長年の疑問解決 β崩壊.... その4 追加

その３で最終回のはずだったけど
いつもコメントいただく方というか友人から

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β線が出来る過程は何とかわかったのですが…

＞そこで電子（-1の電荷）の登場

この電子はどこから来るの？
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という質問が
自分でも疑問に思ってたのだが

少し調べてみると

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＞この時の「電子」と「反電子ニュートリノ」はどこからやって来るのでしょうか？
に答えることになるのですが、
先の反応で放出されたウィークボソンが崩壊して電子とニュートリノになります。
W(-) → e(-) + 反ν(0)

このようにβ崩壊は二段階で考えることが出来ます。

反粒子とは時間を逆行する正の粒子としても考えることが出来ますので、上の反応はニュートリノを移行して
ν(0) + W(-) → e(-)　中性がマイナスを吸収しマイナスの電子になります。

電気力では電子と電子の間に光子が伝達されますが、この場合の弱い力では中性子とニュートリノの間でウィークボソンが伝達されるのですね。
光子は電荷を持たないので電気的な相互作用の後は粒子は同じです。
ウィークボソンは電荷を持ちますので反応後にその種類が変わり、中性子は陽子に、ニュートリノは電子になります。

https://mixi.jp/view_bbs.pl?comm_id=1352050&id=55805142
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らしいのだけど
ウィークボソンってなんだ？
うーん　理解で来たらまた書こうと思うけど

それよりも大変なことが
娘から使わなくなったiPadをもらったので
設定して使えるようになったのは良いけど
ラインって複数の端末では使えないらしく・・
スマホのラインがβ崩壊状態・・
再起不能かも・・・

長年の疑問解決 β崩壊.... その3 最終回

この本はワシが小学校6年の時のもの　当時買っていた6年の科学という本の付録
たしか6年の科学の最後の付録だったと思う。


ワシが調べたいこと満載で、すごくうれしかったし今でもたまに使っている
当時これで調べてさらに百科事典で詳しく調べようとすると
基礎知識がないため言葉の意味すら分からず
わかったのは「β線という放射線は電子の流れであること」
少し電気の知識がある人ならわかると思うけど
電子を引っ張る＋のエネルギーがあるから電子が流れるのであって
何もないところに電子が流れるってどういうことよ？？

それが50年の歳月を経て理解（ある程度だけど）できたんだからそりゃー嬉しくて
こうやって書いてるんだけど・・
読んだ人に理解してもらいたくていろんな事書いたけど
それがかえってわかりにくくしたようで・・・笑
なので今回（最終回　笑）はこれを読めばなんとなくβ崩壊がわかる・・・
そんな気合で書くことにしよう　うまくいくかは不明だけどね

それでもやっぱり基礎知識は必要なんで

１物質の違いは原子のなかの陽子の数で決まる
　1個なら水素　2個ならヘリウム　・・・8個なら酸素・・・26個なら鉄
（陽子数だけでこんなにいろんな物質があるってなんか不思議です）

２原子の中身の陽子と中性子　これらは兄弟みたいなもので両方とも3個のクオークというものでできている

３クオークは　＋3分の2の電荷をもったアップクオークと　－3分の1の電荷をもったダウンクオークがある
（他にもあるが説明に必要なのはこの2個）

よし本題に入ろう　このページだけでわかるように書くので前回と重複することもあるかもしれません
名付けて「15分でわかる福島原発のトリチウム水」←こうやって脱線するからなおさらわかりにくいのかも


同位体　同じ原子でも中性子の数が異なるものがあり、それを同位体と言います。
下の図　左が普通の水素　次が重水素　右が三重水素（トリチウム）


みんな水素なんですが　左の三重水素（トリチウム）だけが厄介で
不安定な構成なんで、なんとか安定した形になりたいと思っている
そこで2個ある中性子の1個を陽子にかえて　陽子が2個のヘリウムに変化する道を選ぶ
下の図


※中性子を1個放出して　重水素になっても安定するんだけどなぜそうならないかはワシの知識なし
※上図は原子核のみヘリウムになったので電子が1個不足して陽イオン状態

ここからは中性子が陽子に変化する話なんだけど
陽子と中性子の中身について。いずれも3個のクオークでできているのだけど
アップクオークとダウンクオークの組み合わせが異なる
（アップクオークを赤　ダウンクオークを青）


まず陽子はアップクオーク2個とダウンクオーク1個
電気的には　+2/3　が2個　-１/3　が1個で合計　+1の電荷　

次に中性子はアップクオーク1個とダウンクオーク2個
電気的には　+2/3　が1個　-１/3　が2個で合計　+-ゼロ

となってる　さてここで上の図をもう一度目を凝らしてみてもらいたい
中性子が陽子に変わるためには・・・
青〇が1個　赤〇に変われば良い・・
言い換えれば　1個ダウンクオークがアップクオークに変われば　おおお　陽子に変化できるわ～～♪

