人間教育と情報リテラシー［おしらせ］

Thinking Theme

特集：「術語」から伝えるサイエンス＃エレクトロクロミック―
部分的に透明にできる遮光窓ガラス
物質・材料研究機構

グループリーダー

樋口昌芳

近い将来やってくる超高齢化時代に備えて、健い窓も多い。もし窓自体が遮光や遮熱の機能を有康で安全・快適な社会を実現するには、サステナ

していれば、カーテンやブラインドは不要とな

ブルな（人間・社会・地球環境の持続可能な発展る。実際、電気で遮光状態と透明状態を切り替えを目指す）考え方が求められている。科学技術にることができる窓は「調光ガラス」または「スマー

おいても、自然科学における大発見や大量生産やトウインドウ」と呼ばれ、Gentex（米）、Saint-

製造の効率化といった従来の視点だけでなく、自Gobain（仏）、AGC（日本）などで商品化が進んで然環境や生活様式の変化に対応した新規性・独創いる。ボーイング 787 の客室の窓に Gentex 社製性が重要になってきている。例えば、廃プラスチッの調光ガラスが使用されているので、動作させた

クによる環境被害に対する生分解性プラスチック

経験のある読者もいるだろう（図 1）。

の開発や、非プラスチック代替材料の開発などがこれらの調光ガラスには「エレクトロクロミッ
ク材料」が使用されている。エレクトロクロミッ

挙げられる。
また、地球温暖化やそれに伴う異常気象は、夏

ク材料とは、電気化学的酸化還元により色が変わの最高気温の上昇などの形で我々の生活に深刻なる材料である。代表的なエレクトロクロミック材

影響を与えている。室内や車内においてエアコン料として、酸化タングステンやプルシアンブルー

なしで夏の日中を過ごすことは難しく、そのためなどの無機系材料、ビオロゲンやπ共役高分子なの電力使用量も増加する。その際、窓を介して太どの有機系材料が挙げられる。

陽からもたらされる熱量は大きい。従って、窓で調光ガラスのデバイス構造は様々であるが、代遮光や遮熱をすることは、空調にかかるエネル

表的な例を図 2 に示す。ガラスは絶縁体なので、ギーの低減につながる。最も簡単な遮光と遮熱の電気を流すためにはガラス表面にインジウム酸化

方法は、カーテンやブラインドを使用することでスズ（ITO）など透明導電層を製膜する必要があある。しかし、車窓など、カーテンを使用しにくる。透明導電層を備えたガラス基板 2 枚を用意し、㊧ 図 1 ボーイング 787 の客室の窓（筆者撮影） ㊨ 図２ 調光ガラスのデバ
イス構造の例CROSS T&T No.63

1

それぞれにエレクトロクロミック材料、及び対極役高分子などの有機系エレクトロクロミック材料

材料を製膜する。これら製膜した 2 枚のガラス同は、無機材料に比べ一般的に耐久性に劣る。有機士を、間に電解質層を介して挟むことで調光ガラ

材料の場合、電気化学的酸化還元による物質のπスが完成する。この 2 層の透明電極間に直流電圧

共役長の変化などによって色を変える。そのため、を印加すると、エレクトロクロミック物質が酸化

元々の材料が安定であっても、酸化還元後に構造（電子を電極に奪われる）、もしくは還元（電子をが不安定し、酸素や水に対して反応性が高くなっ電極から受け取る）して着色状態や透明状態となたり、ポリマー鎖間での反応性が高まったりする

る。つなぐ電池のプラスとマイナスを変えること

ことで、材料としての耐久性が低下する。そのたで、着色状態と透明状態と可逆的に切り替えるこ

め、有機材料を使用してデバイスを作製する場合とができる。

には、脱気や脱水、封止などの工程が必要になる。

エレクトロクロミック調光ガラスの研究は 30

話は少し変わるが、近年、化学の分野において年以上続いているが、社会への普及が十分に進ん「超分子化学」が流行している。これは、水素結でいるとは言えない。理由の一つに製造コストの合や配位結合など、共有結合に比べて比較的弱い

高さが挙げられる。通常、エレクトロクロミック

結合を使うことで、従来の分子にはない構造や機

調光ガラスの製造には真空蒸着などの製膜方法が能を有する「超分子」を開発する研究である。超用いられる。基板となるガラスを蒸着装置に入れ分子研究の起源は 1987 年のレーン、クラム、ペて真空状態にする。そのため、窓ガラスなどの大ダーセンへのノーベル化学賞受賞にさかのぼり、型のデバイスを製造するには、ガラスサイズより

最近では 2016 年の分子機械に関するノーベル化

かなり大きな蒸着装置が必要になる。すなわち、学賞につながる（ソバージュ、ストダート、フェ調光ガラスの大型化には大規模な設備投資が必要

リンガが受賞）。

となっている。その結果、調光ガラスを大型化し筆者らは、金属イオンと有機配位子が配位結合ようとすると製品価格が大きく上昇し、購入希望で交互につながった高分子である「メタロ超分子者が減少する。テレビなどのディスプレイも、同

ポリマー」の開発を行っている。プラスチックや様に大型化による製造コスト上昇の問題を有してゴムなどの一般的なポリマーは、ポリマー鎖が強いるが、付加価値が高いため多少高額でも消費者固な共有結合でつながっているため、非常に安定は購入する。しかし、窓ガラスの場合、建材としである。そのため生活の様々な用途にポリマーはて大量生産されるため基本的な価格が安い。一方、使用されるが、現在、自然によって分解されるこ

調光ガラスは小さなサイズであっても高価な上、とのない廃プラスチックの問題が生まれる原因に大型化することによる価格の大幅な上昇は消費者もなっている。配位結合でポリマー鎖が形成してに受け入れられていない。

いるメタロ超分子ポリマーは、図 3 に示すように、塗布など、蒸着以外の製膜方法を用いれば製造コストの大幅な低下が期待されるが、酸化タング
ステンなどの無機系の材料では蒸着以外の方法

溶液中では平衡状態にあるため、酸などの添加により、元の金属イオンと有機配位子に戻る。
上述のように、メタロ超分子ポリマーは分解しは 難 し い。 一 方、 有機系のエレクトロク
ロミック材料は溶剤に溶解させることがで き る。 特 に、 ポ リ
マ ー（ 高 分 子 ） 系 の
有機材料は塗布など

2による製膜が可能で

図３ 金属イオンへの有機配位子の配位結合によるメタロ超分子ポリマーの形成と、あ る。 し か し、 π 共溶液状態における結合と分解の平衡反応

CROSS T&T No.63

やすく、材料としては耐久性に劣ると一般に考え驚くべきことに、このエレクトロクロミック変られていたが、著者らは、配位子としてビスター

化は１秒以内に完了し、また 10 万回以上の高い

ピリジンを用い、鉄イオンとの配位結合により合繰り返し耐久性を有することが判明した。更に、成したメタロ超分子ポリマー（polyFeL1、図 4）が、ポリマーに含まれる金属イオン種や有機配位子を膜状態で非常に安定あることを見出した。つまり、変えることで、青だけでなく、赤、黄、緑など様々

このポリマーは、溶液に溶けた状態では平衡反応

な色のポリマーが得られることを明らかにした。

により分解しやすいが、製膜した固体状態では平また、本ポリマーはメタノールなどの溶媒に良く衡反応は起きないためポリマーとして安定に存在

溶け、スプレイコートなどの塗布により製膜が可する。

能である。更に、本ポリマーの色変化の優れた応答性を生かして、透明電極を加工する工夫により、図 6（→カラー図版のため裏表紙に掲載）に示すようなグラデーション変化するエレクトロク
ロミック調光ガラスの作製に成功した。
すなわち、メタロ超分子ポリマーは、無機材料の優れた耐久性と、有機材料の優れた製膜性を兼

図 4 酢酸鉄とビスターピリジンから得られるメタ

ね備えた新しいエレクトロクロミック材料と言え

ロ超分子ポリマー（polyFeL1）

る。また、本ポリマーを用いれば、グラデーショ

さらに筆者らは、電極上に作製したポリマー膜

ン変化する調光ガラスを作製することができる。

に電圧をかけたところ、ポリマーの青色が消える

メモリ性があるので、グラデーション変化の途中現象（エレクトロクロミック特性）を偶然発見しでスイッチを切れば、その遮光状態が維持される。

た。銀の酸化還元電位に対して 1 V 以上の酸化電

現在、この新しい技術を、オフィスや車などの窓+位（1 V vs. Ag/Ag ）をかけるとポリマー膜の色に将来導入するための実用化研究を現在行ってい+が消え、0 V vs. Ag/Ag 以下の還元電位をかけるる。メタロ超分子ポリマーは、調光ガラスとしてと再び元の青色に戻った。ポリマー内の鉄イオン

空調にかかるエネルギーを削減することでサステの２価と３価の間の酸化還元電位が 0.77 V vs.

ナブル社会の実現に貢献する新材料であり、また、+

Ag/Ag であり、その前後で色が変わることから、使用後廃棄する際には「超分子」の特性を生かし

このエレクトロクロミック特性は、ポリマー中のて、酸などを加える簡便な処理により、ポリマー

鉄イオンの電気化学的酸化還元により生じているを分解することができるので「地球環境にやさしことが示唆される（図 5）。

い材料」である。

図 5 鉄イオンの酸化還元に伴うポリマー（polyFeL1）のエレクトロクロミック変化［樋口昌芳（ひぐち国立研究開発法人

まさよし）］
機能性材料研究拠点

電子機能高分子グルー1969 年新潟生まれ。大阪大学大学院工学研究科物質化学専攻

博士課程修了、博士（工プ

物質・材料研究機構

グループリーダー学）。慶應義塾大学理工学部化学科

助手、専任講師を経て、2004 年より物質・材料研究機構に勤務。2009 年より現職。専門は高分子錯体化学。日本化学会進歩賞、文部科学大臣表彰若手科学者賞、ドイツ・イノベーション・アワード等を受賞。現在、科学技術振興機構（JST）CREST プロジェクト研究代表者。

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特集：「術語」から伝えるサイエンス♯ PM2.5―
つくば市における野焼きの影響調査
国立環境研究所 地域環境研究センター 主任研究員
1. はじめに茶谷聡る 2)。野焼きが行われる地域や季節は限られてい茨城県のつくば市周辺では、稲作が盛んに行わるため、地域や季節によっては、野焼きがより大れている。農林水産省の作物統計によると、つくきな影響を及ぼしていることが考えられる。そこ

ば市の 2018 年産水稲の収穫量は、稲敷市、筑西で、つくば市において野焼きの実態について実地

市に次いで茨城県内で第 3 位である。秋の稲の収調査を行い、大気中の PM2.5 濃度に対する野焼き

もみがら

穫時期になると、籾殻や稲わらの野焼きがよく見られる。
廃棄物の処理及び清掃に関する法律では、の影響について検討を行った 3)。

廃棄物の焼却は禁止されているものの、農業を営

2. 野焼きの実地調査

むためにやむを得ないものとして行われる廃棄物

2.1. 野焼きの巡回調査の焼却は例外とされている。つくば市では、例外

野焼きの頻度、場所、焼却物を調べるために、となっている場合であっても、大量の煙やにおい

野焼きの巡回調査を行った。つくば市の国立環境が出て苦情の原因になることがあるため、野焼き

研究所の周辺と、つくば市北東部の稲作地域に巡はできるだけ行わないように周知されているが、回コースを設け、2015 年 9 ～ 10 月のほぼ毎日、ある程度は行われている状況にある。

研究メンバーが持ち回りで、午後 2 時頃からカメ

野焼きにより、粒径が 2.5 マイクロメートル以ラと GPS を携帯して自動車または自転車でコース

下の微小粒子状物質（PM2.5）などの大気汚染物を回り、野焼きを目撃した場所と焼却物の記録と質が排出される。PM2.5 は、呼吸の際に肺や気管撮影を行った。また、2015 年 11 月以降は、4 日などに沈着しやすく、人の健康に影響を及ぼすに 1 回程度の頻度で、研究所周辺の巡回を継続しおそれがあるため、大気環境保全を考える上で大変重要な大気汚染物質である。大気中の PM2.5 濃度は年々低下してきているが、一部の地域では依然として環境基準を超過している。PM2.5 濃度のうちの半分程度は日本国外から輸送されてきたものであると考えられているが 1)、残りは日本国内の発生源からの排出によるものである。全ての人為発生源から排出される PM2.5 の 1 年間の排出量のうち、野焼きによる排出量が 1 割

図1以上の寄与を占めると推計されていの他の野焼きの件数（雨マークは降雨のあった日を示す）

42015 年 9 ～ 10 月の調査実施日における籾殻、稲わら、そCROSS T&T No.63

図2

籾殻の野焼きの様子て行った。

図 3 稲わらの野焼きの様子

穫後の 9 月と 10 月に集中的に行われ、その後は

図 1 に、2015 年 9 ～ 10 月の調査実施日におけほとんど見られなかった。野焼きの件数の合計は

る籾殻、稲わら、その他の野焼きの件数を示す。

秋から冬にかけて減少し、その後は横ばいであっ籾殻の野焼きは期間の前半、稲の収穫直後に多くた。その他の焼却物として、11 月から 3 月にか見られた。籾殻が円錐状に積まれ、数日かけてけて草や枝の焼却が多く見られたほか、法律で禁内部で燃焼が続いている様子が見られた（図 2）。

じられている廃棄物の焼却も見受けられた。

稲わらの野焼きは期間の後半、稲の収穫から 3 ～4 週間経った後に多く見られた（図 3）。日によっ

2.2.

筑波山山頂からの撮影て件数に大きな変動があり、図 1 に示すように、

研究メンバーによる巡回調査を補完するため

降雨の直前に件数が多くなる特徴が現れた。天気に、筑波山山頂からの撮影も行った。筑波山山頂

予報などで降雨が予報された日の前に、焼却に適( 男体山、標高 871 メートル ) の筑波山神社・筑した条件を確保するため、または降雨による消火

波大学計算科学研究センター共同気象観測所に定を期待して、降雨の前に野焼きが行われているも点 カ メ ラ を 設 置 し、2016 年 1 月 1 日 ～ 12 月 31のと考えられる。調査期間中では、10 月 11 日の日の 1 年間に 1 時間間隔で、筑波山の南側ならび

降雨の前日 10 日に、稲わらを含む野焼きの件数に西側の田畑を含む地域を撮影した。撮影されたが最大となった。

画像（図 5）を全て目視で確認し、野焼きによる

図 4 に、2015 年 9 月から 2016 年 8 月まで 1 年と判定された煙を計数した。

間における月別の籾殻、稲わら、その他の野焼き図 6 に、2016 年 1 月から 12 月までの 1 年間にの件数を示す。籾殻と稲わらの野焼きは、稲の収おける月別の 1 時間あたりの平均野焼き件数を示

図42015 年 9 月～ 2016 年 8 月まで 1 年間の月

別の籾殻、稲わら、その他の野焼きの件数

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図6

2016 年 1 月～ 12 月の 1 年間における月別

1 時間あたりの平均野焼き件数

5

数の時間変化も把握することができた。
2.3.

統計モデルによる

PM2.5 排出量の推計
巡回調査と筑波山山頂からの撮影の結果から、野焼きの件数は収穫時期と気象条件に大きく依存することが明らかとなった。そこで、これらの因子を説明変数とし、野焼きの件数の日変化を表現できる統計モデルを構築
図5

筑波山（男体山）山頂からの撮影例

した 3)。また、統計モデ

す。図 4 に示した巡回調査による月別件数と同様

ルで計算される野焼きの件数から、野焼きによるに、稲の収穫後の秋に最も多く、その後減少してPM2.5 排出量を推計できるようにした。茨城県を横ばいとなる傾向が見られた。ただし、巡回調査

対象に、2015 年 10 月の野焼きによる PM2.5 中のでは 9 月に件数が最も多かった一方、山頂からの有機炭素（Organic Carbon、OC）の日排出量を推撮影では 9 月の件数が少なく、10 月が最大であっ計した例を図 8 に示す。気象条件によって排出量た。巡回調査で 9 月に多く見られた籾殻の野焼きが大きく変動しており、降雨の前に排出量が増加

は規模が小さく、山頂からの撮影では捉えられなする傾向が現れている。

かったためであると考えられる。
また、1 時間あたりの平均野焼き件数を図 7 に

3. 大気中の PM2.5 濃度の観測示す。朝 5 時頃から野焼きが行われ始め、午前中

国立環境研究所では、PM2.5 をはじめとする大にピークとなった後、正午前後には一旦減少し、気汚染物質の濃度の観測を行っている。PM2.5 に

午後に再び増加する傾向が見られた。このように、ついては、大気中の濃度の 1 時間平均値が連続

山頂からの撮影を組み合わせることにより、1 日

的に観測されている。2015 年 10 月に観測された最大 1 回の巡回調査では得られなかった野焼き件

PM2.5 濃度の日平均値の推移を図 8 に併せて示す。

図8
図7

6

1 時間あたりの平均野焼き件数

2015 年 10 月の国立環境研究所における PM2.5 濃度日平均値と野焼きによる茨城県の野焼きによる OC 日排出量推計値の推移

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巡回調査による野焼きの件数が多かった 10 月 10

取り組んできた。その詳細は報告書 4) を参照さ

日に、PM2.5 濃度も顕著に高くなっており、野焼れたい。

きの影響が示唆される。ただし、野焼きの件数が増加する降雨の前には、大気中でのガス状物質の【参考文献】

粒子化が促進されるなど、PM2.5 濃度が上昇する

1) 茶谷聡 , 森川多津子 , 中塚誠次 , 松永壮 : 3

他の要因も考えられることから、野焼きのみの影

次元大気シミュレーションによる 2005 年度日

響と断定するのは適切ではない。野焼きだけでは本三大都市圏 PM2.5 濃度に対する国内発生源・なくそれ以外の様々な発生源からの排出量や、国越境輸送の感度解析 , 大気環境学会誌 , 46,

外からの越境輸送も考慮することができる大気質

101-110 (2011).

シミュレーションを活用するなどして、PM2.5 濃

2) PM2.5 排出インベントリ及び発生源プロファ度に対する野焼きの影響の定量化に取り組んでいイル策定検討会事務局 : 平成 30 年度 PM2.5

るところである。

インベントリ及び発生源プロファイル策定委
託業務報告書 (2019).

4. おわりに3) 富山一 , 田邊潔 , 茶谷聡 , 小林伸治 , 藤谷

PM2.5 といえば国外からの越境輸送が着目され雄二 , 古山昭子 , 佐藤圭 , 伏見暁洋 , 近藤ているが、国内発生源の影響も決して無視できな

美則 , 菅田誠治 , 森野悠 , 早崎将光 , 小熊い。本研究の結果から、秋の風物詩として身近に宏之 , 井手玲子 , 日下博幸 , 高見昭憲 : 野

見られる野焼きも、地域や季節によっては PM2.5

焼き発生の時間分布調査および稲作残渣野焼に影響を及ぼしていることが示唆された。PM2.5

きによる大気汚染物質排出量の日変動推計 ,の濃度を有効に低減させるための対策が必要であ

大気環境学会誌 , 52, 105-117 (2017).

る。2017 年度までの 3 年間に実施した国立環境

4) 国 立 環 境 研 究 所 : 未 規 制 燃 焼 由 来 粒 子 状研究所の研究プロジェクト「未規制燃焼由来粒子

物質の動態解明と毒性評価（所内公募型提状物質の動態解明と毒性評価」では、野焼きの対案研究）, 国立環境研究所研究プロジェク

策への基礎となる情報を提供すべく、本稿で紹介

ト 報 告 第 133 号 , http://www.nies.go.jp/

した調査だけではなく、さまざまな測定装置を用

kanko/tokubetu/setsumei/sr-133-2018b.html

いた PM2.5 に対する野焼きの影響の実態解明、野(2019).

