人気ブログランキング |

by and by yumimi61.exblog.jp

カレンダー
S M T W T F S
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31

日本国憲法の秘密-373-

ウランの分離は今でもって出来ていない。
「分離」ではなく「濃縮」という方法を採ったのだ。
「99.3%のウラン238、0.7%のウラン235」という比率を変えてやることを濃縮と言っている。
軍事的な目的での使用ではウラン235の割合を100%近くにし、発電用では3%くらいに変えてやる。(これらを濃縮ウランと言う)
但しウラン235とウラン238とでは化学的な性質が同じであり、両者の差は僅かな質量の違いだけである。(235と238が質量)。


分離も然ることながら、僅かな質量の違いしかなく化学的な性質は同じなのに、一方は核分裂しやすく一方は核分裂しにくいなんて何だかおかしいと思った方もいるのではないでしょうか?(いませんか?)
核分裂が起こりやすさの違いを説明する時には質量の違いが持ち出される。

質量=陽子+中性子
質量が大きい元素(重い元素)ほど不安定で核分裂を起こしやすい。
ウランは質量が大きい元素であるので、ウランは他の元素に比べて核分裂を起こしやすいということになる。
その中でもウラン235のほうが核分裂しやすいのは何故か。
それが質量の違い、要するに中性子の違いで説明されている。(陽子の数が元素番号であり、陽子の数が変わったら違う元素になってしまうので同じ元素である以上ここは変わらない)
 ・ウラン238=陽子92+中性子146 ・・・・99.3%存在
 ・ウラン235=陽子92+中性子143 ・・・・・0.7%存在

質量数が奇数の原子核は偶数の原子核よりも不安定だということなのだ。
2よりは3のほうが不安定要素を抱えているということは何となく分かりますね?
238は偶数、235は奇数である。
中性子の放出を狙う核分裂には、陽子が偶数で、中性子が奇数であることが適している。

 ・ウラン238(偶数)=陽子92(偶数)+中性子146(偶数) ・・・・99.3%存在
 ・ウラン235(奇数)=陽子92(偶数)+中性子143(奇数) ・・・・・0.7%存在

これは奇数偶数の話だが、原子核が特に安定となる陽子と中性子の数として「魔法数」なんてものもある。
これは非常に安定性が高く、分裂や崩壊が起きにくい数なのだそうだ。
計算上弾き出された特定の値のみが魔法数になれる。
「テクマクマヤコンテクマクマヤコン、安定になあれ」
「マハリクマハリタ、ヤンバラヤンヤンヤン~!」
テクニカルテクニカルテクニクテクニカ、シャランラ~」
「ピピルマピピルマプリリンパ、パパレホパパレホドリミンパ、 アダルトタッチで(ピー!?)」
くるくるさささー「パステルポップルポッピンパ!」 ほぅこれが安定原子核か・・・。

こうしたことは量子力学の分野であり、量子力学には基礎方程式(オーストリアの物理学者の名をとりシュレーディンガー方程式)があるが、その方程式を正確に解いて原子核を明らかにすることは極めて困難で不可能と言わざるを得ない。


ウラン235の核に外から1つの中性子が入ってくる。
ウラン235(奇数)=陽子92(偶数)+中性子143(奇数)←中性子1
                  ↓        
ウラン236!?(偶数)=陽子92(偶数)+中性子144(偶数)  安定したじゃないか?

もともと安定な性質と、もともと不安定な性質では、外部侵入者に対するリスク対応力に違いがあるということではないでしょうか?
たぶんロッテ戦のようなことですよ。


ウラン235の核に外から1つの中性子が入ってきて分裂をする。
新たな2つの原子核(陽子の数が変わってウランではない元素)が出来て、それと同時に、2~3の中性子とエネルギーが放出される。
ここで放出されるエネルギーは結合が強いほど大きい。
複数の要素からなる物(系)において、その系が一か所にぎゅうっと寄り集まって在る状態と、ばらばらに存る状態では、使われているエネルギー(ポテンシャルエネルギー)が異なる。
「ばらばらの総和=寄り集まりひとつ」ということではなく、寄り集まる状態の時のほうがエネルギーが大きくなる。、「ばらばらの総和<寄り集まりひとつ」。(寄り集まりにはストレスがかかるということですね)
結合エネルギーと言われているが、束縛エネルギーとも言う。(これは本当の話ですよ)
結合エネルギーが大きいほど、その結合は強固で安定であると言えるわけで、安定的なものほど崩壊する際に放出されるエネルギーが大きくなる。
人間はこのエネルギーを利用しようとした。


1つ中性子を投入して分裂が起これば、次は2~3の中性子が放出される。ここでは3つとしておきましょう。
その3つの中性子がウラン235に1つずつ取り込まれる。そうすれば今度は3つの核分裂が一斉に起こるわけである。
3つから3つずつ放出すれば9つの中性子。こうしてねずみ算式に数は増大していく。

但し3つ全てが直ちにウラン235に取り込まれるとは限らない。
物事には100%はない。取り込まれず失われてしまう中性子もある。
さらにウラン235が分離できていない状態である。つまりウラン238もあるという状態なので、ウラン238に取り込まれる中性子も当然ある。
3つのうちの1つは取り込み失敗、1つはウラン238に取り込まれ、1つがウラン235に取り込まれたとする。
効率という観点からみればいまいちな状態だが、核分裂が1つでも起これば核分裂連鎖が生じたということにはなる(臨界状態)。
安定的な核分裂を期待する発電では中性子が取り込まれる数がある程度抑えられたほうが良いが、大きな爆発を期待するならばねずみ算式で短時間に増えたほうが良い。
ねずみ算式はある意味暴走状態で制御不可能。ただ分裂性原子核の量に限りがあれば、延々に続くということはない。分裂するものがなくなれば、そこで終わる。必ず終わりが来る。
  中性子1→核分裂成功1→中性子3→核分裂成功0  ⇒失敗
  中性子1→核分裂成功1→中性子3→核分裂成功1→中性子3→核分裂成功1・・・ ⇒臨界
  中性子1→核分裂成功1→中性子3→核分裂成功3→中性子9→核分裂成功9→中性子27→・・・・


ウラン爆弾
e0126350_1873189.jpg


連鎖反応を維持するために必要最小限度のウランの量「臨界量」を計算(予想)する。
臨界に達しないと核分裂連鎖反応による爆発は起こらないので、これが最低限の量ということになる。
ウラン238の比率が多ければ多いほど、大量のウランが必要になり、連鎖反応成功率も低くなるし、成功したとしても爆発の威力が軽減する。
(しかもウランは重く相対的には不安定な元素なので、結合エネルギーは大きくはない)
何度も言うようだが238と235比は99.3対0.7である。ウラン235の比率をどれほど上げたのか分からないが、神頼み、奇跡の領域ではないかと推測する。
その他に攻撃にどれほどの威力を必要とするのかによってウランの量は変わってくるが、航空機に搭載するものなので重さや大きさには限度がある。

水色がウラン。半分にして左右に配置する。右側の真ん中にある紫丸は最初の中性子を投入する装置。
重水は結局使用したのかしなかったのかの2H?
爆薬をセットし、それが爆発するとその衝撃で左側のウランが右側に勢いよく衝突する。
要するに圧力によって瞬間的に密になった状態で核分裂連鎖反応が始まる。しかし圧力によって生じた原子核の密度と核子間の密度(結合)は違うものでは?
by yumimi61 | 2016-10-07 11:54