前回に続きで今回は化石燃料について書きとめたいと思います。

化石燃料は万能な燃料と思っていましたが年齢を重ねるにつれ万能ではない部分が見えて来ました。

❶公害問題

前回お話に書きとめましたが日本でも私が子供の頃に問題になった四日市ぜんそくがありました。今現在は解決しています。

❷地球温暖化問題

今一番の問題は化石燃料の燃焼で発生する二酸化炭素です。このまま使い続けると海面が50cm上昇する試算もあります。最近は日本でも気象変動が猛威を振るっています。各地で洪水、高温、突風など年間になんどとなくニュースになります。

❸化石燃料の埋蔵量

私が幼い頃の社会の授業では石油は70年ぐらいで無くなると書いてありましたが今では石炭が130年、石油と天然ガスが50年と言われているようです。 ウランも計算されているようでこちらは70年だそうです。

化石燃料は今となるといろいろな問題を抱えていますが化石燃料を使わないでどうやってエネルギーを作るかが大問題です。今、代替えエネルギーとして使われているのが原子力と再生可能エネルギーです。 原子力については別な機会にじっくり書きとめるとします。 再生可能エネルギーの内容は再利用出来るエネルギーと使っても減らないエネルギーが中心になります 。代表的なものは水力・風力・太陽の熱・地熱も無限に使えるエネルギーです。無限に使えるエネルギーにもそれぞれ問題があります。

❶水力発電

水力発電を進めるためにはダムが必要ですがダム建設は環境問題に大きく関わります。 大きなダムを作ると自然環境を破壊します。 ダムによって下流の水環境が悪化することもあります。ダム自体の重量で地盤が変化して地盤沈下などが考えられます。後は上流から流れ込んでくる土砂を定期的に海底からさらって取り除かないと年数がたてばいつかダムの役目を果たせなくなります。異常気象などで豪雨などがあれば大きな事故にもつながります。

❷自然エネルギー

太陽光発電や風力発電など天候に左右される発電は発電量が一定ではないのでそこが大きな弱点です。 不安定な電力をエネルギーの中心に考えるのは現段階では無理があるかもしれませんが未来を見据えて日本の中心エネルギーになると私は考えています。 しかし太陽光や風力で発電した電気を溜めておける大きな電池の開発が必要となり、それに伴い広大な土地が必要な上、景観や騒音などの問題も山積みで時間がかかりそうです。

❸バイオエネルギー

バイオエネルギーについては勉強中です。すみません。

次回は未来のエネルギーについて書きとめられればと思います。

前回に続きエネルギーの話を書きとめていきたいと思います。

自分にとってのエネルギーは自分を動かす為に摂取するエネルギーと化学エネルギーと再生可能エネルギーの大きく分けて3つのエネルギーで生きていると考えています。 地球に住む生き物で摂取する以外のエネルギーを使うのは私達人間だけです。

今現在電気のない生活は考えられません。物を燃やして熱のエネルギーで暖を取ったり灯りの代わりに使ったりしている間は良かったのでしょうが私達は自分の生活を便利にする為に扱いやすい電気を生活の中心エネルギーにしています。

私が子供の頃は薪ストーブも石炭ストーブもありました。小学生になる頃には夜がだんだん賑やかになりどこに行っても街灯が輝き時間の流れが大きく変わる気配を感じながら子供の頃を過ごしました。テレビは白黒で深夜放送も無くみんな早く寝てました。カラーテレビは幼稚園かな？今でも鮮明に覚えています。石油ストーブも幼稚園かな。 子供の頃は化石燃料の時代で石炭から石油にシフトしていった頃です。

今でもガソリンはエネルギーの中心の一つで車、船、飛行機とあらゆる物を動かすエネルギーです。 化石燃料は便利ですが意外に早く問題点も見つけられていました。私が小学生の頃は高度成長期で日本中が元気でしたが公害問題などもありました。ですがそんな事を問題にしていられないぐらい物を作って売って日本は戦争に負けた事を忘れるくらい発展していったのだと今となれば思えます。 今日はこの辺りまででしょうか。

