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素粒子

 素粒子の世界

全てのものは素粒子から

  • 昭和51年に心身医療研究所(当時東京青山にあった、後にライフバランス研究会となる)所長 宮沢頼孝氏(故人)薬学博士・科学者)をご紹介いただいたときです。

  • 宮澤先生がお話しして下さったのは「全てのものは素粒子からできている」というものでした。

とらわれない

  • 脳外科の先生から「とらわれるな」脳外科の教科書は常に書き換えられている、とらわれていると新しい情報が入ってこない。

知ったら実行せよ

  • 物理学の先生からは「知行合一」知ったら実行しなさい、知っているだけではまだ身についていないのですよ。

小宇宙人体

  • 東洋医学の先生からは、「人身小天地」私達のからだは小宇宙です。自分を科学すると宇宙のことが分かってきます。

  • この4つが20代のスタートでした。
  • それから30数年科学のめざましい発展によって多くの情報と共に身近に感じられるようになってきました。
  • 素粒子のような極微小の世界から自然そして宇宙にいたるまで、生滅を続けている姿を少しだけ知ることが出来ました。
  • 科学によって自然を広くより深く理解出来る時代になりました。自然に対して謙虚になり感謝の気持ちも深くなってきます。

 元素から素粒子

  • 自然界に存在するすべての物質は、生き物も、岩も、車やコンピューターのようなものもすべて元素から造られています。
    • (元素は、物質の基本という意味でしたが今では、原子の種類を区別する意味に使われています。)


元素周期表


 生活の中の主な元素

  • 日常生活で元素を意識することはあまりないかもしれません。しかし身近なところにいろいろな形で使われています。
  • 身体の中でも生命を維持するために使われ、食べ物や飲み物から補っています。

人体の元素を下記のように色づけしてあります。

主要元素ー96% 
主要ミネラル-3~4% 
微量ミネラルー0,02%
有毒ミネラル

  • 1ーH(水素)
    • 燃料電池、ロケットエンジン
    • 身体の中ではエネルギー代謝の主役細胞内のミトコンドリアが体温やエネルギー物質に変える時発生する過剰な活性酸素を無害な水に換える。
  • 2ーHe(ヘリウム)
    • 風船、飛行船、冷却剤
    • 祭りなどで買ったヘリウム入りの空気を吸ってアヒルのように高い声になるのを楽しんだことがあると思います。
  • 6ーC(炭素)
    • 炭素繊維、鉛筆の芯、ダイヤモンド
  • 7ーN(窒素)
    • 冷却剤、肥料に(窒素・リン・カリウムは3大肥料と呼ばれています。)
  • 8ーO(酸素)
    • 酸素ボンベ、ロケット燃料、
    • 酸素は、生物の生命活動のエネルギーとして使われます。
  • 9ーF(フッ素)
    • フッ素入りの歯磨き粉やフッ素樹脂加工のフライパンなど
  • 11ーNa(ナトリウム)
    • 食塩、黄色い照明灯のナトリウムランプ
  • 12ーMg(マグネシウム)
    • マグネシウム合金は軽いのでカメラなどに使われています。
    • 体内にあっては、心臓を丈夫にし、イライラを解消してくれる。(MgはCaとのバランスが大切で1:2~1:3のバランスを保つと良いと言われています)
  • 13ーAL(アルミニウム)
    • アルミニウムは加工が容易なことからお馴染みのアルミ缶、アルミサッシ、アルミホイール、一円玉などや飛行機や電車の本体にも使われています。
  • 14ーSi(珪素)
    • 代表的な半導体でコンピューターの基盤や太陽電池などに使われています。水晶は、時計などに使われて正確な振動で時を刻んでいます。
    • 体内においては、珪素は骨を強くする大切なミネラルとしても注目されています。又殺菌力、浸透性、洗浄力、消炎作用など健康面でも研究が進められています。

