「世界は、それを知る者の前にはひとつじゃない」 - 壱原侑子(XXXHOLiC by CLAMP)
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第二回、原発の原理
前回は、基礎知識をだらだら紹介しました。
今回は実際、どのような原理の元で発電されているのかをまとめます。少々見にくいです。
--------------------------------------------------------------------
原子の重さは陽子と中性子の重さの合計で表現されます。電子は軽いので無視。
陽子、中性子の重さを1と仮定した原子の重さを質量数といって、炭素14とかウラン235とかいった表現をします。面倒なので今回はC-14、U-235とかいった風に書きます。
で実際に原子の重さを量ると、実は理論値より少し軽くなります。
この現象は質量欠損といって、E=mc^2で説明されます。つまり、陽子、中性子、電子をひとつの原子としてつなぎ止めておくための結合エネルギー(核力、強い力)として質量を使っているということです。
原子力発電は、原子を核力の弱い別の原子に変えることで余ったエネルギーを使おう、という発電方式です。
[ここでのまとめ]
核反応 -> 余った結合エネルギー -> 熱 -> 水を沸騰 ->蒸気で タービンを回転 ->発電
現在、原子力発電といえば核分裂を用いたものです。つまりウランが崩壊するときに放出される崩壊熱を利用します。手順は以下のとおり。
1,ウランの同位体U-235に中性子線を照射して、U-236にする。
2,そもそもバランスを取れないU-236は、すぐにいくつかの中性子を放出して2,3個の娘核種に分裂する。
3,放出された中性子は別のU-235やU-238にぶつかり、以後崩壊の連鎖を続ける。
中性子を放出するってことは、中性子を捕まえて置く分のエネルギーが要らなくなったという意味なので、その分が熱エネルギーとして出るのです。
広島に投下された原爆・リトルボーイは1kgが反応したとされていますから、たとえたったの1gでも400kgの氷(だいたい25mプール一杯分)を一瞬で蒸発させる程度のエネルギーを放ちます。
前回は、基礎知識をだらだら紹介しました。
今回は実際、どのような原理の元で発電されているのかをまとめます。少々見にくいです。
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原子の重さは陽子と中性子の重さの合計で表現されます。電子は軽いので無視。
陽子、中性子の重さを1と仮定した原子の重さを質量数といって、炭素14とかウラン235とかいった表現をします。面倒なので今回はC-14、U-235とかいった風に書きます。
で実際に原子の重さを量ると、実は理論値より少し軽くなります。
この現象は質量欠損といって、E=mc^2で説明されます。つまり、陽子、中性子、電子をひとつの原子としてつなぎ止めておくための結合エネルギー(核力、強い力)として質量を使っているということです。
原子力発電は、原子を核力の弱い別の原子に変えることで余ったエネルギーを使おう、という発電方式です。
[ここでのまとめ]
核反応 -> 余った結合エネルギー -> 熱 -> 水を沸騰 ->蒸気で タービンを回転 ->発電
現在、原子力発電といえば核分裂を用いたものです。つまりウランが崩壊するときに放出される崩壊熱を利用します。手順は以下のとおり。
1,ウランの同位体U-235に中性子線を照射して、U-236にする。
2,そもそもバランスを取れないU-236は、すぐにいくつかの中性子を放出して2,3個の娘核種に分裂する。
3,放出された中性子は別のU-235やU-238にぶつかり、以後崩壊の連鎖を続ける。
中性子を放出するってことは、中性子を捕まえて置く分のエネルギーが要らなくなったという意味なので、その分が熱エネルギーとして出るのです。
広島に投下された原爆・リトルボーイは1kgが反応したとされていますから、たとえたったの1gでも400kgの氷(だいたい25mプール一杯分)を一瞬で蒸発させる程度のエネルギーを放ちます。
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第一回、原発の基礎知識
原発の話の前に、基本的なことを。
説明してる本人が専門じゃないので、間違ってるかもしれません。
重要語句は下にまとめときました。
1,原子
原子は、陽子と中性子からなる原子核の周りを電子が回る構造をとっています。
原子の性質は陽子の数が決め手なので、同じ原子でも違う重さ(質量数)のものもあり、これを同位体といいます。
