クロール始まる ― 2018年10月04日 08:38
クロール始まる
呼吸が苦手で、フィンなしでは25mしかクロールで泳げない浮沈子。
ノーブレスだからな。
水泳教室の時は、それ以上続けて泳がないから、今までバレずに済んできたんだがな。
いよいよ、クロールの呼吸を練習せざるを得なくなった。
ダイビングの呼吸は、もちろん、口から吸って口から吐くのが基本だ。
ダイビング用のマスク(水中眼鏡)は、鼻もふさいでいるからな。
鼻から吸うことは原理的に無理だし、鼻に水が入って苦しい思いをすることになる。
水面でも水中でも(ダイビングのみ)、息を吸うのは口からに限定されている。
じゃあ、吐く方はどっちでもいいのか?。
ダイビングでは、もちろん口から吐くのが基本だ(マスククリアとか、CCRで呼吸回路の容量を微調整(鼻調整?)する時は別ですが)。
水泳では、いろいろ蘊蓄があるらしい。
まあ、昨日教わったのは、鼻から吐いて口から吸うというのが基本ということだ。
しかし、口から吸う直前には、一瞬口から吐いている。
パッと言って吸うというからな。
「パッ」の時には、口から吐いている。
また、吐く時の吐き方も問題だ。
止めて、少しずつ吐いて、息を吸う直前にはたくさん吐くという。
しかも、最後に口から吐く分は残しておかなければならない。
吐き切ってしまえば吸うしかないから、吸うためには吐け吐けと教えられるが、必ずしも吐き切るのがいいかといえば、そうでもないようだ。
吐き切れば浮力が落ち、特に下半身が沈む。
足が下がって抵抗が大きくなるから、それを補うためにバタ足する。
エネルギーを使うわけで、息が苦しくなるなど、デメリットも出てくるらしい。
肺に空気を残して、伏し浮きしやすくして、なおかつ必要にして十分な換気量を得るという、バランスの上に立っているのが水泳の呼吸だ。
一筋縄ではいかない。
競泳の選手とか、速く泳げる人は頭が起こす波の下がったところに口を開けて、カッコよく呼吸が出来るんだが、ジジババは、そんな芸当は出来ない。
波なんて立たないしな。
しっかりと横向いて、口を水面に全面的に出して吸うしかない。
タイミングとかも、腕の掻きとかとの絡みで難しい。
頭を戻すタイミングと、腕のリカバリーのタイミングは、泳ぎ方にも影響を与える。
基本は、頭の方を早く戻すということなんだろうが、ジジババ法では、同時位で十分だろう。
ローリングに合わせて、自然に戻す。
昨日は、おねーさんせんせから、爆発呼吸という話を聞いた。
水中で鼻からしっかり吐いて、水面でパッと一気に吸う。
フーン、パッ、フーン、パッ・・・。
これを、何度も練習した(泳がずに、顔を水に浸けるだけ)。
前半のウォーミングアップはガンガン泳いだが、後半は、そんな感じで、あまり泳がなかったからな。
だるま浮き、クラゲ浮き、伏し浮き(蹴伸びの姿勢)もやった。
ジェクサーの水泳教室のメソッドが、全体としてどういう風になっているのかは知らないが、ジジババ向けには多少アレンジされているんだろう。
競泳でタイムを競う泳ぎとは、似て非なるものだからな。
特に、初心者コースは、25m泳ぎ切ることに絞られている。
速く泳ぐための小技より、抵抗を少なくして、衰えた筋肉と怪しげな換気能を使って、楽に泳ぐことに集中している。
基本に忠実で、固くなっている関節に負担を掛けずに泳ぐわけだな。
タイムなんて、関係ない・・・。
もちろん、抵抗が少ないことは、楽なだけではなく、同じ推進力で速く泳ぐことにも繋がる。
しっかり呼吸できることと、ストリームラインを崩さないことをマスターできれば、楽に、かつ、それなりに速く泳げるようになるはずだ。
ジジババには、それで十分だな。
しかも、25mまででいい。
それ以上泳ぎたければ、中級クラスに移ればいいのだ。
しかし、息継ぎが出来なければ、50mとかは泳げないからな。
25mだけならノーブレでもいいんだが、それでは芸がなさすぎる。
途中でカッコよく呼吸して、あっさり泳いで見せなければならない(見せなくてもいいんですが)。
まあいい。
今月5回の教室でクロールはおしまいにするらしい。
来月はバタフライか?。
今月中に、カッコいいクロールの呼吸が出来るようになれば、とりあえずは目標達成かな・・・。
呼吸が苦手で、フィンなしでは25mしかクロールで泳げない浮沈子。
ノーブレスだからな。
水泳教室の時は、それ以上続けて泳がないから、今までバレずに済んできたんだがな。
