2010年08月23日

工学:GaAa 半導体膜の新しい製造法

ガリウムヒ素のような化合物半導体は、光発電や光エレクトロニクスへの応用でシリコンを相当に上回る性能を示します。

しかし、太陽電池、暗視力カメラ、ワイヤレス通信システムなどのデバイスに化合物半導体を使用するには、高品質大面積層を成長させてそれらをフレキシブル基板や透明基板に転写するという費用のかかる工程が必要であり、その性能はこのような欠点を補って余りあるものではありません。

今回、 J Rogers たちは、こういう欠点を解消する新しい製造方法を実証しています。

この方法では、1 回の蒸着工程で GaAs 膜と AlGaAs 膜を成長させて厚い多層集合体を製作した後、個々の層をはがして別の基板に転写します。

ガラス上の電界効果トランジスターや、プラスチックシート上の光起電モジュールなどの GaAs デバイスが作成されており、実例によってこの方法を大面積に応用する技術的可能性がはっきり示されています。


### database ###
nature 465,261-390 20 May 2010 Issue no.7296
Letter p.329 / GaAs photovoltaics and optoelectronics using releasable multilayer epitaxial assemblies / J Yoon et al.(イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校)


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2010年05月11日

海流の衝突:塩分濃度の高いインド洋水塊が北大西洋に侵入

太平洋北鉛直循環 (AMOC) が将来的に衰える可能性は、気候変動に関する議論の中心的な問題となっています。

注目が集まっているのは、亜極北太平洋の塩分低下の影響であって、これは例えば、高緯度域での降水量と解氷の増加の結果として起こる可能性があります。

高分解能海洋モデルを使った新しい研究から、北大西洋は既に、これとは反対向きの影響を南から受けつつあることが示されました。

人為起源の影響の結果と思われる偏西風の南への移動に応答して、暖かく塩分濃度の高いインド洋水塊のアフリカ尖端周辺での輸送が強まりつつあります。

アガラス・リーケージとして知られるこの流れは、北大西洋での淡水の注入によって大西洋深層水に生じていると思われる循環低下を相殺すると見られ、メキシコ湾流を含む AMOC 系の安定に寄与していると考えられます。


### database ###
nature 462,381-534 26 November 2009 Issue no.7272
This Issue p.386
Letter p.495 / Increase in Agulhas leakage due to poleward shift of Southern Hemisphere westerlies / A Biastoch et al. (Leibniz-Institutfur Meereswissenschaften)

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2010年02月27日

生化学:「スーパー」金属タンパク質

金属タンパク質は活性部位に金属原子を含むタンパク質で、その多くは、電子伝達が関与する生物学的反応にきわめて重要です。

Marshall たちは、アズリンとよばれるヒ酸還元酵素 cupredoxiin の単一分子の還元電位を、本来の範囲をはるかに超えて調整できることを実証しています。

これは、金属結合部位の近く、或いはその遠くにある重要なアミノ酸の置換えによって可能となりました。

今回の研究や将来の進展の結果は、エネルギー変換のための人工光合成中心、あるいは燃料電池触媒の設計に使えると期待されています。


### database ###
nature 462,1-126 5 November 2009 Issue no.7269
Letter p.113 / Rationally tuning the reduction potential of a single cupredoxin beyond the natural range / N M Marshall et al. (University of Illinois,Urbana-Champaign,)

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2009年12月17日

Road to Copenhagen

Road to Copenhagen』より。

尚、かの週間科学誌"nature"側(Editorials)では『Climate of compromise』で掲載したような観点をもっています。


報道を見ている限りでは、各国それぞれの視点や言い分に溝があるようです。

報道によれば、日本も先進国の枠に入っているようですが、実際の地球環境の実情を把握されていない状態で議論が進められています。

つまり、自国の温暖化効果ガス削減のものだけの視点を見ている限りは、議論は難航するでしょう。

まず、エネルギー資源問題もあるわけですが、そのまえに、見落とされている点が多数あります。

たとえば、「総人口量の温暖効果ガスの発生量」と「一人当たりの温室効果ガス発生量」が、各国それぞれ違うというところに着目されていなければ、適切に対応はできないでしょう。

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2009年11月26日

コペンハーゲン会議の行方

国連気候変動会議を目前に控えて、Natureの10月22日号では、News と Opinion では、各国の折衝のカギとなる問題を論じています。

最新の展開はあまり明るいものではなく、富裕国と貧困国の考え方の隔たりは相変わらず大きいようです( News p.1034 : Time running out for climate for climate talks)。