焼きにより排出される PM2.5 の毒性評価、大気質
シミュレーションによる野焼きの影響評価などに［茶谷聡（ちゃたにさとる）］

国立環境研究所 地域環境研究センター 大気環境モデリング研究室 主任研究員
博士（理学）
1998 年 京都大学大学院 工学研究科 環境工学専攻 修士課程 修了
2011 年 名古屋大学大学院 環境学研究科 地球環境科学専攻 博士課程修了

日本だけではなく、大気汚染が著しいアジア各国を対象に、大気汚染の原因物
質がどの発生源からどれぐらい排出されているかをとりまとめたデータベース
である排出インベントリと、それを用いて大気中の汚染物質濃度を計算することができる大気質シミュ
レーションにより、大気汚染を抑制するために有効な対策の検討を行う研究に携わっている。

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特集：「術語」から伝えるサイエンス＃農作物語彙体系―フードチェーンのデータ連携を支援する
農研機構・農業技術革新工学研究センター 上級研究員

竹崎あかね

農作物のデータでも異なる名称をつけて管理され

1．はじめにることが少なくなく、データの相互利用は困難で農作物は、一般に栽培、流通、加工、販売、消ある（図１）。このような課題を解決するため、費に至るフードチェーンをたどり、農場から食卓

内閣官房では「農業 IT システムで用いる農作物へ届けられる。フードチェーンの各段階で収集、の名称に関する個別ガイドライン」を策定し、優管理されたデータは、これまでは主に各段階での先的に使用すべき農作物名を標準用語として提示

農作物管理の最適化に利用されてきた。

してきた（図２）。しかし、農作物名は、農作物

しかし、近年、フードチェーン全体での農作物のの人間生活との関わりの中で生まれ利用されてき安全性確保や高付加価値化の取り組みが進み、フーたものであり、ガイドラインで定めた標準用語へ

ドチェーンでのデータ共有や統合の必要性が高まっの統一には多大な時間を要すであろう。

ている。例えば、フードチェーンにおける農作物の農研機構と国立情報学研究所は、農作物名を栽培履歴データや消費者の購入データを統合的に定 義 す る 農 作 物 語 彙 体 系 (Crop Vocabulary 、

解析することで、消費者が求める農作物の特性が明

CVO)」をコンピュータが参照できる形で構築し、らかになり、消費者ニーズに基づいた高付加価値な

これを情報基準として利用することで、標準用語

ごい

農作物生産が可能になると考えられる。
異なるシステムで作成されたデータを連携するためには，お互いのシステムで読み書きや交換ができる相互運用性が確保されなければならない。
生産者、流通業者、加工業者、小売業者等、様々な立場の人が関与するフードチェーンでは、同じ

図１

䠘⏝ㄒ䛾⤫୍䠚䠘᝟ሗᇶ‽䛾㐺⏝䠚

用語を標準用語へ統一

データ連携には用語間の情報基準と用語間の対応付けによりすることで連携可

対応付けが必要

連携可用語をそのまま利用＊ガイドライン

図2

8

写真の表現はさまざま＊農作物語彙体系

データ連携が可能になる仕組み

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以外の多様な用語を使用できる仕組みを提案してきた（図２）。また、標準用語の意味を定義するとともに、農作物名を標準用語に変換するサービスを提供し標準用語の利用を推進してきた。

3．農 薬に関する基準で使用される農作物
呼称の特徴
じゅんしゅ

フードチェーンにおいて厳密に遵守すべき基準

本稿では、農作物語彙体系の構築背景となる農として、「農薬使用基準（農林水産省、環境省）」と、作物名の多様性、農薬に関する基準で使用される「残留農薬基準（厚生労働省）」がある。「農薬使

農作物呼称のデータ名の特徴を説明し、それに基用基準」とは、農薬使用時に遵守すべき基準であづき構築した農作物語彙体系の概要とサービスにり、農薬登録の際に定められた、当該農薬が使用ついて報告する。

できる作物、時期、回数等の「農薬登録情報」を

2．農作物名の多様性
植物は、世界共通の生物分類に基づいた学名を遵守しなければならない。一方、「残留農薬基準」
は、食品中に残留する農薬などが人の健康に害を及ぼすことのないよう、食品分類ごとに残留値を持つ。農作物名は、基本的には学名に対応した栽規定したものである。

培植物名を表すが、地域によって名称が異なるこ「農薬使用基準」の対象作物名は「適用農作物」とは少なくない。例えば“ダイコン”は、“すず表の大作物群、中作物群、小作物群、作物名から、

しろ”、“だいこ”などの地域名を持ち、海外では「残留農薬基準」の食品分類名は「農作物等の食

他言語で表記される（例えば“ダイコン”の英名

品分類表」の食品分類から選択される。農作物呼は“Japanese radish”）。農作物は学名に対応し称（対象作物名、食品分類名）には、農薬残留量

た栽培植物名だけでなく、栽培植物を成熟度（例の影響を反映し利用部位（表１“きゅうり（葉）”）、

えば未成熟な“ダイズ”を“エダマメ”という）、特性（表１“非結球メキャベツ”）、用途（表１“飼利用部位（例えば“フキ”の花茎を利用するもの

料用とうもろこし”）、成熟度（表１、“とうもろを“フキノトウ”という）、特性（例えば“レタス”

こし（子実）”、“未成熟とうもろこし”、“ヤングコーのなかで非結球のものを“サラダ菜”という）等ン”）等で栽培植物を分類した名称も含まれ、“きゅで分類した名称を持つこともある。また品種名やうり（葉）”のように農薬特有のものもある。

登録商標名が農作物名として利用されることもあ

２つの農薬に関する基準で使用される農作物呼る（例えば品種“不知火”の登録商標は“デコポン”）。

称は各々「適用農作物（農林水産省）」表と「農フードチェーンで流通する農作物名では、下流

作物等の食品分類表（厚生労働省）」で統制されほど名称の表す概念が詳細になる傾向がある。例ているが、両者の対応はとられておらず２つの農

えば“ごぼう”は、流通、小売段階では、調製法

薬に関する基準データを機械的に比較検討するこ（例えば“泥付きごぼう”）や加工法（例えば“切とはできない。

りごぼう”）で分類した名称でも呼ばれる。上記は同じ学名を持つ多様な農作物名の例であるが、4．農作物語彙体系の概要

学名が異なるのに同じ名称で呼ばれる農作物もあ

前述の通り、2 種類の農薬に関する基準は相互る。例えば“金時”は“ニンジン”と“インゲンに関連があるにもかかわらず共通の農作物呼称がマメ”の品種名である。“モヤシ”は、学名に対使われていないため、機械的に相互比較ができな応した名称ではなく、種子を発芽させた状態を表い。そこで、農作物語彙体系は、まず 2 つの農薬現したものであり、“ダイズ”モヤシ、“リョクトに関する基準の連携を主目的に、フードチェーンウ”モヤシ、“アルファルファ”モヤシなどがある。

上流の生産段階を対象に構築した。農作物語彙体

以上のように、農作物名は、基本的には学名に

系は農薬に関する基準に含まれる食用栽培植物を対応した栽培植物名であるが、一部は栽培植物を中心とした 1,249 の農作物について、作物名（以分類した名称や品種名、登録商標名であること、同下、CVO 農作物名）、別名、英名、学名等の基本

義語、異表記、同音異義語があることが特徴である。

情報を収録する（2018 年 5 月時点）。CVO 農作物

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表１．2 種類の農薬基準におけるデータ名

図３. 農作物語彙体系（CVO）公開ページ
1）CVO“実エンドウ”のページ（http://cavoc.org/cvo/ns/1/ 実エンドウ）から、2）広義の“エンドウマメ”、
3）4）対応する農薬基準、5) ガイドラインページにリンクする。

10

CROSS T&T No.63

名の多くは、学名に対応した栽培植物名であるが、農作物」作物名の“えんどうまめ”、“さやえんど

2 種類の農薬に関する基準が連携できるよう、栽う、“実えんどう”、作物群グループ名“豆類（種培植物を利用部位、用途、成熟度などで分類した実）”、“野菜類”、“豆類（未成熟）”を農作物語彙

名称，品種名を含む。栽培植物名とそれを分類し体系との関係から抽出し（図４、3）4））検索す

た名称は広義（上位）と狭義（下位）の関係にある。

ることで（図４、5））、農薬登録情報候補を網羅

CVO 農作物に対しては、インターネット上の固的に得ることができる。

有の ID（URI）を付与しており、URI にアクセス

一方、残留農薬基準は「農作物等の食品分類表

することで基本情報を確認できる（図３）。また（厚生労働省）」の“食品分類”で登録されている

公開サイトからは、機械可読で再利用可能なデー

ため、残留農薬基準値を検索する際には、該当す

タフォーマット（csv、RDF 等）でデータをダウる食品分類をあらかじめ確認しなければいけな

ン ロ ー ド で き る（http://www.cavoc.org/cvo.

い。例えば非結球メキャベツであるプチベールのphp）。手にとって閲覧できるよう冊子体も提供し残留農薬基準値を検索する際には、該当する食品ている。

分類が“その他あぶらな科野菜”であることを確

5．農薬に関する基準検索への農作物語彙
体系の利用
農作物語彙体系の利用場面として、農作物語彙体系と「適用農作物」との関係を利用した農薬登認しておく必要がある（表１）。したがって、食品分類残留農薬基準の検索についても、農作物語
彙体系と「農作物等の食品分類表」との関係を利用することで効率化すると考えられる。

“ガーデンピー”（図４、1）2））の農薬登録情報

6．農作物語彙体系によるデータ連携拡大に向けてを検索する際、“ガーデンピー”に該当する、CVO

国を超えた農作物流通の増加を背景に、流通の農作物“エンドウマメ”、それよりも狭義の CVO

効率化等のために国内外のデータを連携し相互に農作物“成熟エンドウマメ”等に対応する「適用利用することが求められている。農作物語彙体系

録情報の効率的な検索を提案している。例えば、

図４.‌‌農作物語彙体系と「適用農作物」の作物名・グループ名との関係を利用した‌‌農薬使用基準の検索イメージ

CROSS T&T No.63

11

の公開サイトでは農作物ごとの英名、学名が、国として様々な語彙との連携を進めてきたが、今回

際連合食糧農業機関（FAO）が管理する国際的農はフードチェーンの下流（流通、販売、消費）は

業語彙（AGROVOC）へのリンクからは他言語表記

今回対象外とした。このため、将来的には農作物が確認できることから、国際的なデータ連携に必語彙体系の拡張や他の情報基準との連携により、要な情報を入手できる。また、農作物語彙体系は

植物、農作物、食品あるいは商品のデータ流通を生物分類データベースに振られる NCBI Taxonomy

支援していきたいと考える。

ID とも連携している。対応する NCBI Taxonomy
ページからのリンクをたどることで、CVO 農作物

本報告は内閣府～農水省予算により生研センターの遺伝的背景が確認できる。これは、作物の収量が管理運営する「SIP（戦略的イノベーション創や品質に及ぼす影響を環境と遺伝の複合的要因か造プログラム）次世代農林水産業創造技術」でのら解析する際の活用が考えられる。

研究成果に基づく。

以上のように、これまで農作物語彙体系を基盤［竹崎あかね（たけざき・あかね）］
農研機構・農業技術革新工学研究センター高度作業支援システム研究領域
上級研究員

博士（農学）

2014 ～ 2018 年の 5 年間、農業データの連携を支援する共通農業語彙（農作物語彙体系、農作業基本オントロジー）の構築に従事。現在は、対象範囲を広げ、牛の飼養衛生に関するデータ連携を支援するオントロジーの構築を担当する。

CROSS 2019
総合科学市民公開講座
11 月 23 日（土）午後 1 時から
筑波銀行つくば本部ビル
10 階大会議室（つくば市竹園一丁目７）
産業技術総合研究所
計量標準総合センター
工学計測標準研究部門
ナノスケール標準研究グループ長

平井亜紀子氏「物差しのおおもと～メートルって何？～」特別展示
日本国キログラム原器（レプリカ）
日本国メートル原器（レプリカ）

産業技術総合研究所
計量標準総合センター
工学計測標準研究部門
首席研究員

藤井賢一氏
「130 年ぶりのキログラムの定義改定」

入場無料。参加登録は以下から
電話 :029-826-6251

12

Web:www.cross.or.jp

E メール :tsukuba@cross.or.jp。

CROSS T&T No.63

Thinking Theme

特集：「術語」から伝えるサイエンス♯ International Baccalaureate―
Thoughts on Internationalizationand the International Baccalaureate
in Japan
Tsukuba International School

日本の国際化と国際バカロ
レアに関する考え方
つくばインターナショナルスクール校長

Shaney Crawford

シェイニー・クロフォード

I have been living in Japan for more thantwenty years, and I have heard the idea of“internationalization” being used as a goal for
as long as I have been here. Sometimes the
vocabulary changes (e.g. グ ロ ー バ ル 人 材 ), but
the idea is the same. Japan has a very insular
culture, in some ways, and it is to any country's
advantage to have citizens who are able toparticipate deftly in world affairs.

私は日本に 20 年以上住んでいるので、この国That said, I believe that Japan's education system,and possibly more importantly, its media outlets,
have done a very good job in creating a curiosity
amongst Japanese people about other cultures.
My own country, Canada, has an official policy of“multiculturalism”, but after living in Japan for as
long as I have, I would say that Japanese people
are far more curious about the rest of the world
than the average Canadian person is.
Of course, curiosity alone is not enough. BothCanadians and Japanese people can benefit froman education system that better recognizes theglobal nature of society, and helps our societies
better face the issues that concern us most in
this new century, such as those recognized by
the UN Sustainable Development Goals, including
climate change, equality, and human rights.
So, that is where the demand for the International
Baccalaureate educational programmes comes
into play. The International Baccalaureate isa worldwide education system that has been
adopted by over 5000 schools around the
CROSS T&T No.63

が「国際化」を目標としていることを知っています。ことばが変わっても ( 例えば「グローバル人材」など )、「国際化」を目標とする考えに変わりはありません。日本はある意味では閉ざされた島国文化ですが、国民が世界情勢にきちんと参加できることは、どの国にとっても強みなります。
他の文化について日本人の好奇心を生み出すために、日本の教育制度、そしてメディアがより重要な役割を果たしたと思います。 私の祖国カナ
ダには「多文化主義」という公共政策があります
が、日本に住んでいる限りでは、私は日本人はカナダ人よりも世界に対してはるかに好奇心が強いと思います。
もちろん、好奇心だけでは十分ではありません。
社会のグローバルな性質をよりよく認識し、気候変動や平等、人権など国連の持続可能な開発目標として認識されているような、この新世紀に最も懸念される問題に我々が立ち向かうのを手助けするために、カナダ人も日本人も教育制度の恩恵を受けることができます。 そこで国際バカロレア（IB）教育プログラムの需要が出てくるのです。
国際バカロレアは、世界中の 5000 以上の学校で採用されている世界的な教育制度です。1960
年代後半に、生徒が世界中の高等教育機関への選択肢を広げられるよう、大学入学資格として始ま13

world. It started out in the late 1960s as a preuniversity diploma that prepared students forpost-secondary options around the world. In the
1990s, elementary school and junior high school
programmes were added.

りました。1990 年代には、小学校と中学校のプ
ログラムが追加されました。

I B の一貫教育は、就学前（3 ～ 5 歳）および小A full IB education starts with the Primary Years
Programme(PYP) for students in preschool (ages
3 to 5) and elementary school (ages 6 to 11 or
12). The Middle Years Programme(MYP) is forstudents aged 12 to around 16, and the Diploma
Programme (DP) is a two-year course for the
final two years of high school, when students arearound 16 to 18 years old.
The foundation of the Primary Years Programme
is “inquiry-based learning”. Much has been
written about inquiry-based learning, but it isoften greatly misunderstood and misrepresented
as a kind of “free school” philosophy wherestudents can choose what they learn and how.
Rather than get into the details of why that is
inaccurate, it is probably more expedient to statethat inquiry-based learning is centered aroundteachers having a deep understanding of how
children learn best. Said another way, it is aphilosophy of learning that tries to work withstudents’ natural curiosity to get them to use theskills that they are developing (in the fields oflanguage, math, science, social studies, physicaleducation, art, music, etc.) to create, test, andsynthesize their general understanding about
how the world works.
In the Middle Years Progamme, the learning
becomes slightly more disciplinary, meaning thatstudents usually have one teacher per subject.
However, one important feature of the learningin this programme is that it aims to help students
make connections between the disciplines
through the study of key concepts that are
woven into our understanding of the world.
Key Concepts in the MYP:
● Aesthetics● Change● Communication● Communities● Connections● Creativity

14

学校（6 ～ 11 または 12 歳）の児童を対象とした初等教育プログラム （PYP）から始まります。
中等教育プログラム（MYP）は 12 歳から 16 歳くらいの生徒が対象、ディプロマプログラム（DP）
は 16 ～ 18 歳くらいの生徒が対象で、高校の最後の 2 年間コースです。
初等教育プログラム (P Y P ) の基礎は「探究型学習」です。「探究型学習」については多くのことが言われていますが、それらの多くは、生徒が学習の内容と方法を選択できる、一種の「フリースクール」だと誤解されて伝えられています。その誤解について説明するよりも、「探究型学習」とは、子どもにとって最善の学習方法とは何かということを熟知している教師を中心とする方法であると説明する方がわかりやすいでしょう。別の言い方をすれば、世界がどのように機能するかということに関する理解を生み出し、試し、統合するために、生徒の自然な好奇心と共に、伸ばしているスキル（言語、数学、科学、社会科、体育、芸術、音楽の分野）などを使うという学びの哲学です。
中等教育プログラム (M Y P ) では、学習はやや
専門的になり通常、科目ごとに 1 人の教師が担当します。ただし、このプログラムの学習の重要な特徴の 1 つは、世界の理解のための重要概念を学習することで、生徒が分野間のつながりを見出す
ことを支援することです。
MYP の重要概念：· aesthetics 美しさ· change 変化· communication コミュニケーション· community コミュニティー
· connection つながり
· creativity 創造性

