Chemistry-part2-chemistry-nuclear-energy
提供：Dev Guides
化学-原子力エネルギー
前書き
- 核反応は、原子力発電所で電気を生産するために使用されている膨大な量のエネルギー（核エネルギーとして知られています）を放出します。
- 通常、核分裂、核融合、*核崩壊*によって生成される核エネルギー。
- 1938年、ドイツの化学者オットー・ハーン、フリッツ・ストラスマン、およびオーストリアの物理学者リーゼ・マイトナーが、中性子を照射したウランの生成物を使用した実験を実施しました。 この実験の結果、比較的小さな中性子が、重いウラン原子の核を2つのほぼ等しい断片に分割し、大量のエネルギーを放出しました。
- オットー・ハーンと彼の同僚の核実験は核分裂として人気があります。
核分裂
- 核分裂のプロセスは、自由な中性子とガンマ光子を生成しますが、これを行うと非常に大量のエネルギーが放出されます。
- 核分裂は発熱反応であり、運動エネルギーだけでなく、電磁放射の形で大量のエネルギーを放出する可能性があります。
- 核分裂は、時々自然に起こります（すなわち、 放射性崩壊の一種としての中性子衝撃なし）。
核分裂の種類
- 以下は、核分裂の主要なタイプです-
- 連鎖反応および
- 核分裂反応
それらについて簡単に説明しましょう-
連鎖反応
- 単一の核反応が1つ以上の後続の核反応を引き起こす場合、連鎖反応として知られています。
- このような連鎖反応は、自己伝播する一連の核反応の可能性を高めます。
- 核連鎖反応は、他の化学反応よりも反応あたり数百万倍のエネルギーを放出します。したがって、爆発的または制御されない連鎖反応としても知られています。
- 重い原子が核分裂を起こすと、通常は2つ以上の核分裂片に分解されます。 その過程で、いくつかの自由な中性子、ガンマ線、ニュートリノが放出され、最終的に大量のエネルギーが放出されます。
- 以下は、連鎖反応の2つの例です-
- ^ 235 ^ U →中性子核分裂片 2.4中性子+ 192.9 MeV
- ^ 235 ^ Pu →中性子核分裂片 2.9中性子+ 198.9 MeV
- 原子爆弾では、一貫したエネルギー源が必要であるため、連鎖反応技術が使用されます。
核分裂反応
- 中性子（燃料原子の核分裂によって生成される）を使用して持続可能なエネルギーの放出のためにさらに多くの核分裂を誘発する核分裂反応は、核分裂反応として知られています。
- このような反応は遅く、制御可能です。したがって、制御連鎖反応としても知られています。
- 電力（電気）を生成する原子炉は、制御された連鎖反応の理想的な例です。
- 用途と用途の種類に基づいて、核分裂/制御された連鎖反応は次のように分類されます-
- パワーリアクトル
- 研究炉
- ブリーダーリアクター
- これらの原子炉は通常、核分裂生成物の運動エネルギーを熱に変換します。さらに、熱は熱機関を駆動する作動流体を加熱するために使用され、最終的に機械的または電力を生成します。
原子炉の基本コンポーネント
- 以下は、原子炉の重要なコンポーネントです-
- 核燃料-ウラン（^ 233 ^ U、^ 235 ^ U）、トリウム（Th ^ 232 ^）、プルトニウム（Pu ^ 239 ^）など。
- モデレーター-放出された中性子を制御するために使用されます。 E.g. 重水、ベリリウム、グラファイトなど
- 冷却剤-反応器を冷却するために使用されます。 E.g. 水、蒸気、ヘリウム、CO〜2〜、空気、溶融金属など
- コントロールロッド-核分裂反応を実行および停止するために使用されます。 E.g. カドミウムまたはホウ素の棒はそのような目的のために使用されます。
核融合
- 2つの軽い核が融合して重い核を形成するプロセスは、核融合として知られています。このプロセスの間に、核エネルギーとして知られている膨大な量のエネルギーが放出されています。
- 核融合の最良の例は、水素爆弾です。
- 水素爆弾は、原子爆弾の約1,000倍強力です。
