サイエンスジャーナル

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2011年03月

「隆起」「沈降」…変動する大地をとらえる!人工衛星で見る「東日本大震災」

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 地震と大地の変動
 地層を観察するときに見られる、断層やしゅう曲は大地が変動するときにできる。どんなときに大地は変動するのだろうか?

 もちろん地震の時である。今回の東日本大震災でも、大地のあちこちに変動の傷跡が残っている。海に沈めた水圧計の記録や、震源地のはるか上空を周回する人工衛星の映像がこれをとらえていた。 


DMSP

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福島第1原発の周囲の海水から、基準値の4383倍のヨウ素131検出!

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 止まらない海洋汚染
 福島第一原発の原子炉事故は、東京電力の懸命の復旧作業がようやく実を結び、核燃料棒を冷やせるメドはたった。しかし、核燃料棒が完全に冷えるには、1年以上も時間がかかるという。何とやっかいなエネルギーだろう。

 もう一つの問題は、周囲に広がる放射性物質だ。この流出が止まらない。福島第一原子力発電所の周辺の海水から、高濃度の放射性物質が検出されている。また、IAEAの独自に行った調査によると、原発から40キロ離れた地点で、基準値の2倍の放射能が検出されたという。国の基準とは違うようだが、どうなっているのだろう?

IAEA

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第29回ノーベル生理学・医学賞 エイクマン・ホプキンズ「ビタミンB1の発見 」

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 ビタミンとは何か?
 ビタミンとは何だろう?調べてみると「生物の生存・生育に必要な栄養素の1つ」であることがわかる。では、この栄養素どのように働くのだろう? 

 ビタミンの多くは、生体内において、酵素がその活性を発揮するために必要な「補酵素」として機能する。したがってビタミン欠乏症に陥ると、ビタミン類を補酵素として利用する酵素が関与する代謝系の機能不全症状が現れてくる。例えば脚気は、ビタミンB1が不足すると起きる病気で、当時は伝染病とされ、バタバタと多くの人が倒れていた。

 どうやら1929年は、ビタミンの発見の年といえるかもしれない。ノーベル化学賞は、アルコール発酵における補酵素(ビタミンB3)の発見に対して贈られた。生理学・医学賞も補酵素である、ビタミン(ビタミンB1)の発見に対して贈られた。受賞者は、オランダの病理学者クリスティアーン・エイクマンとイギリスの生化学者フレデリック・ホプキンスである。ビタミンに対する認識がようやく世界に広がったそんな時代の中の受賞だった。

VitaminB1

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第29回ノーベル化学賞 ハーデンとオイラー「糖類の発酵研究」バイオ燃料の基本!

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 バイオガソリンの普及
 現在、レギュラーガソリンにバイオ燃料が混ぜられているのはご存じだろうか?バイオ燃料には2通りあり、 「E3」と「ETBE」がある。両者とも二酸化炭素(CO2)削減のためにバイオエタノールを利用したガソリンで、混合されるバイオエタ ノールの量は、どちらも約3%で同じである。では、バイオエタノールはどうやってつくるのだろう?

 そう、トウモロコシ、サトウキビ、廃木材などの植物成分をアルコール発酵させてつくられる。アルコール発酵の歴史は古く、最古のものは中国で、紀元前7000年ごろの賈湖遺跡(かこいせき)で、酒造りをした形跡が発見されている。では、アルコール発酵のしくみが解明されたのはいつごろだろう?

 1897年、ドイツの薬理学者エドワルト・ブフナーが、発酵には酵母 の中にある酵素が必要なことを解明する。この酵素発酵の発見で、ブフナーは、1907年のノーベル化学賞を受賞した。イギリスの化学者ハーデンとスウェーデンの化学者オイラーは、さらに研究を進め、酵素の1つがNADという補酵素(ビタミンB3)とアポ酵素から成っていること、反応にはリン酸(ATP)が必要であることを発見した。ハーデンとオイラーはこの業績により、1929年のノーベル化学賞を受賞した。オイラーはのちにNADの構造まで解明している。

Euler-chelpin Arthur Harden

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第29回ノーベル物理学賞 ルイ・ド・ブロイ「物質波の発見」!電子も波動だった!