CROSS T&T No.63

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

CultureDevelopment
Form
Global interactions
Identity
Logic
Perspective
Relationships
Systems
Time, place and spaceStudents in the Diploma Programme study
six subjects in four or five different fields,
encompassing both arts and sciences: languages(both their native language and a second
language), humanities, sciences, maths, and arts.
Students can opt out of taking arts classes (visual
arts, music, drama, dance, etc.), and instead takea second subject in one of the other fields. At
the end of the two-year Diploma Programme,
students must sit exams in their subjects. Theseexams are like a global version of the “ センター
試 験 ” in Japan, but much more intense. There
are usually two or three exams per subject, andthe students must take exams in all of theirsubjects (except for some of the arts subjects
like visual arts which has a portfolio component
instead of an exam). This means that students aretaking high-stakes, globally standardized exams
for a full three weeks at the end of their highschool career.
In addition to these six examined subjects, which
are designed to provide a broad and rigorous
education that is not too heavily biased towards
arts or sciences, students are also required tocomplete the three core elements of the Diploma
Programme. The first core element is a course
called “The Theory of Knowledge”, which is aphilosophy course that asks students to grapple
with questions such as “How do we know what we
think we know?” and “What are the different waysthat people use to understand the world?” Thesecond core element is an extended essay of 4000
words (or 8000 characters, if in Japanese) on a
topic of the student's selection, in line with one of
the subjects that he or she is taking. And the third
core element is a series of student-driven projects
CROSS T&T No.63· culture 文化· development 発展· form 形式· global interaction グローバルな相互作用· identity アイデンティティー· logic 論理· perspective 視点· relationship 関係性· system システム
· time, place and space 時間、場所、空間
ディプロマプログラム（DP）の生徒は、文系
分野と理系分野の両方を含む 4 つまたは 5 つの異なる分野で 6 つの科目を学びます。それは言語（母語と第二言語）、社会、科学、数学、芸術です。
生徒は、芸術の授業（美術、音楽、演劇、ダンスなど）を履修する 代わりに、他の分野で 2 つ目の科目を選択できます。2 年間のディプロマプロ
グラムの終わりに、生徒は科目の試験を受ける必要があります。これらの試験は、日本における「センター試験」のグローバル版のようなものですが、より厳しいものです。通常、科目ごとに 2 つまた
は 3 つの試験があり、生徒はすべての科目で試験を受ける必要があります（試験の代わりにポート
フォリオがある美術などの一部の芸術科目は除きます）。これは、高校生活の最後の 3 週間、一大事ですが世界的に標準化された試験を生徒が受けていることを意味します。
文系分野や理系分野に偏りすぎない広範かつ厳格な教育を提供するために設計されたこれらの 6
つの試験科目に加えて、生徒はディプロマプログ
ラムの 3 つのコアとなる要素を完遂する必要もあります。一つ目のコア要素は「知の理論」と呼ばれるものです。これは、「私たちが知っていると思うことを如何に知るのか」、「人々が世界を理解するために使用するさまざまな方法は何か」などの質問に取り組むよう生徒に求める哲学のコースです。2 つ目のコア要素は、履修している科目のひとつに沿い、生徒が選択したトピックに関する4000 語（日本語の場合は 8000 文字）のエッセイです。 3 つ目のコア要素は、「創造性、活動、奉仕」

15

called “Creativity, Activity, and Service”.
I think it is fairly obvious to see that the “spirit”
of the IB programmes is quite different from thatof the average Japanese school program, at any
level, elementary, junior high, or high school.
And, therein lies the problem.
The Ministry of Education (MEXT) has decided
that it would be good for regular Japanese
schools to adopt the International Baccalaureate
programmes. In particular, it has been focusing
on the idea of regular Japanese high schools
offering the Diploma Programme. This is aworthy goal, and is certainly one way of creating
more internationally-minded citizens. However,the various levels of government have not cometo a clear agreement about this point, and thatcan cause all manner of trouble for schools, andmore importantly, for students.
There are three major issues with the IB in Japan
right now. (I am focusing on the DP here, butthere are also some issues with the PYP and MYP
that I don’t have the space to address.)
1.Japanese students have to meet therequirements of both the IB DP and JapaneseHigh School.
What this looks like: DP students at many
new IB DP schools are being forced to comein during their holidays, or return to school
after their final exams, to take extra credits
in subjects like PE and Home Economics,
which are not part of the DP, in order tofulfill the requirements of the Japanese highschool programme above and beyond therequirements of the DP.
2. Some prefectures put artificial limits on thenumber of foreign teachers that any one school
can hire.
What this looks like: IB schools in Japan would
like to hire foreign teachers to support thelearning in their programmes. However, some
prefectures, such as Shizuoka Prefecture, have
put a cap on the number of foreign teachersthat any one Japanese school is allowed tohire. This means that the schools’ programmes

16と呼ばれる生徒主導の一連のプロジェクトです。
I B プログラムの「精神」は、小学校、中学校、高校のいずれの段階でも、標準的な日本の学校のプログラムの精神とはまったく異なることがわかると思います。 そして、そこに問題があります。
文部科学省は、通常の日本の学校が国際バカロ
レアプログラムを採用することが望ましいと判断しました。特に、日本の普通高校でディプロマプ
ログラムを提供することに焦点を当ててきました。これは価値のある目標であり、確かにより国際的な視野を持った市民を生み出すための 1 つの方法です。しかし、政府のさまざまな次元においてこの点について明確な合意に至っておらず、それは学校にとって、そしてより重要な生徒にとってあらゆる種類のトラブルを引き起こす可能性があります。
現在、日本の IB には 3 つの大きな問題があります。（ここでは DP に焦点を当てていますが、言及する場がないものの PYP と MYP にもいくつかの問題があります）
1. 日本人生徒は、IB DP と日本の高校の両方の要件を満たさなければなりません。
どういうことかというと：多くの新しい IB DP
学校 D P 生徒は休暇中に登校したり最終試験後に学校に戻ることを余儀なくされ、日本の高校プログラムの要件を満たすため、D P の要件以上に体育や家庭科などの科目の追加単位を取得します。
2. 一部の県では、1 つの学校が雇用できる外国人教師の数に人為的な制限を設けています。
どういうことかというと：日本の IB 学校は、プログラムにおける学習支援のために外国人教師を雇いたいと考えています。ただし、静岡県などの一部の県では、日本の学校が雇用できる
外国人教師の数に上限を設けています。 つまり、学校のプログラムは、提供している科目に最適な教師を獲得できないということによって

CROSS T&T No.63

are hobbled by the fact that they are being
prevented from getting the best teachers forthe subjects that they are offering.

妨げられています。

3. The IB Diploma is not yet recognized by all
universities in Japan.
What this looks like: If a student completes
the IB Diploma in another country, they canbe accepted to many universities in Japan asa foreign student and will not have to takethe standard entrance exams. However, if a
student completes the IB Diploma in Japan,
only some universities will accept the student
without taking the standard entrance exams.
The IB Diploma involves exams that are thesame around the world, so why does it matter
where the student obtained the IB Diploma?

3.I B ディプロマは、日本のすべての大学でまだ

For these reasons, and others that I do nothave time to go into, the implementation of theInternational Baccalaureate programmes in Japancannot yet be considered a complete success.
The different interpretations of the programmes
and their importance by the various levels ofgovernment, and by the schools themselves,
make it difficult for the IB programmes to thriveand grow in Japan in the way that they areintended to.

これらの理由、およびここでは説明しきれない

While I applaud MEXT for its forward-thinking
in coming up with this idea, I feel that much
more work is needed in order to approach thegoal of developing citizens with a truly global
perspective within the educational systems inJapan. I wonder if, perhaps, once there are more
students graduating from Japanese schools with
IB Diplomas, and these students are accepted
into Japanese universities, there will be more
impetus for true change. That is my continuing
hope.

適切に認識されていません。
どういうことかというと：生徒が他の国で IB
ディプロマを修了すると、彼らは留学生として日本の多くの大学に受け入れられ、一般的な入学試験を受ける必要はありません。しかし、生徒が日本で IB ディプロマを修了すると、一部の大学のみが一般的な入学試験をなしに生徒を受け入れます。IB ディプロマは世界中で同じ試験が実施されるのに、なぜ生徒が IB ディプ
ロマを取得した場所が重要なのでしょうか。

他の理由から、日本での国際バカロレアプログラ
ムの実施は、まだ完全な成功とは考えられません。
政府のさまざまな次元および学校自体によるプログラムの様々な解釈と重要性により、IB プログ
ラムが意図したとおりに日本で盛んになり成長す
ることは困難になっています。

文部科学省がこの考えを思いついた先見の明を称賛する一方、日本の教育制度の中で真にグロー
バルな視点を持った市民を育てるという目標に近づくには、もっと多くの働きが必要です。おそら
く、日本の IB 校からディプロマを取得して卒業する生徒が増え、これらの生徒が日本の大学に受け入れられると、真の変化へのさらなる推進力となるでしょう。それが私の継続的な希望です。
（対訳／草房誠二郎／ CROSS 編集委員）[Shaney Crawford（シェイニー · クロフォード）］Tsukuba International School（つくばインターナショナルスクール、略称：TIS）校長。
カナダ出身。1995 年に ALT（外国語指導助手）として来日、2002 年からつくば市在住。2011 年、現職となり、TIS を日本で 6 校目となる幼小中高一貫の国際バカロレア校に導いた。2012
年より日本インターナショナルスクール協会副会長。その他、つくば市、茨城県等の委員を兼任。
クイーンズ大学（カナダ）言語学学士号、チャールズスタート大学（オーストラリア）教育学学士号を取得、筑波大学（旧図書館情報大学）修士課程修了。日本語検定 1 級、日本漢字能力検定 5 級を持つ。

CROSS T&T No.63

17

Tsukuba

サイエンス

捕食性ナミテントウの野外観察と江戸小噺
ウメ－アブラムシ－ナミテントウの食物連鎖について考える
特任研究員

木村

無翅型雌胎児（「幹子」）を生む。

⇒

総合科学研究機構
すべての生物は多種の生物と色々な種間関係を滋形成し、個体を維持し、種を存続している。これ・幹子は無性生殖的に子どもを産んで、等比級数

らの種間関係には餌と捕食者の捕食関係など、植的に増えて大きなコロニーをつくる。

物－草食者－肉食者の食物連鎖の関係が成り立つ

・コロニー集団が高密度になると、無翅型雌は脱（図１）（安田、1996 年）。

皮して、翅のある有翅型雌になり、他の場所に移⇒はね

動・産卵して繁殖する。

⇒

・ナミの越冬成虫は春先ウメの樹に飛来、オカア
ブを食べて、交尾・産卵する。

⇒

・オカアブの近くに産卵した卵塊は数日後ふ化、オカアブを食べて成育する。

⇒

・成熟幼虫となると、ナミはウメの樹またはそのさなぎ

周辺のツツジや野草の葉の上で蛹になる。⇒
・その頃になるとオカアブもいなくなる。⇒
・やがてナミの蛹は羽化して新成虫になり、餌（ア図1

植物－草食者－肉食者の食物連鎖ブラムシ）を求めて他の場所へ飛んでゆく。⇒

こばなし

江戸小噺に「風が吹けば桶屋が儲かる」という話がある。
「ある事象の発生により、一見すると・誰もいなくなったウメの木は緑豊かな元の姿になる。

全く関係がないと思われる場所・物事に影響が及たと

ぶことの喩えである」と説明されている。ところ

令和元年（2019 年）春、つくば市郊外の梅林で、アブラムシ捕食性ナミテントウ（ナミ）は、のウメの樹に数年ぶりにオカアブが大量発生し毎年春先ウメの樹にオカボアカアブラムシ（オカた。小噺を思い出して、食物連鎖という現象を包アブ）が発生すると、家屋などの越冬場所から飛括的に理解するために、ウメ（植物）－オカアブ（草来して、当該樹で発生したオカアブを摂取、産卵食者）の種間関係およびオカアブ（草食者）－ナ

して繁殖することが知られている（木村、2011 年、

ミ（肉食者）の種間関係などについて 1 カ月間に2017 年）。このことから、「ウメの樹が繁茂すれば、わたって現地調査した。その結果、それぞれの種

アブラムシが大量に発生して、やがてナミの繁殖間関係には生物学的要因のほか、複雑な、解析不する姿がみられる」という小噺ができる。

可能な環境要因などが関与しており、ウメの種類

そこで、“サイエンス小噺”が頭に浮かぶ。
・春になるとウメに白や紅色の花が咲き、樹枝の芽が発育を開始する。

⇒

・新葉が展開すると、樹皮の下で越冬していたオ
し

しんしよう

カアブ無翅型雌（「幹母」）は新鞘の樹液を吸って18や樹勢などの観察データからナミの繁殖状況を予測することができないことが分かった。

観察方法
オ カ ボ ア カ ア ブ ラ ム シ（Rhopalosiphum

CROSS T&T No.63

rufiabdominalis (Sasaki)）の観察は、つくば市
郊外の梅林通りにある梅林である（図 2）。放水

アブラムシの発生動態の観察
オカアブはすべての樹木で発生はみられなかっ路に沿って約 100 本の梅の木があり、そのうちのた（表 1）。それらの樹を分類すると、観察対象樹木はラベリング化された 49 本（表 1）。

1）オカアブの発生が見られない樹木（非繁殖

観察日時は、2019 年 5 月 7 日から 5 月 28 日まで

樹：no.465,462,476 など多数）の割合は全体で、午前 5 時から 7 時または午後 1 時～ 3 時までの 41％
2）観察初期からオカアブの発生が見られた発生の 2 時間である。
オカアブの発生状況は、樹ごとに、日別に“発生なし”（●）
、“発生”（○）、“大発生（コロニー樹（繁殖樹：no.475,486,480 など多数）は全体の 22％

形成）”（◎）
、“コロニー崩壊”（★）として表し

3）観察初期にオカアブの発生がみられなかった

た。また、無翅型あるいは有翅型、コロニーの状が、その後発生した樹木、２次繁殖樹（表１：態、脱皮殻の有無などをデジカメで撮影して、エ●→○の樹木：no.468,470, 476 など）がみら

クセルで整理した。

れた。その割合は 37％であった。2 次繁殖樹は、

ナミテントウ（Harmonia axyrides palius ）に

オカアブの発生時間差から繁殖樹の有翅型がついては前報（木村、2018 年）に従って成虫斑

飛来、産卵、増殖したと考えられる（図 3）。

紋型の種類、個体数などを調査した。
また、ナミの発生消長の観察では、no.523 お
よび no.538 の２つの樹で集中的に行った（表 1）。
両樹木間は約 30m であり、その間には 3 本の樹が存在したので、ナミの樹幹間の相互移動はないものと思われた。
ナミの成虫および蛹の捕獲は、前報（木村、2018 年）に従って各ウメの樹およびその周辺の図3

ツツジでおこなった。捕獲日時は、5 月 25 日か

繁殖樹木の関係

ら 6 月 14 日の 20 日間で、毎日早朝午前 5 時～ 7

オカアブ非繁殖樹の樹勢を調べると、幹および時または午後 1 時～ 3 時間の 2 時間である。

ウメの樹のアブラムシの越冬と繁殖＆非枝からの新梢の発生がみられなかった。それに対成虫斑紋型の分布比率の調査では、蛹の場合はして、繁殖樹では幹の下層から新梢が多数繁茂し、室内で羽化させ、斑紋型が鮮明になった時点で斑コロニーがみられた。このことから、オカアブは、

紋型および雄雌を判定、記録した。

越冬が可能で、かつ新梢がたくさん繁茂する樹木で高い繁殖率を示すことが分かった。さらに、新結果

梢が繁茂する樹はウメの実の結実度も高いことが分かった。このことから、光合成能力の高い樹はグリセロールなどの栄養素が多く、このことがオカ
アブの繁殖力を促すのではないかと考えられた。
また、越冬から目覚めた無翅型
胎生雌（幹母）は枝葉を動き回り、至る所に一度に 6 ～ 8 匹の子ども（幹子＝無翅型胎生雌）を産んだ。
やがて、その幹子は短時間に等比
図２

CROSS T&T No.63

梅林のアブラムシの観察地図

級数的に子どもを産んで、大きな

19

表1

梅林におけるアブラムシおよびナミの発

生状況

no.523

no.358

図 4 no.523 および no.358 におけるナミの発生消長
縦軸：羽化数（匹）、横軸：羽化日時。黒色棒：成虫数、ネズミ色棒：蛹から羽化した成虫数

間は樹々によって異なり、無翅型が無性世代を繰り返す樹木、no.487、no.526 などもみられた。
この現象はナミの繁殖率に大きな影響を与えると思われた。
以上のことから、ウメの樹におけるオカアブの発生動態はウメの種類やその樹勢によって異なること、ならびに 2 次繁殖樹によって無性世代を繰り返していることが明らかになった。
ナミテントウの発生消長
ナミの飛来・繁殖行動は、オカアブが大発生した樹木が多数見られたのに関わらず、多くはみられなかった（表 1）。観察初期のナミ繁殖率は全体のわずか 14％であった。このことから、ナミの繁殖行動は、オカアブの発生量の多少によって誘導されるものではなく、ナミのランダムな、広範囲探索行動によると思われた。
ナミが大発生した no.523 および no.538 樹木におけるナミの発生消長を調べた。その結果、いずれの発生曲線には 3 つの山形で、成虫の捕獲日数はコロニーをつくった。コロニー集団が高密度にな

20 日間も続いた（図 4）。

ると、やがて無翅型は翅のある有翅型になって他

このことから、ナミの繁殖パターンはオカアブの場所に移動した。枝や葉の大きなコロニーは崩の発生量や生息環境の影響を受けず、ナミ独特の壊して脱皮殻のみになった（参照：木村、2018 年）。

生得的な繁殖システムによって行われることが再

さらに、無翅型から有翅型が産まれるまでの時20確認された。

CROSS T&T No.63

ナミ成虫斑紋型分布比率明らかにしようとしたのだ。

樹木 no.523 および no.538 におけるナミの個体

ウメの樹のアブラムシの発生は、幹の樹皮への数および成虫斑紋型分布比率ならびに斑紋変異率

越冬成虫の定着の有無に加えて、ウメの種類や樹を比較した。捕獲総数は no.523 樹木で 187 匹、勢によって異なることが分かった。すなわち、新no.538 樹木では 217 匹であり、過去の梅林にお梢の発生量の多少などにより、繁殖樹、2 次繁殖

ける繁殖データ（木村、2011 年、2017 年）と比樹、非繁殖樹に分類されたのだ。また、オカアブ

べると、個体数および発生消長などからいずれものコロニーの形成日時、無翅型から有翅型への移繁殖集団として認めることができた。

行日およびコロニーの崩壊日時なども変化していまた、成虫斑紋型分布比率は、no.523 において二紋型 79％、四紋型 8％、まだら型 4％、紅型た。この変化はナミのウメの樹での繁殖度に影響を及ぼすものと思われた。

9％で、一方、no.538 では二紋型 64％、四紋型

一方、ナミの繁殖率がオカアブの発生率に比べ18％、まだら型 2％、紅型 17％であった。いずれて極端に低いことから、ナミのアブラムシに対すも二紋型＞四紋型＝紅型＞まだら型であり、斑紋る探索能力に加えて、越冬個体数（前年度秋に繁変異率も二紋型、四紋型の紋様が円形＞半月また殖し、越冬した個体数）や越冬場所とウメの樹とは雲型＞太鼓型であった（表 2-1 & 2）。このこの距離などがナミ繁殖率への制限要因となっていとから、ナミの成虫斑紋型の多型はオカアブの発ると思われた。

生動態や生息環境の影響を受けず、独特の繁殖システムで形成されると思われた。

以上のことから、ナミの繁殖は、ウメの種類や樹勢などの生物的要因とアブラムシの越冬環境な
どの非生物学的要因によって複雑に変化すること考察が分かったが、それらの要因の解析は非常に困難

江戸小噺を真似て、子どもたちへウメの樹でのナミの繁殖状態を理論的に分かりやすく説明しよで、ウメの樹勢状態の観察などからナミの繁殖率を予測することは難しいと判断した。

うとした（木村、2019 年）。梅林においてナミの観察結果は、大山鳴動して鼠一匹であった。そ大繁殖が見られたのは、過去 18 年間で 3 回（2011

れでも、大きな成果が得られたと考えている。再年、2017 年、2019 年）である。なぜ、ナミの年現性の低いフィールドを相手にして、ナミの個体

ひんど

度別発生頻度に違いがみられるのか。その原因を

群動態を調査して 2 カ所の繁殖現場の成虫斑紋型

表 2-1 no.523 の成虫斑紋型分布比率

表 2-2 no.538 の成虫斑紋型分布比率

CROSS T&T No.6321分布比率に顕著な違いがみられなかったことだ。

【引用文献】

過去 2 回の観察データ（木村、2011 年、2017 年）

1．木村滋（2011 年）ナミテントウの“共食い”

を参照して、ナミの成虫斑紋型は、いわゆる温暖

行為を野外で観察して思う

化などによる環境の変動によって地理的変異が生

テック

じるという
「気候変動説」は再度否定されたと思っ

蚕糸・昆虫バイオ80, 223-228.

