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1. 원자로물리 분야에서 주로 다루는 핵반응과 그 원리에 대해 설명하시오.
원자로물리 분야에서 주로 다루는 핵반응은 주로 핵분열과 핵융합입니다. 핵분열은 무거운 핵이 중성자를 흡수하여 불안정한 상태가 되면서 두 개 이상의 가벼운 핵으로 분열하는 반응으로, 이 과정에서 막대한 에너지가 방출됩니다. 대표적인 핵분열 반응은 우라늄-235와 플루토늄-239가 질소-1 중성자를 흡수하여 각각 핵 분열을 일으키는 것입니다. 예를 들어, 우라늄-235는 약 200 MeV의 에너지를 방출하며, 이때 2~3개의 추가 중성자가 방출되어 연쇄 반응을 지속시킵니다. 핵반응 원리는 중성자가 핵에 충돌할 때 핵 분열이 일어나며, 이때 방출된 중성자는 다른 핵에 충돌하여 연쇄 반응이 확대됩니다. 핵반응의 효율과 안전성을 위해 중성자 흡수율, 반응 속도, 연쇄 반응 계수 등을 정확히 제어하는 것이 중요한데, 이를 위해 중성자 반사체, 감속체, 냉각 시스템이 활용됩니다. 예를 들어, 1g의 우라늄-235는 약 2×10^16 개의 원자쌍의 핵분열을 유도하며, 이 에너지는 약 1톤의 석탄 연소시 발생하는 에너지와 비슷한 규모입니다. 이러한 핵반응의 이해와 제어는 원전 안전성과 …