原発の核反応と燃料について

質問

こんにちは。

　質問1

　原発で使用される、使用前の燃料ペレットは、ウラン235が濃縮されていることにより、天然のウラン鉱石より多量の放射線を発しているのでしょうか。

　質問2

　ウラン235は、中性子を吸収することによって核分裂反応を起こすそうですが、出来立ての圧力容器に初めて燃料棒などを挿入したとき、初めに核分裂反応を引き起こすその中性子は何に由来するものなのでしょうか。　

　以上、よろしくお願いいたします。

回答No.1

nekonynan · ベストアンサー

質問1

　原発で使用される、使用前の燃料ペレットは、ウラン235が濃縮されていることにより、天然のウラン鉱石より多量の放射線を発しているのでしょうか。

燃料棒に使用されるウラン濃度は約５％です。したがって自然崩壊したウランが出す中性子が、燃料棒内にあるウランに当り放射線をだします。その結果天然ウラン鉱石より多くの放射線がでます。

　質問2

　ウラン235は、中性子を吸収することによって核分裂反応を起こすそうですが、出来立ての圧力容器に初めて燃料棒などを挿入したとき、初めに核分裂反応を引き起こすその中性子は何に由来するものなのでしょうか。　

　自然崩壊によりウランから出た中性子より核分裂反応が起こります。運転停止中は、制御棒により中性子が吸収される構造になってます。

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

tetsumyi

ウラン235は一定の濃度になると、自分で出した中性子で連鎖反応を起こして爆発的な核反応になります。
理論的には原爆と全く同じですが、ギリギリのところで爆発を押さえ込んでいる状態です。
これを知らない東海村JOCの現場の人はバケツでウラン濃縮をしようとして臨界事故を起こして死んでしまいました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9D%B1%E6%B5%B7%E6%9D%91JCO%E8%87%A8%E7%95%8C%E4%BA%8B%E6%95%85
原子炉では中性子を吸収する制御棒を出し入れしながら核分裂は一定になるように抑えられていますが、制御棒が動かなくなれば原子炉は爆発します。
人間が作った巨大な装置ですが、「想定外」の故障が起きれば原子炉は大事故になることはわかり切っています。
絶対安全なんてことはあり得ませんから、都市部から離れた田舎に原発を作ります。
いつか大事故が起きると科学者は知っていますが、経済発展と膨大なエネルギーを手に入れるためにリスクを承知で原発を動かしています。
経済のためなら人の命は犠牲になっても仕方ないと考えているのでしょう。

回答No.2

poomen

1.そうでしょうね

２．「吸収」ではなくて、中性子がウラン235の原子核に「衝突」して核分裂反応が起こります。で、臨界のきっかけは燃料棒内のウラン燃料から飛び出る中性子です。

　原発の、というか原子炉の臨界までの作業ですが
１・原子炉内を冷却水で満たす。
２・中性子を吸収する制御棒（黒鉛）を挿入する。
３・燃料棒を束ねた燃料集合体を挿入してゆく

４・制御棒を一本ずつ、あるいはすべてを少しずつ引き抜いてゆく（中性子の量が徐々に増える）
５・臨界状態（連続的核分裂反応）になる
６・5の状態を保持する

お礼

ありがとうございました。