2．木村滋（2017 年）ナミテントウの繁殖戦略を垣間見る－色彩多型形成のメカニズムを考えるた。
さらに、ナミの斑紋型多型形成について想像力を働かせれば、野外のナミ集団は、互いの斑紋型遺伝子を共有するヘテロ集団として交尾・産卵行
動を通して遺伝的多様性を維持しているようにみ－CROSS T&T 58, 10-16.

3．木村滋（2018 年）ナミテントウ虫の観察日記
株式会社宮帯出版社 .
4．木村滋（2019 年）水玉模様のナミテントウ
自然保護

えた。
著者は、ナミが進化の過程で獲得した生存・繁
殖戦略や二紋型、四紋型、まだら型、紅型の 4 型

No.569,18-19.

5．安田弘法（1996 年）食物連鎖とギルド内捕食
日本農薬学会誌

21.223-230.

間のチームワークにあらためて頭が下がる思いだ。

［木村 茂（きむら・しげる）］
1966 年東京教育大学（現・筑波大学）農学研究科修士課程修了。同年農林省蚕糸試験場入所。主としてホルモンの作用機構の研究に従事。
農水省では農林水産技術会議事務局研究調整官、研究開発官、蚕糸・昆虫農業技術研究所遺伝育種部長、企画連絡室長、所長。
退職後農林水産技術情報協会技術参与などを経て、現在一般財団法人総合科学研
究機構研究員。農学博士。
著書に「昆虫に学ぶ」、「昆虫バイオ工場」（工業調査会）、「ナミテントウ虫の観察日記」（宮帯出版社）など。

クロス俳壇

風薫る

花火師のいのちの闇の濃かりけり

わた

風に和し風にあらがい草の絮

かん

習い打つ祭り太鼓の甲高く

遠雷や波立つ湖の色動く

浦蛙

球児等の悲願達成風薫る

浅田

会員「対岸」結社同人

俳人協会

22

CROSS T&T No.63

ドローンで見る廃墟
鹿島海軍航空隊跡地の風化

夏草に埋もれるボイラー棟と煙突を撮影したドローン画像＝撮影：伊能正登（TSORD）

ドローンを飛ばせるというので、この夏、霞ヶルずつ 3 等分できる。北から国立環境研究所水環浦に突き出た美浦村の東端、鹿島海軍航空隊跡地

境保全再生研究ステーション、中央の東京医科歯を訪ねた。戦争遺跡があったり、心霊スポットの科大学霞ヶ浦分院跡地、南の堤防の内側にある民廃墟があったり、メガソーラー発電所があったり、有地である。戦後すぐに払い下げられた民有地以

水辺レジャーの基地があったり、何かと大変なこ

外の土地は、1946 年から霞ヶ浦分院が占めたが、とになっていると聞く場所だ。なかでも霞ヶ浦分1974 年に北側部分は環境研（当時、国立公害研院跡地と呼ばれる遺構は、解体されるのか保全さ究所）に移管となった。

れるのか、「この先どうなる？」とよく聞かれる。

霞ヶ浦分院は 1997 年までに閉院、最終的に中許可を得て敷地内に入れてもらい、ドローン撮影

央部約 7.6 ヘクタールの土地を村が取得した。中を敢行した。

央を走る道路の南側部分 3.3 ヘクタールは村営のメガソーラー発電所となっており、北側部分 4.3

病院跡地に立つ旧軍施設

ヘクタールは周囲をフェンスで封鎖している。分

美浦村大山、南に小野川の河口が切れ込んだ半院跡地と呼ぶが、残っている建造物は旧軍時代か島状の土地約 23 ヘクタールが、鹿島海軍航空隊

らのものばかりである。ランドマークになってい跡地である。国交省管理の水防拠点になっている

る煙突とボイラー棟が、深い夏草のなかから立ち

湖岸の約 1.5 ヘクタールを除けば、ほぼ 7 ヘクター

上がっている。

CROSS T&T No.63

23

編隊飛行をする九三式水上訓練機
谷口興一「鹿島海軍航空隊」（湖
歩会「霞ケ浦分院史」）から転載

航空隊当時の隊員整列の写真＝同

背後の建物（司令部）が後の霞ケ浦分院本館で現存する許可を得て取材チームが入った 8 月初め、旧軍時代の司令部、分院時代の本部として使われた鉄骨コンクリート造の庁舎は民間のセキュリティー会社に管理が委ねられていたが、役場職員がその施錠を解こうとしたところ、ドアノブがバールのようなもので破壊されていて、ついに開錠できなかった。ドローンを飛ばすと、夏草めのフロートが付いていた。第二次大戦末期にはは陸屋根になった屋上にも根を張って繁茂してい特攻作戦の搭乗員として多くを送り出した。

る。

大山地区の突端は、湖に 2 方向が面しているこ

いわゆる廃墟マニア、あるいは心霊マニアの関とから、横風に弱い水上機の離陸に適していた。

心をひくスポットだけに不心得の侵入者が後を絶東側と南側の滑走路は、水面に向かって傾斜のつたないらしい。建設から 80 年、無人となって 20 年、

いた斜路になっていて、大山スロープ（ゲレンデ）

すさまじい風化のなか保全は成り立つのか、今後の呼び名がある。

が注目されているのである。

湖岸のスロープから飛び立つ

この湖岸施設は現在も国交省管理の水防拠点に位置づけられており、2009 年、土木学会選奨の土木遺産に認定された。斜路はプレジャーボート

鹿島海軍航空隊は、阿見町にあった霞ヶ浦海軍やジェットスキーの船艇搬入に便利なことから近航空隊の水上班が移転して 1938（昭和 13）年に年レジャー客の利用が増え、夏場の週末ともなる開隊した。なぜ霞ヶ浦対岸の「鹿島」の名を採っとごった返すほどの人出になる。水防拠点の施設

たのか、文献等を渉猟しても分からない。もっととしてシャワーまでも整備されているのだ。

も零戦配備で知られる「筑波海軍航空隊」は笠間

訪れた夏の日、大山スロープに立つと、腐った（旧・宍戸町）にあったし、予科練で知られる霞ヶような臭いがする。アオコの腐敗臭かとも思われ

浦畔に置かれた部隊は土浦海軍航空隊で、しばしたが、湖面に緑のペイントを流した藍藻らしき形ば霞ヶ浦海軍航空隊と混同される。日本海軍流の跡は見当たらない。異臭は、スロープに打ちあがっかく乱術でもあったのか。

た巨大な魚の死骸から発せられるものだった。ハ

鹿島海軍航空隊は水上機の操縦訓練を行う練習

クレン、よく見ると体長 1 メートルはありそうな航空隊であり、のちに予科練出身の飛行練習生が巨体がごろごろしている。ジェットスキーに引か93 式水上中間練習機で猛訓練を行った。いわゆ

れた魚体が打ち上げられているということだっる「赤とんぼ」の水上機バージョンで、滑走のた

た。

24

CROSS T&T No.63

大山スロープと呼ばれる湖岸の傾斜路。東岸と南岸に張り出している。正面に筑波の山並み

ジェットスキーは牽引してきた車両からスロー

前に記録類を徹底的に破棄し、機体などは戦後接プで湖面に直接上げ下ろしされているが、バス釣収した米軍により処分されたという。証言できるりなどに使うプレジャーボートは現地に預けるも人を探しても、村周辺にはまるで見つからなかっのが少なくない。民有地は艇庫が立ち並び、水上た。

飛行機の格納庫も置かれている。これらの利用者

国立環境研究所の敷地の北側にこんもりとしたと地元住民、自治体、警察署などと大山スロープ

森があり、誰いうとなく「ろまんす山」の名がつ

健全活用を考える連絡会が作られ、マナーを守っいた。戦時中、航空隊の兵士が訪ねてきた娘とのての施設利用が図られている。

逢瀬（おうせ）に利用した森だというが、真偽の航空隊員が見た夏の空ほどは分からない。しかし、地元の人間が好んで語るエピソードは、これくらいしかない。

「東京医科歯科大学霞ヶ浦分院史」という本が結局、土木建築群だけが戦争遺跡となった。ツ

病院関係者によって 1992 年に刊行されている。

タ草のからまる旧司令部庁舎はコンクリート壁の戦後の移転から診療の行われた期間の証言をまと厚さが 30 センチ、天井までの高さが 4 メートル

めた資料集だが、１編のみ鹿島海軍航空隊時代の以上あるという頑丈な造りで、雨漏りにも持ちこ記録も記述されている。

たえている。霞ヶ浦分院時代に内部が改造された

記事には編隊飛行をする「赤とんぼ」の画像やが、一部の部屋はヒノキの板壁でシャンデリアや訓練生が隊列を組んで上官の訓辞を聞く写真が掲

セントラルヒーティングも完備していたという。

載されている。この場所に現在並んでいるのが、煙突直下の建物は「気缶場」と呼ばれた。気缶（汽ソーラー発電所の太陽光パネルというのがちょっ缶）はボイラーのことで、ここには暖房用石炭ボとした歴史的な皮肉。訓辞をする上官が載っていイラーがほぼ原形をとどめ残存している。

るコンクリート製の台座が今もパネルの陰に残っ

ドローンからだとむき出しになったボイラー棟ている。
上官の背後に写るのが旧軍時代の司令部、の屋根の鉄骨越しに内部をのぞける。風雨にさら

分院時代の本部に使われた建物である。

され、室内にまで夏草が入り込んでいる。村によ「霞ヶ浦分院史」のような戦後の記録に比べ、れば鉄骨に腐食は見られないことから修復は可能

航空隊時代の資料は皆無に等しい。海軍は終戦をということだが、耐震性など安全強度までは計ら

CROSS T&T No.63

25

「集まり処 はずみ」のはなしれていない。煙突越しに機体を高度 100 メートル員が見た夏の空もこんな景色だったろうか。

跡地活用基本構想に進展なく
美浦村は 17 年 3 月、同跡地活用基本構想をまとめた。①病院跡地②村域③広域－の 3 つのエリア単位で、それぞれに所在する資源を活用して文化や観光、レクリエーションの振興につなげようとしたものだ。
鹿島航空隊については「遺構を訪ねることができるよう整える」として、現況保全、防水・耐震補強等を施したうえで、見学ツアーや歴史体感イ
ベントを展開するとしている。さらには道の駅や
サイクリングステーションの設置、マリンスポー
ツ拠点、霞ヶ浦巡回航路の整備などを提案している。

高齢者連「まちを担ごう」と夏祭り

空に筑波山の群青の双峰がとらえられる。航空隊～第 5 回～

アイデア素材を列挙してまとめた内容で、事業10年ぶりに 〝神輿〟 が上がった

以上で飛翔させると、霞ヶ浦の土浦入り北方の青規模も事業主体も定めないままの構想。２年以上を経過したが具体化に向けての取り組みはない。
病院跡地について昨年 11 月、一般向け、有識者向けに公開する 2 日間の内覧会を行っただけだ。

急速に進む高齢化、増加する高齢単身者

内覧会でのアンケートでは、施設の一般公開を望2012 年

2018 年む声が過半数に達したが、公開に先立っての学術

世帯数

1,322 世帯1,309 世帯的調査や安全性への配慮を求める声は根強くあっ人口

3,164 人2,922 人た。公開方法についても「戦争遺跡である以上、65 歳以上984 人

1,439 人

平和学習、平和教育の意味を持った活用が大前提（内単身者）

115 人

202 人

であり、その共通理解のもとで整備などを進めていく必要がある」などの意見が出された。

この“高齢者”分類の人たちは、30 年前は 30

美浦村企画財政課によれば「取り壊してソー～ 40 歳の働き盛り時代であり、夏祭りも活気に

ラー発電所を拡張するようなことはない」そうだ

あふれ、神輿を担ぐ人たちのなんと若々しかったが、これらの論点の整理については未着手。どのことか！

方向に向かっていくかの見通しも立っていないとても体力がついてこなくなり、10 年ほど前から、いう。
（相澤冬樹／ CROSS T ＆ T 編集長）

神輿は夏祭り会場に飾られるだけになっていっ

等しく着実に年を重ね、気力はあった。
※ドローン撮影の映像は youtube にアップしてある：https://youtu.be/C4orHDQMIUs

5 月中旬に、「集まり処」の常連である、吉岡氏と自治会活動について議論をしていた。氏は夏祭りの運営や神輿を担ぐことで中心的な役割を果たしてきており、神輿が飾られたままであることに、落胆していたのである。神輿のために個人専
さしこ

はつぴ

用の刺子の法被まで作っていた。氏は夏祭りの神

26

CROSS T&T No.63

「森の里を担ごう」と集まった面々

輿の話について、森の里の活力と団結の象徴である、“森の里を担ぐつもりで神輿を担ぎたい”としんで進め”。
2 カ所の休憩所で、水分を補給しながら、会場前のメイン道路片道 300 メートルを、約 1 時間を熱く語った。
筆者はこの一言に大いに共感。翌日から自治会かけて練る予定であったが、速すぎて麦茶サービ

役員に、夏祭りの公式イベントとして“神輿”をスが間にあわず。一般的には、途中で沿道の方た入れることを依頼して回り、「集まり処」に来店

ちが力水をかけてくれるようであるが、担ぐ方もの常連さんには一人ひとりに、“森の里を担ごう”

初めてであれば、支援する方も初めて。力水のつと説きまくった。30 代の若者から 70 歳代の“壮年”

もりか、水まき用のホースを道路に引っ張ってく－筆者もその一人、20 数名が集まることになっれた人がいた。せっかくなので、頭からかけてもた。これで神輿があがる！

らったが、猛暑日で動いたので快感であった。
会場内に帰還後、場内一周して納める予定であったが、走り回ってへばってしまい、ダイレク

初めて神輿を担ぐ20 数名の中で、神輿を担いだことがある人は、トに神輿本部へ。締めに、オーツという掛け声―

吉岡氏とその仲間の 2 名のみであり、ほとんどがこのときは声が合った―と共に、高々とみこしを生まれて初めて“神輿”に触れるのである。担ぐ差し上げて、ウマの上に納めた。

前にお神酒を一口いただいて－猛暑のために、お供えしてあったお神酒は熱燗になっていた―い
ざ、よーお、という掛け声で担ぎあげた。肩にズ三々五々、“神輿仲間”が ｢ 集まり処 ｣ に集まってきて、深夜まで話が続いた。
なんと楽しい体験であったか、来年も担ぐ！ということであった。今年は、「まず神輿を出す」

ンとくる感じである。
いざ動き始めたが、氏は元江戸っ子なので、掛ことにゴール設定をしていたので、このテーマは

け声は“わっしょい”、若者たちは“せいや、せクリア出来たと思う。来年は、もっと多くの人た

いや”。来年は掛け声を一つにしなければ！

初

ちに、祭り・神輿の楽しさ、喜びを体験していた

体験の私たちは、練り歩く、神輿の足取りなぞとだくために、自治会の日常活動の一部に組み込まいうことが出来るわけもない。氏が担ぎながら怒れるように、組織化のための活動を進めていると鳴る、“散歩しているんじゃないんだ、もっと楽ころである。
（羽澄順二 /CROSS 編集委員会委員長）

CROSS T&T No.63

27

Tsukuba

シリーズ「つくば＆東海の科学遺産」③

陽子シンクロトロン加速器のこれまで
コッククロフト・ウォルトン型から始まる
高エネルギー加速器研究機構加速器研究施設

名誉教授

佐藤

皓

原子核の構造を中心に原子核、その周囲を電子がはじめに周回している、という描像に決定づけた実験は東大通りを北上し、高エネルギー加速器研究機

ちょうど１世紀前の 1919 年に行われた、自然崩

構入口に近づくと「2021 年 KEK 創立 50 周年」と壊して放出したα線（ヘリウム原子核）を用いていう看板が目に入る。つくばキャンパスではスーの人類初の原子核崩壊実験、

パー KEK B や先端加速器の開発研究が、東海キャンパスでは大強度陽子シンクロトロン（J-PARC）
が稼働し、現在も精力的に基礎物理の研究（宇宙、であった。これは窒素原子核にヘリウム原子核を素粒子・原子核、物質構造、生命等々）が行われぶつけて、酸素原子核と陽子に崩壊したことをている。その端緒を担った 12GeV 陽子シンクロト示す。この時のヘリウム原子核のエネルギーはロンを柱に加速器のこれまでをたどる。

7.7MeV である。この実験により現在理解されている原子構造の基礎が確立された。

粒子加速器が必要とされたのは？

この時期、原子、原子核の研究者の間では、「ラ

そもそも粒子加速器が作られるようになったの

ザフォードの技巧の退屈さが多くの有能な核物理

は、物質の根源を理解しようという知的欲求に基学者を遠ざけていた。もし、原子核粒子が 100 万づくものであった。物質の成り立ちを原子、原子ボルト近くのエネルギーに加速されたとすれば、核、素粒子、そして今はクォークの構造やビッグ

軽い原子核の 100 マイクロアンペアの方が、世界バン直後の自然の姿を探求するに至っている。古中で供給されるラジウムよりも価値があることが来より光を使って観測してきたのだが、素粒子の簡単な計算で分かっていた」（リチャード・ロー-13

レベルになると観測すべき対象の大きさは 10「原子爆弾の誕生」紀伊国屋書店刊）と語られて

cm になる。光ではもはや無理であって、粒子をいた。そして、リニアック（1928 年）、コックク

高エネルギーまで加速することにより波長の短い

ロフト・ウォルトン（1930 年）、サイクロトロン

波を作り出し、微細な構造を観測する。いわゆ（1932 年）
、等々が次々に発明され、それぞれにる粒子と波動の二重性の応用である。粒子の加進化していく。そのなかで 1932 年にコッククロ

速エネルギーの単位は、電子１個を１ボルトのフトにより、700KeV に加速された陽子をリチウ

電位差で加速した時のエネルギーを１電子ボルムに照射し 2 個のヘリウム原子核に崩壊する初の-13

ト（eV）で表す。10cm のオーダーになるには

人工核変換の実験、

1GeV 位まで加速する必要がある。（KeV=1000eV、
MeV=106eV、GeV=109eV、TeV=1012eV）

加速器黎明期
さて、歴史を遡って、ラザフォードが実験的に28が行われた。表紙写真がまさにその人工核変換を行ったコッククロフト・ウォルトン型の加速器（写真 1）である。これは KEK の 12GeV 陽子シンクロ

CROSS T&T No.63一定の磁場の中で周回しながら一定の周波数の高周波電場により加速され、回転半径がしだいに大きくなっていくサ
イクロトロンと回転半径は一定で、磁場と高周波を同期させるシンクロトロンへと進化していく。サイクロトロンの場合
はエネルギ−が高くなって相対論効果が効いてくると高周波
電場の周波数と粒子の周回周期にずれが生じてきて加速器
エネルギーに限界ができてしまう。相対論効果を考慮して高コッククロフト・ウォルトン型加速器（撮影・池田充雄）

周波を変調させる方式も考案

トロンの初段の加速器である。この高電圧発生装されたが、それでも限界がある。1940 年代くら置は加速器としてだけでなく、高電圧の研究にもいまではサイクロトロンが世界各地で建設され原

