機材の開発

ここのところ、演奏会で使う機材の製作をしております。

具体的には、ヴァイオリン用のマイクとベース用のピックアップ。

材料は至ってシンプル。エレクトレットコンデンサマイクという、小さなマイクカプセル。他にコンデンサと抵抗、ピンコネクタ（この中にマイクを入れる）と電源用の回路を入れる小さなハコ。

開発に犠牲はつきもの。使わないものまで買っちゃって、破壊して…。こういう時はダイソーが役に立ちます。

で、完成品。右の2つの筒がマイク本体、左のハコが電源ボックス。ここからマイク本体に９Vの電圧を供給します。

洗濯ばさみでマイクをヴァイオリン本体に固定します。これはまだまだ改善の余地があるなぁ。

そして、これがベース用のピックアップ。圧電素子というパーツを使って、ベースのボディの振動を電気信号に変換します。

で、完成品。シンプルですねぇ。自分で言うのも何ですが…スゲーいい音です。

残骸たち。

だが、自分の担当はヴァイオリンでもベースでもありません。ドラムとギターなんです。

以上。

絶縁不良

水素を入れたとたんにブレーカーが落ちるんだよな。

水素自体の絶縁破壊電圧はそんなに高いはず無いんだけども、どうも解せない。

しっかりと絶縁を録ってやる以外に手立てはないのではないか…。

明日からまた苦悩の日々が続く。

ああ、世知辛い。

でも、がんばろう。

以上。

電力事情

日本は工業国である。

工業国ってことは、工場やオフィスがたくあんあるってことだ。

で、何かを生産するには「電気」が必要になる。

でも、その電気が使えなくなったら、その工場やオフィスはどうすればいいのだろう？

大規模なオフィスや工場は、たいてい自前の発電機を所有している。停電時にも生産ラインを停止しなくてもいいように。

そして、今回の電力事情である。

一部の人々からは、電力が逼迫するときには、それらの発電機を活用すればいいんじゃねぇか？という話が出た。

確かに、そのような発電機を活用すれば、電力の総量的には十分な量であろう。

しかし、だ。この話には大きな無理がある。

第一に、そのような発電機は、長時間の稼働を前提に作られていない。電力会社が保有する火力発電所であっても、定期的に発電機の点検がなされるため、複数の発電機を所有している。そもそも、半永久的に回しっぱなしでOK！なんてものではないのだ。結果、不安定な電力…ということになるだろう。

第二に、オフィスや工場で非常時に使用するのであれば、その近所や地下に発電機を設置するのが普通である。すなわち、近距離送電なのである。また、使用する電圧も単相または3相200Vや100Vに限られてくるだろうから、発電側もそれに合わせて作られているはずである。このような電力を送電線に乗せるとなると、まず「昇圧」が必要になる。つまり、200Vの電圧を一般送電用の電圧、最低でも66kV（66000V）へ電圧を上げる必要がある。

なぜ電圧を上げなければいけないのか？それは送電に伴う「電力損失」を最小限にするためである。

簡単な例として、今ここに「200V」の電圧を持つ「100A」の電流が、発電機によって生成されたとしよう。このとき、この電流による電力は、以下の簡単な式によって表される。

W=VI

つまり、電力というものは電圧と電流をかけたものである。よって、今発生した電流の場合は、

W=200x100＝20000［W］

ということになるのである。

しかし、交流電流の特徴として、電圧の上下が容易に可能である、という点が挙げられる。その分、電流は犠牲になるのであるが、電圧を10倍にすると電流は10分の1、100倍なら100分の1である。

送電線には66000Vの電圧が乗っているという説明は前述の通りである。これに従うならば、電圧は660倍、電流は660分の1である。よって「66000V」の電圧ならば「0.151515151515152≒151.5mA」の電流である。ちなみに「m」は「1000分の1」を表す記号である。

ところで、オームの法則は「V=IR（電圧は電流かける抵抗）」であるから、このVをさきほどの式に代入すると、

W=R･I^2

この式がどういうことを表しているのか？抵抗が一定ならば、電流が小さければ小さいほど、送電に伴う電力損失が小さいと言うことである。この場合、抵抗というのは送電線の抵抗である。

つまり、電圧を660倍、電流を660分の1にすることによって、送電による電力損失は、

1)100Aの場合
I^2＝100･100＝10000

2)15.15μAの場合
I^2＝151.5m･151.5m＝0.022956841138659

どうだろう？100Aと比較すると、電力損失は約4356分の1になるということだ。

送電とは複雑な仕事である。電線をつないでハイオシマイ、ではないのだ。今の電力発生、送配電システムはまことに合理的に作られているのである。今すぐに「じゃあ、今日から太陽光と風力だけで行きます」というわけにはいかないのである。

第三に、そもそもそのような発電機は、化石燃料を使ったジェネレータである。だったら、初めから火力発電に頼った方が効率がいいし。わざわざ非常用の小さい発電機を使用する意味が分からない。

日本の電力事情は非常に複雑な仕組みで出来ている。一日二日でガラッと変えられるような簡単なものではないのである。だが、感情的に「あの国では太陽光が…」とか言いたくなるのが人情というもの。だが待って欲しい。根本的に産業が異なる国どうし、電力事情まで同じ土俵で比較していいのだろうか？日本は世界屈指の工業国であるという自負を持っているなら、観光国や工業を産業の根幹に持たない国と、電力の仕組みを単純比較するのは間違っていると思うのである。

だからといって、このまま化石燃料に依存し続けるのを良しとするのもまた間違いである。

ではどうすればいいのか？

変化は何事もゆっくりに行っていくべきであろう。一時の感情にまかせて無茶な約束や行動を取るのは愚の骨頂。クリーンな発電！と言えば聞こえはいいが、このクリーンな発電を生み出すための開発に伴う電力は？生産に伴う電力は？運用は？

何事も計画的に。感情論が罷り通らないのが理化学系分野であるのだから、一方的に感情を押しつけられても「無理」としか言いようがない。日本は工業国のくせに理系人間に対して非常に冷たい。武士道や義理・人情といった、半ば「感情論」を良しとするお国柄だからであろう。ただ、私はこのような感情論が悪いと言っているわけではない。むしろ、こんな時代だからこそ必要…と考えている。しかし、その感情論が罷り通る場合と通らない場合がある、その切り分けが必要なんじゃないのか？何でもかんでも機械的に「Yes/No」の2択でいいのか？いや、そうは思わない。では何でも「感情論」で処理していいのか？いや、そうも思わない。その線引きが極めて重要なのである。

感情的になりたい気持ちは分かるが、もう少し冷静に物事を眺めてみてはいかがだろうか？特に日本の中心にいる人たち…。こんなことだから日本は「現場が一番頑張っていて、トップは役立たず」なんて言われるんだよ。

以上。

放射能と風評被害9

本当に、こういうのやめてもらえないかなぁ…。

----------------------------以下引用。

「白煙上がった」「半径300キロ内壊滅」 　「もんじゅ」巡るデマ騒動相次ぐ

J-CASTニュース 5月29日(日)18時42分配信

拡大写真

ウェブサイトで公開されている「もんじゅ」のパノラマ写真

福島第1原子力発電所の事故に終息のメドが立たないなか、今度は高速増殖原型炉「もんじゅ」への懸念が高まっている。過去に何度もトラブルを起こし、今は原子炉容器内に機器が落下したまま運転がストップした状態だ。


