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	<title>The Magnesium Civilization &#187; レーザー</title>
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	<description>Alternative new source of energy to oil</description>
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		<title>レーザー媒質に必要なレアメタル</title>
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		<pubDate>Mon, 04 Jan 2010 04:00:32 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[よくある質問]]></category>
		<category><![CDATA[レーザー]]></category>

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		<description><![CDATA[質問：
太陽光励起レーザーを発振する媒質には、クロム、ネオジム、イットリウムといったレアメタルが使われているそうですね。これらのレアメタルを巡って世界中で激しい争奪戦が繰り広げられていますが、レーザー発生装置を大量に作れ [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong>質問：</strong><br />
太陽光励起レーザーを発振する媒質には、クロム、ネオジム、イットリウムといったレアメタルが使われているそうですね。これらのレアメタルを巡って世界中で激しい争奪戦が繰り広げられていますが、レーザー発生装置を大量に作れるほど、資源は十分にあるのでしょうか？</p>
<p><strong>回答：</strong><br />
<span id="more-178"></span>1本のYAGレーザー媒質は直径1cm以下で長さは10cm程度です。これで1kWの出力を予定しています。<br />
YAGの比重は4.5ですので、35gの重さです。YAGは、Y₃Al₅O₁₂の成分を持っていますので、イットリウムの重量割合は45%。従って1kW出力のレーザー1本当たりに必要なイットリウムの量は16gです。<br />
<a href="http://www.mgciv.com/blog/magnesium-civilization-php-shinsho.html">『マグネシウム文明論』</a>に書いたように、全世界のエネルギーをまかなうために100万kWのレーザーが2000基必要だとすると、イットリウムの総量は3万トンとなります。イットリウムの推定埋蔵量は54万トンですので、一応は大丈夫です（ちなみに<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Yttrium">英語版Wikipediaの&#8221;Yttrium&#8221;の項目</a>には、酸化イットリウムの推定埋蔵量が900万トンという記述もあります）。レーザーは焼き固めて作っていますので、古くなってももう一度焼くことで再生されるでしょう。これは今後の課題です。<br />
他の物質、ネオジムはYAG全体の1%、クロムは多くても0.3％しか入っていませんので、必要量はネオジム300トン、クロム90トンです。これで、問題ないことは明らかでしょう。<br />
レーザー法の長所の1つは、太陽を集光して小さい媒質に照射する点にあります。そのために、必要な媒質が非常に少なくてよいことも特徴です。<br />
（矢部孝）</p>
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		<title>太陽光励起レーザー発生装置のランニングコスト</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/running-costs-solar-pumped-laser-device.html</link>
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		<pubDate>Thu, 31 Dec 2009 04:00:56 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[よくある質問]]></category>
		<category><![CDATA[レーザー]]></category>

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		<description><![CDATA[質問：
太陽光励起レーザー発生装置は、本当にランニングコストがかからないのでしょうか？
太陽光自動追尾システムを動かすためのエネルギーや、（特に砂漠では）レンズの清掃コストはどうなるのでしょう？
回答：
自動追尾装置のエ [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong>質問：</strong><br />
太陽光励起レーザー発生装置は、本当にランニングコストがかからないのでしょうか？<br />
太陽光自動追尾システムを動かすためのエネルギーや、（特に砂漠では）レンズの清掃コストはどうなるのでしょう？</p>
<p><strong>回答：</strong><br />
<span id="more-167"></span>自動追尾装置のエネルギーはワットのオーダーで、ほとんどないに等しく、太陽電池の小さいのがあれば十分稼働させることができます。<br />
清掃方法ですが、下手に水洗いするとこびりつくので、空気を数日に1回吹きかけます。砂漠ではこれで十分です。装置は自動ですが、それのコストも無視できます。当然、この装置も太陽電池で動かします。<br />
問題は、砂による傷が表面にできることですが、それも解決済みです。これについては、重要な特許ですのでお話できません。実際に中東へ行ってみればわかりますが、ホテルの窓ガラスは全然傷ついていません。今は、大サービスでここまでしか言えません。<br />
（矢部孝）</p>
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		<title>太陽光励起レーザーで金属板に穴を開ける</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/metalworking-with-solar-pumped-laser.html</link>
		<comments>http://www.mgciv.com/blog/metalworking-with-solar-pumped-laser.html#comments</comments>
		<pubDate>Tue, 29 Dec 2009 04:46:32 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[レーザー]]></category>
		<category><![CDATA[動画]]></category>
		<category><![CDATA[製錬]]></category>

