核融合反応のエネルギー？

質問

よく核融合発電？や熱核爆弾で莫大なエネルギーが発生すると言われますが、なんで酸化反応とかより莫大なエネルギーが発生するのですか？

回答No.3

siegmund · ベストアンサー

siegmund です．

ははあ，そういうことですか．
原子核中には陽子と中性子がありますが，それらの間には核力が働いています．
で，核融合や核分裂が起きると原子核の組み換えが起こるため，
核力のエネルギーが変化します．
その変化分を放出したのが，核エネルギーとして観測されます．
そういう意味で，核分裂も核融合もエネルギーの起源は同一です．

核力の本質は，「強い相互作用」です．
自然界の基本的な力は，その他に「弱い相互作用」「電磁気力」「重力」で，
酸化などの化学反応に関与するのは電子で，関係する力は電磁気力です．
強い相互作用の方が電磁気力よりはるかに強く，
それが化学反応と核反応との間のエネルギーの違いに現れています．

グルーオンを解放...，は核力の変化を素粒子論の言葉で表現したものです．
陽子や中性子は現在では複数のクォークやグルーオンの結合状態とされています．
クォークの方は物質を形作る最も基本的粒子，
グルーオンはクォーク間の相互作用を媒介する粒子です．
したがって，強い相互作用の大きさが変化しエネルギーが放出されたというのは，
素粒子論の言葉ではグルーオンが解放された，ということです．
グルーオンはグルー(糊)から来ていて，
クォークを強く結合しているのでこういう名前がつけられたとのことです．

なお
> 核分裂とはクォークを構成する粒子グルーオンを瞬時に解放する事で
は，ハドロンを構成する...，でしょう．
ハドロンとは陽子や中性子のこと(これ以外にもある)で，
上に書いたようにクォークとグルーオンで構成されています．

お礼

siegmndさん回答ありがとう御座います。
そうです、おこがましいですが、このような回答を期待していました。
懇切丁寧な説明ありがとうございます。

しかし、科学の発達ってすごいですね、人間の動物的な力の範囲（手足の長さ）を超えて、ミクロ、マクロな世界を垣間見ることが出来る。
う～ん、こんな事考えると、人間の体って単なる脳みその器だけのような気がしてならないです。スポーツ選手の方達（他にも）には失礼だけど。
いつか人間の思考（空想）能力に科学（実証）が追いつくことが来るのですかね。
スタートレックに”宇宙、それは最後のフロンティア”なんて言葉がでてきますが、宇宙の真理が分かった時、人間は次に何を求めればいいのですかね。
なんかブルーになっちゃいました。←すごいくだらないブルー
首でもくくろうかな。

補足

”上の首でもくくろうかな”はもちろん冗談です。
本気する人はいないと思いますが、一応。

回答No.2

aruberihi

え～、核融合も核分裂もエネルギー的には
E=mc＾2
だったはずですが？

現象論的理解だと、
核分裂時質量は
ｍ/2＝ｍ/2-α
でα分だけ質量が減少します。
核融合時の質量は
ｍ+ｍ＝2ｍ-β
となり、β分だけ質量が減少します。
α、β分のエネルギーを放出する。
となります。
この考え方だと、物質＝エネルギーとなるわけです。

というわけで、質問内容を単純化すると「物質とは何か？」
となるのでしょうが……はっきり言って分かりません。
まだ、世界中で研究中です。

グルーオンうんぬんの話も学者が唱えている一説にすぎないでしょう。

というか、「核力」そのものの説明ってかなり高度な物理学になるはずで
専門家中の専門家がいまだに各説を唱えている状況で……
つまり、「グルーオン」という粒子があると唱えた学者が居るのは確かだが
グルーオンがなぜゆえ「プラス」「マイナス」をもっているのかとか分からないし
核融合時の質量の減少は説明できないし

……そもそも引力や磁力の仕組みが分からないし

やっぱり分かりません（＾＾；

どうしても知りたいのなら、自分が物理学者になることです(苦笑）

お礼

回答ありがとう御座います。
私の質問のなかで”E=mc^2とかではなくて...”と書いていましたが、数式での説明分かりやすかったです。ありがとう御座います。
つまり、核融合も核分裂もプロセスは違うけど、結果として足し算、引き算で粒子の再構成がおこり、質量の減じた分がエネルギーとなるということなんですね。（違うかな？）
私はカミオカンデ、スーパーカミオカンデに協力してる会社のものなんですが、部署が違うため専門的なことは分からないのですが、興味があってこんな質問をしました。私の専門は経理です。同じ”数字”をあつかうのですがもっと生々しい”数字”なんですね（笑）。

回答No.1

siegmund

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=34427
あたりでかなり詳しく議論されていますが，いかがでしょうか．
他にもここの検索で「核融合」とやるとかなりヒットします．

お礼

ジグムントさんアドバイス有難うございます。
紹介してくれたURLのところ見てきましたが、熱量とかそういう専門的な事ではなく、もっと大まかな核力そのものの仕組みが知りたいのです。
核のパンフレットとかを見ると、E=mc^2とか質量換算比とかでてくるのですが、何故それだけのエネルギーが発生するのか、その仕組みを書いてあることがまずありません（私の見た中では）。

以前に、”核分裂とはクォークを構成する粒子グルーオンを瞬時に解放する事でエネルギーを生じさせる、グルーオンは自然界に存在する４つの力の内最も強大なエネルギー量を持つ。”という説明を何かで見たのですが、核融合はどうなのだろう？、というのが私の質問の趣旨でした。
　言葉足らずで曖昧がすぎる形で書いてしまいました、すみません。