熱中性子による核分裂において、ウラン235とプルトニウム239の核分裂断面積を比較した場合、正しい関係はどれですか?
熱中性子(エネルギー0.025eV)に対する核分裂断面積は、ウラン235が約585バーン、プルトニウム239が約750バーンであり、プルトニウム239の方が約1.3倍程度大きくなっています。これは選択肢の中では「プルトニウム239の方が約2倍大きい」が最も近い値です。この差は、両核種の核構造の違いに起因します。プルトニウム239は奇数の中性子数を持つため、中性子吸収時の結合エネルギーが大きく、核分裂を起こしやすくなります。この性質により、プルトニウム239はウラン235よりも効率的な核燃料として利用でき、高速炉や一部の軽水炉で重要な役割を果たしています。