원자력 발전은 사슬 핵분열을 일으키고, 그곳에서 생성된 열을 전기 에너지로 변환할 수 있는 농도에서 자발적으로 핵분열을 일으키는 물질을 집중시키는 과정이다. 일반적으로 우라늄 235는 농축되어 사용된다. 코어인 핵은 냉각 물질을 감속시키는 제어봉에 의해 적절한 압력과 온도로 제어되는 펠릿의 형태로 클래드 튜브에 둘러싸인 연료봉의 형태로 핵연료 물질을 주입하고 냉각수와 같은 핵분열을 일으킨다. 그러나 어떤 이유로 냉각수가 제대로 공급되지 않으면 내부 온도가 급상승한다. 지르코늄 합금의 온도가 핵연료를 덮는 코팅 재인 지르코늄 합금의 온도가 매우 높을 때 지르코늄 합금 코팅은 끓는 증기에 의해 빠르게 산화된다. 클래드 지르코늄 합금은 고온의 영역이며, 수증기에 반응하여 빠르게 산화되고 수소를 생성하고 발열을 수반하며,이 시점에서 생성된 산화 열은 붕괴 열의 수십 배에 해당하며, 클래드와 연료봉의 온도 상승으로 이어진다. 온도가 상승함에 따라 지르코늄 합금 코팅과 UO2(이산화 우라늄) 핵연료가 결국 녹기 시작한다.
핵연료 UO2, 제어봉, 및 다양한 성분으로 이루어진 코어를 각 물질의 용융온도에 용융시켜 핵연료의 용융온도보다 훨씬 낮은 온도에서 코어 성분을 용해하거나 공유 혼합반응으로 코팅한다. 또한, 원자로의 압력용기와 봉쇄용기, 원자로 건물 등의 구조물도 파괴되어 결국 대량의 방사성 물질을 외부로 방출할 위험이 있다. 경수로의 경우 용융 연료봉이 냉각수에 떨어지면 냉각수가 심하게 증발해 수증기 폭발이 발생할 가능성이 높다. 최악에는 방사성 물질의 대량 방출 위험이 있기 때문에 핵융합은 원자력 발전 때문에 가정되는 가장 심각한 사고로 간주한다. 핵심 용융의 대부분은 냉각재 손실 때문인 것으로, 이에 대비해 비상 코어 냉각 시스템을 안전설비 시스템으로 장비하고 있지만, 어떤 이유로든 사고가 난다. 용융은 연료봉의 일부 또는 대부분이 녹아내리는 현상이며, 액화 연료봉이 원자로 내의 봉쇄 용기에 침입하여 봉쇄 용기의 바깥쪽으로 노출되는 현상을 용융이라고 한다.핵심 용융에 의한 사고는 국제원자력사고 등급(INES)이 가장 위험한 단계인 5~7등급으로 분류된다.
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