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9月のまとめ(14年)


 どうもこんばんはライネです。
 今月は電気の話が続きました。

 ものすごく身近な存在だけれども、当たり前すぎて疑問を抱かない電気。
 電気の理解と応用、発電方法を中心に説明してきたので、
 まとめをご覧ください。

 電気とはなんなのか?
  ・電気について
    マンガ「テルマエロマエ」で、現代で生活するようになったルシウスが、
    当たり前のように電気をつかっていることを知って衝撃を受けます。

    あのマンガは衝撃のシーンが面白いのですが、
    実はこの衝撃の受け方は、かなり的確なものだったということが解りました。
    つまり、古代の人にとって電気とは、人が制御するなんて夢にも思わない
    自然現象だったということです。
  
 
  ・電気の理解と発明品  
    自然現象にすぎなかった電気を、人が扱えるようになった過程は、
    ざっくり言えば実験の積み重ねです。

    おもちゃを色々といじった末、何故動くのか理解するような感じで、
    時間をかけて人が扱えるようになっていきました。
    その際、電気を生み出す道具や溜めこむ道具も作られたのですが、
    あくまでもおもちゃの領域を出ないものだったようで、
    現在のように「電気で動く」発明品が登場するのは、
    この100年程度の話の様です。


  ・トーマス・エジソンの発明
    今から100年ほど前に、電気の正体がやっと判明したのですが、
    電気で動く発明品が登場するためには、
    電気がどこでも簡単に手に入る世の中にならないと意味がありません。
    そういう理由では世界初の電気販売会社を立ち上げたエジソンさんは、
    ものすごく重要な人物だと思います。
    
    
  ・直流と交流
    エジソンさんは発明家ですが、直感型というか試行錯誤型の人だったようです。
    なので「直流」の電気を売ることを曲げなかったようです。

    一方で教養のある、ニコラ・テスラと言う人は「交流」の方が便利と主張し、
    両者の間で対立があったようです。
    簡単に言えば、直流は変化の効かない直球ストレートです。
    それに対して交流は、自由に変化する魔球のようなものです。

    いろいろと変化した方が様々な電気が取りだせて便利だったわけで、
    現在ではほとんどの電気が交流で販売されています。    


  ・直流と交流・ACアダプターと送電
    交流で販売されていても、電気で動く機械そのものは直流で動きます。
    たしかに、電気が強くなったり弱くなったりしていては使えないですよね。
    交流の便利なところは変化させやすいため、
    その機械が動くちょうどいい電力の直流に変えることができると言う所です。

    わざわざ電気の大きさを変えるのが面倒だというエジソンさんの意見も、
    なんとなくわかる気がしますが、交流の方がこういうところで便利なわけです。
    

  ・電気が便利な理由について  
    電気の便利な理由、それはほぼ全てのエネルギーを電気に変えられて、
    ほぼ全てのエネルギーが必要とする機械を動かせるというところにあります。

    例えば、火力でも原子力でも水力でも太陽光でも風力でも電気は作れます。
    そして、電気からは動力も熱も作りだせると言うのが便利な所なわけです。

    石油は燃やす以外に利用方法がありません。
    なので、ストーブには使えるのですが、PCは動かせません。
    ところが石油から電気を作れば、ストーブもPCも動かせるというのが、
    便利なところなわけです。


  ・電気はどこからやってくるのか
    電気の正体について調べようと思っているのですが、
    物理学の深い領域になってしまうため、私自身まだ良くわかっていません。
    とりあえず、「電荷」と呼ばれる物質の持つ性質がポイントの様ですが、
    こちらについて詳しい話は、また追ってしたいと思います。


 電気の作り方 
  ・電気の作り方
    電気の正体も解らないまま、作り方の説明をするのもどうかと思いますが、
    結果的に、ぐるぐる巻きの電線に磁石を動かすだけで電気は発生するそうです。

    磁石を何かに取りつければ一緒に動くわけですから、言い換えれば、
    「動くもの」からなら何でも電気を作れるということになります。
    動くものということは、何らかのエネルギーを持っているわけなので、
    全てのエネルギーから電気が作れるというのはこういう理由です。


  ・火力発電と原子力発電はほとんど同じ
    火力発電と原子力発電は、熱をどこから手に入れるかという違いがあるだけで、
    中身そのものに大きな違いはありません。

    しかもその中身にしても、蒸気機関とほとんど一緒で、
    熱で水を温めて、タービンという風車だか水車だかを回せばいいだけですので、
    理屈を知っていればそれほど複雑なものではないわけです。

    問題はむしろ火力や原子力をいかにコントロールするかということと、
    原子力については人体にも影響を与えるような強力なエネルギーが出てしまうので、
    こちらに対する正しい理解と設備の方が複雑になってきます。


  ・水力発電という名の重力発電  
    動くものなら何でも電気が作れるというわけですが、
    動くものが「動く理由」が重要になってきます。

    水力発電では水が「動くもの」ですが、水が動く理由は「重力」です。
    なので、重力発電と言った方がより正しいわけですが、
    水を使うのには大きな理由があるわけです。

    簡単に言えば、重力から大きなエネルギーを得るために、
    物を「高い所に移動させるエネルギー」が自然由来で済むというところでしょうか。
    これが水ではなくて、例えば車だったら、ガソリンを使って山の上まで昇らせて、
    それを落して発電することになるので、昇り用のガソリンが損ですよね。


  ・火力・水力・原子力のバランス
    世界的には、火力7割、水力1.5割、原子力1.5割というのが基本の様です。
    火力がこれより多い国と言うのは非常に多く、
    そう言った国は、水が少ない、原子力研究ができる程経済力・技術力が無い、
    格安で石炭・石油が手に入るなどなど理由はたくさんあります。
    反対に水力が多い国、原子力が多い国と言うのは特徴的ですね。


  ・新しい発電方法を考えてみる
    動くものなら何でも発電につかえるというわけで、
    いくつか、変なものを考えてみました。
    お時間のある方はやってみてはいかがでしょうか?