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 光とは何か?
 光とは何だろう?その説明は難しい。アインシュタインは光の性質を理解するために、人生のすべてを費やしたと晩年語っている。

 19世紀、イギリスのヤングは「波の干渉」という現象が光にも現れるかどうかを実験した。その結果、光にも「波の干渉」の現象は現れ、光は波動だと考えられていた。ところが、アインシュタインは1905年に自らの論文において、光電効果を光を粒子として解釈する「光量子説」で説明した。1923年にコンプトンが電子によるX線の散乱においてコンプトン効果を発見し、この「光量子説」は有力な証拠を得た。

 光は波動と粒子の両方の性質を持つものだった。フランスのド・ブロイは逆に電子などの粒子も、波動のように振舞えるのではないかということを、1924年に自身の博士論文で提案した(ド・ブロイ波)。この理論は1927年にトムソンやデイヴィソンによる実験によって支持され、シュレーディンガーが波動力学を定式化するのにも使われた。また1928年には日本の菊池正士 も雲母の薄膜による電子線の干渉現象を観察している。

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常温核融合?たった100度の恒星を発見!低温記録を更新

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 恒星の色と温度
 太陽の表面は何度だろう?そう約6000℃だ。では「昴」のような青白い星では何度だろう?恒星の色は、温度の高い順に、青白、白、黄、オレンジ、赤などがある。温度は、青白い星で10,000度以上、赤い星で4,000度以下くらいだ。冬の空でいえば、青白いシリウスは温度が高く、黄色いカペラは中くらいの温度、そして赤いベテルギウスは温度が低いということになる。

 それでは、もっとも温度の低い恒星の温度は何度だろう?

 米・ハワイにあるケック天文台の「ケックII望遠鏡」で、これまで知られている中で最も低温の星が発見された。約75光年先にある褐色矮星で、その表面温度はたったの100度ほどだという。

coolstar

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レアアースを含む「鉄マンガンクラスト」に刻まれた、地磁気逆転の縞模様

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レアアースの供給源
 マンガン団塊(manganese nodule)は、成分が海水中から沈澱して生じた球状のかたまりで、主にマンガンや鉄を成分とし、銅やニッケルなどを含んでいる。マンガンバクテリアによって形成されたとの考えもある。ハワイ諸島の南から東にかけての海域に多くみられる。 水深4,000~6,000mの深海底に分布しており、埋蔵量は1兆7,000億トンにのぼると推測されている。レアアースやレアメタルの供給源としても期待されているが、分布が深海底である上に、薄く広く存在しているため、商業的な採掘へは課題が多い。

 これと同様に海底の露岩などの表面に殻(クラスト)のように成長する、鉄マンガンクラストという鉱物がある。1 mm程度の薄いものから最大で厚さ40 cmのものまで存在する。成長は極めて遅く、厚いものは数千万年かけて成長する。陸起源物質の影響が少ないため、過去の海洋環境変動や気候変動の長期にわたる記録が残されていると期待され、隕石など地球外物質の痕跡も残っている可能性がある。

 今回、産業技術総合研究所のグループと高知大学、米国マサチューセッツ工科大学・米国ヴァンダービルド大学と共同で、海底の鉄マンガンクラストに残された過去の地球磁場の痕跡から、地磁気逆転現象と磁場の形成年代、成長速度を推定する研究が発表された。いったいどうやって、地球の歴史を調べたのだろうか?

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ヨウ素131・セシウム137とは何か?水道水から乳児の規制値超す放射性物質が…

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 放射性物質汚染
 福島第1原発事故の影響で、放射性物質が各地に検出されている。茨城、栃木、群馬、福島のホウレンソウとカキナから、暫定基準を超える放射性のヨウ素131やセシウム137が検出された。菅首相は3月21日、当分の間、ホウレンソウとカキナの出荷を制限するよう指示した。また、牛乳から放射性ヨウ素が検出された福島県には、当分の間、原乳の出荷を制限するよう指示した。

 3月22日、福島や東京などの水道水からは放射性物質が検出された。東京都では、水道水1キログラム当たり210ベクレルの放射性ヨウ素131が検出されたと発表。乳児の基準値100ベクレルを超えているとして、乳児が飲むのを控えるよう注意を呼びかけた。

 しかし、24日の検査結果によると、放射性ヨウ素の量は1キロ当たり79ベクレルと指標値以下。石原東京都知事は同日午後の記者会見で、乳児の摂取を控える必要は無くなった、と語った。なお、乳児以外の基準値300ベクレルは下回っている。(asahi.com 2011年3月22日)

 よく話題になる放射性物質、ヨウ素131やセシウム137とは、どんな物質だろう?

