原子核の量子状態と中性子
原子核には基底状態と励起状態があります。電荷を持たない中性子は原子核に近づき、散乱されたり、吸収されたりします。どの反応が起きやすいかは同位体や中性子のエネルギーによって変わり、その度合いを反応断面積で表します。
核分裂とエネルギー
中性子を取り込んだ核が変形し、分裂に至ることがあります。変形に必要なエネルギーの障壁を核分裂障壁と呼びます。分裂で失われた静止質量に相当するエネルギーが、主に分裂片の運動や放射線として現れます。放出された中性子が次の核分裂を引き起こすと、連鎖反応が進みます。
ウランから人への影響まで
ウラン235と238は陽子数が同じで、中性子数が異なります。オークリッジではその質量差を利用してウラン235を濃縮しました。広島で火球の熱線は露出した皮膚を焼き、爆風と飛散物は外傷や建物の倒壊を招きました。電離放射線は細胞を傷つけ、高線量では骨髄や消化管にも影響します。後年の研究で白血病や一部のがんのリスク上昇が認められました。
出典・参考資料
- 国立広島・長崎原爆死没者追悼平和祈念館｜平和情報ネットワーク
- 放射線影響研究所
- City of Hiroshima · The bombing and its effects
- Radiation Effects Research Foundation · Acute radiation syndrome
- Radiation Effects Research Foundation · Long-term solid cancer risks
- U.S. Department of Energy · Nuclear physics and reactor theory (PDF)
- National Park Service · Historical overview of the two designs