- 炉心融解ってもう知ってる子供はいないんだろうな
”核融合”が、我が国、日本の切り札らしい
無知を晒すようで恥ずかしいんだが、
核って聞いただけで
あんまり良いイメージが湧かない
3.11
あれは、たしか中学の頃だったか
体育の授業が始まる前か、後だった
福島県からだいぶ離れた場所の地元浜松でも、
「結構揺れたな」なんていう感想を持った覚えがある
まあ、直接関係はない話だ
大人になった今、ただ感覚や感情で否定するだけの子供ではいられない
調べ、考え、判断し、行動するのが大人というものだ
ってなわけで、
まずは、おさらいからだ
- 炉心融解ってなに？
- 炉心融解とは、原子炉内で核反応が暴走し、燃料棒が過熱・溶融してしまうことを指します。燃料棒が過熱すると、燃料棒内部の核燃料が溶け出し、周囲の環境へ放射性物質が放出されることになります。
- 原子力発電所の最も深刻な事故の一つであり、1986年に発生したチェルノブイリ原子力発電所事故や、2011年に発生した福島第一原子力発電所事故などがその代表例です。
- 原因としては、燃料棒に大量の熱が発生した場合や、冷却系統が正常に機能しない場合などが考えられます。炉心融解を防ぐためには、原子炉の運転や保守管理に対する高い技術力や安全性の確保が必要不可欠です。
なるほど、わからん。
ちょっと、わからないところを書き出してみる
・そもそも、核反応ってのはどういう反応のこと？
・”原子炉内で核反応が暴走”とあるが、核反応が正常な状態ってなんだ？
・燃料棒ってなんだ？発電のどこに使われるんだ？
・”燃料棒内部の核燃料が溶け出し、周囲の環境へ放射性物質が放出”、これは、溶け出した核燃料＝放射性物質ってこと？
・”燃料棒に大量の熱が発生”というのは、核反応が起きすぎているということ？
・核反応って反応の量？というのを任意に調整できるの？
・”冷却系統が正常に機能しない”、冷却系統ってどういうもの？
・別の発電である火力発電の過加熱を抑える冷却系統はどういうもの？
・”炉心融解を防ぐ”ための高い技術力ってどういったこと？福島でいえば、単に建物のつくりが甘かったんじゃないの？
めっちゃ基本的なことだけど、風力発電とか水力発電とかを除けば、
発電って熱エネルギーで水を温めてできた水蒸気でタービン回して発電する、だよな？
核反応と化学反応の違い
- 核反応ってどういう反応のこと？
- 原子核同士や原子核と粒子（例えば陽子や中性子、電子など）の相互作用によって、原子核が変化する化学反応のことです。原子核の構成要素である陽子と中性子の数を変えたり、原子核のエネルギー状態を変化させたりすることができます。
- 核反応には核融合反応と核分裂反応の2つのタイプがあります。核融合反応は2つの軽い原子核が高温高密度の条件下で融合し、より重い原子核を生成する反応です。この反応は太陽などの星で起こり、将来的にはクリーンなエネルギー源として利用される可能性があります。
- 核分裂反応は重い原子核が中性子の衝突によって分裂し、より小さな2つの原子核と中性子が生成される反応です。この反応は原子力発電所で利用されており、核分裂によって放出されるエネルギーを利用して発電することができます。
- どちらの反応も、原子核が放出するエネルギーは非常に大きく、核兵器や原子力発電所などに利用されるほか、医療や研究などにも応用されています。
あー、やばい、
これで一発で理解できる人いんの？
ちょっと整理させて
・原子核同士の相互作用ってどういうこと？俺らが普段触ってる物は原子の集合の物質じゃないの？
・原子核が変化する化学反応が核反応なのはわかったが、水素電池みたいな化学反応は核反応とはどう違うの？
・”高温高密度の条件下で融合”って、その条件つくるのに莫大なエネルギーが必要そうなのに、採算とれるの？
・”重い原子核が中性子の衝突によって分裂”、これは原子同士を衝突させる衝突型加速器みたいなのが必要なくできるの？
質問で質問が生まれるのも核反応みたいだなって、、、
ははっ(失笑) 違うか
- 原子核同士の相互作用とは、原子核同士が引力や斥力を互いに及ぼし合い化学反応を起こすことを指します。原子核は陽子と中性子から構成されていますが、陽子同士の反発力が働いており、核内での安定な配置を維持するためには中性子の数が陽子の数よりも多くなければなりません。
- 物質は、原子や分子の集合体で構成されていますが、これらの原子や分子は、原子核と電子から構成されています。原子核は、原子の中心部に位置し、電子は原子核の周りを回っています。原子核は、原子の物理的性質や反応性に大きく影響を与えますが、一方で、電子は原子同士や原子と分子の相互作用において主要な役割を果たしています。
- つまり、我々が日常的に触れている物質は原子核と電子の相互作用によって構成されたものであり、原子核同士の相互作用は非常に小さなスケールでしか起こらないため、我々の目には見えません。
