サイエンスジャーナル

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エネルギー・資源

国内最悪レベル!茨城県大洗町日本原子力研究開発機構の施設の事故で、肺から最大2万2000ベクレルの内部被ばく

 国内最悪レベルの内部被ばく事故発生

 茨城・大洗町の施設で起きた、国内最悪レベルの内部被ばく事故。

 放射性物質が飛散した容器は、封印されてから、実に26年間、一度も中身の確認が行われておらず、ずさんなその管理の実態が見えてきている。生活環境部の近藤慶一部長は「県民の原子力事業所に対する信頼を大きく損ねるものとして、誠に遺憾であり、厳重に注意します」と述べた。

 6月8日午後4時、茨城県から、日本原子力研究開発機構に対し手渡されたのは、事故の再発防止策の提示を早急に求める要請書。大洗研究開発センターの塩月正雄所長は「誠に申し訳ございません」と述べた。

 国内では例がない規模の作業員の内部被ばく事故が起きたのは、茨城・大洗町にある、原子力開発機構の研究開発センター。この研究施設で6月6日、作業中に放射性物質が飛び散り、作業をしていた5人が汚染された。


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近海(房総半島沖)にレアメタル含む岩石(CRC)を大量発見!掘削技術開発で資源貧国から資源大国に

 レアアースとレアメタルの違い

 「レアメタル」と「レアアース」はよく似た言葉だ。レアメタルは長年にわたり経済界で使われてきたメジャーな言葉で、一般的にも知られています。レアアースの方は、2010年に発生した中国との尖閣諸島領有をめぐる事案で知ったという人が多い。

 「レアメタル」(rare metal)は、定義が厳密に決まっていないが、希少性の高い金属類のことで、1980年代に通商産業省(現在の経済産業省)が47種の元素をレアメタルとして指定したのが、ひとつの目安になる。この47種に加え、現在ではイリジウム、ロジウムなどもレアメタルと考えられている。

 「レアアース」(rare earth)は、「希土類元素」と訳されるが、1974年に、フィンランドの科学者が当時未知だった酸化物をこう名付けた。したがって化学の用語である。17種の元素であり、これはすべて通商産業省が指定した47種の「レアメタル」元素の中に含まれている。つまり、レアアースは、レアメタルの一部なのだ。


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2次元で世界最高強度の物質「グラフェン」を、3次元に転換成功!宇宙エレベーターなど実用化へ前進か

 グラフェンとは何か?

 グラフェン (graphene) とは、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート。炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造(ハニカム状)をとっている。

 グラフェンが3次元的に積層した結晶がグラファイト(黒鉛)で、鉛筆の芯にも使われる身近な物質だ。層間の結合は弱いファン・デル・ワールス力なので、グラファイトは劈開性に富み、鉛筆で線が描けるのはそのため。

 グラフェンの炭素間結合距離は約0.142 nm。炭素同素体(グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレンなど)の基本的な構造である。ダイヤモンド以上に炭素同士の結合が強く、平面内ではダイヤモンドより強い物質と考えられている。物理的にもとても強く、世界で最も引っ張りに強い。熱伝導も世界で最も良いとされ、電気の伝導度もトップクラスに良い物質である。


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竹の軽さと丈夫さの理由を解明!理想的な繊維分布、天然の傾斜機能材料 竹は貴重な資源

 竹は草本、木本?

 竹(タケ)とは広義には、イネ目イネ科タケ亜科のうち、木本(木)のように茎が木質化する種の総称である。しかし、通常の木本と異なり二次肥大成長はせず、これは草本(草)の特徴である。このため、タケが草本か木本かは意見が分かれる。ただし、タケの近縁種は全て草本で木本は存在しないので、近縁種に限った話題では、近縁の完全な草本と対比してタケは木本とされることが多い。

 広義のタケは、その生育型から、狭義のタケ、ササ(笹)、バンブー (bamboo) の3つに分けられる。以下では便宜上、狭義のタケを「タケ」、広義のタケを「タケ類」と表し(ただし一般には、「タケ類」はタケ亜科、あるいは狭義のタケの意味で使われることもある)、タケ類全体について述べる。漢字の「竹」は人文・産業的な文脈に限って用いる。タケは気候が温暖で湿潤な地域に分布し、アジアの温帯・熱帯地域に多い。ササは寒冷地にも自生する。タケ・ササの分布は北は樺太から南はオーストラリアの北部、西はインド亜大陸からヒマラヤ地域、またはアフリカ中部にも及ぶ。北アフリカ、ヨーロッパ、北アメリカの大部分には見られない。


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天空の城「ラピュタ」が現実に?小惑星の力学的エネルギーで空中に浮かぶビル構想、地震や津波からも解放!

