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核分裂の発見(2009.07.07)


●アインシュタインは、物質の持つ質量(m)とエネルギー(E)は本質的には同じであるとし、真空中の光速(c)を用いて[E=m×c2]と表わした。
●エンリコ・フェルミは、臨界実験を行い、核反応が理論どおりの挙動を示し、自由に制御できるということを実証した。


図1 エンリコ・フェルミ等による最初の核分裂臨界実験(シカゴパイルNo 1)
出所:原子力発電2000、日本原子力文化振興財団(2000)


解説:
 アインシュタインは、1905年の論文「運動物体の電気力学」の中で、物質の持つ質量(m)とエネルギー(E)は本質的には同じであるとし、真空中の光速(c)を用いて

  E=m×c2

と表わされることを発表しました。この式が、核反応後の生成物の質量の総和が反応前の質量の総和より少なくなり、その差に相当するエネルギーが、核反応によって生み出されるエネルギーであるという、その後の原子力エネルギー利用の基礎となった式です。

 1939年にハーン、シュトラスマン、マイトナー、フリッシュによって核分裂現象が発見されました。さらに、デンマークのボーアは、原子核の理論から核分裂の際に、巨大なエネルギーが出ることを理論的に予測しました。

 第2次世界大戦時には、核分裂はエネルギーの大きさゆえに注目され、その研究は兵器としての原子爆弾の製造に向けられるようになりました。

 核エネルギーを人類が利用する端緒となる記念すべき実験は、イタリアからアメリカに亡命して研究を行ったエンリコ・フェルミが、1942年12月2日シカゴ大学で行ったウランと黒鉛をサンドイッチにして行った臨界実験(シカゴパイルNo 1)です。この実験が計算通りの振舞を示したことにより、核反応が理論どおりの挙動を示し、自由に制御できる、ということが実証されました。
関連ページ:
核分裂反応
連鎖反応と臨界
質量と重量
核反応とエネルギー
関連サイト:
資源エネルギー庁なるほど! 原子力AtoZ
電気事業連合会
(財)日本原子力文化振興財団あとみん原子力百科事典ATOMICA
原子力の科学館あっとほうむ
(財)エネルギー総合工学研究所、新エネルギーの展望 1999年度(原子力発電技術)

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