水素と酸素を反応させて爆発させることによって、燃料電池などに応用する技術が知られていますが、この反応と水素爆弾による反応はどう違うのでしょうか?

できるだけわかりやすくお教えいただければありがたく存じます。

よろしくお願いいたします。

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A 回答 (2件)

水素と酸素の化学反応は燃焼と言う現象で生成物としては水ができますね。

この時できた水の中には水素も酸素もそれぞれの原子が元のまま存在しています。一般にいう化学反応は原子そのものは変化してしまうことはなく、複数の原子が互いの原子の最も外側にある電子の部分だけで結合したり離れたする現象です。従って水素と水を反応させた結果得られる水の分子式はH2Oで水素2つと酸素が結びついたことが見て取れます。

ところが核融合では原子そのものが別の原子に変わってしまいます。水素同士の核融合反応では得られる物質はヘリウムです。水素がヘリウムという原子に変わってしまっているのです。これは普通の化学反応と異なり原子の外を回る電子だけでなく、原子の中心にある原子核の部分まで反応進んで原子核を構成する部品(陽子や中性子)まで結びついた状態になってしまいます。こうなるともはや水素は水素ではなくなってしまいます。ただしこのような現象は非常に高い温度や圧力のもとでしか起こらないので、身近に見る核融合反応といえば太陽ぐらいでしょう。核融合反応では元の原子より原子番号の大きな(重い)原子ができます。

原子炉などに使われているのは核融合の逆の反応で核分裂と言う反応です。ウランやプルトニウムなどの非常に重い元素の同位体と呼ばれる不安定な原子(放射線や中性子を出しながら崩壊していく)をある密度以上に集めると、崩壊の際に放出される中性子が回りの原子に飛び込み、更に当たった原子の中性子をたたき出すと言う連鎖反応が起こり鼠算的にその数が増えていきます。このまま放っておくと、急速に反応が進み原爆になってしまいます。それでは困るので、飛び出した中性子の内の必要以上の分を吸収して連鎖反応の進み方をコントロールしたのが原子炉です。

核分裂より核融合の方が取り出せるエネルギーははるかに大きく、核分裂と異なり放射能の危険も無いのですが、ただし温度があまりにも高く安定して行わせることができないので、核融合炉というのは今のところできていません。

ちなみに燃料電池では水素と酸素を反応させてはいますが爆発も炎を出すような燃焼もさせてはいません。先に述べた通り水素と酸素の反応は原子の外側にある電子のレベルでの問題なので、この反応が起こるとき電子が移動します。電子が移動すると言うことは電流が流れると言うことです。通常の化学反応ではこの電子の動きは勝手な方向に起こるため電流を取り出すことはできませんが、固体電解質という特殊物質上でこの反応を行わせることにより、方向をそろえることができるのです。方向がそろった電子の移動があればそれは一定方向に電流が流れる事を意味しますので電力が取り出せるのです。この他にも最新の技術を利用した発電設備にMHD(磁性流体)発電等と言うのもあります。興味があれば検索してみてはいかがでしょう。
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燃料電池は水素と酸素の化学反応


水素爆弾は原子核の大規模な核融合反応を利用したもの
です。

参考URL:http://mext-atm.jst.go.jp/atomica/15150103_1.html
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 ……あいにく、ニンゲンはすき好んで濡れてますからご心配なく(笑)

(3)「あ~よかった。無事に出て来られてよかったね~」と、慰めてくれているつもり(笑)
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と、私は解釈しています。
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我が家の一番年上の猫がかつてそんな感じでした。懐かしい……。

(1)身体が濡れたり、時には強制的に洗われちゃったり(笑)と、嫌な事が起こる場所だから、怖い。でも、猫好みの適度に狭い閉鎖空間で、しかも扉が閉まっていて入れない事も多い場所なので、好奇心としては興味がある。でも閉められちゃうと嫌な事が起こりそう!

