高濃度核廃棄物について

質問

先日高濃度核廃棄物の展示でガラス固化した高濃度核廃棄物を厚さ２０センチのステンレス容器に入れてさらに厚さ一メートルのタルクで囲って地下に保管して廃棄するというのを見ました　実際このくらいの容器に入れないと危ないということなんでしょうが　それでも数年以上にわたって百度くらいの熱を発し続けるということらしいのですが　もうちょっと詳しく教えていただけませんでしょうか　どなたかご存知の方よろしくお願いいたします

回答No.2

usokoku · ベストアンサー

＞濃縮しているのでなおさら　強烈なんでしょうね
これは、
E=MC二乗
という公式があります。「エネルギーの大きさ」は「質量」かける「光速」かける「光速」、という式です。
もうひとつ必要な式は、伝熱方程式
「時間あたりの通過エネルギー」は「表面積」かける「厚さ」かける「係数」かける「温度差」、という式です。

「容器が高温になる」というのは、内部で発生したエネルギーが外部に移動するときに、移動のしやすさ(上記式では「係数」)がわるい(値が小さい)と、温度差が大きくなる、つまり、容器の温度が上がりやすくなる、ということです。

内部で時間あたりに発生するエネルギーが小さいと容器表面の温度が低くなるけれども、時間あたりに発生するエネルギーが大きいと容器表面の温度が高くなります。

原子核反応にもよりますが、半減期の短い場合が、単位時間あたりの発生熱量が大きいです。しかし、例外があって、質量欠損(原子核反応によって失われる質量)が大きい反応では、長時間強い放射線を出しつづけることがあります。

だから、「半減期」と容器の温度とはあまり関係ないです。どのような原子核反応が起こっていて、その反応での質量欠損がどのくらいか、を知る必要があります。
しかし、推定値ですと比較的簡単に計算できますが、実際にそのとおりになるかというと、ならない場合が多い(発生した中性子等によって想定外の原子核反応が起こってしまう)です。

お礼

ありがとうございます　なかなか理論的に理解するのはむずかしいですね　やっぱり取り扱いが難しいから　理論的につめていくしかないんでしょうか　実際にやってみるのは　直接かかわっているところじゃないと　触れることも出来ませんし　もちろん触れられるほど安全なものでは　なさそうですものね

回答No.1

usokoku

ウラン燃料廃棄物に関しての物性については、ほとんどわかっていません。(ぶしつ名忘却)の溶解度はこれこれであった、なんて、中学校の理科の実験結果のような報告ですら存在しなくて、学会誌に報告されるような状態です。
10年ぐらい前に、化学と教育、に掲載された内容程度しかおぼえていませんが、
半減期3年ぐらいで、強いあるファー線を出す部室、アメリシウムが主成分で、この崩壊によって、質量が減少する分熱となります(質量保存の法則、E=mcの二乗)。この熱によって高温になります。

α線崩壊だから、紙程度で押さえられますので熱に耐える金属として、ステンレス。ところが、鉄に中性子がぶつかると放射化して半減期49日。

タルクは、たしか、α線か中性子の九州だと思います。
1mというと、多分、中性子でしょう。
α線とか中性子は軽いので、ある程度軽いぶしつにぶつけないとエネルギーが失われずに反射されてしまいます。ですから、原子炉燃料は重水に保管しているのですが、水では管理が面倒なので、滑石を使っているものと思います。

お礼

私はよくわからないんですが　ウランなどは半減期が数千年とか数百万年とか　凄いエネルギーを持っているものをさらに濃縮しているのでなおさら　強烈なんでしょうね　ソ連などで原子力潜水艦の不要になった原子炉を北極海に沈めていたなんていう話がありましたね　まったく何を考えているんでしょうか