即発臨界と遅発臨界とは? わかりやすく解説

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即発臨界と遅発臨界

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/03/05 01:39 UTC 版)

臨界状態」の記事における「即発臨界と遅発臨界」の解説

原子核分裂反応によって生成される中性子は、ウランプルトニウム等の核燃料物質核分裂反応起こしたときに発生する即発中性子と、その際核種がさらに放射性崩壊起こすときに核種存在分布により一定割合放出される遅発中性子分けられる臨界状態達するのに遅発中性子必要ならば遅発臨界即発中性子のみで臨界状態達するならばこれを即発臨界呼んで区別することがある連鎖反応遅発臨界支配的な場合には臨界状態制御が可能となる、という重要な性質がある。これは、通常即発中性子高エネルギー(=高速)で放出されるため、原子核衝突して散乱起こして捕獲されず従って連鎖反応発生せず遅発中性子比較エネルギーが低いため、減速材用いることで熱中性子とすることができるからである。 原子炉利用される核燃料物質は、物質中の原熱中性子捕獲されることで核分裂起こす。また即発中性子比べて遅発中性子発生時間的な差すなわち余裕がある。このことは、制御棒などの人間活動尺度時間のかかる機械的操作をおこなうことで遅発中性子つまり熱中性子の“濃度”を制御できることを意味し、すなわち臨界状態に至る条件人工的に制御できることになる。原子力発電所炉心は、すべてこの状態で運転できるように設計される一方連鎖反応即発臨界支配的となった場合は、システム内の中性子数が短時間例え反応度が2倍になるまでにかかる時間ピコ秒オーダー)で急激に上昇する。この状態が原子炉起きた場合、もはや制御する手段はない暴走状態となる。プルトニウムを含む核燃料利用するプルサーマル原子炉では、その制御がより難しく、さらに発生する同位体240Puは自発核分裂というやっかいな性質をもつため、制御をさらに難しくする。

※この「即発臨界と遅発臨界」の解説は、「臨界状態」の解説の一部です。
「即発臨界と遅発臨界」を含む「臨界状態」の記事については、「臨界状態」の概要を参照ください。

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