放射性廃棄物

原子核分裂反応によってウランが「クリプトン＋中性子」と「バリウム＋中性子」に分裂しますよね?

この時出てくるクリプトンとバリウムって放射性廃棄物ですか?

No.3 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/03/07 04:12

>原子核分裂反応によってウランが「クリプトン＋中性子」と「バリウム＋中性子」に分裂しますよね?

　必ずしも「クリプトン＋バリウム＋中性子」に分裂するとは限りません。
　ウラン235が核分裂する際には、分裂によって出来た原子核の中には、質量数（原子核中の陽子の数と中性子の数の合計した数）が95と139の原子核の割合が最も多くなるというだけで、どの元素の、どの同位体に分裂するのかは、決まっていません。

【参考URL】
　核燃サイクル阻止１万人訴訟原告団 > 核燃かんたん講座 > 基礎講座その１ 原子力発電の原子って何？
　　http://www5a.biglobe.ne.jp/~genkoku/kiso-koza-1. …

　ですから、クリプトンやバリウムの放射性同位体も生じますが、放射性ではないクリプトンやバリウムの同位体や、クリプトンやバリウム以外の元素の放射性同位体や安定同位体も生じます。
　尤も、ウランの原子核中に含まれている中性子の割合は、軽い元素の安定同位体の原子核中に含まれている中性子の割合よりも多いため、放射性同位体が生じる確率の方がかなり高くなります。
　但し、クリプトン92やバリウム141は半減期が短く、クリプトン92は1.84秒でβ線を出してルビジウム92に変わり、ルビジウム92は4.49秒でβ線を出して、放射性のストロンチウム92（半減期2時間40分）に変わります。
　又、バリウム141は18.27分でβ線を出して、放射性のランタン141（半減期91.1分）に変わります。

【参考URL】
　クリプトンの同位体 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%AA% …

　バリウムの同位体 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%90%E3%83%AA% …


　この様に半減期が特に短い放射性同位体は、比較的短時間で別の元素の同位体に変わり、量が減ってしまいますから、原子炉の中で生じる端から崩壊して減って行きますし、バリウム141の場合は、原子炉を止めてから半日ほどで量が百万分の1以下になってしまいます。
　原子炉を止めて、使用済み核燃料を取り出す際には、使用済み燃料が冷えるまで（即ち、半減期の短い放射性核種が崩壊して、ある程度量が減るまで）待ってから行いますから、その間にクリプトン92やバリウム141は殆ど無くなってしまいます。
　核分裂後の放射性廃棄物は、使用済み核燃料から分離したものですから、その中には、半減期が特に短い放射性同位体は、あまり含まれていない事になります。（但し、半減期が少し長めの放射性核種が崩壊して、半減期が短い別の放射性核種が生じる事もあります）
　その結果、放射性廃棄物の中には、安定同位体と、半減期が中くらい～長い放射性同位体が残る事になります。
　例えば、普通の原子炉（熱中性子を使う原子炉）から出る使用済み核燃料中の核分裂生成物に含まれる、クリプトンの同位体の量は、クリプトン85（半減期10.76年β崩壊）が累積核分裂収率（他の放射性核種が崩壊する事によって、その核種が生成した回数を積算した数が、元のウラン原子の個数の何％になるのかを現した値）で、1.29％である他は、殆どが安定同位体でクリプトン83が1.01％、クリプトン84が1.69％、クリプトン86が1.97％です。
　同様にバリウムに関しては、放射性の同位体は、バリウム139（半減期83.06分β崩壊）が6.41％、バリウム140（半減期12.75日β崩壊）が6.21％、安定同位体のバリウム138が6.77％です。

【参考資料】
　アイソトープ手帳
　　編集・発行：（社）日本アイソトープ協会
　　発売所：丸善（株）

　この様に、放射性廃棄物の中のクリプトンやバリウムには、放射性同位体と放射性ではない同位体の両方が含まれていますが、混ざり合っている同位体を分離するためは、比較的高度な技術と、大きな労力が必要になるため、放射性同位体だけを分離して処分する様な事は、おそらく行われておらず、放射性同位体と安定同位体が混ざった状態で、まとめて処分しているのではないかと思います。

No.2 回答者： -Ken-Ken- 回答日時： 2011/03/07 03:47

う～ん、「放射性廃棄物」という単語をどういう意味で使っていますか？

放射性廃棄物というのは、まず第一にゴミです。廃棄物ってゴミのことですから。
例えば、コバルト60のγ線源を使っているとするでしょう？これをγ線源として使っているうちはγ線源です。もういらね、と捨てることにしたら放射性廃棄物です。もちろん一般のゴミと一緒に捨ててはいけません。
典型的な例としては、作業着、フィルタ、そういうのを焼いた灰、汚水、コンクリートくずなどそういうものの形をしています。クリプトン92をさして、これは放射性廃棄物です、とはあまり言いません。

また、もちろんクリプトン92やバリウム141を捨てる、それが付いた雑巾を捨てる、ということなら放射性廃棄物といえます。でも、クリプトン92の半減期は1.8秒、バリウム141の半減期は18分ですから、出来てから捨てるまでの間に事実上なくなってしまうのではないでしょうか。

「放射性廃棄物ですか」ではなく、「放射性同位体ですか」と聞きたいのではないですか？

No.1 回答者： sailor 回答日時： 2011/03/06 23:40

ここでできるクリプトンもバリウムもどちらも放射性同位体ですので放射性廃棄物です。

ちなみにクリプトン92（92Kr)とバリウム141（141Ba)のに種類です。