핵분열은 무거운 원자를 더 가벼운 원자로 분열시키는 현상입니다. 중성자가 우라늄-235 핵에 부딪히면 핵은 중성자를 흡수하여 불안정해집니다. 핵이 분열되면서 에너지와 더 많은 중성자, 그리고 더 가벼운 원소들이 방출됩니다. 이 중성자들은 추가적인 분열을 유발하여 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다.

방출되는 에너지는 엄청납니다. 우라늄-235 1kg을 분열시키면 약 2400만 킬로와트시의 열이 방출됩니다. 석탄 1kg을 태우면 약 8킬로와트시의 열이 방출됩니다. 이러한 비율 때문에 핵연료는 매우 작고 원자로에 필요한 연료량도 적은 것입니다.

연쇄 반응을 제어하는 ​​것이 공학적 과제입니다. 제어봉은 중성자를 흡수하여 반응 속도를 늦춥니다. 감속재는 중성자의 속도를 늦춰 핵분열을 일으킬 확률을 높입니다. 냉각재는 열을 방출하여 증기를 발생시킵니다. 만약 제어에 실패하면, 1986년 체르노빌 사고처럼 반응이 위험할 정도로 가속화될 수 있습니다.

핵심 개념

• 연쇄 반응
• 임계 질량
• 컨트롤 로드
• 중재자
• 심화 학습