2,放射性同位体
別名ラジオアイソトープ(Radioisotope)。放射線をだす可能性を秘めた同位体。放射線を出す理由は、安定してないから。安定した物質になりたい彼らは、余計なものを外に出そうとします。
ここまで高校の化学1の範囲内。つまり、現役高校生(2011/3)なら誰でもわかるはず。
以下、それ以上の知識(たぶん)。下に行くほど面倒。
3,E = mc^2
アインシュタインが発表した中でもっとも有名な式で、意味は「エネルギーEと質量mはぶっちゃけ同じもの」。cは光の速度=一定。
4,原子の崩壊
原子がより安定になるときにだす「ゴミ」を放射線という。それは中性子だったり、電子だったり、電磁波(=エネルギー)だったりさまざま。放射線を放出すると、その原子は元とは別の原子になる(状態が変わる)ため、これを「崩壊」と呼ぶ。崩壊する前を親核種、した後を娘核種と言ったりする。
5,放射線の種類
代表的なのはα(アルファ)線、β(ベータ)線、γ(ガンマ)線、X(エックス)線、中性子線の5つ。それぞれの正体は、ヘリウム原子核、電子、電磁波、電磁波、中性子。
・α線は原子が元素周期表で二つ前のやつになる(α崩壊)ときに出ます。ルーズリーフ一枚で防げます。書店へ行きましょう。
・β線は原子が元素周期表で前後の原子になるときに出来ます(β崩壊)。もっと言うと、陽子と中性子が互いになったり、なられたりするときです。窓ガラスで防げます。室内にいましょう。
・γ線とX線は原子が「エネルギーあまってるなぁ」と思ったときに出ます。余剰エネルギーを電磁波に変換して外にポイッ。α線が物質にぶつかるとX線が出ることも。防ぐには、1mくらいの鉛とか水とかコンクリートの壁が必要です。
・中性子線は、いろんなときに出ます。防ぐには1mくらいの(略)。
6,核分裂性物質
最初に手を加えてやれば、後は持続的に全部崩壊してくれる物質のこと。実用可能なほど存在するのはウランのある同位体のみ。
今回はここでいったん切ります。
[用語(wikipediaへのリンクつき)]
原子 核子(陽子 中性子) 電子 ボーアの原子モデル
質量とエネルギーの等価性(E=mc^2)
<運動方程式
原子核の崩壊(α崩壊、β崩壊、γ崩壊)
α線 β線 γ線 X線 中性子線
核分裂性物質
原発の話の前に、基本的なことを。
説明してる本人が専門じゃないので、間違ってるかもしれません。
重要語句は下にまとめときました。
1,原子
原子は、陽子と中性子からなる原子核の周りを電子が回る構造をとっています。
原子の性質は陽子の数が決め手なので、同じ原子でも違う重さ(質量数)のものもあり、これを同位体といいます。
2,放射性同位体
別名ラジオアイソトープ(Radioisotope)。放射線をだす可能性を秘めた同位体。放射線を出す理由は、安定してないから。安定した物質になりたい彼らは、余計なものを外に出そうとします。
ここまで高校の化学1の範囲内。つまり、現役高校生(2011/3)なら誰でもわかるはず。
以下、それ以上の知識(たぶん)。下に行くほど面倒。
3,E = mc^2
アインシュタインが発表した中でもっとも有名な式で、意味は「エネルギーEと質量mはぶっちゃけ同じもの」。cは光の速度=一定。
4,原子の崩壊
原子がより安定になるときにだす「ゴミ」を放射線という。それは中性子だったり、電子だったり、電磁波(=エネルギー)だったりさまざま。放射線を放出すると、その原子は元とは別の原子になる(状態が変わる)ため、これを「崩壊」と呼ぶ。崩壊する前を親核種、した後を娘核種と言ったりする。
5,放射線の種類
代表的なのはα(アルファ)線、β(ベータ)線、γ(ガンマ)線、X(エックス)線、中性子線の5つ。それぞれの正体は、ヘリウム原子核、電子、電磁波、電磁波、中性子。
・α線は原子が元素周期表で二つ前のやつになる(α崩壊)ときに出ます。ルーズリーフ一枚で防げます。書店へ行きましょう。
・β線は原子が元素周期表で前後の原子になるときに出来ます(β崩壊)。もっと言うと、陽子と中性子が互いになったり、なられたりするときです。窓ガラスで防げます。室内にいましょう。
・γ線とX線は原子が「エネルギーあまってるなぁ」と思ったときに出ます。余剰エネルギーを電磁波に変換して外にポイッ。α線が物質にぶつかるとX線が出ることも。防ぐには、1mくらいの鉛とか水とかコンクリートの壁が必要です。
・中性子線は、いろんなときに出ます。防ぐには1mくらいの(略)。
6,核分裂性物質
最初に手を加えてやれば、後は持続的に全部崩壊してくれる物質のこと。実用可能なほど存在するのはウランのある同位体のみ。
