核分裂の定義と例

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核分裂とは？

ドーリング・キンダースリー/ゲッティイメージズ

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ドーリング・キンダースリー/ゲッティイメージズ

核分裂とは、原子核が 2 つ以上の軽い原子核に分裂することです。 エネルギー リリース。元の重い原子は親原子核、軽い原子核は娘原子核と呼ばれます。核分裂は、自発的に、または粒子が原子核に衝突した結果として発生する核反応の一種です。

核分裂が起こる理由は、陽子と中性子を一緒に保持する強力な核力と、正に帯電した陽子間の静電反発力との間のバランスがエネルギーによって乱されるためです。原子核は振動するので、斥力が近距離の引力に打ち勝ち、原子が分裂する可能性があります。

質量変化とエネルギー放出により、元の重い原子核よりも安定した小さな原子核が生成されます。ただし、娘核はまだ放射性である可能性があります。核分裂によって放出されるエネルギーはかなりのものです。たとえば、1 キログラムのウランの核分裂は、約 40 億キログラムの石炭を燃やすのと同じエネルギーを放出します。

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核分裂の例

核分裂が起こるにはエネルギーが必要です。これは、元素の放射性崩壊から自然に供給されることもあります。また、陽子と中性子を一緒に保持している核結合エネルギーを克服するために、エネルギーが原子核に追加されることもあります。原子力発電所では、高エネルギーの中性子がサンプルに向けられます。 同位体 ウラン235。中性子からのエネルギーは、ウラン原子核をさまざまな方法で壊す可能性があります。一般的な核分裂反応では、バリウム 141 とクリプトン 92 が生成されます。この特定の反応では、1 つのウラン原子核が、バリウム原子核、クリプトン原子核、および 2 つの中性子原子核に分裂します。これらの 2 つの中性子は、他のウラン原子核を分裂させ、核連鎖反応を引き起こします。

連鎖反応が発生するかどうかは、放出される中性子のエネルギーと、隣接するウラン原子がどれだけ近いかに依存します。中性子がより多くのウラン原子と反応する前に中性子を吸収する物質を導入することで、反応を制御または緩和することができます。