出会い ゾビラックス軟膏 E!チャット管理人 X-ふぁいる  Re 原子力に纏わる2、3の話【5】

Re 原子力に纏わる2、3の話【5】

 自然界と言うのは、数学のように全てが秩序だった世界ではありません(一見無秩序に見える世界を秩序立てる〝フラクタル理論〟なるモノもあるが、今回そこまで話を広げる気はない)。

 今まで説明していてきた原子の構造も結構〝アバウト〟な一面がありまして、例えば水素原子は基本的に原子核(陽子)1個に電子が1個なんですが、他にも中性子も含んだ水素原子も実在するのです。


マンデンブロ集合(Mandelbrot set)といわれるフラクタル図形。アートな絵柄だが、一定の公式によって描かれている。一見無秩序に見える木の枝や雲の形のような図形を、幾何学的に定義したモノを〝フラクタル〟という。詳しく能書きを垂れると、それだけで1ネタ掛かるほどなので端折るが、真円や正三角形といった〝正確で整った図形〟が存在しないように、自然界というのは結構アバウトでいい加減な世界である。
Mandelbrot 2
Mandelbrot 2 / lowjumpingfrog


 そんな〝ちょっと変わった水素〟というのは〝重水素〟とか、さらに中性子を二つ含んだ〝三重水素〟というモノがあります。

 自然界には水素のようなシンプルな元素ですらそうした〝亜種〟があるのですから、ウランのような原子量が238もある〝デッカイ元素〟では、原子核の数が多かったり少なかったり、様々な〝亜種〟が存在するわけです。

 この亜種のことを
〝同位体(Isotope:アイソトープ)…_φ(・・ )b〟
と言いまして、ウランの場合は現在のところ自然界に3種類の同位体が存在する事が確認されています。


↓ 同位体に関して判り易い例えをいうと、同じ車名の車でも搭載しているエンジンが違ったり、内装がエアロパーツが追加装備されていたりしてグレードが何段階にもなっている。それらの車は車名は同じだが、性能や値段が違う…という様なモノで、元素の同位体も外見はよく似ていても、その特性が微妙に違うモノ。特性の違いは僅かな原子量の違いから生まれる(画像はイメージ)。
camry-b_00009_1280x1024
camry-b_00009_1280x1024 / CLF


 そして原発の燃料になりうるウランは、このウランの同位体の一つ
〝ウラン235〟
という元素になるわけですが、現在地球上で存在が確認されている天然ウランの99.3%(正確には99.275%…つまりほとんど)はウラン238で、ウラン235は0.7%に過ぎません。

 このウラン235という元素は元々不安定な元素で、中性子線と呼ばれる放射線を当ててやると、
〝すぐに割れてしまう Σ(゜ロ゜;)〟
という特性を持っているわけです。


↓ 現在世界に広く普及している原発の〝燃料〟になっているのは、ウランの同位体元素である〝ウラン235〟と言われる物質。
Uranium 235
Uranium 235 / A. Muniz


 このウラン235などの〝原子が割れる事〟
〝核分裂 (∪_∪)b〟
というわけなんですが、ウラン235は…というか、ウラン235に限らず、放射性を持っている原子が核分裂をする時に、エネルギーと一緒に分裂した原子自身が中性子線を放射しますので、核分裂を起こした原子のすぐ傍に別のウラン235が存在した場合、そのウラン235も割れて・・・と
連鎖的に核分裂反応が起きて、膨大なエネルギーが生まれる ( ̄^ ̄)〟
事を〝連鎖反応〟といい、原子力がエネルギーを生み出す基本原理になります。


大阪市科学館にあるらしい〝核連鎖反応シミュレーション〟。ウラン原子と中性子線をボールに見立て、最初のボール(中性子線)が投げ込まれると次々にウラン原子が割れて中性子線を出して分裂反応が広がっていく様子を表現している。


 こうしたテクノロジーが生まれたのは、1940年代の第二次世界大戦における
〝原子爆弾の開発 ( ̄□ ̄;)!!〟
の結果で、時代背景も含めて、別ネタの
核兵器な話
でネチっこく能書きを垂れていますので、もっと知りたい方はそちらを読みましょう。


核分裂から原子爆弾が生まれた詳しい経緯は、当駄文Blogの別ネタ『核兵器な話』で詳しく書き垂れている。
X_ふぁいる『核兵器な話』

 発電方式としての原子力と言うのは、核分裂をゆっくり起こさせて、適度な熱エネルギーを取り出せるようにしたのが〝原子炉〟で、その原子炉から得られる熱で水を沸騰させ、高温高圧の水蒸気でタービンを回して発電するのが、原子力発電だというわけです。

 そんなわけで原子力というのは、原理はやたら小難しいんですが、結局高温高圧水蒸気を生み出すための、いわゆる〝湯沸しの熱源〟に使われているだけの話で、火力発電の石油の代わりにしかなっていないモノだと考えていいでしょう。


↓ 原子力…と聞くと、なんか原子のすげぇ複雑な反応で電気エネルギーが生まれている様なイメージがあるが、実際には熱を生み出しているだけ〝単なる湯沸し〟だったりする。
大飯原子力発電所 Ooi Nuclear Power Plant
大飯原子力発電所 Ooi Nuclear Power Plant / ayumu_k


 しかし、この原子力発電が抱える問題は、水力や火力の比ではなく、メチャクチャ多くの問題を抱え込んでいます。
=続く=

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