いよいよ、クロールの呼吸を練習せざるを得なくなった。
ダイビングの呼吸は、もちろん、口から吸って口から吐くのが基本だ。
ダイビング用のマスク(水中眼鏡)は、鼻もふさいでいるからな。
鼻から吸うことは原理的に無理だし、鼻に水が入って苦しい思いをすることになる。
水面でも水中でも(ダイビングのみ)、息を吸うのは口からに限定されている。
じゃあ、吐く方はどっちでもいいのか?。
ダイビングでは、もちろん口から吐くのが基本だ(マスククリアとか、CCRで呼吸回路の容量を微調整(鼻調整?)する時は別ですが)。
水泳では、いろいろ蘊蓄があるらしい。
まあ、昨日教わったのは、鼻から吐いて口から吸うというのが基本ということだ。
しかし、口から吸う直前には、一瞬口から吐いている。
パッと言って吸うというからな。
「パッ」の時には、口から吐いている。
また、吐く時の吐き方も問題だ。
止めて、少しずつ吐いて、息を吸う直前にはたくさん吐くという。
しかも、最後に口から吐く分は残しておかなければならない。
吐き切ってしまえば吸うしかないから、吸うためには吐け吐けと教えられるが、必ずしも吐き切るのがいいかといえば、そうでもないようだ。
吐き切れば浮力が落ち、特に下半身が沈む。
足が下がって抵抗が大きくなるから、それを補うためにバタ足する。
エネルギーを使うわけで、息が苦しくなるなど、デメリットも出てくるらしい。
肺に空気を残して、伏し浮きしやすくして、なおかつ必要にして十分な換気量を得るという、バランスの上に立っているのが水泳の呼吸だ。
一筋縄ではいかない。
競泳の選手とか、速く泳げる人は頭が起こす波の下がったところに口を開けて、カッコよく呼吸が出来るんだが、ジジババは、そんな芸当は出来ない。
波なんて立たないしな。
しっかりと横向いて、口を水面に全面的に出して吸うしかない。
タイミングとかも、腕の掻きとかとの絡みで難しい。
頭を戻すタイミングと、腕のリカバリーのタイミングは、泳ぎ方にも影響を与える。
基本は、頭の方を早く戻すということなんだろうが、ジジババ法では、同時位で十分だろう。
ローリングに合わせて、自然に戻す。
昨日は、おねーさんせんせから、爆発呼吸という話を聞いた。
水中で鼻からしっかり吐いて、水面でパッと一気に吸う。
フーン、パッ、フーン、パッ・・・。
これを、何度も練習した(泳がずに、顔を水に浸けるだけ)。
前半のウォーミングアップはガンガン泳いだが、後半は、そんな感じで、あまり泳がなかったからな。
だるま浮き、クラゲ浮き、伏し浮き(蹴伸びの姿勢)もやった。
ジェクサーの水泳教室のメソッドが、全体としてどういう風になっているのかは知らないが、ジジババ向けには多少アレンジされているんだろう。
競泳でタイムを競う泳ぎとは、似て非なるものだからな。
特に、初心者コースは、25m泳ぎ切ることに絞られている。
速く泳ぐための小技より、抵抗を少なくして、衰えた筋肉と怪しげな換気能を使って、楽に泳ぐことに集中している。
基本に忠実で、固くなっている関節に負担を掛けずに泳ぐわけだな。
タイムなんて、関係ない・・・。
もちろん、抵抗が少ないことは、楽なだけではなく、同じ推進力で速く泳ぐことにも繋がる。
しっかり呼吸できることと、ストリームラインを崩さないことをマスターできれば、楽に、かつ、それなりに速く泳げるようになるはずだ。
ジジババには、それで十分だな。
しかも、25mまででいい。
それ以上泳ぎたければ、中級クラスに移ればいいのだ。
しかし、息継ぎが出来なければ、50mとかは泳げないからな。
25mだけならノーブレでもいいんだが、それでは芸がなさすぎる。
途中でカッコよく呼吸して、あっさり泳いで見せなければならない(見せなくてもいいんですが)。
まあいい。
今月5回の教室でクロールはおしまいにするらしい。
来月はバタフライか?。
今月中に、カッコいいクロールの呼吸が出来るようになれば、とりあえずは目標達成かな・・・。
宇宙原子炉序説 ― 2018年10月04日 20:30
宇宙原子炉序説
宇宙空間(どっかの惑星の上とかでもいいんですが)で原子力発電を行うというのは、古くから行われている。
木星以遠を飛んだ探査機のほとんど全て(ジュノー除く)、一部の地球周回軌道上の人工衛星(気象衛星ニンバス B-1など)には、原子力電池と呼ばれるゼーベック効果(熱源は殆どがプルトニウム238)などを利用した発電装置が積まれている。
