核分裂は、重い原子をより軽い原子に分裂させる現象です。中性子がウラン235の原子核に衝突すると、原子核は中性子を吸収して不安定になります。そして分裂し、エネルギー、さらに多くの中性子、そしてより軽い元素を放出します。これらの放出された中性子は、さらなる分裂を引き起こし、連鎖反応を生み出す可能性があります。

放出されるエネルギーは膨大だ。ウラン235を1キログラム分裂させると、約2400万キロワット時の熱が発生する。一方、石炭1キログラムを燃焼させた場合の熱発生量は約8キロワット時である。この比率が、核燃料が非常にコンパクトで、原子炉に必要な燃料の量がごくわずかである理由を説明している。

連鎖反応を制御することが、工学的な課題です。制御棒は中性子を吸収して反応速度を遅くします。減速材は中性子の速度を落とし、原子核分裂を起こしやすくします。冷却材は熱を運び去り、蒸気を発生させます。制御が失われると、1986年のチェルノブイリ原発事故のように、反応が危険なほど加速する可能性があります。

主要概念

• 連鎖反応
• 臨界質量
• コントロールロッド
• モデレータ
• 充実