主な違い - 制御された連鎖反応と非制御された連鎖反応

制御された連鎖反応と制御されていない連鎖反応の重要な違いは、制御された連鎖反応は爆発的な効果をもたらさないが、制御されていない連鎖反応は爆発的なエネルギーを放出することである。

核化学では、制御連鎖反応と非制御連鎖反応という用語が議論される。核連鎖反応とは、ある核反応が他の多くの核反応を進行させることによって起こるものです。この連鎖反応により、非常に高いエネルギーが放出される。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 制御された連鎖反応とは 3. 制御されない連鎖反応とは 4. 並べて比較 - 制御された連鎖反応と制御されない連鎖反応を表形式で示す 5. まとめ

制御された連鎖反応は何ですか？

制御された連鎖反応とは、制御された条件下でその後に起こる一連の核反応のことである。この概念を理解するために、核分裂反応を例にとって考えてみよう。核分裂連鎖反応は、中性子が核分裂性同位元素と相互作用することによって起こる。この相互作用により、核分裂した原子核から中性子が放出される。放出された中性子は、他の核分裂性同位体と反応し、その後の核分裂反応を引き起こすことができる。これらの反応が適切に制御・調節された場合、制御された連鎖反応と呼ばれます。モデレータの存在下で制御された核分裂反応を行うことができる。

原子力発電所では、制御された連鎖反応を利用しています。そこでは、核反応の速度をコントロールすることで、連鎖反応を制御している。制御された連鎖反応は、簡単に制御されない形に変換される。出発物質（核分裂性同位体）の量を調整することで、反応を制御することができる。例えば、ウランを大量に使えば、核分裂性同位体と中性子が相互作用する確率が高くなるので、反応も速くなる。そして、その反応は制御不能になる。同時に、反応時間を調整することで、核連鎖反応を制御できるようになります。反応時間を短くすると、中性子が核分裂同位体と相互作用する確率が非常に低くなる。これにより、反応の制御が容易に行えるようになりました。

むせいみゃくはんのうは何ですか？

非制御連鎖反応とは、制御された条件下ではなく、その後に起こる一連の核反応のことである。このように、制御されない連鎖反応は、非常に爆発的なものになる可能性があります。これは、これらの反応が非常に高いエネルギーを一度に放出することができるからです。

図01：制御不能な連鎖反応

例えば、放射性同位元素であるウラン235は核分裂を起こし、ゆっくりと中性子を放出することができます。1つの同位体から一度に3個の中性子が放出される。この3個の中性子は、U-235の他の3つの同位体と反応して9個の中性子を放出することができます（1つの同位体につき3個の中性子）。ここでも連鎖反応が起こり、大量のエネルギーが放出される可能性がある。こうした制御不能な核連鎖反応は、核爆弾に利用される。

制御されたとむせいみゃくはんのうの違い

概要 - 制御された vs. むせいみゃくはんのう

核連鎖反応とは、主に核分裂反応に関連するものである。核分裂とは、不安定な原子核が破裂することである。制御された連鎖反応と制御されていない連鎖反応の違いは、制御された連鎖反応では爆発的な作用は起こらないが、制御されていない連鎖反応では爆発的なエネルギーが放出されることである。

引用

1 Romokrishnan, Dinesh.核分裂-制御された核分裂反応と制御されていない核分裂反応。こちらから入手可能です 2. "制御された核分裂と制御されていない核分裂".ギッシュビュール物理学-制御核分裂と非制御核分裂。こちらで購入できます 3."核連鎖反応", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年3月31日.ここでは、2 "Controlled fission vs. Uncontrolled fission "で提供されています。Gishbull Physics - 制御された核分裂 vs. 制御されていない核分裂。III."核連鎖反応", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年03月31日.