クリーンな核分裂の可能性

通常の核分裂は、下記HPのようにいろんな核種に分裂してしまいます。（同じ核種でも入射中性子のエネルギーによって、分布は異なります。）

https://atomica.jaea.go.jp/data/pict/03/03060304 …

しかし、下記HPのように指数関数型とは異なった時間依存性を示すようになり、短時間で崩壊する現象が確認されています。
ということは、「いろんな核種に分裂する」→「ある特定の半減期の短い核種だけを分裂させている」と読み替えることが出来ます。
すると、「ある特定の半減期の短い核種だけを分裂させている」→「放射線を出さない核種だけに分裂させる」＝「クリーンな核分裂」が出来る可能性があるのではないでしょうか？

https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/NRP/research/resea …

質問者からの補足コメント

• 

  原子核をスイカに例えますと、
  
  ・現状の核分裂は、「スイカ割り」みたいなものではないでしょうか？（目隠しをして割っているので、そこら中に破片（放射性物質）が飛び散ってます。）
  ・スイカ（原子核）を包丁で、綺麗に切れば、破片が飛び散らず、綺麗に割れるかもしれません。

    補足日時：2021/03/31 14:16

• 

  現状の原子核物理学では、「答えは〇〇である。」と言えない段階のような気もします。（ほとんど何も、断言できない段階かもしれません。）
  
  
  クリーンな核分裂の可能性は、大いにあると思います。
  完全な放射性ゼロの核分裂は無理かもしれませんが、半減期が数年とか数十年とかの核種だけしか発生しない核分裂は可能な気がします。
  
  風力発電や太陽光発電等の再エネよりも、クリーンで数百万倍効率の良い原子力発電所が作れる可能性はあるのではないでしょうか？

    補足日時：2021/03/31 15:49

• 

  「超放射」は、光（ボゾン）に限った現象であり、核分裂で放射する中性子（フェルミオン）には適用されない。
  と反論されるかもしれません。
  その場合、中性子（フェルミオン）２個が、クーパー対になってボゾンになれば、OKなはずです。
  
  
  https://kotobank.jp/word/%E8%B6%85%E6%94%BE%E5%B …

    補足日時：2021/04/01 09:43

• 

  核分裂は、複合核が形成され
  
  ①現状は、複数のFPの励起状態→複数のFPの基底状態になって、バラバラのスペクトルエネルギーを放出させている。
  
  それを
  
  ②単一のFP部分だけの励起状態→単一のFP部分だけの基底状態にして、単一のコヒーレントなエネルギーを放出させる。
  
  これが出来れば、クリーン核分裂が実現できるはず。
  
  「光」を使って部分的に核分裂の「超放射」は実現されているが、「中性子」を使う場合、どうやれば実現できるのか？不明。

    補足日時：2021/04/02 07:56

• 

  ①ボゾン＝揃った状態
  
  は特殊な場合。
  
  ②ボゾン＝揃った状態＋揃ってない状態（の共存状態）
  
  が通常。
  
  通常の複合核（例えば236U92＝ボゾン）は、②の状態で核分裂をしている。
  
  ①の状態で核分裂をするには、複合核（例えば236U92）になった瞬間に、コヒーレントな強烈なレーザーを照射すれば、「超放射」の核分裂が発生するのでは？

    補足日時：2021/04/02 10:07

• 

  >超放射は誘導放射の一種だけど
  >それを銀の弾丸だと思う根拠は？
  
  光が弾丸のように飛んで行って、原子核を叩き割る、、というイメージではないです。
  もうブヨブヨになって今にも分裂しそうな複合核（既に、熱中性子が入射済みの核）に、コヒーレント性の軽い～振動を与え共振させて、原子核の状態を揃えるイメージです。

    補足日時：2021/04/03 07:32

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  「上記のクリーンな核分裂の可能性はあり得ない」というご意見の方がおられましたら、その理由をお聞かせ頂きましたら幸いです。

    補足日時：2021/04/03 09:20

No.3 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/04/02 20:49

現状だど中性子ぶつけて壊すだけなので

無秩序に壊れて放射性物質が―億倍くらいに
増えてしまいますが、それを完璧に制御する
具体的な方法方法は？

超放射は誘導放射の一種だけど
それを銀の弾丸だと思う根拠は？
核分裂の制御とどう繋がるの？
何となく格好いい言葉だから?

