방사선의 개념과 특징
방사선은 무엇일까?
방사선의 개념과 특징
원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있는데, 원자핵의 성격을 결정하는 것은 주로 원자핵속에 들어 있는 양성자와 중성자입니다. 양성자와 중성자의 비율에 의해 안정적인 원자핵이 만들어지기도 하고 불안정한 원자핵이 만들어지기도 합니다.
불안정한 상태의 원소들은 특정한 입자나 빛을 방출하면서 안정적인 원자핵으로 바뀌려는 성질이 있는데, 이 때 나오는 입자나 빛이 바로 방사선입니다.
예를 들어, 불안정한 상태의 우라늄은 안정한 상태의 원소가 되기 위해 핵분열을 일으키고 열에너지와 중성자를 방출합니다.
이 열에너지와 중성자가 바로 방사선이며, 이로 인해 원자력 관련 시설에서는 방사선이 항상 존재하게 됩니다.
연구용 원자로는 발전용 원자로와 달리 전기를 생산하지 않고 핵분열 연쇄반응에서 발생한 중성자만을 이용해서 다양한 연구를 수행하는 원자로입니다.
중성자가 물질과 충돌하면 운동 방향이나 에너지의 상태가 변하면서 흩어지는 현상인 '중성자 산란'을 이용하면 물질의 내부 구조를 정밀하게 파악하고 신물질 개발 연구를 할 수 있습니다.
또한 방사성을 띠지 않는 물질에 중성자를 쪼여 방사성 동위원소로 변환시킴으로써, 질병 진단 및 치료 등 의료 분야와 비파괴 검사 등 산업 분야에 활용할 수 있습니다.
이밖에도 연구용 원자로는 전기자동차나 고속철 등 많은 전류가 흐르는 곳에 사용되는 고품질 대전력 반도체 생산, 문화재의 연대 분석, 원자력 발전소의 핵연료 및 재료의 안전성 시험 등 다양한 분야에 활용됩니다.
우리나라의 연구용 원자로는 한국원자력연구원에 있는 하나로(HANARO)가 사실상 유일합니다. 하나로는 한국원자력연구원이 자체 기술로 설계하고 건설한 원자로로, 세계 10위 안에 드는 고성능을 자랑 합니다.
하나로는 중성자를 원자로 위쪽과 아래쪽으로 나눠서 이용하는데, 위쪽에서는 대전력 반도체, 의료용 및 산업용 방사성 동위원소 등 물질을 생산하는 공장 역할을 하고, 아래쪽에서는 물질 구조를 분석하고 신물질을 연구하는 현미경의 역할을 합니다.
하나로는 발전로와 달리 대기압(1기압)과 45℃ 정도의 저온 상태로 운전하며, 지름 50cm와 높이 1.2m 정도의 아담한 크기로 윗부분이 열려 있는 큰 수조 안에 잠겨 있습니다.
따라서 일본 후쿠시마 원전 사고처럼 전력 공급이 완전히 끊어지는 상황이 닥치더라도 자연적인 대류만으로 충분히 열을 식힐 수 있습니다.
더 알아보기 : 방사능과 방사성 물질 방사선과 방사능 그리고 방사성 물질은 같은 단어처럼 보이지만 모두 의미가 다릅니다. 방사선은 위에서 설명한 것처럼 입자나 빛, 전파 형태를 띤 일종의 보이지 않는 광선을 말하며, 방사능은 방사선을 내뿜는 능력을, 방사성 물질은 그 능력을 지닌 물질을 말합니다.