そのせいか最近、もんじゅに関してネット上で騒ぎが相次いだ。出所不明の資料に基づいた「デマ」も広がった。


■煙の正体は蒸気「放射性物質含んでいない」


「もんじゅから白い煙が上がっている」との情報がツイッター上に出始めたのは、2011年5月28日午前。もんじゅを運営している日本原子力研究開発機構（原子力機構）では、ウェブサイト上で15分おきにもんじゅの外観のパノラマ画像を更新、公開しているが、それを閲覧した人が「異変」を発見したのだ。


ネット掲示板には、更新されたパノラマ画像が張り付けられたが、午後になっても白煙が出続けていた様子が分かる。ツイッターでは「いよいよやばいの？」「絶対に起きてはならない事が起きているのかもしれない」と、事態を恐れる投稿が書き込まれ、中には「拡散をお願いします」と情報を広めようとするユーザーまで現れた。


結局この白煙は、トラブルではなかった。原子力機構は煙について「ボイラーから放出されている蒸気で、放射性物質を含んでいない」と説明。サイト上でも「異常ではありません」と呼びかけた。


もんじゅは1995年、ナトリウム漏れによる火災が発生し、運転を停止。2010年5月に運転を再開したが、同8月には核燃料の交換の際、原子炉容器内に機器が落下する事故が起きていまだに引き上げられないでいる。不始末続きのうえ、福島第1原発の事故で誰もが神経質になっているときに起きた「白煙騒ぎ」に、大勢の人がつい飛びついてしまった格好だ。


■出所不明の「もんじゅ被害想定マップ」


しかし、その数日前に起きた騒動は少々悪質だ。5月23～24日にかけて、ネット掲示板に「もんじゅ被害想定エリア」なる画像が出回ったのだ。ネットの地図サービスを利用したと見られる画像は、日本地図の上に、もんじゅのある福井県敦賀市に目印が打たれ、そこを中心に半径300キロ圏内を示す赤い円と、半径600キロ圏内を示す青い円が描かれている。


地図の左下には、半径300キロ圏内は「壊滅的被害」として、「24時間以内死亡/即死」と刺激的な表現が踊る。この円内には大阪や名古屋、紀伊半島全域や四国東部、伊豆半島の東側まで含まれている。また、東京や福岡は半径600キロ圏内となり、ここも「72時間以内死亡率50％」と書かれている。


画像がネットに出回るにつれ、「どこにも逃げられない」「諦めるときは諦めなければいけないのか」と嘆く投稿がツイッターに寄せられた。一方で、「このマップのソースが分からない」と冷静に考える人も少なくなかった。実際に画像の出所は不明で、画像を見る限りでは「想定エリア」も被害の内容も根拠が一切示されていない。その後、元画像自体が削除されてしまった。


もんじゅに対して人々が抱える不安が、「デマ」によって増幅されてしまったようだ。

----------------------------引用以上。

正しい知識を持たない人間が、憶測と偏見だけで物事を語ると碌な結果にならない証明。当事者は「自分なりに」マズイと思ったからツイートしただけなんだろうけども、第三者には果たしてそいつが専門家なのか、ただの騒ぎたがりなのかは分からない。その辺の情報が渾然一体となって流れてくるから混乱する。

ネットって、正しい知識を持つことが絶対的な条件なんだなぁって、ここのところ痛感する。

蒸気を利用する発電所において必要なもの。水と燃料とタービン。燃料で水を温める。そして何100℃という水蒸気にする。大きな運動エネルギーを持った水蒸気をタービンにぶち当てる。ただそれだけのことだ。燃料の違いで3つの方式に分類できる。「火力発電」「原子力発電」「地熱発電」の3つ。地熱発電は燃料とは言わないかも知れないが、簡単に言えば高温のマグマ溜まりに管を差し込み水を吹き込んで、その返り水（水蒸気）をタービンにぶち当てる。マグマが水を温める燃料といえなくもない。

つまり、発電所内部は水蒸気だらけなわけだ。煙突だって何本もある。ただ煙が上がったからと言って心配するのは…まあ、時期が時期だけに過敏になる気持ちは分からんでも無いけれども。

で、そのハザードマップの半径300kmの根拠は？自分で調べたの？調べもしないで、他人の作った何らかの代物を「ソース」などと鬼の首を取ったかのごとく論うようなことはやめて欲しいんだけどなぁ。それこそ風評被害なんだけど。

論文を書くときは、参考文献ということで他人のデータや結論を引用したり参照する。ただし、学会誌に掲載されたような「出典が明らかで、信頼性のある」ものである必要があるだろう。第三者の目にも明らかな、信頼のあるデータだからこそ引用する価値もあるわけで、その結論を用いて自身のデータの信憑性を高めることができる。

残念ながら、ネット上の情報はその辺りが玉石混淆である。引用するにはそれなりの知識が必要となる。某巨大掲示板の情報が全て嘘だとは思わないが、鵜呑みにするのは危険であろう。そのような場で「これがソースなんだって！」と言い張る本人は実際に調べた上で語っているのかも知れないが、そうでない者もいる。玉を隠すなら玉の中。玉石混淆とはよく言ったものだ。

どうか、自分で調べて正しい知識を持った上でネットを利用していただきたい。でなければ、こんな危険なツールも他にないのでは？

以上。

ああ勘違い

おもしろいTweetを見つけた。

「蒸気よりも水流の方が力強いに決まってるのに、わざわざお湯沸かして発電するのは電力会社の陰謀」というツイートを読んで、日本における産業革命の訪れはまだまだ先であることを思い知る。

いや…気持ちは分からないでもないし、特定の場合においては、水流のエネルギーが蒸気のエネルギーを上回ることもある。だから、言っていることは確かに間違っちゃいないんだけども。

でも、この考え方には「質量」というパラメータが抜けている。

物体の運動エネルギーは次式で表される。

E=1/2(mv^2) [J]

つまり、ある物体の速度の2乗と質量を掛け合わせたものを2で割ると、それはエネルギーになるのである。

エネルギーというのはおもしろいもので、いろいろな表し方がある。物体を高いところに持ち上げて離したとする。ちょうど、上のTweetで言う「水流」のようにね。高いところにある物体は、重力の影響を受けて低いところへ移動しようとする。移動の過程で速度が発生する。その速度と、自身の持つ質量によって、何かしらの「仕事」をする。このとき、高いところに存在する物質は「仕事をする潜在的なエネルギーを秘めている」ことになる。このエネルギーを「位置エネルギー」または「ポテンシャルエネルギー」と言う。位置エネルギーは次式で表される。

E=mgh [J]

