加速器を使って超ウラン元素が現在までに118番目まで作られているようですが
こんな元素を作ってどんな意義があるんでしょうか?
頑張って作っても猛烈に放射線を出して、数ミリ秒単位であっという間に崩壊して
人間に役立つことなんてあるんでしょうか?
ここから得られる新しい科学的知見も少なそうで、
行き詰まり学問のように感じるのですが・・・

A 回答 (2件)

超ウラン元素、ウランより原子番号の大きい元素のことですね。



一応、一部ですが超ウラン元素にも用途があります。
たとえば、
プルトニウム:人工衛星用の電池(原子力電池)
アメリシウム:煙感知器用
カリフォルニウム:原子炉の初期臨界用中性子源(原子炉の着火源)
といったところでしょうか。

また、「原子番号114番(ウンウンクアジウム)あたりに安定な同位体がある」という理論上の予測(安定の島)を証明するためでもあります。
(参考URL参照)

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%89%E5%AE%9A% …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
原子力関係以外ではアメリシウムの煙感知器くらいが応用例みたいですね。
安定の島が壊変せずに安定しても、たぶん人体には化学的には重金属で有害なんですよね・・・

お礼日時:2011/05/06 00:29

>数ミリ秒単位であっという間に崩壊して


それがわかっただけでも、大きな成果ではないですか。
未知の元素だから、何がおきるかわからない。だから試してみる。

宇宙(でなくてもよいですが)を観測すると、数ミリ秒で消えてしまう放射線が見つかることがあって、その時「あ、これは、×××に固有な性質だ」ということを知っていれば、その後の対応が大きく変わることでしょう。
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この回答へのお礼

たしかに知的には成果なんですが、その実は労力に比べて
非常に少ないと感じます。超ウラン元素以前の元素の発見には
まだ意義を感じることはできるんですが・・・

お礼日時:2011/05/06 00:27

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まず、原子番号 Z, 質量 m の粒子が磁場 B で運動する場合、
サイクロトロン周波数 f は、円運動の運動方程式から

 (1)  f = (ZeB)/(2πm)

と書けます。e は素電荷です。
また、相対論的効果から、運動エネルギー T を持つ粒子の質量は

 (2)  m = m0 (1 + T/E)

と書けます。m0 は静止質量、E は静止エネルギーです。
T が大きくなるほど m は大きくなっていき、
f の分母もそれに伴い大きくなっていきますから、
結果として周波数 f は下がっていくことになります。

よって、ちょっと不思議な感じもしますが、
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そのうち減速フェーズに入ってしまいます。
ここが普通のサイクロトロンの限界です。

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さて、ではこの問題を解決するにはどうしたらいいでしょう?
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 (A) 高周波電圧の周波数を f の低下に合わせて下げていく
 (B) 磁場を外側に行くほど強くする

(A)は素直に納得できるでしょう。このような方式のサイクロトロンを
『シンクロサイクロトロン』と言います。
これによって数100MeVくらいまで加速できるようになりました。

(B)に関しては(1)式を眺めればわかると思います。
エネルギーが上がるほど m が大きくなるのですから、
それにあわせて B を大きくすれば f を一定に保てるわけです。
また、回転半径もエネルギーとともに大きくなりますから、
結局磁場は外側ほど強くなっていればいいわけです。

ただしこのような形の磁場は粒子を発散させてしまいますので、
粒子の軌道にそって磁場の強弱をつけることでビームを収束させます。
このような方式のサイクロトロンを『AVFサイクロトロン』と言います。


ご質問の文脈から判断しますに、
相対論的効果によるサイクロトロン周波数の変動問題を超伝導が解決した、
という認識を持たれているようですが、それは誤りでしょう。
周波数の問題はこういった技術が解決していったのです。

超伝導の技術が可能にしたことは、
とにかく強力な磁場が作れるようになったこと(超伝導電磁石)、
それから高周波電場の電力効率の向上(超伝導空洞)でしょう。
より効率よく高エネルギーに加速して、
より強い磁場でその粒子を曲げられるようになったわけです。

また、現在の高エネルギー加速器はサイクロではなく
『シンクロトロン』のほうが主流です。
その最大エネルギーたるや、もはや GeV を超えて TeV の領域です。


それぞれの加速器について興味があれば調べてみて下さい。
(私も加速器を使う人間ですが、いわゆる『加速器屋』ではないので
あまり専門的すぎるお話は出来ません^^)

おはようございます。

まず、原子番号 Z, 質量 m の粒子が磁場 B で運動する場合、
サイクロトロン周波数 f は、円運動の運動方程式から

 (1)  f = (ZeB)/(2πm)

と書けます。e は素電荷です。
また、相対論的効果から、運動エネルギー T を持つ粒子の質量は

 (2)  m = m0 (1 + T/E)

と書けます。m0 は静止質量、E は静止エネルギーです。
T が大きくなるほど m は大きくなっていき、
f の分母もそれに伴い大きくなっていきますから、
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>平均の速さ=移動距離÷時間なのはわかるのですが

「移動距離」とは「終わりの位置」-「はじめの位置」ですね。
つまり

 平均の速さ=(「終わりの位置」-「はじめの位置」)÷(「終わりの時間」-「はじめの時間」)

です。
 これが理解できれば

 平均の加速度 = (「終わりの速さ」-「はじめの速さ」)÷(「終わりの時間」-「はじめの時間」)

ということが分かりますね。

 なお、「加速度」から直接「位置」「距離」は求まりません。「速さ」が時々刻々変わっているからです。「加速度」の平均から「時々刻々の速さ」を計算し、そこから「平均の速さ」を求めます。