現在広く使われている。以降、物質の階層を原子子核実験が精力的に行われた。サイクロトロンで核、素粒子、クォークと深く認識が進むにつれて得られるエネルギーの限界を超えて、より高いエ加速器も実験のニーズに沿って進化してきた。

ネルギーへの加速はシンクロトロンにより実現さコッククロフト・ウォルトン型は、高電圧電場により加速するので放電限界により加速エネル
ギーが決まってしまう。静電加速器としては他にれてきた。

戦後の困難期から抜け出るより高いエネルギーまで加速できるバンデグラー

第二次大戦以前から日本にもサイクロトロンにフ型のものもあるが本稿では説明を省く。以後、よる原子核研究が行われていたが、これが核兵器

高周波電界により加速する方式でより高エネル

開発に繋がるとして戦後占領軍に破壊されたといギーを実現する加速器へと進化していく。高周波

う苦い歴史がある。1956 年に田無市（現在の西電界を直線的に並べるリニアック（線形加速器）、東京市）の東京大学原子核研究所で 700MeV の電粒子を回転させて同じ高周波電界を通過して加速子シンクロトロンの建設が始まり、1961 年に完する円形加速器へとそれぞれ発展していく。

成し、様々な素粒子・原子核研究が行われた。寄

シンクロトロンの誕生
電磁場中を動く荷電粒子はいわゆるフレミングの左手の法則と同じ力を受ける。すなわち磁場か

生する形ではあったが、同時に放射光応用の試験的研究も開始され、その成果は世界的な評価を受けて各地に放射光専用のシンクロトロン建設を促した。

ら受ける力は常に速度に垂直なので粒子の進む方

一方で研究者の間では素粒子論研究のための高向を曲げる作用をする。粒子に加速エネルギーをエネルギー陽子シンクロトロンが切望されてい与えるのは電場である。

た。世界的には素粒子理論では統一理論がほぼ確

円形加速器の場合、この磁場から受ける力と遠定し、CERN の陽子シンクロトロン（CERN-PS）や心力との釣り合により粒子の運動量（すなわちエBNL の AGS シンクロトロン（BNL-AGS）が稼働しネルギー）は回転半径と磁場の積に比例する。回始めて、素粒子物理学においてノーベル賞級の実転半径が大きいほど、かつ磁場が強いほど、より

験結果が目白押しに発表されていた。日本でも加速エネルギーが大きくなる。

60 年代後半から素粒子研究所設立準備会が結成

CROSS T&T No.63

29

され、当初 CERN-PS、BNL-AGS のエネルギーを上500MeV まで加速する。当時この加速器をブース回る 40GeV 陽子シンクロトロンの建設が 1964 年

ターシンクロトロンと称していた。

10 月に提起された。想定された予算は約 300 億ブースターシンクロトロンは 20Hz 繰り返しで円であり、当時の科研費の年間総額を 5-6 倍上回

線形加速器からのビームの入射、加速をする。加る額で、他分野の研究者の理解を得るのが困難で速されたうちの 9 回のビームを周長 340 m の機能あった。様々な議論を経て 4 分の 1 縮小案として分離型シンクロトロン（主リングと称した）に入8GeV 陽子シンクロトロンを約 80 億円の予算で建射し 8GeV まで加速した。この 8GeV 陽子ビームを設するということになった。建設場所の選定も全用いて内部ターゲット照射による二次粒子を用い国各地いろいろ検討した結果、現在のつくばサイ

た素粒子・原子核実験、および早いビーム取り出

トということになった。

しにより泡箱実験が行われた。（写真 2）

建設は 1971 年から始まり、75 年に概成、76 年に初のビーム加速が行われ、2006 年に運転を停止するまで、まさにちょうど 30 年間運転が続けられた。建設時期のころ、つくばはまだ概成段階
で、いたるところに雑木林、栗畑、桑畑があり、道路整備も不十分だった。重機運搬車が泥道に埋まって動けなくなることがあった。
すでにヨーロッパ、アメリカでは CERN-PS や
BNL-AGS が稼働していたが、それらは機能結合型のシンクロトロンであった。これは交番勾配の磁場により粒子の軌道を曲げる作用とビームが広がらないように収束する作用を一つの電磁石で行う方式である。
コンパクトにできる利点はあったが、ビーム調整パラメーターは設計時にある程度固定
されてしまう。一方で日本人研究者の発案になる、
軌道を曲げる磁石と収束用の磁石を分離する機能
分離型シンクロトロンが提案された。これは軌道

写真 2を曲げる磁石と収束用の磁石の電流値を個別に設は上野の国立博物館に展示されている定できるのでビーム調整パラメーターに幅が広が30 年 間 稼 働 し 続 け た 加 速 器 で あ る が、 そ のる。KEK では小型ながら世界に先駆けてこの機能

30 有余年は私自身の研究者生活と共にあった。

分離型シンクロトロンを建設することになった。

1974 年 12 月 4 日にブースターシンクロトロンがちなみに、ほぼ同時期にシカゴ郊外で建設が進行

500MeV 加速に成功した時、高橋嘉右先生がコンしていた FNAL の加速器も機能分離型を採用した。

トロール室に詰めていた若手研究者に「こういう12GeV-PS により世界に躍り出る

泡箱実験装置、現在は使命を終え本体場に遭遇できるなんて君たちは幸せ者だよ」と話していた。

12GeV 陽子シンクロトロン（12GeV-PS）では多繰り返しになるが 1976 年 3 月に主リングで８段加速方式を世界で初めて採用したことも注目さ

GeV までの加速に成功し（写真 3）、7 月からは内れる。前段加速器としてコッククロフト・ウォ

部標的による物理実験が開始された。12 月にはルトン加速器で 750KeV まで加速した陽子ビーム

12GeV の加速に成功、翌 1977 年 1 月から速いビーを全長 40m のドリフトチューブ型線形加速器でム取り出しによる泡箱実験が開始された。2 年後40MeV まで加速し（建設当時は 20MeV であった）、にはビーム強度は設計値の 2 倍の 4 × 1012ppp を周長 37m の機能結合型シンクロトロンに入射し超え、遅い取り出しビーム（→ CROSS ワード）に

30

CROSS T&T No.63

写真 4 希崩壊実験の要請によりビームの取り出し時間を長くした運転。

トリノを送り出す長基線ニュートリノ振動実験
写真 3

8GeV 加速成功時の記念写真（中央制御室）

よる実験も開始された。

を行ったことである。KEK と神岡（岐阜県）を結
ぶ K2K ニュートリノ実験である。12GeV-PS とし

12GeV-PS の果たした役割をその内容から見てては多機能化からの軌道修正を余儀なくされ、速みると、約 10 年ごとの 3 期に分けられる。日本

い取り出しによる K2K 実験と遅いビーム取り出しに初めて完成した陽子シンクロトロンであり、小の両立により素粒子・原子核実験がタイムシェア型で加速エネルギーでは世界に遅れをとっているで行われた。PS には東カウンターホールと泡箱とはいえ、様々な素粒子・原子核実験が開始され、実験が終了した後に北カウンターホールが建設さかつ実験の要求を満たすために加速器の性能を常れ、実験室が２つあった。その北カウンターホーに向上させるべく、加速器研究者・技術者の努力

ルを突き抜けてニュートリノ実験のビームライン

が献身的に行われて、若手研究者・技術者を養成が建設され、約 90 度曲げられたビームラインでしていった。そこで育ったほとんどが、12GeV-PS

ミュー中間子ビームの間に方向や広がりを制御さの性能向上、続いて KEK に建設されていく放射光れ崩壊して出てきたニュートリノが神岡に向かっ

加速器、トリスタン（1986 年に当時の世界最高て飛んでいき（写真 6）、スーパーカミオカンデの衝突エネルギーを達成）、KEK B へと人材を輩出

測定器にてニュートリノ反応を計測する。

していった。
続く 10 年では K 中間子崩壊実験など測定器は大型になり、より困難で、緻密で複雑な実験が可能になってきて、いわゆる中高エネルギー実験を世界に認知させていくことになった。中高エネル
ギーの研究者からは PS の多機能化ということが要請課題に上り、遅い取り出しをさらに長くするためのフラットトップ延長の改造（主に主リング
電磁石電源と取出機器（写真 4）や偏極陽子ビー
ムの加速、重陽子やヘリウム原子核の軽イオン加速などを成功させ、それらのビームを用いた原子
核実験も行われた。
続く最後の 10 年は、世界に先駆けて人工ニュー写真 6 K2K 実験施設の航空写真。中央左側の北カウンターホール（矢印）を突き抜けたビーム
ラインが 90 度西へ曲げられ、ミューオン崩壊によって発生したニュートリノが 250km 先の神岡に向かって飛んでいく

速い取り出し・遅い取り出し
加速されたビームをリング１周中に全部取り出すことを「速い」という。一瞬に起きた事
象を観測する泡箱実験や K2K が該当する。できるだけ時間をかけビームが何周も周回しながら徐々に取り出す場合は「遅い」という。時間分解能に制限のあるカウンター実験の時がそうである。
CROSS T&T No.63

31

図1

12GeV-PS 複合施設

500MeV ビームを利用した、中性子、中間子実験施設、筑波大学病院による粒子線ガン治療施設、12GeV ビー
ムを利用した東カウンターホール、北カウンターホール、およびニュートリノビームラインが示される。
現在、東カウンターホールでは次世代の放射光源 ERL（Energy Recovery Linac ／エネルギー回収型ライナック）の開発研究が行われている

以上は主リングから得られるビームに関する話であるが、ブースターからの 500MeV のビーム応

まとめ用についても述べなければならない。主リングは日本で最初に建設され、成功裏に稼働した本格

2 秒〜 4 秒の周期でブースターからのビーム入射、的な高エネルギー陽子加速器 12GeV-PS は原子核・加速、取り出しを繰り返す。9 回のブースタービー

素粒子物理学の実験装置として進化し、また複合

ムを主リングに入射する以外の 500MeV のビーム加速器の利点を生かして中間子や中性子物理なを使って中性子、中間子などを使った原子核実験

ど、様々な物性物理への応用、粒子線ガン治療へや物性物理実験、筑波大学病院による陽子を使っの応用実験の実証も行われた。

た粒子線治療装置など医学利用も含めた幅広い学

そして、日本の加速器科学および加速器技術を際的な研究の推進力となった。図 1 に 12GeV 陽子

世界の最先端に導いた研究の拠点として複雑で巨シンクロトロンの施設概念図を示す。

大で、かつ緻密で高精度な装置の建設を遂行する

大雑把にまとめると、加速器の調整、性能向上と若手研究者・技術者の育成、他分野への技術的波及効果として、最先端技術の創設・応用が推進された。

波及効果等々に大きな貢献をしたと言える。例えかくして日本の高エネルギー物理学実験を推進

ば、無同調高周波空洞の開発、RFQ の開発、高真する拠点となり、加速器科学および高エネルギー

空の開発などが関連メーカーとの協力関係のもと

実験の分野の多くの人材を育て、放射光加速器、営々と行われた。電磁石や電源についても同様でトリスタン、KEK-B、粒子線治療装置、J-PARC へあり、特にシンクロトロン電磁石電源の高精度制と繋がり、また次世代の加速器技術として期待さ御を実現した「繰り返し制御」は CD などの高速れる「陽子線 FFAG」や「誘導加速シンクロトロン」

回転機の制御への応用に貢献した。

開発の母体となった。
12GeV-PS は「ニュートリノに質量がある」こ32

CROSS T&T No.63

とを確認した 長基線ニュートリノ実験（K2K）をの実証に使われた 500MeV Booster（デジタル加

世界で初めて実現した加速器としてその使命を終速器）は世界唯一の速い繰り返し誘導加速シンク

え、J-PARC へと引き継がれた。加速器トンネル

ロトロンとして稼働中であり、次世代ハドロンセについては放射化した機器、構造物全体を処置しラピー（ESCORT）実現に向けた要素技術の開発に更地にするよりは、放射化物の残留放射線レベル利用されることになっている。

が一般廃棄物として処理できるようになるまで現

最後に主なシンクロトロン施設を表 1 に示す。

状のまま 60 年間放置して置く方がコスト的に有デジタル加速器では、KEK 発の誘導加速技術が使利とされている。地上部の建屋等は順次解体してわれるなど、今後が注目される展開になっていいく。

る。さらに物質の根源を探求しようというニーズ

複合加速器のうち、コッククロフト・ウォルト

から、より高エネルギーを実現する加速器へと進ンは見学用に、中性子生成標的開発や荷電変換用化している。しかし、紙幅が尽きた。その未来形

電子剥離膜開発の基礎実験に少なくとも 1 台は今については稿を改めることにする。

しばらくは稼働する予定である。デジタル加速器
表1

主なシンクロトロン関係施設（放射光加速器と粒子線治療装置は多くの施設が稼働しており、年代記述は省略した）［佐藤皓（さとう・ひかる）］

1946 年名古屋生まれ。1970 年京都大学大学院理学研究科原子核物理学専攻。1974 年9 月に高エネルギー物理学研究所（当時）加速器研究系助手に採用。当時建設中の12GeV 陽子シンクロトロンの主リング電源グループに所属。12GeV-PS からの遅いビー
ム取り出し、偏極陽子加速プロジェクト、12GeV-PS 主リングのフラットトップ延長の課題、K2K 実験に適した機器配置の変更改造プロジェクト等々に取り組む。2008 年に KEK を辞して筑波技術大学に移籍、2011 年に退職。その後 KEK 非常勤研究員として
J-PARC 計画の 50GeV シンクロトロンの主リング電磁石電源、遅いビーム取り出しの開発研究を行う。現在、高エネルギー加速器研究機構名誉教授、ダイヤモンドフェロー。最近は、加速器電源へのエネルギー貯蔵装置の応用に関する研究、省エネルギー・環境負荷軽減のための電源技術に関わっている。
2002 年フライホイール導入の研究に関して IEEE のパワーエレクトロニクス部門の論文賞を受賞。

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33

Tokaiサイエンス

中性子で材料内部の残留応力を観る

日本原子力研究開発機構
1．はじめに物質科学研究センター

鈴木 裕士

な非破壊計測法があるが、上述した残留応力測定
ニーズを満足するのは、後者の X 線や中性子回折

残留応力とは、読んで字のごとく、外力を除去法の他にはない。特に、中性子線は電荷を持たなしても物体内部に存在し続ける応力（単位面積あいため、電子との相互作用により散乱する X 線にたりの力）のことをいう。この残留応力は、工業比べると、材料への侵入深さはけた違いに大きく、製品の製造工程における、機械加工、塑性加工、

例えば、鉄鋼材料などの金属材料に対し、材料表

溶接、組み立てなどに起因して発生し、機械部品

面から数十 mm 深さの領域の残留応力を非破壊での寸法精度や、その疲労強度などに影響すること

測定することができる。

が知られている。時に、疲労破壊を原因とした事

現在、日本国内で中性子回折法による残留応故が報道されることがあるが、こういった疲労破力測定が可能な施設は、国立研究開発法人日本

壊の多くは、その破壊起点周辺における引張の残原子力研究開発機構の研究用原子炉 JRR-3 にあ留応力が原因になり得る。

る中性子応力測定装置 RESA-1 と、大強度陽子加このように、人命をも脅かす大事故にも繋がり

速器施設 J-PARC の物質・生命科学実験施設 MLF

かねない残留応力は、「ものづくり」の分野におにある工学材料回折装置 TAKUMI の 2 台である。

いて重要な力学パラメータの一つであり、残留応これらの装置を利用した残留応力測定を通して、力を知ること、そしてそれをコントロールするこ

高性能、高信頼性、長寿命化を目指した製品開とは、信頼性の高い製品開発に重要である。しか発や構造設計に大きく貢献するなど、本測定技

し、残留応力は直接目に見ることはできないため術に対する産業界からの期待も大きい。本稿でに、どこにどれだけの大きさの残留応力が発生しは、中性子回折法による残留応力測定技術につているかを把握することは難しい。そのため、何いて簡単に解説するとともに、これまでの応用

らかの方法により、その残留応力を定量化し可視例について紹介する。

化することが必要になる。
残留応力測定に対するニーズには、ものを壊す

2．中性子回折法によるひずみ測定

ことなく非破壊で測定できること、実機そのもの、金属材料の多くは、多数の結晶粒の集合体でああるいは実機にできるだけ近い状態で測定できる

り、さらに、その結晶粒内では、多くの原子が規こと、数 mm 以下の高い空間分解能で応力分布の則正しく整列している。図 1 に示すように、波の測定ができること、深さ方向に残留応力分布が測性質を持つ中性子線は、個々の原子核に当たると定できること、実機の使用環境を模した様々な環

あらゆる方向に散乱されるが、中性子線の波長の境で測定できることなどが挙げられる。残留応力位相が揃う条件を満足したとき、相互に干渉して測定技術には、ひずみゲージなどを利用した穴あ

回折線を生じる。この現象はいわゆる光の干渉とけ法やそり変形法といった破壊的計測法の他に、同じ原理であり、この回折条件は次の「ブラッグ

X 線や中性子線などの回折現象を利用した物理的の回折条件式」で表される。

34

CROSS T&T No.63

出し、測定試料より回折される中性子の個数と角（１）度を検出器によって観測する装置である。JRR-3

ここで、d は原子間の距離、λは入射中性子線

ビームホールに設置された中性子応力測定装置の波長（エネルギー）、θは回折線の方向を示す

RESA-1 は、これを測定原理とした回折装置であ角度を意味する。

る。

この回折線を測定する方法には、角度分散法

一方、エネルギー分散法は、図 2(b) に示すよとエネルギー分散法がある。角度分散法は、図うに、ブラッグの回折条件により決まる回折線の2(a) に示すように、ブラッグの回折条件により波長（エネルギー）を測定するための装置である。

決まる回折線の角度を測定するための装置であ

すなわち、核破砕中性子源においてパルス状に発る。すなわち、研究用原子炉の炉心における核分

生した中性子線を試料に照射し、中性子線のエネ

裂連鎖反応により発生する熱中性子から、モノク

ルギー毎に、中性子線の発生から試料での回折おロメータ結晶を介して単色の中性子線のみを取り

よび計測までの時間を測定する飛行時間法を測定原理としている。J-PARC MLF に設置された工学材料回折装置 TAKUMI は、これを測定原理とした回折装置である。
中性子回折法では、回折線の角度やエネルギーの変化を測定することで、金属材料に力が加わった際の結晶格子の伸び縮みを定量的に評価することができる。そして、この結晶格子の伸び縮みから、材料に発生する「ひずみ」を求めることができる。図 1 は角度分散法によるひずみ測定の例を示すが、回折線の角度の変化を測定することで、原子間距離の変化を求めることができる。一方、

図1

中性子線の回折と角度分散法によるひずみ測定原理

エネルギー分散法では、回折線の波長（エネルギー）の変化から原子間距離の変化を求めることができる。このようにして求めた原子間距離の変化からひずみを求め、さらにフックの法則を介することで、「応力」を求めることができる。

3．残留応力測定の応用例
中性子回折法による残留応力測定技術は、中性
子産業利用推進に貢献する中心的な測定技術のひとつであり、自動車エンジンやロケットエンジン
といった輸送機械部品、インフラ構造物や発電プ
ラントを模擬した溶接構造物など、様々な機械・構造物の信頼性・健全性の確保や安全設計を目的とした残留応力評価に広く用いられている。本章
では、日本国内で実施されている測定例を中心に簡単に紹介する。
はじめに、RESA-1 で実施した直径約 500mm、長さ約 760mm、肉厚約 28mm の大口径配管溶接部の
図2