  • 15ーP(リン)
    • リンは肥料やマッチの摩擦面に利用されている。
    • Caとの総合関係で、骨や歯を丈夫にする。ただし、加工食品の多い食生活では過剰に摂取になりがち気をつけた方が良いようです。
  • 16ーS(イオウ)
    • 硫黄は、温泉水などに多く含まれています。硫黄を含む植物にタマネギやニンニクなどがあります。又生物体の元素の割合で見ますと、カルシウム(3,4%)に次いでリンと同じ1,6%含まれています。
  • 17ーCI(塩素)
    • 消毒剤、漂白剤、食品用ラップ、塩ビパイプなどで使われています。
    • 塩素は殺菌力があり、水道水やプールなど使われています。
  • 18ーAr(アルゴン)
    • 蛍光灯の中身に水銀と共に使われています。
  • 19ーK(カリウム)
    • 石けんや肥料に使われています。
    • 人の体内は、細胞内にKが細胞外にNaがイオンバランスをとっています。
  • 20ーCa(カルシウム)
    • セメント、石膏、
    • 人体では骨を構成する大切なミネラルで不足が続くとカルシウムパラドックス症の原因になると言われています。十分に補給するように心がけることが大切です。
  • 22ーTi(チタン)
    • 飛行機、ロケット、形状記憶合金
  • 23ーV(バナジウム)
    • バネ、レンチ、スパナなどの工具、
    • 健康面では糖尿によいとされています。
  • 24ーCr(クロム)
    • 日用品に多く使われ(メッキ、ステンレス)サビに強く摩擦にも強い。
  • 25ーMn(マンガン)
    • マンガンは乾電池などに使われています。またキャタピラー、スクリューなど引っ張りに強い合金として使われています。
  • 26ーFe(鉄)
    • 最もよく使われている金属です。
    • 体内にあっては全身に酸素を供給する大切なミネラルです。不足すると貧血に・・・(成人の体内には4~5gほど存在している)
  • 27ーCo(コバルト)
    • コバルトブルーはよくご存じと思います。古くから青色の塗料として、利用されています。磁石、ハードディスクの磁気ヘッドなどに使われています。
  • 28ーNi(ニッケル)
    • ニッケルカドミニウム電池は充電できる乾電池これに使われています。硬貨やメッキ、ステンレス(ニッケルがクロムと一緒に鉄に混ぜられた合金)
  • 29ーCu(銅)
    • 電気を良く通す性質から電線などに使われています。合金では亜鉛と混ぜた真鍮が有名です。調理器具や硬貨など。
  • 30ーZn(亜鉛)
    • トタン(これは亜鉛メッキされた鉄板をこう呼んでいた)硬貨や楽器などに使われています。
    • 味覚を正常に保つ働きや肌、爪、髪など、身体の中でタンパク質合成と大きな関わりがあるミネラルです。
  • 31ーGa(ガリウム)
    • 半導体のガリウムヒ素はGaがAsと一緒になって半導体として利用されているものです。レザープリンター、青色LED,BSアンテナ等に利用されています。
  • 32ーGe(ゲルマニウム)
    • ゲルマニウムラジオ懐かしい響きです。Geはダイオード、トランジスター、等の電気部品に使われています。
  • 33ーAs(ヒ素)
    • 毒物としてのイメージが強いのですが、LEDなどこれからの時代になくてはならない元素です。
  • 34ーSe(セレン)
    • コピー機や赤色のペンキ、体内にあっては、抗酸化酵素の構成成分となっているSeはガンの抑制効果があるとされ最も注目されているミネラルの一つです。
  • 35ーBr(臭素)
    • 写真などに利用されている。ブロマイドの語源はこの臭素の英語名に由来する。
  • 37ーRb(ルビジウム)
    • 岩石などの年代測定に使われています。
  • 38ーSr(ストロンチウム)
    • 鮮紅色(美しい赤色)の光を出す元素で花火に使われています。
  • 39ーY(イットリウム)
    • YAG(Yがアルミニウムと酸素と一緒になった結晶はガーネット状の構造をしておりYAGと呼ばれる)は、強力なレザー光線を発生させます。
  • 40ーZr(ジルコニウム)
    • セラミックの刃物、原子炉の燃料棒など
  • 41ーNb(ニオブ)
    • MRI,リニアモーターカーなどに利用されている。
  • 42ーMo(モリブデン)
    • ステンレス、潤滑剤などに利用されています。
  • 43ーTc(テクネチウム)
    • Tcは身体の細胞と結びつきやすい性質があり、体内に注射して、ガンの存在や脳の血管の状態などを調べる検査に使われています。
  • 44ーRu(ルテニウム)
  • 45ーRh(ロジウム)
    • メッキ、排気ガスの浄化
  • 46ーPd(パラジウム)
    • 排気ガスの浄化、虫歯の治療
  • 47ーAg(銀)
    • 食器、アクセサリー、銀貨、
  • 48ーCd(カドミニウム)
    • ニカド(ニッケルとカドミニウム電池)電池、
    • 神通川(富山県)流域で問題となったイタイイタイ病は、Cdが原因でした。
  • 49ーIn(インジウム)
    • 液晶に不可欠な稀少元素で、液晶パネルに使われています。
  • 50ーSn(スズ)
    • ブリキはスズでメッキされた鉄板です。古くから人類が利用してきた元素の一つです。

