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2011年05月15日

セクシーな原子力発電、キュートな太陽光発電

皆さん、おはようございます。

FUKUSHIMAが起こって以来、日本のエネルギーをどうするかについての話題が最近最もホットなので、ほんのちょっぴりだけ、その辺の分野について情報が入って賢くなってきたので、これを定着させるためにも備忘録として、このブログにアウトプットしたいと思います。


まずは、原子力が如何にセクシーかについてまとめようと思います。

原子はプラスの電荷を持つ原子核の周りをマイナスの電荷を持つ電子がぐるぐる回っていて、原子全体としては電荷は中立です。
しかし、ここで一つ疑問なのが、原子核を構成する陽子はプラスの電荷を持っているのですが、プラスの電荷を持つ陽子同士はクーロン斥力によって反発するはずです。
なのに、どうしてプラスの電荷を持っている陽子が何個も固まっていられるのでしょうか?

この謎を解明して、日本人で初めてノーベル物理学賞を受賞したのが湯川秀樹先生です。
湯川先生は原子核にクーロン斥力以上のとても大きな力で陽子を繋げる中間子の存在を理論的に予言しました。
この強い力が原子力の正体、核力です。

ウランに中性子を当てると、核分裂を起こして核力が解放されるんだけど、このとき分裂前と分裂後の質量を比べると分裂後にほんのちょっとだけ質量が減っている(質量欠損)んだ。
この減った分の質量がエネルギーに変換されるんだけど、このときに生み出されたエネルギーを計算するのが、アインシュタインの一番有名な式E=mc^2だ。
Eはエネルギーのことで、mは質量のこと。
cは光の速さのことで、とても大きな数値なうえに、しかもそれを二乗するので、質量mがごく僅かでもとんでもなく大きなエネルギーを放出するんだ。

ちなみに1gのウラン全部が核分裂したとすると、石炭3000トン分を燃やしたのと同じくらいのエネルギーを出すらしい。


次に太陽光発電を見てみよう。

最近、よくLEDっていうのを耳にするけど、これはLight Emitting Diodeの略で、発光ダイオードのことだ。
これは要するに、半導体に電流を流して、電気を直接光に変えているんだ。

これまでの電球は、フィラメントに電流を流してフィラメントを燃やして光を出してる。
だから触ると分かるけど、電球はとても熱くなる。
一方LEDは触っても全然熱くない。
これまでの電球は光を出すために余分な熱を出してるけど、電気を直接光に変えるLEDはとっても省エネなんだ。

で、太陽電池なんだけど、 これも要は半導体。
LEDは電気を流すと光が出るけど、光を当てると電気が流れるのが太陽電池。
LEDと逆を行うのが太陽光発電。

ポテンシャルから考えて、太陽光発電はこれ以上は大して発電効率は上がらないみたいなので、チマチマ作った電気をいかに蓄えるかが重要で、蓄電池の性能を如何に上げられるかが鍵を握る。
一方、原子力はポテンシャルを考えると、まだまだ イノベーションが起こる余地があって、発電効率を上げられる。
ビル・ゲイツによると、原子力発電は大したイノベーションが起こっていないのが魅力だそうだ。

太陽光発電はオシャレでキュートだけど、光を当てて、チマチマ電気を作る太陽光発電と、相対論のE=mc^2の式で一気に大量の電力を安定供給出来る原子力発電と比べると、如何に原子力発電がセクシーかが分かるよね?笑



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investor46 at 08:57科学日記 
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