bandicam 2018-11-18 05-35-19-907
1: 20/07/30(木)21:07:49 ID:QTT

教えて理系おんj民

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2: 20/07/30(木)21:08:11 ID:pm8
物体同士がぶつかると熱が発生するじゃん?
つまりそういうことよ
3: 20/07/30(木)21:08:47 ID:QTT
その熱ってどこから出てるのかわからん
ワイの未来もわからん
6: 20/07/30(木)21:10:26 ID:Jn9
マジレスしてええ?
7: 20/07/30(木)21:11:11 ID:QTT
ええぞ
8: 20/07/30(木)21:11:51 ID:OmD
教えたら何してくれる?
9: 20/07/30(木)21:12:08 ID:QTT
>>8
どすこいポイント贈呈
10: 20/07/30(木)21:12:34 ID:OmD
いらねぇ…
11: 20/07/30(木)21:12:50 ID:Jn9
じゃあする
まず原子核ってのは、陽子と中性子の集合体なんは知ってると思う
で、この陽子と中性子の結合と分裂には物凄い量の結合エネルギーってもんが関わってるんや
13: 20/07/30(木)21:15:24 ID:Jn9
このエネルギーは一種の「位置エネルギー」みたいなもんで、基本的には融合するときに原子核同士が物凄く近づくことでエネルギーに変わるんや
一番単純な原子核である水素原子核が融合すると、その融合で莫大なエネルギーが発生する、これが太陽で起こってる「核融合」や
14: 20/07/30(木)21:15:35 ID:QTT
ウラン236の陽子中性子電子の組み合わせに使われていたエネルギーがときほぐされて
一部が熱エネルギーになるって解釈でオッケー?
15: 20/07/30(木)21:16:21 ID:QTT
いやこれ核融合の解釈か
こんがらがってるぞ!
16: 20/07/30(木)21:17:11 ID:Jn9
ところが、この融合には、発生するエネルギーと同時に消費するエネルギーもあるんや
水素原子くらいなら発生>>>消費で莫大なエネルギーになるんやが、原子番号が大きくなるにつれて消費エネルギーの方が増えていってそのうち逆転するんや
17: 20/07/30(木)21:18:39 ID:Jn9
この発生と消費の関係は鉄(Fe)を境に逆転するんや
鉄より原子番号の高い元素は、融合すると逆にエネルギーを消費することになるんや
融合でエネルギーを消費するってことは、言い換えたら分裂でエネルギーを発生させるって事になるんやで
18: 20/07/30(木)21:19:07 ID:Uv9
はえーすっごくわかりやすい…
19: 20/07/30(木)21:19:30 ID:QTT
ほうほう聞いてるで
サンガツやで
続けてクレメンス
20: 20/07/30(木)21:20:13 ID:Jn9
ウランみたいにめっちゃ原子番号の高い、いわゆる「超重原子核」は、それだけ大きな結合エネルギーを原子核に抱えてるから、分裂するとそれなりに莫大なエネルギーが出るんやで
21: 20/07/30(木)21:21:33 ID:QTT
単純に陽子電子中性子の数が増えるほどに
原子一個あたりのエネルギーも増えていくって解釈でええんかの
22: 20/07/30(木)21:22:52 ID:Jn9
>>21
結合エネルギーって意味では、基本的には「陽子の数」やな
中性子ってのは陽子同士をまとめるための接着剤みたいなもんやから、結合エネルギーにはほとんど寄与しない
23: 20/07/30(木)21:25:12 ID:Jn9
陽子ってのは誰でも知ってるようにプラスの電荷を持ってるが、その陽子同士がくっつこうとすると超至近距離になって電気の反発が物凄い事になるから、中性子が間に入ってくれないと結合できないんやで
24: 20/07/30(木)21:25:38 ID:x9t
質量欠損やぞ
25: 20/07/30(木)21:26:24 ID:QTT
電子が陽子とバランスとってると思ってたけど
そう単純な話ちゃうのね
26: 20/07/30(木)21:28:10 ID:Jn9
原子核内の陽子数が増えれば増えるほど、原子核内の反発もすごくなるから、その接合のためにそれだけ大量の中性子が必要になるんや
原子番号2のヘリウムは陽子2に対して1~2個の中性子で安定するが、原子番号92のウランは92個の陽子に対して140個以上の中性子が必要になる
27: 20/07/30(木)21:29:31 ID:QTT
ワイの曖昧な理解やと
核分裂のときは質量だったエネルギーが
熱エネルギーに変わる

