2017年7月15日土曜日

ルビーを作った

 昨日は酸化アルミニウム(アルミナ)と酸化クロムからルビーを作りました.アルミナ40gと酸化クロム0.4gとをよく混ぜたものをアルミホイルで包み,それをアーク放電の電極とすることで加熱を行いました.電源は電子レンジトランスです.
原料

 
得たもの

 あまりきれいなルビーにはならず曇ってしまいましたが,紫外線を照射することで赤い蛍光を観察することができました.350nmくらいの紫外線LEDを用いたほうが405nmのものよりもきれいに蛍光が観察できました.

 本当は電子レンジを用いてマイクロ波で加熱しようと思ったのですが,マイクロ波が集まる場所をなかなか見つけることができず,おばあちゃんの知恵袋の緒が切れて電子レンジトランスに手を出してしまいました.
 酸化クロムのほかにも酸化チタンも手持ちがあるので今度はサファイアづくりにも挑戦してみたいと考えています.



 参考
 ドクターオギノ著『エクストリーム工作ノ教科書』三才ブックス(2013) 
早稲田大学本庄高等学院実験開発班著『魅了する科学実験』すばる舎(2015)


2017年7月1日土曜日

Canada Day

 今日はCanada Dayだそうです.この前もカナダの祝日あったけどそれも週末と被っててかわいそう.

 カナダの日だからと言って特に何かしたわけではないので,我が家のサトウカエデの木の写真をどうぞ.


 それでは,よい週末を.


2017年6月30日金曜日

おいもの収穫

 春にプランターに植えたじゃがいもが枯れて葉が消えてたので芋も死んでるのかと思って掘り返したら芋が収穫できました.一部腐ってたけど.

 プランターに種芋を植えて外に放置しておいただけで少量の芋が収穫できる・・・あんまりお得感はないですが,自分で植えたものが収穫できるのは楽しいです.

 ごちそうさまでした.


 水耕栽培のほうも順調です.

 もうちょっと早く育たないかなあ



2017年6月26日月曜日

電子楽器を作ってみた

 タイマーICのLMC555を使って簡易な電子楽器を作ってみました.和音は出せません.



 220Hzのラから880Hzまでのラが出るように作ったつもりですが最後の2つ音外れてますね.また暇なときに直しておきます.

 さっそく演奏してみる


 オーラリーです.多分.

 手持ちのタクトスイッチをかき集めて作ったのですが,ほとんどが固く,押すときにカチカチ鳴ってしまうのでもっと押しやすいタクトスイッチを買って替えようと思います.



 おまけのお写真




 それでは,До свидания.


2017年6月7日水曜日

22kBqのプルトニウム239ってどれくらいの量?

 今日はプルトニウム22kBqというのがどれほどの量なのかを計算してみました.まず,壊変に関する方程式を用います.ある時刻tでの原子核の個数をNとすると,その個数は下のような微分方程式で与えられます.この式は単位時間あたりの原子の崩壊(減少)する個数を表すため,放射能の導出にも用いられます.

 t=0での原子の個数をN0とすればこの方程式の解は次のようになります.

 ここで,原子の数が最初の半分になるtの値(半減期)をTとすると,
 
 これをλについて解きます.このλはあとで使います.
 
 ところで,原子数Nのとき,その原子の原子量をm[g/mol],アボガドロ数をNAとすれば,N個の原子の質量Mは以下のように求められます.

 
 今,単位質量(今回は1g)あたりの放射能(比放射能)をAとすれば,N個の原子の比放射能Aは上の2つの式を用いて下のように求められます.
 
 ここで考えたいのはある放射能(y[Bq]としましょう)での物質の質量であるので,その質量をx[g]とおくと,
 
 このように目的のxは原子量・半減期・物質の質量から求められる値となります.

 では,22kBqでのプルトニウム239の質量を求めてみましょう.プルトニウム239の半減期は2.411*10^4年(2.4万年くらい!)で,原子量は239ですから,これらの値を上の式に代入すれば,

 9.6μgと出ました.分子の最初にある31.5*10^6というのは年を秒に直すためのものです.
 同様に,いくつかの他の核種についても22kBqあたりの質量を求めてみました.

 (表作るときに掛け線の設定間違えたけどいい感じになってるしまあいいや)先に導いた式からもわかることですが,半減期が短いものほど少ない質量で22kBqに達する傾向があります.
 
今回導いたのは物質何gで22kBqになるか,というものでした.放射能の定義は1秒当たりいくつの壊変が起こるか,というだけのことです.ですから,放射線が人体に及ぼす影響の大きさとなると話は別です.上の表からもわかるように,比放射能だけで言えばプルトニウムよりも三重水素のほうがずっと大きいです.しかし,三重水素は低エネルギーのβ線を放出するのに対し,プルトニウムは高エネルギーのα線を放出し,物体との相互作用のしやすさは大きく異なります.また,被曝する部位によっても状況は大きく変わるので,今回の計算は物質がどれほど危険なのかを表す指標にはなり得ません.まあこんなもんか,という気持ちで読んでいただけたらいいかなと思います(そもそも私が復習として計算してみただけだし).

 計算ミス等あったらコメントください.

 半減期やアボガドロ数の値は理科年表2017を参考にしました.


2017年5月26日金曜日

指から磁石を出してみた

 数日前,磁石を入れた指が膿み始めました.磁石の金メッキが剥がれ,腐食したニッケルによるアレルギーと考えました.

 いつかこうなることは覚悟していましたが,こんなに早くその時がくるとは・・・.
 指の中で膿溜まりができるので,1日に3回くらい,メスで穴をあけて膿をしぼりだしていました.今日も膿を絞っていると,メスの先に磁石が当たるのが分かったので,「これ,出せるんじゃね?」と思ってそのまま切り開いて磁石を押し出そうとしました.1/3くらい出てきたので最後はピンセットで引っこ抜いて終わり.麻酔なしでしたがそんなに痛みませんでした.

予想よりも金メッキはきれいに残っていました.


 指の腹の方向を向いていた面は上の写真の通り,きれいにメッキが残っています.では爪側を向いていた面はと言うと

 金メッキが剥がれて黒ずんでいる部分があるのがわかります.写真ではわかりにくいですが,肉眼では結構緑色に見えました.

 金メッキをもう少し念入りに行っていたらもう少し長持ちしたのでしょうか.ともかく,金はやわらかいので,特に指のようによく動く部位でのインプラントのメッキには向いていないようです.今後はよりインプラントに適しているとされるチタンコーティングに挑戦してみたいと考えています.
 また,インプラント磁石のメッキとして最適とされているのは窒化チタンのコーティングですが,それを作るのはなかなか難しそうです.

 指に磁石が入っていたのは40日間という短い期間ですが,今日磁石を取り除いてみて,久しぶりに指で磁場を感じられない生活になりました.磁石を指に近づけても何も感じないというのはなんだか変な気分です.
 傷口,きれいに塞がるかなぁ・・・.

 それではみなさん,おやすみなさい.よい週末を.