ウラン原子核から大量のエネルギーを獲得できる理由

質問

ウラン原子核235から大量のエネルギーを獲得できる理由とは?
A. 核子間の結合が弱く、少しの運動エネルギーで分裂する。
B. 電子より1800倍以上重い核子（陽子＋中性子）が235個と多く、核分裂で多くの運動エネルギーがないし重力波が発生する。
C. 荷電粒子の陽子が92個と多く、核分裂で多くの熱エネルギーないし電磁波が発生する。
D. その他。

回答No.1

chie65536（@chie65535） · ベストアンサー

＞A. 核子間の結合が弱く、少しの運動エネルギーで分裂する。

運動エネルギーの大小は放出熱エネルギーの大小には関係しない。

＞B. 電子より1800倍以上重い核子（陽子＋中性子）が235個と多く、核分裂で多くの運動エネルギーがないし重力波が発生する。

核分裂で放出されるのは熱エネルギーであって、運動エネルギーや重力波ではない。

＞C. 荷電粒子の陽子が92個と多く、核分裂で多くの熱エネルギーないし電磁波が発生する。

陽子の個数と放出される熱エネルギーの大小は関係性がない。

＞D. その他。

どんな物質だろうが、核分裂すれば、結合に使われていた結合エネルギーが不要になり、その分、分裂後は質量が減り（質量欠損）、減った分の質量はE=mc²の公式により熱エネルギーに変換（もともと結合エネルギーだった物が熱エネルギーになる）されて放出される、と言うのが、現在の核物理学者の見解。それが正しいかどうかは、神様しか知り得ない。

お礼

結合エネルギーが熱エネルギーに変換されるのか、質量欠損が熱エネルギーに変換されるのか、別のメカニズムか、？？？　神様に質問したいです。人間の知識はまだまだですね…。ありがとうございます。

回答No.3

QCD2001

ohkawa3さんが指摘しているように、ウランが特別大きなエネルギーを出すわけではありません。大雑把に言って、核反応によるエネルギーはどんな原子核であっても化学反応によって生じるエネルギーの100万倍程度大きなエネルギーを発生します。ウランはただ単に使いやすいというだけです。

A、全く違います。
核子間の結合は核種によらず、一定です。また、核分裂は運動エネルギーで分裂するのではありません。

B.　全くy違います。
運動エネルギーについて、基本的に勘違いをしているようですね。
重い核子が多ければ運動エネルギーが多くなるというようなことはありません。発生するエネルギーが一定であるなら、軽い電子は速く動き、重い核子はゆっくり動き、そのときの運動エネルギーは同じです。そもそもの発生するエネルギーが多くなければ核子の運動エネルギーが多くなるというようなことはありません。
また、重力波は発生しません。

C．全く違います。
荷電粒子の数と核分裂により発生するエネルギーとの間には何も関係ありません。

お礼

電磁波の源である荷電粒子の陽子を激しく振動させられるから、核分裂は高エネルギーなのだろうと思っていましたが…。

鉄原子核内で核子間の結合が最短で最強で安定と学んだような学ばなかったような…。物覚えが悪くてすみません。

回答No.2

ohkawa3

質量数の大きな原子は、どんな原子でも核分裂を起こせば、質量欠損に基づくエネルギーを発生し、ウランが突出して大きなエネルギーを発生する訳ではありません。

核燃料としてウラン235が用いられるのは、天然に算出することと、遅い中性子に対して相当に大きい分裂断面積をもっているからと説明されています。
要するに、継続的な核分裂反応を起こすことが他の原子に比べてに容易だからです。