Opinion では、気候変動に関する政府間パネル議長を務める R Pachauri 氏が、折衝に対するインドの姿勢について述べています( p.1054 : India pushes for common responsibility / Technological partnerships)。

Pachauri 氏(潮力電力などで独自にクリーンエネルギーを研究開発し、ノーベル賞受賞者および週間科学誌"nature"で賞を受賞した工学博士)によれば、インドは前向きな取り組みを目指しており、強制的な排出量制限は受け入れないとしても、国内で努力することで功績を挙げたいと考えているようです。

中国社会科学院の J Pan 氏は、世界全体の二酸化炭素排出量を 2050 年までに 50 % 削減し、先進国では 80 % 削減するという G8 首脳宣言が打ち出した目標を検討し( p.1055 : China expects leadership from rich nations )、開発途上国との公平性を期するなら、より富裕な国は削減量をもっと増やすべきだろうと論じています。

京都会議の折衝を仕切った外交官である R Estrada-Oyuela 氏は、コペンハーゲン会議の成功は、折衝のリーダー役の技量にかかっていると考えています(p.1056 : Copenhagen needs a strong lead negotiator / A whole solutionClever tacticsNo regrets)。


News Feature では、世界の最貧国の中では先頭を切って適応活動を行っているブータンの国連基金による洪水防止計画について、 A Nayar がまとめています( p.1042 : When the Ice melts )。

J Tollefson は、熱帯の国々が森林中に含まれる炭素量を見積もるのに使える簡単な方法について、ペルーから報告しています( p.1048 : Counting carbon in the Amazon )。


Books & Arts では、 S Khanna が気候に関する文化的見地からの論争を論評し、 R Gifford は「気候変動」という考えを受け入れてもらうための心理的考察について、また D Reay は地球温暖化に関する本の進化について論じています( pp.1058 〜 1061 : Conveying the campaign messageSpanning diversityQ&A : The science of persuasion, Climate books with cloutQ&A : Architect of a sustainable future)。


Editorial ( p.1027 : Climate of compromise )やオンライン特集も参照されたく、また go.nature.com/hzQMD での討論にもご参加していただきたい、といいます。


尚、このブログでも討論は可能です。


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2009年02月28日

環境省のデータをチェックする

 英国に続き米国が温室効果ガス削減対策についての具体策が挙げている中、日本がなかなか上がってこないので、直接、環境省のデータを調べてみる事にした。

 理系、即ち、自然科学や基礎科学に脳が馴染んでくると、挙げられているデータが、理系のものであるのか、工学系のものであるのか、文系であるのかがわかる。

 今回、「平成19年度分・環境報告書〜環境配慮促進法に基づく環境配慮等の状況の公表」を分析した。結果から先の述べれば、これを見てしまえば、有識者はEUやUSとのその落差加減に、落胆してしまうだろう。私的には、危機感が増しています。

 勘違いされているあたり、今ならまだ間に合うから、これを書いていたのだけれど、もし、威圧するような傾向にあるのなら、日本政府・環境省は完全に諦めます。

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2009年02月26日

基礎の基礎 − 放射能と放射線の違い

 放射線を出す能力を放射能といい、この能力をもった物質を放射能性物質という。

【放射線の種類】  
 α線:紙を通さない
 β線:紙を通し、アルミ板を通さない
 γ線:紙を通し、アルミ板を通し、厚いコンクリートを通さない

【放射能船の単位】
 1 mSv = 1/1000 Sv (sv:シーベルト/mSv:ミリシーベルト)
 クーロン/Kg (C/Kg) = どれだけ来ているか
 ベクレル(Bq)= どれだけ出ているか
 グレイ(Gy)= どれだけ吸収されたか
 シーベルト(Sv)= 人体への影響度合



▼原子力発電所周辺の放射線(九州調べ)

周囲の人が受ける放射線はきわめて低い。管理目標0.05 mSvに対し、実際はその1/50の0.001 mSv 以下で、自然放射線の1/1000以下である。

原子力発電所で働く人たちの場合には、法令の限度値を大きく下回っている。7年前の資料では線量限度年間50mSvに対し、平均1.2mSv。さらに出来るだけ低くするよう配慮し推進中であるという。

*九州の場合
(災害を受けやすいこともあってそれだけコストをかけている:だから他より電気量は高いらしい)


▼食品と体内の放射線
 日常の食物には、カリウム40などの自然の放射線物質が含まれている。これにより、私たちは体内からも放射線を受けている。

  一例:干し昆布 2000 Bq 干し椎茸 700 Bq
     ポテトチップス 400 Bq ほうれん草 200 Bq
     魚 100 Bq 肉 100 Bq 牛乳 50 Bq 
     白米 30 Bq 食パン 30 Bq ビール 10 Bq  

