生成と収量
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/19 06:05 UTC 版)
大部分の原子炉では、核分裂性の同位体であるウラン235が燃料物質として使われている。熱中性子を1個吸収したウラン235は、約83%の確率で核分裂を起こすか、または約17%の確率で核分裂を起こさずにガンマ線を放出してウラン236になるかという、2つの運命のどちらかをたどる。従って、中性子を吸収したウラン235の数量に対するウラン236の収量はその約17%であり、核分裂数に対する収量は約22%ということになる。これに対して、核分裂生成物 (fission product) の内の、最も存在比の大きな同位体はセシウム137、ストロンチウム90、テクネチウム99であり、これらの核分裂数に対する収量は、各々6%から7%の間である。中寿命(10年以上)と長寿命の核分裂生成物質全体の、核分裂数に対する収量は約32%であるが、中性子捕獲により原子核が改変するため、使用済み核燃料中の残量はこれよりやや少なくなる。 2番目に最も利用されている核分裂物質であるプルトニウム239も、熱中性子を吸収した際には同様に核分裂する場合としない場合がある。核分裂しなかった場合の生成物はプルトニウム240であるが、これは原子炉級プルトニウム (軽水炉の使用済み核燃料を再処理して得られるプルトニウム) の組成の大きな部分を占める。プルトニウム240は半減期 6561年でアルファ崩壊し、ウラン236になる。閉じられた核燃料サイクルにおいては、プルトニウム240の大部分は、崩壊する前にさらに中性子を捕獲して核分裂を起こすことになるが、放射性廃棄物として廃棄される残渣は、数千年に渡って崩壊しながら放射線を出すことになる。
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