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臨界に至る前の核反応について

原子炉が臨界に至る前の状態 未臨界についての勉強 このような内容は原子炉の設計者でないの知らない内容であろうが 今回の状況を理解するのに役立つかもしれない。 少なくとも東電はきちんと未臨界と発表するだけではなく中性子増倍状態などの詳しい解析をするべきたろう たけひこ先生とのいきちがいもあったがそれだけ難しい内容だとは思う
震災 原発 増幅率 未臨界 臨界 評価 中性子 キセノン
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ツイートまとめ @aquamasaさんによるキセノン検出に関する考察 福島第1原発2号機放射性キセノンについて、元物理学者@aquamasaによる考察Tweetをまとめてみました。 2958 pv 26 3 users 5
飯泉 仁 @aquamasa
福島第1の2号機で短寿命の放射性キセノンが検出され、東電がホウ酸水の注入を始めた。再臨界ではなかろう。Xeは微量、温度上昇なし→臨界(持続的核分裂連鎖反応)ではなく、熔け落ちた核燃料内で、U、Puの自発核分裂で発生する中性子が連鎖的核分裂を起こし増倍している(未臨界)現象だろう。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界の核分裂連鎖反応は、増倍率(核分裂連鎖反応持続の程度)の差こそあれ、停止した原子炉や燃料棒格納プールでは、常に起きている。今回の問題は被覆管が破損しているため、核分裂生成物が外に出てくること。
飯泉 仁 @aquamasa
Xeは自発核分裂からだけでなく、中性子が未臨界の連鎖反応を起こして増倍して出ている。自発核分裂は25より28とPu。 RT @hayano: U235があれば,臨界しなくても自発核分裂でキセノン出ます.ニュースだけでは自発核分裂から予想される以上に出ているのか…. @ukii3:
Hideyuki Hirakawa @hirakawah
「局所的な臨界」=溶融して細かい断片になった燃料の一部で、ちょうど臨界になる物理条件満たしてる部分が臨界になってるっていう理解でOKですか?RT @BB45_Colorado: オクロの天然原子炉の例をみるまでもなく、核燃料と水が存在すれば、局所的な臨界は容易に発生しうる。
Hideyuki Hirakawa @hirakawah
軽水だけでなく、燃料の密度や分布形状も関係しますよね。硼素ぶち込みはジレンマですねえ。RT @BB45_Colorado: @hirakawah OKです。軽水が存在すれば、どうしても起こります。硼素をぶち込めば良いのだけど、硼素って、鉄やコンクリートに腐食などの悪さをするんです
Hideyuki Hirakawa @hirakawah
なるほど、それで局所的な臨界とか、そういう話になっているのですね。ありがとうございます。RT @ake_____: @hirakawah 東電会見の中継ツイート見てたところ、2号機にガス管理システムを入れたら新しい分析方… (cont) http://t.co/ix6HP6Nf
飯泉 仁 @aquamasa
福一2号機での放射性Xeの検出。ほかの炉(1、3,4号機)でも計れば程度の差こそあれ、出てくるのではないか。 http://t.co/w9FhCYB4
飯泉 仁 @aquamasa
Uと水と中性子源(自発核分裂由来)があれば、核分裂連鎖反応は起る。驚くほどのことではない。 RT @iidatetsunari: やはりロードマップは絵に描いた餅。再稼働を議論するどころじゃないはず  RT @teshikun: RT @genpatsu_news: 2号機で…
飯泉 仁 @aquamasa
http://t.co/w9FhCYB4 RT @hirakawah: 福一君、再臨界起きてるの???
飯泉 仁 @aquamasa
自発核分裂と臨界との間に未臨界中性子増倍状態がある。RT @hirakawah: Xeは、臨界ではない自発的な核分裂でも生じると思うんだけど、今回検出された量は、自発的核分裂で出てくる量程度なのか、それより多くて、再臨界じゃないと説明できない量なのか??
