ニャオニャオ21世紀

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カーボンナノチューブを使った常温核融合?のアイデアを考えてみましたw 出来るんでしょうか?(*´ω`*)




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夢の発電方法の核融合。

今あるのは、原子力発電(核を分裂させるときにエネルギーがでる)ですが、

核融合は核をくっつけるときにエネルギーがでます。

 

原子は、

陽子と中性子がくっついた、核と、

その周りに電子がまわっている

という形をしているのはご存知だと思います。

 

その核はものすごく強烈な力でくっついています。

原子から電子を引き離すのとは訳が違います。

 

そんな強力な力でくっついている核を、

分裂させてやるとか、くっつけてやると、

ものすごく強いエネルギーを出します。

(熱?かな)

 

通常の原子力発電は、重い原子であるウラン、プルトニウムの核を

分裂させることでエネルギーを取り出します。

問題なのは、そのとき放射能を出すということです。

 

>核燃料に使われるウラン235などの物質は中性子を吸収することで核分裂反応を起こし、そ>の際に熱エネルギーと新たな複数の中性子を放出する。

>燃料物質の量が多く、そこを飛び交う中性子の数が多いほど核分裂反応の起こる確率は高く>なるため、一定量を超えると核分裂が複数の核分裂を引きおこし、指数的に核分裂が増えて>いく連鎖反応がおこる。

>そこで、中性子を吸収する制御棒を使い、中性子を減らして核分裂の増加を制御すること

>で、一定量の核分裂を継続的に行うことが可能になる。

>この継続的な核分裂によって生まれた熱エネルギーを、水を気化させてタービンを回すなど>の方法で利用する。

引用:wikiペディアより

 

まぁ、取り扱いが難しいのでしょうね〜。

私は全くの素人なのでよく知りませんけど...

 

 

核融合炉は、

軽い元素の水素、ヘリウムの核融合反応を利用してエネルギーを

取り出します。

利点として、

・二酸化炭素がでない(原発と同じ)

・連鎖反応が起きないので暴走しない

・水素はそこらじゅうにある(海水から取り出す技術があるそうで)

・放射性廃棄物の問題が少ない

というのがあるらしいです。

 

僕なんかが思うのは、海水から水素を取り出したら

無限大にエネルギーが取り出せるのではないか!ということですねぇ^^

 

まさに夢のエネルギー!

 

でも未だに核融合炉による発電所は実現できていません。

たまにアメリカの高校生が核融合炉を作ったと

話題になる程度ですねぇ〜(^_^;)

 

なぜ実現できないのか?

 

核融合を起こすのに、原子核を1000km/sでぶつける必要があります。

1秒で1000km!

すごい速度!

 

ここで出てくるのが温度の意味。

温度が高いというのは、原子がどのくらい高速で飛び回っているか

ということ。

(熱って原子の運動量なんです^^)

つまり、高温にしてやればやるほど、高速で原子が飛び回ります。

 

1000km/sで飛び回るというのは、プラズマ温度1億℃以上とかに

なるようです。

その高温プラズマ状態にするのにエネルギーが大量に必要です。

高温にするエネルギーが、

核融合によって取り出されるエネルギーより

少なくないと意味がないですよね〜。

 

核融合炉で取り出されるエネルギー > 核融合を引き起こす温度(1億℃以上)

 

これが難しいそうです。

採算が合わないのはこのせいらしいのです。

うーん。

 

だから常温で核融合が起こせれば、投資するエネルギーが少なくて

発電に使えるというわけです。

でも核を融合させるには、高速で原子をぶつける必要があります。

ということは高温になるということ。

(原子の運動量が温度なので。高速に原子が動くということは高温ということ)

 

常温で核が融合するって無理ですよねぇ。

加速器でぶつけて核融合を起こすということはできるのかな?

 

なんにしても投入するエネルギーが多すぎるようです(^_^;)

 

核融合について:文部科学省

(こちらのリンク先が詳しいです)

 

 

そこで考えました、常温核融合の方法を!