 現実味を帯びてきた「宇宙エレベーター」

 「宇宙エレベーター」が現実味を帯びてきた。それは地上と宇宙をエレベーターでつなぐ、これまでにない輸送機関。地上から天へと伸びる塔のようなものを想像してみよう。かつては突飛な夢物語として受け止められていたが、理論的には十分実現可能なものであり、近年の技術発展によって、手の届く域に到達しつつある。

 宇宙エレベーターの仕組みは、次のとおり。地球を周る人工衛星は、地球の重力で下(内側)へ引っ張られている力と、遠心力で上(外側)に飛び出そうとする力が一致して釣り合っているため、高度を維持して周回し続けている。このうち赤道上の高度約3万6000㎞を周る人工衛星は、周期が地球の自転と同じで、地上に対して天の一点に静止しているように位置するため、「静止衛星」と呼ばれている。

 この静止衛星から、地上へ向けてケーブルを垂らす。ケーブルを吊り下げた分、衛星の地球に向いている側、つまり下の方がやや重くなるので、徐々に地球の重力に引かれて落下してしまう。そこで、反対側にもケーブルを伸ばしてバランスをとると、衛星は静止軌道の高度を維持して回り続けられる。

 このケーブルに昇降機を取り付け、人や物資を輸送できるようにしたものが宇宙エレベーターであり、原理はとてもシンプルなものである。


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ロシアと早々に平和条約を結び、物流革命でエネルギー・経済発展・安全保障・北方領土問題を一挙に解決せよ!

スケールの小さい、日露共同経済活動

 12月15・16日に安倍総理の地元山口県で行われた、プーチン大統領との日露首脳会談では、日露共同経済活動を通した「新しいアプローチ」を行うことが決められた。

 領土問題については進展が見られず失望した人も多かったが、この新しいアプローチは、一定の評価が与えられているようだ。※共同経済活動への賛否でも、賛成77・3%(産経ニュース http://www.sankei.com/world/news/161219/wor1612190019-n1.html)そしてトータルとしては、この首脳会談は肯定的に評価されている。※日露首脳会談について、「評価する」との回答が63・9%(産経ニュースhttp://www.sankei.com/world/news/161219/wor1612190019-n1.html)

 しかし、この「新しいアプローチ」は、状況を打開する攻めの一手になる可能性はあるが、難しい問題がある。そもそも、日露共同経済活動が北方領土で行われたとする。その時、北方領土での日本企業・日本人の活動が全て「ロシアの法律の下」で行われることを、日本政府が是認し、実際そのようにされたとすると、「日本政府が北方領土はロシア領であること(=北方領土の主権が日本ではなくロシアにあること)」を、「正式」に認めたことになってしまう。


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政府が「もんじゅ」廃炉を正式決定!高速炉研究は継続、今度はフランス「ASTRID(アストリッド)」と共同開発

政府が「もんじゅ」廃炉を正式決定 高速炉研究は継続

 高速増殖原型炉「もんじゅ」(福井県敦賀市)の存続問題について政府は21日午後、原子力関係閣僚会議を開き、廃炉を正式に決定した。この日の原子力関係閣僚会議では、もんじゅは原子炉として再開しないで廃止措置に移行することを最終的に確認。

 一方で廃炉に伴う地域振興策として、もんじゅ周辺の地域を引き続き高速炉研究開発や原子力研究、原子力分野の人材育成の拠点とすることや、もんじゅに代わる高速炉の開発に関してフランスの高速炉実証炉「ASTRID(アストリッド)」や、高速実験炉「常陽」(茨城県)などを活用することなどを決めた。

 文部科学省と経済産業省を中心とするこれまでの政府検討作業では、原子力規制委員会が求めた新たな運営主体が見つからなかったことや、運転再開するために5,400億円以上投入しても運転再開には最低8年かかることなどから「廃炉やむなし」の方針を固めていた。


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極限環境生物を発見!地球最深部マリアナ海溝で新種の細菌・南極の昭和基地で新種の菌類2種

 常識では考えられない生物たち

 地球では常識では考えられない環境でも、まだまだ未発見の生物が多数存在する。 実際に、さまざまな環境で生物が成育している。例えば深さ10000mの深海にある、海底堆積物内にこれまでは数が少ないと考えられてきたアーキア(古細菌)が大量に生息していることが発見されている。

