核燃料
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核燃料とは、原子炉内で制御された核分裂反応を起こすために使用される物質である。
基本情報[編集]
核分裂反応とは、原子核が分裂片と呼ばれる2つの原子核に分裂し、同時に数個の中性子が放出され、それがさらに後続の原子核の分裂を引き起こす連鎖反応である。この反応は、中性子が元の原子核に衝突することによって発生する。核分裂で形成される分裂片は高い運動エネルギーを有している。この分裂片の減速に伴って大量の熱が放出される。分裂片とその放射性崩壊生成物は、通常分裂生成物と呼ばれる。あらゆるエネルギーの中性子で分裂する原子核は核燃料と呼ばれる。通常、これらは奇数の原子i番号の元素が該当する。一定のしきい値以上のエネルギーを持つ中性子によってのみ核分裂を起こす原子核の元素は偶数の原子番号である。これらの原子核は原料と呼ばれ、しきい値が中性子を捕獲すると核燃料となる原子核が生成される。
種類[編集]
核燃料は以下の2種類に分類される。
- ウラン235の核分裂性原子核を含む天然ウラン、および中性子捕獲によってプルトニウム239を生成する能力を持つウラン238の原料
- 自然界には存在しない二次燃料(人工元素)では、一次燃料(天然元素)から生成されるプルトニウム239や、トリウム232の原子核による中性子の捕獲によって生成されるウラン233などがある。
主な核燃料[編集]
- ウラン
核燃料の主流。埋蔵量が多い。
- トリウム
現在では使用されることはほとんどない。製造過程が複雑で、再処理等もコストが高い。しかし、実用化に向けた研究・開発が進んでいる。→トリウム核開発計画
- プルトニウム
こちらも現在ではほとんど使用されない。これまで、ウランと混ぜて核燃料として使うという試みが行われたものの、いずれも成功しているとは言えない。MOX燃料や、MNUP燃料がある。