최초의 원자력 발전소는 무엇인가?
마그녹스
최초의 마그녹스 발전소는 영국 셀라필드 원자력 단지 내에 있는 콜더 홀()이다. 이 원자력 발전소는 세계 최초의 상업용 원자력 발전소이기도 하다. 최초로 송전을 한 것은 1956년 8월 27일이고, 1956년 10월 17일 엘리자베스 2세에 의해 공식적으로 준공되었다. 콜더 홀은 첫 번째 원자로가 가동을 한 지 47년이 지난 2003년 3월 31일 문을 닫게 되었다. 그러나 재처리 시설은 2017년 말까지 가동될 예정이다.
VVER
초기의 VVER은 1970년대 전반에 건설되었다. VVER-440 모델 V-230은 440와트급으로, 원자로 격납용기와 충분한 비상 노심 냉각 장치가 존재하지 않았다. 그 후 나온 V-213모델은 원자력 안전기준을 채용한 소련에서 개발한 최초의 원자로였다. V-213원자로는 보조 급수펌프와 더불어 비상 노심 냉각장치를 설치하여, 사고 국소화 체계가 향상되었다. 또한 1000MV급의 VVER-1000은 1975년 이후에 개발되었는데, 이 원자로는 서구의 원자로와 비슷하게 4개의 급수회로와 더불어 살수를 통한 비상 노심 냉각 장치가 달린 원자로 격납용기를 갖춘 최초의 원자로이다. VVER 원자로의 디자인은 자동제어의 추가와 피동적 안정성, 격납용기 체제를 갖춰서 서구의 3세대 원자로와 비슷한 수준의 안전수준을 갖춘 원자로로 본다.
스리마일 섬 원자력 발전소 사고
스리마일 섬 원자력 발전소 사고()는 1979년 3월 28일 미국 펜실베이니아주 해리스버그 시에서 16km떨어진 도핀 카운티의 서스쿼해나 강 가운데 있는 스리마일 섬 원자력 발전소 2호기(TMI-2)에서 일어난 노심 용융(meltdown)사고로 미국 상업 원자력산업 역사상 가장 심각한 사고이다.
스리마일 섬 원자력 발전소에는 총 2기의 원자로가 건설되었으며, TMI-2 원자로의 유형은 가압경수로형이고 출력은 2,772MWt(906MWe)로 설계는 밥콕 앤 윌콕스 사에서 맡았다.
1978년 4월에 전기 생산을 시작하여 1978년 12월 30일부터 상업운전을 시작하였다.
원자력 발전소
원전의 일반적 설계수명은 경수로는 40년, 중수로는 30년이며, 최근 설계의 보완과 강화된 재료의 사용 등으로 60년 수명의 신형 원자로도 개발되었다. 미국 NRC(원자력규제위원회)는 설계수명은 최초 원전운영 허가기간으로 기술적인 문제가 아닌 원자력 시설의 경제성과 독과점규제 측면에서 설정된 기간으로 정의하고 있다. 예컨대, 미국의 원전 운영허가기간이 40년으로 제한된 것은 기술적 제한보다는 당초 투자자금의 회수 등을 고려하여 60년을 주장한 전력사업자의 주장과, 독점금지의 이유로 20년을 주장한 법무부 주장 간 타협의 산물이다라는 것이다. 1956년 세계 최초의 상업용 원자력 발전소인 영국 콜더홀 원전이나 미국 원전 첫 설계수명은 개발자가 제시한 기계수명을 근거로 작성되었으나, 원자력 기술의 발전과 경험 축적과 함께 원자로의 수명 연장이 안전에 무리 없다는 판단이 되자, 수명연장을 하였다. 콜더홀 경우는 50년까지 연장을 받았다.
입자 가속기
어니스트 로런스는 1925년 롤프 비데로에의 논문을 접하고 높은 에너지의 입자를 만들기 위해 반복적으로 가속하는 방법에 관심을 가지고 연구, 마침내 원형으로 입자를 가속하는 장치를 발명한다. 처음에 로런스는 “양성자 회전 목마(proton merry-go-round)”라고 장치를 명명했다.
로런스가 최초로 제작한 사이클로트론은 지름이 약 12 센티미터였으며, 1931년 1월 2일 2,000볼트의 전압으로 최초의 사이클로트론을 가동했을 당시, 양성자는 8만 전자볼트까지 가속되었다. 그의 조수인 스탠리 리빙스턴과 데이비드 슬론은 지름이 약 27센티미터인 두 번째 사이클로트론을 만들었고 100만 전자봍트가 넘는 출력을 얻었다.
입자는 가속될수록 회전 반경이 커지므로, 더 높은 에너지를 얻기 위해서 사이클론의 크기도 커졌으며, 세 번째 사이클로트론은 67 센티미터가 넘었고 양성자는 500만 전자볼트까지 가속되었다.
한울원자력발전소
한울1·2호기는 원전 기술과 원전 연료의 공급원을 다원화하고 정치·경제 및 기술협력 증진 등을 고려하여 프랑스의 설비를 도입하였다. 국내 최초의 프랑스 표준형(900MW급) 원전으로, 설계가 표준화되어 시공 시 각 공사 간의 설계 간섭을 최소화 하였으며, 2개 호기간의 가능한 많은 계통과 구조물을 공유하도록 설계되어 있어 동일 용량의 다른 발전소보다 다소 작은 규모가 특징이다.
히로시마 전철
그리고,8월 6일 오전 8시 15분, 인류 사상 최초의 원자 폭탄이 히로시마 시에 투하되었다. 인류가 경험한 것이 없는 전대미문의 피해였다. 그러나 히로시마 전철에서는 교외에 피난시키고 있던 미야지마 선용의 변전기를 이전하고, 이미 8월 9일에는 고이로부터 니시템마 마을까지의 사이에 미야지마 선용 차량을 사용해 운전을 재개했다(승강장은,침목을 거듭해 미야지마 선용 차량의 도어의 위치에 맞추었다). 이것은 어찌할 바를 모르는 시민에게 많이 용기를 주었다고 한다. 그 당시에 피폭한 차량의 일부는 피폭 전철으로서 현재도 보존을 겸해 현역이다.
전후, 복구는 진행되어 1945년 12월에는 본선 전선 복구. 1947년 11월에 에바 선 복구. 1948년 7월에는 미나미 선·우지나 선 복구. 12월에는 요코가와 선이 복구했다. 종전 후에 머지 않아 300형은 폐차가 되었다. 그 해에 500형을 700형(초대)으로의 개조가 시작된다. 1950년 7월에는 미야지마선이 복선으로 돌아왔다.
오쿠마정
그런데, 20세기 후반에는 오쿠마는 고도 경제 성장으로, 요노모리 이남과 비슷한 ""전력 지대""에 넣어 져 1967년 9월 29일 후쿠시마 제1 원자력 발전소가 착공 한 (개업 : 1971년 3월 26일). "전력 지대"가 된 후에도, 오쿠마에는 과소 문제가 남아이를 상징하는 문제로 2006년에는 오노 병원 사건이 발생했다.
핵폭발
1934년 나치를 피해 미국으로 이주한 아인슈타인은 1939년 7월 루스벨트 대통령에게 원자탄의 출현을 경고하였으며, 1941년 일본의 진주만 공격 사건으로 독일에서 망명한 오펜하이머가 반장으로 임명되어 맨해튼 계획이라는 이름으로 본격적인 원자탄 개발이 시작되었다. 역시 독일에서 망명한 엔리코 페르미가 최초의 핵분열 연쇄반응을 일으키는데 성공했다.
그러나 1945년 봄에는 독일이 핵무기를 생산할 수 없다는 것이 확실시 되었으며, 이때 부터 반핵운동도 시작되었으나, 트리니티라는 이름의 최초의 원자탄이 1945년 7월 16일 뉴멕시코주 알라마 고올드에서 실험 핵폭발하게 되었다.
