코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시품명

표준형원자로

교과연계

설 명

원자력발전은 화력발전과는 완전히 다른 방식으로 전기를 만드는데 화력발전은 화석연료를 태워서 나오는 열로 물을 덥혀 발전을 하기 때문에 화석연료가 탈 때 산소가 꼭 필요하며 반대로 탄산가스(이산화탄소)를 배출하여 공기 중 이산화탄소의 농도를 증가시키게 됩니다.

탄소는 바로 지구 온난화를 만드는 주된 물질이지요. 지구는 100년 전 보다 평균온도가 2.5oC 상승하여 북극은 물론 남극의 빙하가 계속 녹아내리고 있어 매우 심각한 문제에 직면하고 있습니다.

그러나 원자력발전은 우라늄(U-235)이라는 원소가 핵 분열하는 과정에서 나오는 열을 이용하기 때문에 산소가 전혀 필요 없게 될 뿐만 아니라 따라서 탄산가스의 발생도 없게 됩니다. 청정에너지를 활용하는 샘이지요. 우라늄의 핵분열로 얻는 에너지는 아인슈타인의 E=mc2 식에 의해 열로 환산됩니다.

우라늄 1g에는 석탄 3톤에서 나오는 열량과 맞먹는 에너지를 지니고 있습니다. 이러한 일련의 과정은 원자로 내에서 이루어지는데 방식에 따라 가압경수로와 중수로로 나누어집니다. 월성에는 2기의 중수로가 있고 나머지 21기는 가압경수로입니다. 원자력 발전소에서 생산하는 전기량은 총 발전량의 약 34%를 차지하고 있고요. 우리나라는 현재 전기료를 세계에서 가장 저렴하게 부담하고 있답니다. 우리나라 원자력기술은 세계적 수준에 달하고 있어 원자력발전소 건설을 수출하고 있을 정도입니다.

기타 참고자료

세계 원자력발전소는 미국 100기, 프랑스 58기, 일본 48, 러시아 33기, 한국 23기를 보유

코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시품명

생활속의 방사선

교과연계

설 명

우주공간에는 우주선방사선이라는 자연 방사선이 있고 자연히 지구에도 우주방사선이 있습니다, 자연방사선은 우주가 빅뱅이론으로 탄생할 때 이미 생겨난 방사선이지요. 지구도 46억년에 탄생할 때 자연방사선을 가지게 되었고 지구상의 모든 물체에는 방사성물질을 함유하고 있습니다.

지구상 모든 생물은 방사선을 피하여 살수 없고 지역이나 위치에 따라서 다르기는 하지만 일정양의 방사선을 맞고 살고 있지요. 일반적으로 계산하면 우리는 연간 2.4mSV의 방사선을 맞으며 샇고 있습니다. 브라질의 가라바리시 지역은 우리보다 5배나 많은 방사선을 맞으며 산답니다. 또한 비행기나 우주여행을 하게 되면 지상에 있는 것 보다 방사선을 더 많이 받게 되지요.

병원에서 진단용으로 쓰고 있는데 가슴촬영에는 X-선 0.1∼0.5mSV, 위 촬영에는 5∼10mSV, 암 치료에는 6,000mSV의 방사선량으로 병을 진단도 하고 또 암 치료에도 방사선을 이용한답니다. 그럼 원자력발전소에서도 방사선이 많이 나오겠네요? 그렇지요. 그러나 원자력발전소는 5겹으로 원자로심을 둘러싸고 있어 원자로 주위에는 0.05mSV정도의 낮은 수준의 방사선만이 나오고 있답니다. 이 방사선은 거리에 반비례해서 줄어들기 때문에 원자력발전소 주변의 주민에게는 아무런 영향이 없답니다.

기타 참고자료

코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시품명

방사선 의료이용

교과연계

설 명

병원에서 질병진단에 사용하고 있는 X-선 촬영, 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상장치(MRI), 양전자방출단층촬여울(PET)촬영은 모두 방사선을 이용하고 있는 진단장비입니다. 이러한 진단장비는 무서운 암을 조기에 발견하여 치료하게 됨으로서 사람의 생명을 구할 수 있게 된답니다.

뿐만 아니라 각종 암치료는 물론 결석제거, 좁아진 혈관, 기관지, 담관, 요관 치료하는 데에도 사용되는데 이때는 초음파나 감마선을 주로 이용하고 있고 감마나이프라는 장치도 치료용으로 사용된답니다. 감마나이프란 감마선을 원하는 위치의 세포만을 치료할 수 있는 장비입니다. 때로는 냉중성자도 사용되고 있는데 냉중성자란 원자로에 나오는 열중성자를 감속시켜 만든 것입니다.

또한 인공 심장박동기, 인공고관절, 장기이식에 쓰이고 있답니다. 병원에서 사용하고 있는 주사기, 거즈, 붕대, 탈지면, 수수용 각종 기구 등의 멸균에도 이용되고 있습니다. 멸균에는 화학약품이나 뜨거운 수증기로 하는데 이러한 멸균방법은 제품에 화학약품이 남아 인체에 해롭고 뜨거운 수증기는 제품의 질을 떨어뜨려 의료 사고로 이어지는 경우가 있답니다.