(2)自分が濡れるのは嫌いだから、きっとニンゲンも嫌いだろうと、いらぬ心配をしてくれている(笑)。
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Q燃料電池の問題で 反応に使われる水素と酸素の標準状態における体積は等しい。 と見たのですが何故ですか

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結局出来上がるのは水(H2O)です。
生成物中の原子数比で「2:1」
水素も酸素も分子を作るためには2原子必要です。
分子数比でも「2:1」になるのは自明です。
よって、
>反応に使われる水素と酸素の標準状態における体積は等しい。
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Qお風呂で大泣きします

5ケ月の男の子のパパです。
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やはり、くしゃみが原因なのでしょうか?時間が経てば元通りのお風呂好きに戻ってくれるのでしょうか?

Aベストアンサー

現在7ヶ月のうちの子も、3~4ヶ月頃から泣くようになりましたよ。
やっぱりパパが入れてて、それまではお風呂大好きだったのも一緒です。

私が入れてみたりもして原因を色々探しましたところ、いきついた答えは『成長したから』。…ジョークではないです。
デリケートになったというか、記憶力というか、トラウマというか、自己主張するようになったのかなと。

原因は結局色々で、うちの場合まず始まったのが『お風呂の時間が遅い=眠い』からでした。(これは私でも泣きました)
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今はお風呂で毎回泣いたりはしませんが、それでも時々ちょっと…はあります。(アヒルちゃんが嫌!とか、パパのかまいすぎとか、姿勢が嫌とか…本当に自己主張が強くなりました;)

最近は人見知りや後追いもはじまっているので、眠いとか機嫌が悪いと私でないと泣き止みません。まあ一日中一緒にいますから、ママが心のよりどころになっちゃうのは仕方ないです。パパはいじけますが;

ちなみに義妹のうちもやっぱりそのくらいからお風呂で(もちろんパパが入れるとです)毎回泣くようになり、パパがいじけてました。
ちなみに、その後やっぱり3人でお風呂に入ったそうですよ。

現在7ヶ月のうちの子も、3~4ヶ月頃から泣くようになりましたよ。
やっぱりパパが入れてて、それまではお風呂大好きだったのも一緒です。

私が入れてみたりもして原因を色々探しましたところ、いきついた答えは『成長したから』。…ジョークではないです。
デリケートになったというか、記憶力というか、トラウマというか、自己主張するようになったのかなと。

原因は結局色々で、うちの場合まず始まったのが『お風呂の時間が遅い=眠い』からでした。(これは私でも泣きました)
その後、『石鹸が冷た...続きを読む

Q燃料電池は石油燃料よりずっとクリーン?水素の取り出し方?

燃料電池はクリーン?水素の作り方?

燃料電池について興味があっていろいろ自分なりに調べてみました。ちょっと燃料電池について興味があって、過去ログや自動車会社のページを見ていたのですが疑問があります。

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(2) たとえば、メタノールなどをそのまま燃やす場合と、環境へのやさしさやエネルギー効率はどう変わるのでしょうか?

Aベストアンサー

MiJunです。

>メタノールをエネルギー源に使うことが、温暖化の解決になるのかな、ということですが。
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一番いいのは大人のお風呂を毎日たてるようにすることなのでしょうけれど、この時期以降の赤ちゃんには、やっぱり毎日のお風呂は欠かすべきではないのでしょうか。生まれてこのかたお風呂に入れなかった日がないので、ふんぎりがつきません。例えば1日おきにお風呂ぐらいでもいいのでしょうか。

Aベストアンサー

ウチの場合は毎日お風呂に入れています。
一日の汚れを落す理由もあるのですが、
お風呂に入れた方が体がポカポカして寝やすいのかな。と思ってます。
お風呂に毎日入る習慣が付いてるので、入らない時は寝つきが悪いことが多いです。

寝つきが悪いとか、垢がたまる、オムツかぶれなどがないのでしたら、一日置きでも別に問題はないのかな?って思います。
一日置きでお風呂に入れたいのであれば、
まずは一日お風呂入れないで様子をみて、大丈夫なようでしたら、一日置きでもいいかと思います。

まだ6ヶ月の時ならそれでいいかもしれませんが、
外で遊ぶことが多くなるとばい菌もいっぱいなので、
その位の年齢になったら毎日入れたほうがいいのかな?って思います。

Q水素爆発を起こした水素はどこから来た?