웨스팅하우스
웨스팅하우스는 미국에 위치한 세계적인 원자력 발전소 제작회사이다.
조지 웨스팅하우스가 1886년 가전제품 회사로 설립하여 라디오를 처음으로 만들기 시작하였다. 이후 텔레비전, 냉장고, 세탁기, 전화기 등 각종 가전제품을 만들어 경쟁자인 GE, RCA와 경쟁하고 협력하였다.
그러나 1999년 이 회사는 업종을 가전제품 회사에서 원전 건설 회사로 업종을 변경했고, 일본 기업 도시바가 인수했다.
녕변 원자력 연구소
녕변 원자력 연구소(寧邊原子力硏究所, )는 조선민주주의인민공화국 평안북도 녕변군에 있는 원자력 연구소이다. 평양에서 북쪽으로 103km 떨어진 곳에 있는 이 연구소는 조선민주주의인민공화국에서 가장 큰 핵시설이 들어서 있다. 또한 조선민주주의인민공화국 최초의 원자로인 영변 IRT-2000도 있다.
가시와자키 가리와 원자력 발전소
6호기와 7호기는 세계 최초로 건설된 개량형 비등수형 원자로이다.
대한민국의 원자력 발전
대한민국은 경제성장을 뒷받침하는 전력원으로 원자력을 선택하였고, 1969년 원자력위원회에서 ‘원자력 연구개발 및 이용의 장기계획(1972-1989)을 수립하였다. 1964년부터 원전 부지 선정 업무를 착수하여 고리를 첫 원전 건설지로 최종 선정하였고, 1978년 고리 1호기가 최초로 상업운전을 시작하였다.
원자력 발전소
현재 사용되는 핵분열 방식을 이용한 전력생산은 1948년 9월 미국 테네시주 오크리지에 설치된 X-10 흑연원자로에서 전구의 불을 밝히는 데 사용되면서 시작되었다. 그리고 1954년 6월에 구소련의 오브닌스크에 건설된 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로를 사용한 오브닌스크 원자력 발전소가 시험적으로 전력생산을 시작하였고, 최초의 상업용 원자력 엉더이로를 사용한 영국 셀라필드 원자력 단지에 위치한 콜더 홀(Calder Hall) 원자력 발전소로, 1956년 10월 17일 상업 운전을 시작하였다.
체르노빌 원자력 발전소
1986년 4월 26일 오전 1시 24분에, 원자로 4호기가 체르노빌 원자력 발전소 사고를 일으켜, 전 세계에서 주목받는 원자력 발전소가 된다. 사고 후 건설중이던 5호기와 6호기는 건설이 중지되었다. 그러나 원자로 1호기와 2호기, 3호기 운전은 계속되었으나 최종적으로는 2000년 12월에 정지했다. 이때 착공되었을 때부터 쓰던 명칭을 버리고 '독립 국영 사업체 체르노빌 원자력 사업소'로 변경된다.
체르노빌 원자력 발전소
사고 당시부터 포함해서, 착공 후 정식 명칭은 V.I. Lenin 공산주의 기념 체르노빌 원자력 발전소(Чернобыльская АЭС им. В.И.Ленина работает на коммунизм)였다. 그러나 레닌과 연고가 있는 발전소는 아니었으며, 다만 레닌의 말을 기념해서 이름이 붙여졌다. 발전소 간판은 사고(방사성 물질 오염으로 인해 교체가 불가하다.) 때문에 지금도 이 간판을 쓰고 있다. 로비 앞 광장에는 레닌의 흉상이 있다.
원자력
원자력 잠수함(nuclear submarine)이란 원자력에너지(핵분열)를 동력원으로 사용해 움직이도록 개발된 잠수함이다. 미국 해군에서 최초로 개발에 성공했으며, 원자력에너지의 이용 범위에 따라 동력장치에만 사용하는 대함공격용 원자력잠수함과 핵무기를 탑재하고 적의 깊숙한 영토나 시설을 공격하는 전략용 원자력잠수함으로 나뉜다.
발전 (전기)
한국 최초의 수력발전소는 1923년에 금강산전기철도회사의 자가용 발전소인 금강산 중대리(中臺里)발전소에 의해 서울로 송전한 것이 최초이고, 1929년에 부전강 제1발전소가 송전하기 시작하였다. 그리고 압록강에는 60만㎾의 시설용량을 가진 동양 제1의 수풍(水豊)발전소(1941년 완성)가 있다. 8·15 직전 조사에 의하면 남북한의 수력 총발전 지점은 163개 소였다. 하지만 1972년 말 남한의 총발전량은 118억 3,900만 ㎾h, 총시설용량은 387만 2,000㎾, 최대출력은 209만 7,000㎾, 평균출력은 134만 8,000㎾였다.
발전소
원자력 발전소는 우라늄과 같은 방사성 동위원소의 핵분열 과정에서 나오는 열 에너지를 이용하여 고온 고압의 수증기를 만들고 이를 이용하여 증기 터빈을 구동시켜 발전한다. 사용된 수증기는 냉각탑을 거쳐 냉각되어 재사용된다.
부셰르 원자력 발전소
2014년 11월, 러시아가 부셰르 원전 2호기, 3호기를 건설하기로 합의했다. 다른 지역에도 추가로 러시아 원전 3기를 더 지을 계획이다.
1975년 독일이 착공했다 건설이 중단된 부셰르 원전 1호기는, 착공 36년만에 러시아가 준공했다. 중동 최초의 대형 원전이다. 중동 2번째 대형 원전은 이란과 주적 관계인 아랍에미리트의 바라카 원전 1호기이다. 한국이 건설했다.
도카이촌
일본에서 최초로 원자력 발전이 시작된 땅으로 유명하며 현재에도 원자력 발전소와 핵 연료 재처리 시설 등 다수의 핵 시설이 입지하고있다. 도카이 촌에 한정하지 않고, 오아라이의 원자로 조요 (고속 증식로), 오쿠마의 후쿠시마 제1 원자력 발전소 등 이바라키현 북부에서 하마도리 (구 이와사키 현)에 걸친 지역은 일본 유수의 "핵 시설 밀집지"이되고 있다.
원자로
세계 최초의 원자로는 1942년 시카고대학교 운동장 한쪽에 이탈리아계 미국인 물리학자 엔리코 페르미가 설치한 시카고 파일 1호(Chicago pile)이다. 시카고 파일은 가강 원시적인 원자로로, 직육면체 흑연덩어리 속에 원통형 구멍을 파고 우라늄봉들을 넣은 형태로 제작되었다. 페르미는 이 실험용 원자로를 이용해 세계 최초의 핵분열의 연쇄반응을 일으키고, 이를 관찰하였다.
이 분류는 열 중성자 반응로에 해당한다.
원자로
원자로는 대부분 전기 에너지를 만드는 데 사용되고, 선박을 위한 동력으로 사용하기도 한다. 원자로를 통해 전기 에너지를 만들기 위해서는, 주로 원자로에서 생성된 열로 증기 터빈을 돌리는 방법이 사용되며, 원자로를 통해 전기를 만들지 않고, 효율을 높이기 위해 만들어진 증기를 바로 공업에 사용하거나 지역 난방에 사용하기도 한다. 또한 몇몇 원자로들은 의료, 혹은 공업적 목적을 위해 동위원소를 생산하기도 하며, 원자로에서 만들어진 플루토늄으로 무기를 만들기도 한다. 연구목적으로만 사용하는 원자로도 있으며, 전 세계적으로 30개국의 450대의 원자력 발전소가 전기를 발전하기 위하여 사용된다.
