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우라늄-238(파랑)과 우라늄-235(빨강)의 비율

농축 우라늄(濃縮 - , 영어: enriched uranium)은 농축 과정을 통해 우라늄-238의 비율을 줄이고 우라늄-235의 비율을 높인 우라늄을 말한다. 천연 우라늄에는 우라늄-235의 비율이 0.72%에 불과하다.

원자로의 형식에 따라 5% 또는 20% 정도의 저농축우라늄이나 90% 정도의 고농축우라늄이 사용된다. 원자폭탄에는 순도가 높은 우라늄-235(85% 이상)가 필요하다. 농축우라늄을 사용하면 흡수되어 버리는 중성자의 비율이 적어지므로 원자로 속의 다른 재료의 선택이나 설계가 쉬워진다.[1]

농축 방법편집

농축하는 데는 막대한 전력과 비용이 들고 많은 천연우라늄이 허비된다. 우라늄의 농축이 곤란한 것은 우라늄-235와 우라늄-238의 화학적인 성질이 같기 때문에, 겨우 1.3%의 원자의 무게의 차이를 이용하여 물리적 방법으로 그것들을 분리하는 수밖에 없는 까닭이다. 그 방법으로는 다음과 같은 것이 있다.[1]

가스확산법편집

우라늄을 기체 화합물(6불화우라늄)로 만들어 다공성(多孔性) 벽을 통해서 내뿜으면 가벼운 기체가 먼저 나오고, 무거운 기체가 뒤에 남는 성질이 있다. 몇 단계든 같은 일을 되풀이하면 차차 성분이 분리된다.[2]

열확산법편집

우라늄을 액체의 화합물로서 동심원통상(同心圓筒狀)의 용기 사이에 넣는다. 안쪽을 덥게 하고 바깥 쪽을 차게 해 두면 대류(對流)가 생김과 동시에 가벼운 성분은 고온쪽에, 무거운 성분은 저온쪽에 모인다.[3]

원심력법편집

우라늄의 기체 화합물을 원심분리기(遠心分離機)에 넣고 고속회전에 의한 커다란 원심력을 작용시키면 가벼운 분자는 회전축 가까이에, 무거운 분자는 회전축에서 먼 곳에 모인다.[4]

전자법편집

기체의 우라늄 화합물에 전자를 방사(放射)하여, 전하를 띤 이온을 만들고 전장(電場) 작용으로 그것을 다르게 해 두어, 자장(磁場)에 따른 굴곡법이 질량에 따라 다른 것을 이용해서 분리한다.[5]

등급편집

약농축 우라늄(SEU, slightly enriched uranium)편집

235U 비율이 0.9%에서 2%인 농축 우라늄이다. CANDU중수로 등에서 기존의 천연 우라늄을 대신해서 연료로 사용하기 위해 개발되었다.

재처리 우라늄(RepU, reprocessed uranium)편집

저농축 우라늄(LEU, low-enriched uranium)편집

235U 비율이 20% 이하인 농축 우라늄이다. 경수로 등에는 235U 비율이 3~5%인 연료를 사용한다.

고농축 우라늄(HEU, highly enriched uranium)편집

235U 비율이 20%가 넘는 농축 우라늄이다. 핵무기에서 핵분열 연쇄 반응을 일으키는 데 사용된다. 원자력 잠수함 등에서 사용되는 고속 중성자로에도 235U 비율이 50%가 넘는 농축 우라늄을 사용한다.

각주편집

  1. 농축우라늄, 《글로벌 세계 대백과》
  2. 가스확산법, 《글로벌 세계 대백과》
  3. 열확산법, 《글로벌 세계 대백과》
  4. 원심력법, 《글로벌 세계 대백과》
  5. 전자법, 《글로벌 세계 대백과》

같이 보기편집

참고 자료편집

   이 문서에는 다음커뮤니케이션(현 카카오)에서 GFDL 또는 CC-SA 라이선스로 배포한 글로벌 세계대백과사전의 내용을 기초로 작성된 글이 포함되어 있습니다.

외부 링크편집