    ちなみに、使えるなというものは、
    ほぼ永久に使えること、地球環境に悪影響が出ないことという条件を
    満たす必要があります。


  ・火力・水力・原子力発電のメリットデメリット
   太陽光発電のデメリット? 
   風力発電のメリット・デメリット
   石油・石炭を使う本当の理由

    様々な発電方法にはそれぞれ良いところと悪いところがあるので、
    このあたりをまとめてみました。

    最後の話でもしてありますが、
    正直なところ、お金の問題が一番大きいようです。


  ・宇宙太陽光発電!
    お金のことを考えない場合、かなり現実に近いところまで来ているのが、
    この宇宙太陽光発電です。

    以前説明した宇宙エレベーターにしてもこれにしても、
    ロマンがありますね。  



 そして、原子力について、この不思議なエネルギーは何なのか。
 何故恐れられているのかなども調べてみました。

 原子力とは?
  ・原子力発電で使われる原子力とは
    そもそも、原子力とは実際は物凄く小さい世界で起こっているので、
    現実世界の大きさで考えることに無理があります。

    あえてサイズを大きく考えてみると、ピタゴラ装置の様な感じになります。
    ガラスがいっぱい並んでいる場所で、ビー玉を思いっきり投げてガラスを割ると、
    そのガラスの破片で次のガラスが割れて、というのを繰り返すわけです。

    ただ、割れたガラスを全部集めてみると、少しだけ元のガラスより小さくなっています。
    これはガラスの一部がエネルギーとして消えてしまったからなのだそうです。
    この消えた分のエネルギーによって水が温められて、発電されているようです。

    この辺についても、電気と同様に後で詳しく見て行きたいところですね。


  ・エックス線の発見
    原子力は最初から使えるものとして存在していたわけではなく、
    最初の発見はX線という不思議な光?の発見だったようです。

    本文中でも言っていますが、
    X線が発見されてから、まだ100年ちょっとしか経過していないので、
    今後はより安全で効率の良い原子力というのも扱えるようになるとは思います。
    ただ、後述のように原子力に対して悪いイメージが先行しているので、
    問題はむしろそっちにある気がします。
 
 
  ・放射線の怖さとは何か?
    原子力に対する悪いイメージは、強力すぎて人体に悪影響があるということです。
    先ほどのビー玉で言えば、当たると死んでしまうこともあるような威力で飛んでいて、
    しかも壁をすり抜けるくらい小さくて目に見えないのが怖いのだと思います。

    実際は一発当たったくらいでは死なないのですが、
    ものすごく小さいため、一度に大量のビー玉がぶつかる可能性があるというわけです。
    しかもビー玉の発射元も実際には小さく、体の中に入ってしまうと、
    身体の中から大量のビー玉が発射されるわけで、確かに怖いですね。


  ・原子力とは何か  
    原子力とは「重さ」(質量)のエネルギーなのだそうです。
    質量のエネルギーは光の速さの2乗に相当するというと良くわからないのですが、
    1gの質量があれば大都市ひとつを吹き飛ばせるくらいのエネルギーになるというと、
    その大きさが分かります。

    ゆえに、エネルギーとしてよりも、武器として利用するため研究が行われてきたというのも、
    原子力に対する悪いイメージのひとつだと思います。
    真面目に、原子力を使って発電しようと研究していて、
    「それ武器作るためにやってるんじゃないの?」と言われたら、良い気はしませんよね。
   

  ・フランスは何故、原子力発電が多いのか?
    フランスは世界一の原子力大国です。
    その理由は、昔から原子力研究が盛んであったこと、
    そして従来の資源、つまり石油や石炭が少ないことがあげられます。

    実際、日本もこれに近い状況なのですが、
    日本の場合は原子力に対する悪いイメージが強いため、
    以前の事故もあり、現在は全く行われていないわけです。


  ・日本の原子力発電所の現在
    日本の原子力発電所一覧を作ってみました。
    そして全ての原子力発電所のサイトをめぐって、
    この日における発電量をチェックしてみましたが、
    全ての発電所が点検中のまま止まっていました。

    
  ・福島第一原子力発電所の事故について  
    なぜ、日本の全ての原子力発電所が止まっているのか。
    その一番大きな原因がこれです。
    きっかけは地震だったとはいえ、地震の多い国ですので、
    他の原子力発電所も同様の事故を起こしてしまった場合、
    立ち入りできなくなる範囲がどんどん増えてしまいます。

    そういった事故が起こらないように現在チェック中なわけですが、
    どれだけチェックしても、地震に対して完璧に対応するのは難しいでしょうね。


  ・原子力発電をしなくなるということ
    原子力発電をしなくなって困ることは大きく分ければ2つ。
    ひとつは、原子力の代わりに火力を使うので、石油を買うお金がかかると言うこと。
    そしてもうひとつが、今までだったらリサイクルして最後の搾りかすになるまで
    使っていた原子力の燃料をそのまま捨てなくてはいけないということです。

    原子力燃料の処分は穴を掘って埋めるしかないので、
    搾りかすまで使えば危険度は増す物の、量は少なくなるのですが、
    大量のごみを埋める場所はどこかという問題が大きいわけです。



 それではまた来月もよろしくお願いいたします。
 
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ライネと申します。
先生の家に居候するラザフォード人です。
現在この世界のことを勉強中。
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記事の真偽は自己責任でお願いします。

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