次回は化石燃料の問題を少しだけ掘り下げて書ければと思います。

どうして水素爆発が起きるの？　（フクシマから学ぶ12、14ページ）

1.燃料うぃ入れた管と水蒸気が反応する

原子炉に冷却水を送り込めなくなったことで、それまで原子炉内にあった水の燃料の崩壊熱によって蒸発していき、水がどんどん減りました。水面が下がって燃料棒が水から出てしまうと、自らの崩壊熱で燃料棒の温度は一気に上がります。

ウランに燃料を入れる管（燃料被ふく管）のジルコニウム合金は、１０００℃近くになると水蒸気と反応し始めます。この反応はジルコニウム合金が水蒸気（H2O）から酸素（O）をうばい、水素（H2）の気体を発生させます。水素は原子炉圧力容器の中にたまります。

2.圧力を下げるときに水素がもれる

原子炉圧力容器の中の温度が下がって水素気が増えると、どんどん圧力が高くなって容器が破裂する危険が生まれます。そこで圧力を下げるために、弁を開いて水蒸気を逃がします。これを（ベント）＝（排気）といいます。しかし、ベントによって水蒸気だけでなく水素も出てしまったのです。

この水素が原子炉圧力容器を囲む原子炉建屋にたくさんたまり、何かのきっかけで一気に燃えて爆発が起きました。これが水素爆発です。

1号機では3月12日、3号機では14日、水素爆発で建屋がこわれ、発電所の外へ放射性物質が大量にもれました。2号機では3月15日に起きた水素爆発によって原子炉建屋が吹っ飛びました。一部の原子炉容器もどこかが壊れたものと思われます。

4号機も温度が上がりすぎて、使用済み核燃料の燃料被被ふく管から発生した水素が15日に爆発を起こしました。（フクシマから学ぶ13ページ図4）

予測出来ない事が起こるからとても危険なのだと考えます。クリーンなエネルギーなのは理解出来るのですが燃やした後の処理が出来ない（核のゴミ）が大きな問題だと思います。自分達の力で解決出来ないのであれば新たなエネルギーに考え方を変える事が大事だと思います。

2.止まったのになぜ事故がおきたの？（フクシマから学ぶ12、13ページ）

1.冷やすことができなくて事故に

原発では発電が止まると、外から電気をもらって冷却ポンプを動かして原子炉を冷やさなくてはなりません。ところが、地震で電線の鉄塔が倒れて外から電気を送りこめなくなりました。そこで緊急用に施設内に設置してあったディーゼル発電機が動き出しましたが、これも一時間後の津波に襲われて使えなくなり、ついにすべての電源が失われました。

その結果、原子炉の冷却ができなくなり、原子炉内部の温度が上がりすぎて燃料がとけ、発生した水素が爆発して大量の放射性物資が飛び散る重大事故に進んだのです。

2.なぜ、止めた後に冷やす必要があるの？

しかし、なぜ、熱を発生する核分裂を止めることができたのに、冷やさなくてはならないのでしょうか？それは核分裂とは別のしくみによる熱が発生するからです。この熱を（崩壊熱）といいます。（フクシマから学ぶ13ページ図3）

核分裂のあとにできたものは長い間放射線を出し続け（破壊）するとも言いますが、その間も熱を出し続けます。これはが出す熱です。紙や木などが（燃えた）あとにできるものが（灰）ですが、核分裂反応も熱を出すので（燃える）といい、核分裂後にできるものは（灰）と呼びます。しかし、死の灰は木や紙が燃えた後にできる灰とはまったくちがいます。灰自身が熱を出し続けるのです。しかも、ふつうの灰ならば、まだ燃えきっていなくなって熱を出していても一度水を掛けると熱の発生は止まりますが、死の灰は水をかけても熱の発生は止まることなく、ずっと水をかけ、冷やし続けなければなりません。しかし、福島原発では破壊熱を冷やすための装置がすべてダメになり、その結果、原子炉内部の核燃料の温度がどんどん上がって、ついに（メルトダウン）や（水素爆発）が（水素爆発）が起きたのです。

死の灰、聞くだけでざわっとする言葉です。使い終わった灰がいつまでも熱を発するって考えつかないですがだから思い通りにコントロール出来ないんですね。やはり人間には扱いが難しいエネルギーだと再確認しました。