조지 스티븐슨
뉴캐슬 부근의 와이램이라는 탄광촌에서 태어나 집안이 가난하여 학교에도 다니지 못하고 아버지와 함께 탄광에서 일하였다. 그러나 그는 그러한 어려움을 무릅쓰고 열심히 기계를 연구하여 1814년 처음으로 석탄 운반용 기관차를 탄광에서부터 항구까지 달리게 하는 데에 성공하였다. 1825년 스톡턴-달링턴 간에 철도를 부설, 세계 최초의 여객 철도용 기관차 ‘로커모션 호’가 발명자인 그에 의하여 움직였다. 그 후 본격적으로 리버풀-맨체스터 간의 철도를 개설하여 지방민의 반대와 사고, 곤란한 공사를 무릅쓰고 1829년 개통하였다. 그로부터 증기 철도의 가치가 인정되어 그의 명성이 굳어졌다. 그 후에도 여러 곳의 철도 부설 기사로서 활약하여 1830년 ~ 1840년 사이에 만들어진 주요한 철도는 그의 기술적인 지도를 받았다. 처음으로 증기 기관차를 발명한 그는 ‘철도의 아버지’라고 불리며, 그가 발명한 증기 기관차는 영국의 산업 혁명에 크게 이바지하였고, 세계의 교통 수단에 새로운 혁명을 가져왔다.
뉴브런즈윅주
1983년 대서양 캐나다에서 첫 원자력 발전소가 포인트 레프로에서 운영되기 시작하였다. 1983년과 1985년에 2개의 칼륨 광산들이 주의 남부에 있는 서식스 지방에서 운영되기 시작하였다. 그러나 1997년 지속된 홍수가 광업의 큰 수를 닫는 원인을 가져왔다. 또한 그해에는 컨페더레이션 다리가 완공되었으며, 뉴브런즈윅 주와 프린스에드워드아일랜드 주를 잇는 데 뉴섬벌랜드 해협을 따라 뻗어나간다. 1990년대에 주 정부는 전화 통화 센터들 같은 정보 기술 비지니스들에서 투자를 촉진시켰다.
도카이 원자력 발전소
도카이 원자력 발전소 () 는 일본의 첫 원자력 발전소다.
독일의 에너지
특히 1975년 빌(Wyhl) 원자력 발전소 반대 운동을 시작으로 독일 반핵운동이 규모를 갖추고 조직적으로 활동하였다. 빌 원자력 발전소 반대운동은 초기 와인 생산자, 농부, 어부 등이 분산적으로 집회를 가지다가 이후 시민조직을 결성하여 원자력 발전소 계획에 대항하기 시작하였다. 여기에 인근 프라이부르크 지역의 대학생이 가세하면서 규모가 커졌다. 시민조직은 빌 원자력 발전소 예정지를 점거하고 반대운동을 진행하였다.
용융염 원자로
1954년 실행된 항공기 원자로 실험에서 영감을 얻은 작은 크기의 디자인을 발전시켜, 1965년에서 69년 용융염로 실험에서는 토륨 연료주기를 가진 증식로를 가진 원자력 발전소의 원형이 되었다. 4세대 원자로디자인 중 하나로 용융염과 고체 연료봉을 이용하는 원자로는 2025년까지 1000MWe의 원자로를 개발하기로 되어 있다.
발전소
원자력 발전소는 1995년 현재 전 세계에서 500개소 이상이 가동 중이며 가장 많은 양의 전기를 생산하는 발전소이다. 프랑스의 경우 전체 전기의 70% 이상을 핵발전소에 의존하고 있다. 그러나 스리마일 섬 원자력 발전소 사고와 체르노빌 원자력 발전소 사고, 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고 같은 대형 핵발전소 사고이후 부작용에 대한 반대여론이 확산되고 있다.
체르노빌 원자력 발전소 사고
사고 당시 체르노빌 발전소는 총 4기의 원자로를 운용 중이었고, 2기의 원자로를 추가로 짓고 있었다. 4기의 원자로는 모두 RBMK-1000형 원자로를 운용하고 있었다. 각각의 원자로의 전력 출력은 1기가와트(GW)이었고, 이는 열 출력으로 3.2GW의 출력에 해당한다. 사고가 일어난 4호기는 1983년 운전을 시작하였으며, 2세대 RBMK-1000형 원자로를 운용하고 있었다.
이 사고는 1986년 4월 26일 오전 1시 24분에, 체르노빌 발전소의 원자로 4호기의 비정상적인 핵 반응으로 발생한 열이 냉각수를 열분해시키고, 그에 의해 발생한 수소가 원자로 내부에서 폭발함으로써 생긴 사고이다. 폭발은 원자로 4호기의 천장을 파괴하였으며, 파괴된 천장을 통해 핵 반응으로 생성된 다량의 방사성 물질들이 누출되었다. 누출된 물질에 의한 방사능의 총량은 약 5.3엑사베크렐로 추정되며, 국제 원자력 사고 척도(INES)에 의해 분류된 사고 등급 중 가장 심각한 사고를 의미하는 7등급에 올라 있다.
아네가사키 화력 발전소
총 출력은 360만 킬로와트이며, 발전기는 1호기부터 6호기까지 6개가 있다. 1967년 12월에 처음으로 세워진 1호기는 일본에서 처음으로, 주증기온도, 주증기압력을 초임계점까지 끌어올린 보일러와 증기 터빈을 채용했다. 1호기부터 6호기까지에서 모두 천연가스를 발전 연료로 사용하며, 중유와 원유는 3호기와 4호기에서만, LPG는 3호기부터 6호기까지에서만 연료로 사용한다.
원자력 발전소
대한민국에서는 1978년 4월 최초의 상업 원자력 발전소인 고리원자력발전소 1호기가 상업용 발전을 시작하였으며, 2017년 현재 24기의 운영중 있고, 5기가 건설 중이며, 전체 전력의 약 30%를 공급하고 있다. 국내 원전산업의 초기단계에는 외국 전문회사의 주도하에 원전사업을 추진했으나, 1980년대 초 원전 주요기기와 핵연료기술 국산화를 달성하였고, 한빛 3·4호기 건설을 통해 원전건설기술 자립을 달성하였다. 그리고 이를 바탕으로 2009년에는 UAE에 상용원전 APR1400을 수출하였다. 2015년 정부는 부산, 울산 지역 주민들의 고리1호기폐쇄범시민운동에 고리 1호기 영구정지를 발표했다. 하지만 2016년 신고리 5,6호기 건설을 발표했다.
하마오카 원자력 발전소
하마오카 원자력 발전소()는 일본 시즈오카현의 오마에자키 시에 있는 원자력 발전소이다. 주부 전력이 관리하며, 1976년부터 가동을 시작했다. 현재 여섯 개의 원자로가 가동되고 있다.
대한민국의 원자력 발전
2009년 12월 27일 한국은 역대 최대 해외공사수주이자, 최초의 원전 수출 계약을 했다. 아랍에미리트에 1400MW급 원전(APR-1400) 4기 계약을 체결했다. 이 사업은 2017년 1호기 준공을 시작으로 2020년까지 4기의 원전을 연차적으로 건설하는 사업이다. 이자를 포함하면, 한국 정부가 200억 달러로 발표한 UAE 원전수주액이 실제로는 230억 달러에 육박할 것으로 알려졌다.
원자력
이렇게 우라늄-235와 플루토늄을 바탕으로 원자폭탄 3개가 완성되었고, 그 중에서 플루토늄 원자폭탄 하나를 이용해 1945년 뉴멕시코주의 앨러모고도에서 폭발실험이 진행되었다. 이것이 세계 최초의 원자폭탄 실험인 '트리니티 실험'이다. 이 실험을 통해 핵무기의 엄청난 위력이 확인되었고, 1945년 8월 6일과 9일 일본의 히로시마와 나가사키에 각각 우라늄 폭탄과 플루토늄 폭탄이 투하됨으로써 제2차세계대전이 막을 내린다.
