原爆、核兵器に関する質問2点

「原子爆弾のエネルギーは、原子が核分裂反応するときに放出するエネルギーである」ということですが、これ、一番最初に発見した人って、どうしてそれが分かったのでしょうか？
まさか、普通の理科の実験みたいに、
「ためしにやってみたら、本当にそうなった」
ってわけじゃないですよね。

それから先日、某映画の試写会に行きました。
原子力発電所のエネルギー源としての核燃料（ウランだかプルトニウムだか、どっちか忘れました）をタンカーで運んでいる最中にテロリストからシージャックされました。
積んである核燃料に向けて高温を発生させる巨大ロケットエンジンみたいなものを噴射して、核爆発を起こし、東京を滅亡させよう、という計画が行われましたが、警察などの活躍で、すんでのところで危機は回避されました、っていう映画なんですが、
「核燃料に高温のロケットエンジンの噴射を浴びせたら、核爆発が起こる」
って、実際にそうなんでしょうか？

No.5 回答者： 独歩 回答日時： 2015/08/29 23:53

下記の方々ほど知識はないですが、確か前にTVでウランの実験をしていた博士が爆発させたのではなくウラン自体でなんか実験してときに不手

際で被爆してしまい助手に自分がどうなるかを記録させ威力がどれほどやばいか確認させたみたいのしてました

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
不手際を起こす博士もいるんですね。

お礼日時：2015/09/02 12:07

No.4 回答者： hayasitti 回答日時： 2015/08/29 23:48

＞「原子爆弾のエネルギーは、原子が核分裂反応するときに放出するエネルギーである」ということですが、これ、一番最初に発見した人って、どうしてそれが分かったのでしょうか？

＞まさか、普通の理科の実験みたいに、
＞ 「ためしにやってみたら、本当にそうなった」
＞ってわけじゃないですよね。
実験てのはとどのつまりは「ためしにやってみる」ことですよ。
もちろん、最初っから吹っ飛ばすような実験はしませんよ。
というより、研究者たちは、もともと原子爆弾を作ろうとしていたわけではなく、ウラン原子の特性について研究していたんですね。
そのときの研究では、少量のウランに中性子をぶつけて発生する物質やそのエネルギーを分析装置で観測して、理論と比較していたんです。
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.ph …
で、科学者たちは「ウランは中性子をぶつけると核分裂反応を起こす。これは莫大なエネルギーを放出する反応だ。」と知ったわけです。
そしてさらに「この現象（核分裂反応と連鎖反応）を爆弾、兵器に応用すれば恐ろしい威力を持つ兵器が出来るんじゃないか」と予測したんですね。
これが原子爆弾の発端なわけです。
（つまり、いきなり原子爆弾を作ろうとしていたわけではなく、核分裂反応を発見して、これを兵器に応用しようと考えたわけです。）

ちなみに、連鎖反応の実験も必要ですが、これも当然爆発が伴う実験なんかはやりません。
たとえば「ウランの金属管をつくって、その穴にウランの棒を落として、棒が穴を通り過ぎている一瞬だけ臨界量に到達するようにする」なんてやり方をしていたそうです。
これなら連鎖反応は極一瞬なので、金属管などの形を工夫すれば、爆発するだけのエネルギーは発生しません。

プルトニウムについてはもっと有名なものがあり、通称「デーモンコア」とよばれるプルトニウムの球状コアがありました。
これは単純に言うと「フタ（中性子反射材）をはずせば臨界しないが、フタをすれば臨界になる」というものでした。
実際に実験時の操作ミスで数名の研究者が命を落としています。（爆発はしていませんが、短期間に多量の中性子を浴びてしまい、急性放射線障害でなくなりました。）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%BC …

＞積んである核燃料に向けて高温を発生させる巨大ロケットエンジンみたいなものを噴射して、核爆発を起こし、東京を滅亡させよう、という計画が行われましたが、警察などの活躍で、すんでのところ＞で危機は回避されました、っていう映画なんですが、
＞ 「核燃料に高温のロケットエンジンの噴射を浴びせたら、核爆発が起こる」
＞って、実際にそうなんでしょうか？
ロケットエンジンの熱であぶっても核爆発は起こせませんよ。
理由は二つ。

まず一つ目。原子力発電所の燃料は濃縮度の関係から、それだけでは不純物が多すぎて臨界反応は起こせません。
なので、そもそも原子力発電に使われる核燃料だけでは核爆発（核分裂の連鎖反応による爆発）は起こりえません。
原子炉という連鎖反応を発生させる装置に組み込まれて、初めて連鎖反応を起こせるのです。
（というより、自発的に連鎖反応を起こしてしまうようでは、危険すぎてとてもじゃないが扱えませんし、そんな危なっかしい設計なんかするわけがありません。）

