カテゴリー: 物のしくみ

2011年の福島第一原子力発電所の事故で注目が集まったのが、

「放射線測定器」です。

放射線にはさまざまな種類があります。

原発事故で問題視される放射能はアルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線の

4種類です。

これらの放射線は人間の五感では感じとることができません。

そのため、測定器が必要になるのです。

その中で有名な測定器が、ガイガーカウンターです。

　　ガイガーカウンターとは

放射線測定器にはさまざまな種類があります。

歴史的に最も有名な測定器が「ガイガーカウンター」です。

これは、「気体の電離作用」を利用していて、放射能は装置内の気体が、

原子と衝突して電子を増幅することで放射線を測定しています。

放射線を検知し、回数をカウントできます。

　　半導体測定器とは

半導体測定器は、半導体に飛び込んだ放射能が半導体原子に衝突して

電子をだす「固体の電離作用」を利用しています。

この電子を電流として検知することで放射線量を測定するもので、気体と

固体の差はありますが、基本的にはガイガーカウンターと原理は似ています。

 

このように、さまざまな種類の放射線測定器がありますが、こうした装置を使っても

正確な測定は難しいとはいわれています。

 

原子力発電所の事故現場ならともかく、それ以外の地域の放射線量は小さいた

めに簡易的な装置では正確な検出をすることができません。

放射線測定器を個人で利用するときは、あくまでも目安としての利用にとどめて

おくべきだと思います。

　　日本国内においての生産は

1990年代までは、浜松ホトニクスが、簡易な実験的用途に適した小型軽量な

GM菅を製造していましたが、現在は製造を中止しているそうです。

　　まとめ

放射線測定器には、たくさんの種類があります。

1種類のみを利用した測定器が多いですが、複数の種類の測定器を搭載している

機種もあるみたいですね。

少し価格は高くなるとは思いますが、いろんな用途においてでも、正確な測定できる、

放射線測定器がいいですよね。

放射能が身体に与える影響は、はかりしれませんからね。

正確な情報が大切だと思います。

放射線測定器などを、使わないでいい世界になると良いですね。

最近、建設された商業ビルやホテルなどのエレベーターに乗られた方はわかるかも知れませんが、その多くのエレベーターは、非常に静かに運転していて、ほとんど揺れることがないそうです。

