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プラズマ

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1: 2019/06/14(金) 02:41:23.47 ID:CAP_USER
核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO46032540T10C19A6000000/
2019/6/13 10:50
日経クロステック,日経XTECH,日本経済新聞 電子版

画像:核融合科学研究所の実験装置、大型ヘリカル装置(LHD)の実験室内部。中心の丸い部分がLHD本体(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603286013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=9072f1b12e582811f9a4b0ff8bc15aaa
画像:LHDで生成されたプラズマのイオン温度と電子温度の領域(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603287013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=d8dc3d4ce9255e838315e2c1cd73f96b
画像:LHDのプラズマ真空容器内部(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603288013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=7c55ff530b9ae2e4efaf86ed62ebe8f4

 自然科学研究機構核融合科学研究所は核融合条件の1つであるイオン温度で1億2000万度を維持したまま、電子温度を従来の1.5倍となる6400万度に上昇させたプラズマの生成に成功したと、2019年6月10日に発表した。
 将来の核融合炉の実現に「大きく前進した」(同研究所)という。

 核融合発電は、現行の原子力発電に比べて安全で、燃料が無尽蔵に近い。実用化すれば原子力発電を置き換え、化石燃料がいらなくなるとの期待がある「夢のエネルギー」だ。

 核融合発電を実現するには、1億度以上に達する超高温のプラズマを強力な磁場で閉じ込めて維持する必要がある。プラズマは、分子が電離してイオンと電子に分かれて運動している状態。
 核融合科学研究所はかねて、イオン温度は1億度超を達成していたものの、電子温度は4200万度と低い値にとどまっていた。

続きはソースで

(日経 xTECH 清水直茂)
[日経 xTECH 2019年6月12日掲載]
ダウンロード (1)


引用元: 【核融合】核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度[06/13]

核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度の続きを読む

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1: 2019/05/01(水) 10:10:20.42 ID:CAP_USER
こちらの画像は、はくちょう座の方向およそ8,000光年先で「V404 Cygni」という連星を構成するブラックホールの想像図です。連星を成すもう一方の恒星(伴星)から流れ込んだ物質が、ブラックホールの周囲に降着円盤を形作っています。その中心付近からは、時折弾丸のようなプラズマのジェットも噴出しています。
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/04/A_spitting_black_hole-1024x576.jpg

1989年に初めて存在が確認されたV404 Cygniは、2015年にアウトバースト(天体が急激に明るくなる現象)を起こし、一時は観測できる高エネルギーのX線源としては全天で一番明るくなったほどでした。

今回、欧州宇宙機関(ESA)のガンマ線観測衛星「インテグラル」によって2015年のアウトバースト時に観測されたデータを解析したところ、降着円盤の最も内側の部分が、外側に対して傾いていることが判明しました。

さきほどの想像図で説明すると、傾いていることがわかった降着円盤の内側の部分というのは、画像中央付近の水色の部分に相当します。その外側の紫色やオレンジ色の部分と比較すると、画像では左に傾いて描かれていますね。降着円盤の内側が傾いているのは、連星系の公転軌道に対して、ブラックホールの自転軸が傾いているからだと考えられています。

続きはソースで

https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/04/Black_hole_accreting_material_from_its_companion_star-1024x576.jpg

https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Scientists_get_to_the_bottom_of_a_spitting_black_hole

https://sorae.info/030201/2019_4_30_cygni.html
ダウンロード


引用元: 【天文学】ブラックホールが放つ弾丸のようなプラズマから歳差運動の周期を解析[04/30]

ブラックホールが放つ弾丸のようなプラズマから歳差運動の周期を解析の続きを読む

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1: 2019/04/20(土) 20:48:57.32 ID:CAP_USER
テッポウエビは想像を絶する生きものだ。体長わずか数センチメートル。片方のハサミは分相応の大きさだが、もう片方のハサミは巨大で、それをすさまじい力で閉じることによって衝撃波を発生させ、獲物を気絶させる。

ハサミの2つの刃が噛み合う瞬間に気泡が発生し、すぐさま破裂する。これによってプラズマの閃光と、4,400℃もの高温が生じる。信じられない話だが、手のひらに乗るくらい小さな水生生物が、はさみをパチンと鳴らすことで、超高温の気泡を兵器に変えるのだ。

研究者たちがいま、この恐るべき力の応用方法を模索している。学術誌『Science Advances』に3月15日付で掲載された論文で、ある研究チームがテッポウエビのプラズマ銃を真似たロボットハサミを製作し、プラズマを発生させることに成功したと報告した。生物進化が産んだこの奇抜な能力をうまく改良できれば、さまざまな水中での用途が考えられる。

