崩壊生成物
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崩壊生成物（ほうかいせいせいぶつ、Decay product）とは、核物理学において子孫核種としても知られる、放射性崩壊を経たのちの核種のことである。
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崩壊生成物
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「トリウム燃料サイクル」の記事における「崩壊生成物」の解説
233Uは(n,2n)反応により、233Pa、232Thを経て、232Uを生成する。 n + 90 232 T h → 90 233 T h → β − 91 233 P a → β − 92 233 U + n → 92 232 U + 2 n {\displaystyle \mathrm {n} +{}_{\ 90}^{232}\mathrm {Th} \rightarrow {}_{\ 90}^{233}\mathrm {Th} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 91}^{233}\mathrm {Pa} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 92}^{233}\mathrm {U} +\mathrm {n} \rightarrow {}_{\ 92}^{232}\mathrm {U} +2\mathrm {n} } n + 90 232 T h → 90 233 T h → β − 91 233 P a + n → 91 232 P a + 2 n → β − 92 232 U {\displaystyle \mathrm {n} +{}_{\ 90}^{232}\mathrm {Th} \rightarrow {}_{\ 90}^{233}\mathrm {Th} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 91}^{233}\mathrm {Pa} +\mathrm {n} \rightarrow {}_{\ 91}^{232}\mathrm {Pa} +2\mathrm {n} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 92}^{232}\mathrm {U} } n + 90 232 T h → 90 231 T h + 2 n → β − 91 231 P a + n → 91 232 P a → β − 92 232 U {\displaystyle \mathrm {n} +{}_{\ 90}^{232}\mathrm {Th} \rightarrow {}_{\ 90}^{231}\mathrm {Th} +2\mathrm {n} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 91}^{231}\mathrm {Pa} +\mathrm {n} \rightarrow {}_{\ 91}^{232}\mathrm {Pa} {\xrightarrow {\beta ^{-}}}{}_{\ 92}^{232}\mathrm {U} } この 232U は半減期が68.9年と相対的に短く、アルファ崩壊で228Thとなってトリウム系列へ復帰する。トリウム系列の崩壊生成物のうち224Rn、212Biそして特に 208Tlは半減期が短く、崩壊時に高エネルギーのガンマ線を放出する。 ウラン232とトリウム系列の崩壊過程における、半減期と放出するガンマ線のエネルギー（単位はMeV：メガ電子ボルト）は以下の通り。 92 232 U → α 90 228 T h ( 68.9 a ) {\displaystyle {}_{\ 92}^{232}\mathrm {U} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 90}^{228}\mathrm {Th} \ \mathrm {(68.9\ a)} } 90 228 T h → α 88 224 R a ( 1.9 a ) {\displaystyle {}_{\ 90}^{228}\mathrm {Th} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 88}^{224}\mathrm {Ra} \ \mathrm {(1.9\ a)} } 88 224 R a → α 86 220 R n ( 3.6 d , 0.24 M e V ) {\displaystyle {}_{\ 88}^{224}\mathrm {Ra} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 86}^{220}\mathrm {Rn} \ \mathrm {(3.6\ d,\ 0.24\ MeV)} } 86 220 R n → α 84 216 P o ( 55 s , 0.54 M e V ) {\displaystyle {}_{\ 86}^{220}\mathrm {Rn} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 84}^{216}\mathrm {Po} \ \mathrm {(55\ s,\ 0.54\ MeV)} } 84 216 P o → α 82 212 P b ( 0.15 s ) {\displaystyle {}_{\ 84}^{216}\mathrm {Po} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 82}^{212}\mathrm {Pb} \ \mathrm {(0.15\ s)} } 82 212 P b → β − 83 212 B i ( 10.64 h ) {\displaystyle {}_{\ 82}^{212}\mathrm {Pb} {\xrightarrow {\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{212}\mathrm {Bi} \ \mathrm {(10.64\ h)} } 83 212 B i → α 81 208 T l ( 61 m , 0.78 M e V ) {\displaystyle {}_{\ 83}^{212}\mathrm {Bi} {\xrightarrow {\ \alpha \ }}{}_{\ 81}^{208}\mathrm {Tl} \ \mathrm {(61\ m,\ 0.78\ MeV)} } 81 208 T l → β − 82 208 P b ( 3 m , 2.6 M e V ) {\displaystyle {}_{\ 81}^{208}\mathrm {Tl} {\xrightarrow {\beta ^{-}\ }}{}_{\ 82}^{208}\mathrm {Pb} \ \mathrm {(3\ m,\ 2.6\ MeV)} } 低コストの化学的手法では、233U から 232U は分離できない。崩壊生成物の 228Th は分離できるが、結局 233U の崩壊により再び増加し始める。 ガンマ線は透過性が強く遮蔽が困難で、電子機器の故障や誤作動の原因となり、放射線被曝も発生させるため、使用済み燃料の処理には厳重な遮蔽と、遠隔操作が必要となる。これは商用利用でのコストアップ要因となるが、軍事利用の妨げともなる。
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崩壊生成物
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/19 06:21 UTC 版)
中性子を捕獲しなかったキセノン135は、7つの長寿命核分裂生成物の1つであるセシウム135に崩壊するが、中性子を捕獲したキセノン135は、安定なキセノン136になる。安定運転の原子炉での中性子捕獲の割合は、文献により、90%、39%-91%、実質的に全て、等とされている。 中性子を捕獲して生成したキセノン136は、最終的に、核分裂やベータ崩壊で生成する一連の安定なキセノン同位体（キセノン136、キセノン134、キセノン132、キセノン131）の1つになる。 キセノン133、キセノン137、及び中性子を捕獲しなかったキセノン135は、ベータ崩壊して、セシウムの同位体になる。キセノン133、キセノン137、キセノン135は、ほぼ同量生成するが、中性子捕獲後は、セシウム133（さらに中性子捕獲してセシウム134になる）とセシウム137がセシウム135よりも多くなる。
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