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  • MAREN: Here's a mind-blowing fact.

    こんな驚きの事実がある

  • The sun releases more energy

    太陽が150万分の1秒に 発するエネルギーは―

  • in just 1.5 millionth of a second

    地球上の1年間の消費量より多い

  • than we humans on planet Earth consume in a year.

    すごいパワーよね

  • That's a lot of power.

    [番組ホスト マレン・ハンスバーガー]

  • Which is why solar will likely play a huge role

    太陽エネルギーは 今後―

  • in our quest for a cleaner, more secure energy future.

    よりクリーンで安全な エネルギー源となるはず

  • The sun generates all of this energy

    太陽は核融合によってエネルギーを生み出す

  • through a process called fusion.

    では核融合とは どんなもので―

  • But what exactly is fusion,

    エネルギーはどのように生み出されるのか?

  • and how does the sun generate so much energy?

    [オーストラリア アウトバック]

  • The sun is a massive nuclear powerhouse

    太陽は巨大な原子力発電所

  • that can raise temperatures in the Australian Outback

    それにより アウトバックの気温は なんとセ氏50.7度まで上がる

  • to an incredible 50.7 degrees Celsius.

    ワールドソーラーチャレンジを走る レースカーにとって完璧な燃料ね

  • That intense energy is perfect for fueling race cars

    ここはオーストラリアのアウトバック

  • competing in the World Solar Challenge.

    ご覧のとおり 非常に過酷な環境だ

  • DEREK: I am in the middle of the Australian Outback.

    ここにいると太陽の力を感じる

  • As you can see,

    [デレク・ミューラー]

  • this is a very inhospitable environment.

    あり得ないほど暑い

  • You know, it's funny being out here,

    この暑さこそが―

  • you feel the power of the sun.

    車を高速で走らせるエネルギーになる

  • It gets so stinking hot.

    20ヵ国以上から集結した チャレンジの参加者たちは―

  • And of course, it is that very energy

    オーストラリア大陸を縦断し 約3,000キロを走破

  • which is propelling these cars down the road

    世界最速のソーラーカーを目指して競います

  • at incredible speeds.

    ソーラーカーの動力源があるのは―

  • And in the World Solar Challenge,

    地球から1億5,000万キロかなた

  • cars from over 20 countries

    亜原子粒子が含まれる

  • have to power across the whole continent,

    物質を構成するのは原子よ

  • going 3,000 kilometers, over 1,800 miles,

    原子の中央にある核は 陽子と中性子から成り―

  • to claim the title

    核の周りを雲状の電子が回ってる

  • of world's fastest solar vehicle.

    高エネルギーの環境で―

  • MAREN: Incredibly, the power source

    2つの原子核が合体して 核融合が起こる

  • that makes all of this possible

    次のような場合とは違うわ

  • is 150 million kilometers away

    電子によって結びついたり―

  • and involves subatomic particles.

    水素原子2つと酸素原子1つから 水ができる場合よ

  • You may know that atoms, which make up all matter,

    これは“結合”

  • have a nucleus at the center

    核融合では原子核同士を―

  • made up of protons and neutrons,

    衝突させて1つの原子核を作るの

  • with electrons zipping around the nucleus in a small cloud.

    この時 膨大な量のエネルギーが生じる

  • Fusion happens when two atomic nuclei

    核融合の基礎については理解できたわね

  • are forced together

    次は太陽の核融合を 見てみよう

  • in extremely high-energy conditions.

    まず原子核の合体に―

  • Now, keep in mind,

    大量のエネルギーを必要とする

  • this is different from what happens

    正電荷を持つ陽子は 互いに反発するからよ

  • when atoms link together using their electrons,

    同じ電荷は反発して―

  • like when two hydrogen atoms and an oxygen atom

    反対の電荷は引き合う磁石と同じね

  • come together to form water.

    でも太陽は途方もなく巨大よ

  • That's called bonding.

    直径は約139万2,000キロ

  • But in fusion,

    強力な重力が働いてる

  • the nuclei of the atoms themselves

    つまり 太陽を成す水素原子に 強大な圧力がかかってるの

  • need to smash together to form a single nucleus,

    核融合は 太陽の中心部で起こる

  • and this process releases massive amounts of energy.

    中心部は 高圧力で高密度の状態よ

  • Okay, so, now that we've got our heads wrapped around

    水素原子の正電荷を持つ 陽子同士が―

  • the very basics of how fusion works,

    ここで融合してヘリウムになる

  • let's take a look at how it happens in the sun.

    さらに詳しく説明するなら―

  • First off, it takes a lot of energy

    p-p連鎖という反応の話になる

  • to force the nuclei to come together

    太陽が放出するエネルギーは 一連の熱核反応の結果なの

  • in the first place,

    反応の第1段階

  • because protons, all with the same positive charge,

    2つの水素原子が衝突し―

  • repel each other.

    重水素が1つできる

  • You know, like magnets.

    陽子1つと中性子1つから成る水素原子よ

  • You may recall that principle

    ほとんどの水素原子は中性子を持たない

  • that like charges repel

    次に3つ目の水素原子の陽子が 重水素の核に衝突し―

  • while opposite charges attract.

    三重水素の核であるトリトンができる

  • However, the sun is so massive,

    陽子1つと中性子2つを持つ

  • roughly 1.392 million kilometers in diameter,

    2つの三重水素の核が融合して―

  • that it has an insane amount of gravity,

    ヘリウム4の核ができる

  • meaning there's an incredible amount of pressure

    陽子2つと中性子2つから成る

  • exerted on all those hydrogen atoms

    この核融合で2つの陽子が発生し 反応が繰り返される

  • that make up the sun.

