豆知識 原子爆弾のおまけ
アインシュタインがご存じの「E=mc2」を世に送ると、すぐに科学者たちは新型爆弾の可能性を議論しはじめた。
この有名な式は「質量と引き換えに、とてつもないエネルギーが発生する（元素が崩壊すると、破壊的な放射線が出る）」と言ってるんだ。
そこでまず目をつけられたのが、自然界に存在する最も大きな元素であるウラン（原子番号９２）だ。
ウラン原子核に中性子をぶつけて吸収させると、ベータ崩壊の絡みで電荷が不安定になり、分裂・・・すなわち爆発する。※１
その分裂で、新たにできる複数元素に巻き込まれずに余った２個の中性子が飛び出す。
この２個がまた隣のウラン２個にぶつかると、二倍の爆発力が得られる上に、４個の中性子が飛び出す。
あとは８個、１６個・・・倍々ゲームでウランが分裂していき、中性子が吐き出されつづけ、果てしなく爆発が増殖する。
これが核爆発の臨界状態だ。
ところが、ウランにぶつける中性子のエネルギーが弱いと、ベータ崩壊（による核分裂と爆発）は起きない。
起きないとどうなるか？・・・というお話を、今日はしてみる。
ウランの原子核は、９２個の陽子とたくさんの中性子でできてる。
陽子と中性子とは、電荷が違うだけのうりふたつの兄弟で、たまに入れ替わったりする。※２
核分裂爆発は、原子核に飛び込んだ中性子が陽子に変身して、９２人乗りの船に９３人が乗り込む形で不安定化するために起こる反応だ。
だけど爆発に至らずに踏みとどまると、シンプルに９３人乗りの船が出来上がる。
つまり、自然界に存在しなかった元素（原子番号９３）が生まれるんだ。
ウランは「ウラニウム」と言い、元素のいちばん端っこという意味で、土星の外側をめぐる天王星「ウラノス」から名前をもらってたんだけど、その外側にも海王星「ネプチューン」ってのがある。
そこでこの新しい９３の陽子を持つ元素は「ネプツニウム」と名付けられた。
さらにだよ、このネプツニウムに中性子をぶつけてみると、そいつも陽子に変身して、原子番号９４の元素ができちゃうんだ。
名前をつけるなら、海王星の外側をめぐる冥王星「プルートゥ」からもらうしかない。
つわけで、原子番号９４の「プルトニウム」は誕生したんだ。
こちらの原子核も不安定で、核分裂にチョー向いてるやっべー元素だ。
しかもこのプルトニウムは、ウランからはじまるベータ崩壊の過程で、爆発させればさせるほど、こぼれ出るように生成されちゃう。
なんて忌まわしいことだろう。
戦争と兵器開発は、最先端科学をいちじるしく進ませる。
そういえば、ニュートンさんの微分積分と万有引力の法則も、大砲の弾道計算から生まれたんだった。
爆弾研究の裏で、こんな文明の進展が起きてたとは皮肉なことだ。
・・・ってお話でした。
政治思想関係なしに読んでもらえればありがたい。
※１ この際に質量欠損が起き、その失われた質量がE=mc2によって純粋エネルギー化される。
※２ 中性子がベータ崩壊を起こすと、電荷０から電荷＋１の陽子に変身し、勘定合わせのために電荷−１の電子を吐き出す。
