低温核分裂て可能ですか？

質問

100度から200度の低温で核分裂できるのであれば、
原子力発電で致命的な事故が起こって空だき状態になっても格納庫までメルトダウンしたり水蒸気爆発しないはずですが？
燃料棒に不純物を混ぜ、たとえば200度以下で熱を取り出せるとすれば、安全性は格段に上がり、一基百万キロワット以上の大規模の原子力発電所にする必要もなく、それこそ蒸気機関車のサイズで地域を電気と温水で賄える効率よい発電所になると思ったのですが？

回答No.4

kagakusuki · ベストアンサー

ウラン235やプルトニウム239等の様に、現在実用化されている原子炉で使われている核燃料では、温度に関係なく核分裂をしますから、100℃どころか、マイナス200℃以下でも核分裂させる事が出来ます。
　仮に、原子炉の温度が100℃の時に、連鎖核分裂反応を開始させたとします。
　核分裂が起きれば、当然エネルギーが解放されますから、そのエネルギーで原子炉は加熱されます。
　そのため、冷却しなければ、原子炉の温度は上昇します。
　例え、冷却して温度を下げたとしても、核分裂反応は、温度の違いには殆ど影響されませんから、温度が下がっても、核分裂反応の進み方は遅くなりません。（詳しい事は省略しますが、温度が下がれば、むしろ核分裂反応は少し盛んになります）
　又、例え、冷却して温度が下がった段階で、制御棒を使って核分裂反応を停止させたとしても、止まるのは核分裂反応だけで、核分裂反応によって生み出された放射性物質が、放射線を出す事までは、止める事が出来ません。（放射性物質が放射線を出す事を止める方法は理論的に存在しません）
　核分裂反応と比べれば少ないエネルギーですが、放射性物質が放射線を出す際にも、石油が燃えるのとは比べ物にならない程の、大量のエネルギーが解放されます。
　そのため、核分裂反応を止めた後であっても、冷却を続けなければ、原子炉の温度は上昇し、原子炉内部の水を蒸発させて行き、蒸発させる水が無くなれば、水によって冷却される事が無くなるため、金属やコンクリートも融かす程の高温となります。

　100℃で核分裂させる事は簡単ですが、冷却しない限りは、発生したエネルギーによって、高温となってしまうのです。

お礼

専門的な回答ありがとうございました。
原子力の複雑さを改めて認識させられました。
しかし、技術立国日本としては原子力の安全利用を何とか確立し、事故の汚名を払しょくできるよう、国民一同知恵をだしあい協力し合えればと願っています。

回答No.3

misawajp

核分裂は、核分裂に必要な放射性物質が所定量・所定の距離内に集まれば発生します

温度は関係ありません

質問は連鎖的核分裂反応と自然崩壊とを混同していることによる　早とちりです

興味があるなら　アイソトープ電池を調べることです

お礼

忠告ありがとうございます。調べてみます。

回答No.2

rnakamra

>燃料棒に不純物を混ぜ、

通常の軽水炉においては燃料の純度を今よりも落とすと連鎖反応が遅くなる、もしくは止まってしまいます。
軽水が核分裂の際に発生する中性子を一部吸収してしまうためU-235の濃度を下げると反応が止まってしまう可能性があります。
黒鉛炉においてはU-235の濃度を下げることも出来ますが、安定性に難があることと炉体が大きくなること、減速材が可燃性であるため取り扱いが難しい等の問題があります。

>200度以下で熱を取り出せるとすれば、安全性は格段に上がり、一基百万キロワット以上の大規模の原子力発電所にする必要もなく、それこそ蒸気機関車のサイズで地域を電気と温水で賄える効率よい発電所になる

熱機関の効率の上限は、熱源の温度(T1)と廃熱側の温度(T2)で決まります。
効率の上限=1-T2/T1
熱源の温度が低くしかつ効率を上げるということはかなり矛盾した考えです。
同じだけのエネルギーを生産するためにはより多くの核燃料を消費する必要があり、最終的に発生する高レベル放射性廃棄物がより大量に発生します。

むしろ、熱という形ではなく、直接電気的なエネルギーとして取り出す手段がないか検討したほうがよさそうな気がする。

お礼

専門的な回答いただきありがとうございます。
将来原子力がより安全で経済的にもメリットあるような応用技術が確立されるよう願っています。

回答No.1

alwen25

自発核分裂というものがあります。

また、私はα壊変も核分裂の一種だと
考えています。どちらも、常温（１００℃よりも低温）
で起こります。

＞燃料棒に不純物を混ぜ、たとえば200度以下で熱を取り出せるとすれば、安全性は格段に上がり

単に放射性物質の崩壊熱で発電したほうが
早いと思います。

お礼

この分野にて無知な私ですが、使用済み核燃料からもそれなりの発電ができると認識しました。ありがとうごさいます。