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2022/9/15
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地気環境は今 注目を集める雷発電 |
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地球環境は今・・・ 注目を集める雷発電 近年の温暖化の影響で、 森林火災や死亡原因にもつながる 落雷の発生件数が増加傾向にあります。 また、 激しさも増しつつあります。 温暖化と雷雨は実に相関関係があり、 温暖化が進行した場合進行すると、 大気中の水蒸気の量が増え、 雷が落ちる時の衝撃が強くなる。 従来は北極圏での落雷は稀なケース でありました。 ところが、 近年のグリーンランドの氷床の 融解のニュースからも分かるように、 他のエリアに比べても２倍の速度で 温暖化が進行している。 そして、 この調子でいくと今世紀末には 落雷件数が２倍以上にも達する との研究結果もある。 人体や自然環境に有害な影響を 及ぼしかねない雷であるが、 その雷を新たなエネルギー源として 利用する動きも出てきています。 日本からは大阪市立大学や名古屋大学、 広島市立大学の研究者も加わった 日印の国際研究グループでは、現在、 雷の電力化を想定した研究が進められている。 ２０１９年３月１５日には雷雨の電気量の 測定方法に関する研究が英科学誌 「Physical Review Letters」の 電子版に紹介され反響を呼んだ。 雷は途轍もないほどの大きな力をもっており、 最大で１億３千ボルトの電気を放電している。 一般的な雷でも１億ボルト規模とも言われている。 とはいえ、 その数字を聞いてもピンと来ない人は多い事だろう。 身近な例で考えると、 落雷という一瞬の出来事で１００ワットの 電球９０億個分をすべて光らせることが 可能なレベルです。 言うなれば１家庭で消費する５０日分の 電気に相当するため、 原発停止に伴う電力不足が叫ばれる現状の 中で、 それを活用しない手はないでしょう。 雷の電気化を実現するための第１関門が、 雷雲の電気量の測定です。 地上の私たちの目では小さな雷雲に見えても 何億ボルトの電気を帯びているわけです、 その作業に被雷のリスクを伴うのは 間違いありません。 ちなみに、 通常は飛行機や風船を雷雲に向かって飛ばし、 電気量を測定するという方法がとられていますが そんな中、 今回の研究を導いたインドのタタ基礎研究所 により提示されたのがミュー粒子検出器を 使った方法です。 ２０世紀半ばまで「全ての原子は分子でできており、 その分子は原子核と電子から成り、 さらに原子核は陽子と中性子によって構成される」 という理科の教科書でもお馴染みの学説が 主流を占めていました。 物質を説明する上で電子は不可欠な 存在であったわけではあるが、 電子と類似の性質を持つ「ミュー電子」にも 密かに注目が集まっていました。 現在は宇宙を構成する根源的なレプトンと 呼ばれる素粒子の一種としてのミュー粒子が 定説となってます。 水素原子の陽子をミュー電子に置き換え、 それを大量に作るプロジェクトも進展しています。 地球に影響をもたらす宇宙線がさまざまな 粒子と相互作用する中で、 高層大気と呼ばれる地上から約４０～５０㎞の 大気圏内で作られているのがミュー粒子です。 ミュー粒子はその瞬間にもエネルギーを 失っており、 そのエネルギーの喪失分を何らかの装置で 測定可能であるというのが、 タタ基礎研究所の視点であります。 インドでは宇宙線の研究を進めるために GRAPES-3と呼ばれる観測施設を設置し、 宇宙線を測定するGRAPES-3顕微鏡を すでに開発済みです。 その高度な顕微鏡を用いた結果、 １秒間に１００万を超えるミュー粒子が 検出されたという。 さらに、 研究グループはその装置に電界を 追加することで、 頭上で発生する雷を観測可能であると 報告しています。 また、 雲を通過するミュー粒子のエネルギーの喪失分に 着目することで、 雷雨時の電気量をより正確に把握する ことが出来るという見解を示しました。 インドでは２０１１年から２０１４年までの間に、 合計１８４件の嵐が発生しています。 そのうち規模が大きかったのが７件。 １件を除くと気象状況が複雑化していたがゆえに、 既存の方法では電気量の測定することが 困難でした。 日本では東日本大震災以降、 原子力に代わる新たな電力源として 自然エネルギーに注目が集まっているものの、 水力、風力、太陽光、地熱、バイオマスを 合わせても電力量は全体の１５％程度 であるのが現状です。 自然エネルギーして雷を活用した 新たな発電システムの誕生にも 期待を寄せたいところです。 ＜参考：BEAUTY&ECOONE＞
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