核融合のときは
原子っていう構造に使われていたエネルギーが
一個の原子に融合しちゃうときに余剰として熱エネルギーになっちゃう

っていう感じだったんやけど
28: 20/07/30(木)21:30:11 ID:Jn9
しかも、単に多ければいいってもんじゃなくて、陽子と中性子の数は相当に微妙なバランスで成り立ってる
中性子がバランス点より一個でも多かったり少なかったりすると、原子核が不安定になって、その不安定さを解消するために放射線を出して安定になろうとするんや
これが「放射性物質」やな
29: 20/07/30(木)21:31:01 ID:QTT
そんな中性子必要なんか
ウランの放射能って基本中性子線ってやつなんか
30: 20/07/30(木)21:32:23 ID:QTT
なんかわかってきたわ
放射能ってそういうことか
31: 20/07/30(木)21:33:36 ID:Jn9
不安定な原子核を持つ放射性物質は、安定な原子核になろうとして余分なモノを放出するんや
ウランとかラジウムとかの重原子核は、その原子核から陽子×2+中性子×2で出来たアルファ粒子(ヘリウム原子核)を叩き出して、原子番号が下がっていく
これを「アルファ崩壊」って言う
32: 20/07/30(木)21:34:59 ID:Jn9
原子番号が2ずつ下がっていき、たまにベータ崩壊(中性子が陽子+電子に変化して原子番号が1上がる)を交えながら、原子核は「鉛」を目指すんや
鉛は、存在するすべての原子核が安定やから、それ以上は自然崩壊せんのや
33: 20/07/30(木)21:37:00 ID:QTT
鉛が安定なんか
34: 20/07/30(木)21:37:32 ID:Jn9
で、いわゆる核燃料に使われるウランなんやが、天然のウランに3%ほど含まれるウラン235っていう核種があるんや
これはそのままでもそれなりに放射性がある核種なんやが、こいつが何らかの理由で中性子を吸収してウラン236になると、これが極めつけに不安定な核種で、悠長にアルファ崩壊なんてせずに一瞬で「ばかっ」と砕けるんや
これがいわゆる「核分裂」や
36: 20/07/30(木)21:38:20 ID:QTT
ほうほう
38: 20/07/30(木)21:39:27 ID:Jn9
思いっきり「ばかっ」と砕けるから、この時に莫大なエネルギーが出る
おまけにそんな砕け方をするから、それで出来る分裂核種もこれまた不安定で、強い放射能を持つことになるんやね
39: 20/07/30(木)21:39:40 ID:QTT
ワイも文系やったんで最近趣味で学び始めたんや
41: 20/07/30(木)21:41:17 ID:Pcf
つまり核分裂はほぼウラン235(236)の事を指してるってことなんやな
42: 20/07/30(木)21:42:08 ID:K0B
プルトン君について教えて下さい
43: 20/07/30(木)21:42:29 ID:QTT
プルトニウムでもオッケーらしいけど(長崎型原爆や原子炉はプルトニウム)
違いはよくわからん
45: 20/07/30(木)21:43:45 ID:Jn9
>>43
せやで
プルトニウムも同じ理屈で、中性子吸収で核分裂を起こす
基本的に、この核分裂を起こせる物質は、ウランとプルトニウムだけなんや
44: 20/07/30(木)21:42:46 ID:Jn9
ウラン235はそれ自体が放射性で、既に書いたアルファ崩壊をするんやが、このアルファ崩壊の時にアルファ粒子だけでなく、余剰の中性子もいくつか飛び出す
で、近くに同じウラン235原子核があって、それにうまく吸収されると、このウラン236へ変換されて核分裂が起こるんや
もちろん核分裂でも中性子は幾つも出るから、また近くにあるウラン235に吸収されて核分裂が継続する
こうやって核分裂が連鎖反応を持続してる状態が、いわゆる「臨界」や
46: 20/07/30(木)21:46:00 ID:QTT
頑張れば他の物質でも核分裂起こせるけども超難しい
現実的に出来るのがウランとプルトニウムっていう理解でオッケー?
47: 20/07/30(木)21:47:17 ID:Jn9
>>46
まぁその理解で問題ないで
原子一個二個のレベルならどんな物質でも粒子加速器とか使って核分裂させることはできるけど
臨界によって自発的な核分裂に至れるのはウランとプルトニウムだけや
48: 20/07/30(木)21:47:54 ID:QTT
>>47
サンガツやで
49: 20/07/30(木)21:48:18 ID:aYT
核が分裂してエネルギーが発生するんやで
50: 20/07/30(木)21:48:54 ID:Jn9
ちなみにプルトニウムは安定核種が皆無やから、天然には自然に存在しない
ウラン原子炉を運転することによって、燃料に含まれるウラン238が変化するから、それを集めるしかないんやで
51: 20/07/30(木)21:52:09 ID:FwO
不安定な放射性同位元素に中性子を高速でぶつける事で不安定な原子の原子核の位相の歪みが発生することでタキオン粒子が生じそれが高速で螺旋運動をする事によりプラズマが発生し光と熱エネルギーが生じる
その熱エネルギーを利用して水を水蒸気に変換しそれを使い発電機のタービンを回すことにより電気を発電する
52: 20/07/30(木)21:53:12 ID:QTT
前から思ってたんやけど
そもそもエネルギーって何や
53: 20/07/30(木)21:54:00 ID:Jn9
>>52
それはさすがに簡単には答えられんなあ
56: 20/07/30(木)22:09:05 ID:Kf5
>>52
エナジーや
57: 20/07/30(木)22:10:35 ID:QTT
>>56
言い換えただけやないかい!
54: 20/07/30(木)21:56:38 ID:QTT
純粋なエネルギーってもんは自然界というか宇宙にはないっていうか
素粒子とか原子とかの組み合わせとか熱とか質量?とかいうかたちとして存在すること自体がエネルギーの現れというかそういう感じの理解でええんかな
55: 20/07/30(木)22:00:39 ID:QTT
まあなんにせよ
核分裂がどういうもんかなんとなくわかったで
サンガツや
どすこいポイント10000ポイント進呈や
35: 20/07/30(木)21:37:47 ID:Pcf
おんJでも稀にみる丁寧でわかりやすい解説


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