  • 51ーSb(アンチモン)
    • 朱肉に使われています。
  • 52ーTe(テルル)
    • 冷却素子、DVDディスク
  • 53ーI(ヨウ素)
    • 消毒液、うがい薬、ハロゲンランプ
    • 理科の実験でジャガイモに垂らすとヨウ素がデンプンと反応して紫色になったことを記憶している方も多いと思います。
  • 54ーXe(キセノン)
    ロケット、エンジン、キセノンランプ、
  • 55ーCs(セシウム)
    • 30万年に1秒しか狂わないと言われる原子時計に使われています。
  • 56ーBa(バリウム)
    • 胃の検査(健康診断で飲んでX線写真を撮ったことがあると思います。)
  • 57ーLa(ランタン)
    • 燃料電池、発火剤、レンズ、研磨剤など
  • 58ーCe(セリウム)
    • 遮光ガラス、発火剤、研磨剤
  • 59ーPr(プラセオジウム)
    • 陶磁器の上薬
  • 60ーNd(ネオジウム)
  • 61ーPm(プロメチウム)
    • 蛍光灯を点灯させるグロー放電ランプに使われていました。
  • 62ーSm(サマリウム)
    • 磁石に使われています。
  • 63ーEu(ユウロピウム)
    • 蛍光灯などに使われていて、食品売り場などで食べ物を美味しく見せるあの赤い色に使われています。
  • 64ーGd(ガドリニウム)
    • MRI(磁力を使って身体の内部を撮影する装置)で得られる画像の精度を上げるためにGdは利用されています。
  • 65ーTb(テルビウム)
    • ブラウン管、プリンター、MD
  • 66ーDy(ジスプロシウム)
    • 夜光塗料、プリンター
  • 67ーHo(ホロミニウム)
    • 手術用のレーザー、ガラスの着色剤
  • 68ーEr(エルビウム)
    • 光ファイバー
  • 69ーTm(ツリウム)
    • 光ファイバー
  • 70ーYb(イッテルビウム)
    • ガラスの着色、
  • 74ーW(タングステン)
    • 電球のフィラメント、ボールペンの先
  • 77ーIr(イリジウム)
    • 万年質のペン先、メートル原器、キログラム原器
  • 78ーPr(白金)
    • アクセサリー(プラチナリング、ネックレスなど)、石油の精製、メートル原器、キログラム原器
  • 79ーAu(金)
    • アクセサリー、メダル、配線、宝飾品など古くから珍重され利用されてきました。
  • 80ーHg(水銀)
    • 体温計、蛍光灯、電池、温度計
  • 82ーPb(鉛)
    • 鉛電池、釣りのおもり、X線の遮断材
  • 86ーRn(ラドン)
    • ラドン温泉など健康増進に良いとされ研究がなされています。
  • 88ーRa(ラジウム)
    • キュリー夫妻が発見した放射性物質です。
  • 92ーU(ウラン)
    • ウラン燃料を使用する原子力発電に使われています。
  • 94ーPu(プルトニウム)
    • 原子力電池、MOX燃料(ップルトニウムとウランの混合物)を原子炉の燃料として使用する試み(プルサーマル計画)が始まっています。
    • プルトニウムの語源は冥王星に由来すると言われます。