またまた言えば
ダウンクオークの持っている電荷　-１/3（ﾏｲﾅｽ3分の1）が　+2/3（ﾌﾟﾗｽ3分の2）に変化すれば良いという事
ダウンクオークが電子を放出すれば以下の計算が成り立ち　めでたくアップクオークに変身！！

ﾀﾞｳﾝクオークの電荷　　　　電子の電荷　　　　ｱｯﾌﾟｸｵｰｸの電荷
　　　（-１/3）　　　-　　（-1）　　　　＝　+2/3

※この時電子だけではなく反ニュートリノも放出される
※表現上ﾀﾞｳﾝクオークから電子が放出と書いているが必ずしもそうではないかもしれない
　大きくは間違ってはいないと思う


この一連の流れをβ崩壊と言い出てきた電子がβ線である
子供のころワシは原子核の周りにある電子が飛び出してくるのかと思ったので理解不能に陥った


さてそのβ線だがプラ板や薄い金属板で防御できるし90年代まで時計の文字盤に使われたことを考えると
それほど恐れなくても良いような気もする。さらに自然界にも「トリチウム水」として存在し
人体内にも数10ベクレルほどのトリチウムが存在しているとも言われています。
そういう事から「薄めて海に捨てる」という行為が国際法上認められているのでしょう。

ただ一定量が体内に入ると・・

光の速さで電子飛び出すので近くの細胞が破壊される
ＤＮＡを構成する水素のかわりにトリチウムが入るといずれ水素ではなくなるのでＤＮＡが破壊される

でも今のところ海洋投棄しか方法はないし・・
あと2年でタンクを置く敷地が無くなるし・・

長年の疑問解決 β崩壊.... その2

----基本的な事-----覚える必要はないんだけど　話がわからなくなったらここ見るとわかるのではないかと思い------
〇その物の性質を維持しながらの最小単位は分子　水ならＨ2Ｏ

〇その分子をさらに個々の物質に最小化したものは原子　水からはＨ水素　とＯ酸素

〇原子はさらに　陽子　中性子　電子などに分かれ陽子と中性子は　クオークという素粒子3個からできている

〇電子はレプトンと呼ばれる質量の軽い素粒子のグループに属しそのグループにニュートリノという素粒子がある

〇普通の素粒子は電荷（電気エネルギー）を持っているがニュートリノは持っていない　

〇物質（素粒子）には反粒子というものが存在し質量が同じで電気的に反対の物質がある
　　例　　電子－の電荷　に対し　　陽電子+の電荷
　　　ただしニュートリノは電荷をもたないため、反ニュートリノも電荷はない（と思う　知識不足）
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まず原子の構造　これは中学生くらいで習うので見たことはあるとおもう
これは原子番号２のヘリウム原子　本当は原子番号１の水素でもいいのだけれど
水素は普通、中性子をもっていないのでヘリウムを例にする


中心に原子核という部分がありそこには　陽子（+の電荷）　中性子（見かけ上電荷なし）
原子核のまわりに電子（-の電荷）　がある
プラスの電荷２に対しで電子も２個（マイナスの電荷２）で釣り合っている安定した状態。

蛇足
時々電子を失ったりあるいは、もらったりして電気的に+か-どちらかに傾くことがある
この状態を「イオン」という
よく空気清浄機などで「マイナスイオン発生」とかいう文言があるけれどマイナスイオンという物質は存在しない

金属を、電子を失いやすく酸化されてイオンになりやすい順に並べたものを、「金属のイオン化傾向」といい金属の錆びやすさの目安になる

さてそろそろ本題のβ崩壊
これは福島原発の汚染水の海洋投棄にも関係する話

汚染水は地下水と原子炉の冷却水が混ざったもので様々な放射性物質を含んでいる
それを「多核種除去設備（ALPS）」という機械で除去してほとんどの放射性物質を取り去っているのだが
トリチウムという放射性物質は除去できず、それを含んだ汚染水がたまって
あと2年くらいで敷地内に満杯になり、薄めて海洋投棄するしかないという話になっている
詳しくはわからないが国際法上問題はなくトリチウム水は薄めて自国の海に出すことはどこの原発でも行っているらしい

