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陽電子とプラズマとイオンの関係性

1 :オーバーテクナナシー:03/08/10 20:57 ID:aROGyDct
とあるAA描きです。
未来形の兵器を描く身なので、聞いておきたいのですが。
それぞれの特性を、また発射するとしたらどういった物になるのか。
教えていただけますか?
ヘタレなものでよいのでしたらAAも少しかかせていただきます。

2 :オーバーテクナナシー:03/08/12 00:09 ID:iX0fMtN/
華麗に2GET

3 :_:03/08/12 00:12 ID:DtyN6b27
http://homepage.mac.com/hiroyuki45/hankaku_b01.html

4 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/12 20:25 ID:TiP8P9oT
>1
AAに期待しませうw

・陽電子について
電子に対してちょうど対になる、負の電荷をもった粒子。重さは電子と同じ。

電子とぶつかると電子二つ分のエネルギーを光として放出し、消える。(電子対消滅)
化学結合の元になっている電子を消すと、化学結合も破壊される。
十分に加速された陽電子であれば、放出する光のエネルギーが非常に大きいので
連鎖的に対生成・対消滅を繰り返して物質の化学結合を破壊し、物質に細長い空洞を作ることがある。

造り方:
真空中に非常に大きなエネルギー(つか、光)を加えると、電子と対になって現れる。(電子対生成)
原理的に一度に大量の陽電子を得ることは難しい。

具体的には
金属に高いエネルギーの電子をぶつけると強いガンマ線(ガンマ線は光だよ)が出る。
んでこのガンマ線からできた電子と陽電子の対を磁石で集める、という感じ。

保存法:
基本的にその場で作る。
どこにもぶつけない様に円形の線路(シンクロトロン)の中に閉じ込める場合もある。

具体的な設備:
陽電子や電子は加速しやすく、高いエネルギーを得やすいので高エネルギー物理学の試験体としてものすごくポピュラーなもの。
下のリンクはSpring-8の直線加速器といって、円形の主加速リングに入れる前に陽電子を発生、加速する装置の写真。
ttp://www.spring8.or.jp/JAPANESE/facility/acc/linac.html
写真の解説が必要ならば別のカキコで。

5 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/13 18:18 ID:ACwpC+Kj
・イオンとプラズマについて
イオンとは、原子・分子にある電荷が
普通はつりあっているのに+・−へ偏ってしまっている状態のこと。
割と自然界では普遍的に見られる現象。

プラズマはイオン化した分子が含まれている気体のこと。
プラズマを身近に見るなら電気で出る火花を見るといい。

さらに、気体は温度が高くなると(6000℃〜)分子から電子が熱ではがされて
熱プラズマという状態になる。

武器で使われるのはおそらくこの熱プラズマ。

熱プラズマの場合は分子から剥がれた大量の電子が自由電子になって
電磁波を通しにくくなる。
つまり、光に対して半透明〜不透明になる。

そして、電子が熱で得たエネルギーを失って元の軌道に戻るときに
光エネルギーが発生する。なのでいろいろな色で発光するケースが多い。

熱プラズマの場合は、ともかく熱いのが特徴。それ以外にさしたる特徴は無い。

作り方などは次のカキコへ。

6 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/13 18:25 ID:ACwpC+Kj
作り方:
ともかく加熱すればいい。大量に作る場合は誘導加熱(Induction Heating)を用いる。
要するに電子レンジで気体を加熱すると言うやり方がポピュラー。
陽電子とは違って簡単に作れる。

さらに電場で加速できる電荷の偏ったプラズマを作る場合は
一度暖めて作ったプラズマから陽イオン(原子核が多く含まれる側)だけを磁石でより分ければよい。

保存法:
基本的にその場で作る。電力さえあれば簡単に作れる。
むしろとっておくのは難しい。

具体的な設備:
一番お目にかかりやすく判りやすいプラズマはプラズマ切断機かもしれない。
ttp://www.mie.panasonic.co.jp/mwsc/products/air.html

7 :オーバーテクナナシー:03/08/19 22:23 ID:EmBsq+c/
>>いなんず氏

どうもありがとうございます。
実に参考になります。科学的視点から見ると
自分はとんでもないことをしていたんですね…
では早速、明日にでも作らせていただきます。
亀レススマセヌ

8 :オーバーテクナナシー:03/08/20 20:28 ID:JRYV/xgY
さっそく質問で悪いのですが、
陽電子砲を4等身サイズで作るとしたら、
現時点での科学力ではいったいどのくらいの大きさになるんでしょうか。

教えていただけますか?

