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-384-

半減期についてもう一度。

(1)例えば1秒に1つのスピードで崩壊していく原子核があるとする。
60秒(1分)に崩壊する原子核は60個。

①今ここに60個の原子核がある。
それが半分の30個になるのは30秒後である。(=半減期30秒)(30秒で30個崩壊)

②今ここに600個の原子核がある。
それが半分の300個になるのは300秒後(5分後)である。(=半減期5分)(5分で300個崩壊)


(2)「1秒に1つ崩壊するスピード」という基準をなくして、「半減期が30秒」ということだけにする。

①今ここに60個の原子核がある。
それが半分の30個になるのは30秒後。(=半減期30秒)

②今ここに600個の原子核がある。
それが半分の300個になるのは30秒後。(=半減期30秒)


放射線は崩壊で放出される。
外部被爆について考えると、(1)はそこにいた時間の長さが問題になる。同じ時間ならば量(数)の多さは関係ない。被爆に関して半減期が長いから有利とも言えなくなる。
(2)は②のほうが10倍多い放射線を放出している。同じ時間いても被爆量が違う。原子核の量(数)が多いほど被爆量も大きくなる。また半減期が長いほど人間にとっては有利となる。

(1)の考え方だと、同じ崩壊スピードであっても、存在している元素の原子核の量(数)が多いと半減期は必然的に伸びるということになる。
(2)の考え方だと、原子核の量(数)は関係なく半減する。但し存在している量が多ければ多いほど、元素原子核の消滅までの時間は長くなる(元素寿命が長い)。
しかしながら、60個と600個が同じ時間で半分になるということは、崩壊スピードが違うということになる。
数が増えることによって、つまり原子核同士が核分裂のように互いに連鎖的に何らかの作用を及ぼしあうことによってスピードが速まるということならば分からなくもないが、崩壊という1つの現象から見ると、同じ原子核が数が増えるだけで崩壊スピードが変わるということはおかしくないだろうか?

すなわち半減期とはこの地球が誕生した時に授かった地球上全ての元素の量についてのみ言えることで(寿命、総論)、どこそこの原発にこれだけの量の原子核があるからという各論に適さないのでは?
とはいえ地球が誕生した時に授かった地球上全ての元素の量を推測するのも容易ではない(そんなこと可能だろうか?)。
しかも地球の年齢は46億年だからすでに寿命を迎えている元素が多いということになってしまう。
途中で計算しなおしたならば、その年(起点)が提示されなければおかしいし・・。
半減期って本当に正しいのだろうか?


1941年7月15日、イギリスの科学者が中心となったMAUD委員会の最終報告はウラン爆弾実現可能というものだった。
しかしイギリス政府もアメリカ政府も否定的見解を持っていた。
風向きが変わったのは人工元素プルトニウムが登場したからであり、また両国に危機感を抱かせたのは、違う観点で行われていたであろうドイツの原爆開発の情報だったのかもしれないということは前述した。
1943年8月19日、「チューブ・アロイズに関するアメリカとイギリスの政府間の共同管理に関する協定文章」(ケベック協定)が締結され、これで正式にイギリスもマンハッタン計画に参加する運びとなったわけだが、以降チューブ・アロイズ、すなわちマンハッタン計画はプルトニウムを中心に行われていた。
その証拠にというかなんというか、ウラン爆弾は爆発実験も行っていない。

そんなわけで私も先日プルトニウム239の崩壊だけを書いた。
プルトニウム239(半減期 2.41万年)は放っておけばアルファ崩壊してウラン235になると言われている。(0.7%しかない貴重なウラン235ですよ!)
プルトニウムは人工的に合成された人工元素である。従って人工元素から天然元素(ウラン235)が生まれるという事になる。(それって天然というのか?)
0.7%や濃縮に拘らなくても、中性子が沢山あればウラン235は沢山作れる。
何故そう言わないのだろうか?

崩壊では中性子は放出されない。核分裂の時に放出される。
しかしその核分裂のきっかけも中性子。では最初の中性子はどこから来る?という話になるが、それは中性子源(イニシエーター)だということは前にも書いた。
中性子を利用するには、原子核の中性子を原子核外へと遊離させる必要がある。だけど神様ではないから何でも0からは作れない!
遊離というが、結局は原子核を壊す必要があるのだ。衝突させて、つまり運動エネルギーによって壊すということである。
しかしそれで中性子が放出されるかどうか・・・運を天に任せて・・・・それでは心許ないので・・・・・マハリクマハリタ中性子になあ~れ!?

ともかくどうやって壊すエネルギーを与えてやるかと言うと、原子核に放射線を当てる。
これが中性子源となるのだが、核反応とも言っている。核分裂も核反応の1つであるからややこしい。
放射線にはX線のように原子核外から放出される人工的なものと、α線のように原子核(放射能を持つ元素同位体をラジオアイソトープと言う)から放出されるものがある。
ちなみにα線とはアルファ粒子の流れのことを言い、アルファ粒子とは高い運動エネルギーを持つヘリウム4の原子核(陽子2と中性子2)のことである。

結局は核融合のところで書いた、ラザフォードの実験が元になっている。
ラザフォーはアルファ線(放射線)の散乱実験などを行っていた。
1919年、天然放射性物質から出るアルファ 線(エネルギー値7.7MeV)を窒素原子核に当てると、窒素原子核が破壊されることを発見した。
この実験と発見から、荷電粒子に7.7MeV 程度のエネルギーを持たせる電位をかけて加速し、対象となる原子核に当てると人工的に原子核が破壊できるのではないかと考えられた。
つまり一番最初はラザフォードが原子核の分裂でも融合でもなく人工崩壊(破壊)に気付いたわけである。


原子核物理学における原子核反応または核反応とは、入射粒子が標的核(原子核)と衝突して生じる現象の総称を言う。大別して、吸収、核分裂、散乱の三つがあるが、その反応過程は多彩で統一的に記述する理論はまだない

統一してしまうと、核分裂においても、必要なのは中性子ではなく運動エネルギーを持った原子核ということになる。
核融合には運動エネルギーを持った原子核(水素)を用いたということになっている。
ただその運動エネルギーを作り出すのが放射線なので、放射線源として原子核(ラジオアイソトープ)を用いる場合には、原子核を崩壊させなければならない。
崩壊には自然崩壊と人工崩壊がある。一度に大きなエネルギーが必要ならば人工崩壊に頼ることになりそうだが、人工崩壊は放射線で導くものだから堂々巡りとなって上手くいかない。



ウラン238(半減期45億年)→(中性子を取り込ませる)→ウラン239(半減期23.45日)→β→ネプツニウム239(半減期2.36日)→β→プルトニウム239(半減期2.41万年)→α→ウラン235(半減期7億年)

ウラン235は安定ではない。従ってまだ崩壊は続く。

ウラン235(半減期7億年)→α→トリウム231(半減期1.06日)→γ→プロトアクチニウム231(3.24万年)→α→省略→→→鉛207(安定)


ウランは濃縮が可能で、自然には0.7%の割合でしか存在しないウラン235でも3%(発電用)にも100%近く(軍事用)にも出来るということになっている。
でもこれもプルトニウムと同じ。放置しておけば崩壊して違うものになってしまう。
3%や100%近くを留めておくことなど出来ない。
ではどれくらいの時間でどれくらい変化してしまうのかということについては、半減期の考え方が関係してくる。
by yumimi61 | 2016-10-20 12:16