二つ目。ロケットエンジンによる加熱はせいぜい数千℃～1万℃程度と予測されるので、核燃料を熱で融かすことは出来ると思いますが、核爆発とは関係がありません。
核爆発に必要な鍵は、連鎖反応にかかわる元素（ウランとかプルトニウムとかね）の量と純度・密度、そして核分裂反応を起こす引き金となる中性子です。
そして、数千度程度の温度では、これらが変化することはありません。

ただし、「融解させた核燃料をロケットエンジンとともに大爆発させて大気中に飛散させる」というならばテロとして脅威にはなるでしょう。
実際に概念としては存在しており、放射性物質を拡散させる爆弾、通称「汚い爆弾」といわれるものです。
ただ、繰り返しますが、これは従来の意味での核爆発（核分裂の連鎖反応による爆発）とは意味が違うものです。
放射能汚染を目的にしているものであって、爆発の物理的な威力自体は通常の爆弾と同程度です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。


ロケットエンジンでは核爆発は起こらないんですね。

お礼日時：2015/09/02 12:06

No.3 回答者： 銀鱗 回答日時： 2015/08/29 23:02

広島や長崎に投下された原子爆弾に積まれた同じ量のウランやらプルトニウムを使って実験するわけがない。

初期の実験というものは小規模で行うものだ。
水素の燃焼実験でドラム缶数本分を一瞬で燃やすヴァカはいないだろ。

核分裂は熱で促進できるが爆発には至らない。なにせ燃料が薄いからだ。
また爆発してもたかが知れている。燃料を包んでいる容器が爆発にいたるまでの高圧に耐えられず比較的低圧で容器が破損する。
熱するだけではせいぜいダーティボム（核物質散布による放射能汚染を目的とした爆弾）になるのが限界。
自分が知っているくらいだからここに書いても大丈夫だろうが、
核爆弾は核物質同士を勢いよくぶつけることで急激な核反応を起こさせ、発生する熱とそれに伴い発生する圧力を高圧容器に閉じ込め一気に開放することで周囲に熱と衝撃波を浴びせるものだ。

映画「ピースメーカー」で最後に核爆弾の時限装置を解除できなくて、
この勢いよくぶつけるための炸薬（プラスチック爆弾？）を詰めているシェルをこじ開けて炸薬の爆破を外に向け
核物質同士をぶつけないようにして回避するシーンがある。（これ、解説なしにこのシーンを見ただけで理解できる人って何人いるんだろうと疑問に思った。クライマックスだぞ、このシーン。）
こういった知識があるとちょっと楽しめる映画だ。
（そのほかスパイが使うハイテク機器…今ではすでにローテク…についても知っていると更に楽しめる）

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

「スパイが使うローテク」って知ってますよ。
スパイ手帳でしょ？
水に溶ける紙で出来たメモ帳ってやつ・・・
持ってました。

お礼日時：2015/09/02 12:11

No.1 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/29 21:57

アインシュタインが質量はエネルギーであるということを提唱したのです。

それに基づき、核分裂しやすい元素（ウラン２３５というウランの同位元素）で実験したところ、それが立証できたということ。

原子力発電の核燃料は濃縮率が５％程度（だったと思う）に対し、原子爆弾は９９％という高濃縮率の核燃料でないと核爆発という連鎖反応は起こせません。
原爆を作る技術というのは、まさにウランの濃縮技術にかかわってくるわけです。
つまり、原子力発電の核燃料では核爆発させることはできません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
質問の書き方が悪くて真意が伝わらなかったようですね。

>実験したところ、それが立証できたということ。

ですから、それをどうやって実験したのか、ってことなんですけど。

博士「ここにウラン235がある。これは非常に核分裂しやすい元素じゃ」
助手「核分裂するとどうなるんですか？」
博士「うむ、凄い量のエネルギーが放出されるんだ。火薬兵器なんて目じゃないほどの大量のエネルギーが放出され、都市の一つや二つは吹っ飛んでしまうほどの大爆発が起きるのじゃ！」
助手「博士！　大発見ですね！　早く実験しましょうよ！」
博士「うむ、では行くぞ！　核分裂スタート！」

ドッカーン！！！！！

博士も助手も研究室も何もかも跡形もなく吹き飛んでしまい、周囲数十キロは死の街と化しました。
勿論、博士と助手が何の実験をしていたのか、誰も知る由もありませんでした・・・・
ってわけじゃないですよね？

ってことを聞きたいのですが、最初の実験の様子がお分かりになりますでしょうか？

お礼日時：2015/08/29 22:11