원자력 : 어떻게 작동 하는가, 찬반론, 단점, 충격

미국은 세계 최대의 원자력 생산국이다. 2016 년에 8050 억 킬로와트시 (kWh)의 전력을 생산했습니다. 이는 전 세계적으로 생산되는 2 조 4 천억 kWh의 원자력 중 30 % 이상을 차지합니다. 프랑스는 러시아 (169.1 억 kWh), 한국 (149.2 억 kWh), 중국 (123.8 억 kWh), 캐나다 (98.6 억 kWh)로 뒤를 이어 두 번째로 큰 생산국 (4180 억 kWh) .

(미국 이외의 숫자는 2014 년 수치 임. 최신 수치는 제공되지 않습니다.)

미국의 지도력은 핵 발전 개발의 선구자로서의 역사적인 역할에서 비롯된 것입니다. 최초의 상용 가압 경수로 Yankee Rowe는 1960 년에 가동되어 1992 년까지 가동되었습니다. (출처 : "미국의 원자력", 세계 원자력 협회, 2017 년 4 월)

원자력 발전소

30 개 주에 99 개의 원자력 발전소가있다. 대부분은 미시시피 강 동쪽에 위치해 있습니다 (지도 참조). 그들은 전기 판매로 약 40 ~ 500 억 달러를 벌어 들여 100,000 가지가 넘는 일자리를 창출합니다. 평균 원자로에서 소비 한 1 달러당 1 달러가 발생합니다. 87 미국 경제에서. (출처 : "핵 에너지의 경제적 이익", 원자력 에너지 연구소, 2014 년 4 월)

U. 미국의 원자력 발전소는 2016 년에 4.7 조 7 천억 kWh의 총 미국 전기 생산량의 19.7 %를 생산했으며 석탄 (30 %)과 천연 가스 (34 %)에 이어 두 번째입니다.

수력 전기 (6. 5 %)와 풍력 발전 (8. 4 %)을 포함한 다른 대체 에너지 원보다 큽니다.

연구용 대학에는 36 개의 시험용 원자로도있다 (지도 참조). 그들은 실험을 위해 소량의 방사선을 생성하는 데 사용됩니다. 이것은 과학자들이 중성자 및 다른 원자 입자를 연구하고, 자동차 및 의료 구성 요소를 검사하고, 암을 더 잘 치료하는 방법을 배우는 곳입니다.

(출처 : "연구 및 시험 원자로에 관한 배경", NRC, 2011 년 8 월 18 일)

원자력은 어떻게 작동 하는가?

모든 발전소는 물을 가열하여 증기를 생성하며, 발전기가 전기를 생성합니다. 원자력 발전소에서, 그 증기는 핵분열에서 생성 된 열에 의해 만들어진다. 그것은 원자가 분리되어 엄청난 양의 에너지를 열 형태로 방출합니다.

우라늄 235는 중성자와 충돌 할 때 쉽게 부서지기 때문에 연료로 사용됩니다. 그런 일이 발생하면 우라늄 자체의 중성자가 다른 원자들과 충돌하기 시작합니다. 이것은 연쇄 반응을 시작합니다. 그래서 핵 폭탄이 아주 강력합니다. 핵 발전기에서, 연쇄 반응은 과도한 중성자를 흡수하는 특수 봉에 의해 제어된다. 이 제어봉은 우라늄 연료 펠렛을 담고있는 연료봉 옆에 놓여있다.이 막대 중 200 개가 연료 집합체로 분류됩니다. 엔지니어가 공정을 느리게하고 싶을 때, 더 많은 제어봉을 어셈블리 안으로 내립니다. 그들이 더위를 원할 때 막대를 들어 올립니다. (출처 : "핵 발전소는 어떻게 작동 하는가?"듀크 에너지)

미국은 2 가지 종류의 원자력 발전소를 가지고있다. 65 개의 가압 경수로와 34 개의 끓는 물 원자로가있다. 그들은 열이 반응기에서 발전기로 전달되는 방법이 다르다. 가압 경수로는 고압을 사용하여 반응기의 물이 끓는 것을 방지한다. 이를 통해 초고 수준으로 가열 할 수 있습니다. 그런 다음 열은 파이프를 통해 발전기의 별도의 물 용기로 옮겨집니다. 그것은 전기 터빈을 움직이는 증기를 생성합니다. 그러면 반응기의 물은 재가열로 돌아온다. 터빈에서 나오는 증기는 응축기에서 냉각됩니다. 생성 된 물은 증기 발생기로 다시 보내진다. 가압 수형 원자로의 애니메이션 버전입니다.

끓는 물 원자로는 끓는 물을 사용하여 직접 발전기를 구동하는 증기를 생성합니다. 여기에 끓는 물 원자로의 애니메이션 버전이 있습니다.

가장 중요한 것은 오염으로부터 외부 세계를 보호하기 위해 내부 환경에서 전체 프로세스가 발생한다는 것입니다.

발전소는 냉각되고 신속하게 멈출 수 있습니다. 장점 : 원자력 발전소는 석탄 및 천연 가스와 달리 온실 가스를 방출하지 않습니다.

장점

원자력 발전소는 석탄 및 천연 가스와 달리 온실 가스를 방출하지 않습니다.

그들은 생산 된 전기 1 메가 와트 (mWh) 당 0.5 개의 일자리를 창출합니다. 이것은 석탄에서의 19 명의 일자리, 가스 연소 공장에서의 0.5 명의 일자리 및 풍력 발전소에서의 05 일자리와 비교된다. 더 많은 일자리를 창출하는 유일한 다른 전원 / mWh는 태양 광 발전입니다. (원자력 에너지의 경제적 이점, 원자력 연구소, 2014 년 4 월.

