August 6, 2012

세계의 원자력역사



세계의 원자력역사에 대해서 알아보도록해요~
어떠한 과정으로 지금의 원자력을 우리는 누릴수 있게된걸까요?

[사진출처 : 위키백과]
△ 글라프로트의 모습
우라늄을 발견하다!
1789년 독의 글라프로트가 광물의 정밀분석 중 
역청광 중에서 우라늄을 발견하여
천왕성(Uranus)의 이름을 따 우라늄이라 이름을 정하였습니다.


 
△ 렌트겐의 모습
엑스선 발견!
1895년 독일의 물리학자 렌트겐(W.K Roentgen)이
 크룩스관(Crooks)을 사용하여 음극선에
관한 연구 중 검은종이 또는 나무 조각등의 
불투명체를 뚫고 지나가는 미지의 방사선을 발견하여
이것을 엑스선이라 이름 지었어요.


 
[사진출처 : 위키백과]
△베크렐의 모습
자연방사선의 발견!
1986년 프랑스의 베크렐(A.H Becqurel)에 
의해 최초로 자연방사선이 발견되었습니다.
그 당시 베크렐은 우라늄염의 인광현상에 
대해 흥미를 갖고 실험을 계속하던 중 우라늄염에서부터
어떤 것이 나와서 감광작용을 한다는 것을 알게 되었어요!



 
[사진출처 : http://na105762.egloos.com]
△ 폴란드 지폐속 퀴리부인의 모습
이 분야에 관한 연구는 몇몇 과학자들에 
의해 계속되었는데요. 1898년 퀴리부부에 의해
우라늄염에서 나온 어떤 것은 방사선으로서 
원자 특유의 현상이며 화학적 및 물리적 상태와
무관하다고 결론 지어졌으며, 
이 현상을 <방사능>이라고 부르게 되었답니다^^


 
[사진출처 : Encyver.com]
△ 전자의 존재
전자를 발견하다!
1897년 톰슨(J.J Thomson)이 기체내의 
전기 전도에 관한 연구에서 음극선이 음(-) 전기를 띤
원자에서 나오는 것을 발견하여 전자의 존재를 확인하였습니다!


폴로늄(Po), 라듐(Ra)의 발견!
1898년 퀴리 부부에 의해 방사능을 가진
 새로운 두가지 원소가 발견되었습니다~
즉 우라늄 광성(피치브랜드)을 화학적 
및 전기적 분리 방법을 사용하여 여기서 순수한 우라늄보다
훨씬 강한 방사능을 띤 폴로늄(Po) 과 라듐(Ra)을 
분리하고 확인하였는데요!

라듐은 같은 양의 우라늄보다 100만배가
 넘는 방사능을 띠고 있음을 발견하였어요!
아울러 라듐이 방사능을 방출하고 다른 원소로
 변환되어 간다는 사실의 발견으로
[원자는 더이상 나눠질수 없다]는 정설을 뒤집었습니다!


[사진출처 : 위키백과]
△ 원자력역사
상대성 이론이 발표되다!
1905년 미국의 물리학자 아인슈타인은 상대성 이론을 발표했습니다~
즉 세상의 모든 물질은 에너지의 덩어리와 
같은 것으로 물질을 완전히 부수어 에너지로 변환하면
그것은 엄청난 양이 된다는 이론이죠!
 이것은 <원자폭탄의 가능성>을 예언한 거이었습니다! 무셔워><


원자핵의 발견!
1911년 영국의 물리학자 러터포드(E.Rutherford)는
 가이거와 마스텐등과 함께 알파선의
산란실험 중 알파선이 큰 각으로 산란하는 것을 
발견하여 이 해석결과 원자내의 원자핵 존재를
결론지었어요! 이는 보어(Bohr)의 양자론의 도입과
 더불어 저명한 [러더포드-보어의 원자모형]으로
결실을 맺게 됩니다!!


원자이론의 확립
1913년 덴마크의 물리학자 (Bohr)는 
러더포드의 핵모형에 프랑크(M.Plank)의 양자가설을 적용하여
원자이론을 세우고 수소의 스펙트럼 계열의
 설명에 성공하였어요! 그후 이 이론은 양자 조건 및 진동수
조건으로 규정된 더욱 일반적인 원자이론으로
 정리되어 [보어의 원자구조론]으로 알려지게 되었습니다.


△ 전자가 원자핵을 돌고있는 원자모형



원자핵의 인공붕괴!
1918년 러더포드는 천연의 방사성물질에서 
나온느 고에너지의 알파선을 이용하여
인공적으로 원자핵을 붕괴하는데 성공하였습니다! 
즉, 고속의 헬륨(He) 원자핵을 질소(N)
원자에 충돌시켜 산소와 양자(P)를 얻게되요.



[사진출처 : 위키백과]
△ 채드윅
중성자를 발견하다!
1932년 영국의 물리학자 채드윅(J.Chadwick)에
 의해서 중성자가 발견되게 됩니다.
1930년 독일의 과학자 보데(W.Bothe)와 
베거(H.Becher)는 베릴륨(Be)이나 리튬(Li)과
같은 가벼운 원소에 알파입자를 
충돌시킨 결과 상당한 투과력을 가진 방사선이
방출되는 것을 발견하였습니다!

