核融合を中学生にわかるように説明したいのですが・・・

核融合を中学生にわかるように説明したいのですが、どう説明したら良いかが全くわかりません。
明日に説明をしないといけないので、ぜひ教えてください。

No.1 回答者： porilin 回答日時： 2006/04/18 20:02

ここをご覧になってはいかがでしょう？

＞http://www.nifs.ac.jp/study/index.html
このページを直接見せられれば良いでしょうが、無理なら要約して

No.2 回答者： sanori 回答日時： 2006/04/18 22:29

図は、ここに書けませんが、私だったら、こう説明しますよ。

【悪い説明の例】
アインシュタインの特殊相対性理論によって、質量とエネルギーとの等価性が示された。このことにより、核分裂や核融合によって質量欠損を増加させるとき、それはエネルギーに変化する。
核融合の技術としては、当初、トカマク型若しくはトーラス型プラズマ核融合が考えられ研究されたが、２０年ほど前からレーザー核融合が脚光を浴びている。
しかし、いずれも実用化には至っていない。


【私の説明】
木とか紙とか油が燃えるときって、炭素と酸素がくっついて炭酸ガス（二酸化炭素）になるって知ってる？
つまり、燃えカスが炭酸ガスなんだよ。

それから、ホッカイロって知ってる？
あれはね、金属が酸素とくっついてサビになるとき、熱を発生するのを利用してるんだよ。
この場合は、錆が燃えカスだね。

こういう化学反応っていうのは、原子と原子がくっつくっていうことだよ。２この団子がくっついてる串団子みたいな感じだね。


そして、いよいよ核融合の話をするよ。
核融合っていうのは、化学反応と違って、２個の団子が１個のお団子になっちゃうんだよ！！！
これは、実は、すごいことなんだ。

「錬金術」っていう言葉を聞いたことがあるかな？
昔、お金儲けをしたい人達が、金とは違う他の物質から、化学反応で金を作ろうとする研究が盛んに行われたんだ。
でも、どんなに頑張っても、金は作れなかった。
つまり、金は「元素」だったんだ。
元素というのは、他の元素には変身できないから、化学反応をいくら工夫しても金ができるわけないよね？・・・って、どんな優秀な科学者でも、１００年ぐらい前は、そう思ってた。

ところが、その後、驚いたことに、元素同士（原子同士）が合体したり分裂したりして、全く別の元素に生まれ変わることができることがわかってきた。
キュリー婦人の伝記は読んだことあるかな？　１００年ぐらい前、キュリー婦人がいた時代から、やっと少しずつ分かってきたことなんだよ。

今使われている核分裂の原子力や核融合は、化学反応とは違って、僅かな燃料でも、とてつもない熱（エネルギー）が発生するんだ。
これは、アインシュタインっていう有名な学者の理論とぴったり一致するんだ。
広島と長崎に落とされた原子爆弾も、それぞれ、たった１発で、大きい被害が出たよね。
（アインシュタインは、戦後、反戦・平和活動に尽力したことも忘れてはいけない。）

核融合で一番有名なのは、宇宙で一番軽い元素である水素が２個合体して、１個のヘリウムに変身しちゃう反応だよ。
つまり、ヘリウムが燃えカスだよ。

ヘリウムって聞いたことあるでしょ？
口から思い切り吸い込んだ後に声を出すと、音程が高くなって、別人の声に聞こえちゃう、あれだよ。
デパートの売出しで子供に配ったり、夜店で売ってたりする風船にも入っているんだよ。
だから、ヘリウムは地球に、ちゃんと存在している元素なんだ。

ところがね、
ヘリウムが最初に発見されたのは、なんと！
地球上ではなくて、太陽だったんだ！！！

ちょっと、ここは難しい話になるけど、
プリズムっていうのに太陽の光を入れると、虹みたいに赤～黄～緑～青～紫に分かれるよね？
それをよーく見ると、ところどころ、黒線が入っているんだ。
そしてね、その黒線は、地球上で水素の実験したとき、水素から出る光をプリズムに通したときに現れる線の場所とピッタリ一致したんだ。
だから、太陽には水素があることがわかったんだね。

だけどね、どうしても、地球上で、それまで実験した色々な元素の光と一致しない線があることがわかってきた。
だから、その、未知の元素を、「太陽の神様」って言う意味の「ヘリウム」っていう名前にすることにしたんだ。

だけど、
その後、地球上を隅々まで、よーく調べていたら、ヘリウムの線と同じ光の線を出す元素が発見されたんだ。
それは、まさしくヘリウムだったんだね。

太陽にある元素は、大部分が、水素とヘリウムなんだよ。
じゃー、なんで、太陽には、水素とヘリウムがあるんだろうね？？？
　＝クイズ
（答え：　水素と水素が合体して出来た燃えカスがヘリウム）


---

以上までが、すんなり理解してもらえたら、発展的な解説として下記。

・従来、原子力といえば、ウラン２３５の核分裂。
・しかし、ウラン（天然元素では最も重い元素）は、地球上に僅かしかない元素。
・しかも、ウラン２３５は天然ウラン１４０個当たり１個しかない。残りは使えない。
・だから、残りの１３９個を使おうとして考えられたのが、高速増殖炉とプルサーマル。
・だけど、将来、核融合（Ｄ－Ｔ反応）が実現し、さらに将来的に、Ｈ－Ｈ反応まで実現すれば、地球上に大量に満ち溢れている海の水が燃料になる。

