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飯泉氏による2号機臨界についての総括と遠藤先生による原子炉臨界の解説

2号機でのキセノン検出による臨界の疑いは自発核分裂で臨界には達しないとの結論になったよう。今後も臨界条件のきびしさを考えると簡単に再臨界はおこりそうもなく、ひと安心といったところ。 ただし、まだ1号機と3号機の分析がまだなので同様の確認が必要となる 遠藤先生のツイが豊富になり原子炉の臨界に関する技術解説がながくなったのでタイトル変更しました
震災 核分裂 原子炉 福島第一 放射線 原発 キセノン 臨界 放射能
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ツイートまとめ 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 6230 pv 89 31 users 3
\(^o^)/(遺伝子操作されていない) @noname748375928
昨日の復習 http://t.co/L2JQuL4e 遅発中性子は放射性原子核が自然に分裂して出る中性子なのでディレイがある、遅発中性子の割合は0.6%、既発中性子だけでは臨界させないようにして原子炉の反応を穏やかにしている。SL-2や2回の暴走実験は既発中性子だけで臨界させた。
\(^o^)/(遺伝子操作されていない) @noname748375928
http://t.co/Y0S89vaf 0.6%の余裕の中で原子炉全体をまんべんなくこんがり焼いて燃料の寿命の間臨界をもたせるのは大変ですね。もんじゅくんはどうですかね。
飯泉 仁 @aquamasa
1)東電はキセノンが自発核分裂によるものとした。私が考えた未臨界増倍説で、k_eff が小さくて、無視できるということのようだ。
飯泉 仁 @aquamasa
2)その原因を考えてみた。熔け落ちた核燃料が離ればなれの小さな塊に分散している。大きい塊では水が減速材として十分働かない形状になっていて、核分裂中性子が熱中性子になり、次の核分裂を起こすという連鎖反応は途切れている。
飯泉 仁 @aquamasa
3)大きな塊の中で自発核分裂で発生した速い中性子がそのままU238の速中性子核分裂を起こすことが可能性として考えられるが、これによる増倍率は0.26程度で寄与が少ない(Weinberg:Physical Theory of Neutron Chain Reactors)。
飯泉 仁 @aquamasa
4)仮にk_eff=0.5としても増倍係数M=2。せいぜい自発核分裂中性子が2倍に増倍される程度。キセノン検出量と、それがCmに依るとしたときの推定の精度はオーダーが合っているという程度であろうから、その中に埋もれている。
飯泉 仁 @aquamasa
5)この推定が正しいとすれば、今度のキセノン検出とそれが自発核分裂のみによるとした推定値で説明できたことで、今後よほど形状の変化などがない限り、再臨界の可能性はほとんどないと立証できたのではないか。怪我の功名といおうか。
\(^o^)/(遺伝子操作されていない) @noname748375928
制御棒全部引き抜いても既発臨界しないと思ったけど、余剰反応度の説明みるとそうでもないみたい。
\(^o^)/(遺伝子操作されていない) @noname748375928
@bokudentw 余剰反応度をちょっとだけさしこんだ制御棒で防げるとなると中性子は近くの燃料同士でやりとりしてるだけじゃなくてかなり遠くの燃料からもくるみたいです。そうじゃないと上の方だけ既発臨界とかなりそうです。もんじゅは違う炉なので0.6%とかちゃんとあるかが疑問ですね。
笑い猫 @bokudentw
@UNECCS それって気になるよね。燃料棒全体をまんべんなく反応して燃やすってできるのかねえ。もんじゅとかは、難しそうだよね
Masato Ida & リケニャ @miakiza20100906
【原子力学会】福島第一原発2号機格納容器内気体からの短半減期Xeの検出について http://t.co/Zx1qUDEQ (PDF) 自発核分裂は自然現象であり、また、現状では、発生する熱エネルギーは崩壊熱に比べて無視できるほど小さいため、安全上の問題は無い。 #genpatsu

