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核分裂のパワーの原理を日常生活で例えると？
原爆の仕組みについて色々調べています。 化学・物理に関しては全くの無知です。 『核力によって強く束縛されている核子の結合を切ってエネルギーを取り出す（＋連鎖反応）』 ということですが、これは日常の例でいうと 「ピンと張ってある電線を切ると弾ける（＝パワー発生）」 というイメージで間違っていないでしょうか？
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> 核融合・分裂は日常で目にする光景の中には無いので、我々の日常の感覚では理解できない（説明しづらい）ということで良いのですね？ その通りです、身の回りで頻繁に起こる現象ではありませんので本当はイメージも例えも難しいです。 ＞これは安全性をクリアして人間の日常生活に利用できそうなのでしょうか？ 安全性というよりも連続的に融合させる事自体が難しいのです。重水素を空間に閉じ込めて一億度に加熱する、言うは安し、行なうは難しの見本のような物でそんな高温に絶えられる容器はこの地球上にありません。実は太陽のエネルギー源は正にこれで実現すれば 地球上に太陽を造ったと言えます。 現在磁場とレーザーでこれを実現させようとしている訳です。 これは世界を大きく変える技術で、何といっても無尽蔵にある燃料でしかも核分裂と違って暴発の危険はないし放射能も殆んど出ない、温暖化の問題も無縁。 有り余る電力で高性能バッテリーを充電し自動車を走らせる。幸いバッテリーやインバーター、モーターなどは充分な性能を持っています。 化学原料としての石油は勿論これからも重要ですが有り余る電力と熱で他の物から、例えば各種廃棄物などからも原料が出来るかもしれませんね。またこの技術は核兵器に転用出来る物ではなく世界平和にも一役買うかもしれません。ただ産油国はダメージを受けると思います。
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ちょっと補足しますが ＞「質量をエネルギーに変換する」行為は今のところ核分裂だけであって‥ に追加しますが核融合でも同じ現象が起こります。つまり中性子、陽子が各一個の重水素原子核二個を融合させるとへリウム原子核が出来ます。 この時わずか質量が減り、その差が先ほどの計算式のようにエネルギーに変換されます。 今先進国で研究してる核融合のプラントは正にそれで、これが実現できれば海水中に無尽蔵に存在する重水素を燃料に人類は無限のエネルギーを手にするでしょう。
お礼
補足ありがとうございます。 まず本題に沿うと、 核融合・分裂は日常で目にする光景の中には無いので、我々の日常の感覚では理解できない（説明しづらい）ということで良いのですね？ 本題から反れますが、 初めて聞いた話でとても興味深いです。これは安全性をクリアして人間の日常生活に利用できそうなのでしょうか？ できるとすれば実現すれば油にとって替わって世界がガラッと変わりますね。 できれば武器ではなく人類に役立つエネルギーが発見されることを期待します。 シロウト発想だと核融合・核分裂を組み合わせて永久機関が実現しそうな感じがするのですが、これはきっと無茶な話なんでしょうねｗ
- 大明神（@bathbadya）
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No.2です。No.3さんのご指摘のとおりです。 ＞「ドミノ倒し」の例は連鎖反応の方のことでしょうか？ う～ん、少しのエネルギーで大量のエネルギーを取り出すイメージでたとえてみました。 核分裂を起こすのに必要なエネルギーが、核分裂で発生するエネルギーより小さいと「エネルギーを取り出す」に相当しないと思いましたので・・・
お礼
なるほど、ドミノの例えの意図がわかりました。 説明ありがとうございます。
bathbadyaさん ＞「A；元の元素の重さ」と、「B;分裂後の元素の重さの和」を比較した場合に、A<Bとなる場合核分裂のエネルギーとなります。 Ａ＞Ｂの間違いでは？ まあ本当は身の回りには最適な例えは無いかもしれませんが。
お礼
わかりました。ありがとうございます。 E=mc二乗 というやつですね？ この場合、(A-B)×光速の二乗がエネルギーになると。 つまりは核分裂は「質量をエネルギーに変換した」ものであって、 張力の開放（？）である電線の例えは本質的に全く違うことになるんですね？ 私はてっきり固い結びが開放された時の勢いだと思ってました。 結論を言うと、 「質量をエネルギーに変換する」行為は今のところ核分裂だけであって、 我々が日常で目にする光景の中には無い現象なので、一般の人間は感覚では理解できないということで良いのでしょうか？ そうだとしたら、しかたありませんｗ感覚で理解するのは諦めて、 「まずE=mc二乗 という物理的事実が存在していて・・・」というところで納得に落ち着こうと思います。
- 大明神（@bathbadya）
- ベストアンサー率19% (769/3963)
＞核分裂のパワー 「A；元の元素の重さ」と、「B;分裂後の元素の重さの和」を比較した場合に、A<Bとなる場合核分裂のエネルギーとなります。 A：結合後の元素の重さ<B；結合前の元素の重さ の場合は、核融合にてエネルギーを発生します。 差し引きで消滅した重さに比例したエネルギーが発生します。 連鎖反応はうまく説明できないので割愛 ＞「ピンと張ってある電線を切ると弾ける（＝パワー発生）」というイメージで間違っていないでしょうか？ この場合は、ピンと張るためのエネルギー以上に弾けるエネルギーは取り出せないので、たとえとしてはあまり適切とは言い難いと感じます。 雰囲気としては「ドミノ倒し」が近いかな？ 実際はドミノが倒れることにより重心の位置が下がるので位置エネルギーが変換されるだけですが・・・
お礼
核分裂と核融合の重さの話は初めて聞いたので、思わず参考になりました。 回答ありがとうございます。 「ドミノ倒し」の例は連鎖反応の方のことでしょうか？ 『核力によって強く束縛されている核子の結合を切るとエネルギーが発生する』 ＝互いに引き合っているモノを切断すると《弾ける》 というイメージで捉えて問題ないでしょうか？
> 「ピンと張ってある電線を切ると弾ける（＝パワー発生）」 と言う感じやパンパンに膨らんだ風船がパン！とはじけた状態を連想したら如何でしょう？ 又は磁石の同極同士をロウで貼り付け、温度を少しづつ上げていくとある点でパン！と飛び散る感じ。 など無理やり抑えていて何かのきっかけで抑える力が無くなり、本来の力が表に現れた。 と言うような例えは如何でしょうか？
お礼
なるほどイメージは合ってたようですね。 回答ありがとうございます。 言われているような恐ろしいパワーを放出する元である核子の結合の強固さは想像を絶する強さだということですね？
お礼
わかりました。「イメージは沸かないが原爆はとにかくmc二乗のエネルギー変換」と覚えておくことにします。 有限資源である石油に危機感を覚える中、希望の持てるお話でした。バックトゥザフゥーチャーのような世界も、ひょっとしたら来るかもしれないのですね。