핵연료가 만들어지는 과정

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우라늄 원석입니다.

저 돌덩이 하나에 우라늄 원광이

0.1%들어있습니다.

광업이란게 다 그렇듯이 저런 돌덩이들을

엄청나게 많이 채광해야겠죠.

그렇게 해서 채광한 저런 돌덩이를 깨고 잘게 부신

상태에서 황산을 비롯한 각종 약품처리를 하면

오직 우라늄만 노란 가루 형태로 튀어나옵니다.

이게 바로 옐로우 케이크입니다.

이 가루 안에 우라늄238이 99.3%

우라늄235가 0.7%섞여 있습니다.

대부분이 우라늄238이죠.

문제는 핵연료로 필요한건 극소량의

저 우라늄235입니다.

우라늄238은 너무 안정적이라 핵연료로

쓰이기 힘들기때문입니다.

그래서 우라늄235를 우라늄238에서 분리를

시켜야하는데 둘은 같은 동위원소라 화학적인

방법이 없고 오로지 물리적인 방법밖에 없습니다.

바로 원심분리기죠.

고체상태로는 분리 할수없기에

옐로우 케이크에 불소를 섞어서

6불화우라늄이라는 기체상태로 만듭니다.

이 기체를 원심분리기에 넣어서 졸라게 뺑뺑이

시키는게 바로 우라늄을 농축시키는 과정입니다.

이란의 원심 분리기..

중성자3개의 아주 미세한 질량차이를

가려내야하기 때문에

고성능 모터가 탑재된 초고속 원심분리기가

필요합니다.

IAEA와 미국이 눈에 불을켜고 추적하는게

바로 저 원심분리기의 모터와 부속품들입니다.

전략물자이자 금수물품이기도 합니다.

원심분리기를 뺑뺑이 돌려서 약2~5% 저농축된

6불화우라늄을 다시 고체로 환원시킨다음

아래와 같이 원자력 발전소에 쓰이는 핵연료로

만들어집니다.

고체로 환원된 우라늄 가루를 위와 같이

덩어리 형태로 가공한걸 우라늄 펠렛이라고 합니다.

저 우라늄 펠렛 한알에 4인가족이 1년동안 쓸수있는

전기가 생산됩니다.저걸 막대기형태로 쭉 이어

붙이고 겉을 지르코늄같은 단단한 금속으로 감싸서

용접을하면 바로 많이 들어보신 핵연료봉이 됩니다.

바로 그 핵연료봉 수백 다발이 원자력발전소에

담궈져서 전기를 생산하게 됩니다.

한번 담궈지면 약 4년 반동안 전기를 생산할수

있습니다.

그렇게 4년 반동안 열일한 핵연료봉을

사용후핵연료,폐연료봉이라고 합니다.



원심분리기로 다시 돌아와서

더 뺑뺑이 돌려 약90~97% 정도로 고농축된

우라늄은 핵탄두로도 쓰일수 있습니다.

리틀보이가 우라늄으로 만들어진 핵탄두 입니다.




현대의 핵무기는 사용후핵연료를 재처리해서 만든

플루토늄 탄두가 사용됩니다.