回折線の測定方法の概略図

CROSS T&T No.63

残留応力分布測定の結果を紹介する。この実験は、35

をも測定することができる。最近では、オーストラリア原子核科学技術機構 (ANSTO) の研究炉 OPAL にある
工学回折装置 KOWARI において、直径 1m 以上と思われる大口径溶接配管の残留応力測定に成功しており、さらに、韓国原子力研究所 KAERI の
Woo 博士らのグループからは、板厚80mm の溶接構造物の残留応力測定に成功した成果が報告されている。
次に、中性子回折法による応力測定技術をコンクリート構造物における鉄筋の付着力の評価に応用した成果を紹介する。鉄筋コンクリート
は、圧縮に強いコンクリートと引張に強い鉄筋を相補的に組み合わせた複合材料であり、鉄筋とコンクリー
ト間の付着力が、コンクリート構造
図3

中性子回折法により測定した大口径配管溶接部の残留応力分布

物の性能発揮に重要なパラメータと中性子回折法を用いた原子炉大型構造物の残留応なる。この付着を一旦失えば、人命はもとより経力測定の可能性を検討する目的で実施されたもの

済的な損失をも被る甚大な被害を招く可能性があであり、溶接部の残留応力分布測定のほか、模擬る。それゆえに、この付着力を正確に評価しておき裂導入や模擬補修溶接による残留応力の変化をくことは重要である。付着力は、コンクリートに実測した。図 3(a) は、溶接したままの状態にお埋設された鉄筋の応力分布を測定することによりける残留応力分布を示している。配管軸方向には、評価することができる。これまでは、鉄筋に貼付

外表面側に強い引張残留応力、板厚内部に圧縮残したひずみゲージを用いて測定されてきたが、ひ留応力、内表面側に弱い引張残留応力を示すなど、

ずみゲージ周りの付着劣化によって、正確な付着

これまでに計算機シミュレーションなどにより求特性を評価することが困難とされてきた。

められてきた典型的な残留応力分布傾向に一致した。

この問題を解決するため、私たちは、鉄筋コン
クリートの付着力評価に中性子回折法による非一方、配管溶接部近傍の内表面側に長さ 30mm、破壊応力測定技術を初めて応用した。RESA-1 や

深さ 10mm、幅 0.5mm の模擬き裂を導入すると、TAKUMI を利用した中性子回折法により、コンク

図 3(b) に示すように、模擬き裂導入による軸方リートに埋設された鉄筋の応力・ひずみ分布測定

向応力の緩和が測定された。また、原子炉配管のを行い、図 4 に示すように、鉄筋の三次元変形挙補修溶接を模擬するため、外表面溶接部の一部を動の評価が可能であることを実証するとともに、削り取り、そこに肉盛溶接したあとに発生する残コンクリートのひび割れや鉄筋腐食に伴う付着劣留応力分布を測定した結果、軸方向残留応力分布化の評価を可能にした。最近では、鉄筋コンクリー

が全体的に引張方向にシフトする様子が観察されト建造物の長期利活用に向けた改修技術の開発にた。このように、中性子回折法を用いれば、大型

中性子回折法を応用している。例えば、あと施工

構造物の残留応力測定が可能であるだけでなく、アンカーやメッキ鉄筋などについて、長期利用を

非破壊測定技術であるゆえに、き裂導入や補修溶想定したクリープ環境や腐食環境といった模擬環

接など、様々な事象や処理に伴う残留応力の変化境において、中性子回折法を用いた付着力の評価

36

CROSS T&T No.63

の 世 界 に お い て は、 安
全・安心かつ持続可能な社会の実現に関わる重要な力学パラメータの一つである。本稿では、その残留応力を測定する技術として「中性子回折法による残留応力測定技術」を紹介した。中性子線と聞くと、危険なイメージを持たれる方も多いと思うが、その使い方を工夫すれば、オンリーワンの
力学データを提供できる唯一の材料分析技術として、非常に有効な測定プ
ローブになることがお分かり頂けたと思う。今後
図4

コンクリートに埋設された鉄筋のひずみ測定の結果も、学術利用だけでなく、産業利用の多くのユーを行っており、将来の基準整備や施工指針の改定

ザーに本測定技術を利用していただき、安全・安などへの貢献を目指している。

心かつ、持続可能な社会の実現に向けた「ものづくり」に役立てて頂きたい。

４．おわりに

本稿を読まれて中性子回折法による残留応力測定

残留応力と聞いて、なじみのない方のほうが多い

技術に興味を持たれた方におかれましては、著者と思うが、実は社会生活を支える「ものづくり」

宛にご連絡頂けると幸いである。

［鈴木 裕士（すずき ひろし）］
2003 年に東京都立大学大学院工学研究科博士課程を修了。博士（工学）。2003 年に日本原
子力研究所に入所以来、これまで中性子回折法による応力測定技術開発と応用研究に従事。
特に RESA-1 の高度化と産業利用拡大に貢献するとともに、2007 年頃からは建築工学分野との異分野融合研究を開始し、中性子回折法を応用した鉄筋コンクリートの付着応力度測定技術の開発に従事。現在は日本原子力研究開発機構の物質科学研究センターの応力・イメージング研究グループのリーダーとしてグループを統括するとともに、中性子回折法だ
けでなく、中性子イメージング技術にも注目し、応力解析とイメージングを組み合わせた
非破壊評価技術の開発とその実用化を目指した研究開発を進めている。

CROSS T&T No.63

37

Tokai

サイエンス

世のため人のためのミュオン素粒子総合科学研究機構 中性子科学センター

杉山純バー）、スイス PSI（ビリゲン）、英国 ISIS（デディI. はじめにコット）の 3 カ所でも同様にミュオン素粒子が人

東海村の J-PARC では大量のミュオン素粒子が工的に作られている（図 1）。しかし、何のため人工的に作られている。余り聞き慣れないので、に日本を含めた各国は、膨大な研究費を投じて、「ミュオンは危険？」と思われるかもしれない。

ミュオン素粒子を作っているのだろうか？宇宙線

意識することはないが、私たちは宇宙線起源の起源のミュオンでは何が不充分なのだろうか？こミュオン素粒子を太古の昔から浴び続けている。

れに答えるべく、ここでは人工的に作ったミュオ

掌を太陽にかざしてみると、血潮も見えるが、1ンが、材料解析を通して、私たちの将来のより良秒に 1 個くらい宇宙線起源のミュオン素粒子も透い生活、今風の言葉で言うと「持続可能社会」の過する。宇宙線起源のミュオンは透過能が高いの実現に貢献していることを説明したい。

で、例え屋内でも、一晩寝ると約百万個のミュオンが体を貫く。しかし、ミュオンは物質と反応しⅡ . ミュオンとはないので、ミュオン透過に伴う頭痛や腹痛を感じ

ミュオン素粒子（μ）には、正の素電荷を有す

ることはない（アルコール摂取は確実に頭痛や腹るμ+ と、負の素電荷を有するμ - がある。さら痛を誘発する）。実際、生命全体では数億年規模に最小の磁石としての性質を持つ。μの質量は陽の壮大な安全耐久試験の結果、「ミュオンは無害」

子の約 1/9、電子の約 200 倍なのでμ + は軽い陽と証明されている。

子、μ - は重い電子と見做せる。μの大きさを計

世界に目を向けると、カナダ TRIUMF（バンクーみな

ろうとする試みは全て失敗に終わったので、今ではμは大きさの無い粒子、つまり点電荷と考えられている。ミュオンの作り方については、本誌の 2019 年
6 月号の「ミュオン科学超入門」に記載されているので、大型の陽子加速器（サイクロトロンあるいはシンクロトロンと呼ばれる）が必要なこと以外は省略する。
宇宙線起源のミュオンは極めて大きな運動エネルギーを有するので（1 GeV か ら 1 TeV 程 度 ）、 こ れ を 物
質中に止めるためには、かなりの厚FIG.1: 世界 4 カ国にあるミュオン施設

さが必要である。例えば、鉄だと 1―300 ｍの厚さになる。逆に、この

38

CROSS T&T No.63

ような高い透過能を利用して、活火山の火口内のれらすべての電池の内部では、各種イオンが電荷マグマ量、溶鉱炉内の耐火煉瓦厚さ、ピラミッドを運んでいる。イオンが電池内（つまり正極・負内の玄室の有無、原子炉容器内の核燃料位置等が極・電解質材料中）でどの程度の速さで動けるか調べられている。

は、電池の性能を決める重要な材料性能の一つでしかし、宇宙線ミュオンを私たちの将来を支えある。しかし、特に正極材料中ではイオンの動き

る材料の解析に使うためには、以下の 3 つの問題

やすさの指標である「拡散係数」を評価するのががある；

困難だった。

1）1 ｍ以上の厚さの測定試料を準備するのは大変。

ここで各電池に重要なイオンは、水素・リチウ
ム・ナトリウムである。幸いなことに、これらの2）単位時間・単位面積当たりのミュオン数が少

原子核は小さな磁石の性質を有する。したがって、なすぎて、測定時間が許容範囲を超えて長く

これらを含む電池材料内では、各原子核の磁石がなる。

総計として核磁場と呼ばれる内部磁場を形成して3）磁石の向きが揃っていないので、透過法以外の測定に使いにくい。

いる。各磁石の向きは熱揺らぎによりランダム分
布しているので、核磁場の平均値は 0 だが、分布幅が 0 でない値（正規分布の場合はその半値全幅
デルタ

一方、人工的に作るミュオンの中でも最もポに相当する核磁場分布幅Δ）を示す。Δは通常のピュラーな表面正ミュオンは、運動エネルギーが物質で数 Oe 程度で、地磁気の数倍から 10 倍程

4.1 MeV で、以下の特徴を有する；

度の大きさである。

エルステッド1）密度 1 の試料であれば、1 ―2 mm 厚で止まる。

水素・リチウム・ナトリウム等のイオンが拡散

2） 強 度 は、 宇 宙 線 ミ ュ オ ン [ 約 0.1 個 /(cm2すると、内部磁場が揺らぎ始める。つまり、平均sec)] の数万倍。

値は 0 で分布幅も変わらないが、各磁石の分布と

3）正ミュオンの磁石の向きは、生まれながらに向きがランダムに再分布する。再分布に要する時

進行方向と反平行に揃っている（これを 100%間を核磁場揺動速度と呼ぶ。これを測定すれば、スピン偏極と称する）。

イオンのジャンプ速度（ホッピング速度）が分かという特徴を有し、各種材料内の核磁場から電り、結晶構造から求まるジャンプ距離とジャンプ

子磁場の大きさや時間変化（ダイナミクス）を調べるのに最適である。核磁場と電子磁場について
は、後から説明する。

Ⅲ . 正ミュオンによる材料解析

先の空き状態を使って、拡散係数が求まる。
これがμ + を用いた正ミュオンスピン回転緩和
共鳴（μ + SR）法による、拡散測定の原理である。
実は、核磁気共鳴（NMR）も同じ原理でイオンの拡散係数を測定する。しかし、NMR 信号は磁性

現在の科学技術文明が電気に支えられているこ

元素の影響を大きく受けるので、マンガン・鉄・とに異論はないと思う。9 月の台風で被災し千葉

コバルト・ニッケル等を含む正極材料中のイオンで長期化した停電は、電気がいかに私たちの暮ら

拡散を正確に見積もれない。一方、μ+ SR では、μ+しに重要かを思い出させてくれる。実は私たちは、の磁石の向きが揃っていることを利用して、核磁送電線で送られてきた電気と、電池に蓄えられた場と磁性元素の影響を分離することができる。こ

電気を、用途に応じて使い分けている。ここではのため、磁性元素を含む材料中の核磁場揺動速度

電池について話を進めよう。

も正確に捉えられる。なお、磁性元素の磁性を担

電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換

うのは d 軌道や f 軌道を占有する電子で、その磁する（あるいはその逆変換をする）装置である。

場（つまり電子磁場）は核磁場に比べると 100 倍電池の種類には、古くからある鉛蓄電池、ニッケ

以上大きい。

ル水素電池、リチウムイオン電池、燃料電池、あ図 2 にリチウムイオン電池の正極材料としてよ

るいは将来のナトリウムイオン電池等がある。こく使われる LiXCoO 2 の Li の拡散係数の測定結果

CROSS T&T No.63

39

を含む電極で電池を組み、電池の電流や電圧の時間変化から見積もられてきた。しかし、電池に組んだ際の条件により見積もり値が変わるので、異種材料の拡散係数の横並び評価は不可能に近かった。μ + SR は初めてこれを可能にしたのである。
多くの材料の測定から決めた、μ + SR が得意とす
る拡散係数の測定範囲を図 3 に示す。ここで、電池材料内の拡散係数は 10-11cm2/s 以上であることが望ましい。μ + SR はこの値周辺をカバーしているので、より良い電池材料の探索に重要な道具となる。
燃料電池用の水素貯蔵材料についても、材料内
FIG.2: LiXCoO2 と NaXCoO2 の μ + SR で 求 め た
300K（=27℃）の拡散係数（D）と Li 量あるいは Na 量（x）との関係。実線は LiXCoO2 に対する第 1 原理計算よる予測値。x = 1 /2 と 1/3 での局所的な減少は、Li+ イオンの規則配列を仮定して、Li+ が動きにくくなることに起因する。
x = 1 は初期放電状態に、x = 0 . 5 付近が安全性も考慮して決める充電状態に対応する。

の水素拡散が貯蔵性能の重要な指標である「水素吸蔵脱離温度」を決める要因であることが、
μ + SR 実験により明らかにされた。

Ⅳ . 負ミュオンによる材料解析負ミュオンは物質中では「200 倍重い電子」として振る舞う。つまり、各種材料に打ち込まれたμを示す。μ+SR は計算予測にかなり近い値を導く

は原子核に捕獲される。この際に、原子核の種ことが分かる。同様の結晶構造を有する NaXCoO2

類によって異なる波長の X 線を放出する。この X

中の Na の拡散係数の結果も表示することにより、線の波長と強度を調べることにより、Li のよう材料固有の拡散係数を横並びで比較できることもな軽元素まで定量分析が可能となる。ここで、負わかる。従来、正極材料の拡散係数は、正極材料

ミュオンの運動エネルギーを調整できるので、打FIG.3: 時間窓から考えた、拡散係数を測定する各種法の適用範囲。上横軸は拡散係数、下横軸は相関時間を示す。μ + SR は実用的な電池材料の固体内イオン拡散の下限、10-11cm2/s 付
近をカバーしている。なお、後ほど説明するμ -SR の適用範囲も同じである。

40

CROSS T&T No.63

ち込み深さを変えた元素分析、つまり各種元素の深さを変えることができる。状況によっては、数深さ方向分布を調べることができる。この特徴を、

nm 程度の深さ方向分解能も実現できる。これにリチウムイオン電池内のリチウム分布の測定に使より、表面や隠れた界面の研究も進んでいる。特うという試みもある。

に表面反応が重要な「触媒」への展開は、より安価で安定なエネルギー創生の実現へもつながると本題と外れるが、負ミュオン X 線組成分析に期待している。もちろんミュオンは万能ではない

よる考古学的研究も最近活況を呈している。例えが、各種材料内の内部磁場測定を通して、材料のば、江戸時代の大判小判は、表面のみ金の含有量

本質を捉える。得られた情報をうまく使うことにを増やして、一見全体が金であるように見せる工より、私たちの将来をより安全・快適にしてくれ

夫が成されている。欧州の古代の銀貨にも同様なる材料の開発が推進される。多くの若手がこの分処理が施されている。非破壊でかつ深さ方向分析

野に進むことを願って止まない。

が可能な負ミュオン X 線組成分析は、このような「匠の技による」元素分布を明瞭にした。さらに、思いも寄らない領域に測定対象が広がっていくかもしれない。

Ⅵ . 謝辞ここで紹介した研究内容の一部は、日本学術振興会

一方、負ミュオンの磁石としての性質はどのようになるのだろうか？原子核に捕獲される前は、負ミュオンの磁石の向きは運動量と平行に揃っている。捕獲過程で、各磁石の向きはどんどんバラ
バラになり、最終的には揃った部分が 1/6 まで減少する。つまり磁石としては弱くなるが、正ミュオンの場合と同様に、負ミュオンスピン回転緩和-（μ SR）法で各種材料内の内部磁場を検出可能である。同じ物質中でも正ミュオンと負ミュオンの止まる位置は異なるので、両者の併用により複数の視点から内部磁場を調べることができる。実際に、水素貯蔵材料 MgH2 について、そのような取り組みが始まりつつある（図 4 ＝カラー図版のため裏表紙に掲載しています）。

Ⅴ . 結論正ミュオンも負ミュオンも、その運動エネル
ギーを調整することにより、試料中への打ち込み［杉山純（すぎやま科研費 JP26286084,JP18H01863 の助成を受けたものです。

Ⅶ . さらに勉強したい方へ
1. 永嶺謙忠 ,“ミュオンの科学―21 世紀をになう粒子 ( フロンティア・サイエンス・シリーズ )”（丸善 1988）
2. 西 田 信 彦 ,“ 物 性 測 定 の 進 歩 I-NMR, μ SR,
STM”（丸善 1997、小林俊一編 )3. 門野良典 ,“ミュオンスピン回転法―謎の粒子ミュオンが拓く物質科学―( 基本法則から読み解く物理学最前線第 10 巻 )”（共立出版2016）
4. 久保謙哉 ,“物体内部の元素組成を非接触に測る”, 化学と教育 62(12),590 (2014).
5. 二宮和彦 ,“素粒子ミュオンを使った新しい
元素分析法 - 非破壊で三次元的に元素分布を測定する”, 化学 70(10),49 (2015).
6.https://www2.kek.jp/kids/class/earth/class08-01.html
7.https://www2.kek.jp/ja/newskek/2009/
janfeb/J-PARCmuon2.html

じゅん）］

1979 年 名古屋大学理学部化学科卒、1981 年 名古屋大学工修士修了、1992 年 工学博士（名古屋大学）
1981-2019 年（株）豊田中央研究所 技師補→主監
1989-1993 年（財）超電導工学研究所 主任研究員
2016-2019 年（独）日本学術振興会 学術システム研究センター 専門研究員
2019 年 -（一財）総合科学研究機構 中性子科学センター サイエンス・コーディ

ネーター
専門：ミュオン固体物性・粒子線利用解析

CROSS T&T No.6341火縄銃や日本刀

鉄鋼文化財を覗く非破壊技術

文理融合シンポジウムを聴きにいく

シンポジウムの世話人代表

三宅康博教授の配列などを知る必要があります」と、昭和女子大学講師の田中眞奈子氏。田中氏は X 線や中性子で火縄銃や日本刀などを非破壊的に解析している。標準試料や破壊分析のための断面試料の分析も行うことで、文化財の非破壊分析方法を確立し、鉄鋼文化財の保存、伝承につなげる。
中性子は X 線よりもはるかに低いエネルギーでも物質を透過する。そのため、試料内部の結晶構造をより詳しく調べることができる。白色中性子
を金属試料に照射し、透過してきた中性子のスペ

7 月最後の週末、上野科学博物館講堂に X 線、クトルを調べると、強度がギザギザの形に落ちこ

中性子、ミュオンの各プローブの量子ビームの専

んでいる部分が観察される。これがブラッグエッ

門家と、史学など文化財の専門家が集まった。こジで、試料の結晶構造に対応している。試料を透の異色の会合は、高エネルギー加速器研究機構

過した中性子をすべて使って画像化すれば試料内（KEK）物質構造科学研究所の主催、人間文化研究部の透視画像になるが、ブラッグエッジの部分だ

機構、国立歴史民俗博物館、国立科学博物館など

けを画像化すれば、結晶構造の分布を示す画像にが共催して、量子ビームによる文化財の分析の発なる。

展を目指して開催された。

田中氏は中性子のブラッグエッジイメージング

史学や考古学では資料の分析は非破壊が原則でを使って火縄銃の断面試料を観察し、銃口に近いある。多くの資料は錆や保護層に覆われているた部分には粗大粒が多く、銃尾では結晶粒が少ない