9 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/22 18:25 ID:PwGLqI+R
陽電子砲かー・・・・
陽電子砲は真空な宇宙空間専用と考えたほうがいいよ・・・

陽電子は質量が軽くて空気中では飛ばしにくく、
たとえ飛行に十分なエネルギーを与えても
空気にぶつかってしまって、すぐに消えてしまう。

空気分子は陽電子に比べてずっと質量が大きい上に
(陽電子の質量は窒素原子核のおおよそ3万分の1)、
陽電子がとても小さいので
陽電子の運動エネルギーでは空気をどけるのは難しい。

結局、銃口の目の前が巨大な火の玉になってしまうわな。

そして陽電子の加速にはどうしても強い磁場や電場が必要になる都合で、
電磁石の塊になってとても重い物になってしまう。

つまり、電磁石とその電源の大きさで決まるといっていい。

現時点では電源を含めた陽電子砲システムが
サッカー場に収まればすばらしいかもしれない。

某エ○ァで出てきたポジトロンライフルはちっちゃ目過ぎだし、
おまけに撃った時の火線が目で追えるほど遅いってのは変・・・・

ちなみに。陽電子は1[g]あればTNT火薬にして20[Kt]程度のエネルギーを出すぐらいのもの。

そして陽電子1[g]の電荷は180[MC](メガクーロン)・・・
これはノートパソコンの電池2万本分が100%放電したときに流した電子の量に匹敵。

ここは絵の都合を考えた設定を導入したほうがいいかなあと思う。

10 :オーバーテクナナシー:03/08/23 13:47 ID:+tLmQvdb
サッカー場ですか・・・
そして宇宙専用ですか・・・

やはり4等身に持たせるには無理があるようですね。
戦艦やら城塞やらに固定しないと使えなさそうな感じですか。

それでは・・・また質問で悪いのですが、
プラズマ等は実際に飛ばしたり出来るんでしょうか。
だとしたらどの位の大きさになるんでしょうか。


                         「か」ガ多イナー


11 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/26 18:13 ID:ELpmTarc
>10
プラズマカッターが実在するとおり、
プラズマは実体がわかるほどの量をすぐに作ることができる。
なにせ熱さえ加えればすぐ作れるから。

ただ問題は、ヤッパリ空気中では冷えること。

さて
80年代には実際にプラズマ兵器が研究されてたことがあったみたいだね・・・
艦対艦ミサイルの迎撃用として、軍用艦に搭載するのが目標だったはず。

原理としてはまず、
1.+に帯電しているプラズマを予備放出して空気中に導電性の部分を作る。
2.そのあと本放出を行い、射程距離を確保する。

プラズマは電子と原子核がばらばらなだけで、
全体としてはたいていの場合電気的には中性になってる。
電子だけを何らかの方法・・・たとえば磁石とかで選り分けると
電気的に帯電したプラズマができる。

帯電しているプラズマは静電気に引き寄せられるので加速することができる。

予備放出すればプラズマが周囲の空気を暖めるのでそう簡単にはプラズマが冷えなくなる。
これを使って、直後(数ms?)に本当のプラズマをもう一回放射するということ。

実際・・・・・銃として使えるかどうかは疑問で、実際に構想から先へ進んだ話は聞かないです。

12 :いなんず ◆de72LpBndk :03/08/26 18:29 ID:ELpmTarc
つまり。プラズマを打ち出す機械であれば
いくつかの方法が考えられるわけ。

・物理的に空気圧や爆発したときの力で押し出す。
これは現実のプラズマトーチカッターがそれね。
当然、電離した気体なのだから吹き飛ばすことももちろんできる・・・・
けど射程は短いかと。

・物体を解さず、静電気や磁場で押し出す。
>11がこれ。とはいえ・・・・
完全に乾ききった空気の場合、1[KV]の電圧がかかっている電極は1mm以上離す必要がある・・・
手で持てるサイズでは加速電圧が足りなくて難しいかもしれない。
レールガンのような機構で磁場推進するのも正解かもしれない。

