核分裂はどのようにしてエネルギーを生み出すのか

核分裂は重い原子核が中性子を吸収して分裂し、多量のエネルギーを生成する現象であり、原子力発電や原子爆弾に利用されています。

核分裂は原子核の分裂によってエネルギーを生み出す現象です。この過程は特によくウラン235（²³⁵U）やプルトニウム239（²³⁹Pu）などの重い原子核で観察されます。ここでは、核分裂の基本的な仕組みと、それがエネルギーをどのように生成するかを説明します。

核分裂の基本原理

核分裂は一般に、重い原子核が中性子を吸収することから始まります。例えば、ウラン235が中性子（n）を吸収すると、核が不安定になり、次のように分裂します。

²³⁵U + n → ²³⁶U → 分裂生成物 + 中性子 + エネルギー

この式の中で、²³⁶Uは不安定な中間体であり、迅速に分裂して二つの小さな原子（分裂生成物）と追加の中性子を生成します。これらの分裂生成物には、クリプトン（Kr）やバリウム（Ba）などがあります。この過程で、大量のエネルギーが放出されます。

核分裂によって生成されるエネルギーは、主に次の３つの形式で放出されます：

さらに興味深いのは、生成された中性子が他のウラン235の原子核にぶつかり、新たな核分裂を引き起こす連鎖反応です。これは次のように表されることが多いです：

n + ²³⁵U → 分裂生成物 + 2 or 3 n + エネルギー

この連鎖反応が十分に制御されると、持続的にエネルギーを発生させることができます。この原理は原子力発電所や原子爆弾の基盤となっています。

核分裂は重い原子核が中性子を吸収して分裂する過程であり、その結果、多量のエネルギーが生成されます。このエネルギーは主に運動エネルギーとガンマ線エネルギーの形で放出され、連鎖反応が発生することでさらに増強されます。このようにして、核分裂は強力なエネルギー源となっています。