この回答へのお礼

>無秩序に壊れて放射性物質が―億倍くらいに増えてしまいますが、

完全な無秩序ではないです。
そのように考える根拠は、いつ実験をやっても、下記のような規則に従ってFPが生成され分布するからです。（各核種毎に、質量数分布も荷電分布も決まっています。）
つまりフェルミオン型の統計力学に従って分布しているのです。

https://atomica.jaea.go.jp/data/pict/03/03060304 …

これは、例えば236U92（複合核）はボゾンの揃った状態＋揃ってない状態の共存状態になっているので、このような規則正しいがＦＰが広がった分布になると考えます。

この236U92（複合核）に、強烈なレーザーを照射すれば、「ボゾンの揃った状態＋揃ってない状態」→「ボゾンの揃った状態だけ」に変化させることが可能だと予想します。

すると、「超放射」の核分裂（ＦＰの分布のピークの鋭いもの）が発生する可能性はあると考えるのです。

これを言い換えれば、下記のFe-57の第1励起状態→236U92（複合核）に置き換えただけです。従いまして、Fe-57の自発核分裂と236U92の中性子誘起核分裂の違いは、ありますが、「超放射」が起きる可能性はあると考えます。


https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/NRP/research/resea …

現状の核分裂は、ボゾン＝揃った状態＋揃ってない状態（の共存状態）で行っています。

それを、ボゾン＝揃った状態で行なえば、コヒーレントな核分裂（＝クリーンな核分裂）を発生させるのでは？と予想してます。

お礼日時：2021/04/02 21:32

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/04/01 00:19

「ある特定の半減期の短い核種だけを分裂させている」とはどういう意味?

「いろんな核種に分裂する」→「ある特定の半減期の短い核種だけを分裂させている」
というところからすると
「ある特定の半減期の短い各種だけ＊になるように＊分裂させている」
という意味でいい?

この回答へのお礼

>「いろんな核種に分裂する」→「ある特定の半減期の短い核種だけを分裂させている」

現状の複合核の理論は、235U92＋n　→　236U92（複合核）となり、nのエネルギーが同じである場合、どんな状況でも、下記の同じ分布になると考えられています。

https://atomica.jaea.go.jp/data/pict/03/03060304 …

この複合核の理論は、古典力学的で不完全だと思います。下記現象のアナロジーから、複合核はコヒーレントとインコヒーレントの２つの状態がある可能性があると考えるのです。
よく知られているのコヒーレントとインコヒーレントは、レーザーとLEDです。
すなわち、現状の核分裂は、LEDのような広く分散したものなので、レーザーのようにピークを絞った核分裂にすることが可能であると考えるのです。

https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/NRP/research/resea …

お礼日時：2021/04/01 08:06

No.1 回答者： chiha2525 回答日時： 2021/03/31 19:26

＞「放射線を出さない核種だけに分裂させる」

この元ネタって何？

この回答へのお礼

元ネタはないです。最終的には、理論ではなく、いろいろと実験しないと解からないと思います。

例えば、ウラン（原子番号92）が、綺麗に真２つに分裂して、パラジウム（原子番号46）の同位体になれば、半減期が数時間程度なので、クリーンな核分裂になる訳です。（核力を無視して電気的な２つのFPの反発力だけを考えれば、真２つに分裂するはずです。）
但し、連鎖反応は必要なので、最低条件として、それなりのエネルギーの中性子が２個以上出る反応でないと無意味です。

可能性は、真２つに分裂する場合だけではなく、その他、いろいろあります。要するに半減期の短い２種類の核種に分裂し、更に連鎖反応するように、何等かの制御を行うことが出来れば、クリーンな核分裂が発生する可能性はあると思います。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%A9 …


追伸

但し、複合核が出来るという理論に従えばないです。但し、この複合核の理論では、指数関数型とは異なった時間依存性を示すようになり、短時間で崩壊する現象を説明できないと思います。

お礼日時：2021/03/31 20:59