(ジュノー (探査機))
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%8E%E3%83%BC_(%E6%8E%A2%E6%9F%BB%E6%A9%9F)
「木星以遠を調査する惑星探査機としては、初めて原子力電池 (RTG:Radioisotope thermoelectric generator) ではなく太陽電池パネルで電力を得るシステムを採用した」
(原子力電池)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E9%9B%BB%E6%B1%A0
「原子力電池(げんしりょくでんち)は、半減期の長い放射性同位体が出す放射線のエネルギーを電気エネルギーに変える仕組みの電池である」
「ニンバス B-1は1968年5月21日の打上げ時に飛行軌跡から逸脱したため指令破壊された」
火星上のキュリオシティ(ローバー)にも搭載されている。
太陽電池で動くオポチュニティは、砂嵐で休眠状態だが、キュリオシティが活動できるのはそのおかげだ。
しかし、その発電能力は、いささかショボいらしい(数百ワット程度まで)。
それでも探査機を駆動する程度(センサーとか演算装置とか通信装置など)なら、まあ、何とか賄えるかもしれないが、それ以上(1キロワットから百キロワット程度)の電力が必要とされるミッションでは、とても足りない。
そんなミッションって、あるのかあ?。
もちろんある。
泣く子も黙る有人探査だ(デターッ!)。
太陽電池をしこたま並べたとしても、半月続く月の夜とかは、蓄電池にでも蓄えなければ凌げない(水を分解して水素と酸素を得て、燃料電池で凌ぐというのもあります。:効率はどうなんだろうか?)。
数か月続く火星の砂嵐に会えば、ひとたまりもないしな。
蓄えた電力だけでは持たないだろう。
安定した、ある程度高出力の電源を宇宙で得ることは、有人探査を実施するということになれば、絶対的な必要条件だ。
オポチュニティが復活するかどうかは分からないが、人間は休眠したりして凌ぐわけにはいかないからな。
限られた呼吸ガスをリサイクルしたり、現地調達(ISRU:in situ resource utilization)した水を分解して酸素を得たりするにしても、エネルギーがなければ話にならないし、大気による保温効果が期待できないわけで、極寒になる日陰を凌ぐための熱源だって必要だ。
宇宙において、長期間有人活動をするためには、太陽電池だけじゃダメなわけだ。
まあ、地球近傍なら、巨大な太陽電池衛星を浮かべて発電し、何らかの方法でそこから給電するという手もあるけど、あまり現実的な話じゃない。
月面辺りなら、半月蓄えることが出来る蓄電池を用意すればいい(砂嵐はないからな)。
火星の地上は、前述したように厄介だな。
蓄電池で数か月間凌ぐというのは、ちょっと無理筋だ。
そこで期待されてくるのが、熱電効果より効率が高く、長期間、安定して発電することが出来る宇宙原子力発電設備ということになる。
こっちの方も、古くからの研究があり、ある程度の成果は得ているようだ。
(宇宙用原子炉の概要と特徴)
http://spacenuclear.jp/nuclear/spacereactor0.html
「ソ連が実用化した、ZrH減速NaK合金冷却宇宙用原子炉「トパーズ1」
強力なレーダを搭載した軍事偵察衛星「RORSAT」に搭載されていました。」
カッコいいかどうかは、主観の問題だな。
「ウランのうち核分裂しやすいウラン235が核燃料として用いられます」
「宇宙用原子炉では臨界状態で原子炉を運転するのに必要な核燃料をできるだけコンパクトにするため、90パーセント以上まで濃縮しています。」
いわゆる兵器級といわれるやつだな。
(高濃縮ウラン)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E6%BF%83%E7%B8%AE%E3%82%A6%E3%83%A9%E3%83%B3
「原子爆弾向けには最低20%以上、実用上90%以上の濃縮度が必要とされている。このため、90%以上の濃縮度は、兵器級 (Weapons-grade) とも呼ばれる」
我が国が手を出せない領域ということになる(研究レベルでは出してたかも)。