Iodine-Caesium

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火災発生時の有毒ガスを「テラヘルツ波」でキャッチする装置を開発!

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 テラヘルツ波とは何だろう?
 テラヘルツ波(テラヘルツは)とは電磁波の一分類である。周波数1T(テラ)Hz前後の周波数の電磁波を指す。具体的には、0.1テラ~10テラヘルツの周波数帯の電磁波。3ミリ~30マイクロメートル(マイクロは100万分の1)の波長に対応し、波の性質が強い電波と光の性質が強い赤外線の境界領域にある。サブミリ波をほぼ含み長波長側はミリメートル波、広義のマイクロ波と重なり短波長側は遠赤外線と重なる。

 何といっても注目されているのはその性質で、安全に、中身をはっきり透視できる。X線は放射線で、人体に有害であるが、テラヘルツ波は、低エネルギーで人体に害はない。テラヘルツ波での金属探知は、テロ対策も含めてもっとも需要が見込めそうだ。テラヘルツ波なら金属の形がはっきり見えるため、空港などでわざわざ金属類を外す必要もなくなる。

 今回、新しい使い方が発表された。それは、火災の際に発生する有毒な「シアン化水素ガス」の発生を、テラヘルツ波を利用してキャッチする「ガス検出器」としての使用法である。この方法を利用すれば、さまざまな有毒ガスにテラヘルツ波を当てるだけで、その成分を同定することができるという。

Terahertz

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3/19月が「スーパームーン」に!3/23水星が「東方最大離角」!謎の多い水星

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 「スーパームーン」18年に一度の奇跡
 今回の満月は、いつもより大きいな...と気づいた方はすばらしい!3月19日は、月が地球に最接近したときに満月になる、いわゆる「スーパームーン」だった。月の軌道は楕円なため、月と地球の距離は一定ではなく、月が地球に最も近づいた位置(近地点)にあるときと、地球から最も離れた位置(遠地点)にあるときでは、約5万キロの差がある。地球から見た満月は、近地点のときは遠地点より約14%大きく、30%明るく見える。

 米ワシントンD.C.(Washington, DC)にある米海軍天文台(US Naval Observatory)によると、19日の月は、近地点から1時間以内に満月となり、18年に1度のほぼ完璧な「スーパームーン」だったという。(c)AFP/BELGA 2011年03月21日

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福島第1原発は、日本の国家機密?政府の不自然な対応を解読

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 ようやく一段落した福島第1原発事故
 世界保健機関(WHO)は18日、福島第1原発の放射能漏れ事故に関連し、原発から半径30キロ圏内を除けば、現時点で東京都内を含め日本への渡航を制限する必要はないとの見解を公表した。東京からの「避難」や、日本から輸出された食品への「警戒」も不要だと指摘した。WHOはインターネットのホームページに「渡航制限勧告」とは反対の「渡航安全勧告」を掲載するという。(毎日新聞 3月19日)

 今回の福島第1原発の騒動。ようやく落ち着きそうだ。政府発表の放射線の数値と、一般市民が計測した数値が一致している。これ以上政府が情報を隠している様子はなさそうだ。あとは外部電源を冷却器に接続し、使用済み核燃料を冷やすことができれば、危険は完全になくなる。未だに外国人だけでなく、関西に避難する国民も多いようだが、落ち着いて少しずつ日常を取りもどして欲しい。

 今回の騒動、なかなか正確な情報を東電や政府が流さないので、心配した方も多かったろう。私もそうだった。しかし、今回の事故を振り返ってみると、原子力が国家機密であるとすると納得できる点が多々ある。これから述べることは推論だから、あくまでも参考として読んで欲しい。

Libya

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世界初!4つのケイ素で「ひし形」の新環状化合物を合成 理化研

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 美しい環状化合物
 形の美しい化合物にどのようなものがあるだろう?ベンゼン環、クラウンエーテル、フラーレン、DNAなどさまざまであるが、どれも炭素を骨格とした化合物である。また。環状のものが多い。炭素以外に、環状の化合物はないのだろうか?

