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
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Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
Xe135放射能濃度X[Bq/cc]は、体系全体で毎秒発生している全核分裂数Fに比例する。X∝F、すなわちX∝S/(1-Keff)。言い換えると、Xe135放射能濃度は、毎秒起こっている自発核分裂数Sに比例し、(1-Keff)に反比例する
2011-11-04 21:37:49
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
ここでX＝ε×S/(1-Keff)という形でX135濃度に換算する為の係数εを導入する。東電資料においてCm242,244の自発核分裂のみから推定されたXe135濃度というのは、上式においてKeff=0、つまり溶融燃料中に存在するU,Puの核分裂反応による寄与が全く無い場合に相当
2011-11-04 21:41:59
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
Keff=0のときのXe135濃度をYとおくと、Y=ε×Sとなる。よって、中性子増倍率Keffの体系において実測されたXe135濃度Xの値は、X=Y/(1-Keff)と表されることになる
2011-11-04 21:51:12
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
東電資料(http://t.co/4VC6IH9d )に基づくと、Y=9.9e-3[Bq/cc]、X=2.7e-2[Bq/cc]と推定されているので、先ほど示した式に基づくと体系の中性子増倍率Keffを約0.63と見積もることができる→http://t.co/JWj20G4v
2011-11-04 21:55:22
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
別パターンとして、X=Y/(1-Keff)の式に、X=2.7e-2、Y=9.9e-3を代入し、solveを使ってKeffを求めると→ http://t.co/soLrsQ6j .@hyd3nekosuki
2011-11-04 21:59:43
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
なお、自発核分裂としてCm242,244が占める割合を96%と見込んだ場合には、体系の中性子増倍率Keffは約0.62と推定されることになる→http://t.co/aHmLFrbV
2011-11-04 22:07:37
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
以上で示した式X=Y/(1-Keff)に基づくことで、今後ガスサンプリングでXe135を分析した結果、得られたXe135濃度の測定値が万が一高くなった時に臨界状態に近づいた、と判断することができます
2011-11-04 22:19:19
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
東電資料に基づいて、Keff=0におけるXe135濃度Yを9.9e-3Bq/ccとすると、例えば体系の中性子増倍率がKeff=0.99999まで臨界に近づいた場合、格納容器内のXe135濃度は約1000[Bq/cc]まで上昇します→http://t.co/Zl4yEbYB
2011-11-04 22:26:38
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
なお、東電資料(http://t.co/4VC6IH9d )の資料2において、出力1kW時のXe135の量を推定してますが、この時の中性子増倍率Keffは0.999984と、9が5つ並ぶくらい臨界(Keff=1)の状態に近づいたと言えます→http://t.co/WNoK9nwt
2011-11-04 22:31:56
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
未臨界状態というのは、体系の中に1個の中性子をぽんと投入した時に、それを種火とした核分裂の連鎖反応がいつか終息し、連鎖反応の長さが定義出来る状態。中性子増倍率Keff=0の場合は一切連鎖反応が起こらない。Keffが1に近づくにつれて連鎖反応の長さがどんどん長続きするようになる
2011-11-04 22:37:01
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
(敢えてぷよぷよで例えるならば、深い未臨界(Keffが0に近い状態)ではふぁいや～ぐらいしか続かない、臨界状態に近づく(Keff→1)とふぁいや～→あいすすと～む→…→ばよえ～ん×nの連鎖が長続きする。正に臨界状態(Keff=1)では、ばよえ～ん×∞の状態とも言える)
2011-11-04 22:40:32
ぷよぷよ
@PuyoPuyo_
@hyd3nekosuki (⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)(⊙⊙)
2011-11-04 22:41:14
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
出力が一定状態となるような、核分裂反応が持続している状態を「臨界」と表現・定義している研究者の方々もおられるかもしれませんが、その場合、加速器駆動未臨界炉(→http://t.co/sPDo1sbC )で保たれている状態を何と説明するのでしょうか？ その定義では私は説明できません
2011-11-04 22:58:53
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
今一度強調したい点は「未臨界とは核分裂反応が全く起こらない状態では決して無い」ということ。また「臨界」や「再臨界」、「自発核分裂」といった言葉に惑わされるのではなく、問題の本質としては体系全体で毎秒生じている核分裂数がどの程度のレベルで、その核分裂数を人が制御可能なのかということ
2011-11-04 23:12:45
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
自発核分裂が起ころうが、原子核は2つに分裂し、同時に約200MeVのエネルギーが発生し、2～3個の中性子が放出され、分裂して生成された2つの原子核は放射性核種かもしれない。生成される熱エネルギーや放射性物質の観点で言えば、U235に中性子があたって起こる核分裂反応とほぼ同じ
2011-11-04 23:20:11
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
故に、自発核分裂だから問題無いと安直に考えるのではなく、今まさに東電福島第一原発で毎秒起こっている核分裂数がどれぐらいなのか、それによって発生される熱エネルギー、放射性核種の量は問題無いと言えるレベルなのかを、東電はもちろんのこと、私を含めた原子力工学の研究者は説明する責任がある
2011-11-04 23:24:46
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
1回の核分裂反応当たりに発生するエネルギーを200MeVと近似すれば、先に述べた毎秒44億回の核分裂反応によって0.14ワットのエネルギーが発生し続けている、と言い換えることもできる→http://t.co/2sAWZXSe
2011-11-04 23:52:29
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
http://t.co/HI7iJH1g で示されているよに、福島第一原発2号機は通常運転時の定格熱出力が238.1万キロワットである (続く)
2011-11-05 00:06:24
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
0.14ワットに相当する核分裂を起こし続けている炉心が、今もなお環境中に放出し続けている放射性物質の濃度、これが健康上問題無い量なのか、許容できる量なのかを、東電ならびに専門家は定量的に示さねばならない
2011-11-05 00:15:02
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
従って0.14ワットのエネルギーを出す炉心というのは、通常運転時の0.00000000006倍の核分裂反応を起こして運転し続けている原子炉と言い換えることができる→http://t.co/WB8QgYJT ただし放射性物質を封じ込める機能が失われている点に注意しなければならない
2011-11-05 00:10:57
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
私が考える一つの判断基準としては、放射性物質の排気中濃度限度(http://t.co/PthszuMM )、排水中濃度限度(http://t.co/MwRVYyxd )未満であることを、少なくとも示さねばならないと思う
2011-11-05 00:21:35
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
東電報告(http://t.co/4VC6IH9d )において、実測値に基づいたXe135濃度が高かった理由を、安直に無視せず私なりに読み解いたのだけれど。保安院なりJNESなりJAEAの方々はこの理由をどう解釈するのだろうか
2011-11-05 00:56:58
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
核データ(微視的断面積、核分裂収率)の誤差、燃焼計算の誤差、Xe135濃度計算モデルの誤差、その他諸々の誤差のせいにして、オーダーが合っているので問題無いと判断を下したとしたら、半年過ぎようが、日本の原子力研究者・技術者は真に無能な集団のままだと皆は思うだろう。否定できない
2011-11-05 01:11:08
Tomohiro ENDO
@hyd3nekosuki
(ラプンツェルみたいだにゃあ) RT @edamame315 塔の上の枝豆 http://t.co/ysQ0A3M0
2011-11-06 10:38:06