地球近傍の宇宙開発においては、太陽電池の性能が上がってきたこともあり、また、外惑星探査においてプルトニウム238の生産が再開されたことから、原子力発電としての開発は打ち切られたり、先細りになったったりした。
しかし、先にも書いたように、一定程度の発電能力を長期間安定的に得るためには、原子力発電は宇宙開発で欠かせない技術ということは明らかだからな。
完全に止めてしまうわけにはいかないし、有人探査ということになれば、今のところ代替手段はないと言っていい。
人間を宇宙で生かしておくには、結構物入りなわけだ。
引用したページからのリンクを辿っていくと、こんな資料があった。
(可搬型炉と原子力電池の開発研究についての調査)
http://spacenuclear.jp/nuclear/spacereactor2.html
コピペできない画像PDFなので、読んでいただくしかないが、深海底に原子炉を設置しようという話も出てきて面白い。
原子力電池についても書かれていて、ストロンチウム90を熱源として使用する方法についても触れられている。
ちなみに、アポロ計画では、月震計などの観測装置の電源として、プルトニウム238を熱源とした燃料電池が使われた(月震は1969年から1977年まで観測)。
まあ、どうでもいいんですが。
まだ、いろいろ資料を調べている段階で、あちこちつまみ食いしている。
きっかけは、先日公表されたNASAの資料の中に、核分裂発電というのが登場してきたから。
月面における発電と、宇宙船の推進用熱源(水素とかを過熱して放出し、その反動で進むという目論見らしい)としての利用を考えているようだ。
月面での発電については、記事が上がっている。
(Demonstration Proves Nuclear Fission System Can Provide Space Exploration Power)
https://www.nasa.gov/press-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power
「The prototype power system uses a solid, cast uranium-235 reactor core, about the size of a paper towel roll. Passive sodium heat pipes transfer reactor heat to high-efficiency Stirling engines, which convert the heat to electricity.」(プロトタイプの電力システムは、ペーパータオルロールの大きさの固体の鋳造ウラン235炉心を使用する。パッシブナトリウムヒートパイプは、熱を電気に変換する高効率スターリングエンジンに原子炉の熱を伝達する。:自動翻訳のまま)
高濃度ウラン燃料、液体ナトリウムを使ったヒートパイプによる熱伝導、スターリングエンジン、傘のように開いた巨大な放熱板というところかな。
兵器級の高濃度ウランもさることながら、もんじゅの廃炉においても、厄介者の一つであるナトリウムを宇宙に持ち出そうとしているわけだが、大丈夫なんだろうか?。
それにしても、スターリングエンジンというのが泣かせる。
(そうりゅう型最新鋭潜水艦「おうりゅう」進水 初のリチウムイオン電池搭載 防衛省)
https://trafficnews.jp/post/81651
「これまでのそうりゅう型に搭載されていたスターリング機関(潜航中も発電機を動かせる非大気依存機関)は搭載されていません。」
構造のシンプルさと熱→動力の効率を考えれば、こうならざるを得ないのかもしれないな。
メンテナンスフリーで10年くらいは動き続けてくれなければならない。
放熱の関係で、少なくとも放熱板については地上に設置する必要がある。
大気のない月面では、熱放射による放熱しかないからな(地面に放熱するって、効率悪いのかな)。
まあいい。
NASAの資料にあった「fission」(核分裂)という単語に気付いて調べ始めたばかりで、今のことろ、行き当たりばったりの状況だ。
2年前、研究用原子炉について色々調べたが、宇宙用原子炉については、我が国では作成されていないので、ちょっと調べ損ねていた。
(完全自動運転の月面用リチウム冷却高速炉RAPID-Lおよび地上用ナトリウム冷却高速炉RAPID (07-02-01-14))
