知られざる原子:天然存在比とその謎
原子力発電と聞いて、何を思い浮かべるでしょうか?巨大な発電所?あるいは、莫大なエネルギーを生み出す原子力そのもの?原子力は、あらゆる物質を構成する極小の粒子である原子の力を利用した発電方法です。 原子の中心には、陽子と中性子からなる原子核が存在し、その周りを電子が飛び回っています。 原子の種類は、この陽子の数が決めてとなります。例えば、陽子が1個であれば水素、6個であれば炭素といったように、陽子の数が元素の種類を決めているのです。
ところで、同じ元素でも、中性子の数が異なる場合があります。これを同位体と呼びます。水素を例に考えてみましょう。水素には、中性子を持たない軽水素、1つ持つ重水素、2つ持つ三重水素(トリチウム)という3つの同位体が存在します。 これらの同位体は、化学的性質はほとんど同じですが、質量が異なります。 この質量の違いが、原子力発電において重要な役割を果たします。
原子力発電では、ウランという元素の原子核に中性子を衝突させ、核分裂を起こすことでエネルギーを取り出しています。この時、ウランの同位体であるウラン235が核分裂しやすく、原子力発電の燃料として利用されています。このように、同位体は原子力発電において欠かせない要素であり、その性質の理解が原子力発電の安全かつ効率的な運用に繋がっています。