)

수십 년 동안 원자력은 운영 비용이 가장 저렴했다. 1.87 센트 / kWh (2008 년 수치)로 석탄 비용의 68 %입니다. 최근까지 천연 가스 가격의 25 %에 불과했습니다. 지구 온난화에 대한 두려움은 석탄 화력 발전소의 새로운 건설을 방해했다. 결과적으로 1992 년부터 2005 년까지 새로운 가스 화력 발전소의 약 270 메가 와트가 건설되었습니다. 당시에는 그 식물이 투자 위험이 가장 낮은 것으로 보였습니다. 결과적으로 단지 14,000 MWe의 신규 원자력 및 석탄 화력이 온라인에 제공되었습니다. 이는 천연 가스 가격을 높이고 대규모 산업 사용자를 해외로 보내고 가스 발화 전기 비용을 kWh 당 10 센트로 밀어 올리는 데 도움이되었습니다. 단점

핵연료의 방사성 특성 덕분에 핵 발전에는 두 가지 큰 단점이 있습니다. 1.

공장에서 발생한 사고는 방사성 물질을 방사성 가스 및 입자의 기둥 모양 (구름과 같은 형태)으로 환경에 방출 할 수 있습니다. 이 입자들은 사람이나 동물에 의해 흡입되거나 섭취되거나 땅에 묻 힙니다.입자는 안정화 될 때까지 방사선이라고 불리는 과도한 에너지를 방출하는 불안정한 원자들로 구성됩니다. 낮은 선량에서 방사선은 무해합니다. 그러나 핵이 붕괴 된 후 대량의 선량은 살아있는 세포를 파괴하고 돌연변이, 질병 및 사망을 유발할 수 있습니다. 체르노빌과 후쿠시마에서 볼 수 있듯이 핵 붕괴의 잠재적 충격은 재앙이 될 수있다. 유일한 미국의 핵 재난은 1979 년 방사성 연료봉이 부분적으로 녹 았을 때 Three Mile Island에있었습니다. 소량의 방사성 가스 만 방출되었습니다. 측정 가능한 건강 영향은 없습니다. 그럼에도 불구하고 새로운 원자력 발전소는 30 년간 건설되지 않았다.

약 3 백만 명의 미국인이 운영 공장에서 10 마일 이내에 살고있다. 사고 발생시 직접적인 방사선 노출 위험이 있습니다. 당신이 그 사람들 중 하나라면, 사고를 준비하는 방법이 있습니다. 2.

핵 폐기물 처리

는 큰 단점입니다. 낮은 수준의 쓰레기는 일상적인 작업에서 핵연료와의 접촉으로 발생합니다. 현장에서 처리되거나 37 개 주 중 하나의 저급 폐기물 처리 시설로 보내집니다. (출처 : "저준위 폐기물", 미국 원자력 규제위원회)

고준위 폐기물은 사용 후 핵연료로 구성된다. 비활성화하는 데 수십억 년이 걸립니다. 현재, 70,000 톤의이 연료가 발전소 자체에 저장됩니다. (출처 : "Faff and Fallout", The Economist, 2015 년 8 월 29 일)

1982 년 핵 폐기물 정책 법 (Nuclear Waste Policy Act of 1982)에서 미 의회는 미국 원자력 규제위원회에 영구 원자로 설계, 건설, 운영, 네바다 주 유카 마운틴의 고준위 폐기물 처분을위한 지질 처분장. 지방 공무원은 자신의 주에서 위험을 원치 않습니다. 그들은 NRC가 미국 재판소에서 그 사건을 이겼을 때까지 개발을 지연 시켰습니다. NRC는 2015 년에 안전성 평가를 완료하고 환경 영향 선언문 작업을 시작했습니다. (미국 원자력 규제위원회의 "고준위 폐기물 처리"출처) 미국 핵 발전의 미래

미국의 연간 전기 수요는 2040 년까지 28 % 증가 할 것으로 예상된다. 석유 및 가스 가격 상승과 우려로 지구 온난화에 대해 원자력은 다시 매력적으로 보입니다. 1990 년대 후반에 원자력은 수입 된 석유와 가스에 대한 의존도를 줄이는 방안으로 여겨졌다. 이 정책 변화로 핵 능력이 크게 성장할 수있었습니다.

2005 년 에너지 정책 법은 선진 원자력 발전소 건설에 재정적 인 인센티브를 제공했다. 또한 완화 된 세 가지 규제 이니셔티브가있었습니다.

간소화 된 설계 인증 프로세스. 초기 허가를위한 조항. 건설 및 운영 허가 과정의 결합.

2007 년부터 기업들은 새로운 원자로에 대해 24 개의 라이센스를 신청했다. 건설중인 4 개의 새로운 공장이 있습니다. Westinghouse는 조지아에 2 개, 사우스 캐롤라이나에 2 개를 짓고 있습니다.반면에, 국내 셰일 유와 천연 가스의 파쇄로 인해 가스는 오래된 원자력 발전소를 현대화 할 수있는 합리적 대안이되었습니다. (출처 : "웨스팅 하우스는 CB & I 원자력 단원을 구입합니다", 월스트리트 저널, 2015.10.29) 결과적으로 지난 2 년 동안 4 개의 공장이 폐쇄되었습니다. 오래된 원자력 발전소 운영 비용은 새로운 가스 연소 공장을 건설하는 것보다 더 많은 비용이 든다. 오래된 석탄 화력 발전소를 천연 가스로 개장하는 것보다 훨씬 비쌉니다.

따라서 미국의 원자력 확대의 미래는 천연 가스 가격에 달려있다. 그들이 다시 일어나서 높게 머물러 있다면, 원자력 발전에 관심을 기울일 것을 기대하십시오. (내셔널 지오그래픽, 2015.1.1).