또한, 경수는 원자로 내부의 열을 외부로 전달하는 냉각재 역할도 한다.

가압경수로 (PWR):

가압경수로는 원자로 내부의 냉각수를 높은 압력으로 유지하여 물이 끓지 않도록 한다. 이렇게 가열된 고온의 물은 증기 발생기로 보내져, 증기 발생기 내의 다른 물을 끓여 증기를 생산한다. 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 가압경수로는 방사성 물질이 직접 터빈으로 유입되지 않아 비교적 안전하다는 장점이 있다.

비등경수로 (BWR):

비등경수로는 원자로 내부에서 물을 직접 끓여 증기를 생산한다. 이 증기가 직접 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 비등경수로는 증기 발생기가 필요 없어 구조가 간단하지만, 방사성 물질이 터빈으로 유입될 수 있다는 단점이 있다.

장단점:

• 장점:

  • 기술적으로 성숙하고, 운전 경험이 풍부하다.
  • 상대적으로 건설 비용이 저렴하다.
  • 경수를 감속재 및 냉각재로 사용하기 때문에 쉽게 구할 수 있다.

• 단점:

  • 천연 우라늄을 직접 사용할 수 없고, 농축 우라늄을 사용해야 한다.
  • 사용후핵연료에서 플루토늄을 회수하기 어렵다.
  • 고온, 고압 환경에서 부식 문제가 발생할 수 있다.

안전성:

경수로는 여러 안전 장치를 갖추고 있어 사고 발생 가능성이 낮지만, 후쿠시마 원자력 발전소 사고와 같이 중대한 사고가 발생할 가능성도 존재한다. 따라서, 지속적인 안전 연구와 기술 개발이 필요하다.

미래:

경수로는 현재 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 원자로이지만, 안전성 및 핵폐기물 문제 등으로 인해 차세대 원자로 개발이 활발히 진행되고 있다.