 今回、理化学研究所は、4つのケイ素原子でできた新環状化合物「テトラシラシクロブタジエン」の合成に世界で初めて成功した。X線分析の結果、この化合物が、4つの炭素原子でできた長方形のシクロブタジエンとは異なり、ひし形であることを発見した。

cyclic compounds

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「見えぬ敵との戦い」東京消防庁が活躍!水道水・牛乳・野菜に放射線の影響は?

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 福島第1原発「見えぬ敵との戦い」
 福島第1原発の事故、3号機への放水作業を東京消防庁のハイパーレスキュー隊が行った。その結果、発生する放射線量が低下した。今後も放水し冷却すれば、放射能の拡散は抑えられることが確認できた。問題は津波により使えなくなった電源で、電源が復旧し、冷却装置がはたらけば、放水作業の必要もなくなる。そうすれば、現場で働く人たちは放射線を浴びる危険性もない。現在、外部電源による復旧作業が懸命に続けられている。

 東京消防庁の佐藤総隊長は、隊員が受けた最大の放射線量が27ミリシーベルトだったと説明し「幸い隊員139人の安全を確保し、連続的で大量の水を注入するミッションを達成できた」と安堵の表情を見せた。

Kawamatatyou

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福島第一原発事故 外国人が相次ぎ国外退去、米国、80キロ以内に避難勧告!


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 政府と諸外国の見解相違
 地震から一週間たつが、まだ事態収拾のメドの立たない、福島第一原子力発電所の事故。日本政府の対応と、諸外国の対応のくい違いが気になる。いったいどうなるのだろうか?まだまだ予断を許さない。

 米原子力規制委員会(NRC)のヤツコ委員長が16日、「4号機の水はすべて沸騰して干上がっている。放射線レベルは極めて高く、復旧作業に支障をきたす恐れがある」と証言した。これに対し、日本政府は委員長の見解に反し、自衛隊が4号機のプールの水を確認したと発表したことをめぐって、米メディアには「日本政府が情報を隠しているのでは」との不信感が広がっている。

FukushimaGenpatu

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太陽の黒点が消えた2年間の理由は、プラズマ・コンベアベルトの高速化?

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 太陽の第24活動周期始まる
 このところ太陽活動が活発化してきた。2月19日、太陽に巨大黒点群が久しぶりに確認された。また、2月14日には太陽表面で4年ぶりとなる大規模な爆発(フレア)があり、通常の約100倍のX線が放出された。

 太陽の活動周期は通常およそ11年だが、第23活動周期が終わって活動が底を打ったはずの2008年をすぎても太陽はなかなか活発化に向かわず、それから2年にわたって黒点はほぼ消え、磁場も弱まっていた。今回、ようやく第24活動周期が確認された。第23期が長くなった理由はなぜだろう?

 2008~2009年に太陽の黒点がほとんど現れなかったのは「1990年代後半に太陽のループ状プラズマ流のスピードが速まった時期があったせいでは…」とする研究結果が発表された。

Plasma Conveyer Belt

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東北大地震で「原発安全神話」が崩壊!600kmの大断層!地球自転速度微増!

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原子力発電の安全神話崩壊
 3月11日(金)に発生した三陸沖を震源とする東北地方太平洋沖地震により、亡くなられた方々のご冥福をお祈り申し上げるとともに、被災されました方々に、心よりお見舞い申し上げる。

 ふだんは聞かないラジオを聞くと、「被災された方々には、どんな正論よりも、心が温まるものが必要なんです。みんなで協力し、助け合いましょう」と呼びかけていた。

 心配な福島第一原発であるが、16日のNHK報道番組で、解説者から、ようやく納得できる状況説明を聞くことができた。しかし、遅すぎる。住民は何も正確な状況を聞かされず、何度も避難場所を移動させられた人もいた。最初は半径3km以内だった。次は10km、次は20km、そして30km以内の住人屋内退避となった。

