중성자 감속재

중성자 감속재(Neutron Moderator)는 고속 중성자로(고속로)를 제외한 원자로에서 사용된다. 현재 경수(75%이상의 원자로에서 사용), 흑연(20%), 중수(5%)가 원자로 감속재로 많이 쓰이고 있다. 현재는 탄화수소와 베릴륨을 감속재로 사용하려는 실험들이 이뤄지고 있다.

원리

원자로에서 연료로 사용되는 ²³⁵U는 0.025 eV의 에너지를 지니고 있는 열 중성자와 잘 반응하며, ²³⁸U는 0.5 MeV의 에너지를 가진 중성자와 잘 반응한다. 그러나 ²³⁵U가 핵분열을 하게 되면, 고속중성자를 배출하게 되며, 고속 중성자는 ²³⁸U과 반응을 하게 되고 ²³⁵U과는 반응을 하지 않게 된다. 그래서 연료의 연쇄 반응을 좀더 활발하게 하기 위해서 중성자의 속도를 떨어뜨리는 물건을 필요로 하게 되고, 이 물건을 가리켜 감속재라고 지칭한다. 현재 사용되고 있는 거의 모든 원자로는 이 열 중성자를 이용한 원자로이다. 고속중성자로 혹은 고속로의 경우, 노심 밖의 블랭킷 연료인 ²³⁵U을 Pu²³⁹로 변경시켜 연료로 사용하기 때문에 고속로의 경우에는 중성자 감속재가 존재하지 않는다. 일반적으로 감속재는 원자번호가 낮은 원소 및 그 화합물이 사용된다.

참고 문헌

• 원자력 지식 관문국의 감속재 설명