核物質とは？定義と種類
家族を守りたい
先生、「核物質」ってよく聞くんですけど、具体的にはどんなもののことですか？
防災防犯専門家
「核物質」は、国際原子力機関憲章で定義されている用語で、原料物質と特殊核分裂性物質のことを指します。
家族を守りたい
原料物質と特殊核分裂性物質の違いが分かりません。
防災防犯専門家
原料物質は天然ウランや劣化ウランなど、特殊核分裂性物質はプルトニウムやウラン235などの濃縮ウランです。前者は核分裂の原料となり、後者は核分裂によってエネルギーを放出します。
核物質とは。
防災・防犯で用いられる「核物質」とは、「原料物質」と「特別核分裂性物質」を指します。「原料物質」は、天然ウラン、劣化ウラン、およびそれらの金属、合金、化合物です。一方、「特別核分裂性物質」は、プルトニウム239、ウラン233、および濃縮ウラン235を含む物質です。
類似した用語として「核燃料物質」がありますが、これは原子炉内で核分裂を起こす物質です。ウラン、プルトニウム、トリウムなどの、原子核分裂で高エネルギーを放出する物質が含まれます。
核物質の定義
核物質とは、原子核を構成する陽子と中性子の総称です。原子のほとんどの質量は、これらの核物質に由来します。陽子には正の電荷があり、中性子は電荷を持っていません。核物質は原子核内の非常に小さな領域に集中しており、その大きさは原子の大きさのわずか数万分の一です。
原料物質
原料物質とは、核分裂や核融合反応の際に必要となる物質のことです。代表的な原料物質としては、ウランやプルトニウムなどの重元素があります。
これらの重元素は、原子核内に多数の中性子を含み、不安定な状態にあります。核分裂反応では、中性子を重元素の原子核に衝突させると、原子核が2つ以上の軽い原子核に分裂し、大量のエネルギーを放出します。核融合反応では、水素やヘリウムなどの軽元素を高温・高圧で衝突させて、より重い原子核を生成し、同様にエネルギーを放出します。
原料物質の入手方法は様々で、天然の鉱石から採掘する方法や、核変換技術によって人工的に生成する方法があります。核分裂反応や核融合反応を制御して安定的に利用するためには、原料物質の安定的な供給が不可欠となります。
特殊核分裂性物質
特殊核分裂性物質は、核爆弾の製造に使用できる、特別に管理されている核原料物質です。最も一般的な特殊核分裂性物質は、ウラン235とプルトニウム239です。これらは、核分裂と呼ばれる反応によって大量のエネルギーを放出します。特殊核分裂性物質は、発電所に燃料として使用されることもあります。ただし、厳重な安全対策と規制の下で厳しく管理されています。国際原子力機関（IAEA）は、特殊核分裂性物質の平和的利用を促進し、核拡散のリスクを軽減するための取り組みに関与しています。
核燃料物質との違い
核燃料物質は、原子炉で作動するために使用可能な核物質の一種です。一方、核物質には、核燃料として使用できるものだけでなく、核兵器の製造にも使用できるものも含まれます。この区別は重要で、核物質の製造、保管、使用を規制する国際条約である核不拡散条約（NPT）の対象範囲を決定するのです。
NPTは、核燃料物質を「特別核物質」（高濃縮ウラン、プルトニウム）と「源物質」（ウラン235の割合が0.711%未満の低濃縮ウラン、トリウム）に分類しています。特別核物質は、核兵器の製造に直接使用できるため、NPTでは厳格な管理が義務付けられています。一方で、源物質は核兵器の製造に使用するためにはさらに濃縮する必要がありますが、それでも厳重な監視が求められます。
核物質の管理と規制
核物質の管理と規制
放射性物質の特有の危険性に対処するため、核物質の管理と規制は不可欠です。世界的には、国際原子力機関（IAEA）が核物質の管理と規制に関するガイドラインと基準を策定しています。各国は、これらの国際基準を組み込んだ独自の管理システムを制定しています。
核物質の管理は、核兵器の不拡散と核物質の不正使用の防止に焦点を当てています。これには、核物質の生産、使用、貯蔵、輸送の厳格な追跡と監視が含まれます。核物質の規制は、放射線による危害からの公衆衛生の保護に重点を置いています。これは、放射線防護規制、核施設の安全対策、放射性廃棄物の管理などの措置を通じて実施されています。