テッポウエビは、プラズマの衝撃を生み出す武器をさまざまな用途に使っている。狩りに使うのはもちろんのこと、スナップ音でコミュニケーションもとっていて、その音量は210デシベルにも達する(本物のピストルは150デシベル程度だ)。プラズマ衝撃波を使ってサンゴ礁に巣穴を掘る種もいる。おかげで海底は実に騒々しく、ソナーに干渉を起こすほどだ。
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/05/GettyImages-964903474.jpg

■脱皮後の殻を使ってハサミを3Dプリント

テキサスA&M大学の機械工学者デイヴィッド・スタークは、テッポウエビの多機能ハサミは人間にも役立つのではないかと考えた。彼のチームは、まずは何匹かの生きたテッポウエビを入手した。

ほかの節足動物と同じく、テッポウエビも定期的に脱皮する。成長するにつれて小さくなった外骨格を脱ぎ捨てるのだ。

この脱皮後の殻を使ってスタークはハサミの型をとり、それをさらにスキャンして詳細な3Dモデルをつくった。その後、彼はモデルデータを3DプリントサーヴィスのShapewaysに送り、テッポウエビのプラズマ銃のプラスティック版が完成した。

■ネズミ捕りの仕組みを応用した実験

スタークは、この独特の構造の付属肢を使って実験を行なった。ハサミの上半分は、普段は引き金を引いた状態でロックされている。その一部(プランジャー)を下半分の受け口(ソケット)に叩きつける構造になっている。

これによって水が急速に押し出され、気泡ができる。この原理はキャヴィテーション(液体の流れで圧力差によって短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象)と呼ばれている。

「バネを使うネズミ捕りのようだと思いました」と、スタークは言う。「そこで、実際にネズミ捕りをいくつか水に沈めてみて、トリガーを外したときにアームがどのくらい速く回転するか試しました。そしてネズミ捕りのアイデアを、ハサミを閉じる仕掛けとして応用したのです」

スタークがつくったハサミは、バネ仕掛けの軸を中心に上半分のパーツが高速で回転して力を生み出し、プランジャーをソケットに叩きつける。この動作でできた高速の水流が、キャヴィテーション気泡を生む。気泡は最初は低圧で比較的大きいが、すぐに破裂に向かう。

「周囲の水に押され続けることで、圧力と温度が極めて高くなるのです」と、彼は言う。気泡はとてつもない高温になり、プラズマ発光が生じるほどだ。
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/04/01-xtang1.2019-03-14-15_41_04.gif

■既存の方法よりも10倍以上も効率的

これと同じ現象は、テッポウエビがハサミを閉じたときにも観察される。「水が外側に押し出されることで衝撃波が出現します」。野生のテッポウエビは、こうして獲物をノックアウトしているのだ。

研究チームはラボでハイスピードカメラを使用し、ハサミの隙間から排出されるジェット水流を観察した。また、その後に生じる衝撃波についても、プラズマ発生時の閃光というかたちで撮影することに成功した。

水中でプラズマを生み出すのは、テッポウエビの専売特許ではない。水中での溶接作業では、プラズマを利用したプラズマアーク溶接という方法が用いられ、こちらも超高熱を生み出す。また、レーザーを使って水中でプラズマをつくりだす方法も確立されている。

続きはソースで

https://wired.jp/2019/04/18/shrimp-plasma/
ダウンロード


引用元: テッポウエビが発する「プラズマ衝撃波」を再現するロボットハサミ、米研究者らが開発[04/18]

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1: 2019/05/03(金) 01:26:12.17 ID:CAP_USER
(CNN) 地球からおよそ8000光年の距離にあるブラックホールが、プラズマの雲を宇宙空間へ絶え間なく噴出し続けている現象が観測されたと、国際研究チームが4月29日の科学誌ネイチャーに発表した。

「V404シグニ」と呼ばれるこのブラックホールは他のブラックホールと異なり、数分間隔であらゆる方向に向けてプラズマの雲を噴出させていると見られる。

オーストラリア・カーティン大学のジェームズ・ミラージョーンズ准教授は「私が遭遇した中でも極めて特異なブラックホール」と位置付ける。

同氏によると、V404シグニは通常のブラックホールと同様に、周辺の天体をのみこんでガスを吸収しながら物質の渦を形成し、この渦はブラックホールを取り巻いてらせんを描きながら重力に引き寄せられている。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2019/05/01/0d860b26ceeaa2287163ddeac3c40ed3/blackhole-wonders-of-the-universe-0430-super-169.jpg
https://www.cnn.co.jp/fringe/35136479.html
ダウンロード (6)