 一人当たりの自然放射線、年間2.4 mSv
 NYへの飛行機旅行(往復) 10 mSv
胃のX線検診 一回につき 0.6 mSv
 胸部のX線(CTスキャン)一回につき 6.9 mSv 
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memo − 電源設備について

一例として、

ガスタービンと蒸気タービンを組合せた
LNGコンバインドサイクル(複合発電方式)送電端熱効率 約48%
従来型LNG 送電端熱効率 約39%

PFBC(加圧流動床複合発電方式)送電端熱効率 約42%
従来型石炭火力 送電端熱効率 約40%

火力発電には:石油火力・LNG火力・石炭火力
 石油火力 : 一例)昼間ピーク 50〜100% 夜間停止
 LNG火力 : 一例)昼間100% 夜間停止
 石炭火力 : 一例)昼間100% 夜間は需要減にあわせて50%程度の出力

揚水式水力(ピーク需要対応)
 昼間ピーク時に発電し、深夜に揚げ水

一般水力には:貯水池式・調整池式水力・調整池式水力
 貯水池式:ダムの水位と河川の流れ込み量を配慮し、ピーク時に100%出力、夜間は停止。
 調整池式水力:河川の流れ込み量を調整池で調整し、主に昼間に運転。
 流れ込み式水力:河川の流れ込み量に応じて昼間・夜間フラット運転。

(注):原子力・地熱(ベース需要対応)
 : 一例)昼間・夜間とも100%出力でフラット運転

原子力:プルトニウムの廃材→サイクルプルサーマル(プラン内)
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posted by 0≠素子 at 11:53| Comment(0) | 日記 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

地球温暖化対策についての考察

 『Hello』より進展させて、自然科学を底辺に地球温暖化対策についての考察を重点的にしてみましょう。


 京都議定書が発足して以降、地球環境問題を取り上げた著書が数多く発刊されていることや、メディアにて取り上げてこられたので、一般的には、多くはそれらの情報をそのまま信じこられてきた方が非常に多いかと思います。

 特に、世界中で討論の火種となったのはゴア氏の『不都合な真実』だと思います。ロジャー・レヴェル博士の影響で博士の仮説モデルを用いて理論展開していますが、物理学では示されるはずの細かな物理根拠を示すことなく、「黙示録」で描かれたような予言の如く示されてきただけに、「地球温暖化問題は新しい信仰宗教のようなものだ」と指摘されるケースが多くありました。

 物理学の基礎から積み上げてきた私から見れば、自然科学の手法を用いられておらず、現在の気象学を参考にせず、ニュートン・スケールの絶対静止性で議論展開され続けてきたように思えます。

 それ以前も、IPCCの物理学ベースのデータが科学界で報告されている実数と違うため、妥当なデータが報告されるようになるまでは、科学界が後押しをすることはありませんでした。

 小説の世界では至って現実思考で展開する性質のあるマイクル・クライトンが「恐怖の存在」という作品を発表していますが、この作品にはこのような背景から起こりえる可能性から導き出したフィクションを描いています。 − 逆に言えば、温室効果ガス削減を道具に、営利目的のみで、実質には削減できない商品を売るのは作品で描かれたテロリストと同じ行為をしているのと同等(物理は同じ)とも取れる内容のものです。

 私はといえば、IPCCの前進から見てきました。前進はただの仮説で、科学界で扱うには根拠がなさ過ぎたものでした。無論、レヴェル博士の仮説は仮説として知っていましたが、関連付けるには物理学上の根拠がなかったのです。

 やがてWWFなどの大型の自然保護団体(NGO)の政治的な後押しもあって(特に米国と日本はこの傾向)、政治面の流れによる傾向が強かったのも事実ですが、自然科学界では挙げられてくる報告から異常を察知し、温室効果ガスの削減の必要性があると認識するようになり、科学界から働きかけるようになりました。

 このような流れの中でIPCCの活動が進められてきたので、一般的には地球温暖化のメカニズムや物理を理解されていないまま信じ込まれているケースが非常に多いかと思います。

 地球温暖化については地球という惑星のダイナミックスなシステムによる物理現象に過ぎないものであるので、自然科学の有識者の場合には、一般的(世間に繰り広げられたゴア説支持者と地球温暖化は全く嘘だ支持者の論争)に繰り広げられた論争とは全く違った知見を持ち、この両者の説には否定的な見解を持っています。私も同じ見解なのですが、自然科学の有識者の場合には、まず、生存危機を及ぼすのが温室効果ガスにあるため、「温室効果ガス削減」の必要性について着目してきました。

