10周年のSPコンテンツ!

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
55
押川さんによる「臨界」の説明
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)
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。
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。
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
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。
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。
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?
牧野さんによる11/2のキセノン検出関係つぶやき群
Jun Makino @jun_makino
http://t.co/i0Tqp0xH 福島2号機で核分裂の恐れ保安院「再臨界はない」 んな、新しい fission product が検出されるほどなら臨界に決まってるではないか。
Jun Makino @jun_makino
もちろん、例によって誤検出の可能性はまだあるけどさ。
Jun Makino @jun_makino
自発核分裂は、ウラン、プルトニウム等がなにもしないでも「勝手に」分裂する 現象。起こる確率は α 崩壊に比べて 10 桁とかそれくらいのオーダーで低い。
Jun Makino @jun_makino
具体的には、 1 キログラムのウランで 1 秒に 1 個とかそういう程度。もちろ ん、これでも核分裂生成物はできるけど、とても検出できるような量にはなら ない ( というか、これは常時おきているから、検出されるならずっと前にされてるはず)
Jun Makino @jun_makino
U235, Pu239 は 1 つ中性子を当てると分裂して、 2-3 個中性子をだす。原子爆弾では 運転中の原子炉ではこれでネズミ算式に核分裂をおこさせて一気に爆発させる。
Jun Makino @jun_makino
原子炉では爆発しないように、制御棒とかに中性子を吸収させて一定 の速度で核分裂が起きるようにする。
Jun Makino @jun_makino
このどちらも「臨界」で、どちらでも核分裂によってでた中性子によって次の核分 裂が起きる連鎖反応が続く。
Jun Makino @jun_makino
例えば JCO の事故では kg オーダーのウランがあって、そのうち 1-3mg が連鎖反応で分裂したとされている。自発核分裂に比べて 15 桁くらい速いペー スで進んだ。
Jun Makino @jun_makino
でもって、すみません、制御可能かどうかは私には全くわかりません。
Jun Makino @jun_makino
筑波方面から御教示 : http://t.co/zoZACGeg Assessment of the neutron and gamma sources of the spent BWR fuel
Jun Makino @jun_makino
Cm( キュリウム ) の自発核分裂は燃料集合体当り 10^8 個 / 秒くらいになりえるとのこと。
Jun Makino @jun_makino
http://t.co/zLzjrL9a 東電発表データ 。なんとも微妙。スペクトルがみたい ((C) 野尻さん ) 。
Jun Makino @jun_makino
燃料が部分的に融解したような状態が続いてた可能性はある ( 水かけて表 面は固まっても中は液体とかと思うんだけど、その状態がずーっと続くと段々 液体側に Pu が集まったりしないのかな?
牧野さん11/3 Tw分
Jun Makino @jun_makino
http://t.co/g7hzQLvZ 東電、臨界を否定 「キセノンは自発核 分裂で」 福島原発 。うみゅう、確かに、 1E-5Bq/cm^3 とかだと、、、
残りを読む(9)

コメント

CAVU @cavu311 2011年11月3日
11/3の牧野さんTw分を追加しました。
細川啓%求職中断 @hosokattawa 2012年2月26日
「原子炉では爆発しないように、制御棒とかに中性子を吸収させて一定 の速度で核分裂が起きるようにする。」 軽水炉(で使う低濃縮ウラン)では制御棒を抜いても爆発には至らないのはないか。
ログインして広告を非表示にする
ログインして広告を非表示にする