なるほど、この説明は腑に落ちた感じがする
スケールが大きいバージョンは発電に使われる特別な物質を使ったりするわけで、
身の回りの物質は、構造が基本的に安定してるから相互作用のエネルギーなんてないようなものってことか
位置関係的には、原子核の中に陽子と中性子があって、原子の中に原子核と電子があって、
で、原子同士の結合とかに電子が関わってくるわけか
この辺からは化学の知識が活きてくる
アルミ銅食塩水の電子の移動とかそういう話に結びついてくるんだろう
あってるよな？？
- 化学反応は原子間の電子の移動によって起こる反応であり、原子核そのものは変化しません。
- 一方で、核反応は、原子核同士や原子核と粒子の相互作用によって、原子核が変化する反応であり、化学反応とは異なります。
あってるじゃんっ！！（おこ）
- 核融合反応は、高温高密度の条件下で起こる反応であり、そのためには非常に高いエネルギーが必要です。
- 現在の技術では、核融合反応を制御することができる温度と圧力を作り出すために大量のエネルギーが必要で、このエネルギーは核融合炉の建設や維持にかかります。
- しかしながら、核融合反応には非常に多くの利点があります。例えば、核融合反応によって生成されるエネルギーは燃料として水素を使用するため、環境に優しいエネルギー源として注目されています。
へえ、核融合って水素使うんだ
そういえば、最近水素って言葉をニュースでよく聞くようになったな
今日なんてちょうど、トヨタがやらかしてたし
商船三井なんて、水素を生産してその水素で燃料電池発電して航行する船をつくるとか言ってるし
www.mol.co.jp
*核分裂反応の正体
- 原子炉の中には、核分裂を起こすために原子核に中性子を衝突させるための装置はありません。
- 代わりに、原子炉内に存在する核分裂性物質であるウランやプルトニウムなどの原子核に、自然に存在する中性子が衝突して核分裂反応が起こります。
- 自然に存在する中性子って？
- 自然に存在する中性子とは、原子核の中に存在する中性粒子のことです。
- 通常、原子核は陽子と中性子から構成されていますが、中性子は電荷を持たないため、原子核に取り込まれた中性子は電荷を持たない中性粒子として存在します。
- また、自然界には、宇宙線や地球上の物質などによって生じる中性子も存在します。
- これらの中性子は原子核に衝突して核反応を引き起こすことがあります。
- 原子力発電では、この自然に存在する中性子を利用して核分裂反応を起こしています。
- 原子炉に入れる前から、その物質は核反応が起きたりしないの？
- 原子炉に入れる前の核燃料は、原子核が安定な状態にあるため、核分裂反応が自然発生することはありません。
- 原子炉に入れる前の核燃料は、通常、低濃度のウラン235やプルトニウム239などの核分裂性物質が含まれている状態で製造されますが、
- これらの物質が核分裂反応を起こすためには、外部から中性子が入射する必要があります。
- 原子炉で核分裂反応を起こすためには核分裂性物質を集中させる必要があります。
- 原子炉の中では核分裂反応を起こすために制御棒などの装置を使って、外部から中性子を照射することによって反応を開始し、維持しています。
…。
…なんか話が見えてきたぞ
つまり、あれか
山積みにした爆竹に、
ちょっとずつ火の粉をかけて、
ちょっとずつ爆発させる
ようなものだろ
で、
暴走ってのは、
なんか連鎖でめっちゃ爆発しすぎて止められなくなっちゃった☆
ってことだろ？
- そのとおりです。
- 核反応が制御を失って、連鎖反応が止められなくなる状態を「暴走」と呼びます。この状態は、原子炉や核兵器の運用において、事故や爆発の原因となります。
- 原子炉の場合、連鎖反応を制御するために制御棒を挿入し、中性子の数を減らして反応速度を調整しています。
- しかし、制御棒が挿入される前に燃料棒内で核分裂が進み、中性子の数が増加してしまうと、反応速度が爆発的に増加し、制御棒の効果が及ばなくなってしまいます。
あのさ、言わせてくれ…
「制御棒があるから大丈夫だぜ！👍」
っていうのはいささか傲慢じゃないか？
しかも、ここは自然災害大国の日本だぞ？
リスクに対して得られるメリット少なくないか？
電気代めちゃめちゃ安くなるわけでもないのにさ
- 原子力発電は、地震や自然災害によって大きな被害を受ける可能性があることが知られています。
- 日本は地震や台風などの自然災害が多い国であり、原子力発電所の運転に対するリスクが高くなっています。
- しかし、原子力発電には多くの利点もあり、慎重な検討が必要です。
うるせー！！！ヽ(`Д´)ﾉ
検討する余地なんかないわ！（反原発
どうせ電気代変わらないなら同じだろうがっ！