처음에는 이것이 높은 에너지를 감마선일 것이라고 생각하였데요. 
하지만 여러번 실험을 되풀이하는 동안 채드윅은 
이론적으로는 설명하기 매우 어렵지만 베릴륨(Be)에서 방출되는
방사선은 전자파의 특성을 갖고 있으니 감마선과는
 다른 성질을 갖지고 양자와 비슷한 질양을
갖고 있으며 전하를 띠지 않는 입자 즉 중성자를 발견하였습니다!
채드윅이 중성자를 발견한 이후로 중성자에 
대한 연구가 활발히 진행되었으며
특히 [원자로 물리]분야에서 그 중요성이 더욱 강조되었습니다!



발견한 중성자를 이용하여 핵분열을 시도하여 핵분열 반응을 발견하다!
1938년 미국의 물리학자 엔리코 페르미(Enrico Fermi)는 
느린 속도의 중성자를 우라늄 원자에 충돌시킨 결과 최소한
 4가지의 서로다른 베타입자 방출체의 검출에
성공하고 중성자에 의한 거의 모든 핵변환의 가능성을 시사했습니다!!



△ 핵분열의 원리
핵분열 반응의 발견!
1938년 독일의 화학자 오토한(Otto Hahan)과 
슈트라스만(Strass Man)은 우라늄에
중성자를 충돌시켜서 핵분열 반응이 일어남을 발견하였습니다~
그 후 핵분열 반응은 우라늄 원자핵 1개가 분열될 때마다 
2-3개의 중성자 방출을 확인하였고
핵분열 연쇄반응의 가능성을 시사했습니다!
그래서 많은 과학자들이 핵에너지를 군사적 이용과, 
공업적 이용등에 이용 가능성을 확인하게 된답니다!



원자폭탄의 발명!!
핵분열읭 연쇄반응의 발견으로 제2차 세계대전 직전에
 독일이나 이탈리아에서 추방된 유태인 과학자를
중심으로 원자핵에 관한 연구가 활발하게 이루어지게되요! 
우라늄 폭탄을 독일이 먼저 만들것이라고 우려한 
아이슈타인의 건으로 1939년 미국의 루즈벨트 대통령은
 우라늄 폭탄의 연구를 지시합니다.
1942년 미국은 [맨하탄계획]에 의해 우라늄-235를 
이용한 폭탄제조와 우라늄-238을
풀루토늄-239로 변환하여 폭탄을 만드는 2가지 
방향으로 연구가 진척되었죠...
이 중 1개는 1945년 7월 뉴멕시코주의 사막에서 실험이 되었구요.
 나머지 1개는 8월6일 일본의 히로시마에 투하되었습니다. 
8월9일 나가사키에 투하된 원자폭탄은 페르미가 세계
최초의 원자로에서 풀루토륨을 생산하여 히로시마에 
투하된것이에요... 원자력의 슬픈 역사이죠..


드디어 세계최초의 원자로!!
원자폭탄의 풀루토륨을 개발한 엔리코페르미는 전쟁으로 인하여
이탈리아에서 추방되어 미국으로
건너가 시카고대학에서 연구를 하게됩니다.
그후 시카고대학의 운동장에 세워진 세계최초의 
흑연감속원자로(CP-1)을 가동시켜 여기서 생산된
플루토륨으로 원자폭탄을 제조하여 1945년 8월9일 
일본 나가사키에 투하시켜 제2차 세계대전을
종식시키는데 기여하였습니다!


원자폭탄은 그만 원자력의 평화적으로 이용에 심여
1950년대 접어들면서 세계 각국에서 원자력의 평화적
 이용에 대한 관심이 고조되어 화석연료를 대신하여 
다음 대의 에너지원으로 원자력을 주목하게 됩니다! 세계 각국이
원자력 발전의 개발에 힘을 기울이에 되었습니다.


세계 최초의 원자력발전소 세워지다~
세계 최초의 원자력발전소는 미국의 
EBR-1(Experimental Breeder Reactor No.1)이라는 세계
최초의 원자력 발전이 이루어졌습니다~ 
장소는 아이다호주의 국립원자력시험장의 사막 한가운데였어요!

EBR-1이란 나트륨 냉각 고속로의 실험로로써 
이 원자로에서 나오는 열로 증기를 만들어
전기를 발생기시큰데 성공하게 됩니다 와우와우


△ 원자력연구소에서 연구용 트리가마크-Ⅱ(TRIGA MarkⅡ) 원자로
원자력 발전의 승승장구 실용화!
1950년대 종반부터 1960년대 초반까지는 중동, 
북해등에서 대구모의 유전, 천연기체가
발견되어 원자력발전 비용이 쉽게 저하되지 않아 침체기를
 맞이하였으나 오이스터 그리커(Oyster Greek)의
51만 5천 KW급의 완성부터 원자력 발전의 실용기를 맞이하게 되요!

1966년 
원자력 발전이 화력발전에 비해 경제적이라는 보고서와, 
가능성이 명확해지면서 원자력발전소붐이 일게됩니다! 
또한 1973년 석유파동으로 인해 유럽각국이 원자력 발전의 의존도가 
더욱 높아지게 되었구요. 
그리고 우리나라는 1959년 원자력연구소에서 
연구용 트리가마크-Ⅱ(TRIGA MarkⅡ) 원자로가 기공되며 
우리나라의 원자력의 역사는 시작된답니다!

[출처] 작성자 원자력페스티벌

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