今回はここでいったん切ります。
[用語(wikipediaへのリンクつき)]
原子 核子(陽子 中性子) 電子 ボーアの原子モデル
質量とエネルギーの等価性(E=mc^2)
<運動方程式
原子核の崩壊(α崩壊、β崩壊、γ崩壊)
α線 β線 γ線 X線 中性子線
核分裂性物質
どうもひさしぶりです。
まだ見に来てくれる方には感謝。
先日の地震ですが、自分は直接的な被害はこうむってません。
間接的には受けてます。
今、新入生歓迎会(新歓)のために準備をしてるんですが、
その代表をやってて。
地震後、ぽつぽつと実家に帰省する人が増えてきていて思ったように進まず苦心してます。
特に学科の1/4が福島県民で構成されてるのできついったらありゃしないです。
(原発については近々まとめてあげます)
そんなわけで元気です。
昨日の夜、月明かりが明るかったので散歩にでたんですが、何を思ったかそのまま
弥彦神社まで行ってきました。
(あとあと調べたら歩行距離は25.7kmだった)
実際についたのは9時過ぎ。歩いてる途中にみた越後平野に昇る太陽がきれいでしたよ。
足の代償は高くつきましたけど。
帰りは電車でパパット40分。文明って偉大だな、と思ったエディでしたとさ。
おしまいおしまい
まだ見に来てくれる方には感謝。
先日の地震ですが、自分は直接的な被害はこうむってません。
間接的には受けてます。
今、新入生歓迎会(新歓)のために準備をしてるんですが、
その代表をやってて。
地震後、ぽつぽつと実家に帰省する人が増えてきていて思ったように進まず苦心してます。
特に学科の1/4が福島県民で構成されてるのできついったらありゃしないです。
(原発については近々まとめてあげます)
そんなわけで元気です。
昨日の夜、月明かりが明るかったので散歩にでたんですが、何を思ったかそのまま
弥彦神社まで行ってきました。
(あとあと調べたら歩行距離は25.7kmだった)
実際についたのは9時過ぎ。歩いてる途中にみた越後平野に昇る太陽がきれいでしたよ。
足の代償は高くつきましたけど。
帰りは電車でパパット40分。文明って偉大だな、と思ったエディでしたとさ。
おしまいおしまい
三年ほど前にパリの街中でマリオカートをやらかしたりひとりオリンピックを開催したりとハチャメチャだったフランスのナイス害ガイ、レミ・ガイヤールさん。
一時は日本の番組(たしかアンビリバボー)でも取り上げられたりしていたんだけど、
しばらく名前を聞かなかったのでどうしたのかと思ってたが、健在の様子。
とりあえずお元気で何より
一時は日本の番組(たしかアンビリバボー)でも取り上げられたりしていたんだけど、
しばらく名前を聞かなかったのでどうしたのかと思ってたが、健在の様子。
とりあえずお元気で何より
じゃあ、せっかく(風邪引いて )引きこもってるからこの一年で習得した知識を。
なるべく簡単にできるよう心がけてみます。
====================================
昨今世界中で問題となる「地球温暖化」
あと何年で何度上がるとか、
二酸化炭素が危ないとか、
そもそも温暖化していない、むしろ寒冷化してるとか
皆好き勝手言ってるので、まず前提としての知識、「事実」のみを書きます。
第一回目のテーマは
「温室効果って何?」
です。続きからどうぞ。
なるべく簡単にできるよう心がけてみます。
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昨今世界中で問題となる「地球温暖化」
あと何年で何度上がるとか、
二酸化炭素が危ないとか、
そもそも温暖化していない、むしろ寒冷化してるとか
皆好き勝手言ってるので、まず前提としての知識、「事実」のみを書きます。
第一回目のテーマは
「温室効果って何?」
です。続きからどうぞ。
触発されて、自分の事を話そう。
いい機会だ。
自分がいる自然環境科学科という学科は、理学部というものを圧縮したようなもの。
「仕事に生かせない技術を習得するマニア向け学部」と揶揄される理学部の圧縮版。
つまり「マニア向けの学部でマニアになれない」学科だ。
そんな一見価値のないところになぜいるのか?
それはこの学科が各マニアを結ぶ役割りを果たすからだ。
そしてそんな役割りを負ってみたいからだ。
21世紀。
この時代ではグローバル化が進んでいる。
そのおかげで地球温暖化(存在の是非は別として)のような科学の一分野のみならず、科学、政治etc...なんてものを必要とする問題が生まれた。
この問題はマニア向けではない。あまりにも"一般化"してしまった。
これじゃあ専門家たるマニアが動けない。
世界環境だなんて大きすぎる問題誰が解く?
