2013年2月2日

核分裂反応と核融合反応~核融合が暴走しない理由

たまに、「核融合が暴走したら?」という呟きを見るので、超簡単にまとめてみた。
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はじめに

夢乃 @iamdreamers

核分裂反応と核融合反応と、どう違うのか、頑張って呟いてみる・・・核分裂と核融合の違いはこっち http://t.co/BQR5t8cB で。

2013-02-02 08:10:25
まとめ 核分裂と核融合 超簡単にまとめてみた。 23887 pv 238 16 users 36

核分裂反応

夢乃 @iamdreamers

現在の原子力発電に使用している核分裂炉は、ウラン235(やプルトニウム239)の核分裂反応を利用してエネルギーを取り出している。具体的にはどうなっているかというと・・・

2013-02-02 08:11:41
夢乃 @iamdreamers

ウラン235の塊(核燃料棒。核分裂反応を起こすウラン235はこのうちの10%もないけど)に向けて中性子を発射する。 http://t.co/r6e2NzzY

2013-02-02 08:13:18
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夢乃 @iamdreamers

この中性子がウラン235にぶつからないと、何にも起こらないhttp://t.co/ggQ9rkg8

2013-02-02 08:14:17
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夢乃 @iamdreamers

発射した中性子がウラン235にぶつかると、ウラン236になって・・・ http://t.co/VvOP5h4o

2013-02-02 08:15:02
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夢乃 @iamdreamers

二つの原子に分裂する核分裂反応が起こって何個かの中性子が放出される。 http://t.co/GGyRiGYD

2013-02-02 08:15:52
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夢乃 @iamdreamers

核分裂反応でできた中性子が別のウラン235にぶつかると、またウラン236ができて・・・ http://t.co/k51pwqVL

2013-02-02 08:16:54
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夢乃 @iamdreamers

このウラン236も核分裂反応を起こし、二つの原子に分裂して何個かの中性子が放出される。 http://t.co/36FA0kqJ

2013-02-02 08:17:28
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夢乃 @iamdreamers

このように、核分裂反応では、最初に中性子を投入すると核分裂反応が連鎖して起きている。中性子の全部がウラン235にぶつかるわけではないから、放っておくと止まってしまう場合もある。けれど、核分裂反応がたくさん起きて中性子の数が多くなりすぎると、核分裂反応が止まらなくなる。

2013-02-02 08:21:40
夢乃 @iamdreamers

核分裂炉の中の中性子の数を調整して核分裂反応の連鎖速度を制御するために核分裂炉に入れるのが、制御棒。制御棒に中性子がぶつかると、その中性子を吸収する。これで核分裂反応を制御する。 http://t.co/X8W3NRFF

2013-02-02 08:22:57
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夢乃 @iamdreamers

人間が気を抜いて制御棒の抜き挿し調整を怠ると、制御棒を入れても際限なく核分裂反応が広がってしまい制御できない状態に陥る可能性がある。こうなってしまった状態が、暴走と呼ばれる。

2013-02-02 08:26:19

余談

核分裂反応を実用として使うにはこれだけじゃなくて、減速材としての水が必要だったり、燃料同士がある程度離れていないといけないけれど。

ryugo hayano 💉💉🎻 @hayano

(専門家には釈迦に説法,専門から遠い方には少し詳しすぎるかもしれない参考図)水がたっぷりあって,燃料棒同士がほどほどに離れていないと臨界にならない理由. http://twitpic.com/4xz1a0

2011-05-15 20:19:31

ひとやすみ

夢乃 @iamdreamers

核分裂反応はいろんな人が説明しているから、ここまでは今ではほとんどの人が知っているんじゃないかと思う。それじゃ、核融合反応の場合はどうしているのかって言うと・・・

2013-02-02 08:29:06

核融合反応

夢乃 @iamdreamers

核融合反応を起こすには、例えば、水素の原子核重水素と重水素とか重水素と三重水素とか)同士をぶつければいいhttp://t.co/BQR5t8cBを見てね)。ところが、ウラン235に中性子をぶつけるようにはいかない。なぜかというと・・・