 古代の元素の考え方

  • 古代の発想は
    • 古代インドでは、地、水、火、風の4つから万物は生まれたと考えられていました。
    • 古代ギリシアでは万有の基本は土、水、空気、火であると考えていました。
    • 釈迦は地、水、火、風の四大に「空」を加えて根源的成分としました。
    • 古代中国では木、火、土、金、水の五行説又は陰陽五行説で説かれています。
  • なぜ?どうして?から
    • 生命はどこから来たのか・岩は何からできているのか・花はなぜ咲くのか・鳥はなぜ飛べるのか・生き物と物質の区別はどこにあるのか等々
    • 紀元前から・・19世紀~20世紀へと多くの宗教、哲学者、科学者達がその謎に挑戦し続けてきました。

 クォーク、レプトン

  • 究極と考えられていた原子
    • 19世紀には究極と考えられていた原子、20世紀に入ってその中に驚くべき世界を見いだし、20世紀の終わりに「この世の中の物質は、いかなる元素の原子であれ、クォークとレプトンという2種類の基本素子からできている」と、答えを出しました。

      素粒子

 21世紀に入りニュートリノが

  • 小柴昌俊氏が
    • 東京大学宇宙線研究所の施設「カミオカンデン」で行われた実験で超新星からのニュートリノを史上初めて観測に成功されて2002年にノーベル物理学賞を受賞されました。
  • 戸塚洋二氏〔故人)
    • ニュートリノ観測装置「スーパーカミオカンデ」のチームを15年間引っ張ってこられ1998年にニュートリノに質量がある証拠を発見。ニュートリノ・サムライ」と呼ばれていたそうです。
  • 小林誠氏、益川俊英氏
    • 2008年には、小林・益川理論でノーベル物理学賞を下村脩氏が化学賞を受賞されました。

 素粒子はすべての物質の最小単位

  • こうした話題によって
    • 素粒子(電子・陽子・中性子・ニュートリノ・クォークなど)やナノ・ピコといった極微世界が日常の会話に出てくるようになってきました。
    • 自然界の生き物も鉱物も人工物も全てに共通した素粒子からできている。

 地球に感謝

  • 地球の誕生
    • 45億年前地球が誕生した頃火の玉だった、やがて冷えて固まり水ができ生命が生まれ・・・細菌や微生物、魚や昆虫、植物や動物
    • そして人間にいたる全てを地球が創造してきた事実を思うとそれは奇跡な出来事です。
    • ナノレベルでの変化からゆったりとした変化など様々な変化の織りなす世界が地球の姿で、その結晶とも言うべきものが世界遺産ではないでしょうか。
    • それは地球の宝であり、人類の宝でもあり、地上に生きている全てのものの宝でもあると思います。
  • 宇宙誕生の姿は
    • ハップル望遠鏡によって解き明かす131億年前の壮大な宇宙の様子はきらめく宝石のように輝いていました。
    • そこには年老いてゆく星の姿や新しく生まれ来る若々しい星の姿がありまるで電子顕微鏡で見る細胞のようでした。

      NHKスペシャル「ハップル望遠鏡 宇宙の始まり」4月13日(火)を観て

  • 銀河系も太陽系も周回している
    • 地球と同じように太陽系自体も、銀河系の巨大な中心の回りを一周していて。それは銀河系の回転と共に2億3000万年かけて周回しています。また、銀河系自体は秒速840㎞で移動しているそうです。
    • こうして素粒子から壮大な宇宙の姿まで知ることで一瞬一瞬の時間の重みを感じます。
  • 多くの先人に感謝
    • 素粒子という極微の世界から宇宙誕生の秘密に迫るところまで知ることが出来るようになったのは
    • 古代から多くの人々が命がけで又生涯をかけられて研究追求されてきたご苦労があってのことです。


自然を尊び科学を重んず

大切にしたい言葉です。

 責任者 坂田林平

 10億分の1の世界~

  • ナノ(nano)    10億分の1 0,000,000,001
  • ピコ(pico)     1兆分の1 0,000,000,000,001
  • フェムト(femto)  千兆分の1 0,000,000,000,000,001

 大きな数の呼び方は

  • 一 万 億 兆 京 ?亥 ?予 穣 溝 潤 正 載 極 恒河沙 阿僧祇 那由他 不可思議 無量大数。 江戸時代のベストセラー「塵劫記」という和算書があり明治の初期まで読み続けられていたそうです。

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