じつは、時速50km以上のスピードが出ることもあるそうですが、床に立てて置いたコインが倒れないほど、揺れがないというのです。

すごい技術ですよね。

なぜ、そんなに揺れが少ないのでしょうか。

現代の電動エレベーターはつるべ式（トラクション式）が使われている

つるべ式エレベーターの画像

現代の電動エレベーターは、多くの場合が、つるべ式（トラクション式）と呼ばれる方式を採用しているそうです。

「つるべ式」とは、人が乗り込む「かご」とバランスをとるための「重り」が巻き上げモーターを介してつなげられている方式です。

エレベーターのもっとも基本的なタイプになります。

「つるべ式」の特徴は、かごと重りをつり合わせているために、モーターにかかる負担が軽減されるので、モーターの容量を小さくすることができます。

その他の駆動方式としては「巻胴式」「油圧式」などがあります。

どの方式も「箱」が昇降するイメージとしては、ケーブルカーに似ていますね。

すなわち、箱の上下に取り付けられたローラーが、垂直方向に伸びたレールに沿ってガイドし、モーターにつながったロープに引っ張られながら移動するのです。

また、最近のエレベーターが、静かでほとんど揺れがないのは、センサーを使ったコンピューター制御によって実現された最先端技術のあかしです。

箱につけられた「速度度センサー」が揺れを感知すると、コンピューターがローラーレールの力関係を調整し、常に箱の振動が抑えれれるように制御されているのです。

エレベーターの歴史は紀元前

エレベーターの歴史は古くて、紀元前初頭ごろになります。

古代ギリシアの数学者、物理学者、発明家のアルキメデスが考案していました。

そして、ロープと滑車で操作するものを開発していたそうです。

当時は、人力で動かしていました。

その後、さまざまなエレベーターが開発されました。

人力以外のエレベーターが登場したのは、1835年になります。

そして、19世紀初頭には、水圧を利用したエレベーターがヨーロッパに登場しています。

工場などで実際に使用されていました。

そして、エレベーターの歴史上、最初に登場したのが「巻胴式エレベーター」です。

つるべ式（トラクション式）エレベーターは、1903年にニューヨークのビルに納入されたのが、最初となります。

その後、ニューヨークを中心に、高層ビルが増えるに伴い、普及していきました。

エレベーターの誕生は巻胴式（ドラム式）からはじまりましたが、今日のロープ式エレベーターの多くは、つるべ式（トラクション式）が採用されています。

巻胴式エレベーターの仕組み

巻胴式エレベーターの画像

ロープ式エレベーターの一種です。

巻胴式巻上機がワイヤーロープをドラムに巻き付けて、カゴを昇降させるシンプルな仕組みです。

つるべ式（トラクション式）とは構造が違っていて、つり合いオモリを使用しません。

オモリを使用しないため、大きな動力を必要としますが、設置スペースが縮小できますのでコストが削減できます。

ただし、巻胴式は長いロープの使用やロープの本数に限りがあるので、中高層用エレベーターのは不向きですので、低層用エレベーターに使用されます。

特徴としては、多くは1階のエレベーター横に巻胴式巻上機を設置することが多いですが、必ずしも1階に巻胴式巻上機を設置しなくてもエレベーターの横であれば設置が可能な場合もあります。

ロープ式エレベーターは、「巻胴式エレベーター」と「つるべ式（トラクション式）エレベーター」の2種類に分けることができます。

まとめ

最近は、あまり聞かなくはなりましたが、一時はエレベーターの事故が相次いで起きました。

多分、古いエレベーターで老朽化が原因だったとは思います。

最近のエレベーターは揺れが少ないですし、すごく良くなったように思います。

これからも、事故が起きないような安全な乗り物であってほしいですね。

冬の寒い季節には、寒さ対策にヒートテックを愛用している人は多いと思います。

着るのと着ないのでは暖かさが断然に違うと思います。

汗を外に出してくれるので、ぬれたりすることのない便利な下着です。

では、なぜ暖かくなるのでしょうか？

人間は何していなくても体全体から汗を出している

人は運動とかしなくても、1日に約0.8ℓもの汗を水蒸気として体全体から蒸発させているのです。

水蒸気は運動エネルギーを持っていて、これが繊維などに吸着（吸湿）すると熱を出します。

これが、吸着熱（吸湿熱）です。

水が蒸発する時に気化熱を奪うのと逆の作用です。

例えば、火災の時に水をかけるのはこの原理を利用して消化します。

ですので、どんな繊維も衣服も吸着熱作用を持っています。

では、どうして「ヒートテック」などの素材は暖かく感じるのでしょうか？

ヒートテックを着ると暖かくなるしくみ

発熱、保温、冷感、吸汗など、特別な性質を備えた衣類を「機能性衣類」と呼んでいます。

最近は、大手の衣料品メーカーだけでなく、大手のスーパーも独自のブランドを研究発表し販売にも力を入れています。

この「機能性衣類」の代表格である「ヒートテック」は、ユニクロと東レが共同開発し、さまざまな繊維や生地が組み合わされて、その特徴が活かされているのです。

レーヨンの優れた吸湿性

まず、肌に接する部分には、絹の肌触りのレーヨンが使用されています。

肌から放出された水蒸気はレーヨンの持つ優れた吸湿性によって水になります。

その際に凝縮熱が生まれて、繊維の温度が高くなるため、暖かさを感じるのです。

そして、レーヨンの外側にはアクリルが配されています。

細かく加工されて保湿性を高められたアクリル繊維は、体温や凝縮熱で温められた空気を保ちます。

さらに、アクリルの外側には異形断面を持つように改良され、速乾性を強化されたポリエステル繊維が配されており、汗をすぐに外へと運んで蒸発させるのです。

まとめ

あらゆるところで、人間の知能が活かされている感じがしますよね。

これからも、人の知恵で便利な世の中になっていってもらいたいですね。

期待したいですね。

フジッボはよく磯辺の岩や波消しブロックなどにくっついています。

一見、貝のように見えますが、実は甲殻類（こうかくるい）です。

しかし、このフジツボの接着能力が歯科医療を変えるかもしれない

のです。

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甲殻類（こうかくるい）とは

甲殻類とは、節足動物の分類群の一つです。

エビ、カニ、シャコ、フナムシ、オキアミ、フジツボ、ミジンコなどを含む

グループです。

深海から海岸、河川、湿地まで、あらゆる水環境に分布するが、主に海で

多様化しています。

 

フジツボは厄介者なの

フジツボは厄介ものと、いわれ嫌われることが多いですね。

それは、どこにでもくっつくし、死んでも接着力はそのままで変わらないです。

船底やロープなどに付着しているフジツボを見たことがある人も多いと思いますが、

たとえば、船底にくっつくと船の速度が落ちてしまい、燃費が悪くなってしまいます。

また、火力発電所や原子力発電所においては、海水を冷却用などに用いていますが、

海水を取り入れるパイプにフジツボが付着すると、管が詰まったり、取水効率が悪く

なったりするのです。

困ってしまいますよね。

 