質量と重力加速度、そして高さを掛け合わせたものが位置エネルギーになる。

一方、蒸気のエネルギーは「熱力学」という独立した分野で論じられる。熱力学は非常に難解であるため、今ここでは「熱＝エネルギー」という乱暴な条件を付加する。

500度の水の持つ運動エネルギーを考えてみる。ここで「水って100度までしか温度上昇しないんじゃないの？」と思った方、それは半分正解で半分誤りである。水という「液体」に関して言えば、確かに100℃までしか上昇しないであろう。しかし、水という「分子」に関して言えば、必ずしもそうではない。100℃を超えると、水は「水蒸気」という気体へと変体する。また、500℃どころか1000℃、2000℃と上昇していくと、ついには水分子そのものがバラバラ（H2O → 2H + O）になってしまう。そして、さらに温度を上げていったとき、水分子（というかもう別物）は「プラズマ」となるのである。

気体分子の平均運動エネルギーは、ボルツマン定数を用いて、

E=3/2k･T [J]

ここで、kはボルツマン定数（＝1.38 x 10E-23[J/K]）、Tは絶対温度である。

例として、500℃の水が持つエネルギーは、

E=3/2･1.38･773 x 10E-23
=1600 x 10E-23
=1.60 x 10E-20[J]

ものすごく小さく見えるかも知れないが、これは「水分子1つ」のエネルギーであって、実際にはもっとたくさんの水分子が存在している。1モルあたりに換算すると、水分子の質量数は

H（=1）x 2 + O（=16）=18

であるから、水分子1モルあたりの質量は約18gである。1モルの気体分子数はアボガドロ数（6.02 x 10E23）であるから、500℃･18gの水蒸気の持つ運動エネルギーの平均は、

E=1.60 x 6.02 x 10E-20 x 10E23
=9.632 x 10E3 [J]
=9632 [J]

これだけでは大きいエネルギーなのか小さいエネルギーなのかがサッパリ分からないので、水力発電と対比させて考えてみよう。水の位置エネルギーによって発電する水力発電の場合を考えると、18gの水が9632Jのエネルギーを持つには、どのくらいの高さから落とせばいいのか？ここで風の抵抗は無視することにすると、mの単位は[kg]であるから、18g=0.018kg。gは重力加速度であるから、9.8を代入する。

E=0.018*9.8*h=9632
0.1764h=9632
h=54603.17[m]

この解は何を意味するのか…。水12gが9632Jのエネルギーを持つためには、地球の上空54kmの高さから自由落下させてやらなければいけないのだ。それだけ、水蒸気のエネルギーというものは莫大なのである。

ただ、ここでは水を常温から500℃まで暖めるエネルギーは考慮していない。水1gを1℃暖めるエネルギーを1cal（=4.2J）とするならば、水18gを常温（=300K）から500℃（=773K）まで上昇させるためのエネルギーは、

E=18 x (773 - 300) x 4.2
=35758.8[J]

この分を考慮すると、18g･500℃の水蒸気が持つ平均運動エネルギーは、

E=9632-35758.8
=-26126.8[J]

まあ、マイナスになるわな。

…とまあ、ここまでつらつらと書いてみたが、実際の現象としては「効率」というものを考えなければいけない。熱が水に全て伝わるのか？全ての水蒸気がタービンに当たるのか？自由落下の際の空気抵抗は？考え始めるとキリがないが、要するに必ずしも理論通りになるわけではないということだ。

ここまで見て、どちらが高効率か？という議論はしない。見た人が判断すればいい話だ。ただ、何故「蒸気機関」というものが発明され、産業革命が起こり、世界の工業が発達してきたか？を考えれば、水蒸気の力が偉大なものであると言うことに異論はないであろう。

ああ、久しぶりに物理学の教科書を引っ張り出してみた。

以上。

サンライズ計画（笑）

またしてもやってくれました！さすが首相！フランスのサミットでやってくれるそうですよ！何でも「2030年までに太陽光パネルのコストを１／６にする」んだそうです！すばらしいことです！

以下マジレス。

太陽光パネルという代物、簡単に製造コストが下がるようなものではないんです。知って言ってるのか、口から出任せなのか？サッパリ分かりません。

太陽光パネルの原料は「シリコン」と呼ばれる元素。日本語で言えば「ケイ素」である。半導体材料として重要なポジションを占めている。その埋蔵量は極めて豊富で、地殻には大量に存在する、ごくありふれた材料である。この時点で原材料の調達コストを削減することはできない。

このシリコンを基板の上に堆積させるのだが、その方法は様々である。いずれにせよ、ケイ素そのままの状態では簡単に堆積させることができないため、ケイ素を含むガス状の材料を用いて、高温の状態で堆積させることとなる。

このときに問題になるのが、その堆積させるための装置。一度に製造できるパネルの量を増やすには、製造装置そのものの大きさをデカくしてやらなければならない。半導体材料は、不純物を可能な限り排除するために、大気圧の何100万分の1という真空を作りだし、その中に材料を導入し、何100度、場合によっては1000何百度という温度をかけ、製造している。そのためには高性能のポンプが必要になる。しかしながら、どんなに高性能のポンプであろうと、一瞬でそのような高真空になるわけではない。装置が大きくなればなるほど尚更である。また、装置が大きくなればなるほど、材料の分解や温度の印可に、ポンプを回すのに必要な電力も増加する。太陽光パネル製造の過程で、恐らく一番お金がかかるプロセスがここであろう。単価を下げるには大量生産が必要であるが、そのための装置を開発するには途方もない開発費が必要になる。決して、材料が安くなったからと言ってデバイスそのものの単価が安くなるわけではないのだ。製造装置全体で眺めて、既存のものでは不可能であれば、その機器の開発も必要となる。半導体デバイスは「小型・軽量」を目標に進化したデバイスであるため、太陽光パネルのようないわば「大面積、大容量」は、その逆を行くデバイスである。そのようなデバイスの単価を下げることは容易ではないと思われる。

技術開発は政治的な影響を受けてはならない。私の信念であるが、最近の日本はそれにしてもひどすぎる。トップが言いたい放題で、その後の責任は技術者。これじゃ、いくらたっても理系人間の地位向上は見込めない。理系文系と2分化することは悪いことだとは思わない。だからといって、お互いの理解がまるで進んでいないじゃないか？特に政治家たちの技術に対する無知ぶりは目を覆いたくなる現状が日本には存在する。

腹立たしいことこの上なし。

以上。

放射能と風評被害8

地元の友人からいろいろ尋ねられたので、久々に放射線などのことを書こうと思います。物理学的事実は入念に調べた上で書いていますが、福島原子力発電所についての考え方にはある程度主観が混じっているので、読まれるお方はそのあたりを理解した上で読んで下さい。

返信遅くなって申し訳ない。原子力工学の核心について、電気電子工学技術者の立場から説明します。かなり長いですが、しっかり飛ばさずに読んでください。

まず、原子炉の扱いについて。メルトダウンという現象は、原子炉の中核を担う核燃料の冷却不備のために、燃料自身が高温になり融点を超越したがゆえに溶け落ち、圧力容器の内部を突き破って格納容器以外に露出する状況を言います。普段、原子炉内部の核燃料は、中央制御室の命令伝達により反応する量をコントロールされます。このときに使用されるのが「制御棒」と呼ばれるもので、この制御棒が核燃料の周りを上下し、反応を押さえたり促進したりします。制御棒の性質については後述します。

