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2018年5月5日土曜日

原子力発電との関係

ウラン238

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ウラン238
概要
名称、記号 ウラン238,238U
中性子 146
陽子 92
核種情報
天然存在比 99.284%
半減期 44億6800万年
親核種 242Pu (α)
238Pa (β−)
崩壊生成物 234Th
同位体質量 238.0507826 u
アルファ崩壊 4.267 MeV
ウラン238（uranium-238、238U）とはウランの同位体の一つ。ウラン238は中性子が衝突するとウラン239となる。ウラン239は不安定でβ-崩壊しネプツニウム239になり、さらにβ-崩壊（半減期2.355日）しプルトニウム239となる。
天然のウランの99.284%がウラン238である。半減期は4.468 × 109年（44億6800万年）。劣化ウランはほとんどがウラン238である。濃縮ウランは天然ウランを濃縮して、よりウラン235の濃度を高めたものである。
ウラン238は核兵器や原子力発電と関係がある。

目次

核兵器との関係

通常、ウラン238は、中性子の捕獲率が高く、それは結果としてウラン235の核分裂反応を妨げる。そのため、兵器級(Weapon-Grade)濃縮ウランを製造する際には、ウラン238の割合が低くなるように配慮される。広島に投下された原子爆弾ではウラン235が80%、ウラン238が20%であった。
ただし、ウラン238も高速中性子にさらされると核分裂反応が起こる。そのため、水素爆弾やその派生である3F爆弾では、核融合反応を発生させるためのX線の反射材として、また核融合で発生する高速中性子と反応させるブースターとして使用される。

原子力発電との関係

軽水炉による原子力発電においては低濃縮ウランが用いられるが、ウラン238が中性子照射によって核種変換されて生じるプルトニウムはそのまま核分裂してエネルギー生成に寄与する。高速増殖炉においてはウラン238はブランケット燃料として炉心に装荷されプルトニウムを生成するのに使われる。

対称核分裂

ウランの同位体の中で、唯一ウラン238のみが対称核分裂する[1]。対称核分裂とは、ウラン238の場合、ウランの原子番号92番の真半分の原子番号46番パラジウム2個に分裂することを言う。また、その分裂した2個の原子の番号が真半分に近い値であり、その2つの原子番号の和が元の原子の番号と等しい場合、非常に対称性の高い核分裂と言える[2]。
対称核分裂は、励起エネルギーと共に増えることや[3]、その生成物が核分裂連鎖反応の傾向の一つであることが[4]知られている。

放射性降下物ネプツニウム237を生成

ウラン238は、速中性子照射によって生成するウラン237がベータ崩壊してネプツニウム237を生成する[5]。ネプツニウム237は、核兵器の爆発によって生成する[6]ことから、核実験の放射性降下物として知られている[7]。

脚注

  1. ^ “Fission Chain Reaction_Trends of Fission Products_Symmetric Fission Products”. The LibreTexts libraries. 2018年2月23日閲覧。
  2. ^ “仁科芳雄博士生誕 120 周年記念講演会　日本現代物理学の父　仁科芳雄博士の輝かしき業績＿ウラン -237 と対称核分裂の発見（pp.45-46）”. 仁科記念財団. 2018年2月23日閲覧。
  3. ^ “核分裂理論入門”. 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構（JAEA）. 2018年2月24日閲覧。
  4. ^ “Fission Chain Reaction_Trends of Fission Products_Symmetric Fission Products”. The LibreTexts libraries. 2018年2月24日閲覧。
  5. ^ “ネプツニウム-237（237Np）”. 原子力資料情報室. 2018年3月2日閲覧。
  6. ^ “ネプツニウム-237（237Np）”. 原子力資料情報室. 2018年3月2日閲覧。
  7. ^ “Neptunium-237 production from atmospheric nuclear testing”. ＩＡＥＡ. 2018年3月2日閲覧。
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2018年3月11日日曜日

FALLOUT

ネプツニウムの同位体

（ネプツニウム237から転送）
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ネプツニウム(Np)は安定同位体を持たない。そのため標準原子量を定めることはできない。
19種の放射性同位体が特徴づけされており、もっとも安定な同位体は半減期214万年の237Npであり、次いで半減期15.4万年の236Np、そして半減期396.1日の235Npと続く。その他の同位体は半減期が4.5日以下であり、そのほとんどが50分以下である。また、4種の核異性体があり、もっとも安定なのは236mNp (t½ 22.5 時間)である。
ネプツニウムの同位体質量の範囲は225.0339 u (225Np) から 244.068 u (244Np)まで。

