おじさんテニス 健康維持のためのおじさんテニス

核分裂反応とは、不安定核（重い原子核や陽子過剰核、中性子過剰核など）が
分裂してより軽い元素を二つ以上作る反応のことです。

不安定核は主に次の3つの過程を経て別の原子核に変わる。

1.電子もしくは陽電子を放出して僅かに軽い核になる。
2.He核（アルファ粒子）を放出して少し軽い核になる。
3.He核より重い大きな核（重荷電粒子線）を一つ以上放出してかなり軽い核になる。

このうち 1, 2 は一般には原子核崩壊（それぞれベータ崩壊、アルファ崩壊）といい、
この核崩壊を起こす原子核は放射線を出す能力を持つ（放射能）。原子核分裂と
いうと 2, 3 になるが、一般的には 3 の事を指す事が多い。

核分裂性物質の原子核が中性子を吸収すると、一定の割合で3の過程で核分裂を
起こし、合わせて中性子を放出する。この中性子が別の核分裂性物質の原子核に
吸収されれば連鎖反応が起こる。また、この崩壊過程は発熱反応である。この連鎖
反応と発熱反応の性質を利用して一度に大量の熱を生成する事が出来る。これが
原子力発電の基本原理です。

天然ウランには、核分裂を簡単に起こすウラン235と起こさないウラン234、
ウラン238が含まれている。ウラン235に中性子を一つ吸収させると、ウラン
原子は大変不安定になり、二つの原子核と幾つかの高速中性子に分裂する。

代表的な核分裂反応としては下記のようなものがあります。



上式で元素記号の左肩に示した質量数は原子核の中に存在する陽子と中性子
の和であり、右辺と左辺の核子数は等しいことがわかります。

235+1＝95+139+2（＝236）

しかし、実際の原子核の質量は一般に陽子と中性子の質量の総和よりも小さい。
この質量差を質量欠損と呼び、原子核内部の核子の結合エネルギーに他ならない。
よって、分裂前と分裂後の質量の差は結合エネルギーの差であり、核分裂を起こす
とこの質量の差に相当するエネルギーが外部に放出される。

上記の過程の質量差をエネルギーに換算すると、ウランの核分裂反応で放出
されるエネルギーはウラン原子一つあたり約200MeVとなり、ジュールJに換算
すると3.2×10（-11）Jとなる。1グラムのウラン235の中には、2.56×10（21）個の原子核
を含むので、1グラムのウラン235が全て核分裂を起こすとおよそ8.2×10（10）Jの
エネルギーが生まれる事になる。

上記ｴﾈﾙｷﾞｰは20℃の水を沸騰させるとすれば、250ｷﾛﾘｯﾄﾙも沸騰させることになり
ます。（計算間違ってたらすみません）