核分裂webシミュレーション-密度で臨界状態を再現可能

核分裂のシミュレーションをブラウザ上で実行し、分裂が爆発的に進んでいく様子を観察できるサイトツールです。

上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元の核分裂シミュレーションページへ（新しいタブで開きます）。

核分裂とは

原子核が中性子を受け取って不安定になると、2つ以上の小さな核に分裂します。
このとき、膨大なエネルギーと複数の中性子が放出されます。
放出された中性子がさらに他の原子核を分裂させると、連鎖反応（chain reaction）が起こります。

この連鎖反応の広がり方は、核燃料の密度や中性子の速度によって大きく変化します。
このシミュレーションでは、その現象をシンプルな2Dモデルで再現しています。

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💻 シミュレーションの内容

画面上には、ウラン原子核（緑の円）がランダムに配置されています。
「中性子を発射！」ボタンを押すと、左端から1つの中性子が発射されます。
中性子がウランに衝突すると、そのウランは分裂し、
さらに2つの新しい中性子を放出します。

この過程が繰り返されることで、連鎖反応が進行します。
反応が広がれば「核分裂数」や「累積エネルギー」がどんどん増加していきます。

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🎮 操作方法

1. 「密度」スライダーを動かして、ウラン粒子の数を調整します。
   • 密度が高いほど、中性子が次々と衝突して連鎖反応が進みやすくなります。
   • 密度が低いと、中性子が逃げてしまい、反応が途中で止まります。
2. 「中性子を発射！」ボタンをクリックして、シミュレーションを開始します。
   • ウランが分裂するたびに、画面下部の「分裂数」と「累積エネルギー」がリアルタイムで更新されます。

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🔬 観察ポイント

• 一定の密度を超えると、反応が暴走的に拡大します。
  → これが「臨界状態（critical mass）」のモデル的表現です。
• 密度を下げると、反応がすぐに停止します。
  → 実際の原子炉では、制御棒でこの状態を保ちます。
• 中性子はすべて同じ速度で進み、ウランとの衝突でランダムな方向に分裂中性子を放出します。
  → この確率的な広がりがカオス的な模様を生みます。

このツールは、危険な実験を伴わずに以下の概念を体感的に学べます：

• 連鎖反応がどのように拡大・減衰するか
• 密度が反応の持続性を決める臨界条件
• 分裂によるエネルギーの増加とその可視化

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🧭 まとめ

• 核分裂とは、1つの中性子が原子核を分裂させ、新たな中性子を放出する現象。
• シミュレーションでは、中性子の衝突 → 分裂 → 新たな中性子放出 という連鎖が視覚化されている。
• 密度を変化させることで、連鎖反応が成立する臨界状態を観察できる。
• 学校教育や科学展示に最適な、視覚的かつ安全な核反応モデル。

反応が爆発的に進む密度を探っていくという使い方もできます。