고리원자력발전소
고리원자력발전소(古里原子力發電所, Kori Nuclear Power Plant)는 한국수력원자력에서 운영하고 있는 부산광역시 기장군 장안읍 고리 및 효암리, 울산광역시 울주군 서생면 신암리 일대에 위치한 원자력발전소이다. 1971년 11월에 착공되어 1977년에 완공되었고 1978년 4월에 상업운전을 시작한 고리 1호기는 대한민국 최초의 상업용 원자로이다. 이로써 세계에서 21번재 원전보유국이 되었으며, 지속적인 원전건설을 추진하여 2017년 6월 19일 기준으로 24기의 원전을 가동하고 있다. 1967년 10월 수립된 장기전원개발계획에 따라 정부는 500MW급 원전 2기를 1976년까지 건설하기로 확정하였다. 1969년 2월까지 건설부지에 대한 현장조사를 끝낸 뒤 같은해 5월 주민대표와 한전관계자로 구성된 원자력발전소 부지매수 및 보상위원회를 설치하고 부지매수에 착수하여 21만평의 부지를 확보하게 되었다.
한울원자력발전소
한울3·4호기는 원자력발전의 핵심 기술인 원자로계통설계를 국내 설계진의 책임으로 진행한 대한민국 최초의 한국표준형원전이다. 한빛원자력발전소 3·4호기의 설계 및 건설 경험을 활용하여 최초의 표준원전 설계개념을 도입, 한국표준형원전 건설의 시발점이 되었으며, 원전 건설의 해외의존도를 낮추고 명실상부하게 원전기술자립을 이룩하는 토대가 되었다.
HPM
쉽게말해서 1954년 건조된 세계최초 핵잠수함 USS 노틸러스 (SSN-571)의 원자로를 더욱 소형화 시켜 욕조형 크기로 만든 다음, 이를 한 번 연료장전하면 30년간 연료교환이 필요없게 밀봉해서, 2만가구 이하의 비핵국가인 후진국 섬에까지 미국 정부가 수출을 승인했다는 의미이다. 60년이 지나서 이제는 극비 군사용이 아니라 공개 상업용으로 대량수출하겠다는 전략의 변화이다. 원래 오늘날 대부분의 첨단 제품들(GPS, 인터넷 등)이 최초에는 군사기술이었다가 이후에 상업용으로 허가된 것인데, 잠수함용 원자로도 같은 흐름으로 가고 있다.
에너지 개발
핵 발전소는 원자로 내에서 우라늄-235를 사용하는 핵분열 과정을 통해 에너지를 생산한다. 원자로는 우라늄봉을 사용하는 데, 봉 안에 있는 원자들은 핵분열 과정으로 쪼개져 엄청난 에너지를 만들어내게 된다. 이 과정은 연쇄 반응을 일으켜 다른 원자핵을 계속 분열시킨다. 이 에너지로 물을 가열해 수증기를 만들고, 터빈을 돌려 발전기를 가동시키는 것이다.
엔리코 페르미
당시에는 방사선이 인체에 얼마나 해로운지 잘 몰랐기 때문에, 카드뮴봉을 줄에 매달고 사람이 줄을 당겨 인출하고 줄을 내려 원자로에 집어넣었다. 1942년 12월 2일 마침내 세계 최초의 원자로 실험장치를 조작할 수 있는 기계가 준비되었고, 페르미는 카드뮴으로 코팅한 제어봉을 천천히 움직였다. 그러자 방사성계수관이 튀었다가 안정되었다. 이후 원자로는 1/2W의 출력 상태로 28분 동안 가동되었고, 실험은 성공적으로 끝이 났다.
셀라필드 원자력 단지
셀라필드 원자력 단지()는 영국 잉글랜드에 있는 핵연료 주기를 이루는 여러 공장들과 원자력 발전소가 같이 붙어있는 원자력 단지로, 아일랜드 해의 해안가에 위치한 컴브리아주의 시스케일(Seascale) 마을과 인접해 있다. 셀라필드 원자력 단지 근처에는 셀라필드 역이 있으며, 이 원자력 단지안에는 세계최초로 상업 운전을 한 원자력 발전소인 콜더 홀 원자력 발전소가 위치해 있다.
발전소
발전소(發電所)는 자연상에 존재하는 다양한 에너지원을 이용하여 전기에너지로 바꾸는 설비를 갖춘 곳이다. 발전소는 이용하는 에너지원과 발전 방법에 따라 화력 발전소, 원자력 발전소, 태양광 발전소, 수력 발전소, 풍력 발전소, 지열 발전소, 조력 발전소 등으로 나뉜다.
원자력
1896년 프랑스 과학자 베크렐이 방사선 현상을 처음 발견한 이후 퀴리 부부 등에 의해 자연계 원소들 중에는 이처럼 방사선을 방출하는 물질들이 다수 있음이 확인되었다. 또한 1905년 독일 과학자 아인슈타인에 의해 발표된 특수상대성이론에서 물질의 질량과 에너지 간에는 변환이 가능하다는 이론적 근거가 제시되고, 이후 여러 과학자들에 의해 원자핵의 구조가 상세히 밝혀지면서, 원자핵 내부의 질량 변화와 방사선에너지 방출의 관계가 증명되었다.
마그녹스
그러나, 영국 최초의 원자력 발전소 2개(콜더 홀과 채플크로스)에서는 발전보다는 무기급 플루토늄을 만드는 데 주력하였고, 이를 위해 1년에 한번씩 연료를 장전하였다.. 1964년부터 두 발전소는 상업적인 연료 교환주기를 통해 연료를 교체하였지만, 1995년 4월 영국 정부가 무기급 플루토늄 생산을 그칠때까지 계속해서 무기급 플루토늄을 생산하였다.
일리노이주
1960년대 동안에 일리노이는 새로운 산업들을 끌어들이고 존재하는 산업들을 확장하는 일을 하였다. 1960년, 국가에서 가장 큰 원자력 발전소가 모시스에서 완공되었다. 자동차와 타이어 공장 지대를 포함한 몇 100개의 새로운 공장들이 작용으로 들어갔다.
원자력 발전소
1954년 6월 오브닌스크 상업용 원전을 가동하여 세계 최초로 원자력 발전을 시작하였고, 자체 기술을 개발하여 주변 사회주의 국가에 원자로를 건설하거나 기술을 전수하여 왔다. 원전 건설·수출기업인 로사톰은 가압경수로(VVER 1000)를 자체 개발하였으며 이란, 불가리아, 중국 및 베트남, 핀란드등에 이를 수출하였다.
독일의 에너지
1957년 첫 핵 시설 가동 이후 독일은 4차례의 원자력 프로그램을 구성, 진행하였고, 더불어 2차례의 오일쇼크를 겪으며 원자력 에너지를 주요 에너지원으로 삼았다.
한국원자력연구원
재단법인 한국원자력연구원(韓國原子力硏究院, )은 대전광역시 유성구 대덕대로989번길 111(덕진동)에 위치한 1959년에 설립된 대한민국 최초의 원자력 연구 기관으로 원자로의 연구 및 개발, 방사성 동위원소의 생산 및 핵기술자의 양성을 주요 업무로 하고 있다. 정확한 규모는 파악하기 힘드나, 한국 원자력 연구원은 국내에서 가장 큰 규모를 자랑한다. 1958년 원자력기본법(원자력법)에 의해 설립된 국내 유일의 원자력연구기관으로 초기에는 정부조직이었으나 1980년 정부출연연구기관이 되었다. 과학기술정보통신부 산하 기타공공기관으로 지정되어 있다.
유럽 입자 물리 연구소
CERN의 최초의 가속기는 1957년 건설된 싱크로사이클로트론(Synchrocyclotron, SC)이다. 1964년에는 양성자 싱크로트론(Proton Synchrotron, PS)이 건설되었으며, 1970년대에는 새로운 가속기인 초 양성자 싱크로트론(Super Proton Synchrotron, SPS)가 건설되었다. 1971년에는 둘레 6.9km인 CERN 최초의 충돌기인 교차 저장 링(Intersecting Storage Ring, ISR)이 건설되었고, 1989년 7월 14일에는 대형 전자 양전자 충돌기(Large Electron Positron collider, LEP)가 처음 가동되었다. 2008년에는 세계에서 가장 크고, 가장 높은 에너지 입자 충돌기인 강입자충돌기(Large Hadron Collider, LHC)가 건설되었다.
