| English | 意味 |
|---|---|
| fission/ˈfɪʃn/ | 核分裂 |
| chain reaction/tʃeɪn rɪˈækʃn/ | 連鎖反応 |
| fusion/ˈfjuːʒn/ | 核融合 |
原子核のエネルギー
- 原子核には膨大な量のエネルギーが含まれています。
- 私たちは2つの逆の形でこれを放出します：重原子核を分裂させること、または軽原子核を結合させることです。
- これらは地球上の原子力発電所や空のすべての星の動力源となっています。
核分裂
- 核分裂では、重い原子核が中性子を吸収して2つより小さな原子核に分裂し、2〜3個の中性子と大量のエネルギーを放出します。
- 放出された中性子がさらに他の原子核を分裂させ、鎖反応を起こしますが、これが原子力発電所で制御されている現象です。
核分裂連鎖反応
中性子がウラン核を割ると、エネルギーとさらに多くの中性子が放出されます — これらが他の核を割り、さらにそのように続きます。
核分裂とは：
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核分裂＝（中性子を吸収した後）、重い核を2つの小さな核、および2〜3個の中性子とエネルギーに分割すること。
核融合
- 核融合では、2つの軽い原子核が結合してより重いものになり、その際にエネルギーも放出されます。
- 太陽はこの方法でエネルギーを生み出しており、水素をヘリウムに融合させています。以下の反応式は、地球の融合炉で使用される2つの重水素の形（デューテルリウムとトリチウム）によるものです：
- 核融合には極めて高い温度と圧力が必要であり、そのため地球での実現は非常に困難です。
核融合では2つの軽い原子核が結合してより重いものになり、中性子とエネルギーを放出します——これは融合炉で使われるデューテルリウム-トリチウム反応です
核融合とは：
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核融合＝2つの軽い核が結合して重い核となり、エネルギーを放出すること。太陽のエネルギー源です。
太陽のエネルギー源となるプロセスはどれですか？
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太陽は水素核をヘリウムに融合させ、膨大なエネルギーを放出しています。
質量からエネルギーへ、およびバランス
- 核分裂でも核融合でも、わずかな量の質量が失われ、それがエネルギーに変換されます。
- いかなる核反応式においても、**上の数字（質量数）**は釣り合い、**下の数字（原子番号）**も釣り合っています。
- これにより欠けている数字を求めることができます——例えば、何個の中性子が放出されたかなどです。
U-235原子核の核分裂
核 $^{235}_{\ 92}\text{U} + {}^{1}_{0}\text{n} \rightarrow {}^{141}_{\ 56}\text{Ba} + {}^{92}_{36}\text{Kr} + x\,{}^{1}_{0}\text{n}$ において、中性子 $x$ がいくつ放出されますか？
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核種数のバランスが取れている必要があります: $235 + 1 = 141 + 92 + x$ なので、$236 = 233 + x$ と $x = 3$ です。
核分裂と核融合のいずれにおいても、少量の質量がエネルギーに変換されます。
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どちらのプロセスもわずかな質量の減少を生じ、それが大量のエネルギーとして放出されます。
理解できましたか
- 核分裂：重い原子核が分裂する → 2つの小さな原子核＋中性子＋エネルギー（鎖反応）
- 核融合：2つの軽い原子核が結合する → より重い原子核＋エネルギー（太陽の動力源）
- どちらもわずかな質量をエネルギーに変換する
- 核反応式は上（質量数）と下（原子番号）の数字が釣り合う