ギガジュールからマイクロジュールへの換算

ギガジュール（GJ）について

ギガジュール は、10 億 ジュール、すなわち 1000 メガジュール にあたるエネルギーの単位です。記号は GJ です。より小さな 接頭語 のついた ジュール とは違い、これは現に取引で使われる単位です。ガス と熱は ギガジュール で売り買いされ、1 世帯の年間使用量は請求書の 1 行にゆったり収まる ギガジュール の数で表されます。

多くの人がこれに出会うのは暖房です。デンマーク と オランダ の地域暖房は ギガジュール で計量され請求され、カナダ の都市 ガス の請求書も ギガジュール 建てです。1 ギガジュール は、都市 ガス およそ 26 立方 メートル 、あるいは ガソリン 29 リットル の熱にほぼ相当し、寒冷地の断熱のよい住宅は暖房と給湯に年 40 から 100 ギガジュール を使います。

この単位は、材料をつくるのに要する費えも測ります。構造用鋼 1 トン の生産には一次 エネルギー でおよそ 20 から 25 ギガジュール、セメント 1 トン には およそ 4 ギガジュール、新地金の アルミニウム 1 トン には 200 ギガジュール 近くが要ります。アルミニウム が蓄えられた電気と呼ばれるのはこの数字ゆえであり、建築の 内包 エネルギー の一覧が、より小さな単位ではなく 1 トン あたりの ギガジュール で公表されるのも同じ理由です。

破壊のエネルギーにとっては、家庭の規模と災厄の規模のあいだにある自然な尺度です。TNT 1 トン は定義により 4.184 ギガジュール を放ち、落雷は 1 から 5 ギガジュール の桁を送りますが、そのほとんどは打たれた物ではなく空気を熱し引き裂くことに費やされます。石炭 1 トン は およそ 29 ギガジュール の化学 エネルギー を抱えています。

同じ表に人も並びます。1 日およそ 10 メガジュール を食べる大人は、1 年で およそ 3.7 ギガジュール の食物 エネルギー を取り込みます。小型車が 1 か月に燃やす量にも届きません。この二つを同じ単位で並べて置くことは、今日の エネルギー 消費のどれほどが体の外で起きているかを示す、いちばん明快なやり方のひとつです。

ギガジュール の上では、国の統計は テラジュール と ペタジュール へ移り、下では機器と車両が メガジュール と キロワット時 で語られます。ギガジュール はその継ぎ目にあり、だからこそ エネルギー の規制当局と供給事業者はここで出会うのです。建物には十分に大きく、請求書には十分に小さい単位だからです。

1 ギガジュール は、1 000 000 000 ジュール、およそ 277.8 キロワット時、およそ 23 万 9000 キロカロリー に等しくなります。

マイクロジュール（µJ）について

マイクロジュール は、1 ジュール の 100 万分の 1、すなわち 0.000001 ジュール にあたるエネルギーの単位です。記号は µJ です。小さな生き物の尺度であり、短い レーザー パルス の尺度であり、センサー が目覚めるときに使う電気の尺度でもあります。道具を使わない人がそれと気づける出来事を、なお言い表せるいちばん小さなエネルギー単位です。

ここは昆虫の住まいです。0.5 ミリグラム の ノミ が 20 センチメートル 跳ぶのに使うのは およそ 1 マイクロジュール、水平に飛ぶ 蚊 が持つのはその 4 分の 1 ほどです。1 グラム を 0.1 ミリメートル 持ち上げる仕事も同じです。こうした量があってこそ、この単位は肌で分かるものになります。原理として見えないのではなく、毎秒何百万回も繰り返されないかぎり意味を持たないほど小さいだけなのです。

着火に関わる安全は、この範囲で書かれます。そして数値が機器の作り方を決めます。水素と空気の混合気に火をつける最小のエネルギーは およそ 17 マイクロジュール、大半の炭化水素の蒸気では数百 マイクロジュール です。製油所、穀物倉庫、鉱山向けの本質安全防爆機器は、どんな故障が起きても混合気の必要量を超えて放出しないことを示して認証されます。だからこそ危険場所向けの回路は、ボルト ではなく マイクロジュール で検証されるのです。

パルス 光を使う機器は、ほぼ例外なく マイクロジュール で仕様が書かれます。車載の ライダー は数 マイクロジュール の パルス を毎秒何千回も撃ち、レーザー 刻印装置は数十から数百を使い、微細加工向けの フェムト秒 増幅器はこの範囲の上端に位置します。ビーム が何を切り、何を写し、どこまで安全に照らせるかを決めるのは 1 パルス あたりのエネルギーであり、平均出力だけではその問いに答えられません。

低消費電力の電子回路も同じ言葉で予算を組みます。無線識別の受動 タグ は読み取り機の電磁場から数 マイクロジュール を得て、そのなかでやり取りをすべて終えなければなりません。近距離無線の告知 1 回は数十 マイクロジュール、水晶時計の機構は毎秒およそ 1 マイクロジュール、目覚めて測ってまた眠る温度 センサー なら 10 マイクロジュール 未満で済むこともあります。こうした機器の電池寿命は、マイクロジュール で行う算数です。

その上では ミリジュール が引き継ぎ、効果は機械的になります。手に感じる火花、耳に聞こえる音、落ちる小さな物です。その下では ナノジュール が引き継ぎ、効果は光学的、電子的になります。マイクロジュール はそのあいだの狭い帯を占めており、だからこそ、ほかに何ひとつ共有しない多くの分野が同じ 接頭語 に行き着くのです。

1 マイクロジュール は、0.000001 ジュール、およそ 6.24 × 10¹² 電子ボルト、およそ 2.78 × 10⁻¹⁰ ワット時 に等しくなります。