2013-02-02 08:31:36
夢乃 @iamdreamers

(重水素はD、三重水素はTと表記するのが一般的だけど、ここではHで統一します)原子核は、正(プラス)の電荷を持つ陽子と、電荷を持たない中性子からできている。だから、原子核は正の電荷を持っている。この水素原子核同士をぶつけようとすると・・・ http://t.co/Rwf4BP5y

2013-02-02 08:35:00
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夢乃 @iamdreamers

斥力が働いて原子核の軌道がずれ、ぶつからない。磁石N極同士あるいはS極同士反発するのと同じイメージ。これでは原子核はぶつからず、核融合反応は起きないhttp://t.co/GiPbSuNZ

2013-02-02 08:36:20
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夢乃 @iamdreamers

どうすれば核融合反応を起こせるか。頭のいい人が考えた(多分・・・)。原子核の速度をとんでもなく速くすれば、斥力で軌道が変わる前にぶつけられるんじゃないか?と。(・・・た、たぶん・・・)

2013-02-02 08:37:06
夢乃 @iamdreamers

その速度を計算すると、秒速1,000km。航空機なんてメじゃない、ロケット並みの速度だよ・・・この速度をどうやれば出せるだろう・・・ http://t.co/KKjBP5TD

2013-02-02 08:39:41
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夢乃 @iamdreamers

水素は気体の状態で存在する。気体の状態の元素は、原子(正確には分子)の状態で空間を飛び交っている。 http://t.co/I4nUYOzZ

2013-02-02 08:41:29
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コメント

雑草スレイヤー@次回コミティア138 @gc_cic 2013年2月2日
物凄いエネルギーを加えないと核融合が起こらないものの、核融合からエネルギーが取り出せるというのも、実証済みながら不思議に思えてしまいます。
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イラン伊蘭🏴‍☠️🐧@skeb募集中 @Ylang_Ilang 2013年2月2日
太陽を含めた恒星は自然と核融合を制御してる。反応が加速すれば中心核が断熱膨張で温度が下がり反応の抑圧し、反応が減退したら重力で中心核が収縮して反応が促進する。うまくできてるよ。
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A.C.✨NCC1710hh2 @AerospaceCadet 2013年2月2日
核融合で出るエネルギーはある粒子が別の粒子の上に落っこちる事で発生するとお考え下さい。強い相互作用は重力相互作用よりも10の40乗程も大きいので、重力相互作用を利用する発電(つまり水力発電所ですな)
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A.C.✨NCC1710hh2 @AerospaceCadet 2013年2月2日
よりも遥かに小さな規模で大きなエネルギーを出すのだとそういう事です。
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まるちゃん@大湊警備府 @malchan1224 2013年2月2日
こういう話に反対派はやって来ない。理解出来ないからではない。理解していると知られてしまうと反対出来なくなるからだ。
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うにら @riafeed 2013年2月2日
malchan1224 ここで説明されてないからわからないけど、反対という立場をとるなら廃棄物問題で攻められそうだなぁとは感じるので、来ないのは実現化がまだ先に見えるのとそもそも興味がないのでは。
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ฅ^•ω•^ฅ(ねこのひと)ᓚᘏᗢ💉*2完了full @nyagonya_ 2015年5月6日
岐阜県土岐市にある核融合科学研究所では、こういった過程と実験内容の解説を定期的にやってるんだけど。それでも「核」とつくものへのアレルギーで施設への反対運動連中がいるみたいなんだよな(´・ω・`)… http://t-mamorou.digi2.jp/ 阿呆だよな。
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araburuedamame @rpdtukool 2015年5月6日
「くそっ!核融合炉が暴走して、皆がドナルドダックみたいな声に!」みたいなことは起きないんですね。良かった良かった。
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MagicalDoveDive @VVspyVV 2015年5月6日
秒速1000kmってそれ今のロケットじゃ無理な気が。 敢えて例えるなら、テポドンの200倍とか、リニア新幹線の7000倍とか、そんな感じ?
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ひろ@猫もふ欠乏症 @hiro_h 2015年5月9日
ん? 核融合「炉」が暴走しない理由であって、反応は暴走させようと思えば出来る気ががが(だって水爆があるよね
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まどちん● @madscient 2015年5月9日
hiro_h いいや。核融合は連鎖反応ではないので暴走のしようがない。水爆はそもそも起爆装置として原爆を使って核融合反応に必要な高温高圧状態を作ってる。
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