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=07-02-01-14
我が国でも、月面での使用を前提とした宇宙炉の研究が行われていた。
いいことばっか書いてあるが、実際の運用ではいろいろ問題もあるんだろう。
リチウムというのも、いささか気になる材料だしな(反応して、なんか出てくるんじゃね?)。
(超高温原子炉:核融合炉での研究)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E9%AB%98%E6%B8%A9%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%82%89#%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88%E7%82%89%E3%81%A7%E3%81%AE%E7%A0%94%E7%A9%B6
「リチウムに中性子を当てヘリウムとトリチウムに分裂する反応」
調べていくと、宇宙炉の問題点が見えてくるような気がする。
研究自体は細々と続いていて、技術的継承は行われているようだ。
小型でメンテナンスフリーで安全な原子力発電については、地球上でも一定の需要はあるしな。
宇宙で使う分には、反原発団体の座り込みとかもないだろう(そういうことかあ?)。
放射線なら、もっとすごいやつがビュンビュン飛んでるしな。
ガンマ線なんて、屁でもないだろう(そうなのかあ?)。
(火星への旅は飛行士の胃腸に響く?宇宙放射線がDNA傷め、消化器官にガン性腫瘍)
https://japanese.engadget.com/2018/10/03/dna/
「研究では、マウスを低い線量の鉄イオン線に曝して行われました。その結果、マウスは食物から栄養を十分に摂取できなくなり、癌性のポリープを発症するに至りました。Datta氏は鉄イオン線が胃腸細胞のDNAを損傷し、これが「酸化ストレスや炎症関連分子を生み出して、さらに損傷を引き起こす」と付け加えました。」
「一方で、ガンマ線を照射したマウスにはこのような兆候はみられなかったとのこと。」
月面が放射性廃棄物のたまり場になって、それが連鎖的に爆発して、その反動で月自体が軌道を離れてしまうという、ありえねー設定のSFもあったけどな。
(スペース1999)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B91999
「1999年9月13日(月曜日)、月に廃棄された不要核物質が何年も経過する内に狂暴極まりない電磁エネルギーを蓄積しており、隊員の脳障害とフライトレコーダーやシステム破壊を引き起こし、第1廃棄地区の爆発に続いて第2廃棄地区の爆発が巨大なロケットの役割を果たしたため、月は軌道を外れて太陽系の外に移動を開始し、果てしない宇宙の果てに向かう。」
この荒唐無稽なドラマが、現実にならんことを祈るばかりだな・・・。
(The Problem of Power in Space. NASA's New Kilopower Reactor:動画出ます。:追加)
https://www.youtube.com/watch?v=m2IiI4UVZP8
(第9回:宇宙の電池屋さん:追加)
http://www.isas.jaxa.jp/j/column/interview/09.shtml
「太陽発電した電力で水を水素と酸素に電気分解するシステムと組み合わせた再生型燃料電池は、月面で大活躍するでしょう。」
「月では夜が地球の14日間分、昼が14日間分続きます。昼に水を電気分解して水素・酸素を作っておけば、燃料電池で14日間分続く夜を乗り切れます。」
(米NASAが火星での有人探査用電源として小型炉の実験開始へ:追加)
https://www.jaif.or.jp/171121-a
「太陽光が減少する砂嵐の中でも、昼夜を問わず長時間発電できることから、火星のどの地点にいてもコンスタントに電力供給するという課題が解決できるとNASAは強調。」
宇宙空間(どっかの惑星の上とかでもいいんですが)で原子力発電を行うというのは、古くから行われている。
