Loading article…
高速核分裂とは、重い原子が高速中性子と呼ばれる高エネルギー中性子を吸収して分裂する核分裂のことである。ほとんどの核分裂性物質は、よりゆっくりと動く熱中性子を必要とする。
高速中性子炉は、ほとんどの原子炉とは異なり、高速核分裂を利用してエネルギーを生成します。従来の原子炉では、中性子を減速させて原子核分裂を起こしやすくするために減速材が必要です。高速中性子炉は高速中性子を使用するため、減速材は不要です。減速材は熱中性子炉で多くの中性子を吸収する可能性があり、高速核分裂は核分裂あたり平均でより多くの中性子を生成するため、高速中性子炉は中性子経済性に優れており、プルトニウム増殖炉の実現を可能にしています。ただし、高速中性子炉は、原子炉起動時に比較的濃縮度の高いウランまたはプルトニウムを使用し、中性子が原子核分裂を起こす可能性を高める必要があります。
ウラン238などの一部の原子は、低速中性子が当たっても通常は核分裂を起こさないが、十分な高エネルギーの中性子が当たれば分裂する。[ 1 ]水素爆弾で重水素と三重水素の核融合によって生成される高速中性子は、原子炉で生成される高速中性子よりもさらに高いエネルギーを持つ。このため、安価な天然（あるいは劣化ウラン）の層を追加するだけで、任意の核融合兵器の出力を増加させることが可能となる。ウラン238の高速核分裂は、多くの水素爆弾設計において爆発出力と放射性降下物の大部分を占める。
核分裂生成物の収率を核分裂断片の質量数に対してプロットしたグラフには、90～100付近と130～140付近に、顕著ではあるものの比較的平坦な2つのピークが現れる。熱中性子を用いた場合、 113m Cd、119m Sn、121m Sn、123 Sn、125 Sb、126 Sn、127 Sbなど、これらのピーク間の質量を持つ核分裂生成物の収率は非常に低い。
核分裂を起こす状態のエネルギーが高いほど、対称核分裂が起こりやすくなるため、中性子エネルギーや核分裂を起こす原子のエネルギーが増加するにつれて、2つのピーク間の谷は浅くなります。例えば、中性子が熱中性子の場合、 239Puの質量に対する収量曲線は、 235Uの場合よりも谷が浅くなります。後期アクチニドの核分裂曲線は、さらに浅い谷を形成する傾向があります。259Fmのような極端な場合では、ピークは1つしか見られません。