忙しいほうがいい。でも本当は・・・

時間が止まってしまうと、いろんなことを
考えてしまいます。
だから忙しいほうがいい。

でも、本当は・・・

E=mc^2

2011-03-20 22:36:11 | のんきの日記
はい。みなさんご存知ですか?

有名なアインシュタインの特殊相対性理論の公式ですね。(^2は二乗と読みます)

いろんな情報が出回って、どの情報が正しいのか、裏を取って確かめていく上でも時間がかかりましたが、ようやくのんきの中で、これが正しいだろう、
って形に情報がまとまったので、記してみます。

なぜこの公式を持ってきたのか。

言うまでもありません。福島原発事故のことを解説するためです。


Eとは、エネルギーのこと。mは質量のこと。cは光の速さのこと。光は、一秒間に約30万km進みます。
ちなみに、今回の東北関東大震災で最大の被害をもたらしたのは「津波」でしたね。

今回の震災の以前で、もっとも最近に発生した地震が、チリの大地震。チリから日本に到達した津波は、何と時速700キロもの速度で日本に到達した
のだそうです。秒速に直すと、0.19km。1秒間で190メートル進むくらいの速さ、ってことですね。ジェット機並みのスピードで到着した、ってこと
になります。

この、チリ地震が東北関東大震災の次に大きなエネルギーをもった地震で、世界第5位の規模、だったのだそうです。

まあ、今こういった想像をしていただくのは不謹慎だ、と思うのですが、「速さ」の持つエネルギーは想像していただけたのではないか、と思います。

光の速度は秒速30万キロ。ただ、光そのものは質量をもっていないので、エネルギーはゼロ。ですから光を人間が直接浴びても痛くもかゆくもありません。

さて。そこで改めて考えていただきたいのが、E=mc²という公式。

これ、物質の持つエネルギーを意味しています。たとえば、アルミニウムでできた1円玉がありますね。重さは1gなのですが、この1枚の1円玉が持つ
この1gに光速を2乗した数値をかけたもの。アルミニウム1枚で東京ドーム1杯分位の水を沸騰させることができる計算になるのだそうです。


アルミニウムは原子番号が13なので、アルミニウム原子一つの中に、13個の電子と13個の陽子、13個の中性子が含まれていることになります。


物理学の世界では、4つの力、ってのがあるんですが、弱い順に、「重力」、「弱い力」、「電磁力」、「強い力」となります。
「弱い力」はちょいと説明がややこしくなって理解しにくいんで、ほっときます。「重力」はわかりますね。私たち人間と地球をひっつけてる力です。
月と地球、地球と太陽をひっつけてる力も「重力」ですね。

「電磁力」もわかりますね。磁石のプラスとマイナスをくっつけている力です。原子の世界で言うと、電子と原子核をくっつけている力もこの「電磁力」。


さて。最後の「強い力」について。原子核を構成しているのが陽子と中性子なのですが、この陽子と中性子、を結び付けている力が、この「強い力」。
この世の中で、もっとも強い力、ということになります。

陽子と中性子を何らかの方法で引き離す=核分裂を起こさせると、分裂して軽くなった質量分、この質量に光速の2乗分をかけたエネルギーを放出するのです。

この、「強い力」。軽い原子ほど安定して強い結びつきがあるのですが、重たくなればなるほど安定しなくなり、いわゆる「ウラン」などは、自然界にごく
普通に存在する物質の中で、もっとも重い物質となり、とても崩壊しやすい性質を持っているのだそうです。

「中性子」とは、陽子同士をくっつける接着剤のような役割をしているのですが、ウランのように、不安定な重金属に中性子を一つ当ててやると、まるで
ビリヤードの玉と玉がぶつかるようにして一つの陽子が外に放出され、接着剤が失われた重金属は安定しなくなり、二つの、別の重さの物質に崩壊します。


別の重さ=軽くなるわけですから、軽くなった分、重金属は外にエネルギーを放出します。


この時、外に放出されるエネルギーが、「ガンマ線」。いわゆる放射線というやつです。分裂することで、過剰にエネルギーを保有することになった物質
が、本来の陽子と中性子が保有するエネルギーの値に安定するまで、過剰なエネルギーを、「ガンマ線」として放出し続けるのだそうです。

アルファ線、ベータ線、ガンマ線って言いますよね。
この記事→「光」の秘密を覚えておいででしょうか。

まあ、この記事、若干誤りがあるのですが・・・ 

光(光電子)は振動する粒子=量子であり、粒子の反応と波の反応を同時に示す粒子。で、この振動する幅によって、通過できる場所と通過できない場所
がある、って書きましたね。この部分に関しては誤りではないので、書いている通りにイメージしていただければよいかな、と思います。

可視光には7つの色があって、もっとも細かく振動する粒子が紫。紫色の光よりも細かく振動する量子が紫外線。この、紫外線よりもさらに細かく振動する
粒子が「アルファ線」「ベータ線」「ガンマ線」なのです。

アルファ、ベータ、ガンマの順に細かくなります。

アルファ線の正体は、陽子が二つ、中性子が二つで安定しているヘリウムの原子核と同じ構成の量子。
ベータ線の正体は電子(もしくは陽電子)です。

ってことで、アルファ線はプラスの電荷を、ベータ線はマイナスの電荷を帯びた粒子、ということができるでしょうか。

アルファ線は4つの量子で構成された物質で、一枚の紙すら通過することができない、のだそうです。ただし、電荷が安定していませんから、一定の場所
に長く滞留した場合、近くの物質からマイナスの電気=電子を奪い取ろうとする性質があるようです。

マイナスの電気を奪われた物質=原子はものすごく不安定(イオン化)になり、近くの物質からさらに電子を奪うことで安定しようとします。
活性酸素、なんて言葉で有名ですよね。電子を奪われた原子は劣化し、その原子で構成された物質は変性するのでしょうね。

DNAが傷つく、っていうのはつまりそういうこと。生卵がゆで卵になるようなイメージ(=タンパク質変性)だと思います。

ですから、アルファ線(アルファ粒子)は体内に取り込まないような注意が必要です。

そして、最後のガンマ線。こいつはアルファ線やベータ線と違って、電荷を有していない上に、アルファ線やベータ線よりも細かく振動する物質ですから、
意図も簡単に物質の中を通過します。んで、ガンマ線の質量と同程度のエネルギーをもった物質=電子とぶつかると、やはりビリヤードと同じ要領で電子を
弾き飛ばし、物質をイオン化します。DNAを傷つけ、ガンなどの障害を発症させるのですね。


おっと。不安を煽ることを意図した記事では無かったのですが・・・。
では、そもそも今回の福島原発事故。一体何が問題で、どの程度の災害を引き起こす可能性があるのか。


きっと、今回の事故に対して、みんなが不安になるのは、この部分が明らかにされていないから、不安になるのだと思うのです。

記事が随分長くなったので、このまま続けちゃうと、とっても読みにくいですね。


なので、今回の福島原発事故の問題の本質について、記事を分けて記しちゃいます。

福島原発事故は、本当に「危ない」のか。当初多くの方が想像したように、「日本を終わらせる」ような深刻な危険性を有しているのかどうか。
このことについて、次の記事では記してみたいと思います。


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