木星以遠を飛んだ探査機のほとんど全て(ジュノー除く)、一部の地球周回軌道上の人工衛星(気象衛星ニンバス B-1など)には、原子力電池と呼ばれるゼーベック効果(熱源は殆どがプルトニウム238)などを利用した発電装置が積まれている。
(ジュノー (探査機))
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%8E%E3%83%BC_(%E6%8E%A2%E6%9F%BB%E6%A9%9F)
「木星以遠を調査する惑星探査機としては、初めて原子力電池 (RTG:Radioisotope thermoelectric generator) ではなく太陽電池パネルで電力を得るシステムを採用した」
(原子力電池)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E9%9B%BB%E6%B1%A0
「原子力電池(げんしりょくでんち)は、半減期の長い放射性同位体が出す放射線のエネルギーを電気エネルギーに変える仕組みの電池である」
「ニンバス B-1は1968年5月21日の打上げ時に飛行軌跡から逸脱したため指令破壊された」
火星上のキュリオシティ(ローバー)にも搭載されている。
太陽電池で動くオポチュニティは、砂嵐で休眠状態だが、キュリオシティが活動できるのはそのおかげだ。
しかし、その発電能力は、いささかショボいらしい(数百ワット程度まで)。
それでも探査機を駆動する程度(センサーとか演算装置とか通信装置など)なら、まあ、何とか賄えるかもしれないが、それ以上(1キロワットから百キロワット程度)の電力が必要とされるミッションでは、とても足りない。
そんなミッションって、あるのかあ?。
もちろんある。
泣く子も黙る有人探査だ(デターッ!)。
太陽電池をしこたま並べたとしても、半月続く月の夜とかは、蓄電池にでも蓄えなければ凌げない(水を分解して水素と酸素を得て、燃料電池で凌ぐというのもあります。:効率はどうなんだろうか?)。
数か月続く火星の砂嵐に会えば、ひとたまりもないしな。
蓄えた電力だけでは持たないだろう。
安定した、ある程度高出力の電源を宇宙で得ることは、有人探査を実施するということになれば、絶対的な必要条件だ。
オポチュニティが復活するかどうかは分からないが、人間は休眠したりして凌ぐわけにはいかないからな。
限られた呼吸ガスをリサイクルしたり、現地調達(ISRU:in situ resource utilization)した水を分解して酸素を得たりするにしても、エネルギーがなければ話にならないし、大気による保温効果が期待できないわけで、極寒になる日陰を凌ぐための熱源だって必要だ。
宇宙において、長期間有人活動をするためには、太陽電池だけじゃダメなわけだ。
まあ、地球近傍なら、巨大な太陽電池衛星を浮かべて発電し、何らかの方法でそこから給電するという手もあるけど、あまり現実的な話じゃない。
月面辺りなら、半月蓄えることが出来る蓄電池を用意すればいい(砂嵐はないからな)。
火星の地上は、前述したように厄介だな。
蓄電池で数か月間凌ぐというのは、ちょっと無理筋だ。
そこで期待されてくるのが、熱電効果より効率が高く、長期間、安定して発電することが出来る宇宙原子力発電設備ということになる。
こっちの方も、古くからの研究があり、ある程度の成果は得ているようだ。
(宇宙用原子炉の概要と特徴)
http://spacenuclear.jp/nuclear/spacereactor0.html
「ソ連が実用化した、ZrH減速NaK合金冷却宇宙用原子炉「トパーズ1」
強力なレーダを搭載した軍事偵察衛星「RORSAT」に搭載されていました。」
カッコいいかどうかは、主観の問題だな。
「ウランのうち核分裂しやすいウラン235が核燃料として用いられます」
「宇宙用原子炉では臨界状態で原子炉を運転するのに必要な核燃料をできるだけコンパクトにするため、90パーセント以上まで濃縮しています。」
いわゆる兵器級といわれるやつだな。
(高濃縮ウラン)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E6%BF%83%E7%B8%AE%E3%82%A6%E3%83%A9%E3%83%B3
「原子爆弾向けには最低20%以上、実用上90%以上の濃縮度が必要とされている。このため、90%以上の濃縮度は、兵器級 (Weapons-grade) とも呼ばれる」
