吉田たかよし『トンネル事故を元素で分析！その２「金属元素の限界」』

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トンネル事故を元素で分析！その３「接着剤が事故の原因？」|記事一覧|高速道路トンネル事故を元素で分析！

2012-12-03 08:49:11

トンネル事故を元素で分析！その２「金属元素の限界」

テーマ：元素周期表

トンネル事故を元素で分析！その２「金属元素の限界」

山梨県で起きた中央自動車道・笹子トンネルの崩落事故。

前回のブログでは、一酸化炭素中毒について解説した。

今回は、そもそも、天井が転落した原因を分析。

天井が転落した原因として、金属疲労が強く疑われている。

鉄やアルミニウムなど金属元素は、力を加えても、それを押し返して元に戻る性質がある。

金属は、多くの原子が一塊になって、全体で自由電子というのを共有する。

この自由電子の共有で原子が結合しているから、こんな性質が現れる。

まあ、こういう理屈は難しければ無視していただいても結構だが、金属でものをつくれば、しなやかで壊れないことは重要。

人類は、この性質を利用して、橋や建物を作ってきた。

でも、無限に押し返して元に戻ってくれるかというと、そうではない。

それが、金属疲労で、自由電子による結合の限界ってところだ。

押す⇒もとに戻る⇒押す⇒もとに戻る・・・・というのを一千万回以上も繰り返すと、壊れる可能性が出てくる。

これが、金属元素の宿命だ。

一千万回というと、ものすごく多いと感じるが、自動車が通ることで、１秒間に一回の割合で、「押す⇒もとに戻る」とやったとしたら、

６０秒×６０分×３６５日×３５年＝４５９９万回

作られて３５年もたった中央自動車道のトンネルの天井を支えた柱は、金属疲労を起こしても不思議ではない計算になる。

鉄など金属元素の性質については、「元素周期表で世界はすべて読み解ける、宇宙・地球・人体の成り立ち」（光文社新書）の第３章で詳しく解説しているので、こちらをご参照ください。