「原子力」のことが一冊でまるごとわかる

齋藤勝裕

多くの人が「原子力」や「核」や「放射線」という言葉に対して「凄い」「怖い」「危ない」などのイメージを持っていると思いますが、実際のところ、なぜ凄いのか、なぜ怖いのかを正確に把握している人は少ないのではないでしょうか。本書では、「原子力とはどのようなものか」「原子力はなぜ危ないのか」「原子力はなぜ役に立つのか」ということを理論面と技術面からニュートラルな目線で解説していきます。原子炉の原理・構造・環境にも詳しく触れ、これまでに世界で起こってきた原子炉の事故も振り返ります。多くの人が混同している核分裂と核融合の違いもしっかりと解説しながら原子力発電の将来についても考察していきます。

• カテゴリ: ビジネス・実用
• ジャンル: 学術・語学 / 理工
• 出版社: ベレ出版
• ページ数: 272ページ
• 電子版発売日: 2024年02月23日
• コンテンツ形式: EPUB
• サイズ(目安): 23MB

[ブクログ · ★★★★☆]

ハーバー・ボッシュ法＝空気からパンを作った男。
かつては硝石が貴重で、尿素から作った。なくなると戦争が終わった。ハーバー・ボッシュ法でアンモニアが作れるようになって、硝酸が簡単に作れるようになった。硝酸カリウムは、爆弾であり化学肥料になった。
ウラン２３５やプルトニウム２３９が原子爆弾の材料。プルトニウムは、ウランから作られた人工元素。
臨界量とは、自然爆発する量。
広島に落とされたリトルボーイは、ウラン２３５を使ったもの。長崎のファットマンはプルトニウム２３９を使ったもの。
ウランを小分けにしておいて、臨界量を超えれば勝手に爆発する。ファットマンは爆縮型で、核物質を球形に固めることで爆発する。
水爆は、核分裂の力で核融合を起こすもの。レーザーを使えば核分裂を起こさない＝きれいな水爆と呼ばれる。
星内部では、核融合で、鉄まで作られる。それ以上の原子は、中性子星のあと超新星爆発によって中性子が鉄原子に降り注ぎ、大きな原子ができる。
原子核分裂は、中性子が原子核にぶつかる現象が連続して起きるもの。枝分かれ連鎖反応。これが自然に起きる量が臨界量。
半減期は年代測定に使われる。14Ｃは、半減期5730年で14Ｎに変化する。木材に入っていた14Ｃの濃度が、空気中濃度の半分だったら、切り倒されてから5730年以上たっていることになる。
地球は原子炉。地球の内部の温度が高いのは、原子核崩壊反応による。地表に現れたものがラドン＝ラジウムの原子核崩壊（α崩壊）でできたもの。水に溶けやすい。ラジウムがα崩壊するとポロニウムになる。
ホルミシス効果＝有害なモノも少量長期間用いれば有効になる。証明することは難しい。
原子核崩壊には、α崩壊、β崩壊、γ崩壊がある。ウラン系列、トリウム系列、アクチニウム系列、ネプツニウム系列などがある。ウランは最終的には、鉛になる。
現代の錬金術＝水銀から軌道電子捕獲によって金をつくる可能性がある。大型商用原子炉で1リットルの水銀から10ｇの金がとれる。
原子番号93（ウラン）の原子は超ウラン元素で、自然界には存在しない。
自然界に存在する電気、雷は取り出せない。
原子力発電は、核分裂が定常反応を起こしている状態＝枝分かれ連鎖反応をおこすと制御できない。制御棒で中性子を遮断してコントロールする。
天然のウランには、ウラン238とウラン235があり、99％以上がウラン238。核燃料にするには遠心分離機でウラン235を濃縮する必要がある。ウラン238は、プルトニウムに変化して高速増殖炉の燃料として使える。ウラン238は劣化ウランとも呼ばれる。密度が鉄の2倍以上あり、弾丸にすると威力がある。
制御材は中性子吸収ができるもの。ウラン235は低速中性子に反応しやすい。中性子を吸収するモノは重水か水＝軽水。軽水炉の意味。
使用済み核燃料にはプルトニウム239が含まれている。原子核崩壊すると放射能がでる。中性子は水で遮断できるのでプールに保管する。
酸素分子とオゾン、黒鉛とダイヤモンドが同素体、中性子の数が違うため質量が違うのが同位体。
原子力発電に使う燃料は、ウラン235を4.5％程度に濃縮したモノ。それ以外はウラン238。燃やすと、ウラン238からプルトニウムが1％ほどできる。核分裂生成物が4.6％ほどできる＝ストロンチウム、ルビジウム、ヨウ素131、セシウム137など。
原子核崩壊によって熱が出る＝水で冷やし続ける理由。
プルトニウムを取り出す作業を再処理という。
使用済み核燃料の半減期は長いもので100億年以上。
そのほか、低レベル汚染物質がある。ドラム缶に埋めて六ヶ所村の地下埋蔵庫にある。高レベルのものは、ガラス固化体にして、六ヶ所村、東海村に一時保存されている。＝トイレのない高級マンション。
プルトニウム濃度を4～6％に高めたものをMOX燃料という。高速増殖炉の燃料。現行の原子炉でも使える。これをプルサーマル計画という。
高温冷却水＝7度程度高くなって海に戻される。
放射能は、α線やガンマ線（電磁波）。
セシウム、ヨウ素、ストロンチウムはβ崩壊を起こす。体内に蓄積しやすい元素。
放射性ヨウ素を防ぐのがヨウ素剤＝あらかじめ甲状腺を普通のヨウ素で満たしておく。内部被曝を防ぐ。
スリーマイル島原発事故はミスが重なって起きた。2号機が事故をおこした。1号機は2019年まで運転、今後60年かけて廃炉する。
チェルノブイリ事故は、実験中に起こった。出力を下げると不安定になる。4号機が事故。周囲30キロは今でも立ち入り禁止。戦車が進行して土が掘り返され、放射線が上がっている。
ビキニ環礁の水爆で、第五福竜丸が被曝。
原子力船「むつ」は、おむすびを投げつけて中性子漏れが収まった。現在は原子炉を下ろし、海洋地球研究船みらいとして稼働。
東海村臨界事故。
もんじゅはナトリウム漏れ。
表面を除染しても、地中には残っている可能性がある。
原発の燃料は、ウラン235が数％の低濃縮ウラン。原爆には、70％以上の高濃縮ウランが必要。20％程度にすることが難しいが、それ以上は困難ではない。現在はプルトニウムのほうが簡単。
原子爆弾を作るのは、濃縮ウランやプルトニウムを手に入れることがネックになる。材料があれば簡単。
高速暴食路は燃料を燃やすとエネルギーが発生し、さらに燃料が作れるもの。高速の意味は、高速中性子の意味。燃料にならないウラン238からプルトニウム239ができる。冷却に水を使えない＝中性子を低速にしてしまう。そこでナトリウムを使う。ロシア以外は実用化されていない。
トリウム原子炉も考案されている。
レアメタルとレアアース。
軽水炉から次世代原子炉（ナトリウム冷却炉、トリウム溶解塩炉）など
太陽の核融合は、4個の水素が4個のヘリウムになる。0.7％の質量がエネルギーに変わる。
水素爆弾は、重水素とトリチウムの核融合（DT反応）。
核融合炉あ、重水素と三重水素の核融合。三重水素は核融合で作る。
一億度の燃料になる。容器が問題で、時期封じ込め方式とレーザービーム閉じ込め方式が考案されている。