我が国が手を出せない領域ということになる(研究レベルでは出してたかも)。
地球近傍の宇宙開発においては、太陽電池の性能が上がってきたこともあり、また、外惑星探査においてプルトニウム238の生産が再開されたことから、原子力発電としての開発は打ち切られたり、先細りになったったりした。
しかし、先にも書いたように、一定程度の発電能力を長期間安定的に得るためには、原子力発電は宇宙開発で欠かせない技術ということは明らかだからな。
完全に止めてしまうわけにはいかないし、有人探査ということになれば、今のところ代替手段はないと言っていい。
人間を宇宙で生かしておくには、結構物入りなわけだ。
引用したページからのリンクを辿っていくと、こんな資料があった。
(可搬型炉と原子力電池の開発研究についての調査)
http://spacenuclear.jp/nuclear/spacereactor2.html
コピペできない画像PDFなので、読んでいただくしかないが、深海底に原子炉を設置しようという話も出てきて面白い。
原子力電池についても書かれていて、ストロンチウム90を熱源として使用する方法についても触れられている。
ちなみに、アポロ計画では、月震計などの観測装置の電源として、プルトニウム238を熱源とした燃料電池が使われた(月震は1969年から1977年まで観測)。
まあ、どうでもいいんですが。
まだ、いろいろ資料を調べている段階で、あちこちつまみ食いしている。
きっかけは、先日公表されたNASAの資料の中に、核分裂発電というのが登場してきたから。
月面における発電と、宇宙船の推進用熱源(水素とかを過熱して放出し、その反動で進むという目論見らしい)としての利用を考えているようだ。
月面での発電については、記事が上がっている。
(Demonstration Proves Nuclear Fission System Can Provide Space Exploration Power)
https://www.nasa.gov/press-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power
「The prototype power system uses a solid, cast uranium-235 reactor core, about the size of a paper towel roll. Passive sodium heat pipes transfer reactor heat to high-efficiency Stirling engines, which convert the heat to electricity.」(プロトタイプの電力システムは、ペーパータオルロールの大きさの固体の鋳造ウラン235炉心を使用する。パッシブナトリウムヒートパイプは、熱を電気に変換する高効率スターリングエンジンに原子炉の熱を伝達する。:自動翻訳のまま)
高濃度ウラン燃料、液体ナトリウムを使ったヒートパイプによる熱伝導、スターリングエンジン、傘のように開いた巨大な放熱板というところかな。
兵器級の高濃度ウランもさることながら、もんじゅの廃炉においても、厄介者の一つであるナトリウムを宇宙に持ち出そうとしているわけだが、大丈夫なんだろうか?。
それにしても、スターリングエンジンというのが泣かせる。
(そうりゅう型最新鋭潜水艦「おうりゅう」進水 初のリチウムイオン電池搭載 防衛省)
https://trafficnews.jp/post/81651
「これまでのそうりゅう型に搭載されていたスターリング機関(潜航中も発電機を動かせる非大気依存機関)は搭載されていません。」
構造のシンプルさと熱→動力の効率を考えれば、こうならざるを得ないのかもしれないな。
メンテナンスフリーで10年くらいは動き続けてくれなければならない。
放熱の関係で、少なくとも放熱板については地上に設置する必要がある。
大気のない月面では、熱放射による放熱しかないからな(地面に放熱するって、効率悪いのかな)。
まあいい。
NASAの資料にあった「fission」(核分裂)という単語に気付いて調べ始めたばかりで、今のことろ、行き当たりばったりの状況だ。
2年前、研究用原子炉について色々調べたが、宇宙用原子炉については、我が国では作成されていないので、ちょっと調べ損ねていた。