私は全くの素人なので、まぁ漫画や映画に出てきそうな

アイデアだと思ってください^^

 

核融合するためには、陽子を核にくっつけるということ。

速いスピードでぶつけるとくっつくということなら、

強い力で押し付けてもくっつくのでは?と考えました。

 

 

f:id:nyaonyaokun:20190831114751p:plain

重水素と三重水素を一つに混ぜ合わせ、

その周りに、電子か陽イオンをクルクル回せばどうなるんでしょうか?

 

もちろん原子レベルの近距離に大量の電子または陽イオンを回します。

電流は進行方向に向かって右回りの力が働くので、

ということは、

重水素、三重水素の混合物の周りに電子・陽イオンを回してやると、

中心に向かって力を送り込むことができると思います。

(混合物はマイナスかプラスに帯電していないといけないかも。

マイナス同士のものを強引に一箇所に閉じ込める、と^^)

 

 

では、電子、陽イオンをどうやって、

重水素、三重水素の周りを回すか?

 

そこでカーボンナノチューブが出てきます。

カーボンナノチューブとは、中が空洞になった炭素の管?かな。

確か、電気が流せたはず。

この辺りはよく知らないのですが...

 

もっと簡単に言うと、

脳のニューロンを思い出してください。

ニューロンの中を電気が流れます。(イオンだったかもしれないですが)

あれが規則正しく同一方向に電流が流れていたら?

しかも毛玉状の形で...

 

そんな感じで、ナノサイズの線(電線?)に電子を流します。

そのナノ電線を毛玉のように丸めて、電子を回します。

とても至近距離を回すので、中心に向けてかなりの力が働くと思います。

 パチンコ玉くらいの大きさに、アドバルーンくらいの大きさまで

カーボンナノチューブを巻くとか^^

そんなイメージ。

もっと全体的に極小かもしれませんが。

 

または、

混合物の周り(ナノサイズまで近距離)の物質に電子を帯電させて、

外から磁力を与えてやり、電子を回すことができれば!

 

 

混合物との距離が近ければ、エネルギーも少なくて済むと思います。

その点で、投入エネルギーが小さくできると思うのです。

 

量子のトンネル効果で、普通に近づけるよりも少なめのエネルギーで

くっつくことも考えると出来そうですが...

(これは核融合の基本みたいですが) 

 

ナノレベルでなくてもいけるかもしれませんが、

できるだけ近距離というのが味噌です。

 

混合物は石炭みたいな形をしているのかもしれません。

でも中心に重水素と三重水素が詰まっています。

周りはカーボンナノチューブに電子が帯電しているもの。

(カーボンは炭素なので、石炭みたいになるかなぁと^^)

その石炭みたいなものに磁力をクルクル回してかけてやる感じでしょうか。

 (通常では加熱しても爆発しないけど、磁界をぐるぐるとかけると

大爆発する新固形燃料(ΦωΦ))

 

できたらいいなぁ〜(*´ェ`*)

暇つぶしはここまでにします。では〜。

 

追伸:この方法が可能なら、あらゆる元素を合成できるのかもしれませんね。

しかも低エネルギーで。(安価に)

今でも、高温状態にする方法?または加速器?で、新元素が合成されているので...

(ほとんど知らないので間違っていたらごめんなさい。

でも人の手で、新元素が作られているのは間違いないです。

ただ不安定なので、短い時間しか存在できないみたいですが)

 

レアメタルとか合成できるといいのかもしれないですね〜。

そんな簡単じゃないか(*´ェ`*)

 

さらに追伸:核反応は鉄に収束するそうです。鉄が安定だそうで...

核融合は鉄より小さい原子番号の元素で、核分裂は鉄より大きい原子番号の元素で。

最後は鉄に!

これはあれかな?核融合は原子番号が鉄までは、

核が融合する時にエネルギーを出すけど、

鉄の原子番号以降は、核を融合するのにエネルギーが必要ってこと?

とすると、ものすごいエネルギーが要りますね(・∀・)

 

(鉄より大きい原子番号の元素は、超新星爆発で出来たそうで。

大きなエネルギーがないとくっつかないのかな?^^)


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