2013年3月2日

化学反応・核分裂反応・核融合反応のエネルギー比較

各反応で発生するエネルギーを計算して比較してみた。・・・値はあまり厳密じゃないし、実際の反応はもっと複雑なので、こんな単純にはいかないけど、感触だけでも掴みたいな、と思って。なので、計算値の誤差などは、あんまり気にしないように(^^)

ゴマ知識化学反応エネルギー核分裂反応比較核融合反応

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ただし、235Ｕは核燃料の7%程度を占めるだけなので、『核燃料１[g]』で発生するエネルギーは、ここで計算したエネルギーの1/10以下になる。

2013-03-02 18:41:24

また、ここでは95Ｙと139Ｉに分裂する反応だけで計算したけど、実際には何種類もの分裂反応が起こり、反応ごとに発生するエネルギー量は異なるので、実際のエネルギー量は変わってくる。なので、この値も参考程度に。

2013-03-02 18:41:49

最後に核融合反応のエネルギー。燃料の重水素の質量は2.014[u]＝3.344×10^-24[g]。だから1[g]中の原子の数は2.990×10^23個。重水素２個（←ここ注意）で4.544×10^6[eV] のエネルギー発生なので1[g]の場合は6.793×10^29[eV]。

2013-03-02 20:47:13

1[g]の重水素を用意しても、全部核融合させられるかっていうとそういうわけにもいかないんだけど。とりあえず、1[g]の重水素が核融合反応を起こしたら、これくらいになる、という考えればいいので。

2013-03-02 20:47:36

ここまで計算した、1[g]の燃料を使った場合のそれぞれの反応で得られるエネルギーをグラフにしてみる。差が大きいので、軸の目盛は対数にするよ。 http://t.co/IdGNMsXYNb

2013-03-02 20:48:18

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同じ1[g]の燃料なのに、こんなに差が出る。核反応は化学反応の二倍程度に見えるけど、目盛を対数にしているから１目盛で十倍、５目盛なら十万倍の開きがある。ちなみに、目盛に対数を使わないとこんな感じ。 http://t.co/Ew2mHbTTwa

2013-03-02 20:48:48

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あとがき

よく、「核融合を実現すれば1Lの燃料で原油1500L分のエネルギーを得られる」とか言われるけれど、これがその理由なわけだよね。

2013-03-02 20:49:03

ただし、これらの反応を起こすには、外からエネルギーを与えないといけない。化学反応なら酸素分子の結合を解除するため、核分裂反応なら最初の中性子を投入するため、核融合反応なら超高温・超高圧の環境を作るため。核融合なんて、まだ与えたエネルギー分の回収もできてないし。

2013-03-02 20:49:29

なので、ここで連投した、それぞれの反応で得られるエネルギーも、そのまま比較はできない。だけど、核分裂反応とか核融合反応で得られるエネルギーは化学反応に較べたら非常に大きい、ってことは解るんじゃないかな、と思う。

2013-03-02 20:49:47

（私も具体的に計算したのはこれが始めてだったり。今までは漠然としか解らなかったけど、こうして計算してみたら、はじめて実感できた）

2013-03-02 20:50:04

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