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		<description><![CDATA[「低コストで超高温を実現する『太陽光励起レーザー』」で紹介したように、太陽光励起レーザーを使えば、単純に太陽光を集光するよりもはるかに高い温度を実現することができます。
下の動画は、2009年1月に東京工業大学の屋上で行 [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><a href="http://www.mgciv.com/blog/economical-solar-pumped-laser.html">「低コストで超高温を実現する『太陽光励起レーザー』」</a>で紹介したように、太陽光励起レーザーを使えば、単純に太陽光を集光するよりもはるかに高い温度を実現することができます。<br />
下の動画は、2009年1月に東京工業大学の屋上で行われた太陽光励起レーザーの実験風景です。この時出力されたレーザーの出力は50W。この程度の出力であっても、0.1mm厚のステンレス板にいとも簡単に穴を開けることができてしまいます。</p>
<p><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/L4uzR4GAryk&#038;hl=ja_JP&#038;fs=1&#038;"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/L4uzR4GAryk&#038;hl=ja_JP&#038;fs=1&#038;" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object></p>
<p>さらに次の動画は、太陽光励起レーザーで酸化マグネシウムを還元しているところです。レーザーの焦点が酸化マグネシウムの表面に合ったときに、煙のように蒸発するマグネシウムが見えます。製錬を商業化するにはまだ不十分な出力ですが、酸化マグネシウムの還元自体は可能であることがわかります。</p>
<p><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/ky1LddAm4Bg&#038;hl=ja_JP&#038;fs=1&#038;"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/ky1LddAm4Bg&#038;hl=ja_JP&#038;fs=1&#038;" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object></p>
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		<item>
		<title>酸化マグネシウムがレーザー照射によって気化する瞬間</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/moment-magnesium-oxide-vaporized-laser.html</link>
		<comments>http://www.mgciv.com/blog/moment-magnesium-oxide-vaporized-laser.html#comments</comments>
		<pubDate>Tue, 22 Dec 2009 02:30:46 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[レーザー]]></category>
		<category><![CDATA[動画]]></category>
		<category><![CDATA[製錬]]></category>

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		<description><![CDATA[「レーザーでマグネシウムを製錬できるか？」という記事では、酸化マグネシウムにレーザーを照射することで粉末表層が蒸発し、金属マグネシウムだけ取り出せることを紹介しました。
下の動画は、1kWのレーザーを酸化マグネシウムに0 [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><a href="http://www.mgciv.com/blog/laser-smelt-magnesium.html">「レーザーでマグネシウムを製錬できるか？」</a>という記事では、酸化マグネシウムにレーザーを照射することで粉末表層が蒸発し、金属マグネシウムだけ取り出せることを紹介しました。<br />
下の動画は、1kWのレーザーを酸化マグネシウムに0.5秒間照射した様子を、1/60で高速度撮影したものです。レーザーによって酸化マグネシウムは一瞬で気化しますが、この時、気化した物質は垂直に立ち上ります。そのため、気体から特定の元素だけを比較的容易に取り出せるのです。<br />
現在、蒸発して回収した物質のうち、30％が酸化マグネシウム、70％が金属マグネシウムです。つまり、純度70％のマグネシウムをレーザーで製錬できています。マグネシウムを燃料として使う場合には、70％の純度でも十分です。ちなみに、ピジョン法でも最初に製錬されるマグネシウムの純度は80％程度で、それから高純度化の処理を行っています。<br />
<object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/fhB_JdSuSPw&#038;hl=ja&#038;fs=1"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/fhB_JdSuSPw&#038;hl=ja&#038;fs=1" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object></p>
]]></content:encoded>
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	</item>
		<item>
		<title>レーザーによる酸化マグネシウムの製錬効率</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/smelting-efficiency-magnesium-oxide-laser.html</link>
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		<pubDate>Mon, 21 Dec 2009 13:10:40 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[よくある質問]]></category>
		<category><![CDATA[レーザー]]></category>
		<category><![CDATA[製錬]]></category>