TohokuJisin

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IAEAレベル「5」?福島第一原発から放射性物質飛散 放射線許容量と対処方法

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 放射性物質の飛散
 2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖大地震の後、東京電力福島原子力発電所で放射性物質の飛散が生じた。現在原発周囲半径20キロ圏内の住民が退避している。また30キロ圏内の住民に屋内待機の指示が出ている。今回、被災された皆様、被災地で活動を続ける皆様には心からお見舞い申しあげる。

 フランス原子力安全機関(ASN)のラコスト総裁は3月14日、日本の福島第一原発の事故について「米国のスリーマイル島の事故(1979年)より深刻だ」との見方を示した。国際原子力機関(IAEA)が決めた8段階の尺度で、「5以上で、6程度との感触がある」と指摘。この判断は「日本側からの情報に基づくものだ」とした。スリーマイル島事故はレベル「5」に指定されている。 一方、旧ソ連のチェルノブイリ事故(1986年)のレベル「7」よりは深刻でないとの見ている。 (毎日新聞 2011年3月15日)

Radiation

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冷やす方法が無い!福島第一原発 1,2,3号機ともに炉心溶融か?

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目の前は海なのに...
 福島第一原子力発電所では、第1号機に続き、第3号機も水素が爆発。また第2号機についても、原子炉を安全に冷やすために必要な「非常用の発電機」すべてが使えなくなり、冷却を継続して行う能力が十分にないと判断し、原子力災害対策特別措置法に基づいて、「原子力緊急事態」を宣言した。

 今回の事故、巨大地震発生の緊急事態が起こり、地震の揺れを検知して自動停止。制御棒が挿入されて炉心の核反応を抑えた。ここまではうまくいっていた。あとは、原子炉に水をポンプで注入すれば冷却できた。しかし、地震や津波によって、ポンプを動かす発電機が使えなくなることを十分に想定していなかったという。これは準備不足と言わざるを得ない。

 さらに、発電所の3キロ圏内から避難した22人が被ばくした。そして、1号機に続き、3号機,2号機も炉心溶融した可能性がある。今回の場合、制御棒がさしてあるので、チェルノブイリ原発のような、核連鎖反応による爆発は起きないと思われるが、スリーマイル原発程度の事故になるかもしれない。

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はやぶさの採取したイトカワの微粒子 石質隕石の特徴と一致

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 はやぶさ採取の微粒子を公開
 小惑星探査機「はやぶさ」が持ち帰った微粒子の電子顕微鏡画像が、当地で開かれている惑星探査の国際学会で3月10日(日本時間11日未明)、初めて公表された。

大きさ約0.1ミリの微粒子で、はやぶさが着地した小惑星イトカワの表面から採取されたものの一部。宇宙航空研究開発機構(JAXA)の電子顕微鏡で撮影した。カンラン石や斜長石、硫化鉄など複数の鉱物が複雑に入り組んだ構造だ。

 分析チームの藤村彰夫JAXA教授は「今後、この微粒子ができた年代などを調べ、イトカワの起源や歴史を明らかにしたい」という。(毎日新聞 2011年3月11日)

Itokawa Sample

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福島第一原発、国内初の炉心溶融?「セシウム・ヨウ素」の放射性物質を検出!

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福島第一原発、国内初の炉心溶融 
 三陸沖で発生した東日本大震災(3月11日発生)は12日午後に入っても被害者が増え続け、各警察本部のまとめで死者は計622人、行方不明者は654人に上った。警察庁によると、ほかにも仙台市で200~300人の遺体が搬送されている。宮城県警は岩沼市と名取市の体育館に計約200人の遺体が運ばれたとしており、死者・行方不明合わせて1700人を上回り、今後も大幅に増える見込みだ。(2011/03/12 共同通信)

 一方、心配なのが、緊急事態宣言の出た、福島第一原発である。自動停止した福島県の東京電力福島第1原発の1,2号機で核分裂反応が続き、温度が上昇、圧力が高まっていた。通常、反応を減速させ、冷却するのに水を使用している。ところが、この水がうまく循環せず、水位低下していたのが原因だった。

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