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今日からモノ知りシリーズ
トコトンやさしいプラズマの本

定価(税込)  1,512円

著者
サイズ A5判
ページ数 160頁
ISBNコード 978-4-526-05316-0
コード C3034
発行月 2004年07月
ジャンル ビジネス

内容

プラズマテレビや空気清浄機などで、身近な製品に次々と活用されてきているプラズマ技術。このプラズマ技術は宇宙の神秘に支えられた夢のある技術であり、未来のエネルギーとして注目されている。本書はそれをイラスト満載で楽しく紹介している。

目次

トコトンやさしいプラズマの本

目次



はじめに



第1章

プラズマってなんだろう?(基礎編)



1 プラズマとはなんだろう?「固体、液体、気体につぐ『第4の物質』」 10

2 宇宙のほとんどがプラズマ「宇宙、環境、エネルギー」 12

3 古代の物質観と4元素説「エンペドクレスとアリストテレス」 14

4 現代の物質観と4つの力「重力、電磁力、強い力、弱い力」 16

5 原子の構造と発光の正体は?「電子と原子核」 18

6 プラズマ中の電場は遮蔽される「デバイ遮蔽」 20

7 プラズマは振動する「プラズマ物理学の原点としてのプラズマ振動」 22

8 プラズマ粒子は波乗りする「ランダウ減衰」 24

9 プラズマ中に磁場ができる「ダイナモによる磁場発生」 26

10 磁場に絡みつくプラズマ「サイクロトロン運動と波の減衰」 28

11 プラズマは波の宝庫「電子波とイオン波、静電波と電磁波」 30

12 非中性でもプラズマ?「反物質閉じ込め」 32

13 極限のプラズマは?「強結合・縮退プラズマと相対論プラズマ」 34



第2章

プラズマは宇宙にあふれている(神秘の宇宙編)



14 太陽は巨大な核融合プラズマ「重力によるプラズマ閉じ込め」 38

15 太陽はプラズマの風をつくる「コロナと太陽風」 40

16 太陽磁場はどうしてできる?…「太陽ダイナモ」 42

17 ガリレオも観測した黒点「磁力線ループとプラズマ」 44

18 磁場が地球を守っている「地球磁気圏と放射線帯」 46

19 地球磁場のN極・S極は何度も反転した?「地球ダイナモ」 48

20 オーロラはプラズマの美しいカーテン「磁気再結合とプラズマ加速」 50

21 木星、土星にもオーロラ出現!「太陽風の及ぶ範囲『太陽圏』」 52

22 太陽爆発が地球の電離層を乱す「太陽面爆発と磁気嵐、デリンジャー現象」 54

23 落雷は上がる!「正と負のストリーマー」 56

24 星は元素製造マシーン「核融合反応による元素合成」 58

25 星は死して何を残す?「超新星爆発と中性子星(パルサー)」 60

26 宇宙、物質の階層を眺める「星間プラズマと宇宙の大構造」 62



第3章

生活に役立つプラズマの応用(魔法の生活編)



27 プラズマ応用は幅広い「魔法の道具」 66

28 プラズマをつくる「直流放電プラズマ」 68

29 プラズマでレーザーをつくる「コヒーレントな光」 70

30 身近なプラズマ照明「蛍光灯、ネオンサイン、高圧水銀灯」 72

31 プラズマがテレビを変えた!(1)「電子ビームとブラウン管」 74

32 プラズマがテレビを変えた!(2)「プラズマディスプレイパネルPDP」 76

33 液晶TVもプラズマがつくる「プラズマCVD」 78

34 太陽電池、LSIをつくる「プラズマエッチング」 80

35 リソグラフィ用光源をつくる「極端紫外(EUV)光源」 82

36 空気清浄するプラズマ「静電集塵、静電塗装、静電植毛」 84

37 話題の『マイナスイオン』を発生する?「コロナ放電とオゾン発生」 86

38 プラズマによる都市ごみ処理装置「プラズマトーチ(プラズマジェット)」 88

39 フロン、ノックスを分解する「化学反応による物質分解」 90

40 ナノテクノロジーを切り拓くプラズマ「フラーレン、ナノチューブ」 92

41 プラズマがダイヤモンドを作る「高圧合成法と気相成長法」 94

42 レーザーによる誘雷保護「プラズマチャンネルの形成」 96

43 プラズマが医療を変える「レーザーメス、プラズマエステ」 98

44 電力を制御するプラズマ「プラズマスイッチ」 100

45 発電効率を上げるプラズマ「MHD発電と直接発電」 102

46 プラズマ推進と粒子加速「静電加速と電磁加速」 104

47 プラズマによる生命誕生か?「火花放電(絶縁破壊)とアミノ酸の合成」 106



第4章

超高温プラズマで人工太陽を創ろう(夢のエネルギー編)



