2016年 12月 27日
日本国憲法の秘密-438-
ウランの比重は約19、金も約19、鉛は約11、鉄は約8。(比重は水との比較。水を1とした場合の数値)(比重が4~5以上の金属元素のことを重金属と言う)
ウランはかなり重い物質である。(だから飛ばないというわけではない)

比重の基準にあるのは、原子核の重さでも粒子の重さでもなく、「1×1×1cmという立方体体積の重さ」あるいは「10×10×10cmという立方体体積の重さ」である。
水はこれが1g、1kgであり、水を標準にした比が比重。
比重19ということであれば水の19倍の重さがある。
でも物はいつも「1×1×1cmという立方体」や「10×10×10cmの立方体」で飛んでいくわけではない。
この中に幾つの原子や粒子が存在できるのかが重要。
原子や粒子の数が多いほど、1個あたりの質量や大きさは小さいということになる。
質量や大きさが小さいほど簡単に飛びやすい。(飛ばすために大きなエネルギーを必要としない)



放射線を放出するのは原子核が崩壊する時であるということはすでに述べた。
原子核の崩壊は自然現象であり人間が止めたりコントロールすることは出来ない。
核分裂そのものは崩壊とは違うため放射線(α線・β線・γ線)は放出しない。
放出するのは中性子であり、この中性子が分裂連鎖に重要な役割を果たすわけである。すなわち放出された中性子はまだ分裂していない原子核に取り込まれていく。

放射線を放出するのは原子核の崩壊時。だから放射性の原子核がどれほど存在するかが重要。
そこで今日はウランに原子核がどれくらい含まれているのかという話をしたいと思う。

ウラン10kg。
米ならばスーパーマーケットやお米屋さんで売っているポリプロピレン大袋が10kg。
お米屋さんや農家などでは茶色の紙製の米袋などで30kgや50kgといった単位でも扱っているが、一般に販売されているサイズの大きな袋が10kgである。
小麦粉の標準的な袋は1kgだから、10kgならばあれが10個ということ。
ウランがどういう状態(塊なのか粉体なのか液体なのか気体なのか)で存在しているかによって見た目の大きさは変わってくるが、先日書いたようにウランだけをもしも1Lのペットボトルに100%充填できるとするならば重さは19kgほどとなる。おおざっぱに言えば500mlのペットボトル1本で10kgくらい。
私達のマクロ的な感覚では小さな10kgだと感じるはずである。

原子1個の大きさをおおざっぱに言うと1億分の1cm(0.00000001cm=0.0000001mm)である。
だから1×1×1cmの立方体(水ならば1g)に含まれている原子の数は、1億×1億×1億となる。
1億×1億×1億=1兆×1兆なので、1兆×1兆個の原子が含まれている。
1×1×1cmの立方体に1兆×1兆個(1億×1億×1億)も入っていると言っても、単位に開きがあるためどれ程多いのかということをなかなか実感しにくい。

そこで砂に置き換えてみる。
砂粒の大きさを直径0.4mmと仮定する。この砂粒が1兆×1兆個ある。
これを世界最大の砂漠(南極大陸除く)、サハラ砂漠(面積は約900平方km)に敷き詰めるとすると高さが5メートルにもなる。
サハラ砂漠のおよそ164分の1の面積となる鳥取砂丘(約5.5平方km)に敷き詰めれば高さ820メートルにもなる。
ちなみに日本一の面積を誇る砂丘は鳥取砂丘ではなく、青森県の猿ヶ森砂丘である。
太平洋沿岸に広がる海岸砂丘である。ほぼ全域が防衛装備庁の下北試験場(弾道試験場)の敷地であり、一般の立ち入りはできない。幅は約1〜2km、総延長は約17km、総面積は約15,000haであり、日本最大規模の砂丘である。広さは鳥取砂丘の約30倍になる

鳥取県によると、面積が日本最大でないのに鳥取砂丘が日本一と言われる理由は、、
・砂丘本来の姿を残していて風と共に動く自然の姿が維持保全されている
・砂と砂の間に火山灰層を含んでいて、そこから砂丘の形成過程が分かる
・起伏が非常に大きい