・銃本体では作らず、対象の物体のそばで作る。
原子力系の爆弾はこれね・・。

13 :オーバーテクナナシー:03/08/31 14:46 ID:lSN5iigK
了解しました。
ではさっそく作ってみます。

14 :旦^~ ◆OASIS.ZlBE :03/08/31 19:58 ID:lSN5iigK
完成しました。
こんな感じでしょうか。四頭身サイズです。

      iニ0,ニi、___,、   ,-i
  _。,-l゚゚ni ;-,・-== ]ll ̄"^i]
 〔、_/ </''-´ ̄'゚i_i`ー‐‐/"\
            ^ヽ  ~   ~
          _,ノ
         /        < プラズマ・ガン >
          ゝ、___
               `ヽ,
          ,,_┌┐_,, (
          i、(//))l]l]l];ノヽ,-、
          /`^ ̄^´i ̄    /'
          ゝ、    ゝ、,_ノ
           `l、__,,ノ

上が銃、下が電圧機みたいな。
ついでにコテを吊るす。

15 :いなんず ◆de72LpBndk :03/09/01 19:56 ID:NNjFUcvX
おー
おつかれですw

ちなみに下は発電機or電源装置というのが正しいような。

そうだねえ・・・・未来的な発電機といえば

・燃料電池
 電池とは言うけど燃料と酸素を使って電気を直接取り出すので
 実質は発電機だね・・・これわ。
ttp://www.smartfuelcell.de/en/presse/c030828.html

・ガスタービン発電機
 自動車の過給タービン技術から作り出されたもの。
http://www.ihi.co.jp/ia/products/Dynajet/Dynajet.htm
 capstone turbine社のコジェネレータは有名。
http://www.microturbine.com/technology/techUnderHood.asp

両者二つを組み合わせたハイブリッドサイクル式というのもある。

で、未来電池といえば
・フライホイール蓄電設備
 モーター兼発電機に直結したはずみ車に電力を蓄えるもの。
http://www.ns-elex.co.jp/seihin/ups/ups1.htm
 実は古くから一瞬で大電力を消費する設備の補助電源として用いられてきた経緯がある。

 某宇宙戦艦が波動砲発射前に「フライホイール接続」と言うのは
 おそらく「フライホイール蓄電設備に回路を接続」ってことかと思われ。

こんなかんじかなあ。

16 :旦^~ ◆OASIS.ZlBE :03/09/02 20:41 ID:Uct9d6CW
サンキュー

なんか改良点とかどしどし逝ってもらえますか?
更に現実的に近づけますので。

17 :いなんず ◆de72LpBndk :03/09/04 21:48 ID:SRuH77Y4
そうだねえ・・・・いかにもと言うデザインと

18 :いなんず ◆de72LpBndk :03/09/04 21:54 ID:SRuH77Y4
思いっきり書き損じたw

いかにもと言う機能と見かけは合致しないのが泣き所。

ふむ。これなんかかなり近いねえ・・・・
プラズマ粒子の加速はレールガンとまったく同じ方法のもの。
http://www.aist.go.jp/aist_j/research/patent/2003/06_2/

19 :旦^~ ◆OASIS.ZlBE :03/09/04 23:50 ID:dB5lzrbw
なるほど。
プラズマ発生チャンネルをさらに長く、
それにともなってパルス放出出力をさらに強化すれば、
銃と呼べるような物が出来るのでしょうか。

でもこれじゃ火炎放射器だ・・・

20 :いなんず ◆de72LpBndk :03/09/08 18:59 ID:SgTsnxc1
>19
一番手っ取り早いプラズマ発生器は
実は火炎放射器だからねえ・・・・・

要するに、大出力を取り出すと考えると
最初っから打ち出すものが気体では軽すぎるということになる。

多分兵器としてのプラズマ・ガンはもっと不思議な形になるのかなあと。

たとえばレールガンのような加速装置で液体や固体を加速する・・・・
加速することで飛翔体に猛烈な圧力がかかって、その断熱圧縮による加熱で
飛翔体そのものが全部プラズマ化して飛んでいく、みたいな凄いものかも知れない。

正直・・・はっきりしないw

21 :オーバーテクナナシー:03/11/18 19:43 ID:5rIrtk4O
ホシュ

22 :オーバーテクナナシー:03/11/21 12:43 ID:2nypeUwb
>20
> 一番手っ取り早いプラズマ発生器は
> 実は火炎放射器だからねえ・・・・・

遅レスで悪いが・・・

アセチレンバーナー(溶断器)の方が遥かに手軽だぞ
民生品だから個人でも入手可能だ

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