核燃料の反応は、「中性子」と呼ばれるものによって引き起こされます。これが燃料にぶち当たると、核燃料に含まれるウランが分裂し、２つ以上の他の物質になるとともに、中性子と莫大なエネルギー、すなわち熱が放出されます。この反応を「核分裂反応」といい、原子力発電はこのエネルギーを利用して水をお湯に変え、タービンを回して発電しています。また原子炉において、水は反応して生成された熱を奪い、核燃料を冷却する役割を持つことから「冷却水」とも呼ばれ、また中性子の速度を弱めて核分裂反応を穏やかにする役割も持つことから「減速材」とも呼ばれます。

核分裂反応の過程で、エネルギーと中性子が放出されますが、この放出された中性子は、また次の核分裂反応に利用されます。これを「核分裂反応の連鎖」といい、放っておくとどんどん反応が進んでいって、手の付けられない状態になってしまいます。メルトダウンは、このような状態で起こるもので、反応が連鎖的に行われ過ぎたために、燃料が多量の熱を持って自分自身を溶かしてしまったために炉心溶融が起こったということです。ちなみに、燃料の熱と中性子の数がうまくバランスして、ちょうどいい具合になっている状態を「臨界」といい、これを越えると中性子を吸収する性質のある制御棒でコントロールして、燃料に当たる中性子の数を減らす必要があり、臨界より下回る状態ならば、反応を促進するために中性子の数を増やしてやる必要があります。原子炉を停止するには「中性子の数を可能な限り減らす」「延々と冷却する」という困難な絶対条件を達成しなければなりません。初期対応の遅れによって、それら重要なコントロールがなされなかった結果、今の福島第一原子力発電所があるわけです。

さて、浜岡原子力発電所の停止命令について、今回の政府の対応が正しかったのか？ということに対しては、大幅な自分の主観を織り混ぜて言わせていただけば、75対25で「正しくない」と思います。原子力発電所は「停めれば安全」というような類いのものではないからです。その理由は上に記した通り、内部の状態を適切に把握した上で、制御しコントロールしなければならないからです。停止状態といえども、内部の核燃料を取り出し、安全な場所へと移送し、核廃棄物として破棄するまでに何年もかかります。原子力発電所の完全な廃炉までには20～30年かかると言われています。原子力発電所の一番厄介な問題がこのことで、停めたからといって直ちに安全になるわけではありません。停止後の西日本のエネルギー問題から廃炉までを含めた、そこから先の具体的プロセスがどのようになっているのかが肝心なんです。とりあえず「停止した」ことは、安全への第一歩として評価に値することかもしれませんが、所詮は第一歩に過ぎず、それ以降の計画を示さない限り、ただのパフォーマンス、ただの思い付きと言われても仕方ないでしょう。

次に、放射性物質による健康被害についてです。まず覚えておいて欲しいのは「放射」「放射線」「放射能」「放射性物質」という４つの「放射」がつく言葉です。

放射とは、ある物質が何らかの電磁波や光(光も電磁波の一種です)を放つ現象のこと。

放射線とは、放たれた電磁波のうち、特に人体に対して多大な影響を及ぼす電磁波。α線、β線、γ線、エックス線など。

放射能とは、ある物質の持つ「放射」をする能力のこと。

放射性物質とは、そのような放射能を持った、すなわち放射してγ線などを放つ物質のこと。

「放射能を持った放射性物質が放射する放射線」と覚えてください。

以下、この４つの言葉の意味を覚えた上で読んでください。

人体に対する放射線の影響については、簡単に言えば放射性物質から熱い熱線が出てヤケドをする、と考えれば妥当だと思います。このように、放射線によってヤケドをすることを「被曝」と言います。「爆」ではなく「曝」です。漢字に注意。ただし、ヤカンを触ったりストーブに触ったりして受けるヤケドと異なるのは、そのヤケドが知らないうちに徐々に進行していくことです。人間の体の６割程度は水分で出来ていますが、残りの４割は有機物で出来ています。「有機物」とは、炭素が含まれた物質全般を指し、簡単に説明すれば「焼いたときに炭になる」もののことです。それ以外のもので構成されている物質を「無機物」と言います。無機物の多くは、酸素雰囲気中(要するに空気中)において酸素と化合する「酸化反応」によって燃焼、すなわち酸化しますが、酸素の少ないところで炭素と反応させれば元に戻ります(還元反応)。対して有機物は、一度加熱して変質したら二度と元には戻りません。ヤケドの傷がなかなか治らないのは、傷が元に戻るわけではなく
、新しい細胞がヤケドした部分を作り直すのに時間がかかるからです。

このように、放射線という高エネルギーの電磁波を受けることにより、人体に対して影響があることは明らかです。しかも、炎を飲み込んだりヤカンを熱いまま飲み込んだりすることはできませんが、放射性物質は目に見えないほど小さく、空気中に飛散しているものを無意識に吸い込んでしまうこともあります。その場合、体内でそのヤケドが進行し、臓器に何かしらの損傷を受けることになります。これを「体内被曝」といいます。具体的に体内被曝によって人体に対してどんな影響があるか？については、原子力が如何に恐ろしいものであるか…を一般の人に「片寄った視点で」「一方的に」植え付けるために、非常に簡単に説明してくれるサイトが山ほどありますので、そちらを参照してください。彼らの主義主張はともかく、健康被害についてのことはだいたい合っていますので。

最後は、放射能に関する単位について。これは、私のブログで細かく説明してあるので、そちらを見て欲しいと思いますが、念のため放射能に関する３つの単位を軽く挙げつらってみます。

「グレイ(Gy)」…放射線そのものの強さを表す単位。もちろん、大きければ大きいほど強い放射線であるということを表す。

「シーベルト(Sv)」…放射線によって起こりうる健康被害の目安を数値化したもの。大きければ大きいほど健康被害が大きい。

「ベクレル(Bq)」…放射性物質が、平均して一秒間に何回放射線を放射するか？という確率を表す単位。

３つの単位は似て非なるものです。また「ミリ」や「マイクロ」などの「接頭語」も重要です。１メートルが1000ミリメートルであるように「ミリ」とは「１の1000分の１」を表す言葉です。「マイクロ」は「１ミリの1000分の１」すなわち「１の1000000分の１」を表します。ただ単に数字が大きければたくさんあるのか？というわけではなく、ミリやマイクロという言葉をしっかり理解した上で、正しく判断して欲しいと思います。

ここまでいろいろな用語が出てきました。一通り分かりやすく説明してきたつもりではありますが、原子力に関して一番大事なことは「正しい知識」です。闇雲に怖がったって、目の前で起こっている現象はどのような現象か？どのような意味があるのか？を理解して、正しい行動をとることができるか？の判断をするのは自分自身です。結果としてどうなるのか？は起きてみないと分かりません。それくらい、原子力というものは「確率」に左右されやすい現象の集まりです。