答えは簡単。
こいつらをまとめられるやつがいればいい。
だから、この学科がある。
少なくとも自分はそう思っている。
じゃあ今、そんなところにいる俺自身ができることって何だろう。
「言葉にならなかったものに意味はない」
なんて言われなくても前から思ってる。
観たもの、識ったもの、想ったもの。
そういったものをあらわすために「言葉」を、知ったものを知らない人に渡す「表現方法」を学ぶ。
だったらやることは簡単だ。
自分の知ったものを自分の言葉で伝えればいい。
言葉にすることは自分を整理することになる。
伝えることは繋げることになる。
一石二鳥だ。
だから、急だけどこのブログも彼のように舵を切ろうと思う。
もちろんこれまで通りにくだらないこともやるけどね。
それも合わせて全部自分だもの。
そんなわけで今までの19年7ヶ月。日数にして
7165日間の感想とともに、あたらしく出会えた2011年、
牽いては21century, 2nd decadeの抱負としてこの投稿を
web上の記録(log) - we「blog」、として残す。
2011, 1/30 15:14
長谷川翔 Sho Hasegawa
いい機会だ。
自分がいる自然環境科学科という学科は、理学部というものを圧縮したようなもの。
「仕事に生かせない技術を習得するマニア向け学部」と揶揄される理学部の圧縮版。
つまり「マニア向けの学部でマニアになれない」学科だ。
そんな一見価値のないところになぜいるのか?
それはこの学科が各マニアを結ぶ役割りを果たすからだ。
そしてそんな役割りを負ってみたいからだ。
21世紀。
この時代ではグローバル化が進んでいる。
そのおかげで地球温暖化(存在の是非は別として)のような科学の一分野のみならず、科学、政治etc...なんてものを必要とする問題が生まれた。
この問題はマニア向けではない。あまりにも"一般化"してしまった。
これじゃあ専門家たるマニアが動けない。
世界環境だなんて大きすぎる問題誰が解く?
答えは簡単。
こいつらをまとめられるやつがいればいい。
だから、この学科がある。
少なくとも自分はそう思っている。
じゃあ今、そんなところにいる俺自身ができることって何だろう。
「言葉にならなかったものに意味はない」
なんて言われなくても前から思ってる。
観たもの、識ったもの、想ったもの。
そういったものをあらわすために「言葉」を、知ったものを知らない人に渡す「表現方法」を学ぶ。
だったらやることは簡単だ。
自分の知ったものを自分の言葉で伝えればいい。
言葉にすることは自分を整理することになる。
伝えることは繋げることになる。
一石二鳥だ。
だから、急だけどこのブログも彼のように舵を切ろうと思う。
もちろんこれまで通りにくだらないこともやるけどね。
それも合わせて全部自分だもの。
そんなわけで今までの19年7ヶ月。日数にして
7165日間の感想とともに、あたらしく出会えた2011年、
牽いては21century, 2nd decadeの抱負としてこの投稿を
web上の記録(log) - we「blog」、として残す。
2011, 1/30 15:14
長谷川翔 Sho Hasegawa
正月に帰ってこなかった某T君はいちおう元気でやっとるみたいです。
学びとは伝えること http://utisam.blogspot.com/
彼は彼でしっかり考えて生きてるみたい(家事以外)。
よかとよかと。
学びとは伝えること http://utisam.blogspot.com/
彼は彼でしっかり考えて生きてるみたい(家事以外)。
よかとよかと。
しょーもない一言
「 冬でもカビは生える」
いや、だって期末試験で家事に時間まわしてる余裕なんて・・・
あと、受験生。
あきらめずに勉強するように。
うちに帰ってから飯までは遊んで良いから、くっったらやる。
んで、ちゃんとした時間に寝る、起きる。
最低限はやりなよ?
「 冬でもカビは生える」
いや、だって期末試験で家事に時間まわしてる余裕なんて・・・
あと、受験生。
あきらめずに勉強するように。
うちに帰ってから飯までは遊んで良いから、くっったらやる。
んで、ちゃんとした時間に寝る、起きる。
最低限はやりなよ?
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性別:
男性
誕生日:
1991/06/19
職業:
学生
趣味:
知ること
自己紹介:
大学に入ってから理系教科ばっかになった反動で、趣味が完全に文系になってしまった大学生。
現在、期末試験&レポート締め切りに終われ夜も眠れない日々をすごしている。
現在、期末試験&レポート締め切りに終われ夜も眠れない日々をすごしている。
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