今福島で海洋投棄するか否かという話がでたら早速隣国からクレームが入ったらしいが
その隣国の原発もトリチウム水を海洋投棄してるんでね～

トリチウムって金属かと思ってた
90年代までの時計の文字盤の夜光に使われていて当時から放射線がでるので発がん性があるといわれてたが
実際は微量なため実害はないのでは、ただ製造過程に携わる人には多分良くないかと
そんなわけで現在はもう使われていない（ルミノーバだったかそれに変更）
トリチウムのマーク　Ｔ＜25


脱線が続いたがトリチウムってのは水素の事だった・・・知らんかった（別名　三重水素）
水素って水を作る原材料だからトリチウムを除去ってことは水を電気分解するしかない
（実際にはアルミの特殊フイルターで除去できるらしいが実用化にはなっていない）

では普通の水素とトリチウムは何が違うのか・・・以下の図はトリチウム（三重水素）

普通の水素は　陽子1個　と電子1個でできているが・・・
トリチウム（三重水素）はそれに加えて中性子２個くっついている
本来の形ではないので中性子1個を陽子にかえて安定したヘリウム原子になりたいと思っている
（本人からは聞くすべはないけどきっとそうに違いない　笑）
中性子が陽子に変わり安定した状態になる事　それがβ崩壊
続く

長年の疑問解決 β崩壊.... その1

子供のころから宇宙とか原子核とか電波　放射能・・温度
などなど　物理なのか化学なのか
そういうもんが好きで本を読んだり
先生に聞いたりとか
あのころネットがあればね～　どんなに便利だったか

ただ逆を考えると
すぐにわかったらあんまり感動しないし
ありがたさもあんまりないし
調べて調べてやっと答えが見つかった時の感動！
自分にとってどっちが「心地よい」かって考えると
ネットがなかったことが幸いだったかも

絶対零度　約－273度
子供のころ読んだマンガ　
エイトマンだったかサイボーグ００９だったか
敵方の怪人で眉間から冷凍光線を出すおじさん（笑）がいた
光線を放つときに「絶対零度」と叫ぶんだけど
その意味が分からず
母親に聞いたがなんか煙にまかれて
でも心の中には「絶対零度」という言葉が焼き付いた
その後中学生になりあの感動の日がやってきた　笑

科学の時間
気体の体積は　1度下がるごとに　273分の1づつ少なくなる
したがって－273度になると理論上体積はゼロになる
これが絶対零度である
いままでくすぶっていたものが消えて
一気に脳に焼き付いた
その後テストにでたけど
忘れるはずもなく「この問題はワシのために存在する」
そんな気持ちだった　笑

その後は原子の構造を考えて　まあ一般的な
原子核　電子　陽子　中性子　中間子などが
あることが分かったけど　その中身は？・・
図書館でそれっぽい本を借りても
書いてあることすら理解できず
中学生のワシの脳では完全に行き詰った

それと放射線
α線
β線
γ線
中性子線
Ｘ線
その中で特に
β線が腑に落ちなくて・・
電子の流れ・・電流かい？　
電位差もないのになんで電子飛んでくるの　　みたいな
小学生の「絶対零度」に近い思い
どうして？　何？　一体？

大人になっても心のどこかにβ線とかβ崩壊が引っかかって
最近特に　核の最終処分地で北海道の２町村が立候補したり
福島原発の汚染水の海洋投棄の話がクローズアップされたり

トリチウムが除去できないって言ってたけど
トリチウムってなんだっけ？
昔時計の夜光に使われてたけど

そういえば β崩壊について書いてあった新聞記事
いつかヒマになったら読もうと
とってあったよな～
と思い引っ張り出してきた

日付は2017年だから3年前か

なんか前に見たとき
ちょっと頭痛い的な感じだったけど
今回は案外すんなりと理解　3割くらいか　笑
一部分だけど見えてくるとそこからは
非常にスムーズに・・

続く

コンパスの使い方

2月3日アウトドアメーカー　モンベルさん主催の
山歩き講習会に参加
スノーシューを付けて簡単な山歩き
初心者向けだが
基本的なことを知りたくて参加
で～結果としては大正解