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		<description><![CDATA[質問：
太陽光励起レーザーを使った場合のMgOからMgへの変換効率（現状/目標）はどれぐらいですか？　プラントの試算からするとかなり高そうですが。
回答：
現在、炭酸ガスレーザーで製錬したマグネシウムの純度は70％です（ [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong>質問：</strong><br />
太陽光励起レーザーを使った場合のMgOからMgへの変換効率（現状/目標）はどれぐらいですか？　プラントの試算からするとかなり高そうですが。</p>
<p><strong>回答：</strong><br />
<span id="more-146"></span>現在、炭酸ガスレーザーで製錬したマグネシウムの純度は70％です（太陽光励起レーザーでの製錬はレーザー出力が少なくてまだ実用レベルに達していません）。すなわち、蒸発して回収した物質のうち、30％が酸化マグネシウム、70％が金属マグネシウムです。<br />
製錬効率という場合、通常は投入したエネルギーに対してどのくらいの量のマグネシウムが生産できるかということを言います。その場合には単位はmg/kJとなります。<br />
しかしそれだと、どのくらいのエネルギーが有効にマグネシウムへと変換されたかという比率がわかりにくいので、我々は投入エネルギーに対して、生産できたマグネシウムが発生する熱量の割合で製錬効率としていますが、それは現在45％に達しています。目標はこの値をできる限り100％に近づけることですが、現状でも十分であると思っています。<br />
我々の計画は製錬効率をすべて45％で試算して、装置コストや規模を計算しています。これは、自動車のガソリン燃焼効率が20％だったり、発電所の効率が40％だったりするのと同じで、ここまで行かないと実用化できないというものではありません。45％というのはかなりよい値だと考えています。（矢部孝）</p>
]]></content:encoded>
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		<item>
		<title>レーザーでマグネシウムを製錬できるのか？</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/laser-smelt-magnesium.html</link>
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		<pubDate>Mon, 14 Dec 2009 14:08:52 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[レーザー]]></category>
		<category><![CDATA[一般]]></category>
		<category><![CDATA[製錬]]></category>

