2021年07月の記事
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Society 5.0科学博に行ってきました：宇宙と深海、生活
スカイツリータウン(東武線押上駅)Society 5.0科学博←HPへのリンクはこちらへ行ってきました。Society 5.0狩猟社会（Society 1.0）、農耕社会（Society 2.0）、工業社会（Society 3.0）、情報社会（Society 4.0）に続く、新たな社会を指すもので、第５期科学技術基本計画において我が国が目指すべき未来社会の姿として初めて提唱されました。※内閣府ホームページより抜粋私が思うに「情報社会のインフラを実際の科学技術や生活・生産に生かした社会」のことでしょう。スカイツリータウンの1階・2階展示(入場無料)、タワー展望台の展示(タワー入場料必要)があり、私は1・2階の展示を見ました。十分に充実した内容と展示で、実物や模型を楽しんできました。①STAGE2：1F/団体ロビー「科学技術のフロンティア宇宙と海洋」 屋外のSTAGE１のから、入り口に入ります。入り口前には、しんかい6500の展示がありました。大きさを実感できます。入り口前です。自動運転バスがあります(多分、オリンピック選手村で走っているバス)。JAXA提供です。入場すると、すぐ目立つのが「はやぶさI」の実物モックアップ。「はやぶさI.Ⅱ」の回収カプセルも展示されていました(写真不可)。そして、宇宙服。中に入って顔出し写真が撮れます。国際宇宙ステーションや「きぼう」の模型です。続いて、海洋。JAMSTEC提供です。すぐに、熱水噴出孔の模型があります。このほか、地震計や調査船、ロボットの展示など盛りだくさんです。面白かったのは海洋底から産出した、マンガンノジュールとレアアース泥の展示でした。スカイツリータウン2階の展示は、企業や大学の出展です。オールプラスチック（タイヤも）の自動車。さらに、人が載れるドローンなんかワクワクします。このほか、介護・GPSを使った農業などたくさん展示がありました。コロナ下で停滞気味な現在ですが、未来に向けて頑張ている様子が知れて元気もらいました。吾妻橋を渡って、浅草駅へ。おりしも、オリンピックの最中です。スカイツリーもオリンピックカラーのイルミネーション。
2021.07.26
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Society 5.0科学博に行ってきました：お土産の模型を作る
スカイツリータウン(東武線押上駅)Society 5.0科学博←HPへのリンクはこちらへ行ってきました。スカイツリー展望台にある会場以外は入場無料でした。無料会場ながら、とても展示物が多く写真を撮れる展示もありました。詳しくは、次回お伝えします。展示に触発されてお土産たくさん買ってきました。①トヨタの月面車（トミカ）￥900とハヤブサⅠ￥700いよいよ月への有人飛行がはじまりそう。こんな月面車が走り回っていたらいいなぁ。ハヤブサIは小惑星イトカワからのサンプルリターンで映画にもなりましたね。実は他のフィギュアが欲しかったのですが、上のような箱に入っていて何が出るかわかりませんでした。②ハヤブサⅡのメタリックナノパズル￥880ステンレス板をレーザーカッティングした平パーツが入っています。一辺11cmの正方形です。３つのパーツを作ってそれをつないで完成させます。丁寧に作って5時間ほどかかりました。一番苦労したのはイオンエンジンのノズル部分。ステンレス平パーツを丸くして、小さな穴に差し込みまげて固定します。小さいので老眼では見えず、感触だけで差し込みました。細いラジオペンチが必要だと思います。なにせ、細かすぎる。③宇宙食：ようかん￥350とたこやき￥500長持ちするので、ぼちぼちいただく予定です。
2021.07.25
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2020東京オリンピック開会式
開会式終わり近く、ドローンによる3D地球ブルーインパルスによる五輪開催式ではスタートにアスリートの心情をを表現した内容がとても良かった武漢コロナのまん延により一年延期したことで、長年積み重ねてきた努力が生きなかった選手もいようあらたにチャンスを掴んだ選手もいるだろう開会式まで、サッカーやソフトボールの競技が行われているがそこでもすでにたくさんの勇気とこれからの希望をもらったどんな形であろうともアスリートの頑張りが僕達に勇気を与えてくれることは間違いない期間中、たくさんの勇気と希望をもたらしてくれるだろう科学研究の評価と違って、アスリートの才能と努力が誰の目でもわかるはっきりとした結果となって現れるのがいい終盤にドローンによるロゴマークから地球への変化。角度を変えたのがこちらテクノロジーすごい。
2021.07.24
