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ゴレンジャーの頭は大丈夫か?

インドで川から出られなくなったクマが村人達に救出され、村に返されたそうです。
http://www.youtube.com/watch?v=aFhdyonUmvI

涙なしには見れませんが、本題です。

今日はパリティ、Vol. 24 No.11 2009-11, p.46の「ニュースダイジェスト」から。以下、引用です。

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戦場の爆発による頭蓋骨の変形と脳の損傷

人間の頭部が何かにぶつかったり、衝撃を受けたりすると加速を受ける。それが減速を始めると、脳は頭蓋骨に打ち付けられて跳ね返り、衝撃エネルギーが散逸するまで振動が続く。その結果生じるせん断ひずみや圧縮ひずみによって、脳が損傷を受ける可能性がある。しかし戦場での爆発では、兵士達の脳の外傷性損傷を引き起こすのは音波だけではない。このような過程をよりよく理解するために、米国ローレンス・リヴァモア国立研究所のモス(William Moss)とキング(Michael King)、そしてロチェスター大学のブラックマン(Eric Blackman)は、頭が壁にぶつかったときと、爆発による爆風が当たったときの数値シミュレーションの結果を比較した。頭の受ける加速は壁との衝突のさいの半分にも満たないにも関わらず、シミュレーションの爆風は驚くほど大きな瞬間的な圧力----3 barにも達する---を発生させ、さらに大きな圧力勾配を発生させた。これらの機械的負荷はどうやら、爆風の圧力のもとで波打つ頭蓋骨によって伝えられているようである。この波立つような運動は、速度ベクトルの分布を描いた画像によって示されている。研究者達はシミュレーションで頭蓋骨の硬さを1000倍にしたところ、瞬間的な圧力の大きさが5分の1になったことを観測し、頭蓋骨の弾性の役割を確かめた。シミュレーションではまた、頭にぴったり被ったヘルメットは機械的負荷を余計に頭蓋骨に伝える可能性があり、エアクッションの効果のあるヘルメットは幾何学的に爆風を収束し増強してしまうことも明らかになった。(W. C. Moss et al., Phys. Rev. Lett., in press)
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爆風で脳が損傷を受けるんですね。知らなかったです。戦隊ヒーローものでは、怪獣が出てくると挨拶代わりに爆弾を見舞われて、ヒーロー達が派手に飛ばされて、地面に叩きつけられるというのがお約束になっていたと思いますが、あのとき心配すべきは身体じゃなくて、頭の方だったんですね。

確かに、脳は頭蓋骨で守られていますけど、頭蓋骨の中ではそんなにしっかりとは固定されていないでしょうね。だから、爆風で外部から強烈な圧力がかかると、頭が波打ってしまって、脳を守っているはずの頭蓋骨が逆に脳にダメージを与えてしまうんですね。頭蓋骨が硬いとアダになりそうな気が何となくしますが、逆なんですね、頭蓋骨が硬い方が爆風に対してもいいみたいです。どなたか頭蓋骨を固くする方法ご存じないですかね?でも、硬さを1000倍にしてやっと瞬間的な圧力の大きさが1/5ですか...なかなか厳しいですね。また、ぴったりしたヘルメットも、エアクッションの効果のあるヘルメットも逆効果のようです。

おそらく、この研究結果を元に、これから対爆風用のヘルメットを開発するんじゃないでしょうか。軍事技術ですけど、人間の安全に直接繋がってますから、将来民生に転用ということもありうるんじゃないでしょうか。そういえば、カーナビや携帯電話のGPSや、インターネットも元々は軍事用だそうです。一般の人にとっては当初何の役に立つか分からなかったものが、開発を進めるうちに応用が見えてくるということは多々あるようです。日本の場合はなかなか軍事用途の研究はできないですから、技術の芽が出てきたところで何とか将来を見通すしかないのでしょう。ともかく、基礎的な研究の軽視はいけないでしょうね。

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テーマ : 自然科学
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バラッくま

Author:バラッくま
色々あったのち東京深川在住の科学技術系の研究者。
クマに似ている。最近はカピバラにも似ている。
専門: 量子エレクトロニクスなど。
休みのときは、(有休を取ってまでして)落語、スキューバダイビング、スポーツ観戦(相撲など。両国が近いのでうれしい。)、音楽鑑賞などを少しずつ。

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