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		<description><![CDATA[私たちは太陽光励起レーザーで400W〜lkW級が達成できたとして、実際にマグネシウムを得ることができるのか、別タイプの実用レーザーを使って実験を行っています。400W/1kWの炭酸ガスレーザーを酸化マグネシウム粉末に0. [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<div id="attachment_134" class="wp-caption alignleft" style="width: 310px"><img src="http://www.mgciv.com/blog/wp-content/uploads/2009/12/laser-magnesium-smelting.jpg" alt="Carbon dioxide gas laser smelts magnesium" title="laser-magnesium-smelting" width="300" height="199" class="size-full wp-image-134" /><p class="wp-caption-text">炭酸ガスレーザーでマグネシウムを製錬</p></div>
<p>私たちは太陽光励起レーザーで400W〜lkW級が達成できたとして、実際にマグネシウムを得ることができるのか、別タイプの実用レーザーを使って実験を行っています。400W/1kWの炭酸ガスレーザーを酸化マグネシウム粉末に0.2秒間照射すると、粉末表層が蒸発、そのガス中の30%がマグネシウム原子であることを確認しました。ここで重要なのはどれだけ効率よく純粋なマグネシウムを作れるかという点にあります。できたマグネシウムの燃焼で得られるエネルギーを生成にかかったレーザーのエネルギーで、割った値を「エネルギー還元効率」と言います。これが大きいほどよいわけですが、実験データから求めた値は45%で、目標値50%にかなり近い成果を得られています。<br />
<span id="more-132"></span>このプロセスは使用済みの酸化マグネシウムを再生するプロセスとほぼ同じです。マグネシウム燃料電池の燃料パックから酸化マグネシウムを取り出して太陽光励起レーザーを照射、マグネシウムの蒸気を発生させます。得られたマグネシウム蒸気は周囲の酸素と結びつかないよう、アルゴンなどの不活性ガスを吹き付けて急冷し、用意した板上に蒸着させるのです。</p>
]]></content:encoded>
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		<item>
		<title>低コストで超高温を実現する「太陽光励起レーザー」</title>
		<link>http://www.mgciv.com/blog/economical-solar-pumped-laser.html</link>
		<comments>http://www.mgciv.com/blog/economical-solar-pumped-laser.html#comments</comments>
		<pubDate>Mon, 14 Dec 2009 13:47:56 +0000</pubDate>
		<dc:creator>staff</dc:creator>
				<category><![CDATA[レーザー]]></category>
		<category><![CDATA[一般]]></category>

		<guid isPermaLink="false">http://www.mgciv.com/blog/?p=125</guid>
		<description><![CDATA[20000°C相当のエネルギーを与えれば、触媒なしでマグネシウムを製錬できます。しかし、20000°C相当に相当する膨大なエネルギーを投入することは可能なのでしょうか？
子ども時代に、虫眼鏡を使って太陽光を集めて紙を焼い [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><div id="attachment_124" class="wp-caption alignleft" style="width: 310px"><img src="http://www.mgciv.com/blog/wp-content/uploads/2009/12/laser_chitose.jpg" alt="A &quot;solar-pumped laser&quot; system in Chitose" title="laser_chitose" width="300" height="225" class="size-full wp-image-124" /><p class="wp-caption-text">千歳の太陽光励起レーザー実験装置</p></div><br />
20000°C相当のエネルギーを与えれば、触媒なしでマグネシウムを製錬できます。しかし、20000°C相当に相当する膨大なエネルギーを投入することは可能なのでしょうか？<br />
子ども時代に、虫眼鏡を使って太陽光を集めて紙を焼いて遊んだ経験は、みなさんにもおありでしょう。ただ、集光によって実現できる高温には理論的な上限があります。それは6000°Cです。つまり、いくら太陽光を集めても、その発生源である太陽表面の温度を超えることはできません。けれど、人間の知恵を活かせば、さらに温度を上げられます。それが、「太陽光励起レーザー」です。<br />
<span id="more-125"></span>地上に到達する太陽光はさまざまな波長の光が集まってできています。波長が短い順に言うと、紫外光、可視光、赤外光、電波です。もし、これらの波長域のかなりの部分を単一波長の光に変換できたらどうなるでしょう？　単一波長の光、つまりレーザー光なら、生の状態の太陽光よりも、はるかに狭い領域まで光を集中でき、6000°Cを大幅に上回る超高温を生み出せるのです。<br />
私たちは、そうしたことを可能にするレーザー素子を開発しました。太陽光のうち、波長が約400nmの青色光から約900nmの近赤外光までを、波長1064nmの近赤外光レーザーへ効率よく変換する素子です。<br />
まずプラスチックフレネルレンズで直径2cmほどの領域に太陽光を集光します。そこにレーザー素子を置けば、素子から強力な近赤外レーザー光が出てくるので、そのレーザー光をレンズを使ってさらに集光すると1mm以下のサイズまで光を集中でき、超高温を実現できます。<br />
私たちは、4m²のフレネルレンズとクロム-ネオジムYAGレーザー媒質を用いた、低コストで高効率のレーザー発生装置を開発。2007年に80Wの出力を実現しました。</p>
]]></content:encoded>
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