원자력의 작동 원리

미국의 경우 원자로의 3분의 2가 가압경수로(PWR)이고 나머지는 비등경수형(BWR)이다.위에 표시된 비등경수형 원자로에서는 물이 끓어 증기로 변한 다음 터빈을 통해 보내져 전기를 생산합니다.

가압경수형 원자로에서 핵심수는 압력을 받고 끓지 않습니다.열은 열 교환기(증기 발생기라고도 함)를 통해 코어 외부의 물로 전달되어 외부 물을 끓여 증기를 생성하고 터빈에 동력을 공급합니다.가압수형 원자로에서 끓는 물은 핵분열 과정에서 분리되므로 방사성이 없습니다.

증기는 터빈에 동력을 공급하는 데 사용된 후 냉각되어 다시 물로 응축됩니다.일부 공장에서는 증기를 냉각하기 위해 강, 호수 또는 바다의 물을 사용하는 반면, 다른 공장에서는 높은 냉각탑을 사용합니다.모래시계 모양의 냉각탑은 많은 원자력 발전소의 친숙한 랜드마크입니다.원자력 발전소에서 생산되는 전기 1단위당 약 2단위의 폐열이 환경으로 배출됩니다.

상업용 원자력 발전소의 규모는 1960년대 초 1세대 발전소의 약 60메가와트부터 1000메가와트 이상까지 다양합니다.많은 발전소에는 두 개 이상의 반응기가 포함되어 있습니다.예를 들어, 애리조나주 팔로베르데 발전소는 각각 1,334메가와트의 용량을 갖춘 3개의 별도 원자로로 구성되어 있습니다.

일부 외국 원자로 설계에서는 핵분열 열을 노심에서 멀리 운반하기 위해 물 이외의 냉각수를 사용합니다.캐나다의 원자로는 중수소가 포함된 물("중수"라고 함)을 사용하는 반면 다른 원자로는 가스 냉각됩니다.현재는 영구적으로 폐쇄된 콜로라도의 한 공장에서는 헬륨 가스를 냉각제로 사용했습니다(고온 가스 냉각 원자로라고 함).몇몇 식물은 액체 금속이나 나트륨을 사용합니다.