中性子は外に飛び出しているのでしょうか？

質問

まだ、前回の質問を締め切ってないのですが、
その回答を読んでいるうちに、
またまた、分からないことが出てきてしまったので、
教えて下さい。

今、原子力発電所のことをいろいろと
調べているのですが、
（あんまり理解してない部分もあるので、
質問の内容の中で、間違っていることもあるかもしれませんが、
もし、ありましたら、そこも指摘して下さると助かります。。。）

減速材とういうものについてなのですが、
核分裂を起こす際、
ただ、中性子を原子核にぶつけても、
そこから飛び出る中性子が「速すぎて」、
次の原子核にぶつからないので、
核分裂が、起きにくいらしいですよね？

そこで、減速材というものが
必要になるらしいのですが、
その減速材が、日本の原子力発電所の場合、
「水」らしいのですが、
通常、ウランは、燃料棒の中におさまっていて、
外には出ないようになっていると教えて頂きました。

それなので、通常運転中であれば安全であると。
その、燃料棒の中で、
核分裂が起きている、
つまり、その燃料棒の中は、
放射性物質、放射線が
たまっている状態、
もっというと、毒の塊とでもいうのでしょうか。

にもかかわらず、水が減速材として、
使われているっていうことが、
ちょっと分からないのですが、
結局、中性子（放射性物質、放射線）は、
燃料棒から、外に飛び出しているということでいいのでしょうか？

原子力発電所の圧力容器内の、
沸騰している水の中は、
中性子やら、放射性物質やら、放射線が、
まじっているということで
いいのでしょうか？

それとも、燃料棒の中に、
ウランと一緒にお水が入っているということなのでしょうか？
それが、減速材として、機能しているということで
いいのでしょうか？

もしよかったら、
教えて下さい。

よろしくお願いします。

回答No.1

rnakamra · ベストアンサー

連鎖的核分裂が止まった状態では中性子は殆ど発生しません。
過去に発生した中性子は制御棒若しくは水に吸収されてしまい外に飛び出すことはありません。中性子は単に吸着されたのではなく、原子核に取り込まれ安定しているからです。

また、仮に中性子が何にも吸収されなかったとしても、中性子自体がかなり不安定な放射性物質であり、半減期10分程度で崩壊してしまいます。

通常運転時には水の中に殆ど放射性物質は含まれていません。今回の事故での冷却水の汚染は燃料棒の破損が起こっている証拠でもあります。

また、水の中に放射線が飛んでいますが、大部分が水やその外の圧力容器で遮断されてしまいます。また、、特別に放射線というぶっしつがあるわけではありません。α線は高速に飛ぶヘリウム原子核、ベータ線はこうそくに飛ぶ電子、γ線にいたってはエネルギーが大きいだけの光に過ぎません。

燃料棒の中に水は含まれていません。燃料棒はかなり中性子を透過しやすいため燃料棒の外に出てきた中性子を水で減速し、それが燃料棒の中に入って核分裂反応を引き起こします。

お礼

回答ありがとうございます！

なるほど。
やはり、燃料棒から、中性子は、飛び出しているんですね。
そして、水の分子？が壁みたいな感じになって、
跳ね返って、また、燃料棒の中に戻るっていう
しくみなんですね！

すごい発想の元に運用されているんですね。
化学って不思議な世界で、
素人には分かりづらいですね。。。（恥）