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スチームエネルギーについて
anachronismの回答
面白そうな話題なので混ぜてください。 NO.1 様がおっしゃるように、蒸気機関は過去の遺物どころか、最先端の省エネ技術の一部として現在もわれわれの生活を支えています。不思議なことに、これらの蒸気機関は狭義の蒸気機関、すなわち「水蒸気」によるものがほとんどで、organic rankine cycleとよばれる水以外の蒸気を使った機関はあまり市民権を得ていません。私の恩師の一人が「水と親和しない技術は普及しない」と言っていましたけど、水蒸気には不思議に技術者の心を震わせる何かがありますね。 さて、現在はたしかに空想科学小説の世界にしかない小型の蒸気システムですが、将来にわたってそうだともいえないところはあるんですよ。 まず、蒸気を原動力とする原動機について。機関車などはピストンで動きますが、現在主流なのは蒸気タービンです。発電用の蒸気タービンは、それはそれは大きなものですが、これはメガワット単位の動力を生み出すためですから当然です。すなわち、小出力になるほど蒸気タービンも小さくていいのですが、あまり小さなものができない理由は、実は回転速度との関係があります。蒸気タービンは径が小さくなるにつれ、その分回転速度を速くしなければなりません。ですがあまり回転速度が速いと、軸受けなどが壊れてしまうので、これまでは１００ｋＷくらいまでしか小さくできませんでした。（日本ではある事情から、発電用の蒸気タービンは、3,000もしくは3,600回転／分になっています。）しかし最近は１０万回転／分ぐらいのタービン機関もありますから、原理的には水筒ぐらいの大きさで、１ｋＷくらいの動力が取り出せる蒸気タービンはありえない話でもなくなってきています。 次に、蒸気源ですが、エネルギー源として化石燃料しか思い浮かばない人も多いようですが、たとえば原子力熱源などがあります。と、いっても、原子力発電所のような核反応ではなくて、放射性同位元素（ラジオアイソトープ：ＲＩ）の崩壊熱のことです。これは、惑星探査機の原子力電池としてすでに使われている技術で、原子力電池では、ＲＩが勝手に出す崩壊熱と放熱板との温度差を利用して、熱伝素子を使って発電しています。 これを蒸気発生器に応用するとしたら、実はそう難しくもないのです。ＲＩを放射線を外に出さないようにカプセルに密閉しておくと、勝手に発熱してそのカプセルの温度は上昇します。これを耐圧容器に水と一緒に入れておけば、原理的にはリュックサックぐらいの大きさの蒸気発生器ができるかもしれませんね。これを阻むのは科学技術よりもむしろ安全保障問題でして、そういう無粋なことを考えなければこうも楽しい想像ができるのですな。 原子力ではなくても、高温で熱容量（顕熱か潜熱かは問わず）がとても大きな物質が開発されれば、それを高温に熱した上で先ほどのカプセルの代わりにすれば、（石焼イモの石の要領（笑）、）同じようなことができる理屈です。 知識は使い方次第で世界と可能性を大きく広げますが、逆に知識が発想を閉じ込めてしまうこともままあります。「専門家とは、同じ誤りを続ける人たちのこと」と、タービンの「クリスマスツリー」にちなんだ話で聞いたことがあります。質問者様のように率直にモノを感じる人と、それに付き合える柔らかい頭の持ち主がもっとたくさんいたら、この国もまた発展するかもしれませんね。
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