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水蒸気爆発の原理とその脅威: 御嶽山噴火を例に学ぶ

ライターのYUKOです。水蒸気爆発の原理とその脅威について、御嶽山噴火を例に解説します。

問題解決のヒント:自分の強みを活かす

水蒸気爆発を解明する際、研究者はどのような心構えを採用したのでしょうか?

得意分野を活かす

水蒸気爆発のメカニズム解明に苦心していた研究者は、毛沢東の「自分のやり方で戦争をする」という言葉にヒントを得て、得意な技術や経験を問題解決に応用することを決意しました。

このアプローチにより、非定常波動や衝撃波の観点から水蒸気爆発現象を再検討することが可能になりました。

研究者は、自分の強みを最大限に活用することで、この複雑な現象を理解することに成功したのです。

詳しくみる ⇒参照元: テクニカルレポート:コラム:衝撃波の科学

水蒸気爆発のメカニズム

熱した物質と接触した水によって引き起こされる現象は何ですか?

水蒸気爆発

水蒸気爆発は、水が非常に高温の物質と接触することで気化して発生する爆発現象です。

水は加熱されると体積が約1700倍に膨張し、その瞬間的な蒸発が爆発を引き起こします。

フライパンに水滴を落としたときの破裂が、この現象の身近な例です。

詳しくみる ⇒参照元: 水蒸気爆発

蒸気爆発のメカニズム

溶岩や金属が高温物質から漏れると何が起こりますか?

爆発

高温の物質が水に接触すると、水が蒸発して高温物質を包む「蒸気膜」を形成します。

この蒸気膜は一時的に熱を閉じ込めますが、破れて高温物質が漏れると、高温物質と水が再び接触し、圧力が生まれて爆発が発生します。

この爆発は通常、非常に短時間(一瞬)で発生します。

詳しくみる ⇒参照元: 蒸気爆発が起こる原理

アルミ工場爆発事故の誘因

溶けたアルミによる爆発を誘発した要因は?

大雨による浸水

アルミ工場で発生した蒸気爆発事故の要因は、大雨による浸水でした。

浸水により膝くらいまで水がたまっていた工場内に、炉から流れ出した溶けたアルミが触れたことで、爆発が引き起こされました。

この事故により、工場の責任者は業務上過失傷害で書類送検されています。

近隣の住民が怪我を負うなど、深刻な被害が出ました。

詳しくみる ⇒参照元: 蒸気爆発が起こる原理

身近な蒸気爆発の例

身近なものにおける蒸気爆発の具体的な例は何ですか?

高温のフライパンに流水をかける

蒸気爆発は、身近なフライパンでも発生します。

高温のフライパンに流水をかけると、フライパンと水温の差により急激に蒸気が発生し、「ジュッ」という音がして煙が上がります。

この現象は、蒸気爆発の原理である、高温と低温の物質の衝突による力のぶつかり合いが原因です。

詳しくみる ⇒参照元: 蒸気爆発が起こる原理

水蒸気爆発の模擬実験における溶融錫の分裂機構

溶融錫が水中に没したときに起こる、接触した水の爆発の原因は?

水蒸気膜の薄化による溶融錫と水の直接接触

水蒸気爆発の模擬実験に用いられる溶融錫は、水中では凹凸のある水蒸気膜に覆われる。

この水蒸気膜が時間とともに厚くなるが、薄くなった部分で溶融錫と水が接触すると、接触した水が爆発的に蒸発し、溶融錫塊が分裂する。

この分裂のメカニズムの解明が研究の重要な課題となっている。

詳しくみる ⇒参照元: テクニカルレポート:コラム:衝撃波の科学

日本の水蒸気爆発による自然災害

日本における大規模な水蒸気爆発が引き起こした山体崩壊と被害は?

磐梯山の山体崩壊と477人の死者

1888年の磐梯山噴火では、山体内部の水蒸気爆発により山体崩壊が発生。

岩屑なだれで477人が死亡した。

また、長瀬川とその支流がせき止められ、桧原湖や秋元湖など大小さまざまな湖沼が形成された。

その後、1973年に西之島新島では、海底火山の成長と海水との反応により水蒸気爆発が起こり、「鶏の尾羽」と呼ばれる特徴的な噴煙を上げた。

詳しくみる ⇒参照元: 水蒸気爆発