遠藤先生による分析も追加しました

Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
@hayano 早野先生、いつも有難うございます。簡易な計算ですがオーダーは外していないかと思います。後は、現時点で測定されたXe133,135が誤分析ではなく確かな分析結果なのかどうか、クロスチェックの結果を待ちたいと思います (PS お身体の調子はよろしいでしょうか?)
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
http://t.co/IG533bMe において、福島第一2号機の大気中への希ガス放出割合が81~97%で、Xe133の体系放出量が3.5e18[Bq]と推定されているので、推定した放射能のオーダーは概ね合っていると思う .@hyd3nekosuki
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
復習:http://t.co/tLMZ6bTh の添付資料1の表1(pdf 20頁)に示されたように、福島第一2号機の炉心平均燃焼度22.9 [GWd/t]=22900 [MWd/t] :燃焼度(ATOMICA解説)→http://t.co/CdANyotG
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
福島第一2号機において、2011/03/11時点までの炉心平均燃焼度が22900 [MWd/t]であると仮定して、キュリウム(Cm)生成量[グラム]を推定してみました。(使用コード:SCALE6/TRIRON) http://t.co/IOlk3qEP
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Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
【誤記訂正】☓SCALE6/TRIRON→◯SCALE6/TRITON .@hyd3nekosuki
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
Cm242,244の半減期、自発核分裂(SF)割合の値として、アイソトープ手帳11版の値を引用して計算を行う http://t.co/EoHPLl7B
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Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
2011/03/11シャットダウン後の、福島第一2号機におけるCm242自発核分裂率[fission/sec]の時間推移は以下のとおり→http://t.co/c2ybdiyn (横軸は経過日数[日]、縦軸は1秒間当りにCm242が起こす自発核分裂数[fission/sec])
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
2011/03/11シャットダウン後の、福島第一2号機におけるCm244自発核分裂率[fission/sec]の時間推移は以下のとおり→http://t.co/vs9lWPsh (横軸は経過日数[日]、縦軸は1秒間当りにCm244が起こす自発核分裂数[fission/sec])
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
以上より、2011/03/11シャットダウンしてから235日後の、Cm242,244による自発核分裂率の総和は3.9e9 [fissions/sec]と推定される→http://t.co/ZPSnvrRR
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
以下ではXe-135を例として計算する。JENDL-4(http://t.co/tyw6sXwO )より、Cm-244の自発核分裂によるXe-135の累積核分裂収率は7.5±0.3% http://t.co/aw3NznrE
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
Cm242,244の核分裂収率が同じと近似して、2011/03/11シャットダウンしてから235日後において、Cm242,244自発核分裂率によって1秒間当りに発生するXe-135の量は3e8[atoms/sec] → http://t.co/ExGf6LTd
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki
自発核分裂反応によって生成され、定常状態に達したXe-135の放射能A [Bq]の値は、この図のように大気中拡散/漏洩による減少をひとまず無視した近似的なモデルで考えた場合、Xe-135の生成率S [atoms/sec]に等しくなる http://t.co/WyQg7bA4
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コメント

笑い猫 @bokudentw 2011年11月4日
@hyd3nekosuki 勝手にまとめに入れさせてもらいました 
笑い猫 @bokudentw 2011年11月4日
@hyd3nekosuki 遠藤先生による臨界の解説を追加しました「飯泉氏による2号機臨界についての総括」臨界についてわかりやすいかと思います
イヌヲ @kaniyo1 2011年11月5日
制御棒の反応度価値についてはこれの中の原子炉停止余裕に関する話を読むのが手っ取り早いともいます。→http://www.nsc.go.jp/shinsa/shidai/dai113bukai/dai113bukai_a/2/siryo3.pdf 一番効きの良いやつ一本だけなら臨界にはなりませんが、・・・・
{3,5/2} 大二十面体 @Polyhedrondiary 2011年11月5日
良いまとめ。勉強になります。未臨界増倍は等比数列の無限和ってことか。公比が1に達すると発散=臨界。なるほどね。ぷよぷよの喩えも面白い。
原田裕史🥚🧷 @harada_hirofumi 2011年11月5日
余談ですが、天然原子炉のような間欠臨界状態では臨界と認識されても中性子倍増率の平均値は1を下回っているという例もあります。
笑い猫 @bokudentw 2011年11月7日
@hyd3nekosuki あらたな遠藤先生のツイを追加しました。遠藤先生がんばる!驚異のノビ!遠藤先生の提言に対する関係者のご意見うかがいたいな
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