10時に札幌市滝野すずらん自然公園
森の交流館に集合
ここは家から車で20分ほどのすぐ近く
夏場は人気のキャンプスポット

天邪鬼なワシは人気の場所には
近付かない主義なので
一度も行ったことがない（笑）

http://www.takinopark.com/

まずは講義
コンパスの使い方
地図の見方
ウエア（レイヤリング）
ビーコンやゾンデの使い方



ビーコンやゾンデ以外は
なんとなく知っていたが
今回の講習で完全把握！！（のような錯覚）

知った分だけ欲しくなって
向かうところ敵は
不足する福沢諭吉のみ

講習のあとは
スノーシューを履いて
アップダウンのある林間を散策
雪質のチェック


雪が降り積もって層になっているので
密着していない層から崩れ雪崩になる


ビーコンの使用体験
（いつもの写真撮り忘れで1枚のみ）


ビーコンって強力な救助信号を出し
近隣の救助隊むけに信号送信かと思ってたけど
そうではなくトランシーバーのようなものだった

https://www.mammut.jp/

まずチーム（パーティ）全員が所持
通常は送信状態にする
送信は常時ではなくピッ　ピッと断続的
（電波なので音が聞こえるわけではない）

誰かが雪崩や滑落などで雪の下になった場合
他の人はすぐ受信に切り替える

受信は指向性があるのでビーコンを水平に保ち
電波（遭難者）の方向を探る（液晶に表示）
近づくと遭難者との距離を表示するので
一番近づいたらゾンデ（棒）を雪に突き差し
遭難者の位置を特定し
すぐ掘り出す
15分以上経過すると致死率が高まる

http://www.montbell.jp/

これは何度も練習しなければ
実際はパニクッって無理・・

ビーコンは段々高機能になってきていて
個別信号も出せるらしいが・・・
それはそれで　複雑な問題・・
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3人が雪に埋まった
幸いそれほど大きな雪崩でなかったため
すぐにビーコン電波を受信

ビーコンの識別信号を見ると
向かって左　普通の友人
真ん中　親友
向かって右　一応友人だが　嫌いな奴

私はスコップを取り出し
真ん中の雪を掘り始めた・・
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と　こういう事ことが起きる
まあ　ワシは冬山の趣味はないので
こういう経験はしなくてすむが

関係ないけど
ブライトリングでは遭難信号だせるモデルがある
これはパイロットの免許所有者しか
買えないと思うけど

http://www.studiobreitling.com/column/sb/sb-15.html

さて前置きが長すぎたけど
ここからが本題

１　地図に磁北線を引く1

地図上の上は北だが
コンパスが（方位磁針）実際に示す方向は
北海道の場合　西方向に7度～10度ズレている

「偏差」「磁気偏角」「偏角」と呼ぶ
なぜズレるかは各自お調べください
コンパスのベゼル（リング）を回して西側へ7度（1メモリ　2度）ずらす


２　地図に磁北線を引く2

西側へ7度ずらしたコンパスの
導矢と呼ばれる赤の太矢印あるいは
それに平行に引かれているいる線とを
地図の縁に合わせる。赤で囲った部分


言い換えると
地図は普通　上が北になっているので
その方向とコンパスのべセルの北方向を合わせる
（写真や印刷物の上は本来　天地の天というが
ここでは上という表現をします）

コンパスのスケール部分（物差しのメモリのある部分）
に線を引くと　西に7度傾いた線が引けます
赤矢印部分
これが　磁北線というコンパスの示す北方向です
この地図にはあらかじめ引いてあります
青矢印部分

これで地図の準備ができました

３自分の行きたい方向をコンパスにセット

自分の行きたい方向に進行矢（赤〇）を向けて
コンパスをセット
（スタート　ゴールにコンパスのサイドを添わせる）


４　方位のセット
そのままの状態でベゼルの北方向を磁北線に合わせる
（平行にする）
青で囲った部分


写真はたまたま地図も北方向に向いて置いてあるので
コンパスの針も北を指していますが
地図上の磁北線に合わせればＯＫです。

この状態は
実際の北（コンパスの北）にベゼルの北を合わせてやれば
自分の進む方向（目的地は）進行矢の方向にあるということです

言い換えれば
自分の目的地が北を0度としたときに
何度の方向にあるのかをセットした状態です
写真では262度付近です（見ずらいですが）

５実際の使用

行動中　進む方向（ゴール）を確認する際は
水平に保ち　ベゼルの北を実際の北方向に合わせ
（ベゼルの北とコンパスの針の向きが一致）
進行矢の方向に進む



時計のコンパスを使っての応用
形状のせいで精度は落ちますが
簡易的に方向を知ることができます


１ゴール方向に12時位置向け平行に置く
（この時計の場合　BARIGOのロゴ位置）


合わせづらい場合鉛筆など添えると良い
（この場合　ステッドラーの鉛筆が望ましい　冗談　笑）


２ベゼルを回して磁北線にＮ合わせる
写真の写し方が悪いができるだけ平行にする


３実際の使用は
時計をコンパスモードにして
ベゼルのＮを北方向に合わせる
（この時計では文字盤のドットが多い場所が北方向）
時計の12時方向が進行方向
進行方向が何度であるか表示している
263度　コンパスの時とほぼ同じ

以上・・・

こうやってマニュアルめいたものを作ると
記憶の確認作業ができるんで
理解が深まって　若いころなら
忘れなかったけど・・
年なんで　忘れるべな～笑