め、透過能が高く大気中で成分分析や結晶構造解ことを示した。また、歪みのマッピングから銃身析などを非破壊で行える量子ビームは資料内部をの加工歪みの位置の解析も行っている。

調べる重要なプローブである。本シンポジウムで非金属介在物は数～数 100 μ m 程度で、ケイ素、

は、“究極の考古学試料”はやぶさの試料を含む

アルミニウム、カルシウム等から成り、原料の砂様々な文化財分析について講演があったが、本稿

鉄などに由来する。田中氏は SPring-8 の高エネ

では、鉄鋼分析を中心に報告する。
（水澤多鶴子

ルギー X 線 CT により、日本刀の玉鋼の中の微細／ CROSS 編集委員）

な介在物粒子の配列を調べている。このような X

X 線と中性子を使って「鉄鋼文化財の材料や製法を知るためには、炭素量、結晶粒径、歪み、結晶方位、非金属介在物

42

たまはがね

線・中性子を使った分析により、口伝のみで記録が残っていない鉄鋼文化財の製法を解明につなげる。
名古屋大学の鬼柳善明教授のグループは、製作

CROSS T&T No.63

分析、軽元素 ( 炭素、窒素、水素等 ) の分析が可能である。また、ミュオンの軌道は原子核の近くに存在するため、原子核の影響を受けやすい。その性質を利用して同位体分析や化学状態分析も可能である。大阪大学の二宮和彦助教のグループは、
砂鉄中の二価鉄（Fe3+ と Fe2+）の存在比を分析し、Fe2O（マグネタイト）とγ-Fe2O（マグヘアタイト）
43の含有比を求めることで砂鉄の産地を調べられることを示した。
講演する鬼柳善明教授

さらに高度な方法も研究されている。国際基督教大学の久保謙哉教授はミュオンの寿命を測るこ

地や製作時期の異なる 4 振りの日本刀（盛景、則とで元素分布を解析する方法を開発している。原綱、資正、正光）を J-PARC MLF に持ち込み、中子に取り込まれた負ミュオンは、原子核に捕獲さ性子イメージングにより解析を行った。ブラッグれる。原子核が大きくなるほどミュオンは「捕獲エッジイメージングによる結晶構造の画像から刀されやすいため、寿命がより短くなる。従ってミュ剣について様々なことがわかる。

オンの寿命を測ればどんな原子が存在しているか

結晶子の大きさは材質や作り方、配向 ( 集合組がわかる。特性 X 線測定で必要な自己吸収効果等織 ) は鋼の鍛え方に関連する。アルファ線を使っの補正を考慮しなくてもよいので、この寿命測定

たα -Fe(110) の中性子イメージングによって、法は資料内部の軽元素を正確に測定するのに適し結晶の格子歪み分布や空隙の大きさがわかる、粗ている。応用分野の 1 つとして注目されるのが鉄

大粒や空隙の分布は刃紋などの模様を反映してい鋼材料である。鉄中に溶け込んだ炭素濃度は鋼材

るという。
［※筆者注

アルファ鉄の (110) 面のの特性を知る重要な情報である。久保教授はミュ

結晶格子面間隔が X 線や中性子で最も測定しやす

オン寿命測定により刀剣に使われている鉄中の炭く、焼き入れの影響が現れやすい］素濃度を 1% 以下まで測定可能であることを実証

中性子で観察した結果、盛景、則綱（備前、室した。

町時代）は集合組織が微細、資正（泉州、室町時代）

J-PARC MLF のミュオン装置では、ビーム径やは結晶子サイズが均一で欠陥が少ない、正光（現エネルギー分解能等の特性が向上しており、さら代刀）は焼き入れが強い、といった特徴があるこに精度の高い分析が可能になる見込みだ。

とがわかった。今後は多くの日本刀について系統

シンポジウムの最後の総合討論で、三宅康博教的な検討を行い、破壊検査との比較検討なども行授（KEK）は「文理の垣根を乗り越え新しい研究

うことにより、時代、地域による金属工学的な違を推進していきたい。また、放射光、中性子、ミュいを検証していく。

オンといった量子ビームもがこれまで横断的に使ミュオンの活躍
ミュオンビームは電子と同じ電荷をもち、質量は電子の 200 倍の「重い電子」である [1]。負ミュ
オンは、通常の電子よりも原子核に近い軌道を占めるので、負ミュオンを持ち込んだ時に発生する

われてきたとは必ずしもいえない。本シンポジウ
ムが、これらの 3 つの量子ビームの相補性を生かし、有機的な融合につながる一助となれば幸いである」と話した。
量子ビーム科学と史学・考古学とによる新しい学問分野が開かれると期待される。

ミュオン特性 X 線は同じ種類の原子核を持つ通常の原子から電子を打ち込んだ時に発生する特性 X[1] ミュオンの基礎については「CROSS T&T」本

線 ( 蛍光 X 線 ) の 200 倍のエネルギーを持ってい号及びバックナンバーを参照。杉山純 , 第 62 号 ,る。従って蛍光 X 線法では困難な資料内部の元素

P.38 (2019).：河村成肇 , 第 61 号 , P.35 (2019)．

CROSS T&T No.63

43

Tokai

サイエンス

CROSS ユーザー実験準備室で電気災害を防ぐ【続報】～電気保安のさらなるポイント～
平松英之、大内啓一、桐山幸治

総合科学研究機構 中性子科学センター

部への接触、心線の抜け等。

1．背景

対策例：適切な位置で圧着端子を取り付ける。絶

総合科学研究機構中性子科学センターでは、大強度陽子加速器施設（J-PARC）の物質・生命科学

縁被覆を噛まない。被覆を剥き過ぎない。素線切れに注意する（図 1c）。

実験施設（MLF）で中性子実験を行う利用者が予備実験や実験準備を行えるように、いばらき量子（a）

ビーム研究センター内にユーザー実験準備室（以下、実験室という）を設けている [1]。そして実験室では、設置される実験機器において不適切な使用による短絡・地絡・発熱・感電・電気火災等の重大災害が発生しないように、日頃の巡視点検(b)や利用安全に関する報告 [2] を行う等の安全管理活動を行っている。
前報では実験室で起こり易く電気保安上不適切
な 10 のポイントを示したが、それ以外にも不適(c)

切な事例は起こり得る。そこで、本報告では前報に引き続き、実験室における電気災害の防止と利用者の安全確保を目的として、電気保安上気を付図1

けるべきさらなるポイントを示す。

不適切な圧着端子の使用(a) 絶縁被覆を噛んだ状態で圧着、(b) 絶縁被覆の剥き過ぎ、(c) 適切例

2．気を付けるべきポイント
本節では電気保安上不適切な 10 のポイントを

2）圧着工具の選択ミス★★

示す。これらは感電や電気火災などの原因になり事例：端子の圧着作業に専用の圧着ペンチが使わ得るため、発見された場合には適切な対策を取る

れていない。これは刻印（リングスリーブ用：“大・ことが求められる。予想される発生頻度を報告者中・小”。裸圧着端子用：“2・5・8”等）で判断の視点から、★（少）～★★★（多）で示す。

できる（図 2a）。圧着箇所の位置の間違えによる

１）不適切な圧着端子の利用

刻印の位置ずれ（図 2b）。

★★★

か事例：絶縁被覆を噛んだ状態で圧着端子を取り付予測事象：圧着時の圧着不足による心線の抜け。

ける（図 1a）。絶縁被覆の剥き過ぎによる心線の対策例：心線の太さや本数、使用する圧着端子にダメージ。心線のサイズに合わない圧着端子の利応じて適した専用工具を用いる（表１）。刻印位用等（図 1b）。

置を確認する（図 2c）。

予測事象：接触面積の減少による発熱、心線露出

44

CROSS T&T No.63

(a)

(b)

ル引き出し口にケーブルを通している（図 4a）。

(c)

予測事象：ケーブル引き出し口の鋭部によるケーブル被覆の損傷。
対策例：ケーブル引き出し口にゴム製や樹脂製のブッシュ等を取り付ける（図 4b）。

図2

(a)

（b)

図4

金属製の機器筐体からのケーブルの引き間違った工具で圧着された端子(a) 端子に“大・中・小”が刻まれている、(b)
圧着箇所の間違えによる刻印の位置ずれ、(c)適切例（裸圧着端子は心線の太さにより適切な呼び番号を選ぶ）
出し（矢印部）
表1

電線とスリーブ及び刻印の組み合わせ(a) 金属鋭部（無養生）からのケーブルの引き

電線抱合容量（㎟） 端子・スリーブ呼び 刻印
0.2 ～ 0.5
0.5
00.25 ～ 1.65
1.25
11.04 ～ 2.63
22
2.63 ～ 6.63
3.5、5.55
6.64 ～ 10.52
885）コンセントプラグの不適切な取り付け

3）負荷がかかる状態でのケーブル類の使用の絶縁被覆が露出している（図 5a）。コンセント★★★

出し、(b) 適切例（樹脂製の自在ブッシュで養生）★★★
事例：ケーブル外被（シース）の剥き過ぎで、中プラグの端子ネジ部分から素線がはみ出ている

事例：電源盤内の端子台や実験機器に接続された（不十分なねじ止め）（図 5b）。

ケーブルが自重による垂れさがりや引っ張りによ

予測事象：絶縁被覆の損傷。ケーブルが引っ張らり、端子部分やケーブルの屈曲部分に負荷が掛かれた時に端子から心線が抜け短絡。端子ネジ接続る（図 3a）。

部分の接触不良による発熱。

予測事象：端子部分の心線切れ。ケーブル屈曲部

対策例：ケーブルクランプで外被を押さえること分の被覆の劣化。

で、内部の電線へ力がかからないようにするとと対策例：端子部分に負荷が掛からないようにケー

ともに、絶縁被覆の損傷を予防する（図 5c）。電ブ ル を ク ラ ン プ 等 で 固 定 し 負 荷 を 減 ら す（ 図
3b）
。

(a)
(a)
図3

(b)

(b)
負荷が掛かる状態でのケーブル類の使用(a) ケーブルが固定されずぶら下がっている状
態、(b) 適切例（シース部分をビニルバンドで(c)

固定し、電線にたわみを持たせている）(d)
図5

4）ケーブル引き出し口の金属鋭部でのケーブルの損傷★★

事例：金属製の機器筐体において無養生のケーブ

CROSS T&T No.63

ケーブルコネクタの不適切な取り付け(a) コンセントプラグから絶縁被覆が露出している、(b) 心線が端子ネジに適切に固定されてない、(c) 適切例（ケーブルクランプで外被（シース）を固定）、(d) 適切例（裸圧着端子の使用）

45

線の接続は、端子ネジに心線を直接巻き付けず、

予測事象：素線本数の減少による許容電流の低下。

圧着端子を使用してネジ止めする（図 5d）。

心線の露出部への接触。
対策例：ジャンパー線等を利用する ( 図 8b)。

6）水場付近のコンセントの使用

★★

(a)

(b)

事例：実験室の流し下付近にあるコンセントや電源タップに水等が掛かる。
予測事象：水等による短絡や漏電の発生。
対策例：防滴カバーがある屋外用コンセントを用いる（図 6）。水場付近に電源タップを設置しない。

図 8 一本のより線の分割使用(a) より線を割いて利用、(b) 適切例

9）接地されていない機器の使用★★

事例：金属製外箱を有する機械器具や二重絶縁構造になっていない電動工具等を適切に接地せずに使用する。機器に備えらえた接地線を接続しない(a)（図 9a）。

(b)

予測事象：漏電機器に触ることによる感電。
きようたい

対策例：機器の筐体が金属製である場合、接地さ
図 6 水場付近のコンセントの使用(a) 水場付近に取り付けるには不適切なコンセ
ント器具、(b) 適切例（接地極付接地端子付防れていることを確認する。機器に接地線が備えら

水型コンセント器具）(a)

れている場合、接地する（図 9b）。
(b)7）3P プラグの 2P コンセントへの不適切な接続★
事例：2P の電源タップに 3P の電源ケーブルコネ
クタを接地端子が出た状態で差し込む（図 7）。
予測事象：不適切な接地。漏電発生時に露出している接地端子から感電。
対策例：3P プラグは 3P コンセントに接続する。
接地ケーブル付き 2P 変換プラグを利用する。

図 9 接地されていない機器の使用(a) 接地線が取り付けられていない、(b) 適切例（機械器具の接地線をコンセントの接地端子に接続）10）機器の冷却ファン用通気口や内部の埃★★★
事例：床置きの冷却ファン付き機器の通気口付近
ほこりや内部に埃が溜まっている（図 10）。
図7

予測事象：排熱不良による機器の発熱。吸湿によ3P プラグの不適切な接続るトラッキングの発生。
8）一本のより線の不適切な分割使用★

対策例：定期的に清掃を行う。

事例：一本の心線（より線）を分けて 2 つの端子に接続する（図 8a）。

46

CROSS T&T No.63図 10

機器の冷却ファン用通気口の埃

故障につながるだけでなく、重大な問題や事故を引き起こす可能性があることを実験室の利用者によく理解してもらいたい。今後も中性子の実験利用を促進させるために電気保安担当者として実験
室の電気保安活動に取り組み、安全な実験環境の提供とその維持に努めたい。
【参考文献】[1] 坂口佳史ら、CROSS 東海ユーザー実験準備室

４．まとめの紹介、日本中性子科学会誌「波紋」(2014)Vol.24, No.1, pp.60-61.

本報告では前報に引き続き、実験室で起こり易く電気保安上気を付けるべきさらなる 10 のポイ[2] 平松英之ら、CROSS ユーザー実験準備室で電あわントを示した。これらは慌てて行う不注意な作業

気災害を防ぐ～電気保安のポイント～、CROSSや勘違いを含めた不十分な知識に基づいた作業でT&T（2019）No.61, pp.47-50.

起こり易い。本報告や前報で示したポイントはわずか 20 に過ぎない。この他にも機器の電源の不

謝辞

適切な管理
（例えば、半田こての電源切り忘れ等）、

総合科学研究機構中性子科学センター安全管理

ヒューズ等の安全装置の未使用機器、インター室長の山口恭弘博士及び他のユーザー実験準備室

ロック装置を停止させた不安全な状態での機器使運営会議メンバーには実験室の電気保安活動に多用等、多くの不適切なポイントが考えられる。

大なるご協力、貴重なご意見を頂いている。ここ

電気保安上不適切な機器の使用は機器の異常やに記して謝意を示す。

［平松 英之（ひらまつ ひでゆき）］
2014 年一般財団法人総合科学研究機構（CROSS）に入所、CROSS では、「電気保安担当者」として活動中。また、J-PARC 物質・生命科学実験施設では、「MLF 機器安全チーム」、「MLF
放射線安全チーム」に所属として電気や放射線の安全に関する業務を担当。

CROSS T&T No.63

47

Tokai

産業・ビジネスサツマイモの自然栽培
タンザニアでほしいもづくりに至るまで
照沼 勝浩

照沼勝一商店 代表取締役
東 海 村 は、 茨 城 県 都・ 水 戸 市 か ら 北 東 に 約15km のところに位置し、東には太平洋が広がっています。総面積は 37.5 ㎢で、年間を通じて温暖な気候の上、冬期に晴天が続く風土に恵まれており、久慈川の南側と真崎浦、細浦などは美しい
水田地帯になっています。台地には畑地と平地林が広がっていて、水と緑の豊かな村です。
約 400 年前、サツマイモが日本に伝来し、ほしいもとして大量に生産され市場流通が始まったのが、今から 195 年ほど前の静岡県遠州地方からでした。農家の副業として主に関東・甲信越をはじ

収穫時期を迎えたサツマイモ圃場（東海村）

め東北地方や北海道に出荷されていました。その後、ほしいもの主産地は茨城県に移り、全国生産営を圧迫しました。これまでの拡大路線ではこのの約 9 割を茨城産が占めるようになりました。

先経営環境が悪化し、産地も衰退してしまうと考

近年では、サツマイモの品種、栽培方法、ほしえ、自社加工を本格的に開始し、経営の転換を模

いもの加工方法などの改良が進み、販売方法も大索し始めました。いろいろな外部環境の変化に対きく変化してきています。特に現在では、健康志応するために量から質への転換を試み個別ブラン向の高まりを追い風に健康食品、自然食品としてドの追求をすることになります。

脚光を浴び始めています。

栽培規模は県内最大

この風評被害がきっかけとなり、私は安全・安心を強く意識するようになりました。その時に頭に浮かんだのが、農薬や化学肥料のことです。特に弊社は、1960 年にサツマイモ、ほしいも、ス

農薬散布については、農薬を取り扱う従業員へのイカ等の卸問屋として創業し、79 年 4 月に法人被害や土壌汚染、近隣住民の被害のことなど考え化し、89 年には県内最大規模の約 90ha の畑でサることがたくさん出てきました。そして、たどり着

ツマイモの栽培に取り組みました。

いたのが、農薬や肥料を使わない自然栽培です。

しかしその後、97 年 3 月の動燃東海事業所火自然栽培とは、農薬や化学肥料には頼らず植物と災爆発事故、続いて 99 年 9 月の東海村 JCO 臨界

土の本来持つ力を引き出す持続的かつ体系的な農事故が発生し、茨城県全域で農産物の販売に大き業です。自然から学び、自然を尊びながら自然にな打撃を受けることになりました。弊社も例外で寄り添っていき、大自然の潜在能力を畑に発揮し、はなく、売上は半分にまで落ち込み、かつ高齢化

植物本来の生育に向き合うことです。安全安心はが進んでいた産地では、事故をきっかけに生産者外に求めるのではなく、自らの内に発見するもの、が減少し、サツマイモの買い入れ価格も上昇し経築き上げるものと考えます。

48

CROSS T&T No.63

科学的根拠に基づく安全性
2004 年 5 月、2 代目代表取締役に就任した私は、
まず約 10ha で自然栽培を始め、翌年には 65ha 全
面で始めました。07 年 4 月には、茨城県食品衛生協会 HACCP 認定（→ CROSS ワード）のほしいも加工工場を新設し、衛生管理・品質管理も向上させました。
今までの農業は生産性と経済性を重視した中で農産物の生産拡大が進められてきました。しかし、その一方では、自然・生態系の破壊、化学物質汚染、土壌の劣化、水質汚染等、生産地域にとどまらず地球規模での環境破壊を招き、次世代に残すべきより良い地球環境を危うい状態に導いていま

タンザニアでのサツマイモ収穫風景

す。サスティナブルなビジネスデザインが農業分能測定・波動測定による安全安心のデータに基づ

野には欠落していると言えるでしょう。

き、ペーハー 3 以下の酸性で雑菌のない堆肥を生そこで、安心・安全に取り組む中で、2008 年 6

産したり、ハイエット水・ナノバブル水・波動水

月に茨城県最高品質農産物研究会を発足させましを取り入れて微生物が喜ぶ環境を整えています。

た。この研究会のコンセプトは、「科学的に実証された安全性」「生き物の多様性を存続させて生タンザニアに足がかり

態系を維持する」「自然・資源循環型エネルギー」

そんな風に自然栽培に取り組んでいる中、2014です。土壌分析、水質分析、作物体分析などの結

年 4 月から 16 年 5 月まで、タンザニアの首都ド

果を検証し、高機能性、低硝酸の高品質野菜につドマを拠点に、ほしいもなどの生産を通じた農産

いて、世界に先駆けた基準を作成し、そのために物の高付加価値化と輸出産業化に向けた調査を実必要な農法を追求しています。口先だけの安全性施しました。青年海外協力隊で東アフリカの同国ではなく、科学的根拠に基づいた安全と美味しさなどに行ったことがある友人がきっかけで、国際を提供していく取り組みを行っています。

