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水蒸気爆発、水素爆発、核爆発?

質問者

miyagiken666さん

2012/3/1109:59:27

水蒸気爆発、水素爆発、核爆発?

福島原発の1号機、3号機爆発ですが実際は何の爆発なのでしょう

http://www.youtube.com/watch?v=eLr5_UxhoTA

1号機の爆発と3号機の爆発の仕方が違うという事で話題に上がって
いますが1号機、3号機それぞれ何爆発だと思いますか?

3号機が核爆発だとしたらウラン235の濃縮度が最低でも70%以上
必要と記述もありますが、原発燃料のウラン235は3~7%しかない
場合でも条件で核爆発が起こりえるのでしょうか。

参考
水蒸気爆発
http://www.youtube.com/watch?v=tHabwM3PBzo&NR=1&feature=endscreen

水素爆発
http://www.youtube.com/watch?v=16jaGw1C04o

補足個人的には1号機は閃光を伴わない爆発だったので水蒸気爆発で
3号機が水素爆発かなと思ってました。

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otard2さん

編集あり2012/3/1204:56:49

水素爆発だろう。ジルコニウム被覆管の化学反応だって原理も解明されてるし、実際配管の中に水素が溜まっていてどうしようかって話がニュースに乗ったりしてたじゃん。

そもそも原発燃料では核爆発は「原理的に」起こらないよ。

核分裂連鎖反応ってのは、核燃料に含まれる原子が放出する中性子が、他の原子の原子核にぶつかることで起きる。このとき、ウラン235やプルトニウム239のような不安定な原子だと原子核が分裂して、さらに中性子を放出する。その放出された中性子が次の原子核へ当たり、分裂を起こしてさらに中性子が飛び出してってのが連鎖的に起きることで反応が持続する。

でも、中性子が出れば必ず次の原子核に当たるわけじゃない。中性子がどっちの方向に飛び出すかは完全にランダムだから、飛んでいった先に都合よく原子核があるとは限らない。だから、核燃料ってのは核分裂しやすい核種を濃縮して、次の原子核に当たる確率を増やしてあげるわけだ。原爆の場合は原理はすごく簡単で、この濃縮の割合を90%以上(70%ってのは最低限の話な)に高めることで、連鎖反応が起きやすいようにしている。プルトニウム型核弾頭で爆縮するのも同じで、密度を高めることで連鎖反応が起きる確率を上げてる。逆に言うと、そこまでしないと核爆発は起きないってことなんだよ。

しかも、原発燃料の場合はウラン235が主体なので、さらに連鎖反応は起きにくい。これは、核分裂の際に飛び出す中性子の速度が速すぎるためだ。原子の構造は太陽系を想像してもらえるとわかりやすいんだが、原子核(太陽)の回りを電子(惑星)が回っているっていう構造をしてる。中性子は、この太陽系を横切る彗星のようなもので、高速で飛び交ってると、ほとんどは原子核(太陽)に当たらずに素通りしてしまう。だから、原発の場合は減速剤を使って中性子の速度を落としてやる必要がある。そうすると、原子核の重力に引かれて、彗星が太陽に落っこちるように原子核と衝突する。原発燃料ではこの原理を利用することで低い濃縮率でも核分裂が起きるようにコントロールしてるわけだ。だから、原発燃料は減速剤の水がないと連鎖反応(臨界)そのものが起きない。核爆発なんて起きる余地は1ミリもないよ。

あと、核弾頭の過早爆発を持ち出してきてる頭の悪い人がいるけど、プルトニウム240があるから核爆発が起きるわけじゃない。むしろ逆で、純度の高いプルトニウム燃料の中でもプルトニウム240を数パーセントに抑えないと、きれいな爆縮を阻害して完全な核爆発を起こせなくなる。こういう爆縮の過程で起きる特殊な現象を「過早爆発」と呼ぶだけで、爆縮しない限り関係ないし、プルトニウム240が核爆発の原因になることはない。

というか、そもそもプルトニウム型の核弾頭は爆縮を精密にコントロールしないとまともに爆発しない。仮に水素爆発でそんな圧力がかかったとしても、原子炉の中の核燃料や核分裂生成物は均等に混ざり合ってるから、プルトニウム239やプルトニウム240が核爆発を起こすような形で遍在してること自体がありえないし、たとえプルトニウムが兵器級の濃度で遍在していたとしても、均等に圧力がかかることがないから、臨界が始まる前に原子炉や配管が破裂して核爆発に至る前に圧力が逃げる。こんなの核物理学どころかニュートン力学の世界で理解できる話で、物理学に達者な人ならありえないなんてことはすぐにわかる。そういうことを言う人ってのは、どんなに科学に詳しいフリをしていても、自ら無知だって言ってるようなもんだ。それを得意げに広めてデマ拡散の片棒を担いでるヤツも同罪だな。