 昨日たまたま興味深いものを見つけたので一例として取り上げますが、EUのノーベル賞受賞を受けた科学者たちが集まってIPCCについて議論したものを取り上げた『ノーベル賞受賞科学者達は人間による温暖化をどう見るか?』にあるように、物理を理解している有識者である場合、一般の人々の場合とこれだけ違う見方をします。

 IPCCの温室効果ガス削減対策について、批判されてあるところは非常に細かいところの部分です。地球環境は気候の構造を見てわかるように、ニュートンモデルのような絶対静止性のスケールではなく、流体的なメカニズムを持つ動的なものです。また、地球のメカニズムというのは、気候は海洋と深い関わりがあり、陸上とのサイクルで成り立っているので、複雑なメカニズムで成り立っています。このため、ダイナミックスといった言葉で説明される事もあるわけですが、一言で地球温暖化といっても、複雑なメカニズムから成り立っている自然現象といえます。

 実質の話、温室効果ガスには様々な発生原因があります。例えば、田んぼは湿地帯ですから、メタンが好んで温室効果ガスを発生させます。産業革命以降温室効果ガスが多量に発生しているのも、科学界では確認が取れているので人為由来が大きい事も認識しています。

 石炭燃料やメタンハイドレートは採取する段階や輸送する過程でも、エネルギー生産する過程でも、温室効果ガスを発生しやすいものであるので、温室効果ガスを発生しやすいというのは間違いではありません。

 それぞれ物理的な見解上で実数を出されています。しかし、中には批判されているような内容があるからといって、地球環境問題を否定しているわけではありません。

 何故なら、そのまま続けば増え続けるであろう温室効果ガスを削減しなければ、気候変動で生じる自然災害がもっと起きやすくなるであろうし、温度が上昇すれば、熱射病など、環境によっては疫病などが発生しやすくなるでしょう。また、気候変動による農作物の不具合は元より、総人口が多いだけ食料危機や地下水の枯渇など、様々な問題が出てきます

 この辺りの物理を一般的には理解されていない人々が多すぎるようです。が、「温室効果ガス削減を達成するためには」テーマにすれば、これら(自然科学の基礎知識:地球環境のシステム)を一般的に認識するようにできなければ(人々が理解できるようにならなければ)、人文社会科学との構造主義化システムの構築は理論上において不可能です

 専門の学術を知りえている有識者で集まる研究者の間では難なく研究を進められる世界の話です。

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posted by 0≠素子 at 09:54| Comment(0) | 日記 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年02月24日

国際気候変動枠組み条約締国会議(COP14)のレポートより

 参考に昨年の年末に開催された国際気候変動枠組み条約締国会議より。

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参考文献:
nature Vol.456 837-1008 Issue no.7224 18/25 December 2008
News p.846 / Climate talks defer major challenges / Jeff Tollefson
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Climate talks defer major challenges

Minor progress in Poland on adaptation and deforestation sets the stage for Copenhagen in 2009.

POZNAN,POLAND

International climate negotiators left Poland last week with a roadmap for completing work on a grobal-warming treaty in 2009 - a small yet critical step in the face of the global economic meltdown.

With the US delegation in a state of postelection limbo and Europe locked in a battle over its new climate initiative (see page 847) , developing nations captured the limelight in Poznan by ramping up their own commitments and calling for industrialized nations to do the same.

The talks - the 14th UN Conference of the Parties(COP), held on 1-12 December - also saw the launch of a fund to help countries cope with a warmer world.

And negotiators made some progress on ways on ways to include deforestation in the successor to the Kyoto Protocol, which expires in 2012.

But delegates largely spent the two weeks positioning hemselves for the formal negotiations process leading up to Copenhagen, where the talks are scheduled to conclude in Desember 2009. They adopted what is being called the "Pozan package", which lays out a necessarily aggressive - and perhaps optimistic - agenda, but remains silent on the most vexing questions,
including how to divvy up responsibility for reducing greenhouse gases.

"The best thing you can say about this COP is that we didn't lose ground", says Kevin Knobloch, president of the Union of Concerned Scientists in Cambridge, Massachusetts. "But that is saying something, especially in this period of financial crisis." And Knobloch thinks that new proposals from emergoing economies could open the door to a deal in 2009. "I don't think
it will be easy, but we will have squandered an opportunity of historic proportions if we don't get this done," he says.

.....

 ということで、京都議定書が発足して最後の最後まで地球温暖化現象のメカニズムについて十分に理解されずに終わってしまうのか、といった状態があからさまに出ています。

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posted by 0≠素子 at 14:11| Comment(0) | Climate Change | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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