飯泉 仁 @aquamasa
局所的な臨界などではないと考える。中性子増倍状態。 RT @hirakawah: なるほど、それで局所的な臨界とか、そういう話になっているのですね。ありがとうございます。RT @ake_____: @hirakawah 東電会見の中継ツイート見てたところ、2号機にガス管理シス…
飯泉 仁 @aquamasa
n個の中性子があって、連鎖反応によってMn個になるときMを増倍係数という。中性子計数管で計って最初cカウントだったとすると増倍係数がMになればMc カウント。1/Mをプロットしてそれがゼロに漸近するのを見て、臨界接近を判断する(逆増倍係数法)。そのMがごく少ない状態でないか。
飯泉 仁 @aquamasa
こちらをごらんください。 http://t.co/rJy86qYl RT @ake_____: 概念を単純化してわかりやすくしようとしてるのでしょうか。おおざっぱすぎて「厳密に用語を使用」した「科学」的な発言とはとても言えないと思います。
飯泉 仁 @aquamasa
そう考えます。 RT @ake_____: 「局所的な臨界」というと、局所的であれ持続的に核分裂連鎖反応が続くことを意味するので適切な表現ではなく、未臨界中性子増倍状態と呼ぶのが適当、ということでしょうか。
飯泉 仁 @aquamasa
4号機は間違い。1,3号機でも同様に核分裂の兆候は見られるのではないか。あって当たり前のこと。 RT @aquamasa: 福一2号機での放射性Xeの検出。ほかの炉(1、3,4号機)でも計れば程度の差こそあれ、出てくるのではないか。 http://t.co/w9FhCYB4
飯泉 仁 @aquamasa
臨界まで届かない中性子増倍状態と考えた方が自然ではないか。 RT @MasakiOshikawa: …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…
Hideyuki Hirakawa @hirakawah
.@take2602さんの指摘は、「水温上昇」は「臨界が連続的に起きている」ことの「結果」であり、「水温が低いまま」=「臨界は継続してない」という意味だと思います。RT @jg1koe: 水温は関係ないかと思います。 RT 部分臨界しても水温とかが低ければある程度制御できていて、
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.1)キセノン検出について、未だまともな解説をする専門家がいないようだ。NHKに出てきた岡本孝司教授は原子炉物理をよくご存じでないらしい。今日何度か断片的に書いたが、もう一度私の見解(「未臨界増倍状態」仮説)をまとめておこう。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.2)大方の報道では核分裂の兆候が見られるということがすぐに臨界と結びつけられている。臨界に至らないが核分裂反応が連鎖的に起きる状態のほうが可能性が高いのだ。東電の説明役のひとは、「大きな臨界はないが、局部的な臨界の可能性は否定しない」といっている。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.3)「大きな臨界」なんて曖昧な言葉は原子炉物理にはない。たぶん未臨界で増倍が高まっている状態をそう言っているのだろうか。それはミスリーディングな言い方だ。熔け落ちた炉心は、圧力容器の底と格納容器の底に固まって、あるいはある程度散らばって、水に浸かっている。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.4)それぞれは未臨界集合体である。中性子があれば、核分裂が起き、そこで生まれた中性子は水で減速されて次なる核分裂を起こす。連鎖反応だ。しかし臨界条件をみたさなければ、持続的連鎖反応は起きない。炉心で一個の中性子が次々の核反応で平均的に何個の中性子を生み出すか。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.5)それを実効増倍率といい、k_eff で表す。k_eff = 1 を満たしたとき初めて臨界になる。これが臨界条件だ。原子炉のいろんな部位にある炉心が熔け落ちて固まった集合物はそれぞれ k_eff < 1 という未臨界状態にあると考えるのが妥当だ。
飯泉 仁 @aquamasa
未臨界増倍状態.6)その方が偶然的に臨界条件を満たすより、はるかにありうると想定される。未臨界状態とはいえ、中性子があれば、かなりの核分裂が起こりうる。中性子の発生源としては、自発核分裂がある。ウラン238や、これまでの燃焼によりすでに炉に生成していたプルトニウム239
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コメント

hiroharu.minami @hiroharu_minami 2011年11月3日
こちらのまとめの方が、読みやすくためになる感じ。 やっぱりまとめ人の編集力の差って大きいね。
イヌヲ @kaniyo1 2011年11月3日
このまとめとhttps://twitter.com/#!/aquamasa/status/131961560401838080のリンク先を読むと先生が言ってる内容がわかりやすくなると思います。
笑い猫 @bokudentw 2011年11月3日
@kannechi1 さんと、@UNECCSさんの補足を追加しました
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