補足読んだ

1号機も水素爆発。電源喪失で冷却が出来なくなって、炉内の温度上昇にともない水蒸気が発生して圧力が上がってたから、水蒸気爆発の危険はあったんだけど、それを防ぐためにベント弁を開けて圧を逃がそうとしたら、外の空気が炉内の水素と混ざって引火しちゃったって流れだったはず。もともと内部の水素は高温だったから、酸素に触れただけで爆発したわけだ。

あと、まだおかしなこと言ってる人がいるから一応説明しておくけど、水蒸気爆発は別に水が気化する瞬間だけ起きるわけじゃない。密閉空間内で水蒸気圧が上がって容器が破裂しても、一定以上のエネルギーを持ってれば急激に膨張して、その終端が衝撃波を発生するから「爆発」と呼べる現象になる。

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drinknnewsさん

編集あり2012/3/1118:25:21

まず核爆弾で一般的に起こる核爆発を考えると

1. 仰っているように、ウラン235が70%必要で一定以上の質量のウランが集まったときに連鎖反応が臨界点を超えて爆発するもの。これは、広島型原爆で、鉄砲のように2つのウランをくっつけさえすればいいのだけれど、ウランの精製に爆発をして発生するエネルギーの3倍ものエネルギーを必要とするので、安く作れない。
2. プルトニウムを使って作る原爆。プルトニウム239が一定割合以上含まれているほか、きれいに連鎖反応が起こるために爆薬を使って中央に向けて燃料を均等に押し集めないといけない。この技術を爆縮という。費用は安上がりだが、爆縮が技術的に難しいため、核兵器の技術はなかなか広まっていない。

ということです。
では、プルトニウム爆弾で爆縮が失敗するとか、燃料が不純物、多くの場合プルトニウム240ですが、こうしたものを多く含んでいた場合、爆弾としての核爆発は失敗するわけですが、では何事も起こらないのでしょうか。
そうではなく、小さな部分が核反応を起こして爆発してしまい、燃料の多くが飛び散ってしまい、核兵器として十分な爆発力を得ることが出来ない、ということが起こります。この現象をfizzleとかpre-detonation(早期爆発)といいます。

福島原発3号機には、プルトニウム240が十数%も含まれる燃料が保存されていた可能性が指摘されています。
通常、燃料プールでは核反応が起きないように、一定の間隔を置いて整然と燃料が並べられていて水につけられています。
物理学の達者な方にお聞きしますと、偶発的にこうしたものが爆風その他によって、一方に吹き付けられて圧縮した場合、こうした早期爆発は起こりえるということです。そして、アメリカで起こった失敗核実験の爆発映像を福島原発の3号機の爆発映像と比べてみると、そっくりだということが出来ます。

3号機が核爆発だと主張している人は、水素爆発によって燃料プールの核燃料が吹き寄せられて早期爆発した、ということです。だから、核爆弾の条件を満たしている必要はないのです。

逆に言うと、原発で核爆発が起こらないと主張している人は、非常に危険な爆発現象を無視しているのです。確かにそんなことが起こるなどと、原発関係者の誰も想定していなかったと思います。
だけど、こんなことをちゃんということが出来ないということは、たとえば北朝鮮が実際に核攻撃を日本に対して行った場合、どんな被害が出るのか誰も想定できないということを示しており、極めて憂慮すべき状況だと思います。
------
今回の原発事故で水蒸気爆発は起こっていません。
燃料がむき出しになって数千度にあがって、ぽちゃんと水に落ちる状況で水蒸気爆発が起こる可能性があり、今回そういう状況はないからです。

私は核爆発が起こったと思う。しかし、日本でそれをちゃんと説明できる人は多分いません。
だけれども、アメリカはわかっているはずです。なぜなら、実際に十数%のプルトニウムを爆薬で吹き寄せてみてどうなるか、という実験そのものが核実験になってしまうからで、日本ではそんなデータはないからです。
こういう問いがでると必ず頭のいい人が核爆発を否定する。ほかの人を非難する。だけど、では何が一体三号機の鉄骨をぐにゃぐにゃに溶かすほどの熱を出す違いを引き起こしたのか、説明した人はいません。
心配するな。君たち馬鹿にはわからないことなのだ。原発は安全なのだ。そういう説明以外は日本でありませんね。

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mukuro_2011さん

2012/3/1110:14:39

水素爆発です。一号機と三号機の爆発の規模の違いは、水素の量によるものです。

原発燃料のウラン235濃度では核爆発は起きません。体積が10分の1になるぐらい圧力をかければ、可能でしょうが。

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hrkr87さん

2012/3/1110:03:16

Wikiによると両方とも水素爆発のようですよ

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