難しい言葉をたくさん使ったのは、この言葉の意味が分からないと、テレビやネットの報道で流れてくる解説や数字を見ても、ただただ不安になってしまうだけで「何かよく分からないけど危ないらしい」と思い込んでしまいます。風評被害の一番大きな要因が、このような「原子力に対する理解不足」だと私は考えています。「原子力」とか「核」とか「放射能」などの名前が付くだけで不安になってしまったり、敬遠してしまったり。結果として「放射能がうつる」などという全く事実と反する理由で、福島から埼玉に避難した子供たちがいじめに逢うという悲劇が起こってしまうわけです。子供に理解しろというのは無理なので、これは周りの親が正しい知識をまるで持ち合わせていない故の結果…と私は捉えています。専門家がいくらテレビで言ったって無駄なんです。もはや誰も信用しません。だったら自分で正しい知識を身に付けるしかないのではないでしょうか？

要するに一番言いたいことは「自分で勉強してね」ということです。例えばシーベルトに関して言うならば、ブラジルと日本で基準が数倍程度異なります。それくらい「基準」なんて曖昧で適当なものなんです。大事なのは「何シーベルトでどの程度の健康被害があるのか？」ということをしっかりと知っておくことです。でないと、無闇にいろいろなものを敬遠してしまうことになるからです。

自分はどちらかと言えば専門家寄りの人間に属すると思いますが、まだまだ知識が不足しているとも感じています。調べて理解したことは逐一ブログなどで発信していくつもりではあります。なるべく主観無しにまとめて、ブログに分かりやすく解説していこうと思いますので。

とりあえず以上。

画像処理 第1章

画像処理という作業は、言ってしまえば「配列に格納されたピクセルのデータをどのようにいじくりまわすか？」という、極めて単純な作業である。しかし、その「配列」という代物がとんでもなく曲者で、配列と切っても切れない「アドレス」との戦いでもある。

コンピュータ上では、全てのデータは主記憶装置と呼ばれる「メモリ」に格納される。メモリというのは、広大な敷地のある土地のようなもので、そこに住所を割り振る作業…それを「マッピング」と呼ぶ。この作業は、基本的にはアプリケーションやOSが行い、普段我々が特別な意識を傾けることはない。しかし、この作業がなければ、広大なアドレス空間のどこに特定のデータを格納したか？の判別が出来ない。また、同じアドレスに重複してデータをしまってしまったりする。

今回の画像処理高速化のポイントは、この「アドレス」に直接データを取りに行き、配列へとコピーする作業をどうするか？ということであった。この一連の作業を「DMA（=Direct Memory Access）転送」と呼ぶらしい。

以前は、画像を1枚のBMP（ビットマップ）ファイルとして保存し、それを再び読み出し、APIを使って配列へと格納する作業を行っていた。この方法は、プログラムとしては極めてシンプルで見やすく、何をやっているかも分かりやすいアルゴリズムなのだが、肝心のスピードが出ない。保存と読み出しの課程で、どうしてもHDDを経由してしまうため、スピードが落ちてしまうのである。メモリとHDDのデータ転送速度は、人間の感覚には大差ないように思えるが、コンピュータ内部では雲泥の差なのである。

今回は、開発したアプリケーションソフトによってマッピングされた（正確に言えば、フレームグラバボードのドライバがマッピングした）アドレスへ直接データを取りに行き、それを配列へと格納することで、今までの数十倍のスピードを達成することが出来た。ただし、撮影するカメラの都合上、1秒間に撮影できる画面数は60枚である（=60fpsと呼ぶ）。1秒間に60枚ということは、1枚の撮影にかかる時間が1/60=17msである。今回用いたフレームグラバボードの転送速度は250MB/sである。1枚の画素数は640x485=310400pxである。画像の階調は256階調=8bitであるから、1ピクセルを1Byteと読み替えていいので、この画像は310400Byteである。よって、このフレームグラバボードは、単純計算で

250000000/310400=805.412371134020619
≒805

すなわち、805枚のデータを1秒間に転送できる計算となる。この数値と比較すると、1秒間に60枚のカメラの性能など低速もいいところ。今まで60枚の画像撮影に要していた時間は12秒程度であったが、60fpsをフルに生かして1秒で全ての作業が終了することとなる。

とりあえず今日はここまで。

以上。

画像処理最終章

終わった。

何とか30fpsをVB6で達成。

そのままではあまりにも速すぎたので、ウェイトを入れないと画像が乱れるという、とんでもない速さが実現できたとさ。

今回の件はいい勉強になった。このネタで一回学会出ておこうかしら。

明日に全貌を書く。ボードの会社の人にもお礼言っとかないとなぁ。

以上。

質量

一般相対性理論が実証されたというニュース。

以下引用------------------------------------------------

NASAの衛星、一般相対性理論を実証
ナショナルジオグラフィック 公式日本語サイト 5月6日(金)18時3分配信
写真を拡大

地球を周回する重力探査機B（GP-B）。発生した時空の歪みをパターンで表現している。
(Illustration courtesy NASA)
アルベルト・アインシュタインが一般相対性理論で述べた2つの重要な予言が、NASAの重力探査機B（GP-B）ミッションによって実証され、5月4日に発表された。

調査を指揮したアメリカ、カリフォルニア州スタンフォード大学のフランシス・エベリット氏は記者会見で、「アインシュタインの理論を検証する画期的な実験の結果、彼の予言は正しいことが証明された」と述べた。

GP-Bミッションが開始されたのは2004年。物体の傾きを極めて正確に感知するジャイロスコープ4台を衛星に搭載し、アインシュタインの重力理論における2つの側面が正しいか調査した。

一つ目は「測地線効果」、すなわち惑星など重力体の周囲で発生する時空の歪みだ。地球をボウリングのボール、時空をトランポリンと考えるとイメージしやすい。トランポリンの上にボールを載せるとへこむように、時空も地球の重力によって歪んでいる。

GP-Bが検証した重力に関するもう一つの予言は、回転する物体が時空を引きずる「フレーム・ドラッギング」効果だ。

GP-Bには恒星の方向を測る光学機器「スター・トラッカー」を搭載。上空約650キロの極軌道での調査中、機器の一端をペガスス座の連星「IMペガシ（IM Pegasi）」に向け続けた。

アイザック・ニュートンが考えた宇宙、すなわち測地線効果やフレーム・ドラッギングが発生しない環境では、ジャイロスコープはIMペガシに対して永遠に傾かない。

一方、アインシュタインの理論が正しければ、ジャイロスコープの回転軸の方向は、地球の質量と自転の影響で徐々に変化することになる。

「例えば自転する地球を蜂蜜のビンに沈めたとしよう。蜂蜜や中の物体も引きずられて回ることになる」とエベリット氏は説明する。「同じことがジャイロスコープでも起こっている」。

調査チームはデータを綿密に調べ、ジャイロスコープの角度が1年間に約6600ミリ秒角（約0.0018度）ずれていると発見した。「1ミリ秒角は16キロ先の人毛の太さに相当する。GP-Bの高精度でなければ確認できなかっただろう」とエベリット氏は語る。

実際、非常に小さな変化なので、アインシュタインは測定不能だと考えていた。1953年の著書『The Meaning of Relativity』（邦題：『相対論の意味』）に、「フレーム・ドラッギング効果は理論上存在するが、その規模は小さすぎるため実験室では確認できない」と記している。

