CROSSROADS×Nagasaki  -クロスロード×長崎-

異国文化が交差した長崎を科学と情熱で探究

原子爆弾を軽~く科学する 3 最終回

今回は、まず水爆と原爆の違いです。
太陽の話から始めましょう。

太陽内部は核融合反応によって80億年も燃え続ける.というすさまじいエネルギーを保有しています。1億5000万km離れた地球がこんなに温まるのも納得です。限りなく絶対零度に近い-270℃という宇宙空間を進んでくるにもかかわらず、です。

太陽の仕組み

水素爆弾というのは、原料として重水素・リチウムなどの軽い元素を使いますが、これを猛烈な力で水素を強引に近づけると、そのいくつかがうっかり一緒になってしまう。普通は原子核の周りに電子がまわっていて、水素がヘリウムになることはないので、「うっかり」くっつくためには相当な力が必要となります。

number of nucleons1

この図で左にある「H2」が重水素ですが、これを上部の「He」ヘリウムまでガッツリくっつけてしまうのが核融合です。Y軸を見ると、核分裂のエネルギーよりはるかに大きいことが図でわかります。

くっつきにくい重水素を強引にヘリウムにするためには、その周りに原爆を置き、爆発のエネルギーによって強引に「うっかり」くっつけてしまうんです。そうすると、例の質量欠損が起こってすさまじい熱が発生してしまいます。すなわち、原爆によって圧縮された重水素のうちいくつかがくっついて、ドッカーンと更に巨大な爆破を起こす、これが水爆の仕組みです。広島に落ちたウラニウム型原爆リトルボーイが15キロトン。ビキニ環礁での水爆実験の威力が15メガトン。すなわち水爆の方が1000倍となります。

以下にいろいろ比較して見ましょう

●広島型原爆「リトルボーイ」 TNT 15,000トン=15Kt
●長崎型原爆「ファットマン」 TNT 22,000 トン
●北朝鮮原爆         TNT 30,000 トン=リトルボーイの2倍
●通常原爆          TNT 100,000 トン
●水爆(アメリカ ビキニ環礁)TNT 15,000,000 トン=15Mtリトルボーイの1000倍
●最大水爆(ロシア)     TNT 50,000,000 トン


ベイカー実験
<ベイカー実験(1946年7月25日)>
実験で使用された 戦艦アーカンソーが水柱に持ち上げられている様子が見え、手前の海岸線には民家も見て取れます。

ブラボー実験
<水爆:ブラボー実験(1954年3月1日)>
この実験で「第五福竜丸」が被ばく。


ちなみに、なぜ長崎は「ファットマン(デブ男)」というデブ爆弾なのかを考えたことありますか?広島の「リトルボーイ」があんなに細い爆弾なのにと。

原子爆弾を軽~く科学する 1)に書きましたが、広島の「リトルボーイ」は失敗作で、全てのウランが反応しませんでした。そこで、ごく簡単に言えば、「ファットマン」は原料であるプルトニウムをより多く反応させるために、中心に置いたプルトニウムの周りに爆薬を仕掛けて、爆発によって内側に力をかけ、反応を促進させるために周りの爆薬分でデブってしまい、あのような形になっているんです。

Fat_man.jpg
<ファットマン>


ところで、もし北朝鮮の原爆が落とされると、爆心地から2kmが完全に破壊され、爆風は4kmに達します。2km範囲の人間はまず助かりません。4km地点では現代のコンクリート建築だと窓の傍にいない限り、地下でなくとも爆風はある程度防げることになります。
しかし、ロシアの持つ最大水爆が東京23区に落とされると、23区全域が約1,000℃になる。逃げるどうこうの問題でなく、人間は一瞬で蒸発してしまうことになります。

ただし、水素の核融合がごく少ない質量でも莫大過ぎるエネルギーを生むために、未来においては人類が制御できるなら最も理想的なエネルギーであることは間違いないでしょう。

また、原爆で懸念される放射線量(放射性物質量)はどの程度か。

●広島型原爆:約0.5京ベクレル (※「京(けい)」は「兆」の10,000倍)
●福島原発事故:約100京ベクレル


この放射線が人体に及ぼすのはDNAの切断です。これによって、細胞の突然変異や染色体異常、細胞死が起こります。だから、子供が被ばくするとDNAが切断されてしまうために、成長段階において正常な発達が出来ないことになってしまうのです。福島原発事故の際、子供への影響が特に心配されていたのはこの事実があるからです。


核融合のエネルギー利用に関して、岐阜県の土岐市で2017年3月7日に核融合施設の発電実験が開始しました。

土岐市核融合施設

核融合によって地上で100,000,000℃(1億℃)の熱が生み出されます。これには大変多くの見解が科学者から寄せられており、猛毒であるトリチウムの放出や、防護壁の強度問題などが指摘されています。鉄でさえ1,538℃で融点を迎えるのに、1億℃。果たして今の人類に制御できる技術なのかどうか…。

技術の進歩と制御、道徳観は相関するのでしょうか?


<大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 核融合科学研究所 >


■原子爆弾を軽~く科学する 1
■原子爆弾を軽~く科学する 2


テーマ:歴史大好き! - ジャンル:学問・文化・芸術

核爆弾 | コメント:0 |
<<シュガーロード × オススメ和菓子♪ | ホーム | 原子爆弾を軽~く科学する 2>>

コメント

コメントの投稿















管理者にだけ表示を許可する

| ホーム |