💡 ヒント:核分裂と連鎖反応

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ウラン235に中性子が1個ぶつかると、原子核が2つに分裂し(核分裂)、同時に2〜3個の中性子を放出します。

放出された中性子がまた別のウランにぶつかって、次々に分裂を連鎖的に起こすのが連鎖反応。原子炉ではこれを制御棒で制御し、原爆では制御せずに一気に反応させます。

核分裂 1 回あたりのエネルギーはおよそ 200 MeV。化学反応(数 eV)に比べて100万倍以上大きいのが特徴です。

✏️ 求めるもの

核分裂反応のア・イ・ウに入る用語(ぶつける粒子、起こる現象、連鎖の仕組み)と、1 g のウラン 235 からどれだけのエネルギーが取り出せるか。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 用語の整理:ア=衝突してくる粒子、イ=現象の名前、ウ=次々起こる仕組み
  2. 原子数を求める:1 g のウラン 235 に含まれる原子数 = \(N_A / 235\)
  3. エネルギーを単位変換:MeV → J の変換で \(\times 1.6 \times 10^{-13}\)
  4. 全体を掛け算:(原子数)×(1 分裂のエネルギー)= 1 g の総エネルギー
注意

単位に注意:\(1\) MeV \(= 10^6\) eV \(= 10^6 \times 1.6 \times 10^{-19}\) J \(= 1.6 \times 10^{-13}\) J。MeV のまま計算するか J に直して計算するか決めてから始めよう。ウラン 1 g から出るエネルギーは石炭数トン分に相当する桁になる。