 地球の上空、高度12000mの成層圏からも航空機を用いた採集標品から、1立方メートルあたり約1個の細菌が検出されている。その菌を調べたところ、これまでに知られている中でもっとも高い紫外線耐性を示した。

 インド洋の深海、水深2450mの熱水噴出口からは122℃の高温、200〜400気圧もの高圧で生育できる微生物が見つかった。発見したのは海洋研究開発機構のチーム。生物の増殖が確認できた温度としては史上最高である。生命の進化の歴史や、地球外生命の存在の可能性を探る研究に役立ちそうだ。


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燃料不要の夢の宇宙エンジン「EMドライブ」は可能、NASAが発表!電力を確保すれば半永久的に加速

EMドライブとは何か?

 EMドライブ(英: EM-drive、electromagnetic drive)は、イギリスの航空宇宙技術者のRoger Shawyer(英語版)が考案した宇宙機の推進方法。ロケットエンジンなどの既存の推進機関とは異なり、推進剤なしで推力を生み出すとされている。EMドライブは、サテライト・プロパルジョン・リサーチ社により2001年に発表された。

 EMドライブは、マイクロ波を円錐形の鏡の密閉容器内で反射させるという機構からなるシステムである。その原理は2015年現在解明されていないが、既存のロケットエンジンやイオンエンジンが推進剤を出力する反動で加速するのとは異なり、またソーラーセイルやテザー推進のように外部とのエネルギーのやり取りをせずに、推進力が得られるとしている。

 これは、太陽電池などで電力を確保できれば、半永久的に加速が続けられることを意味しており、実現するのであれば画期的な推進機関になると考えられている。 一方で、外部とのやり取りをせずに推進力を得られるという主張に対しては、運動量保存の法則に反しているとの激しい批判も寄せられている。永久機関や異星人の宇宙船、反重力装置などの疑似科学の一種だとする科学者も多く、英国政府の援助も打ち切りとなっている。


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COP22閉幕 “マラケシュ行動宣言”採択!2018年までに「パリ協定」温室効果ガス削減のためのルール作り

COP22閉幕 今後2年間で温暖化対策のルール作り

 北アフリカのモロッコで開かれていた地球温暖化対策の国連の会議、COP22は、すべての国が温暖化対策に取り組むことを定めたパリ協定の具体的なルールを今後2年間で作ることなどを決め、閉幕した。

 今月7日からモロッコで開かれていたCOP22では、各国が5年ごとに国連に提出する温室効果ガスの削減目標をどう評価し検証するかなど、パリ協定のルール作りのスケジュールを決められるかが、焦点の一つになっていた。

 最終日は、このスケジュールなどについて採択が行われ、2018年までの今後2年間でルールを作ることや、削減目標の評価や検証のしかたについて、来年2月に各国が国連に意見書を提出するなど来年行う作業の日程を決めたうえで、日本時間19日昼前、閉幕した。


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17種類もある、氷の不思議?新タイプの氷の結晶構造を解明、水素貯蔵材料になりうる可能性

氷の不思議

 水に砂糖などの不揮発性の物質を溶かすと、水溶液が凍る温度(凝固点)は0℃よりも低くなる。この現象を凝固点降下という。水が凍るときは水分子同士が結びついて氷になる。ところが、水溶液の場合、水に溶けている物質の粒がじゃまをして、水分子同士が結びつきにくい状態になっている。このため、水溶液を凍らせるには0℃よりも温度を低くする必要がある。水に溶けている物質の粒の数が多いほど、水溶液の凝固点は低くなる。

 では、10gの食塩と10gの砂糖を水100gに溶かす場合、どちらが低い温度で凍るか?

 正解は食塩、砂糖水は-0.7℃、食塩水は-5.6℃。これは、食塩と砂糖の粒のつくりの違いが関係している。食塩と砂糖が水に溶けたときの粒の様子は、図のように考えることができる。同じ質量の水に、食塩と砂糖をそれぞれ同じ質量だけ溶かすと、砂糖水よりも食塩水の方が、水に溶けている物質の粒の数が多くなる。このため、食塩水の方が、より低い温度で凍った。


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ニューヨーク大停電を彷彿、東京大停電!送電網のたった1カ所で起きた火災が約58万戸もの停電を招いた原因は?