だからだそうである。

青森の砂丘も鳴り砂で、かつては美しい砂丘だったらしいですよ。

サハラ砂漠は日本の国土面積の25倍も大きいのだから日本の砂丘面積が歯が立たないのは仕方がない。
そこで日本の国土を全て更地として、そこに直径0.4mmの砂粒を1兆×1兆個敷き詰めてみよう。それでも125mもの高さになるのだ。
ところが原子では1兆×1兆個が1cm立方体に納まってしまう。
原子がいかに小さいものか、そしていかに数が多いものか、なんとなく分かるのではないだろうか。


原子は原子核(陽子と中性子)と電子で構成されている。
それを図にする時には電子は軌道で描かれるが、実際に電子が存在する場所は空間である。その空間は電磁場である。
この電子が存在する空間をも含めた大きさが1億分の1cmである。
電磁場という空間の中央にあるのが原子核。原子核はもっと小さくて原子の1万分の1となる。
原子核単体の大きさだけで言えば1兆分の1cmである。
あまりに小さすぎてもう訳わからなくなってきましたね?ともかく小さいの小さいが原子核です。


再び原子よりは大きな粒子の世界に。(とは言っても粒子も小さい)
上で砂粒の大きさ(直径)を0.4mmと仮定したが、砂粒の大きさにも幅がある。0.06mm~2mmほどの粒が砂と呼ばれる。
砂の粒は粒子としては大きいほうである。
小麦粉の粒の大きさにも、小麦粉の粒子の大きさにも幅がある。
また粒子径の測定装置にも幾つかの種類(原理)と方法があり、それぞれ測定可能な粒子径が決まっている。
弾き出された数値をどう処理するか、どの数値を採用するのか、例えば体積平均径なのか、累積50%粒子径(中位径)なのかによっても違いが出てくる。
小麦粉の粒子の大きさは砂粒よりもずっと小さくて30~150μmほどの粒子である。

1m=1,000mm(ミリメートル)=1,000,000μm(マイクロメートル)=1,000,000,000nm(ナノメートル)=1,000,000,000,000pm(ピコメートル)
よって、1μm=0.001mm、100μm=0.1mm となる。

肉眼で見える限界がおよそ0.01mmとされている。(もちろん誰にでも見えるわけではない)
光学顕微鏡の限界は200nmなので、それより小さいものは電子顕微鏡の出番となる。

砂より小さな小麦粉の粒子も細菌やウイルスの小ささには到底かなわない。
細菌の大きさは約1~5μm(0.001~0.005mm)、ウイルスの大きさは20~1000nm(0.02~1μm)(0.00002~0.001mm)である。
ほとんどのウイルスは0.3μm(300nm)以下であり、ノロウイルスは0.025~0.035μm(25~35nm)ととても小さい。
細菌やウイルス単体は、医療現場で用いているサージカルマスクでも通過してしまう。
但し細菌やウイルスが飛ぶ状況は咳やくしゃみでもたらされるので、粒子の周りに水分を含んでいて5μmほどになっている。
この大きさになればサージカルマスクによって防ぐことが可能となる。
結核菌や麻疹ウイルスのような水分のない飛沫核(直径5μm以下)の場合にはもっと特別なマスク(0.3μm以上の微粒子を95%以上遮断し遮蔽率も高い)でないと感染予防できない。


●飛沫感染―水分を含んだ直径5μm以上の粒子
咳やくしゃみ、会話などによる感染。水分による重みがあるので落下しやすい。飛距離は短く半径1m以上離れていれば感染しない。落下した病原体、病原体の含まれた唾液や鼻水の付いた手などに触れれば接触感染することもある。インフルエンザ、風疹、おたふくかぜ、肺炎など。
これらも水分が無くなれば空気感染(飛沫核感染)するが、飛沫感染が主流。

●空気感染
・飛沫核感染―飛沫から水分が抜けた粒子。水分がないので飛沫よりも軽くなりふわふわと遠くまで飛んで行くことができる。浮遊時間も長い。部屋の中で咳をすれば部屋中が感染してしまうほどの感染力がある。非常に微小なため直接肺の奥まで届いてしまう。結核菌、麻疹ウイルス、水痘帯状疱疹ウイルスなど。
・粉塵感染―細菌やウイルスがちりやほこりに付着して感染するものである。レジオネラ菌など。

●接触感染―手指・食品・器具などを介して感染する。ノロウイルスなど。
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by yumimi61 | 2016-12-27 15:05


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