기타 참고자료

코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시판넬

전시품명

방사선농업이용

교과연계

설 명

원자력은 전기를 만드는 원자력발전소의 이용 이외에도 여러 분야에 이용되고 있답니다. 그 중 농업분야의 이용을 보면 식량생산성을 높이기 위한 수단으로 우량 돌연변이품종을 만드는데 활용하고 있답니다. 또한 유전공학연구에 필수적으로 이용되고 있는 유전자분석용 돌연변이유전자원을 제공하기도합니다.

이러한 돌연변이육종의 역사는 50년이 되었고 세계 각국은 이 분야의 연구가 활발히 진행되고 이으며 지금 까지 만든 우수 품종이 3,500여 건이 상회하고 있답니다. 우리나라도 벼, 보리, 콩, 참깨, 무궁화 등 각종 농작물에서 37품종을 등록하여 세계 순위 11위를 기록하고 있습니다.

또한 농작물이 잘 자랄 수 있도록 영양분을 적절히 관리하는 방법을 알아내는 수단으로도 이용한답니다. 가령 땅에서 흡수한 영양분은 어떠한 경로로 줄기나 잎으로 이동하는가 알아내기도 하고 잎에서 생산한 탄소동화물질은 어떠한 경로로 줄기나 뿌리로 이동하는지를 알아내는 수단으로 이용한답니다.

수확한 농산물을 안전하게 저장하는 수단으로 이용되고 있는데 감자, 양파, 마늘, 각종 건어물, 라면소스 등 여러 가지 농산물을 보다 안전하게 저장하여 보존함으로 식량의 간접 생산에 기여하기도 합니다.

가축에서는 가축을 병해충으로부터 보호하는 수단으로 이용되며 우수한 육류 생산을 위한 수단으로 이용되고 있답니다.

기타 참고자료

코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시품명

방사선공업이용

교과연계

설 명

방사성동위원소의 공업이용은 여러 분야에 다양하게 활용되고 있답니다. 공장의 시설을 파괴하지 않고 미세한 부분의 결함을 찾아내는데 이용되고 있는데 이것을 비파괴검사라고 하지요. 자동차의 실인다의 마모 측정이라든가 두께측정, 제품의 혼합비율, 액체 또는 기체의 이동속도 측정을 정확히 할 수 있답니다.

또한 반도체나 초전도체의 표면에 방사선을 쬐여 품질을 향상시키는 역할도 한답니다. 기타 오랜 우주공간을 날아가는 인공위성의 배터리로도 사용하는데 미국에서 현재 화성탐사용 큐어리어시티 인공위성도 방사성동위원소 배터리를 사용하고 있답니다.

비행기를 탑승할 때 맨 먼저 해야 하는 일 중 하나로 여행객의 짐을 검색대에 올려놓으면 곧 바로 짐 검사가 쉽게 끝나 비행기에 탑승하게 되지요. 이런 여행객의 짐을 일일이 풀어 검사를 하게 되면 비행기 한 대 탑승할 여행객의 짐을 검사하는데 하루 종일 걸린답니다. 그러니 하루 종일 할 일을 단 1 시간 만에 처리하니 얼마나 편리합니까?

그 외에도 지하수 탐지라든가 지하에 매몰되어 있는 금속을 찾아내는 수단으로도 활용되고 있습니다. 화재경보기에 필수적으로 이용되고 있고 야광시계 등에도 활용되고 있답니다.

기타 참고자료

코너명

행복한 에너지 원자력

사진

전시판넬

전시품명

방사선기초연구이용

교과연계

설 명

방사성동위원소는 여러 가지 기초 과학연구에 이용되어 왔는데 모든 식물의 탄소동화작용에 의한 탄소화합물의 생산에 탄소(C)는 탄산가스에서 오는 것으로 또 산소는 당연히 탄산가스(CO2)의 분해 산물로부터 온 것으로 여겼으나 방사성동위원소를 사용해서 실험한 결과 산소는 물(H2O)의 분해 산물이라는 것을 밝혀냈습니다.

유전공학발전에 가장 중요한 역할을 담당한 유전자(DNA)의 모양을 최초로 밝혀낸 것도 방사선이었고 왓슨과 크릭은 X-선 회절에 의하여 DNA의 구조가 나선형이라는 것을 밝혀 노벨상(1962)을 수상하였답니다.

또한 방사성동위원소는 오랜 유물의 만든 시기를 측정하기도 하고 지구의 나이가 46억년이라는 것도 방사성동위원소 연대측정에 의하여 계산된 것이랍니다.

요즈음은 범인을 색출하는데 주로 DNA검사로 하지만 얼마 전 까지만 해도 방사성동위원소 분석으로 범인을 탐색하는 수단으로 이용되기도 했답니다.

기타 참고자료