偉大な科学者の予言を証明したエベリット氏は今回の結果に満足している。「NASAの尽力で実際に測定できたのは大きな進歩だ」。

ミズーリ州セントルイスにあるワシントン大学の物理学者クリフォード・ウィル氏は、「測地線効果とフレーム・ドラッギングは広く認識されていたが、画期的な実験でようやく証明できた」と同じ記者会見で発言した。

ウィル氏はプロジェクトに参加していないものの、「フレーム・ドラッギング効果の測定は、はるか遠宇宙における謎の解明につながるかもしれない」と期待を寄せている。

Ker Than for National Geographic News

引用ここまで------------------------------------------------

一つ目は「測地線効果」、すなわち惑星など重力体の周囲で発生する時空の歪みだ。地球をボウリングのボール、時空をトランポリンと考えるとイメージしやすい。トランポリンの上にボールを載せるとへこむように、時空も地球の重力によって歪んでいる。

ここが疑問。時空が重力に左右されるものならば、時空というものは質量を持った物体ということなのか？

今はあんまり時間がないので、後ほどゆっくりと眺めることにしよう。

以上。

学校

今日も学校です。

実験です。

測定です。

プログラムです。

以上。

FT-IR光軸調整→完了

FT-IRのアライメント等について、一通りの調整が終わった。

自分の研究室はBOMEM社のMB100という装置を使っている。カナダの企業なので、説明書もすべて英語。今回ほど英語が使えることを便利に思ったことはない。

大事なのが液体窒素による冷却。これがないとプリアンプの熱雑音が増幅されて出てしまう。それに加え、レーザー発振器の窒素パージ。窒素は工業用のボンベに入ったものを使う。レギュレータからチューブを伝って、フローメータで微調整をしつつ、3L/minで2〜3時間窒素を流し続ければだいたいOKだと思われる。気を付けなければいけないのが、入っていった窒素は放出しなければならないこと。裏面に六角レンチで回すボルトがあり、これを解放して流し続ける。しばらく流し続ければ機器の内部が隅々まで窒素パージされる。おもむろにボルトを締め、少々待つ。すると、機器内部の圧力が大気圧より高い状態になる。そして窒素のボンベを閉じる。内部圧力が高いと、外気が内部に入りにくくなるため、水分や二酸化炭素などの不純物が機器内に混入しづらくなる。

赤外レーザのため、レーザそのものは目で見ることができない。そのため、厳密に機器の水平を取り、検出部とレーザ発振部の高さを合わせる必要があった。単純な作業のため、方法は省略する。

検出部の格納容器内も窒素でパージできるようになっている。しかし、実際に窒素を流しながらアライメントを取ったときと、流さないで取ったときとでは大きな違いは見られなかった。そのため、特に格納容器のパージは不要と思われる。ただし、湿度の高い日や時期では、無用の外乱を絶つために流した方がいいのかもしれない。念のため、格納容器内部にシリカゲルを3袋程度入れておいた。

機器本体には、乾燥剤を格納する容器が隠されている。湿度インジケータがネジ状になっており、これを取り外すと内部に乾燥剤を格納する容器がある。念のため乾燥剤を交換しておいた。…といっても、バラして電子レンジで再利用だが。シリカゲルは電子レンジで復活するらしい。

以上の厳密な調整を経て、アライメントが復活した。しかし、レーザ出力が強すぎてオーバーフローを起こしてしまう。まず、プリアンプの感度を下げてみる。感度調整はプリアンプ本体(格納容器内部)にA〜Eまでのツマミがあり、それぞれが1〜5倍の受信感度になっている。今まではBになっていたが、今回Aに戻した。説明書には「通常Aで使用してください」と書いてあったが、かつてBにした理由は、恐らく真空チャンバ内のシリコン基板に堆積した膜をリアルタイムで測定するため、光路長が増大し、また臭化タリウムガラスを通るために、絶対的な光量が低下したことによる措置だろう。

ツマミでBからAに調整するも、未だにオーバーフローを起こす。そこで、光量を若干減らすために「網」を使う。これを使うことで、アライメント79％まで低下した。説明書には「アライメント60％〜80％の間で測定すること」とあるので、ほぼ理想通りの光学系を構築することができた。

今後の課題として、今まではピンセットで試料を挟み、検出部の一部分で試料を挟み込んで測定していたが、このやり方では効率が悪い。何より、試料に傷がついてしまう。これをどうにかうまくできないものか？

明日の作業予定
・DMA転送によるフレームグラバボードの画像処理プログラミング
・FT-IRのデータ編集ソフトの日本語化パッチ作成
・デジタルオシロの波形取得プログラム
・実験室の片付け

以上。

研究室の出席管理

出席管理ソフトを作った。

画面はこんな感じ。

「パスワード」に自分のパスワードを入力して、左上に並んだ自分の名前が書かれたボタンをクリック。右側のテキストボックスに名前と時間が表示される。設定した時間より早く来ればOK。設定した時間より遅かったら、自分のボタンの右側の数字が増えていく。この数字は「何分遅れてきたか」を示すもので、単位は「分」。ひと月単位で計算をして精算。全員の合計金額の概算が「現在の総額」に表示される。とりあえず30分で100円とした。

土日祝日は基本的に出席管理をしない。そのため、土日祝日は下の方に「今日は○○」のように表示され、メンバーのボタンが押せないようになる。

出席時間や何らかの用事でしばらく欠席するときは、管理用画面に入って設定する。管理画面の表示にはパスワードが必要。

パスワードを入力すると、下のような管理画面が表示される。

「非加算」にチェックを入れると、欠席しても加算がなされない。長期休暇で学校を休むときは、ここにチェックを入れる。また、左側の数字で各個人の「何分遅れ」を変更できる。もし理由があって事前の「非加算」を設定できなかったときは、ここで修正する。出席時間で、ペナルティを受ける時間を設定する。院生と学部生で出席時間を別々に設定できる。「欠席レート」では、無断欠席時の加算分数を設定する。欠席すると、日時が変わる瞬間にこの分数が加算される。

これから、意見を取り入れつつ修正が入るかも知れないが、おおよそは以上の通り。何か意見があればコメントまで。

以上。

真空装置内の絶縁材料

私の研究室では、高真空装置によって材料を開発する研究を行っている。材料開発に「熱」というものは切っても切れない大事なパートナーで、熱をかけることにより物性の改善をはじめとして様々な利点をもたらすことができる。

真空で材料を開発するには、非常に多岐にわたる手法が確立している。自分たちが用いている方法は「化学気相蒸着」と呼ばれる手法で、原料となる物質を真空容器に導入し、電圧をかけることによりプラズマを発生させ、プラズマの力で原料を分解し、目的の材料を「積もらせる」のである。

この「積もらせる」過程で熱を加えることによって不要なものを除去したり、また分解をより促進したりすることができる。

この度、熱をかける回路を作成し、真空容器に設置することとなった。そのためには、真空容器内に配線をしなければならない。

言葉で書けば単純であるが、真空という環境で、しかも高電圧のプラズマにさらされ、加えて熱をかけられるわけである。配線材料にも、それ相応の耐環境性が要求される。
例えば、回路というものは「入力」と「出力」の2本の線が必要である。すなわち、この2本の線が短絡しないように絶縁してやる必要がある。つまり、まず第一に絶縁性能が必要とされる。

