제논, 제논 오버라이드, 제논 진동, 제논독작용

제논 [크세논]제논 오버라이드제논 진동제논독작용

제논 [크세논]

xenon

원소의 하나. 기호 Xe. 원자번호 54. 원자량 131.30. 질량수 132, 129, 131, 134, 136, 130, 128, 124, 126 및 133(β-,γ, e-), 135(β-, γ, e-), 135m(γ, IT, e-), 130(β-), 140(β-), 141(β-), 143(β-), 144(β-). 불황성 가스 원소의 일종. 무색무취의 기체. 용융점 -111.8 , 비등점 -107.1 . 비중 d-100=3.06, d-140=2.7. 우라늄이나 플루토늄이 핵분열하면 핵분열 생성물 중에 제논의 동위 원소 135Xe이 생기며 이것은 중성자를 잘 흡수하기(열중성자 흡수단면적 3.6 106b) 때문에 원자로의 연속 운전에 지장을 준다.

☞ xenon poisoning

제논 오버라이드

xenon override

원자로가 일정한 출력으로 운전되고 있을 때 제논135의 농도는 옥소135의 β붕괴에 의한 생성과 중성자 흡수에 의한 제논136으로의 변환이 적당히 균형을 이루고 있는 상태에 있다. 원자로 출력의 급격한 감소가 있으면 중성자 흡수에 의한 제논135의 농도는 급히 변하지 않기 때문에 생성률은 변하지 않는다. 따라서 제논135의 농도는 어느 정도의 시간 증가를 계속해서 피크를 이룬다. 이 사이 원자로에는 큰 음의 반응도가 가해지게 되므로 잉여 반응도가 작은 원자로는 임계를 유지할 수 없게 된다. 이러한 제논135에 의한 과도적인 음의 반응도 피크를 극복하기(오버라이드) 위한 잉여반응도를 제논 오버라이드라고 한다.

제논 진동

xenon oscillation

일정한 중성자속으로 장시간 운전한 원자로에서는 제논 135의 농도는 평형치로 되어 있다. 여기서 중성자속이 어떤 원인으로 증가(감소)하면 제논 135에서 제논 136으로의 변환이 증가(감소)하고 그 결과, 국부적으로 반응도가 증가(감소)하여 중성자속은 다시 증가(감소)한다. 그러나 그 중성자속의 증가(감소)에 의해 그곳에서 옥소135의 생성이 증가(감소)하며 그 β붕괴에 의해 시간이 경과함에 따라 제논 135의 생성이 증가(감소). 반응도가 감소(증가)하여 중성자속이 감소(증가)한다. 이러한 중성자속의 진동을 제논 진동이라 한다. 이 출력 진동이 지속되거나 증대하는 것을 제논 불안정이라 하며 안전상 좋지 않다. 그러나 이 진동의 주기는 옥소135와 제논135의 반감기에 의해 지배되기 때문에 극히 길며 제어는 비교적 용이하다.

제논독작용

xenon poisoning

핵분열 생성물인 제논135는 열중성자 흡수단면적이 극히 크며 그의 원자로 내에서의 존재량은 출력이 커지면 증가한다. 그 결과, 그의 존재에 의한 반응도의 감소를 예상하고 잉여반응도를 설계할 필요가 있다. 또 제논135는 옥소135의 딸핵종이므로 원자로 정지 후에도 계속 발생하지만 이 때는 중성자속이 0이므로 중성자 흡수에 의한 제논의 감소를 기대할 수 없고 정지 후 몇 시간이 지나면 출력시 보다도 제논의 존재량이 크게 된다. 따라서 이 때에도 기동하기 위해서는 극히 큰 잉여반응도가 필요하게 된다. 이와 같은 제논에 의한 반응도에 대한 부담을 독작용 또는 방해작용이라 부르고 있다.