ニューヨーク大停電を彷彿させる 

 2011年の東日本大震災後、計画停電という言葉が話題となった。それまでの日本での電力供給体制は盤石なもので停電を日常生活で意識することはなかった。しかし、電力の発電量が安定していない発展途上国ならまだしも、災害もないのに欧米の大都市で、大規模な停電が過去何度も起きている。

 有名な大都市停電に1965年のニューヨーク大停電がある。1965年11月9日、ニューヨークを中心としてカナダまで大規模な停電が発生した。停電期間13時間、影響人数3000万人と当時最大の停電となった。

 暖房設備によって需要が増加していた冬季の停電だったために、被害は拡大した。その原因は、カナダのナイアガラ地区にある発電施設の電源が落ち、そこからの電力供給がストップしたことだった。電源が落ちた原因に関しては現在でもいくつかの説が唱えられ、絶対的なものは見つかっていない。


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世界は1000mの超高層時代!超高層ビルに「最速」のエレベーター、その仕組みは?

世界最高の高層ビルは何だろう?

 世界一の高層ビルといえば、高さ828メートル、2010年に完成した中東・アラブ首長国連邦のドバイにある「ブルジュ・ハリファ」である。163階建てで、アルマーニが運営するホテルをはじめ、マンション、オフィスなどを備えた複合ビルだ。産油国の富を示す象徴的なビルといえる。

 続く2位は、同じく中東・サウジアラビアの「メッカ・ロイヤル・クロック・タワー」で、高さ601メートル。2012年に完成、高級ホテルなどが入る。3位は台湾の「台北101」で、高さ508メートル。日本の建設会社、熊谷組がJV(共同企業体)を組んで建設した2004年完成のオフィスビルで、ブルジュ・ハリファに抜かれるまで世界一の超高層ビルとして名をはせた。現在もアジアで最も高いビルだ。

 このほか、日本の不動産大手、森ビルがプロジェクトを進め、2008年に完成した中国・上海の「上海環球金融中心」が高さ492メートルで世界4位。101階建てで、商業店舗やホテル、オフィスが入る複合ビルで、高層階は展望台として多くの観光客を集めている。


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どうなる?日本の高速増殖炉「もんじゅ」の見直し問題、日本は規制を廃し、科学技術を振興すべき

日本の優れた科学技術はどこへ?

 日本の優れた科学技術力の1つである、高速増殖炉「もんじゅ」が廃炉か継続かでもめている。しかし、「もんじゅ」の廃炉は理不尽だ。そもそもなぜ、危険を冒して高速増殖炉を造るか立ち返って考えてみれば明らかである。

 プルトニウムとウランを燃料に、消費した以上のプルトニウムのが高速増殖原型炉。出力は28万キロワット。現在、世界で行なわれている原子力発電は、60~100年間しか続けられないと言われている。燃料となるウランが枯渇してしまうからである。

 核分裂を起こしやすいウラン235は天然に存在するウランの0.7%程度にしか過ぎず、約99.3%は核分裂をほとんど起こさないウラン238であるため、エネルギー源として利用できるウランは、ウラン資源の1%にも満たない。


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水道管で水力発電!高低差があれば3万世帯分の電力に!小水力発電の可能性

 再生可能エネルギーの中の水力発電

 経済産業省エネルギー庁が発表している「2016年度エネルギー白書」のデータによると、2014年時点で、割合が最も大きなものがLNGで46.1%、その他、石炭と石油を合わせた火力発電で、実に87.7%を占めている。火力発電の割合は2009年当時は61.7%。この急速な火力発電依存の背景には、ご存知の通り原子力発電所の稼働停止がある。

 歴史の長い水力発電は一般水力と揚水発電を合わせて9.0%。一方、期待されている再生可能エネルギーは3.2%。こちらも2009年当時は1.1%でしたので、2.2%伸びたが、それでも割合は非常に小さいと言わざるをえない。

 再生可能エネルギーの導入を最大限に加速するため、固定価格買取制度、規制緩和などを進めている。こうした取組によって、ここ1年で導入量が2割以上拡大した。他方、再生可能エネルギーは、発電コストが相対的に高く、導入促進のための固定価格買取制度に基づく負担が増加しており、また、発電量も不安定なため、更なる大幅な導入には、こうした課題を克服していく必要がある。


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深海は宝の山?南鳥島近くで大規模な海底資源「マンガンノジュール」を発見!

