原始地球におけるGeo-Reactorの成立性に関する中性子工学的解析

抄録

本研究は地球内部の分化が生じた40数億年前に地球深部で核分裂連鎖反応が生じ、地球原子炉「Geo-Reactor」が成立した可能性を調べるものである。UはCMBから内側に溶け込みにくく、濃集する場所はD” Layerであると考えられている。そこで本研究では、惑星分化直後のD” Layerにおける高温高圧下で、Uとマントル物質の混合系について臨界性を解析した。検討した混合物は鉄、ポストペロブスカイト、D” Layerにおける一般的な組成の三種類とした。数値解析には中性子・光子輸送計算モンテカルロコードMVPを用いた。結果から、D” Layerにおける岩石組成とでは0.5％のウラン濃度でも臨界となり、ポストペロブスカイトとでは0.04％のウラン濃度で臨界に近接することが示唆された。また、温度条件による臨界性変化から、D” Layerより浅い深度ではさらに低濃度でも臨界が可能であることが示された。