 「水素が建屋になぜある?」という質問がありました。解決済みになっていますが、得心がいきません。炉心でジルコニウムと反応して水素が生成されたのが正しいとして、また、水素が隙間をすり抜けるとして、なぜ鋼鉄製の圧力容器や格納容器は漏れて、コンクリート製の建屋からは漏れないのか、分かりません。建屋からも漏れたら大気中に拡散して爆発しなかろうに。1~4号機ともに、核燃料貯蔵プールが水素の発生場所なのではないのでしょうか? とすると、水素発生に超高温は必要ないことになるのか? 水素の挙動がまったく分かりません。

Aベストアンサー

QNo.6597663「密閉容器から水素が漏れる理由」
と類似の質問のようです。

上記質問の回答にも書きましたが、
質問者の疑問は当然と思います。

1.「どこから水素がきたか」
格納容器や圧力容器に損傷はなく、外部に接続されている配管にも損傷がなければ、水素が原子炉燃料棒と水との反応で発生したとしても、建屋には絶対にたまりません。水素の分子量が小さくても、圧力容器や格納容器、配管の器壁を通して建屋を吹き飛ばすような水素が漏れだすことは絶対にありません。それが可能なら水素ガスボンベは使い物になりません。

原子炉の圧力が上がって、圧力容器内の水蒸気や、発生した水素があるとして、それらをベントで抜いても、建屋には絶対に水素はたまりません。写真を見ればわかるようにこれらのガスは、建屋の隣に設置された排気塔から排出されるはずです。

2.「どこで発生した水素か」
格納容器や圧力容器、外部に接続されている配管に損傷がなければ、建屋にたまった水素は、建屋内の開放された部分からの発生とするしかありません。とすれば、質問者の言われるように核燃料貯蔵プールが水素の発生場所として妥当と思われます。単なる水の熱分解で水素を発生させるとすれば、3000℃程度以上の温度が必要のようですが、使用済み核燃料が、そこまで温度上昇して水蒸気と接触した様子がないとすれば、単なる熱分解ではないでしょう。あるいは、部分的に高温になっていたことも考えられますが。水は常温でもある種の金属(アルカリ・アルカリ土類金属など)と反応して水素を発生します。温度が上がれば、「超高温」でなくても金属と反応するので、ジルコニウムとだけとは限定できないかもしれません。
また、水は放射線によっても分解して水素を発生することをつけくわえておきます。

3.「格納容器や圧力容器、外部に接続されている配管のどこかにに損傷がある」
使用済み核燃料プールに可能性がなければ、これを考えざるを得ません。

4.「専門家のいうことだけではダメだ」 
東電、保安院、政府、専門家の発表や見解では、まるで明らかにはならない。彼らもいまだに原因をつかめていないと思われるので、どこが原因かははっきりしないのだろう。それでも何かつじつまの合うような話をしてもらいたいものだが。
同様に、ここのQAサイトの回答も合理的でないものが多数見受けられるようだ。

原子炉燃料や使用済み燃料の温度が上がって溶けたら、なぜ困るのか、それすら説明がない。溶けただけでは放射性物質は飛散などしないはずだ。3000℃以上の高温で溶けるから飛散するようになるのだろう。500℃くらいで溶けるようにしといたらどうだ。

最後は質問とは関係なかったか。

ttp://www.nsc.go.jp/senmon/shidai/kakunou/5/ssiryo2.pdf

QNo.6597663「密閉容器から水素が漏れる理由」
と類似の質問のようです。

上記質問の回答にも書きましたが、
質問者の疑問は当然と思います。

1.「どこから水素がきたか」
格納容器や圧力容器に損傷はなく、外部に接続されている配管にも損傷がなければ、水素が原子炉燃料棒と水との反応で発生したとしても、建屋には絶対にたまりません。水素の分子量が小さくても、圧力容器や格納容器、配管の器壁を通して建屋を吹き飛ばすような水素が漏れだすことは絶対にありません。それが可能なら水素ガスボンベは使い...続きを読む


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