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  핵화학 | 방사선이 인체에 미치는 영향 방사성 원소가 방출하는 방사선에는 α선, β선, γ선의 3종류가 있다. α선은 He의 원자핵이므로 energy는 크지만 물질의 투과력은 다른 방사선에 비해 가장 약하다. 즉 3cm의 공기를 투과할 수 있으나 한 장의 얇은 종이 두께를 투과하지 못한다. 따라서 α선을 방사하는 방사성 동위원소가 있다 하더라도 피부를 투과할 수 없으며 옷을 입고 있으면 α선을 충분히 막을 수 있다. 다만 입자를 내는 방사성 물질, 예를 들면 원자핵 연료의 plutonium이 핵폭발을 할 경우 여기서 생긴 미세한 입자가 대기중에 분산된다. 이것을 호흡기를 통하여 폐, 간 등에 흡입시킨다면 체내에서 α선을 배출시켜 암을 발생시킬 수 있다. β선은 전자의 흐름이기 때문에 투과력은 α선보다 크지만 γ선만큼 강하지 않다. 2～3매의 .. Chemistry/생활 속 화학 2021. 4. 9.

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  핵화학 | 원자력 발전소와 핵폭발 히로시마나 나가사키에 투여된 원자 폭탄의 참상과 파괴는 사람의 기억 속에서 매우 고통스럽게 남아 있는 역사의 흔적이다. 명백하게도 원자력 발전소와 핵무기의 목적은 다르다. 원자력 발전소는 반응 속도가 느리며 통제된 에너지 방출을 요구한다. 핵무기에서는 에너지 방출이 빠르고 이를 통제하지 못한다. 원자력 발전소와 핵무기의 경우 이들의 연료는 모두 U-235이다. 원자력 발전소는 전형적으로 3～5%의 분열할 수 있는 U-235와 95～97%인 U-238이 포함되어 있는 우라늄으로 작동된다. U-235 핵이 분열하면서 방출하는 대부분의 중성자는 U-238과 카드뮴(Cd)및 붕소(B)같은 원소들에 의해 흡수된다. 그 결과 중성자의 흐름은 폭탄에서처럼 자발적으로 일어나는 폭발적인 연쇄반응을 일으킬 만큼 충분하지 .. Chemistry/생활 속 화학 2021. 3. 24.

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  핵화학 | 원자로의 안전도 구 소련의 체르노빌 원자력 발전소에서 일하던 기술자들과 그 인근에 살던 수많은 사람들은 이 발전소의 사고로 인하여 불행한 일을 당하였다. 당시의 상황은 다음과 같이 설명할 수 있다. 냉각수의 흐름이 중단되었고 반응로의 온도는 급격히 올라갔다. 불행하게도 기술자들은 빠르게 진행되는 원자로의 반응속도를 조절할 수 없었다. 흑연은 중성자의 속도를 늦추는 감속제로 사용되었는데 불이 붙었고 화학 폭발이 잇달아 일어났다. 폭발은 반응로를 덮고 있던 1,000톤의 강철판을 날려보냈고 방사성 물질은 넓은 지역으로 퍼져나갔다. 원자 폭발은 아니었지만 이 사고의 영향으로 주위의 온도가 아주 높아졌고, 화학물질의 화재와 폭발이 일어났으며, 발전소의 중요 부분이 파괴되었고, 방대한 양의 방사능이 누출되었다. 그 사고의 직접적.. Chemistry/생활 속 화학 2021. 3. 21.

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  핵화학 | 원자로 석탄 또는 석유와 같은 연료가 타서 열을 생산하는 재래식 발전소에서는 열로 물을 끓여 터빈을 회전시킨다. 그리고 회전하는 터빈의 축은 큰 코일로 된 전선에 연결되어 있는데 이 전선이 자기장 내에서 회전하여 전기 에너지를 생산한다. 원자력 발전소는 U-235와 같은 핵연료의 분열로부터 방출되는 에너지에 의해 물이 가열되는 것만을 제외하고는 재래식 발전소와 똑같은 방식으로 가동되고 있다. 일반 발전소와 같이 원자력 발전소도 열역학 제 2법칙이 적용된 효율의 제약을 받는다. 열이 일로 전환되는 이론적 효율성은 발전소가 가동되는 최고온도와 최저온도에 의존한다. 이 열역학적 효율은 보통 55～65%이며 이 효율은 다른 기계적, 열적, 그리고 전기적 비효율성에 의해 상당히 줄어든다. 원자력 발전소는 반응로와 비핵 .. Chemistry/생활 속 화학 2021. 3. 16.