- ベストアンサー
中性子の結合エネルギーについて
uhyohyohyoの回答
- uhyohyohyo
- ベストアンサー率27% (45/163)
（１）について 通常、複合核を対象にしてこういった計算式を表現することはないと思いますので、おそらくその解釈で結構でしょう。 （２）について はい、その通りの認識で結構です。 変形のためのポテンシャルの山を超えるには尚9.7－4.8＝4.9 MeVのエネルギーが必要ということです。また中性子結合エネルギーはTh233の分離エネルギー（Sn）を参照ください。
関連するQ&A
- D-D反応の全反応エネルギー計算について
D-D反応 D＋D → T（1.01 MeV) ＋ p（3.03 MeV） について，全反応エネルギーE=1.01+3.03=4.04 MeV を以下のように計算したのですが，どうしても4.04MeVになりません。 この計算方法でいいのでしょうか？ よろしくお願いします。 重水素(D)の質量…2.01355321270 u 三重水素(T)の質量…3.0160492 u 陽子(p)の質量…1.00728 u 反応前後の質量差Δmを計算 Δm = 2*2.01355321270 - (3.0160492+1.00728) = 0.003777225 u 1 u = 1.6605402*10^-27 Kg なので 0.003777225 u = 6.272233957*10^-30 Kg 全反応エネルギーEを計算 E = Δmc^2 = (6.272233957*10^-30)*(3*10^8)^2 = 5.645010561*10^-13 J 1 eV = 1.602*10^-19 J なので 5.645010561*10^-13 J ≒ 3.52*10^6 eV = 3.52 MeV
- ベストアンサー
- 化学
- 核分裂で放出されるエネルギーと質量減少
高校物理の範囲で質問させていただきます。 次の核分裂を考えます。 235U+n→141Ba+92Kr+3n Uの結合エネルギー：7.6×235＝1786[MeV] Baの結合エネルギー：8.4×141＝1184.4[MeV] Krの結合エネルギー：8.7×92＝800.4[MeV] （結合エネルギーは参考書にあった値を使っています） 反応前後での結合エネルギーの差は1184.4+800.4-1786=198.8[MeV]となります。このエネルギーを質量に換算すると、3.5342×10^-28[kg]・・・(1) となります。 ところがです。別の問題集であったのですが、 235U＝234.9935[u]、141Ba＝140.8837[u]、92Kr=91.9074[u]、n=1.0087[u]とあり、これにより質量減少分は0.185[u]と計算でき、これをkgに直すと3.07×10^-28[kg]…(2) となります。 私は(1)(2)が一致するものだと思っていたのですが、大分誤差があるように思えます。何か私は勘違いしているのでしょうか？ひょっとして3nの中性子の結合エネルギーも考えなければいけないのでしょうか？（3ｎは中性子が結合しているのかばらばらなのかわかりませんけど・・・） 恐れ入りますが、ご回答よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 核分裂の連鎖反応について教えてください
こんにちは 核分裂の連鎖反応について教えてください。 質問１ 下記HPのP3を見ると、U235は熱中性子（遅い中性子）を使用して核分裂させる必要のあることがわかります。同HPのP13を見ると即発中性子のエネルギーは2MeVもあり、そのときの核分裂断面積は、１barnより少し大きい程度です。 U235を使った原爆は、多分減速材は使用していないはず（？）ですが、即発中性子のエネルギー2MeV、核分裂断面積１barnより少し大きい程度で連鎖反応を起こしているのでしょか？この際、1回の分裂で中性子は何個放出されるのでしょうか？ http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~abe/ohp-nuclear/nuc …核分裂断面積' 質問２ U238の核分裂閾値は、1MeVです。すると即発中性子のエネルギーは2MeVですから、連鎖反応するのではないでしょうか？ http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/03/03060 … 質問３ 「U238の場合には、U239が核分裂を起こすためのポテンシャル障壁5.5MeVに対して、4.9MeVの束縛エネルギーしかないので、熱中性子捕獲反応では核分裂は起こらない。」とある本に書いてます。すると中性子のエネルギー5.5MeV-4.9MeV＝0.6MeV以上の運動エネルギーを持つ中性子を照射すれば核分裂が発生するのでしょうか？ U238の核分裂閾値は、1MeVですが、なぜ0.6MeVではないのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 高速増殖炉について