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銅の精錬と利用③現代の銅精錬
足尾銅山に行ってきました→2021/7/11ブログ銅の精錬と利用 ①古代; 自然銅→2021/7/13ブログ銅の精錬と利用 ②江戸時代の銅精錬→2021/7/19ブログ銅精錬の歴史を調べています。これまで、①古代の銅精錬②江戸時代の銅精錬でした。今回は現代の銅精錬です。PAN PACIFIC COPPER 銅ができるまで上の資料を参考にしました。[１]銅鉱石の輸入原料となる鉱石はほとんど海外からの輸入。２０１５年度の銅精鉱の輸入は４９２万トン（銅分約３０％）です。チリ（全体の４４％）、ペルー（１２％）、インドネシア（１２％）、カナダ（１２％）オ－ストラリア（１０％）、などから輸入されています。これを設定された品位に調合「銅精鉱」され、自溶炉に送られます。この鉱石は日本国内で精錬され、国内消費は95万トン。59万トンが輸出されています（2015年）。[2]自溶炉銅精鉱は珪砂SiO2、常温高酸素空気とともに自溶炉に吹き込まれます。CuFeS2 + SiO2 + O2 → Cu2S・FeS + 2FeO・SiO2 + SO2+反応熱この反応は発熱反応で、炉内で瞬時に酸化反応し、鉱石自身の酸化熱により反応が進みます。Cu2S・FeSは溶融した鉱石に浮かんで銅品位65%の「マット」とFeO・SiO2などからなる「スラグ」になり、下に沈みます。溶融した「マット」を炉内上層から取り出して転炉に送ります。[3]転炉転炉では炉内に酸素を付加した空気を吹き込み、さらにマットを酸化させます。Cu2S・FeS + SiO2 + O2 → Cu + 2FeO・SiO2 + SO2+反応熱転炉では銅品位約99%の粗銅を作ります。粗銅は精製炉に送り、さらに純度を高めます。自溶炉・転炉で発生したSO2は硫酸工場に送られ、硫酸をつくります。[4]精製炉粗銅には酸素が含まれているので、ブタンガスを吹き込んで除去します。これにより純度が99.5％まで上がります。[5]アノード鋳造精製粗銅は鋳型で電解精錬用の陽極版(アノード)に鋳造されます。アノードの大きさは約1m×1m×0.05m、重量は約380kgです。上の写真は足尾銅山の展示室で撮りました。[6]電解精錬硫酸銅(Ⅱ)水溶液を入れた電気分解槽槽に粗銅アノード(陽極)とステンレスのカソード(陰極)を交互に漬けます。約10日間通電して、最終製品の純銅(99.99％)をステンレス板からはぎとります。この純銅は重さ80kgあります。電解精錬で沈殿した陽極泥から、金・銀・テルルを取り出しています。かつては、カソードに純銅を使っていましたが、今はステンレス板を使っています。以上です。
2021.07.22
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銅の精錬と利用 ②江戸時代の銅精錬
足尾銅山に行ってきました→2021/7/11足尾銅山で銅鉱石の採掘と精錬について興味を書きたてられたので銅精錬の歴史を調べています。前回は古代の銅精錬でした。銅の精錬と利用 ①古代; 自然銅→2021/7/13今回は江戸時代の銅精錬です。１６９７年（元禄１０年）の銅の生産高は世界一の約6000トンで、長崎貿易の輸出量はその半分にも達する状況でした。このころはまだ新大陸の鉱山が発見されておらず、生産量は世界一でした。「国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March」を中心に述べていきますが、その文献には化学反応式が記載されていないので、反応式については20世紀の銅精錬(Wikipedia)から推理しました。当時の精錬はこの段階を追わず、②~③の繰り返しを「真吹」「間吹」で行ったと私は推理しています。先日見た「孫氏兵法」という中国のTVドラマで、呉国の青銅剣製造の際、強い剣を作るために水晶を加えると強い剣ができる場面があり、銅の純化にSiO2を加える意味をうかがわせています。足尾銅山の資料館には、精錬銅を使った天保通貨の展示がありました。
2021.07.19
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塩化ナトリウム結晶模型9cmを生徒たちと作りました
結晶構造の学習に塩化ナトリウム結晶模型などを使っています。以前、生徒が「私も作りたい」というので、期末試験が終わったところで希望者13名と塩化ナトリウム結晶（9cm）を作りました。事前に発泡スチロール球5cmを1/2カットx6と1/8カットx8し、緑のスプレー(水性アクリル)で着色。発泡スチロール球4cmを全球x1と1/4カットx12を用意しました。ケースはダイソーで9cm立方体ケースを入手※接着剤は以下のセメダインスーパーXクリアを使いました。これが今まで使ったものの中で、発泡スチロール球を溶かさない、ケースに曇りが生じない点で最も使いやすかった。生徒には、徹底的に美しいものを目指して作ることを話しています。きれいなら長い間飾って、眺めてもらえる。生徒には、とても気に入ってもらえました。「今度は他の結晶格子や分子模型を作りたい」というので、2学期にやる予定です。※ダイソーで大量に必要な時の注文の仕方 充分な数のケースが売り場にないので注文しました。 レジで相談すると注文票を出してくれます。これに記入してお願いします。 商品入荷まで1週間ほど待ちます。電話があり購入することを確認されます。 売り場に入荷すると、また「入荷しました」と電話があり、出かけて行って購入します。
