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エネルギーと化学(現代を生きるための化学第9回)

 

原子エネルギーを使うのは良いとして、被爆の問題は考慮する必要があると思う。

 

藤野竜也。エネルギー。抽象的?熱。高温の物体から。分子レベルの運動。25度の水。水分子の運動の速度は同じ。熱のエネルギーの単位。カロリー。1グラムの水を1度たけ高くする。キロカロリー。食物のエネルギー。クリームパン。450キロカロリー。18世紀の末にメートル法の導入。現在はジュール。人間の心臓が1回振動。1カロリーは4.18ジュール。様々な道具。自動車の動かすのにクリームパンを?何故誰もやらない?物質により仕事率が異なる。1秒間あたりに放出できる。仕事率が大きい物質。分子はあらゆる方向に動く。熱エネルギーは方向性がない、無秩序なもの。大部分は機械を動かすだけのエネルギーは無理。カルノーの定理。ケルビン。高い温度。燃料を燃やした時や温水の温度。低い温度。出口での温度。373ケルビンの沸騰した水からエネルギーを取り出す。電気などのエネルギーを使う時、22%しか変換できない。電気エネルギーでは殆ど100%。人類はかつて石炭や石油、ゴミなど熱を燃やすことしか出来なかった。18世紀末。蒸気機関。石炭を燃やして。機械的エネルギーを列車などを動かす。第一次産業革命。20世紀になって大きなコイルを磁石の中で回転。第二次産業革命。発電所でのエネルギーの変換。化石燃料を利用。それぞれに効率。最大でも60%など。タービンを回転させる機械的効率が75%。かけると38%だけが電気として取り出せる。送電線の効率が90%。電気機器の効率。暖房機器で98%。残りの66%は無秩序な熱エネルギーとして。電気量を作るために何kgの石炭を燃やす?発電所で化石燃料を燃やす。60%を熱エネルギー。熱力学の第二法則。無秩序さをエントロピー。宇宙のエントロピーは増大する。秩序だったエネルギー。熱エネルギーとした混沌としてエネルギーで。エントロピーの減少の裏で。水が氷に。周囲に凝固熱を出す。酸無水物などの環境問題。
エネルギーは国の安全保障と切り離せない。ウランの濃縮。原料のウラン鉱石は輸入に頼る。核燃料の再処理。使用済み核燃料を再処理する過程と意味。無資源国。電子力発電で使用済み燃料が。プルトニウムを利用すれば純国産エネルギーに。再処理の過程。再処理工場で使えるプルトニウムを選り分ける。溶かして分離していく。高レベル放射性廃棄物。再処理をしない場合との相違。リサイクルするが、廃棄物が出ていく。再処理しない、ワンスルーの場合。全体を廃棄物とする。量的に3倍4倍に。中にプルトニウムがあり、半減期が長い。隔離処分のハードルが高くなる。NOX燃料。ウランとプルトニウムを混合。酸化物。ウランだけを使っていたが。発熱する仕組みや核分裂などは同じ。製造にあたって技術的なポイント。ウランに比べると放射能レベルが上がる。遠隔で、輸送中の容器。内部被曝の問題。閉ざされた箱の中で扱う。一般の原子力発電所では?ウラン燃料を最初に入れる。4年の間にウラン238がプルトニウムに変わる。全体の電気の3分の1がプルトニウムから。設計の変更は必要ない。海外の主なNOX燃料の向上。フランス。南の地中海に面する。イギリスのセラフィールド。日本は東海村にもんじゅなどの高速増殖炉用の。高速増殖炉。世界でも以前から開発。格段に原子炉の中で桁違いにプルトニウムが出来る。増殖。プルトニウムが増える。高速。中性子の速度。軽水炉。低速の中性子を利用。高速増殖炉は高速中性子も含めた設計。もんじゅ自体は廃炉に。開発の意味。世界ではロシアで2基が運転中。フランスでも開発が。ウラン235だけを使えば、天然ウランも無くなっていく。大半を占める238をプルトニウムに変えれば長く使える。高速増殖炉を使い利用すれば100年単位でウラン原料が使える。世界ではある程度の規模の国では大半が原発を。中国では大掛かりなシフト。1つの電源に頼ることが無いのはエネルギー政策として重要。再処理をする国としない国。核兵器を持たない国で再処理を認められているのは日本だけ。核拡散の恐れがある。色々な約束事。各査察官の常駐など。再処理技術の維持を。政治的配慮も。資源がある国とない国。技術の問題。
化石燃料を使う、地球規模の環境問題に。気候変動などの問題。代替エネルギー。非常に広い。技術的に多様で不確実性。夢のような宣伝文句を鵜呑みにしない、全てを疑う懐疑論にはならない。太陽熱発電、風力発電、核融合。太陽熱発電。太陽光、サンパワー。反射光を塔の先端に集める。蒸気が作られてタービンを回す。塔は50メートルの高さに。2万枚のパネル。膨大な数の部品で、メンテナンスが必要。2万枚のミラー。大型の火力発電の0.5%程度。太陽塔発電が膨大に。太陽熱発電を熱心におこなっていたのはスペイン。コストが非常にかかるので減ってきている。熱せられたものを保有しておけば後で発電できる。風力。海岸沿いに大きな風力発電のタービン。扇風機みたいな。六ケ所村。圧縮空気を利用する方法。完全に貯蔵する容器の問題。将来は重要なものに?核融合。核分裂に比べて放射能にクリーン。太陽は水素の核融合。重水素とトリチウム。極僅か。核融合により膨大なエネルギーが。放射能の量は僅か。原発と比べて。γ線は光。無中性子核融合。有効範囲は狭いが核力で。強く反発し合う。原子核同士の核を近づける。エネルギーを小出しに。原子核同士をどのように近づけるか。熱核融合。1億度以上にする。磁場で出来た容器を。磁気閉じ込め。レーザーを利用して熱核融合を。パルスレーザーという短い時間だけの。瞬間的に高熱に。ビーム核融合。重水素を電場で加速させて標的にぶつける。測定機器として利用がされている。地球の内部を?油田の探索用に使われている。岩盤から散乱されて戻ってくる。一部のミューロンはマイナス電子を。幾つか方法を説明したが、まだ開発段階。商業的になるには数十年単位で。

 

現代を生きるための化学 (放送大学教材)

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