次に、その材料から変な物質が漏洩しないよう、できるだけ化学的に安定な物質でなければならない。プラズマで絶縁材料そのものが分解され、目的とする材料に混入しては問題だからだ。

最後に、真空下でバラバラにならないようなしっかりした材料でなければならない。真空ポンプに入り込み、無駄なトラブルの原因となってしまっては、原因究明に多大な時間を取られてしまうからである。

この3つの特性を生かすには…「ガラスクロス」しか思い付かなかった。ガラスクロスとは、ガラスを非常に細かい繊維状にしたものを布のように編み込んだもので、耐熱性と絶縁性を持っている。

しかし…真空下において放電したときに、何か余分なものが出てくるのでは？という懸念があった。そこで、実際に放電を発生させて、容器内にガラスクロスがある場合ない場合で比較してみた。

ガラスクロスありの場合

ガラスクロスあり、かつ1時間加熱した場合

ガラスクロスあり、かつ10時間真空を引き続けた場合

ガラスクロスなしの場合

このグラフは、縦軸が発光強度（どれだけ明るいか）、横軸が波長（色）を表している。すべてのグラフを見比べると、大した違いが見られないので、ガラスクロスを真空中に入れて放電を行っても、大きな違いは無いと考えられる。

今日は、タングステン線を使ってヒーター本体の製作に入る。

以上。

ビッカース硬度計の数値測定

とりあえずパソコンの目処がついたので、シリアルケーブルをかませてデータ通信を試みる。開発言語はいつものVisualBasic。

うん、びっくりするくらいうまくいった。

あとは、必要な機能を付け足していくだけかな。画像の取得とか、測定対象の名前を入力して、テキストファイルでまとめて掃き出せるようにするとか。

先は長い。忙しい時期だけど頑張ろう。

以上。

レガシ・インターフェース

私の研究室では、実にいろいろな装置が稼働している。測定装置、プラズマ装置、電源、光学装置…しかしながら、その大半は古い代物で、データの集積などはGPIBインターフェース、RS-232C、果てはサーマルプリンタで直接印刷！などなど。

最近、研究室のノートパソコンのHDDが死んだらしく、このHDDを交換して計測用のノートPCとして復活させる！という野望がある。問題は、そのようなレガシィ（遺産的＝死んだ）な通信規格を現代のパソコンで使用するにはどうすればいいのか？ということだ。

調べてみたら…意外とたくさん存在するのね。RS-232C←→USBとか、GPIBもUSBと変換できる。これは…！いける！デスクトップで使うボードとか、シリアルポートとかしか使ったこと無かったけども、ノートだと可搬性に優れた柔軟な計測が可能になるぞ。

計測プログラムなんて自作すればよろしい。VBでさらさらっと。

早速ケーブルを注文しなきゃ。

画像は「ビッカース硬度計」。試料にダイヤモンドで細かい傷をつけて、その傷の大きさを測ることで硬さを測定する、アナログな装置。でも、これがないとダメなのよねぇ。

以上。

放射能と風評被害7

最近、原子力発電に対する反対デモがあったらしい。普段「危ない」と言われつつもあまり関心を示さなかった一般の人たちが大きく注目をし、果たして本当に安全なのか？と自ら考えるのは大切なことである。まさに今、原子力発電に関しては様々な考え方がなされるようになってきている。

では、その原子力発電を「危ないから」という理由で反対したとする。確かにこの理由は正論だ。原子力発電は危ない。なぜなら「放射性物質」が存在するから。放射能を持つ放射性物質が放射する放射線（これが大事）は、目に見えない電磁波を放出する。この「目に見えない」という特性が厄介で、どれくらい離れれば安全なのか？何かで防護できるのか？といった安全策が非常にわかりづらい。

しかしながら、反対するだけであれば誰でもできる。ここで私は、電気についての詳細な勉強をしていない一般の人にも同じように「反対するだけなら…」と言うつもりはない。一般の人の扱える領域を超えてしまっているからである。一般の人たちは「関心を持つこと」「基本的な仕組みを勉強すること」「本当に安全なのか？ということを自ら考えること」を気に留めておいてもらえればいいと考えている。

専門家までが尻馬に乗っかったごとく「実は原子力発電は非常に危険な発電方式である。改善の余地がある」と、手のひらを返したように言い始めることは問題視すべきかも知れない。いや…専門家ならまだ良いのかも知れない。現状とこれからを、第三者的観点から展望してもらえれば、一般の人たちはしっかりと考えるようになるだろうから。一番の問題は「政治的な思惑があって原子力推進に乗っかった」連中であろう。

繰り返しになるが、一般の人たちが原子力の安全性と危険性に関する専門的なことを自ら率先して勉強し、自分の意見を強く保持することは非常に大きなエネルギーを要することである。特に原子力発電所は、土地が豊富にあり、なおかつ海水が存在する海岸に作られるから、必然的に住宅が少なく人口も少ない土地が選ばれる。お年寄りも多いであろう。そのようなお年寄りが強い専門性を要する原子力発電について熱心に勉強するであろうか？お年寄りだけでなく、若い世代の人でも苦労するはずである。つまり、一般の人たちは電力会社やお役人の言葉を信用するしかないのである。

原子力発電所のある町には、莫大な補助金が出されていると聞く。嘘か誠かは知るよしもないが、一番近所の泊村原子力発電所付近には、手厚い村民サービスを受けられる各種施設があるとのこと。元共和町民から聞いた話である。

今回の福島の事故を受けて、そういった各種施設が「カモフラージュ」なのではないか？という話もささやかれている。そして、そのようなサービスを受けていたのだから、その土地の人たちに反対する資格はない、との意見を言う人もいるようだが、私はそうは思わない。電気の利便性を日本中が享受している以上、現状打破に向けて自らの意見を持ち、前に進もうとする気があれば、反対する権利は誰にだってあっていいはず。ただし、先に挙げた「関心を持つこと」「基本的な仕組みを勉強すること」「本当に安全なのか？ということを自ら考えること」を実行せず、普段無関心で不勉強なのに「俄か」にさけび出すのは宜しくないとは思うが。

今回は、今後の原子力とどうやって向き合った良いのか？を考えてみた。常に関心を持て！というのは難しい。でも、少しくらいは気に留めて、原子力のみならず発電の仕組みにも関心を持って欲しい…という、イチ工学者の希望的観測。

以上。

放射能と風評被害6

今日は放射性物質が体内に入り込んだら？を考えてみようと思う。

怖い話ではあるが…実は、この地表には放射性物質はたくさんある。ただ、あまりにも微弱であるため、気にする必要は全く無い…と言うと今の政府と原子力安全保安院みたいで全然説得力がないのだが。

考えてみれば、核燃料であるウランだって、オーストラリアで採掘される鉱物である。ただし、先日にも述べた通り、天然ウランは「ウラン238」と呼ばれる、核分裂を起こしにくい状態のものが大半なので、核分裂を起こしやすい「ウラン235」の割合を増やしてやった濃縮ウランが核燃料として使用されている。