目次

ネプツニウム237

ネプツニウム237は、ウラン238が高速中性子照射によって生成するウラン237がベータ崩壊して生成する[1]。なお、ネプツニウム237は、核兵器の爆発によって生成する[2]ことから、核実験の放射性降下物としても知られている[3]。

一覧

同位体核種 Z(p) N(n) 同位体質量 (u) 半減期 核スピン数 天然存在比 天然存在比
(範囲)
励起エネルギー
225Np 93 132 225.03391(8) 3# ms [>2 µs] 9/2-#

226Np 93 133 226.03515(10)# 35(10) ms


227Np 93 134 227.03496(8) 510(60) ms 5/2-#

228Np 93 135 228.03618(21)# 61.4(14) s


229Np 93 136 229.03626(9) 4.0(2) min 5/2+#

230Np 93 137 230.03783(6) 4.6(3) min


231Np 93 138 231.03825(5) 48.8(2) min (5/2)(+#)

232Np 93 139 232.04011(11)# 14.7(3) min (4+)

233Np 93 140 233.04074(5) 36.2(1) min (5/2+)

234Np 93 141 234.042895(9) 4.4(1) d (0+)

235Np 93 142 235.0440633(21) 396.1(12) d 5/2+

236Np 93 143 236.04657(5) 154(6)E+3 a (6-)

236mNp 60(50) keV 22.5(4) h 1

237Np 93 144 237.0481734(20) 2.144(7)E+6 a 5/2+

238Np 93 145 238.0509464(20) 2.117(2) d 2+

238mNp 2300(200)# keV 112(39) ns


239Np 93 146 239.0529390(22) 2.356(3) d 5/2+

240Np 93 147 240.056162(16) 61.9(2) min (5+)

240mNp 20(15) keV 7.22(2) min 1(+)

241Np 93 148 241.05825(8) 13.9(2) min (5/2+)

242Np 93 149 242.06164(21) 2.2(2) min (1+)

242mNp 0(50)# keV 5.5(1) min 6+#

243Np 93 150 243.06428(3)# 1.85(15) min (5/2-)

244Np 93 151 244.06785(32)# 2.29(16) min (7-)

  • #でマークされた値は、全てが純粋に実験値から算出されたものではなく、一部体系的な傾向から導き出された推定値を含んでいる。明確なデータが得られていない核スピンに関しては、かっこ書きで表記している。
  • 数値の最後にかっこ書きで表記しているのは、その値の誤差を示している。誤差の値は、同位体の構成と標準の原子質量に関しては、IUPACが公表する誤差で表記しており、それ以外の値は、標準偏差を表記している。

脚注

  1. ^ “ネプツニウム-237（237Np）”. 原子力資料情報室. 2018年3月2日閲覧。
  2. ^ “ネプツニウム-237（237Np）”. 原子力資料情報室. 2018年3月2日閲覧。
  3. ^ “Neptunium-237 production from atmospheric nuclear testing”. ＩＡＥＡ. 2018年3月2日閲覧。

参考文献

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2017年3月26日日曜日

Fukushima Revitalization

Fukushima Prefecture > Fukushima Revitalization Station

Radioactivity measurement map

(※) Radiation Map of the Pref.

3月25日 土曜日 17時 Now
Map image of the background
Fukushima City
0.17μSv/h
Kooriyama City
0.10μSv/h
Shirakawa City
0.07μSv/h
Aizuwakamatsu City
0.05μSv/h
Minamiaizu Town
0.04μSv/h
Minamisoma City
0.08μSv/h
Iwaki City
0.07μSv/h
Tokyo Shinjuku
0.03μSv/h
detailed info
(※) As main points of 7 departments in Fukushima Prefecture, we post doses of radioactivity at each Government building. Shinjuku-ku, Tokyo is reference level. As for the details including dose of radioactivity of other points, please click 'detailed info' which leads to Fukushima Prefecture Radioactivity Measurement Map.
[related information] about "influence of radiation in everyday life"
Japanese major cities (unit μSv/h)
The city name (atomic energy regulation agency data)
Sapporo city 0.03 March 22, 2017
Tokyo 0.03 March 22, 2017
Fukuoka city 0.06 March 22, 2017
National radioactivity measurement map
Overseas major cities (unit μSv/h)
The city name (data source：Japan National Tourism Organization)
New York 0.04 Mar12, 2017
London 0.10 Mar13, 2017
Singapore 0.10 Mar13, 2017
Hong Kong 0.09-0.15 Mar13, 2017
Beijing 0.07 Mar13, 2017
World radioactivity measurement map
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