フジツボの接着力は非常に強力です

厄介者のフジツボですが、接着力はすごく強力です。

マイナス195℃まで冷やしても、350℃まで熱してもはがれることは

ありません。

フジツボの接着剤をわずか1平方センチに塗るだけで300kgの重さの

ものが貼り付けられます。

したがって、船底についたフジツボをはがそうとするなら、鋼鉄の基材も

一緒に削りとらなければならないほどの接着力です。


水の中でも強力な接着力

そして、私たちがふだん使っている接着剤は、空気中でしか使うことが

できません。

空気中で接着剤を使ってくっつけたガラスでも水中に入れると、徐々に

はがれていきます。

これは、水がガラスに接着する力の方が、接着剤よりも何倍も強いからなの

です。

もちろん水の中で直接ものをくっつけることはさらに困難になります。

しかしフジッボは、水中でいろいろな表面にしっかりと接着することが、

できます。

すごい接着力ですよね。

 

フジツボの接着力が歯科技工に使える

このようなフジツボの強力な接着力に注目したのが、アメリカ・アクロン大学

のロジャー・ケリー博士です。

博士は歯の充填物（じゅうてんぶつ）に恒久的に使用できる接着剤として、

フジツボの接着剤を合成することで、特に歯科技工のための役立てようと

考えたのです。

そして、アクロン大学の研究室は、接着剤を採取して、2種類のタンパク分泌液

に分離することに成功しました。

1つは乳白色の液体で殻の材料になるものです。

もう一つは粘りけのある薄茶色の液体で接着機能を持つものと考えられています。

しかし、近年になって、このたんぱく質は、2つではなく何種類ものたんぱく質

の複合体であることが明らかになったのです。

現在、それぞれのたんぱく成分についての解析が進んではいますが、その数は

なんと、20種類にものぼります。

すべて、もしくはその中の数種類のたんぱく質がフジツボの強力な接着能力に

重要な役割を果たしていると推測されています。

いつか、この接着剤が人工的に合成できるようになれば、歯の充填物だけでなく、

さまざまな場面で活用できると期待されています。

楽しみですね。

現代社会においては、毎日どこかで、必ずといってもいいほど、お世話になっているのが、ICカードです。

主に交通機関の運賃の支払いや、コンビニエンスストアなどでの支払いに使用できる電子マネ一、すごく便利ですね！

どれぐらいのスピードで読み書きをしているのかな？

駅の改札機の認証時間？

駅の改札機の認証と読み書きにおいては、かかる時間はわずか、0.1秒という超高速で行われているそうです。

ICカードはどのようなもの？

ICカードとは情報（データー）の記録や演算をするために集積回路（IC）を組み込んだカードのことです。

今やICカードはあらゆる分野で導入され利用する人が、多くなっています。

サイフから現金を取り出して支払う手間が省けて、すごく便利になりました。

あらかじめ、カードに現金を入金（チャージ）しておくと、スムーズに精算を済ませることができます。

サイフに小銭が貯まってふくらんだり、サイフが重くなるってこともないし、良いですよね。

再発行もできる

公共交通機関でのICカードですが、すべてのカードがかは分かりませんが、私が利用していました、JR西日本のICカードのICOCA（イコカ）定期はデポジット代の500円を支払えば、紛失をしても、チャージされている金額や同一区間の定期券部分も再発行してくれますので、安心して使うことができました。

イコカができる前の磁気定期（磁気機能のみでペラペラの定期券）の場合は紛失をしてしまうと再発行はできなくて、また新たに高いお金を出して定期券を買わなければならなかったです。

泣きそうになりますよね。

それに、イコカで乗った場合ですが、チャージさえしておけば、乗り越しても、わざわざ、精算機に並んで乗り越し精算をしなくてもよくて、自動改札機にイコカをタッチするだけで乗り越し精算をしてくれます。

なんと便利なって思いますよね。

それに、スピードです、一瞬ですからね。

このようにタッチするだけで読み取りをする、カードは非接触型ICカードで、JR東西が発行しているスイカ、イコカ、それに首都圏私鉄のパスモ、スルットKANSAIのピタパ、電子マネーの「エディ」、「ワォン」、などがあります。

非接触型ICカード技術

このようなカードにはソニーが開発したカード技術の非接触型ICカード技術「Felica」が使われています。

「Felica」はICカードとそれを読み書きするリーダー/ライターからシステムの名称です。

カードをかざすだけで、瞬時にデータの読み書きができるのが特徴です。

カードの中身は、アンテナとICチップからできています。

リーダー/ライターから出された電波を、カード内のアンテナが電気信号に変えることで、ICチップを作動させています。

カードを駅の改札機にかざすと、まずはカードが正しいかを認識し、日時や駅名などを読み取って認識を行いますが、これらのスピードは0.1秒で行われているそうです。

そのおかげで、立ち止まらずに改札機を通ることが出来るのですね。