「自発か臨界か」・・キセノン騒動について計算した水野先生

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

自発核分裂の可能性：１）落下したと予測される炉内のウランの周囲に、今の状況で水がないわけない。でもその状況は不明、どの程度の水がどこにあるかも不明という理解でいい？以下では、自発核分裂だけを仮定、どれだけのXe133の発生が予測されるのか概算。簡単な計算で失礼。乞うご批判。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続２）ウラン燃料の総量、福島第1原発ではおよそ100トン。初期にはU235が約4％、使用済み（最終段階）でU238から炉内中性子で生成したPu239が約1％混在、加えてPu240は約0.3％程度（データ出典は後で整理）。Pu240は自発核分裂の半減期が比較的短く、確率は割と高い。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続３）Pu240はPu239に中性子が1個、捕獲され炉内で生成。Pu239が相対的に多いがPu240も意外に多い。実はU235、U238、Pu239すべて自発核分裂するが、Pu240は圧倒的にその確率が高く、半減期1.14ｘ10^11年。非常に長いが、他よりは短いという状況。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続４）解説を書いていると進まない。再チェックで遅延失礼。再開。炉内のPu240の原子数はA=100x10^6x0.3x10^-2[g]/240[g/mol]x6x10^23、よって自発核分裂する原子核数は毎秒でB=Ax0.693/(1.14x10^11x365x24x60x60)

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続５）Xe133の核分裂収率はヨウ素131等と同じくらい高く6％を仮定。よってPu240の自発核分裂でできるXe133の原子数は毎秒C=Bx6x10^-2、他方でこれはこの率で生成されつつ、半減期5日で崩壊。長時間後に残るXe133原子数はD=Cx5x24x60x60/0.693

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続６）ここで、今みたいに生成されつつ崩壊する場合、昼の計算では目分量で半減期の2倍分たまると仮定した。今はちゃんと積分。答えは、およそ半減期の2倍分でなく、1/0.693=1.44...倍、まぁ目分量の精度はこれくらい。よって最終的な回答も微妙に数字が動くが、ご容赦を。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続７）このようにたまったXe133は、半減期5日で崩壊、これ毎秒の崩壊数が放射能＝Bq値。それがドライエリア全体（4000m^3仮定）にあると仮定、その放射能密度（Bq/m3)は、E=Dx0.693/(5x24x60x60)/(4x10^3)=約350[Bq/m3]となる。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続８）さらに１）今回のウラン燃料は使用済みでなく20％使っただけと仮定。２）発生した全Xe133のうち、80％は親のウラン燃料中の残り、20％だけが外部（ドライエリア内）に出てくると仮定。すると予測されるXe133の放射能密度は350x0.2x0.2=14[Bq/m3]となる。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

続９）14[Bq/m3]=1.4x10^-5[Bq/cm3]。この結果は測定値と一致。http://t.co/8b61eUN4　合いすぎは偶然。でも今回のキセノン133騒動がPu240の自発核分裂で説明できる事実は興味深い。当然、何の証明でもなく、再臨界の可能性は否定できてない。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

結）ところで「再臨界」騒動、世の中は解釈もデータも進んでしまったのか？ちょっと不安。無意味な計算をしたのではないか、とか。ちょっとチェックしないと。出典はブログにしよう。とりあえず、今夜はこのあたりまで。

あ〜る菊池誠(反緊縮)公式 @kikumaco

@y_mizuno メインはCm242の自発分裂では、という話がいちぶで

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

ありがとう。それで@hayanoさんがご指摘になってたのか。確かに自発核分裂の確率は桁違いに高い、分岐比で6.37x10^-6%だからPu240よりはるかに。炉内でどれくらい生成するのかな？見てみます。@kikumaco メインはCm242の自発分裂では、という話がいちぶで