    2つの陽子が衝突し―

  • Now, solar fusion happens inside the sun's core,

    3つ目の陽子が加わる

  • where the pressure is so intense

    2つの三重水素の核が融合して―

  • and the density is so great

    陽子2つが発生する

  • that those like-charged protons

    水素がある限り 反応は繰り返されるの

  • of those hydrogen nuclei

    理解できた?

  • smash together to form helium.

    複雑な過程よ

  • If we want to break things down

    まさに熱核反応の物理学ね

  • in even greater detail, which we do,

    もう一度 確認したい人は―

  • we'll have to talk about something

    3:53からのp-p連鎖に戻ってね

  • called the proton-proton cycle.

    この過程で どれくらいエネルギーが生じるか?

  • The energy radiated by the sun

    科学者たちの計算によると どんな場合であれ―

  • is really the result of a series

    約384ヨタワットのエネルギーを放出してる

  • of thermonuclear reactions.

    私もだけど こんな単位は初耳でしょ?

  • The first step in the reaction...

    科学的記数法で言うと―

  • two hydrogen nuclei collide

    10の26乗の3.84倍のパワーということ

  • to produce what's called deuterium,

    つまり 384に0が24個つくことになる

  • a hydrogen nucleus

    画面が0であふれちゃう

  • with one proton and one neutron.

    ヨタは大きな数字を簡単に表せる―

  • See, most hydrogen atoms have only one proton

    便利な単位ね

  • and no neutrons.

    不安定で長期にわたる放射性廃棄物は 核融合では出ない

  • Next, a third hydrogen proton

    その点が核分裂とは違う

  • smashes into the deuterium nucleus

    核融合で生じるのは―

  • to make a tritium nucleus, or a triton,

    非放射性の副産物である ヘリウム

  • a nucleus with one proton and two neutrons.

    エネルギー源としての実用化が すでに研究されてる

  • When two of these tritium nuclei fuse together,

    でもコメントにもあるように―

  • they form a helium-4 nucleus

    みんな まだ数十年先のことと思ってる

  • with two protons and two neutrons.

    太陽エネルギーは 太陽系に散乱してる

  • This fusion also releases two protons,

    4垓3,000京ジュールの太陽エネルギーが

  • allowing the cycle to continue.

    地球の表面に届いてるの

  • Two hydrogen protons collide,

    1時間または1時間半あたりの量よ

  • a third hydrogen proton joins the party,

    世界全体のエネルギー消費量は―

  • two of these tritium nuclei fuse together,

    年間5億8,000万テラジュール

  • two protons are released.

    仮に2時間分の太陽エネルギーを すべて効率的に利用できるとすれば―

  • Repeat, and repeat, and repeat

    1年以上 世界中に供給できる

  • until the sun runs out of hydrogen.

    当分 実現は無理だと思うけどね

  • Got it? Great.

    でもクリーンで持続可能な エネルギーへの転換に―

  • It is a complicated process.

    太陽エネルギーは役立ってる

  • After all, it's literally thermonuclear physics.

    ここ数年 技術がさらに向上して すばらしい革新が見られる

  • So, if you want to go and run that animation back,

    次回はソーラーパネルを取り上げるわ

  • go ahead and rewatch

    太陽光を馬力に変えて供給できる―

  • that proton-proton cycle animation.

    技術について紹介するわね

  • Now, you may be asking,

  • how much energy does this process generate?

  • Well, scientists have calculated

  • that at any given moment,

  • the sun releases

  • an estimated 384 yotta watts of energy.

  • Never heard of a yotta watt before?

  • Because me neither.

  • But using scientific notation,

  • that's 3.84 times 10 to the 26th power.

  • So, 384 with 24 zeros behind it.

  • We barely have enough screen

  • to actually show all of those zeros.

  • Saying that's a "yotta" power

  • would be a gross understatement

  • and a groanable pun.

  • And because nuclear fusion doesn't produce unstable,

  • long-lived radioactive waste like nuclear fission does,

  • that's the splitting of an atom,

  • instead, fusion results in a stable,

  • non-radioactive by-product of helium.

  • So, scientists are exploring

  • how to develop this as a viable energy source.

  • But as many of our secret viewers have noted,

  • fusion technology always feels like

  • it's just a few decades away.

  • Now, while most of the sun's energy

  • is scattered across our solar system,

  • researchers have estimated that 430 quintillion joules

  • of the sun's energy

  • hits the surface of the Earth

  • roughly every hour, or hour-and-a-half.

  • With current estimates

  • of total world energy consumption

  • at 580 million terajoules annually,

  • that means, theoretically,

  • if we could effectively harness all of the sun's energy

  • that hits Earth for just two hours,

  • we could power our entire planet

  • for more than a year.

  • Clearly, this isn't a reality, at least not anytime soon,

  • but solar energy is helping power a worldwide shift

  • to cleaner, more sustainable energy.

  • And there have been some

  • incredible innovations in recent years

  • as the technology has become more and more efficient.

  • So, next up, we take a closer look at solar panels

  • and break down the technology

  • that powers our homes and cities,

  • and can transform sunlight into horsepower.

MAREN: Here's a mind-blowing fact.

こんな驚きの事実がある

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