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エネルギー

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1: 2018/04/05(木) 12:01:32.70 ID:CAP_USER
インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)などの英国研究チームは、光が相互作用して物質化する「ブライト-ホイーラー過程」と呼ばれる現象を実証するための実験を開始すると発表した。

ブライト-ホイーラー過程は、1934年に物理学者グレゴリー・ブライトとジョン・ホイーラーによって予想された物理現象であり、2個の光子が高エネルギーで衝突することによって物質粒子である電子と陽電子が1個ずつ生成される。

光子の衝突エネルギーを極めて高くする必要があるために、これまでは、ブライト-ホイーラー過程を実験的に確かめることは不可能であると考えられてきた。
しかし、2014年になってから、核融合の研究で使われている高出力レーザーを利用することによって
既存の技術でも実験を実現できるというアイデアが提案された。
今回の研究は、このアイデアにもとづいて実際の実験装置を組み上げて、ブライト-ホイーラー過程の実証を目指して行われたもの。

2014年に提案された実験方法では、まず第1段階として、超高強度のレーザーを用いて、電子を光速近くまで加速する。
すると、この電子を金平板に衝突させることによって可視光の10億倍という高エネルギーの光子ビームを生成する。

第2段階では、金の微小空洞の内部表面に高エネルギーのレーザーを照射して、熱放射場を発生させる。
この熱放射場からは恒星が光を発するのと同じように光が放射される。

次に、第1段階の高エネルギー光子ビームを、第2段階の金空洞の中心部に向けて打ち込む。

続きはソースで

画像:ブライト-ホイーラー過程を検証するための実験装置。高エネルギーのレーザービーム2本を衝突させて光子から電子と陽電子を生成させる (出所:ICL)
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/images/001.jpg
画像:実験用チャンバの光学系 (出所:ICL)
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/images/002.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180402-610233/
ダウンロード


引用元: 【物理学】光を物質化する実験開始 - 「ブライト-ホイーラー過程」を実証へ[04/02]

光を物質化する実験開始 - 「ブライト-ホイーラー過程」を実証への続きを読む

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1: 2018/03/31(土) 09:32:59.11 ID:CAP_USER
スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)と環境エネルギー技術の研究開発企業GRT Groupは、ギ酸を利用した燃料電池の開発に成功したと発表した。燃料電池に使われる水素は貯蔵・輸送が技術的に難しくコストがかかるという問題があるが、水素のキャリアとしてギ酸を利用することでこの問題を解消できる可能性があるという。

水素燃料電池は二酸化炭素を発生させずに電気や熱を生成できるクリーンなエネルギー源である。しかし、水素の体積あたりのエネルギー容量が非常に低く、気体の状態で水素を貯蔵・輸送することが難しいという問題がある。

この問題の解決方法のひとつに、水素キャリアとしてギ酸を利用するというアイデアがある。ギ酸の化学式はCH2O2であり、水素(H2)と二酸化炭素(CO2)のもっとも単純な組み合わせで構成されている。また、ギ酸は通常の自然条件下で液体として存在するため、気体の状態で存在する水素と比べると、貯蔵・輸送などの扱いが容易であるという長所がある。このためギ酸は水素キャリアとして適した材料であるといえる。なお、1リットルのギ酸によって590リットルの水素を運搬することが可能であるという。

研究チームは今回、水素キャリアとしてギ酸を用いた燃料電池の開発に取り組んだ。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/images/001.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/images/002.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/
images


引用元: 【エネルギー】ギ酸系燃料電池の開発に成功 - スイス

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1: 2018/03/12(月) 11:42:50.86 ID:CAP_USER
人間の生活に必要なエネルギーは、2018年現在、主に火力発電と電子力発電によって生み出されていますが、新たな発電技術として核融合のエネルギーを利用する「核融合発電」が研究されています。
核融合発電について、アメリカのマサチューセッツ工科大学(MIT)が新たなフェーズに入ったことを発表しており、15年以内の実現を目指しているとのことです。

MIT and newly formed company launch novel approach to fusion power | MIT News
http://news.mit.edu/2018/mit-newly-formed-company-launch-novel-approach-fusion-power-0309
https://i.gzn.jp/img/2018/03/12/mit-fusion-power/00_m.jpg