(完全自動運転の月面用リチウム冷却高速炉RAPID-Lおよび地上用ナトリウム冷却高速炉RAPID (07-02-01-14))
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=07-02-01-14
我が国でも、月面での使用を前提とした宇宙炉の研究が行われていた。
いいことばっか書いてあるが、実際の運用ではいろいろ問題もあるんだろう。
リチウムというのも、いささか気になる材料だしな(反応して、なんか出てくるんじゃね?)。
(超高温原子炉:核融合炉での研究)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E9%AB%98%E6%B8%A9%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%82%89#%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88%E7%82%89%E3%81%A7%E3%81%AE%E7%A0%94%E7%A9%B6
「リチウムに中性子を当てヘリウムとトリチウムに分裂する反応」
調べていくと、宇宙炉の問題点が見えてくるような気がする。
研究自体は細々と続いていて、技術的継承は行われているようだ。
小型でメンテナンスフリーで安全な原子力発電については、地球上でも一定の需要はあるしな。
宇宙で使う分には、反原発団体の座り込みとかもないだろう(そういうことかあ?)。
放射線なら、もっとすごいやつがビュンビュン飛んでるしな。
ガンマ線なんて、屁でもないだろう(そうなのかあ?)。
(火星への旅は飛行士の胃腸に響く?宇宙放射線がDNA傷め、消化器官にガン性腫瘍)
https://japanese.engadget.com/2018/10/03/dna/
「研究では、マウスを低い線量の鉄イオン線に曝して行われました。その結果、マウスは食物から栄養を十分に摂取できなくなり、癌性のポリープを発症するに至りました。Datta氏は鉄イオン線が胃腸細胞のDNAを損傷し、これが「酸化ストレスや炎症関連分子を生み出して、さらに損傷を引き起こす」と付け加えました。」
「一方で、ガンマ線を照射したマウスにはこのような兆候はみられなかったとのこと。」
月面が放射性廃棄物のたまり場になって、それが連鎖的に爆発して、その反動で月自体が軌道を離れてしまうという、ありえねー設定のSFもあったけどな。
(スペース1999)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B91999
「1999年9月13日(月曜日)、月に廃棄された不要核物質が何年も経過する内に狂暴極まりない電磁エネルギーを蓄積しており、隊員の脳障害とフライトレコーダーやシステム破壊を引き起こし、第1廃棄地区の爆発に続いて第2廃棄地区の爆発が巨大なロケットの役割を果たしたため、月は軌道を外れて太陽系の外に移動を開始し、果てしない宇宙の果てに向かう。」
この荒唐無稽なドラマが、現実にならんことを祈るばかりだな・・・。
(The Problem of Power in Space. NASA's New Kilopower Reactor:動画出ます。:追加)
https://www.youtube.com/watch?v=m2IiI4UVZP8
(第9回:宇宙の電池屋さん:追加)
http://www.isas.jaxa.jp/j/column/interview/09.shtml
「太陽発電した電力で水を水素と酸素に電気分解するシステムと組み合わせた再生型燃料電池は、月面で大活躍するでしょう。」
「月では夜が地球の14日間分、昼が14日間分続きます。昼に水を電気分解して水素・酸素を作っておけば、燃料電池で14日間分続く夜を乗り切れます。」
(米NASAが火星での有人探査用電源として小型炉の実験開始へ:追加)
https://www.jaif.or.jp/171121-a
「太陽光が減少する砂嵐の中でも、昼夜を問わず長時間発電できることから、火星のどの地点にいてもコンスタントに電力供給するという課題が解決できるとNASAは強調。」
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