No.3 回答者： Scull 回答日時： 2006/04/19 01:47

中学生と言っても、学年で全然レベルが違うんですけど、

「水素と水素が猛烈に押しくらまんじゅうをして、ヘリウムという別の元素になる事」と説明しますね。まあ、細かい事は沢山ありますけどねえ。
どうして押しくらまんじゅうをするのかというと、
1.物にはお互いくっつき合おうとする性質がある(これはどうしてかはまだ分かってない)。
2.太陽の様に核融合をする様な場所は、そもそも水素がむやみやたらとある。
とします。

No.4 ベストアンサー 回答者： atom1 回答日時： 2006/04/19 06:13

　●頭や、下敷きをこすると摩擦の力で静電気＋と－が起　きます。

まさつする物質は、プラスチック、化学繊維の布や、衣類、天然ゴム、髪の毛、絹、硫黄、硝子・・などの電線の様に電気が通らない絶縁物とか（誘電体とも言う）物がよいです。
髪の毛がくっついたり、はなれたりする「あれ」です。
●＋電気を帯びたもの同士は反発する力が強くてくっつきません。－電気同士も反発し合ってくっつきません。これは昔フランスの、デュフェイと言う研究心の強い人が、毛皮、硫黄、硝子、絹などあらゆるものを手当たり次第こすり合わせて調べたら、どうしても２種類しか見当たらないことを発見したのです。後輩が区別するため＋と－の記号をつけたのです。この２つの性質は、この宇宙の自然を作った神様が設計したと考えるより他にないのです。

●だんだんと、後世の科学者が出てきて、＋－の電気の力を放出するものを分析していったら、原子と言う９０種類の電気で出来た小さな粒子を見つけたのです。軽い順に並べると、水素、ヘリウム、リチウム、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、ネオン・・・・金、銀、ララジウム、・・・ウラニウム

●この原子と言う粒が最後でもう分解できないのかと思ったら、まだ中に粒があって、その粒から、＋電気の力と－電気の力が放出されていることが分ったのです。

●すべての原子（英語でアトム回答者私のatom）の構造は、地球と地球の回りを回る月と同じ構造をしていて、地球に相当する中心の重い粒を原子核と言い、月に当る小さな小さな、粒子を、電子と名づけました。
　そして、原子核の中に入っているの陽子（プロトンとも言う）が＋の電気をもっていることを突き止めたのです。
　そして原子核の周りを回る電子（英語でエレクトロン）が－の電気を持っている事も分ったのです。

●軽い順から原子に番号をつけています。１番水素２番ヘリウム、３番リチウム、・・・９２番ウラニウムと。この番号は、実は原子核の中にある＋電気のプロトンの数でつけたのです。一番重い、原子爆弾のウラニウム（またはウラン）は、原子核の中に＋電気のプロトンを９２個も持っているのです。中が込み合っているので、分解しやすい性質を狙って、分裂爆発する原子爆弾に利用されたのです。

　逆に、１番の水素の原子核には＋のプロトン１個だけの水素と、電気を持たない中性子が１個入った合計２個の水素の原子核の水素（これを重水素、ジューテリウムとい言う）と、プロトン１個と中性子、２個入った原子核の水素（３重水素、トリチウム）の３種類あります。

　参考★プロトンの数で原子の性質が決まるので、３つとも水素です。
　
●水素はこれ以上分解できず、神様は、プロトンガ２個、３個、４個と融合して鉄まで行って一番安定するように設計してあることを、人間の智慧が発見しました。融合に一番活発なのは水素原子なのです。
太陽も、水素の原子核同士が融合してヘリウムになろうとしてエネルギーを放出していることを突き止めました。（突き止めた方法は省略）

●そこで水素の原子核同士を太陽に真似て融合し、エネルギーを取り出したくがんばっているのです。

●ところが原子核の中には＋電気のプロトンがいて＋電気同士は反発します。その力は猛烈に強く、火薬の爆発力程度では、到底くっつきません。近づくほど猛烈に強まるのです。ところが、その力に打ち勝って１０のマイナス１３乗の距離まで近づけてやると、そのとたん、水滴がくっつく様に２つの核が融合する秘密を見つけたのです。

●その近づける手段として、原子核にエネルギーを与えるわけですが、分り易い説明として、水でも金属でも熱を加えると、原子の振動が激しくなり、お互いにてをつないでいられなくなり（君たちと同じです暴れていたら手をつないでいられないでしょう）、個々の原子に分解して蒸気化しさらに激しく飛び回るのです。
　水は沸騰し水蒸気になって飛び回り、金属は溶けて液状になり、さらに気体になって高速で飛び回ります。

　
　●その考え方で、水素の原子核に、強力なレーザー光線のエネルギーを何十箇所からも一度に１点に集中照射するアメリカ方式と、超伝導を使った強力な電磁石の力で、水素の原子核の流れを（プラズマなどと言います）手ぬぐいを絞るようにして圧着するロシア方式で、温度のエネルギーにして１億度に上げ様とがんばっているのです。

　その温度で猛烈な勢いで反発力に打ち勝って衝突しくれ、とがんばっているわけです。１瞬でよいのです。

以上。