深海底熱水鉱床は宝の山

 世界の深海底には、マンガンノジュール、コバルトリッチクラスト、レアアース泥、海底熱水鉱床と呼ばれる海底鉱物資源が存在し、有用なベースメタル・レアメタルの供給源として注目されている。

 これらのうち、マンガンノジュール、コバルトリッチクラスト、レアアース泥は酸化物を主体としており、現在の酸素に満ちた(酸化的な)環境下で安定に存在する資源である。JAMSTECなどの本研究グループでは、これらの酸化物資源を対象とした科学的な研究を進めている。

 平成22年度(2010年)から平成28年(2016年)4月にかけての複数の航海により、南鳥島周辺の排他的経済水域(以下「南鳥島EEZ」)の海底を調査してきた。2013年には海底下で、最大約6,600ppm(ppmは100万分の1)の超高濃度のレアアース(希土類)を含む堆積物(レアアース泥)を発見している。


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木星の大赤斑、上空800kmでは摂氏1300度にも達する熱源だった!熱の原因は音波か?

木星の巨大な赤い渦

 木星の大赤斑(Great red spot)とは、木星に存在する高気圧性の巨大な渦である。地球の地表の望遠鏡からでも観測可能であり、ジョヴァンニ・カッシーニにより1665年に発見された。

 大きさは18,000 km × 12,000 km から 40,000 km × 14,000 km 程度で、おおよそ地球2、3個分の大きさである。雲頂高度は周囲よりも8km程度高い。赤道より22°南に位置し、反時計回りに、周期6日程度で回転している。

 大赤斑の渦が、マーブリングの渦が発達してできたものであるのか、台風のようなものであるのか、あるいは下層に何らかの原因が存在しているのかなど、詳しい発生原因・構造は解明されていない。


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「太陽を地上で実現せよ!」核融合反応に新たな加熱法開発!核融合燃料にレーザーの対向照射

太陽を地上で実現する夢のエネルギー

 核融合反応( nuclear fusion reaction)とは、水素原子など軽い核種同士が融合してより重い核種になる核反応を言う。

 核融合は映画「バック・トゥ・ザ・フューチャー」に出てくるタイムマシンのエネルギー源として描かれた「夢のエネルギー」でもある。「太陽を地上で実現する」とたとえられる核融合発電。

 現在、実用化されている原子力発電は「核分裂」の反応を利用するが、核融合は逆に原子核を融合させることでエネルギーを取り出す。得られるエネルギーが大きいだけでなく、高レベルの放射性廃棄物を出さないなど多くのメリットがある。


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史上初、カルデラ形成の観測に成功!アイスランドのバルダルブンガ火山、極めて重要な報告

カルデラとは何か?

 カルデラ(caldera)とは、火山の活動によってできた大きな凹地のことである。「釜」「鍋」という意味のスペイン語に由来し、カルデラが初めて研究されたカナリア諸島での現地名による。本来は単に地形的な凹みを指す言葉で明瞭な定義はなく、比較的大きな火山火口や火山地域の盆地状の地形一般を指す場合がある。過去にカルデラが形成されたものの、現在は侵食や埋没によって地表に明瞭凹地として地形をとどめていない場合もカルデラと呼ぶ。

 カルデラの成因は、大規模な噴火で、火山灰、火砕流、軽石、溶岩などの、いわゆる「火山噴出物」が大量に噴出したり、マグマが地下を移動して空洞化した地下のマグマだまりに、落ち込む形で地表が陥没した(続いて崖崩れによりさらに拡大した)もの。カルデラの多くがこのタイプである。

 有名なカルデラとして、阿蘇カルデラ、 姶良カルデラ、箱根カルデラ、屈斜路カルデラがある。米国では、イエローストーンカルデラ、ロングバレーカルデラなどがある。


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気になる自動運転技術の未来、走行中に初の死亡事故!鍵は人工知能と高速5G通信

 自動運転機能で走行中に初の死亡事故

 注目すべき近未来の自動車技術に完全自動運転技術がある。行き先をインプットすれば、寝ている間に安全に目的地に到着する…。渋滞でイライラしたりぐったりすることもない。こんな夢のクルマ「自動運転車」の実現に向けて開発が加速している。

 完全自動運転技術はレーダー、LIDAR、GPS、カメラで周囲の環境を認識して、行き先を指定するだけで自律的に走行する。そのため現在では基本的に車のセンサー主体で自動運転できるロボットカー開発が中心となっている。

 しかし、開発はまだ道半ば。乗り越えねばならない壁はまだいくつもある。そんな中、米国南部のフロリダ州の交差点で、テスラの電気自動車「モデルS」が、前方で左折していた大型トレーラーと衝突する事故が起きた。


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