天然トリチウムはどこで生成されるのか。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 ここで中性子と、窒素原子核の弾性散乱断面積は1barn程度なので、これらの数字から、中性子の大気上空でのフラックスが分かります。元々の1kgあたりというSvやGyの定義を1cm^2の断面状で想定すると25個/cm^2/secとなる。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 すると空気1m^3中で、このフラックスの宇宙線中性子による窒素原子核とのnt反応［14N(n,t)12Cとか何とか］でのトリチウム（t）の生成率は、50000個/sec/m^3程度と分かる。（ここまででどこか計算間違いはないかな？）

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 　トリチウムの半減期は12.3年なので、これで崩壊定数を計算し、この自然崩壊と、宇宙線によるトリチウムの自然生成（さっきの計算）との、釣り合い条件で、天然トリチウムの空気中の濃度が決まります。これを求めると、約50Bq/m^3となる。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 大気中のでトリチウムの生成は、私が当初予測したように、高エネルギーでは非常に起こりにくいです。それは原子核がバラバラになるからで、その時に三つの核子が位相空間（p,x)で揃わないと、3核子の束縛状態が出来にくいから、という単純な理由。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 でも宇宙線の中性子は、高エネルギーで生成された後、連続的にエネルギーを失い、徐々に低エネルギーになり、大気上空でちょうどトリチウムを生成しやすいエネルギーになった段階で、突然、トリチウムが、その付近で多量に生成されると思います。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 だから大気中でのトリチウム生成には、何か「エネルギーの窓」のような領域があって、高すぎても低すぎても出来にくいと思う。先程の計算では、中性子のエネルギーを、簡単のために10MeVとしてます。それはその「窓」のちょうど中央付近のつもり。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 それで大気上空のある場所付近で、宇宙線の中性子によってトリチウムはよくできると予想されますが、その付近でのベクレル数が約50Bq/m^3という結果。これは実際の観測結果である、地上付近の1Bq/Lと矛盾はしない、のではないかと思う。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 宇宙線の中性子による、海水中でのトリチウム生成率も、同様に計算できると思います。これはお盆明けにでもやってみたいと思います。すみません。暫く離脱。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 ここで　https://t.co/6vn8bt9ybU　中性子と窒素原子核の直接反応による、トリチウム生成率（反応断面積）を10mbと仮定。ここでは、宇宙線中性子のエネルギーを10MeV程度と仮定しました。断面積が大きい領域として。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@G__G_ @nishikawa_2011 以上、どこか計算間違いもあるかもしれないので、ご指摘歓迎します。

にしかわたけし @nishikawa_2011

平衡時dN/dt=-N/tau+生成量=0でN/tauがBqなんで生成量=Bqなんじゃないかな？実は昨日、ざっくり計算してみたのですが、結果が変なのでつぶやかず・・RT @y_mizuno @G__G_ @nishikawa_2011 これを求めると、約50Bq/m^3となる。

にしかわたけし @nishikawa_2011

昨日だったかのtogetterにあったプラ核学会誌で引いているPR101,1557をざっと読んだ限り、窒素と酸素の断面積が20mbarnで大体合うと書いてあったのでそんなもんかなで済ましてました^^;; RT @y_mizuno @G__G_ @nishikawa_2011

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@nishikawa_2011さん、その通り、生成率の単位はBqというか、個/秒です。ただそれを1m3当たりで書いただけですが。 @G__G_