熱拡散

物質を構成する小さな粒子は、温度が上がると活発に動き回ります。この性質を利用して、原子力発電の燃料となるウランを濃縮する技術があります。それが、温度差を利用した元素分離、熱拡散法です。天然のウランには、核分裂を起こしやすいウラン235と、起こしにくいウラン238の二種類が混ざっています。原子力発電を行うには、ウラン235の割合を高めた濃縮ウランが必要不可欠です。しかし、このウラン235とウラン238は、化学的な性質がほとんど同じであるため、分離するのが非常に困難です。そこで、わずかな重さの差を利用するのが熱拡散法です。熱拡散法では、まずウランを気体の状態にします。そして、この気体を高温と低温の二つの壁を持つ筒の中を通過させます。すると、わずかに軽いウラン235の方が、高温部分に多く集まる性質があります。この濃度の差はわずかですが、この工程を何度も繰り返すことで、ウラン235の割合を高めることができるのです。熱拡散法は、初期のウラン濃縮技術として重要な役割を果たしました。現在では、より効率的な遠心分離法が主流となっていますが、熱拡散法は現在も他の分野で応用されています。