시카고 파일 1
시카고 파일-1(Chicago pile 1) 은 인류가 만든 태초의 원자력 Reactor 로서, 세계 2차 세계 당시 연합국의 의 한 파트로 진행된 사업이다. 시카고 대학의 야금학 연구실 (Stagg Field의 서쪽 관람석 아래)에서 건조 되었다. 1942년 12월 2일 이 CP-1에서 처음으로 인류가 지속가능한 을 확인 하였다. 건설의 책임을 맏은 는 CP-1을 가르켜 "나무와 검은 벽돌로 만든 조잡한 더미"로 표현하기도 하였다. 건설은 1942년 11월에 시작되었으며, 팀원은 페르미를 포함하여, Herbert L. Anderson, Walter Zinn, Martin D. Whitaker, 및 George Weil. 등이 있었다. CP-1에서는 감속재로 45,000 개의 그래파이트 벽돌 (약 400 ton) 핵연료로서 5.4 t의 우라늄 금속과 45t의 우라늄 옥사이드가 쓰였다. 물론 우라늄이기 때문에 자연 방사능이 튀어나게 되었으나, 지금의 원자로 처럼 냉각 시설 및 방사선 방호 시스템이 전무하였다. 왜냐하면 1/2 w 수준의 낮은 에너지로 운영 되었기 때문이다. 태초에 원자력 발전이 가능한 것인지, 체인 리액션이 가능한 것인지를 확인 하기 위한 실험 이었기 때문에 안전을 생각 하지 못하는 것이 당연하였다. 페르미의 원래 계획은 거의 구형태의 파일을 쌓는 것이 었으나, 계산을 해보니, 처음 계획보다 덜 쌓아도 체인 리엑션이 지속 될것을 확인 완전히 구형태를 가추지는 않게 되었다. 1943년 CP-1이 Red Gate Woods 로 옮겨 졌으며, 나중에 이것을 가르켜 CP-2로 이름 붙이게 된다. CP-2는 1953년까지 운행 되었으면, 이후에 해체 되었다. 지금은 CP-1 자리는 국가 역사 명소가 되었다.
1세대 원자로
미국에서는 민간용 상업 원자력발전소의 신호탄인 펜실베이니아주의 쉬핑포트(1957~1982) 원자력발전소와 일리노이주의 드레스덴-1(1960~1978) 원자력발전소가 발전을 시작하였다. 이 시기의 원자로를 제1세대 원자로라고 한다. 쉬핑포트 원전의 설계는 웨스팅하우스가 담당했다. 이런 원자로는 원자로의 개념을 입증하는 수준의 전력을 생산하는 정도였다.
대한민국의 원자력 발전
이후 1958년 원자력법을 제정하였으며, 같은 해 10월에 원자력원과 원자력연구소가 설립되었다. 원자력 전문 인력 양성을 위해 1958년 한양대에 최초로 원자력공학과가 신설되었고, 1959년에는 서울대에도 원자핵공학과가 만들어졌다. 초기의 연구소는 기초 연구, 원전의 기술, 안전, 경제성 조사, 원전 부지 확보, 인력양성, 방사성동위원소 및 방사선 이용 확대 등의 업무를 수행했다. 최초의 연구로인 트리가 마크-Ⅱ를 미국으로부터 도입하여 1959년 건설을 시작하여 공, 1962년부터 운영을 시작하여 기초적인 실험과 교육훈련, 동위원소 생산에 사용하였다.
원자력
원자력(原子力, )이란 방사성원소의 원자핵 붕괴(방사선 붕괴 포함) 또는 원자핵의 질량 변화에 의해 방출되는 에너지를 동력자원으로 활용하는 경우를 말하며, 일반적으로 핵분열과 핵융합 과정을 통해 에너지를 생산하는 방식이 알려져 있다. 핵에너지라고도 한다.
원자력이 처음 규명된 이후 군사(핵무기), 의학(방사선 치료기), 발전(전기 생산), 가속기(과학적 연구), 산업(비파괴 검사) 등 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 그 중에서도 가장 널리 이용되고 있는 분야가 발전이다.
조선민주주의인민공화국의 원자력 발전
1982년 황해도 평산에 우라늄 정련 및 변환 공장을 건설했고, 1987년에 제 1 원자로가 가동되었으며 플루토늄을 대량으로 생산할 수 있는 50 MWe급 원자로와 200 MWe 발전로를 1985년과 1989년 태천에 각각 착공했다. 또한 구 소련과 660 MWe급 경수로 3기를 신포지역에 건설하기 위해 원자력 협정을 체결하기도 했으나 건설하지는 못했다. 이 때 북한은 대형 재처리시설의 필요성을 인식, 방사화학실험실 건설을 추진했고 이 시설에 소요되는 사용 후 핵연료를 공급한다는 명목으로 5 MWe 시험 원자력 발전소를 가동했다.
HPM
HPM은 열출력 70메가와트인데, 세계 최초의 핵잠수함인 미국의 USS 노틸러스 (SSN-571)와 바로 이어 건조된 러시아 최초의 핵잠수함인 노벰버급 잠수함의 원자로 출력과 비슷하다. 배수량 4천톤인 노벰버급은 열출력 70메가와트 원자로 2개를 사용한다. 노틸러스도 배수량 4천톤이다.
발전기
마이클 패러데이(Michael Faraday)에 의한 두 개의 영구자석 사이에 구리판을 닿지 않게 통과시키고 이 구리판을 회전시키면 전류가 발생한다는 것을 입증하는 “Faraday Disc” 발명이 발전기의 시발점이다. 자기와 전기의 관계가 발견되기 전 발전기는 정전기 원리를 사용하여 발명되었다. 이는 고압 저전류를 발생시켰다. 하전된 벨트, 판, 원판을 움직여 작동시켰는데 고압의 전극으로 전하를 옮겼다. 전하는 두 메카니즘 중 하나로 발생되었다.
부셰르 원자력 발전소
1995년 이란과 러시아가 원자력 발전소 건설을 위한 경수로 공급 계약을 체결했는데 계약 금액은 7억 달러에서 12억 달러 상당으로 추산된다. 이 조약에 따라 이란 측은 사용이 끝난 핵연료봉을 러시아에 넘겨주게 되고 러시아 측은 핵연료봉을 재처리하게 된다. 2011년 9월 3일 부셰르 원전 1호기를 준공했다. 전기출력 1000 MWe의 경수로이다.
방사성동위원소 열전기 발전기
첫 번째 RTG는 해군 항행위성 4A에 실린 SNAP 3이다. 최초로 지상에 사용된 RTG중 하나는 1966년 미 해군의 알래스카 페어웨이 락 섬의 주거지에 사용되었다. 이 RTG는 1995년에 제거되기 전까지 계속 전기를 공급하였다.
오쿠마정
2011년 3월 11일 동일본 대지진이 발생하고, 오쿠마에서도 해일 피해와 건물 붕괴가 잇 따랐다. 이에 유발되고, 다음날 3월 12일 15시 36 분 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고가 발생. 이 사고는 3월 14일까지 계속되며 오쿠마는 체르노빌 이래의 ""폭심지""가되었다. 이렇게 오쿠마는 원자력 발전소 이름에서 "후쿠시마"()로 전 세계에 알려지게되었다.
레졸루션급 잠수함
영국 최초의 핵잠수함은 HMS 드레드노트 (S101)인데, 78 MW 열출력의 미국 웨스팅하우스 S5W 원자로 1기를 탑재했다. 1958년 미영 상호방위조약으로 미국의 핵잠수함 원자로를 기술이전 받았다. 롤스로이스 PWR1 원자로의 열출력도 78 MW 이다. 레졸루션급 잠수함에 1기를 탑재했다.