核融合発電は、事実上無限のエネルギーを持つ「太陽」に着目し、太陽内部で起こる核融合反応の仕組みを発電に利用するもの。
「核」というと原子力発電を連想しますが、核融合発電は放射能問題も少なく、安全でクリーンなエネルギーになり得るとして注目されています。
MITは核融合発電の研究を続ける施設の1つでしたが、2016年に政府からの資金援助が打ち切られたことが報じられました。

核融合発電の詳しい仕組みは以下の記事から読むことができます。

しかし、新たな発表で、MITの研究者らはCommonwealth Fusion Systems(CFS)という民間企業と協力することを発表。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180312-mit-fusion-power/
ダウンロード (1)


引用元: 【エネルギー】核融合発電所を15年以内に実現することを目指すMITの新たな研究がスタート[03/12]

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1: 2018/03/24(土) 00:38:57.19 ID:CAP_USER
大阪大学核物理研究センターの嶋達志准教授らの研究グループは23日、九州大学、高エネルギー加速器研究機構、名古屋大学、インディアナ大学と共同で、原子の大きさ程度の距離に働く未知の力の探索を行なったと発表した。

 われわれが生活している空間は、縦・横・高さの3つの次元で構成されているが、一般相対性理論と量子力学の統合を可能にする理論として注目を集めている「超ひも理論」によれば、この世界は3次元ではなく10次元(時間も含めると11次元)で構成されていると考えることができる。
しかし、いままで4つめ以降の次元(余剰次元)はみつかっていない。
その理由は、余剰次元は極めて小さいサイズにコンパクト化されているため、発見が困難だからだとされている。

画像:希ガス標的を封入した容器に、図中左下からパルス中性子ビームを照射し、下流に設置した中性子検出器で中性子の散乱角度分布を精密に測定する。
もし余剰次元が存在すると、既知の力のみから予想される分布からズレが生じる
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/193/01_l.png

PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1113193.html
ダウンロード (1)


引用元: 【超ひも理論】阪大、4つめの次元の探索を開始[03/23]

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1: 2018/03/14(水) 12:38:56.41 ID:CAP_USER
従来の生産ベースの算定は不十分と専門家、IPCCの新報告書

世界の大都市の炭素排出量は、都市で消費する製品やサービスのすべてを算入すると、これまでの推計より60%も多くなることが最新の分析から明らかになった。

 これは、カナダのエドモントンで開催されたIPCC(気候変動に関する政府間パネル)の「都市と気候変動に関する科学会議」において、3月6日に発表されたものだ。
新たな報告書では、食品、衣類、電化製品、飛行機での旅行、建設業など、都市の外で生産され、都市の住民が消費するものに関する炭素排出量が推計されている。

 これまで、世界全体の二酸化炭素排出量の70%は都市からのものとされてきた。
だが、消費に関する排出量を算入すると、それ以上になるだろうと言うのは、この報告書の作成者で、気候変動対策に取り組む世界の都市ネットワーク「世界大都市気候先導グループ(C40)」のプログラム・ディレクター、マイケル・ダウスト氏だ。(参考記事:「全地球の二酸化炭素の流れを3D映像化、NASA」)

「食物やエネルギーなどの製品やサービスの生産に関する排出量しか算定していないのは、コインの片面しか見ていないのと同じです」とダウスト氏はエドモントンでのインタビューで答えた。
「消費に関する排出がどんなもので、どこで排出されるのかを知ることで、都市や住民は、炭素排出量を削減するより良い方法を決定できるようになります」

 ロンドン(英)、パリ(フランス)、ニューヨーク(米)、トロント(カナダ)、シドニー(オーストラリア)など、大規模な工業地区がなくなった裕福な「消費都市」では、地域の排出量が著しく減少した。
しかし、今回の報告によると、商品やサービスの消費に伴う排出量を算入すれば、こうした都市の排出量は一気に高くなり、1人当たりの排出量は世界最高の水準となる。
一方のインド、パキスタン、バングラデシュなどの「生産都市」では、ヨーロッパや北米で販売・消費される製品の製造過程で大量の炭素を排出し、公害が多発している。

 今回の報告書「C40加盟都市の消費に基づく温暖化ガス排出量」で調査したのは、C40に加盟する79都市の市民が消費する温暖化ガス排出量だ。
先に述べたように、食品や衣類、電子機器、飛行機での旅行、トラックでの配送、建設業といった商品およびサービスなどを含んでいる。

