臨界状態（りんかいじょうたい）

臨界温度・臨界圧力に達したときの物質の状態。液体が液体としてその蒸気と共存しうる限界の状態。つまり超々高圧状態における沸点。詳しくは臨界点を参照のこと。

原子炉で、原子核分裂の連鎖反応が一定の割合で継続している状態。本項ではこちらについて扱う。なお反応度 (原子力)、臨界量 (原子力)も参照。

目次

1 未臨界、臨界、超臨界

2 即発臨界と遅発臨界

3 臨界事故の危険性

4 関連項目

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未臨界、臨界、超臨界

連鎖反応の量が反応を持続できるほどの規模に達しておらず時間とともに減少する場合、この状態を臨界未満または未臨界と呼ぶ。 一方連鎖反応の量が時間とともに増加していく場合、この状態を臨界超過または超臨界と呼ぶ。

即発臨界と遅発臨界

原子核分裂の反応によって生成される中性子は、ウラン、プルトニウム等の核燃料物質が核分裂を起こしたときに発生する即発中性子と、核燃料物質が核分裂を起こした後に生成される核種（核分裂生成物と呼ばれる。一般的には質量数95と質量数130程度のものが生じる。)のうちで、ベータ崩壊を起こすときに、中性子を一つ放出する核種が存在する。この中性子を遅発中性子と呼ぶ。臨界に達するのに遅発中性子が必要な場合、遅発臨界と呼んで区別する場合がある。この時、即発中性子のみで臨界に達するならばこれを即発臨界と呼ぶ。

連鎖反応が遅発臨界状態となっている場合、反応速度は遅発中性子の推移に左右されるため外部から制御可能になるという重要な性質がある。全ての原子力発電所の炉心は、この状態で運転できるように設計されている。

一方で即発超臨界となった場合は、体系内の中性子数が、短時間で急激に上昇する。

臨界事故の危険性

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臨界は何種類かある。

原子炉の通常運転・・常に遅発臨界状態で運転されている。つまり制御棒、ボイド、ECCSなどの機構によって制御可能な状態に保たれており、連鎖反応は完全に予定通りで、安全である。


JCO事故・・人間のいる側で、原子炉を作ってしまった。有効な遮蔽がなかったので、放射線を人間があびるだけではなく、周辺地域にも浴びせた。


原子炉の臨界事故・・電力会社の主張では「全く無害である」。なぜなら普段の原子炉運転時の約1万分の１という極微量の臨界状態だからである。原子炉脇に立っていても問題がない位の放射線しか出ていないし、その状態が悪化する可能性もないという。
しかし志賀原発事故を解析した日本原子力技術協会によると、制御棒の引き抜き速度次第で即発臨界が起こった可能性があったという。しかし燃料棒中のウラン238が中性子を吸収するので、それ以上の事態には進まないという。危険性は、「予定外の臨界」という所にある。本来原子炉の挙動は予定内に完全に納めなければならず、臨界事故は将来の重大事故を暗示する最も重要・簡単・確実な指標だからである。特に沸騰水型は、失敗の連鎖に対する許容が加圧水型に比べて一段階少ないからである。

関連項目

定常状態

核実験

臨界前核実験

メルトダウン

非常用炉心冷却装置

CTBT

爆縮
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更新日時:2008年3月25日(火)10:01
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