후버 댐
프랭클린 D. 루스벨트 대통령은 1935년 9월 30일 후버 댐의 준공을 선언하였고, 1년 후인 1936년 발전소 시설이 완공되어 그래 10월 첫발전을 시작한 이후 1961년 17번째 및 18번째 발전기가 상업발전을 하게 되었다.후버 댐은 당시에는 세계 최대 규모의 전기설비 이자 세계 최대 규모의 콘크리트 건축물임을 자랑했을 뿐만 아니라 블록모양으로 댐을 분할 시공하는 등 획기적 기술을 연구 개발하여 건설기술의 비약적인 발전을 촉진했다.
지구의 역사
원시 지구는 강착 과정으로 점차 크기를 키워갔으며, 내부는 뜨거워져 중금속인 친철원소들이 액화되기 시작하였다. 금속들은 토양을 이루는 규소염보다 더 무거웠기 때문에 가라앉았는데, 이 과정을 철의 대변혁 (iron catastrophe)이라고 하여 지구 형성 1000만 년 후 원시 맨틀과 내핵이 분리되고 지구 자기장이 생겨난 사건이다. 지구 최초의 대기는 태양 성운에서 비롯한 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소로 이루어졌다. 이 원소들은 이후 태양풍과 지구의 열로 인해 우주로 날려져버렸다.
이란에 대한 제재
러시아는 이란과 접경국이다. 그런데, 최근 이란에 러시아 원전을 건설해 주어 2011년 부셰르 원자력 발전소의 원전 1호기가 준공되었다. 36년 만에 준공된 이란 최초의 원전이다. 따라서 러시아는 이란의 핵개발에 직간접적으로 참여중이다. 미국은 부셰르 원전을 핵무기 개발 프로그램의 하나라고 주장하나, 이란은 절대 아니고 상업용 원자력 개발이라고 주장하고 있다. KEDO가 북한에 1000메가와트 OPR-1000 원전 2개를 건설해 주려고 했었는데, 부셰르 원전도 1000메가와트 원전 2기로 되어 있다. 2호기는 아직 건설중이다. 러시아는 부셰르 원전이 IAEA 사찰도 받으며, 도시에 전기 공급이라는 평화적 목적이고, 유엔 안보리 결의에서도 빠졌다면서, 제재 대상이 아니라고 주장한다.
바라카 원자력 발전소
바라카 원자력 발전소(Barakah nuclear power plant)는 아랍에미리트의 첫번째 원자력 발전소이다.
2009년 12월, UAE 원자력 공사(Emirates Nuclear Energy Corporation, ENEC)는 한국전력의 APR-1400 원전을 선정했다. 4기에 200억 달러 규모 계약이다. 2017년 전기 공급을 시작하는 것으로 계획되었다.
자싱시
자싱은 중국 동부의 중요한 에너지 기반이다. 중국 자체 내에서 지어진 첫 원자력 발전소인 친산 원자력 발전소가 하이옌현에 위치해있다.
월성원자력발전소
월성1호기는 1973년 캐나다의 가압중수로형인 캔두(CANDU) 원자력발전소에 대한 건설, 운전 경험 및 경제성에 대한 타당성이 입증되어, 1975년 1월 캐나다의 원자력공사(AECL)가 계약자로 선정되었다.
어니스트 로런스
1939년 11월에, 로런스는 높은 에너지를 얻는 첫 번째 입자 가속기인 사이클로트론에 대한 그의 업적으로 노벨 물리학상을 받게 된다. 그는 입자 가속기로 노벨상을 받은 두 사람 중 한 사람인데, 나머지 한 사람은 시몬 판 데르 미에르이다. 그는 버클리에서 최초의 노벨상 수상자일 뿐만 아니라, 주립 대학교에서 나온 첫 번째 수상자였다. 노벨상 수여식은 1940년 2월 29일 제 2차 세계 대전 때문에 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 윌러 홀의 강당에서 로런스가 그의 메달을 스웨덴 총영사인 칼 월러스테드에게 수여 받으며 이루어졌다. 이듬해인 1940년에는 아서 컴프턴, 반네바르 부시, 제임스 코난트, 카를 컴프턴, 알프레드 리 루미스가 버클리로 찾아와 로런스의 184 인치 사이클로트론과 4500 톤 자석에 대한 제안서에 대해 토의하였고, 록펠러 재단이 115 만 달러를 지원하면서 프로젝트가 시작되었다.
윈드스케일 화재
1957년 10월 10일 일어난 윈드스케일 화재 사고는 영국 역사에서 최악의 원자력 사고였으며, 국제 원자력 사고 등급에서 5등급을 받은 사고이기도 하다. 사고가 일어난 윈드스케일 원자로는 영국 핵무기 프로젝트에 의해 빠르게 건설되었으며, 윈드스케일 원자로 1호기는 1950년 10월에, 2호기는 1951년 6월에 가동에 들어갔다. 윈드스케일 화재 사고는 컴버랜드의 윈드스케일(현재 컴브리아주 셀라필드)에 건설된 1호기 노심에서 불이 나, 잔여 방사성 물질이 외부로 누출된 사고이며, 이때 갑상선 암을 일으키는 아이오딘-131이 누출되어, 사고 이후 추산 240명에게 갑상선 암이 발병하였다. 이 사고로 아무도 소개되지 않았지만, 주변 500 제곱킬로미터 내의 우유는 1달내에 폐기처분 되었다.
독일의 에너지
1962년 12월 12일 바이에른주 군트레밍겐 마을에 250MW 용량의 군트레밍겐 A 발전소가 건설되는데 이는 전력 생산을 목적으로 건립된 독일 최초의 상업 원자력 발전소로 1966년부터 상업 운전에 들어가 77년에 폐쇄되었다.
영변 IRT-2000
1980년 1월 8일 당시는 북한 최초의 원자로인 영변 IRT-2000 원자로만 준공, 가동중이었던 시기이다.
1세대 원자로
1951년 미국 아이다호주에 있는 국립원자력시험장에서 ‘EBR-1(Experimental Breeder Reactor 1)’이라는 실험용 원자로가 세계 최초로 전기를 생산하였으나 전력망에 연결하여 전기를 공급하는 규모는 아니었다. 1954년 구소련(현재의 러시아)의 오브닌스크 원자력발전소가 세계 최초로 전력망에 연결하여 원자력발전을 시작하였다. 오브닌스크 원자력발전소는 이후 48년 동안 운영된 후 2002년 4월 29일 운전을 종료했다.
원자력 발전소
1950년대부터 원전 시장에서 독점적 지위를 유지하였다. 미국의 웨스팅하우스는 서방 세계 최초로 1957년 펜실베니아 쉬핑포트에 건설된 상업용 가압경수로를 설계한 이후, 세계에서 운전 중인 원전을 가장 많이 공급러한 회사로 전 세계의 가동 원자력발전소 중 50% 이상을 공급했다. 제너럴 일렉트릭은 비등경수로를 개발하여 미국 내에 건설함은 물론 일본을 비롯한 여러 나라에 수출하였다. 스리마일 섬(Three Mile Island) 원전 사고가 발생하자 원자력산업이 침체되었으나, 2000년대 중반에 미국 내에서 원전 건설이 재개되었으며, 제3세대 원자로인 AP1000 4기를 중국에 수출하여 현재 건설이 진행되고 있다.
원자력 발전소
원자력 발전소의 원자로는 크게 3종류가 있으며, 핵융합로를 제외한 열반응로와 증식로가 현재 발전에 사용되고 있다.원자력발전소는 원자로와 터빈발전기 등의 핵심시설이 배치된 하나의 대형 구조물과 외부의 보조시설로 구성된다. 가압경수형 원자력발전소는 원자로격납건물, 원자로보조건물 및 터빈건물로 이루어진 발전소 건물과 외부의 보조시설인 복합건물, 수처리건물, 비상발전기건물, 취수건물 및 냉각수 보관탱크들로 구성된다.원자력발전소를 설계할 때는 동일 기능을 수행하는 기기나 계통들은 서로 다른 작동 원리를 갖도록 하거나, 물리적으로 분리하여 배치함으로써 다중영향 사건(화재 등)이 발생했을 때 설비들이 동시에 기능을 상실할 가능성을 최소화하도록 설계한다. 동일한 원인으로 인해서 2개 이상의 기기나 설비가 동시 또는 짧은 시간 내에 고장이 나거나 기능을 수행하지 못하는 경우를 '공통원인고장'이라고 하는데, 이런 현상은 주로 부식‧피로‧마모와 같은 기기 내부의 원인, 보수‧시험 중의 인적실수, 보수‧시험 등을 위한 절차서의 결함, 부적절한 설계 및 설계상의 오류, 습기‧온도‧진동 등과 같은 환경적 요인으로 발생한다.