2021.07.16
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銅の精錬と利用 ①古代; 自然銅
足尾銅山を見学してきて、銅利用の歴史に興味を持ちました。銅は人間が初めて扱った金属です。足尾銅山に行ってきました→2021/7/11ブログ今回は自然銅の利用と精錬銅です。「銅製錬技術の系統化調査」 酒匂 幸男 国立科学博物館 技術の系統化調査報告 第6集 より以降の記述はこの「銅製錬技術の系統化調査」を参考にしています。古代文明は石器時代→銅器時代→青銅器時代へと変遷しています。初めての銅は銅石器自然。自然銅を叩いたり伸ばしたりして利用していました。貼り付け元 <http://copper-brass.gr.jp/copper-and-brass/copper/history> 精錬銅は酸化銅鉱を700～800℃で加熱してスポンジ状と したものから銅を得ていました。赤銅鉱Cu2Oでは ２Cu2O + C → 4Cu + CO2 木材を燃料に生活していた時の炉壁などから銅が遊離することで銅が鉱石から得られることを知ったと考えられています。その後、エジプトでは前５，０００年頃の墓から副葬品として銅製の武器や用具が出土されています。前３，８００年頃、シナイ半島においてはスネフル王によって銅鉱石が採掘されたという記録や、当時のるつぼも発見されており、 鉱石からの銅精錬技術があったことを示しています。前２，７５０年頃のエジプトのアプシル神殿には、銅で作った給水管が使用された事実があり、これは銅を薄い板にたたき出して、管にまるめて用いたものです。銅の歴史 日本伸銅協会←参考にしました日本の銅製錬の始まり 原料は自然銅や酸化銅で平安時代には精錬の難しい硫化銅へと変化しました。しかし、平安末期になると国内産が不足し宋銭を輸入して利用するようになりました。おもに、貨幣として利用されています。富本銭(貨幣)：飛鳥池遺跡から出土。鋳造年代が700年以前和同開珎(貨幣)：708年奈良大仏(総重量380ｔ)：奈良時代、500ｔの胴が使用皇朝十二銭(貨幣)：平安時代鎌倉大仏：1252年~ 中国銭が大量に使われる室町時代の終わりには天下は乱れ群雄割拠した武将は軍資金として の金、銀、銅の需要が増大し鉱山開発が盛んになったようです。次回は江戸時代・中世における鉱石(主原料は黄銅鉱)の精錬です。
2021.07.13
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足尾銅山に行ってきました
足尾銅山(足尾銅山観光)は栃木県日光市足尾町通洞にあります。江戸時代から昭和にかけて銅鉱山として日本の近代化を支えました。今回は足尾駅と銅山を見てきました。わたらせ渓谷鉄道の通洞駅、車では、日光か桐生からR122で。写真は左下から、江戸時代の採掘、坑道入り口、黄銅鉱右下から、足尾駅、わたらせ渓谷鉄道(かつて足尾鉄道)、鉱石運搬用ディーゼル＜足尾銅山観光＞ 採掘再現人形などがあり、観光特化していてちょっとガッカリするかなと思ったのですが、学んだことがたくさんありました。入場料は大人830円です。市民センターわきのステーションからトロッコに乗って坑道にはいります。平日でしたので、貸し切りです。5分ほどで坑道終点です。ここから徒歩で江戸→近代の採掘風景を見ながら坑道見学です。多様な銅鉱石があり、上の写真は地下水に溶けた銅イオンが硫酸銅となり再結晶したもの。これは、地下水を集めた桶に鉄を入れておくと、イオン化傾向の差で鉄が溶け銅が析出し、それをあつめる手法。江戸―明治期の展示坑道にありました。狭くて、寒く湿度の高い坑道を抜けると、銅精錬の展示館と江戸時代の銅貨製造の展示館があります。＜銅精錬の展示＞銅の電解精錬のアノードに使う粗銅板です。初めて、粗銅板の大きさを実感しました。＜銅銭の展示＞江戸時代の硬貨を作る過程が展示してあります。いまでもそうでしょうが、かなり厳しい管理がされている様子が印象的でした。＜追記＞「緑青は有毒」だと思っていました。厚生省で昭和59年(1984)に「緑青は無害だ」という公式発表しています。この展示館内にありました。知らんかったー
2021.07.11
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