 例題の場合には、「5秒間等加速運動をし、最終的に速さが0.4m/秒になった」ということは、

  平均の加速度 = ( 0.4 m/秒 - 0 ) / 5秒 = 0.08 m/秒 /秒 
  (1秒間あたり、0.08 m/秒 ずつ速度が増す)

 これで、1秒ごとの速さを計算すると
  1秒後:0.08 m/秒
  2秒後:0.16 m/秒
  3秒後:0.24 m/秒
  4秒後:0.32 m/秒
  5秒後:0.40 m/秒
ということになります。
 この5秒間の「平均の速さ」は、時間の中間点である 2.5秒後の「0.2 m/秒」ということになります。

 この5秒間に進む距離は、「平均の速さで5秒間進んだ」ものと同じなので、
  0.2 m/秒 × 5秒 = 1 m
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  1秒後:0.08 m/秒
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  4秒後:0.32 m/秒
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なので、この10秒間の「平均の速さ」は、時間の中間点である 5秒後の「0.4 m/秒」、この10秒間に進む距離は「平均の速さで10秒間進んだ」ものと同じなので、
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>平均の速さ=移動距離÷時間なのはわかるのですが

「移動距離」とは「終わりの位置」-「はじめの位置」ですね。
つまり

 平均の速さ=(「終わりの位置」-「はじめの位置」)÷(「終わりの時間」-「はじめの時間」)

です。
 これが理解できれば

 平均の加速度 = (「終わりの速さ」-「はじめの速さ」)÷(「終わりの時間」-「はじめの時間」)

ということが分かりますね。

 なお、「加速度」から直接「位置」「距離」は求まりません。「速さ」が時々刻々変わっているからです。「加速度」の平均...続きを読む

Q日本語音声&英語字幕のアニメDVDを探しています

英語学習用途でPCで再生するつもりです。TOEIC500点程度であるため、リスニング用途ではありません(リスニング用途には難しいという意見も多いです)。
↓などは確認しているのですが、DVDで欲しいと考えています。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1181764411
http://matome.naver.jp/odai/2140522083945395801

もし無ければ、YOUTUBEでも良いのですが。。。

Aベストアンサー

質問の意図が分かりにくいので、もしも、的外れだったり、失礼だったりしたらスミマセン。

最近のディズニー&ピクサーのDVDは、
ほぼ全て、
「日本語音声・英語音声・日本語字幕・英語字幕」の作品です。
(そして、上記のような音声・字幕コンテンツは、他社の作品でも大量にあります。)

DVDの再生時に、音声設定・字幕設定を調整すれば、
「日本語音声&英語字幕」にできます。

もちろん「英語音声&日本語字幕」も、
「英語音声&英語字幕」にもできます。

つまり、
>日本語音声&英語字幕のアニメDVD
はいくらでもあります。

お近くのTSUTAYAでは、そういう作品をいくらでも確認できるはずです。

(例えば、
英語学習初心者向け(・子供向け)につかえる
『日本昔ばなし』・『くまのプーさん』等々です。)


>日本語音声&英語字幕のアニメDVD
を観て、
その先の何かを目的とされているようですが、
質問文では、その部分(本当の目的)が明確で無い為に、的確な回答が思いつきません。


本当の目的を、再度、書きなおして質問されると良いと思います。
(勘違いも甚だしい回答だったらスミマセン。)

質問の意図が分かりにくいので、もしも、的外れだったり、失礼だったりしたらスミマセン。

最近のディズニー&ピクサーのDVDは、
ほぼ全て、
「日本語音声・英語音声・日本語字幕・英語字幕」の作品です。
(そして、上記のような音声・字幕コンテンツは、他社の作品でも大量にあります。)

DVDの再生時に、音声設定・字幕設定を調整すれば、
「日本語音声&英語字幕」にできます。

もちろん「英語音声&日本語字幕」も、
「英語音声&英語字幕」にもできます。

つまり、
>日本語音声&英語字幕のアニメDVD
はい...続きを読む

Q明日崩壊するウランと1万年後に崩壊するウラン

 たとえばウランなどは半減期があって、少しづつ
崩壊するようですが、では明日崩壊するウランと
1万年後に崩壊するウランでは何か違うのですか?
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 放射性元素のほかに半減期があるものを考えてみたのですがなかなか身近なものが見つからず、理解できません。なるべくわかりやすく教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

これは量子論効果の現れる最も身近な現象の1つですね。

量子論では全ての現象は確率でのみ記述できるとされています。
例えば1つのウラン原子を持ってきて、そのウランをある状況下に放置したとします。
この原子のおかれた様々な状態を考慮してごちゃごちゃ計算するとある時刻にウランが崩壊している"確率"を求めることができます。
言い換えれば、観測する前は「崩壊しているかも・していないかも」という状態なわけです。
さらに極論に走れば「観測しないうちは崩壊している状態と崩壊していない状態が混在していて観測することでどちらの状態かが決定される」ということもできます。

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これがシュレディンガーの猫です。

シュレディンガーの猫はおいておくとして、
とりあえず覚えておいて欲しいのは「今の状態を完全に把握できても、未来で何が起こるかを完全に予言することはできない。未来がどうなるかの"確率"を予言できるだけだ」ということです。

これは量子論効果の現れる最も身近な現象の1つですね。

量子論では全ての現象は確率でのみ記述できるとされています。
例えば1つのウラン原子を持ってきて、そのウランをある状況下に放置したとします。
この原子のおかれた様々な状態を考慮してごちゃごちゃ計算するとある時刻にウランが崩壊している"確率"を求めることができます。
言い換えれば、観測する前は「崩壊しているかも・していないかも」という状態なわけです。
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論文自体のURLをここで示すのはちょっと違反ですね。
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Aベストアンサー

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あとは簡単かと。

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あと、答の単位の中の m は cm ではないでしょうか。


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