こんにちは、 すいません。高速増殖炉の基本的なことを教えて下さい。 １． 高速増殖炉はU238に炉内の速中性子をぶつけてPu239に変換させ、更に炉内の速中性子をPu239ぶつけて核分裂させて、エネルギーを取り出すのでしたか？ ２． なぜ燃料（U238）の約1.2倍の燃料（Pu239）になるのでしたか？ 高速増殖炉は、発電しながら消費した以上の燃料を生み出すことのできる原子炉です。「もんじゅ」の場合は消費した燃料の約1.2倍の燃料（プルトニウム）を新たに作ることができます。 http://www.fepc.or.jp/nuclear/cycle/kousoku/sw_index_01/index.html
- ベストアンサー
- 科学
- 熱核分裂性(fissile)と、核分裂が起こりうる(fissionable)原子核について
こんにちは、 いま図書館で借用した古い原子炉工学（1975年）の本を読んでおりますが、そこに （１） 233Ｕ、235U、239Pu、241Puなどの原子核は、熱核分裂性(fissile)の原子核と呼ばれる。運動エネルギーがゼロの中性子であっても、核分裂が誘起される。 （２） それに対して、233Ｕ、235U、239Pu、241Pu以外の重い原子核については、 核分裂が起こりうる(fissionable)原子核と呼ばれる。この238Uのような臨界エネルギーがあまり高くなくて、入射中性子エネルギーが約10MeV以下で核分裂が誘起される。 という言葉が使われています。 いまでも、熱核分裂性(fissile)と、核分裂が起こりうる(fissionable)原子核と言う言葉はそのまま使用されているのでしょうか？ また、核分裂が起こりうる(fissionable)原子核は、具体的にどの元素が該当するのでしょうか
- ベストアンサー
- 物理学
- 核分裂を誘起されるためのエネルギー
こんにちは 下記HPに記載の「核分裂におけるエネルギーの概念図」の 「エネルギー障壁」に該当するエネルギーを、何と言うのでしょうか？ http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld3/3Part3/3P33/nuclear_fission.htm
- ベストアンサー
- 物理学
- 原子核内における核子の運動エネルギー
下記質問において、No.5（shiaraさん）の回答についてです。 質量欠損って何がなくなったの？ http://okwave.jp/qa/q6607947.html shiaraさん、すみません、他の方が参照しやすいように全文掲載させてもらいます。 ____________________________________________________________________ 原子核は、陽子と中性子が集まって出来ています。これらはしっかり結びついていてまったく動かない、というものではありません。核力のポテンシャルは井戸型をしていて、陽子と中性子は、井戸型ポテンシャルの中で自由に動き回っていると考えられます。したがって、陽子と中性子は、運動エネルギーを持っています。これを原子核の外から見ると、原子核の質量は、陽子と中性子の質量の他に、陽子と中性子の持っている運動エネルギーから来る余分な質量を持っています。この余分な質量と運動エネルギーの関係は、よく知られているE=mc^2となります。 核分裂によって原子核が２つに分裂すると、それまで陽子と中性子が持っていた運動エネルギーの一部が、原子核全体の運動エネルギーに変わります。原子核全体としての運動エネルギーが増えるということは、温度が上昇するということです。これが原子炉で発生する熱となります。核分裂した後の原子核は、その原子核を作っている陽子と中性子の運動エネルギーが減っているため、原子核としての質量が減ることになります。これが質量欠損です。 ____________________________________________________________________ [質問1] 分裂前の原子に対して分裂後生成された原子では、原子核内の陽子と中性子の運動エネルギーが減るのは何故でしょうか？ 核分裂生成物は結合エネルギーが強いため、陽子と中性子が動きづらくなるからと解釈してもいいのでしょうか？ [質問2] 下記Wikipediaに、「自由な陽子と中性子を融合させると、その結合エネルギーに相当する約2.2MeVのガンマ線を放出することが知られている。」と記述されています。 これは、結合エネルギーの束縛により減った陽子と中性子の運動エネルギーが、2.2MeVのガンマ線として放出されたと理解してもいいのでしょうか？ 質量欠損 - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%AA%E9%87%8F%E6%AC%A0%E6%90%8D
- 締切済み
- 物理学
- 核分裂の連鎖反応を起こすための条件
