プルトニウム 利用

プルトニウム

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2023/12/15 06:27 UTC 版)

利用

同位体 239Pu は、核分裂を起こしやすく生成も容易なため、現代の核兵器における主要な核分裂性物質である。球状プルトニウムの臨界量は16 kgだが、中性子反射体で製作したタンパーを用いて中心方向に中性子を反射させることで10 kg(直径10 cmの球に相当)まで減らすことができる。1 kgのプルトニウムが完全に反応したとすると、20キロトンTNT 相当の爆発エネルギーを生むことができる。

239Pu はα崩壊により 235U を生成する。235U も核分裂を起こしやすいが、親核種の 239Pu はより核分裂を起こしやすい。また、239Pu はアクチニウム系列に含まれている。

同位体 238Pu は半減期87年でα崩壊により発熱する。このため熱電変換器と組み合わせた原子力電池とすることで、人間の寿命程度のタイムスケールにおいて保守なしで機能し続ける必要がある機器の電源として利用することができる。実際に、宇宙探査機ガリレオカッシーニの電源となる同位体電池にも用いられている。また、同様の技術が、アポロ月面探査計画における地震実験にも用いられている。

238Pu は植え込み型心臓ペースメーカーの電源にも用いられ、電池交換のために手術を繰り返すリスクを避けるのに役立っていた。近年ではほとんどが一次電池であるヨウ化リチウムを用いているが、2003年時点では50から100個程度のプルトニウム電源のペースメーカーが患者に埋め込まれている[要出典]。ただし、日本国内ではプルトニウム電源のペースメーカーは使用はもちろんのこと、製造も禁止されている。日本では放射性同位体の規制に抵触するからである。


出典

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注釈

  1. ^ 物性物理学における超臨界とは意味が異なることに注意。原子力工学では核分裂連鎖反応が時間とともに増加することを意味する。





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