원자력 발전소
원자력발전소() 또는 핵발전소는 원자력을 이용하여 발전을 하는 발전소이다. 원자핵이 붕괴하거나 핵반응을 일으킬 때 방출되는 에너지를 이용, 발전기를 돌려 전력을 생산하는 시설을 갖춘 곳이다.
원자력 발전소
세계원자력협회(WNA, World Nuclear Association)와 국제원자력기구(IAEA)에 따르면, 2017년 1월 현재, 전 세계 30개국에서 가동 중인 원전은 449기로 총 발전용량은 약 392GWe이고 건설 중인 원전이 60기, 향후 건설 계획 중인 원전이 164기이다.
대한민국의 원자력 발전
1956년 이승만 대통령은 미국 대통령의 과학고문이었던 워커 리 시슬러(W. L. Cisler)박사를 만나 원자력이 우리나라의 에너지원으로 큰 역할을 할 것이라고 확신하고 원자력 도입을 처음으로 결정하였다. 이를 위해 1956년 정부 조직으로 원자력과가 신설되고 한미원자력협정을 체결하였다.
발전소
1868년 잉글랜드의 암스트롱 남작은 그가 소유한 호수에 지멘스 다이너모를 설치해 수력발전소를 만들었다.
가시와자키 가리와 원자력 발전소
총 7기의 원자로가 설치되어 있으며, 합계 출력 821만 2천 KW로 원자력 발전소 가운데 세계 최대 규모이다. 또한, 브라질/파라과이의 이타이푸 댐 수력 발전소, 중국 싼샤 댐 수력 발전소, 베네수엘라 구리 댐 수력 발전소에 이어 세계에서 네 번째로 큰 발전소이다. 현재 후쿠시마 원전사고 대응으로 총50개 안전설비를 설치하였다.
롤스-로이스 PWR
롤스-로이스 PWR은 영국 롤스로이스가 개발한 핵잠수함 원자로를 말한다.
영국 최초의 핵잠수함은 HMS 드레드노트 (S101)인데, 78 MW 열출력의 미국 웨스팅하우스 S5W 원자로 1기를 탑재했다.
원자로
일반적인 화력 발전소가 가스나, 석탄, 혹은 석유를 통해 만들어진 열로 전기를 생산하는 것처럼, 원자력 발전소 또한 원자로에서 핵분열을 통해 생산된 열로 전기를 생산한다.
원자력
사실 핵분열을 이용한 원자력 에너지가 처음 이용된 것은 무기 분야가 먼저이다. 제2차 세계대전 중에 미국에서 실시한 맨해튼 프로젝트의 결과 최초의 핵무기 폭발실험이 이루어진 뒤 1945년 8월 6일과 9일에 일본의 히로시마와 나가사키에 각각 원자폭탄이 투하되어 수십만 명을 사망에 이르게 하였다. 이후 미국과 구소련을 중심으로 많은 나라들이 경쟁적으로 핵무기 개발에 몰두하나, 원자폭탄 투하의 참상을 목격한 과학자와 정치인들은 원자력의 평화적 이용을 강조하면서 원자로를 개발하기 시작해 원자력을 에너지 발전에 이용하게 되었다.
대한민국의 원자력 발전
중수로 핵연료 국산화 기술개발은 캐나다 핵연료 제품을 대상으로 모양을 본뜬 다음, 재료와 특성 등을 하나하나 분석해 설계하는 방법으로 진행했다. 1983년 핵연료 개발의 마지막 단계인 노내 핵연료 검증시험이 캐나다의 NRU 연구용 원자로에서 성공적으로 수행됨에 따라, 세계적으로 성능이 공인된 국산 핵연료가 개발되었다. 1984년 국산 핵연료가 최초로 월성원전에 장전되었으며, 1년 간의 노내 조사를 마치고 성능을 확인 한 후, 1987년 7월 양산 공장을 준공하여 월성원전의 핵연료 전량을 국산 핵연료로 대체했다.
TNT 환산
1945년 7월 16일, 미국에서 인류 최초의 원자폭탄 실험(트리니티 실험)을 실시했으나, 이에 앞서 5월 17일, 같은 장소에서 108 톤의 TNT 화약으로 예비 실험이 이루어졌다. 이후 핵무기의 폭발력을 측정하는 단위로 쓰이게 되었다.
대한민국의 원자력 발전
경수로 핵연료 국산화는 1983년부터 본격 추진됐다. 1988년 6월 모의 경수로 핵연료 집합체 생산에 최초로 성공한 데 이어, 같은 해 10월 15일 국산 경수로 핵연료 생산을 개시해, 12월 28일 제1호 국산 경수로 핵연료가 탄생한다. 이듬해인 1989년에는 고리 1호기 핵연료를 생산, 1년 뒤인 1990년 2월 17일 고리 2호기에 장전함으로써 경수로 핵연료 국산화가 완성됐다. 현재 국내 가동 중인 중수로와 경수로 원전의 핵연료를 한전원자력연료(주)에서 전량 생산하여 공급하고 있다. 또한 전량 해외에 의존하였던 핵연료 피복관을 한국원자력연구원에서 개발하였고, 한전원자력연료(주)에서 생산하게 되어 완전한 핵연료 국산화를 달성하게 되었다.
잠수함의 역사
세계 최초의 원자력 추진 잠수함은 미국에서 1954년에 진수된 SSN-571 노틸러스이다. 프랑스의 소설가 쥘 베른이 쓴 해저 2만리의 노틸러스호의 이름을 땄다.
가압수형 원자로
초기에 웨스팅하우스 베티즈 원자력 연구소에서 군사적인 목적으로 개발하였으나, 이후 상업적인 목적으로 웨스팅하우스 원자력 위원회에서 개발하였다.
미 육군 원자력 프로그램에서 1954년부터 1974년까지 가압수형 원자로를 운영했다. 스리마일 원자력 발전소에서 처음으로 2기의 가압수형 원자로인 TMI-1과 TMI-2를 가동했는데, 1979년 TMI-2에서 부분적인 노심 용해가 일어나는 바람에 미국에서는 신규 원자력 발전소 건립이 중단되었다.
독일의 에너지
독일은 1952년 연합국의 결정으로 핵무기 이외의 핵 연구를 허락받았고, 미국에게서 원자력 발전 기술을 원조받아 1950년대 중반부터 원자력 프로그램 수립 및 이행에 필요한 제도를 구축했다.
1955년 '원자력부'를 설치하고 1956년 '원자력 위원회'를 창설, 1957년에 동서독 최초의 핵 시설 '원자란(Atomei)'이 가동에 성공했다. 1960년 1월 1일부터 이 시행되었다.
대한민국의 원자력 발전
대한민국 원자력 발전소는 2001년 4월 2일 설립된 한국전력공사 계량발전회사인 한국수력원자력에서 독점 운영하고 있으며, 국무총리 직속 대한민국 원자력안전위원회가 산하 위탁집행형 준정부기관인 한국원자력안전기술원 및 한국원자력통제기술원을 통하여 감시감독을 하고 있다.