こんにちは、 下記について教えてください。 （１）ウラン２３５等を使用して核分裂の連鎖反応を起こしていますが、このときに使用する物質（ウラン２３５等）の持っている必要な条件は、 ・核分裂させるための臨界エネルギーEfよりも、中性子の結合エネルギーBの方が大きいこと。 ・中性子が物質に当たり、その物質が核分裂を起こした際、放出される中性子の数が１個以上であること。 でよろしいでしょうか？その他の条件もあるのでしょうか？ （２） いろんな物質の熱中性子による（例えば0.025ｖ）による断面積を知りたいのですが、どのような資料に記載されているでしょうか？ （３） 原子核物理学 八木浩輔先生著 P283に、熱中性子による（0.025ｖ）による断面積として、天然Uの値が載っているのですが、ν（核分裂を起こした際、放出される中性子の数）が、2.47であり、η（断面積を考慮した放出中性子数）が、1.34と記載されてます。これを見ると、天然Uを３％に濃縮する必要は無く、そのまま原子炉で燃料として使用できそうに思えるのですが、なぜ、濃縮する必要があるのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 水爆とβ崩壊
検索しても答えらしいものがありませんでしたので、質問させていただきます。識者の方、どなたかご教授ください。 とある本で読んだのですが、水爆のメカニズムは「起爆用原爆の炸裂」→「水爆の炸裂（中性子を撒き散らす。）」→「爆弾のケースに使われているU２３８が中性子を吸収してPu２３９に変わり、大爆発を起こす。」 即ち、小原爆の爆発により、水爆が起爆、その後の大原爆の爆発と言う複合したプロセスが「水爆の爆発」であると認識していました。 これが質問の前提でして、間違っていましたら、これからの質問は無意味な質問になってしまうのですが・・・。 質問の本題です。 U２３８が中性子を吸収してPu２３９になるのは、高速増殖炉の原理でもあり、当たり前のようにに思っていたのですが、素人考えでも、ウラン２３８が中性子を吸収しても、ウラン２３９になるだけで、プルトニウム２３９になるためには、ウラン２３９がβ崩壊してネブツニウム２３９になり、さらにそれがもう一度β崩壊してやっとプルトニウム２３９になるのではないかと思えます。２回のβ崩壊が、起爆用原爆、水爆の爆発圧力で爆弾のケース（大原爆）が粉々に吹き飛んで、臨界量以下になるまでに起こりうるのでしょうか？ 前提が間違っているのか、私のβ崩壊についての解釈が間違っているのか、それとも２度にわたる崩壊が一瞬で進行してPu２３９になるのか、教えていただきたく、質問させていただいた次第です。 識者の皆様、よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 科学
- 核分裂について教えて下さい。
質問１ 中性子の核分裂スペクトルは、下記HPのP41の図3.3のようになります。 この核分裂スペクトルは、入射させる熱中性0.0253eVのときも、高速中性子14MeVの場合も、確か（核分裂スペクトル）形状はほぼ同じのはずです。 当然、核分裂が発生する確率は、P40の図3.1の核分裂断面積の通り、熱中性0.0253eVのときは大きく、高速中性子14MeVの場合は小さいはずです。 では、P40の図3.1の核分裂断面積のギザギザになっている共鳴領域のエネルギー持つ中性子（例えば100eV)で核分裂を行った場合、やはり図3.3と同じ形状になるのでしょうか？ 質問２ 図3.7は、0.0253eVと14MeVでの核分裂収率の分布図です。 中性子のエネルギーが、核分裂断面積のギザギザになっている共鳴領域のエネルギー持つ中性子（例えば100eV)で核分裂を行った場合、核分裂収率の分布は、どんな形になるのでしょうか？ https://rpg.jaea.go.jp/else/rpd/others/study/text_data/text_aesj/Chap_03_20200317.pdf
- ベストアンサー
- 物理学
補足
お世話になります。 何回も同じような質問を繰り返し、すいません。 >（１）について >通常、複合核を対象にしてこういった計算式を表現することはないと思いますので、 >おそらくその解釈で結構でしょう。 >（２）について >はい、その通りの認識で結構です。 ん～。本当にそうでしょうか？今日１日考えていたのですが、 標的核Th232の場合、中性子の結合エネルギーは、複合核Th233の データを見る。→これは間違いないですね。 問題は、臨界エネルギーなのですが、標的核Th232そのままの状態で 計算するのではなく、複合核Th233で計算すべきでは無いでしょうか？ 昔の本を見ても、核分裂複合核の臨界エネルギーを記載しています。 しかし、S.G. Nilsson and I. Ragnarsson 著 「Shapes and shells in nuclear structure」は、ちょっと違いますし、 よくわからないです。 まあ、臨界エネルギーを実際に計算すると、標的核Th232でも複合核Th233 でもあまり数値的には変わらないのですが、どうなんでしょうか？ 核分裂複合核 臨界エネルギ 複合核における最新の中性子の結合エネルギ Th232 5.9 記載なし Th233 6.5 5.1 U233 5.5 記載なし U234 4.6 6.6 U235 5.75 記載なし U236 5.3 6.4 U238 5.85 記載なし U239 5.5 4.9 Pu239 5.5 記載なし Pu240 4.0 6.4