原発事故は起きて2カ月ほどしてから、原子炉内部でメルトダウンが起きていたということがいわれるようになりましたが、それはどのようなことですか。また、事故の結果、人々がどのような影響を受けたのか。（フクシマから学ぶ12ページ）

1.大地震で止まった原子炉

2011年3月11日、マグニチュード9.0の巨大な（東北地方太平洋地震）が発生しました。ほぼ同時に、福島第一原発電所（福島第一原発）でこれまで世界で経験のない重大な事故が発生しました。第一原発には1号機から6号機までありますが、地震が発生したときは1～３号機だけが運転中で4～6号機は定期点検のために運転していませんでした。

運転中だった1～3号機は、地震のゆれを感知して運転を止める装置（制御棒）がはたらき、原子炉での核分裂反応を緊急停止させました。これによって核分裂による熱の発生が止まり、発電を停止しました。（フクシマから学ぶ12ページ図1.図2）

地震が起きてもきちんと作動して緊急停止させたんです。すごいと思います。でも自然を相手に絶対は無いと凄く考えさせられました。

核分裂のエネルギーはとっても巨大

1.ガスや木が燃える場合の100万倍の熱

私たちは物質から光や熱や電気などのエネルギーを得て、必要に応じて異なるエネルギーに変えて利用しています。原子核は（核エネルギー）を蓄えており、核分裂が起こるとこのエネルギーが放出され、熱や光のエネルギーに変わります。このとき放出されるエネルギーの大きさは、同じ重さの燃料と比べた場合、都市ガスや木などが燃える（化学反応）のエネルギーの約100万倍もあります。同じ重さで比べた場合、物質は小さな世界へ行くほど大きなエネルギーを持っているのです。（フクシマから学ぶ11ページ図6）

2.連鎖反応でエネルギーを取り出す

しかし、人間がエネルギーを利用するには原子核一個が分裂しただけでは少なすぎるので、何個も続けて核分裂をさせなければなりません。これを（連鎖反応）といいます。

核分裂の連鎖反応はウラン235をたくさん近づけておくだけで起きます。ウラン235が近くにたくさんあれば、一つのウラン235が3核分裂を起こしたときに出る2から3個の中性子が近くにある別のウラン235に当たって分裂されます。だから一定量以上のウラン235を集めておくと、そのまま次から次へと核分裂反応が進んでいきます。（フクシマから学ぶ11ページ図7）

このように連鎖反応を起こすのに必要な量を臨界量といいます。

ウランの力は凄いんですね。1ｃｍでポリタンク石油26個分のエネルギーだそうです。だんだん読むのが楽しくなったころでした。

原子核はどうやって割れるの？

ウランも原子核も、ギリギリのところで電気的反発力に耐えている不安定な状態です。ウラン238よりも中性子が3つ少ないウラン235の方が不安定です。そのウラン235に中性子をぶつけると、原子核が2つに割れてしまいます。これが（核分裂）です。（フクシマから学ぶ10ページ図5））

この現象は1938年にドイツのハーンとシュトラスマンが発見しました。割れてできた新しい原子核にはヨウ素131やストロンチウム90などがあります（これらの数字も陽子と中性子を合わせた個数で質量数といいます）。また、原子核が分裂するときに中性子が2から3コ飛び出します。

このように、陽子の個数が多い原子核ほど一般にバラバラになりやすいといえます。ウランより陽子数の多い（超ウラン元素）の中で比較的長い間こわれないで存在するものの一つにプルトニューム239があります。プラス39の原子核は陽子が94個と中性子が145個のかたまりです。この原子核は1941年に発見され、外から中性子を当てると核分裂反応をすることもわかりました。

核分裂って言われるとなんだか難しいことがおきていそうですが図5で見ると解りやすいです。本は凄いなやっぱり…読みなおしてよかったです。

3.陽子どうしは反発するのに、どうして一つの原子核を作るの？

水素以外の原子核には陽子が複数あるため、複数の陽子をつなぎ止める力が必要になります。なぜなら、正の電気をもつ陽子どうしが電気力で反発し合ってバラバラになろうとするからです。電気の反発力に逆らって陽子や中性子を強くひきつける力があり、これを（核力）といいます。つまり中性子がなかだちをして陽子がバラバラになるのを防いでいるのです。（フクシマから学ぶ9ページ図4）