피커링 (온타리오주)
피커링에는 원자로 8기로 4120 메가와트의 전력을 생산해낼 수 있는 피커링 원자력 발전소가 있다. 첫 번째 발전소인 피커링 A는 1971년에 4기의 원자로로 개장하였다. 원전의 소유주인 온타리오 전력 공사는 피커링의 가장 큰 고용주이기도 하다. 2001년, 풍력으로 돌아가는 OPG 7 기념 터빈이 발전소에 세워졌고 원전은 2024년에 운영을 중단할 방침이다.
원자력
이러한 핵무기 개발 경쟁은 1953년 미국의 아이젠하워 대통령이 UN총회에서 ‘평화를 위한 원자력(Atoms for Peace)’을 제안하면서 전환기를 맞게 된다. 이 연설을 계기로 국제연합은 1957년 국제원자력기구(IAEA)라는 독립기구를 설치하고, 원자력의 평화적 이용을 위한 시대를 맞게 되었다. 사실 세계 최초의 원자로(미국의 시카고대학교 실험실에서 만들어 졌으며 이름은 CP(Chicago Pile)임)는 이미 1942년에 미국의 과학자 페르미에 의해 개발되어 있었지만, 핵무기 보유국들이 전기를 생산하는 원자로 개발에 힘을 쏟기 시작한 것은 1953년 유엔총회를 기점으로 해서이다. 그리고 그때까지 정부 주도하에 개발되던 원자력이 민간시장에 개방된다. 농축우라늄을 자신들이 독점적으로 공급한다는 조건을 앞세워 먼저 미국의 제너럴일렉트릭(General Electric)사와 웨스팅하우스(Westing House)사가 낮은 발전 단가를 내세우며 미국형 가압경수로를 세계로 수출하기 시작한다.
맥머도 기지
기지에 전력과 난방비용을 저렴하고 안정적으로 공급하기 위해서 1962년에는 소형 원자력 발전소가 건설되었다. 그 이후 10년 정도 가동되고 있었으나, 기지의 접근성이 향상됨에 따라서 연료 수송이 가능해져 1972년 가동이 중단되었다.
체르노빌 원자력 발전소
발전소 건설은 1970년대에 시작해, 1977년에 원자로 1호기가 준공한다. 1978년에는 원자로 2호기가 준공되었으며, 1981년에는 3호기가, 그리고 1983년에 4호기(사고가 난 원자로)가 준공한다. 게다가 각각 1GWe를 발전할 수 있는 5호기와 6호기가 사고 당시 건설중이었다. 발전 개념은 모두 RBMK-1000의 형태였다.
원자력선
원자력은 차폐시설의 중량을 빼고도 대형이고 항속거리가 긴 선박용 동력에 적합하다. 평화목적으로는 대형탱커·여객선·광석운반선·포경모선·해양조사선·쇄빙선으로 이용되며, 군사적 이용으로는 항공모함, 전략 핵잠수함등이 이에 해당한다. 이 함선들은 가압수형 원자로를 사용하며, 작은 크기에도 많은 힘을 얻기 위해 20%이상 농축된 고농축 우라늄을 사용한다.열교환기에 의해 증기를 만들고 이 증기로 주기관인 터빈을 돌리는 구조로 되어 있다. 1954년에는 최초의 원자력선인 노틸러스(SSN-571 Nautilus)호가 미국에서 건조되었다. 미국의 제2호 원자력잠수함 시울프(Seawolf)호는 액체 나트륨을 사용하는 고속 증식로가 설치되어 있지만, 그 밖에는 거의다 가압수형 원자로를 사용하고 있다. 구소련에서는 1959년에 세계최초의 해상 원자력선인 쇄빙선 레닌호를 완성시켰다. 이것은 10만km(지구 2바퀴 반)를 항해하는 동안에 연료를 한번 교환한 기록을 가졌으며, 열출력 9만㎾인 가압수형 원자로 3기를 싣고 있다. 그 밖에 미국에서는 1962년 화물선 서배나(Savannah)호가 건조되었다. 원자력선에 사용되는 원자로는 크기·무게·차폐 등에서 육상의 것보다 엄격한 구조상의 제약을 받는다.
아이다호주
1949년 원자력 위원회는 아이다호 폴스 근처에 국립 원자로 시험소(현재 아이다호 국립 노동부)를 세웠다. 시험소의 과학자들은 원자로들을 만들고, 시험하고 운영하거나 관계된 고안의 직업을 가졌다. 1951년 12월 시험소에서 역사상 처음으로 핵에너지로부터 전기가 발생되기 시작하였다. 과학자들은 또한 첫 핵잠수함 U.S.S. 노틸러스를 위하여 모델적 원자로를 지었다. 1955년 아코는 세계에서 핵에너지로부터 전기 공급을 받는 데 첫 공동체가 되었다. 7월 17일 시험소는 타운의 전기를 1시간에 공급하였다. 1960년대 중반으로 봐서 아이다호 폴스 시험소는 세계에서 가장 큰 핵원자로들의 분류들 중의 하나를 가졌다.
국제 원자력 사고 등급
원자력발전소에는 핵연료의 핵분열에 의한 열을 발생시키는 원자로가 있으며, 그 열로 증기를 발생시켜 기계적 에너지로 바꾸는 터빈, 그걸 다시 전기에너지로 변환시키는 발전기가 있다. 이들 각각에는 기기고장 시 자체 보호하는 설비(보호 장치)가 있으며, 각 보호설비가 작동할 때 해당 기기(원자로, 터빈, 발전기)를 '정지한다'고 한다. 따라서 원자력발전소에는 원자로정지, 터빈정지, 발전기정지의 3가지 정지가 있다.
연쇄반응
자기 유지 핵 연쇄 반응의 증명이 엔리코 페르미와 다른 사람들에 의해 이루어 졌고 , 첫 인공적인 원자로가 늦은 1942년에 탄생했다.
사우스캐롤라이나주
1953년 에이켄 근처에 원자력 위원회의 서배너 강 발전소에서 운영들이 시작되었다. 이 발전소는 주가 원자력 물질을 생산에서 지도적이 되는 데 도움을 주었다. 이 시설은 현재 서배너 강 공장 지대로 알려졌으며, 미국 에너지부를 위한 워싱턴 서배너 강 회사에 의하여 운영되고 있다.
원자력 정책
대한민국은 초대 이승만 대통령부터 현재에 이르기까지 국가정책으로 원자력을 도입하여 기술자립을 이루고 원전을 수출하는 나라가 되었다. 1973년과 1978년 두 차례에 걸쳐 발생한 석유 파동으로 에너지 안보의 필요성이 높아지면서, 석유와 같은 화석연료에 의존적인 에너지정책에서 벗어나기 위해 원자력에너지를 통한 전력 공급을 확대하였다. 이후 지속적인 기술 발전을 통해 원자력발전은 대한민국의 주력 전원으로 성장하였고, 전원을 안정적으로 공급하는 에너지원이 되었다.
원자력 발전소
이후 2011년 3월 11일 동일본 지역을 중심으로 발생한 대지진과 쓰나미로 7등급 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고가 일어났다. 10만명 이상의 피난주민이 발생했으며, 발전소 반경 20km 이내 피난구역에 살던 주민들은 이주했다.
원자력
당시에는 원자력에너지를 잠수함에 적용하려면, 페르미가 개발한 크기가 대형 빌딩과 맞먹는 '시카고 파일(Chicago Pile)'이라는 원자력발전소를 잠수함 내부에 설치해야 했다. 하지만 리코버는 포기하지 않고 우라늄 농축을 통해 이 문제를 해결할 수 있다고 주장하며, 결과적으로 세계 최초의 원자력 잠수함인 노틸러스호를 성공적으로 건조해 냈다. 리코버는 나중에 노틸러스호의 원자력엔진을 개량한 쉬핑포트 원자력발전소의 건설에도 참여했다.
마그녹스
콜더 홀은 1956년에 문을 연 최초의 상업적 원자력 발전소이고, 그리고 영국 산업 문화재의 중요한 부분을 차지하므로, 핵시설 폐로 공사측은 콜더 홀의 제 1원자로를 박물관으로 보존하였다.