引用元: 【天文学】「極めて特異なブラックホール」、8千光年の彼方で観測[05/01]

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1: 2019/02/20(水) 02:19:52.92 ID:CAP_USER
少し皮をつなげた状態で半分にカットしたブドウを電子レンジでチンすると、プラズマ発光が起こります。この現象は観察されていたものの、これまでその原因が解明されてこなかったとして、研究者が12台の電子レンジを破壊しながら調査を行いました。

Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers
https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1818350116

The wrath of grapes: A tale of 12 dead microwaves and plasma-spewing grapes | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/02/these-scientists-broke-12-microwaves-to-learn-how-grapes-create-plasmas/
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/00_m.jpg

ブドウを電子レンジにかけた時にプラズマが発生する様子は以下のムービーから確認可能です。1分40秒あたりからプラズマが発生する様子を見ることができます。

Grape + Microwave = Plasma - YouTube
https://youtu.be/0i2lhO3bSjQ



皮を少しつなげた状態で半分にカットしたブドウに、透明なグラスをかぶせた状態で電子レンジに入れます。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/001_m.jpg

するとブドウが発光。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/002_m.jpg

グラスの中でプラズマの光がゆらぎます。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/003_m.jpg

「二等分して皮を少しだけくっつけたままにしたブドウを電子レンジにかけるとプラズマが発生する」という現象は科学コミュニティでよく知られているものの、なぜプラズマが発生するのかという理由ははっきりしていませんでした。そこでカナダ、トレント大学のAaron Slepkov氏とHamza Khattak氏ら研究チームはこの原因について調査しました。

この現象を確認するため、まず研究者は電子レンジを改造する必要に迫られたとのこと。中の様子がしっかり確認できるように扉を外し、電子レンジ本体にはいくつかの穴があけられ、穴から電磁波が漏れないようにメッシュでカバーされたとのこと。ただし、ブドウだけを入れた、ほとんど「空」の状態で電子レンジを稼働させると、吸収されなかった放射が電子レンジ自体にダメージを与えるため、この実験の過程で12台の電子レンジが壊れ、「ラボに『電子レンジの墓場』ができた」とKhattak氏は語りました。

続きはソースで
 
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/009_m.jpg

https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/010_m.jpg

https://gigazine.net/news/20190219-plasma-formation-in-grapes/
ダウンロード (2)


引用元: 【電磁波】「ブドウを電子レンジでチンするとプラズマが発生する」という現象の原因がついに明らかに[02/19]

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1: 2018/12/22(土) 21:31:29.61 ID:CAP_USER
ロシアと中国が2018年6月、ロシアのヴァシリスルスクにおいて、電離圏と呼ばれる地球大気の上層に高周波の電磁波を発し、これを撹乱させる実験を共同で行っていたことが明らかとなった。

中国の地震予測研究所(IEF)の研究チームが12月10日、中国地球物理学会(CGS)の学術雑誌「地球物理学報(EPP)」でその成果を発表している。

■電離圏は多くの通信方式で不可欠なもの

電離圏は、太陽からの紫外線やX線などによって大気の分子や原子が電離し、これによって生じたイオンや電子が多量に存在する領域で、高度約60キロメートルから1000キロメートル以上に広がっている。電波を反射する性質を持つことから多くの通信方式において不可欠なものだ。

この実験では、1981年に旧ソ連によって開設された電離圏研究施設「スーラ電離圏観測施設(SURA)」から5回にわたって高周波の電磁波を発し、高度およそ500キロメートルにある中国の地震予測衛星(CSES)が電離圏の電界やプラズマ、高エネルギー粒子などを計測した。

6月7日の実験では、日本の本州の約半分に相当する12万6000平方キロメートルのエリアに物理的撹乱がもたらされ、6月12日の実験では電離圏のイオン温度が摂氏100度を超えたという。研究論文では、一連の実験結果について「満足なもの」とし、とりわけ「プラズマの撹乱を測定できたことは、両者による今後の実験に期待をもたらすものだ」と評価している。

続きはソースで

https://www.newsweekjapan.jp/stories/assets_c/2018/12/matuoka1221a-thumb-720xauto-149252.jpg
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/12/gps-2.php
ダウンロード (2)


引用元: 電磁波で電離圏を撹乱させる実験を中国とロシアが共同実施──GPS信号妨害との関連は不明[12/21]

電磁波で電離圏を撹乱させる実験を中国とロシアが共同実施──GPS信号妨害との関連は不明の続きを読む
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