(4)核分裂連鎖反応

核分裂連鎖反応
核分裂
中性子
(Neutron)
核分裂性核種
(Fissile)
核分裂生成物
(Fission Product, FP)
ある特定の重い原子核（ウラン等）に中性子が
衝突すると、高い確率で核分裂反応が起こる。
核分裂
中性子
(Neutron)
核分裂性核種
(Fissile)
核分裂生成物
(Fission Product, FP)
核分裂反応によって、２～３個の中性子が発生する。
核分裂
中性子
(Neutron)
1933年、レオ・シラード
により始めて提唱
Wikipediaより
核分裂性核種
(Fissile)
核分裂生成物
(Fission Product, FP)
核分裂反応により発生する中性子で
また核分裂させれば、連鎖的に核分裂が
起こって、エネルギーを取り出せるのでは！
核分裂連鎖反応
時間的な流れ
核分裂
捕獲
漏れ
他の原子核に吸収されたり、
体系から漏れたりするので
いくぶん中性子のロスがあります。
核分裂連鎖反応
時間的な流れ
中性子の数（核分裂の数）が
時間とともにほぼ一定である状態を
「臨界状態」と呼びます。
核分裂連鎖反応と原子炉の出力
時間的な流れ
核分裂反応の起こる数が多い＝中性子の数が多い＝
＝より多くのエネルギーが発生＝原子力発電所の出力が大
中性子増倍係数
ある世代の中性子数を ଴ としたとき、次の世代の中性子
数が ଵ となったとする。このとき、「中性子増倍係数」を
次のように定義する：
のとき：臨界
原子炉の出力は、
時間とともにほぼ一定を
保つ。
଴
ଵ
中性子増倍係数
ある世代の中性子数を ଴ としたとき、次の世代の中性子
数が ଵ となったとする。このとき、「中性子増倍係数」を
次のように定義する：
のとき：超臨界
原子炉の出力は、
時間とともに増えていく。
଴
ଵ
中性子増倍係数
ある世代の中性子数を ଴ としたとき、次の世代の中性子
数が ଵ となったとする。このとき、「中性子増倍係数」を
次のように定義する：
のとき：未臨界
原子炉の出力は、
時間とともに減っていく。
଴
ଵ
原子力発電所の運転
制御棒：
中性子を吸収する
物質で構成
原子力図面集2014より
原子力発電所が発生するエネルギー（出力）は「核分裂が
起きている量」つまり「中性子の存在量」に比例する。
原子力発電所の運転
制御棒をいったん
引き抜いて、
再度同じ位置に戻す。
出力を増やしたいときは、いったん体系を「超臨界」にして、
中性子の存在量を大きくし、また臨界に戻す。
原子力発電所の運転
制御棒をいったん
挿入して、
再度同じ位置に戻す。
出力を減らしたいときは、いったん体系を「未臨界」にして、
中性子の存在量を減らし、また臨界に戻す。
中性子増倍率と出力の関係（模式図）
原子炉
出力
中性子
増倍係数
1(=臨界）
中性子増倍率と原子炉出力は別なものであることに注意！

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