その放射性物質が体内に入るとどうなるのか？一言で言えば「内部被曝」と呼ばれる状態で、一過性の被曝ではなく、恒久的な被曝を受けることとなる。

ただし、放射性物質は「半減期」を持つので、その被曝量は時間が経てば減少していくだろうし、体外に排出される分もあるので、被曝量が単純に摂取量と比例するわけではない。

半減期というパラメータもなかなか厄介な代物で、半減期が短ければ短いほど、一度に放出する放射線の量(≒崩壊する原子の数＝ベクレル)が高いわけだから、同じ原子の量を体内に取り込んだとしたら、半減期が短いほうが被曝の量は大きくなる傾向がある。逆に、半減期が長ければ長いほど、じわじわと放射線を放出するわけだから、一度に放射する放射線の量は少ない。その間に体外へと放出される分もあるだろうから、人体的には半減期が長い方が影響が少ないとも言えなくもない。そして、人体でなく土壌や大気であれば、半減期が短い方が早く環境が回復するとも言える。ただし、ある一定の期間は多量の放射線が放射されるわけだから、その土地に人が入り込むことは危険である。

いずれにせよ、人体に有害なものであることに変わりはなく、人間の目に見えない微細な物質であるため、汚染が進んだ以上はそれ以上拡散させない努力が肝心となる。

そして、その放射性物質が含まれた水は、煮沸しても意味がないばかりか、水分が蒸発して放射性物質の濃度を高める恐れがある。バイ菌ではないのだから、煮沸は何の意味もない。絶対にやめていただきたい。

福島の現場では、汚染水の排出作業と原子炉冷却のためのポンプ復旧という、二本立ての作業となっている。どれもこれも、初動対応の遅れが原因になってしまったわけだが、こうなってしまっては、あとはどうにかして沈静化するのを固唾を飲んで見守るほか無い。我々に必要なのは、正しい知識であるように思う。分からないことは調べよう。自分自身を守るのは、結局は自分自身であるのだから。

以上。

放射能と風評被害5

先日、某国の首脳が「臨界って何だ？」と、東工大出身の輝かしい頭脳を誇示して見せたとの報道があったばかりだが、ここで「臨界」という言葉について説明してみようと思う。

簡単に説明すれば「入力と出力がつり合う点」とでも言おうか。

原子炉の場合での入力とは「中性子が燃料にぶつかる」こと。
一方、出力とは「核分裂で中性子が放出される」こと。

原子核分裂反応とは、どこからかやってきた中性子が、ある物質に衝突することによって、新たな物質と新たな中性子が生成される反応のこと。原子力発電では、燃料に衝突した中性子が新たな物質と中性子を生み出し、生み出された中性子が次は衝突する中性子になる「ループ反応」を実現することによって発電している。すなわち、ある時点では「出力」であった中性子は、次には原子に衝突する「入力」になるのである。しかも、大抵の場合、放出される中性子（＝出力）は入力よりも大きくなるため、放っておいたらどんどん中性子が増大し、やがて暴走を引き起こすこととなる。この「入力」と「出力」を上手く制御することによって暴走を防いでいる。

暴走を防ぐための手立てとして、水と制御棒が重要になる。

水は、減速材および冷却剤として用いられる。減速材とは、中性子の速度を落とし、核分裂反応を抑制させるための物質であり、多くの原子力発電では「軽水（＝フツーの水）」が用いられている。高速増殖炉で漏れ出した「液体ナトリウム」も減速材である。冷却剤は、反応によって生成された熱を冷ますためのものであると同時に、蒸気にすることによってタービンを回す媒体となる。この軽水はタービンにぶち当てられたあと「復水器」とよばれる熱交換機（ラヂエータみたいなもの）を経由することによって、蒸気から水へと冷まされたあと、再び原子炉へと入っていく。また、水は中性子を吸収しやすいため、ある一定の暴走抑制効果もあるが、行き過ぎた中性子の吸収は発電に不利であるため、水を使用する原子炉では燃料を濃縮する必要がある。そのため、核分裂を起こしにくい天然ウラン（ウラン238）を濃縮し、核分裂を起こしやすいウラン235を数％程度含む「濃縮ウラン」にしてやる必要がある。「高速増殖炉」では、このウラン濃縮を行わず、高速な中性子を直接ぶち当てることで効率的な核分裂反応を獲得しようという画期的な試みであったが、もんじゅでの事故をはじめとして、制御が難しいという課題を抱えており（特に減速材である液体ナトリウムの扱いが困難）、現在は使用済み核燃料を再処理したMOX燃料を用いて発電する「プルサーマル」が台頭している。原子力先進国と謳われたフランスでは、かつて「スーパーフェニックス」という高速増殖炉が運用されていたが、見合った成果を出すことが出来ず廃炉となった。日本ではもんじゅの事故以来、高速増殖炉は鳴りを潜めている。

制御棒は、中性子を吸収しやすい材料で作られた棒で、燃料の周囲に配置することで、燃料に当たる中性子そのものの量をコントロールするためのものである。これを移動させることにより、材料に衝突する中性子の量をコントロールし、暴走が起きないようにしている。この制御棒は、主に「炭化ホウ素」などの中性子をよく吸収する材料で出来ている。

いずれもバランスが大事で、どれか一つが欠ければ暴走を引き起こしかねないし、どれか一つが過大であればうまく反応が起こらない。原子力が時代とともに進化して、コンピュータの制御で安全に運用できるようになった。しかし、コンピュータと言えども完全ではない。結局は人が見て確認して、安全に運用できるように努めなければならない。

原子力発電は安全な運用が第一。その存在を根底から否定するつもりはないが、運用する側にはそれなりのノウハウが要求される。「想定外」なんて許されないのだ。その証拠に、今回の「地震」そのものには耐えた。その後の津波でバックアップ体系が破壊された。バックアップが破壊されるなんてことはあってはならない。今回の福島第1原発の事故は天災なんかではない、間違いなく人為的ミスであるように思う。

以上。

放射能と風評被害4

ある場合に、

1 [μSv/h]

であったとする。この値は、以下のように読む。

まず「μ」という記号に注目する。この記号はここ（ブログ内リンク）に記した通り、1000000分の1を意味する。

そして「/h」というのは「1時間（=hourのh）ごと」を意味している。「/m」であったら「1分（=minuteのm）ごと」「/s」であったら「1秒（=secondのs）ごと」である。一年を通じて…という意味合いで「/y」や、一日を通じて…という意味合いで「/d」も存在する。

上記の例では「1時間ごとに1000000分の1シーベルトの被曝を受ける」という風に解釈できる。

この値に24を乗ずれば一日当たりの被曝量になるし、その値にさらに365を乗ずれば1年当たりの被曝量になる。

逆に、この値を60で割れば1分当たりの被曝量になるし、さらに60で割れば1秒当たりの被曝量になる。

物理的な数値は「単位」が重要である。「1000000000ピコシーベルト！（10億ピコシーベルト）」と聞くと、トンデモナイ大きな値な気がするが、ピコというのは「1000000000000分の1（1兆分の1）」を意味するので、実際には1000分の1シーベルト、すなわち1ミリシーベルトである。

数字の大きさに惑わされず、単位をしっかり理解して、基準となるべき値に読み替えることが重要である。

以上。