48 化石エネルギーは枯渇するのか?「究極可採埋蔵量とは?」 110

49 環境問題と新エネルギー開発「自然の太陽と人工太陽」 112

50 地上に太陽を創ろう!「核融合炉の原理」 114

51 有名なアインシュタインの式E=mc2「エネルギーと質量は等価」 116

52 トンネル効果で核反応「不確定性原理」 118

53 常温核融合は可能か?「熱核融合と低温核融合」 120

54 新しい核融合反応「ミュオン触媒核融合とスピン偏極核融合」 122

55 核融合炉の点火条件とは?「プラズマ臨界条件と自己点火条件」 124

56 プラズマを閉じ込めるいくつかの方法「磁場核融合と慣性核融合」 126

57 直線型で閉じ込めが可能か?「磁気モーメント保存」 128

58 ドーナツ型がなぜ良いのか?「トロイダルドリフト」 130

59 慣性で閉じ込める「アブレーションと高速点火」 132

60 磁場とプラズマの押し合い「平衡と安定性」 134

61 プラズマの電流と圧力で不安定になる「キンク、フルート不安定性とその安定化法」 136

62 粒子衝突と波によりプラズマは失われる「古典輸送と異常輸送」 138

63 閉じ込めを良くできるか?「閉じ込め障壁と磁場構造の最適化」 140

64 国際熱核融合実験炉ITER「巨大科学の国際協力」 142



第5章

未来を展望する(未来編)



65 宇宙へ羽ばたく「原子力ロケット、核融合ロケット」 146

66 月資源利用の核融合「夢の重水素―ヘリウム3核融合」 148

67 初期宇宙を創る「クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)」 150

68 核融合を越える未来のエネルギー「物質と反物質との対消滅反応」 152

69 環境にやさしい未来のプラズマ「極限への挑戦」 154



【コラム】映画で見るプラズマ・核融合

●ニューヨークでオーロラが見える?

「オーロラの彼方に」 36

●地磁気が無くなる?

「ザ・コア」 64

●核融合技術と生命体?

「マトリックス」 108

●核融合エンジンのスーパーカーと宇宙船?

「Back to The Future」 144



索引 156

参考文献 158

はじめに

はじめに



みなさんは晴れた日に空に浮かぶ太陽を見て何を感じますか? 暖かい? 眩しい? 気持ちいい? 私たちをはじめ地球上の生物は太陽からこのような熱、光といったエネルギーを受けて生活しています。太古の昔、この太陽エネルギーの降り注いでできた海の中で、地上の生物の源が誕生しました。太陽は私たち地球の母です。

太陽は核融合反応を続ける巨大なプラズマでできています。夜空に輝く何億個もの星もプラズマでできています。オーロラや太陽風、星間ガスなど、大宇宙は神秘のプラズマに満ちています。

その神秘を生活に役立てる試みがなされてきています。プラズマがランプをともし、テレビを変え、ごみを処理し、ダイヤモンドも合成して、私たちの生活を変えつつあります。プラズマはまさに魔法の手品師です。

星のエネルギーを地上で実現しようとする、壮大な核融合プラズマ計画も進められています。超高温のプラズマをどのように制御するかが鍵です。また、将来はプラズマエンジン、核融合エンジンを搭載したロケットによる惑星間旅行も夢ではないでしょう。プラズマが将来の夢をかなえてくれるのです。

プラズマはいろいろな可能性を秘めています。今、「プラズマの時代」が到来しています。



それでは、「神秘(宇宙)」と「魔法(生活)」と「夢(エネルギー)」に満ちたプラズマの世界にご案内いたしましょう。



2004年7月

山崎 耕造

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