続きはソースで

関連ソース画像
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/031100160/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/031100160/
images


引用元: 【環境】大都市の温暖化ガス、実は60%増、消費ベースで[03/12]

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1: 2018/03/22(木) 16:12:37.89 ID:CAP_USER
ローレンス・リバモア国立研究所(LLNL)、ロスアラモス国立研究所(LANL)、アメリカ航空宇宙局(NASA)など米国の研究チームは、西暦2135年に地球衝突の恐れがあるとされる大型の小惑星ベンヌ(101955 Bennu)の軌道をそらすための「アステロイドディフレクター」に関する研究を進めている。衝突回避のシナリオは複数検討されているが、そのうちのひとつのシナリオに関する研究論文が宇宙分野の科学技術誌「Acta Astronautica」に発表された。

ベンヌは直径約500m、重さ約790億kgというサイズの小惑星であり、太陽を回る軌道を時速約10万kmのスピードで移動している。
地球には6年に一度接近するが、2135年9月25日の最接近時に地球に衝突する危険があるとされている。
いまのところ衝突の確率は1/2700と低いものだが、万一衝突した場合には1200メガトンのエネルギー(広島型原爆の8万倍)になると予想され、確率についても不確定であるため、小惑星の軌道をそらして衝突回避する技術についての研究が行われている。

研究チームが検討しているのは、HAMMER(Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response vehicle)と名づけられた長さ9m、重さ8.8トンの宇宙機を用いる方法である。HAMMERを物理的に小惑星にぶつけて小惑星の軌道を変える方法と、HAMMERに搭載した核爆弾を爆発させることによって軌道を変える方法が考えられており、今回発表された論文は前者の物理的衝突による軌道変更について評価したものである。

予想される地球衝突の日時に対して、HAMMERをぶつけるタイミングが早ければ早いほど、小さな力で軌道をわずかにずらすだけで地球衝突を回避することができる。
ベンヌ級の大きさの小惑星の場合、ミッションの実行決定から、宇宙機の建造、計画立案、小惑星に到達するまでの飛行時間など合わせると最低でも7.4年の時間が必要であると見積もられており、研究チームでは猶予時間が10年しか取れない場合、25年取れる場合などとシナリオを分けて検討している。

猶予時間10年のシナリオでは、使い捨てロケットのデルタIVヘビー34~53機が必要になる。
これらの使い捨てロケット1機がそれぞれHAMMER1機の打ち上げ・搬送に使用され、全体で数百トンの質量を小惑星にぶつけることになる。
一方、猶予時間25年のシナリオでは打ち上げ数を7~11機に減らせるという。
必要とされる正確な打ち上げ数は、地球からどれくらいの距離をとって小惑星を通過させるかということと、HAMMERと小惑星の衝突時の条件に依存して決まる。必要な打ち上げ数が多くなるほどミッションの成功率は下がる。

画像一覧
2135年に地球衝突の恐れがある小惑星ベンヌ、
衝突回避ミッションを担う宇宙機HAMMER、HAMMERの運搬に使われるデルタIVヘビーロケットとエンパイアステートビルのサイズ比較 (出所:LLNL)
https://news.mynavi.jp/article/20180322-604582/images/001.jpg

右がHAMMERの設計概念図、左はHAMMERの打ち上げ・搬送に使用されるデルタIVヘビー。
デルタIVヘビーはスペースX社のファルコンヘビーに次ぐ世界第2位の積載容量をもつ大型ロケット (出所:LLNL)
https://news.mynavi.jp/article/20180322-604582/images/002.jpg

地球の公転軌道から470万マイル(約760万km)の範囲にあり潜在的危険性のある直径140m以上の物体の軌道。
2013年にNASAジェット推進研究所(JPL)が作成 (出所:LLNL)
https://news.mynavi.jp/article/20180322-604582/images/003.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180322-604582/

続きはソースで
ダウンロード (3)


引用元: 【宇宙/危機管理】巨大小惑星の地球衝突を防止せよ-ロケットで軌道をそらす方法を検討 NASAなどの米国研究チーム[03/22]

巨大小惑星の地球衝突を防止せよ-ロケットで軌道をそらす方法を検討 NASAなどの米国研究チームの続きを読む
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