この.核力の研究で湯川秀樹博士が1949年、日本で最初のノーベル賞を受賞しました。しかし、陽子があまり多いと核力の強さを上回って電気的な反発力が大きくなり、バラバラになろうとする不安定な状態になります。地球上では陽子の個数が92個までの原子核しかありません。それがウランです。陽子が93個以上の（超ウラン元素）の原子核のいくつかは、人工的につくる事は可能ですがたいてい短時間で壊れてしまいます。

力と力を結び付けて力を抑制することも出来る。人工的に作っても短時間で壊れてします。未來を生きる人の為に道筋をしっかり決めて進めないといけないです。

原子核をつくるさらに小さな粒

小さな原子核はさらに小さな粒がいくつか集まってできています。その粒には２種類あり、一つは（陽子）といって✙（プラス）の電気を持つ粒で、もう一つは陽子とほぼ同じ大きさと重さですが、電気を持たない（中性子）という粒です。

1.陽子の数で原子の種類（元素）が決まる

原子核の中にある陽子の個数によって、その原子核でできている原子の種類（元素）と性質が決まります。原子核が陽子1個でできてた原子を水素原子といい、陽子2個と中性子２個のヘリウム原子、陽子8個と中性子8個の酸素原子などがあります。（フクシマから学ぶ9ページ図2）

2.中性子の個数がちがっても同じ元素？

それぞれの元素には、陽子の個数は同じなのに、中性子の個数が異なる原子核をもっとものがあります。陽子の個数が同じで中性子の個数が異なるものを（同位体）といいます。どのような原子核にも同位体があり、例えば、水素にも、陽子1個と中性子2個がくっついた三重水素（トリチウム.）という原子核があります。（フクシマから学ぶ9ページ図3）どれも水素という科学的性質は同じです。

自然界にはデューテリウムはごくわずかしかなく、トリチウムはもっと少ししかありません。トリチウムは放射性物質で、原子炉で人工的につくられますが、自然界では宇宙船が空気にぶつかることによってつくりだされています。ウランにも、陽子は92個ですが中性子が143個や146個のウランがあり、それぞれウラン235、ウラン238と呼ばれています。235や238は、陽子と中性子を合わせた数で質量数といいます。

ウラン235、ウラン238は陽子と中性子を合わせた数字だったんです。以前に読み進めてわかったときは少し感動しました。少しずつ解る事が増えると読み進めたくなります。皆様もチャンスがありましたら是非手に取って読んでみて下さい。

核分裂を起こす原子核とは目に見えないほど小さな粒と聞きましたが、どのようなものですか。また、また、核分裂とはどのようなことが起きるのですか。

1.原子核って、どんな粒？

原子力発電エネルギー（熱）を得ときに利用する（核分裂反応）とは、ウランの（原子核）が2つに割れることです。（原子核）とは（原子）の中心部分のことです。

（原子）は、身の回りにあるあらゆる物質の基となっているたいへん小さい粒です。私たちの体も木も石も水も空気もプラスチックもハサミもすべて（原子）でできています。原子には一番小さい水素原子から、炭素原子、鉄原子や、もっとも重いウラン原子にいたるまで約90種類が地球に存在します。原子は一億分の1ｃｍほどの直径しかなく、１個では私たちの目にはまったく見えません。それらの原子の中心にはそれぞれ原子核があり、その周囲を電子というもっと小さな粒が回っています。（図1）

原子がちがえば、原子核の種類と大きさもちがってきます。しかし、どの原子核も原子の直径の一1万分の1から10万分の1ほどの大きさで、もちろん個数があっても小さくて目でみることは出来ません。（フクシマから学ぶ8ページ図1）

原子核って小さいんですね。なのになんであんなに大きな力や熱がでるのでしょうか。少し興味が出て来たあたりでした。子供向けの本なのですが理解が出来ないところも出てきます。もっとシンプルにお伝えできれば良いのですが私の力不足です。