更新 2014年5月21日作成 2011年11月2日

2011-1102 キセノン検出・再臨界について牧野さんと押川さんのTw

押川さんによる「臨界」についての説明と，牧野さんによるキセノン検出と臨界に関するつぶやきです。とても参考＆勉強になるのでまとめさせてもらいました。

科学

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

再臨界の可能性が話題になっているので、一応基本事項から。核燃料中のウランやプルトニウムは、自発的にも核分裂を起こすが、それは非常に遅い。（たとえばU-235の半減期は7億年) しかし、中性子を吸収すると核分裂を起こし、その際中性子を放出する。(U-235の場合、平均約2.5個)

2011-11-02 15:42:51

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

従って、U-235が核分裂の際に放出する中性子のうち、（平均）1個以上がU-235に吸収され核分裂を起こすと、核分裂が連鎖的に進行する。これが臨界。連鎖反応を爆発的に進行させるのが原爆、制御した状態で使用するのが原発、だけど基本原理は同じ。

2011-11-02 15:48:41

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

さきほど書いたように、U-235は核分裂の際平均約2.5個の中性子を放出するので、いつでも臨界が起きそうに見えるかもしれないが、必ずしもそうではない。核分裂の際に生じる中性子は速度が大きく、そのままではU-235に捕獲され核分裂を誘起する確率は小さい。

2011-11-02 15:51:46

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

それでも、十分な量のU-235が集まれば、臨界に達する。一方、原子炉では（通常運転時の軽水炉は）中性子を水で減速することで臨界が生じるようにしている。今回の事故では、地震直後に制御棒が挿入されたので、その時点で臨界が起きないようになったはずだが、しかしその後

2011-11-02 15:58:57

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

メルトダウン・メルトスルーが起きてしまい核燃料のかなりの部分は融け落ちてしまったと考えられる。従って、制御棒の挿入に成功したことは現在の原子炉の状況を議論する上では直接はあまり関係がない。少なくとも原理的には、冷却のため注入した水が減速材となって臨界に達する可能性はある。

2011-11-02 16:07:00

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

ただし、この場合も、臨界が継続的に保持されるかどうかは、また別の話。発表されたデータ http://t.co/qeddhPam も結構微妙ですね。仮に本当だとして、臨界が短時間起こり、条件が満たされなくなって停止した、あるいはそれが断続的に繰り返された、あたりが考えられます。

2011-11-02 16:17:08

Masaki Oshikawa (押川正毅) @MasakiOshikawa

仮に再臨界が起こっていたとしても、*現時点で*それによって被害が大きく拡大する、あるいは一般市民が対応を変える必要はないでしょう。しかし、原子炉が制御されていない状態のままであることは事実であり、今後も注意が必要。地下水等を通じての汚染拡大防止はどうなってるのかな？

2011-11-02 16:20:48