協力機構（JICA）の協力準備調査の一環である「BOP

サツマイモの自然栽培の取り組みは、予想してビジネス連携促進事業」を通じての事業です。

いたとはいえ困難の連続でした。サツマイモの収

ドドマは標高 1000 ｍを超える冷涼で乾燥した量は激減して会社の経営を圧迫していきます。そ場所で、サツマイモ栽培やほしいも作りに適してれでも管理する畑の全部で自然栽培に取り組み、います。同年に国際見本市「サバサバ」に出展し、逃げ道を絶ったのは、安全・安心で自然と調和し茨城県産のほしいもが好評だったこともあり、タた持続性のある農業を普及させたい一心でした。

ンザニア進出を決断しました。弊社を含む 3 社のようやくその取り組みが功を奏して慣行栽培の出資でドドマに現地法人「マトボルワ」を設立し、収量に追いついてきました。風評被害を払拭しサ

ほしいものほか芋ケンピ、マンゴー・バナナ・パ

ツマイモの自然栽培が可能になる土づくりのため

イナップルのドライフルーツの加工販売に取り組に、土壌と作物について精密な科学的分析や放射んでいます。ちなみに「マトボルワ」とは現地で

HACCP 認定
HACCP（ハサップ）は食品の中に潜む危害（生物的、化学的あるいは物理的）要因（ハザード）を科学的に分析し、それが除去（あるいは安全な範囲まで低減）できる工程を常時管理し記録する方法。茨城県では一定の水準を維持していると認める衛生管理の方法に対し認証を与える「いばらきハサップ」認証制度を運用している。

CROSS T&T No.63

49

は「ほしいも」とました。現地の芋は「ジュエル」というベータカ

いう意味です。

ロチン、ビタミン A が豊富なオレンジ色のサツマ

タンザニアにおいては、農家に農販売開始した加工品「ビタム」

イモであり、熟成させるとより美味しいほしいもが出来上がります。

薬や化学肥料を購

タンザニア産の科学的なデータも分析中で、抗入するお金がない

酸化力（植物ストレス耐性力）、硝酸イオン、食ため、基本的には味の研究が一層進めば、いずれにおいても機能性

自然栽培（無農薬

スコアで良好な数値が期待できます。将来的には無肥料栽培）が行

国産ほしいもとの競合を避けるため、現地はもとわれていますし、

より地理的には欧州向けに出荷できればと思って土壌もまだ自然にいます。

近い状態を保っています。しかし、現地で行われている栽培方法は一番の強みは何か

とても原始的で改善の余地がたくさんあり、日本

弊社は、サツマイモの栽培およびほしいもの生

人との感覚や価値観も違うので、タンザニアの農産で 80 年以上の実績があり、50ha 超の圃場規模

家の意識改革は一筋縄ではいきません。

で自然栽培に取り組んでいるところは他にはあり

現在は、JICA が採択した「市場志向型農業をません。そして 12 年間自然栽培に取り組んだデー可能にするサツマイモの品種、栽培・貯蔵技術のタ、実績、成果もあります。貯蔵庫等の設備も完普及・実証事業」を進行中で、日本から 5 品種の備し、安全安心で美味しいほしいもを、通年で販

サツマイモをタンザニアに持ち込み、TARI（農業

売できることです。

研究所）で試験栽培をしており、来年には 3 品種

日本やタンザニアに限らず、今年はオーストラが登録できる見込みです。また、タンザニアにおリアのシドニーでのイベントに出展し販売した

いても通年で販売できるように、貯蔵技術の普及

り、シンガポールのイベントへの出展も控えておと、サツマイモをより一層美味しくするための熟り、海外展開の構想も具体化してきています。ま

成・糖化の技術の普及のため、冷蔵庫とキュアリ

た、弊社には、毎年インドネシアの大学生がインング処理ができる処理庫を持ち込みテストを重ねターンとして技術を学びに来ているほか、インドています。
貯蔵中のサツマイモにカビが生えたり、ネシアやバングラディシュからは分析についてエ

停電になったり、電圧の変動で機械が壊れてしンジニアも技術を学びに来ています。

まったりといろいろな困難が続いてはいますが、今後は海外も含め、自然栽培に共感し、持続性ほしいもについては日本とほとんど変わらないものある農業を次世代につなぎ、そして機能性が高のができていますので、もう少しだと感じているい食品を求めている人達とネットワークを作り、ところです。

農業ビジネスとして確立できる仕組みを作り上げ

ほしいもに向かない硬い芋は、すでに芋ケンピたいと思っています。

にして「ビタム」という商品を完成させ、ほしい「ほしいも（HOSHIIMO）」が、世界共通語となるもとともにタンザニア国内で販売をスタートさせ日を夢見て、日夜奮闘しています。

［照沼 勝浩（てるぬま・かつひろ）
1962 年、東海村で 200 年以上続く農家の 20 代目長男として生まれる。小学生の頃から家業を手伝い、2004 年に父が設立した株式会社照沼勝一商店の代表取締役に就任。茨城県ほしいも協議会副会長、茨城県最高品質農産物研究会会長、茨城
県中央ほしいも共同組合理事長、一般社団法人ほしいも学校理事、茨城県農業法人協会理事などを務める。タンザニア干しいもプロジェクトを推進中。

50

CROSS T&T No.63

Tutorial

筑波研究学園発

乳幼児の言葉の発達を促す英語活動を目指した保育者養成

英語に対する意識を変化させる要因分析
筑波研究学園 筑波研究学園専門学校 こども未来学科
I. 問題の所在

冨倉 志保

保育者を目指す学生の英語に対する意識向上のために、保育技術を活用した授業を行った（冨倉、2020 年東京オリンピック・パラリンピックへ

2018）。そして、学生の英語に対する意識がどのの期待の高まりも加わり、日本国内の英語教育にように変化するのかを調査し、保育英語活動を取対する関心がさらに高まっている。2020 年度かり入れた授業が有効であることを証明した。英語

らは外国語（英語）が小学校 5・6 年で教科化され、への苦手意識払拭に最も効果的だった活動は、手外国語活動が小学校 3・4 年に導入される。これ

遊び歌作り活動と製作活動であった。

らの動きは保育所や幼稚園、認定こども園に英語活動が取り入れられる等の大きな変化をもたらし

Ⅲ . 研究の概要ている。

(1) 研究の目的

しかし、保育者を志している学生のほとんどが学生たちの英語への苦手意識払拭に最も効果的

英語への興味や関心が低く、保育者養成課程におであった 2 種類の保育英語活動（手遊び歌作り活

いて必修科目である外国語科目に対しても消極的動と製作活動）を行い、学生の英語に対する意識である。見るもの、聞くもの、触れるものすべての変化を再度、検証する。また、新たな効果的なに興味や関心をもち、自身の可能性を広げようと

保育英語活動の開発のため、学生の意識に影響をする子どもたちの育ちに大きな影響を与えるの与えた要因を分析する。

が、保育士や幼稚園教諭（以下、保育者）という(2) 研究の協力者

職業である。
世界との距離が急激に縮まった今日、

本 研 究 の 協 力 者 は、 本 学 こ ど も 未 来 学 科 の英語活動や異文化活動が、子どもたちの成長や発2019 年度入学生（100 名）である。本学では、科達を促す有効的な保育活動の一つであると捉え、

目「英語コミュニケーション」をすべての学生が将来、これらの活動を保育活動に取り入れていき卒業までに履修する。今回の調査は、2019 年 4たいと考える学生を育てていく必要がある。

～ 8 月に実施した。

Ⅱ . 先行研究

初回授業時に行った英語に対する意識調査の結本校こども未来学科で実施した学生に対する英語への意識調査において、8 割近くの学生が英語に好意的でないことが明らかとなった（冨倉、2017）。同様の調査は、他の保育者養成校でも行われている。田中（2014）及び昆布（2015）は保育者養成校にて英語に対する意識調査を実施し、全体の 6 割以上が英語に対して苦手意識をもっていたという研究結果をまとめている。

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図1

授業開講時における学生の英語に対する好感度調査の結果

51

果が図 1 である。英語を好きと感じている学生（「非常に好き」または「どちらかと言えば好き」と回答）は約 2 割であった。また、英語を好きではないと感じている学生は、全体の 6 割存在していた。
(3) 研究の方法
保育技術を取り入れた授業を行う。今回、実施
する保育英語活動は手遊び歌作り活動「Shall We
Begin?」と製作活動「My Monster」である。それぞれの活動後に、学生の英語に対する意識の変化

図 3 クラスメイトの前で手遊び歌を発表する学生と、その変化をもたらした要因について、質問紙調査を行う。

Ⅳ . 保育英語活動の概要(1) 手遊び歌作り活動「Shall We Begin?」
保育現場でよく歌われる手遊び歌に「はじまるよ、はじまるよ」がある。絵本の読み聞かせ等の前に、保育者がこどもの興味や関心を引きつけるために歌われることが多い。このメロディに合わ
せて、英語の手遊び歌を作る。
授業開始後、まずは課題となる手遊び歌「はじ図 4 オリジナルのモンスターを作る学生

まるよ はじまるよ」を日本語で歌う。その後、パーツや数、色、特徴を表す英語表現に触れる。

英語バージョン「Shall We Begin?」を提示し、その後、4 ～ 5 人グループに分かれ、目や耳、腕

手遊び歌作り活動の流れについて説明する。活動

等の体の部位を、実際に色画用紙を切ったり、貼っは 3 ～ 4 人グループで行う（図 2）。グループごたりして、それぞれのモンスターを作っていく（図とにテーマを決め、英語の手遊び歌を 1 曲完成さ4）。絵本に出てきた表現に再度触れるためにも、せる。作った歌は、クラスメイトの前で発表し、教員が部位一つひとつについて英語で説明をして全員で共有する（図 3）。

いく。オリジナルのモンスターを完成させ、最後にワークシートを活用して、自身のモンスターの(2) 製作活動「My Monster」
製作活動の導入として、絵本『Go Away, Big
Green Monster!』の読み聞かせを行い、顔や体の紹介を行う。

Ⅴ . 調査結果
保育英語活動後における学生の意識の変化を、表１に示す。手遊び歌作り活動後の質問紙調査において、「英語が好きになった」と回答した学生
は 86% であった。また、製作活動では 9 割を超え
表 1 保育英語活動後における学生の英語に対する意識調査の結果好きになった 変化なし 嫌いになった
手遊び歌
作り活動
製作活動

86％

14％

0％

91％

8％

１％

図 2 グループで手遊び歌作りを行う学生

52

CROSS T&T No.63

た。そして、「変化なし」との回答は、手遊び歌

表 2 手遊び歌作り活動後に英語に対する意識が向作り活動が 14%、製作活動が 8％であった。

上しなかった要因に関する調査結果

それぞれの活動後に、英語が好きになった要因につ・英語が好きだと思えていないから。

いて調査した結果が図 5 と図 6 である。手遊び歌

・手遊び歌活動が好きではないから。

作り活動と製作活動のどちらにおいても、「活動・人前で手遊び歌を発表することが嫌いだかが楽しかったから」が最も選ばれている。続いて、ら。

「手遊び歌活動が好きだから」や「製作活動が好・グループ活動が好きではないから。

きだから」という活動自体が好きである理由が、・自分で考えたり、作ったりする活動が好き

7 割前後の学生によって挙げられている。さらに、ではないから。

グループ活動であることや、将来、自分でも出来そうな活動であることも、5 ～ 6 割の学生が英語に対する意識が向上した要因になったと回答している。また、注目したい点は、「自分で考える・
作り上げる活動が好きだから」の調査結果である。
いずれの活動においても、2 ～ 3 割程度の学生しか理由に挙げていなかった。つまり、学生自身の認識では、自分で考えたり、作ったりする活動は、
英語に対する意識を変化させる大きな要因にはならないということである。
活動後、英語に対する意識が変化なし、または

表 3 製作活動後に英語に対する意識が向上しなかった要因に関する調査結果

・根本的に英語が嫌いだから。
・活動は楽しいけれど、モンスターの紹介文を書く活動が好きではなかったから。
・あまり上手にモンスターが作れなかったから。
・自分で考えたり、作ったりする活動が好きではないから。

VI. 考察低下した要因に関する調査結果が、表 2 と 3 であどちらの保育英語活動でも、約 9 割の学生が英る。どちらの活動においても、英語が好きではな

語に対する意識をプラスに変えている。この結果かったことを理由として挙げている学生がいる。

から、保育英語活動を活用した授業の展開には、

また、「手遊び歌活動が好きではないから」や「人学生の英語に対する好感度を刺激する効果が期待

前で手遊び歌を発表することが嫌いだから」といできることが再度明らかになった。

う保育技術への苦手意識が、英語に対する意識向上を妨げていることも読み取れる。

英語に対する意識が向上した学生が最も多く挙げた要因が、活動の楽しさであった。9 割を超える学生が、活動の楽しさが自身の英語への意識に影響を与えたと認識している。つまり、英語を使った活動が充実した時間になっ図 5 手遊び歌作り活動後における英語への意識向上の要因に関する調査結果たかどうかが、英語に対する心理的態度を向上させる鍵となるとい
う こ と で あ る。 安 河
内（2010）は、こどもを英語嫌いにしないためには、「（幼児期から小学校の時代に）一生

図 6 製作活動後における英語への意識向上の要因に関する調査結果

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懸命勉強するのではな

53

く、遊びを通して英語に触れて『英語って楽しいな！』と感じる経験をたくさんすることが第一」

Ⅶ . 今後の展開と述べている。英語嫌いが全体の 6 割を占める本保育の質が問われる今日、保育者には様々な能校の学生は、英語を楽しいと感じる経験を積むこ

力や資質が求められる。その一つが、様々なこととなく、中学校での英語学習がスタートしたのだに高い興味や関心を示し、その気持ちをこども達と推測できる。そのため、英語との距離を遠く感と共有する力であると考える。このような力を兼じ、英語嫌いへと繋がった。幼児期から小学校のね備えた保育者は、こども達の好奇心を最大限に時代に英語への興味・関心の種を蒔いてもらう環

引き出し、可能性の芽を育てることができる。未境になかった英語嫌いの学生の意識を変えるため

来の保育者である学生に心から望むことは、子どには、まずは種蒔きから始める必要がある。

もがもつ興味や関心に負けないくらいの興味や関さらに、グループ活動も、高い可能性で英語に心の目をもつことである。そして、英語活動や異対する意識を向上させる要因となり得る。しかし、文化活動がもつ特異性である“自分とは異なるも英語が嫌いな学生ほど、その活動の難易度を自分のを受け入れる力”が、子どもたちに身に付くよの英語レベルより高いところに設定し、挑戦する

うな保育活動を計画・実施できる保育力を期待しことさえ避けてしまう。このような間違ったレイている。そのためにも、まずは英語嫌いからの脱ティングに惑わされず、前向きに活動に取り組む

出の道筋を提示することが、保育者養成課程の外ためには、
グループ単位での活動が効果的である。

国語科目を受けもつ教員に課せられた使命であグループ内の仲間の力を借りながら、協力して英る。学生が「英語が好き！」と胸を張って言える

語活動に取り組むことで、達成感を感じ、英語にようにするために、カリキュラムの改善と開発を対する意識を変化させることができたと考えられ

進めなくてはいけない。保育英語活動を効果的にる。また、その結果が「将来、自分でも出来そう取り入れたカリキュラム作りに向けて、学生の英な活動である」という回答の数に繋がっている。

語に対する苦手意識を払拭するのに適した活動の与えられた課題を完結することができた時、学生開発が急務である。

は達成感を感じ、“今”だけではなく、その先の“未来”まで想像を膨らます。そして、取り組んだ英【引用文献】
昆布孝子（2015）「幼児教育学科における英語学習 :語活動で得た知識や技術を保育現場で活かす自分自身の姿をイメージしている。

保育英語と英語絵本」
田中敬一（2014）「早期英語教育に関する学生の意識調査：幼児保育学科学生に対する質問紙調査結果

一方、自分で考えたり、作ったりする活動であることは、学生の英語に対する意識を変化させる
決定的な要因と捉えていなかった点も興味深い。

より」
冨倉志保（2017）「乳幼児の言葉の発達を促す英語活動を目指した保育者養成について～保育者養成課

本研究で取り上げたいずれの活動も、学生が自ら程の学生に対する英語と異文化に関する意識調査」

考え、作り上げる活動である。しかし、この要素

冨倉志保（2018）「乳幼児の言葉の発達を促す英語活

が学生一人ひとりの英語に対する意識に影響して動を目指した保育者養成について～学生の意欲をいるとは、学生自身が捉えていないことが分かる。

刺激する保育技術を活用した英語活動」

この実際と認識の差は、今後検証していきたい。

安河内哲也（2010）『子どもを英語嫌いにしない 11の法則』学研新書［冨倉 志保（とみくら・しほ）］筑波学院大学国際学部国際社会学科卒業

名古屋学院大学大学院修士前期課程修了

私立 Tsukuba International School、南オーストラリア州私立 Immanuel College での日本語教師を経て、筑波研究学園専門学校にて外国語科目を担当する。
豊岡短期大学通信教育部こども学科非常勤講師、姫路大学教育学部通信教育課程こども未来学科非常勤講師、筑波研究学園専門学校こども未来学科非常勤講師

54

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Tutorial

筑波研究学園発

人間教育と情報リテラシー〜スマートフォン依存度と保育に求められるもの〜
筑波研究学園 筑波研究学園専門学校 こども未来学科
Ⅰ . はじめに福田翔平ての情報を外部に漏らすことは絶対にしてはいけない。これは、保育者にとって一番に考えなくて近年、私たちの手には当たり前のようにスマーはならないといって良いほど大切な事であり、大トフォンがある。何かを調べたいときや道を確認

前提といえる。にもかかわらず、保育者が園児のするとき、家族や友人と連絡を取るときなど、こ写真を SNS に載せてしまい、問題となったニュー

れまででは考えられないくらいその動作を簡単にスをよく耳にする。園児を守らなくてはならない

行うことができる。総務省の調べによると 2018

立場である保育者が自ら園児を危険にさらしてし

年度のスマートフォン普及率は 75％を超え、パまっている。これは SNS が便利な一方、脅威であ

ソコンの世帯保有率を上回った。また、学校教るという認識が低いからではないかと仮定した。

育においてもスマートフォンを使った ICT（情報 通 信 技 術：information and communication

Ⅱ．研究目的technology）教育が組み込まれ、スマートフォン

本校の学生たちにとってスマートフォンや SNS

で授業が行われる時代になった。これは今後も普がいかに身近な存在であるか、そして脅威と感じ及していくことだろう。

ているかどうかについて検証する。そして情報リ

しかし、身近になればなるほどスマートフォン

テラシーという授業の中でその脅威を学生に理解という存在への警戒性が薄れ、自分にとって脅威させるためにどのような授業を行うべきかを考えになる可能性があるということを忘れてしまってる。

いるのではないかと感じている。むしろ脅威になることを知らない世代がいるのではないだろう

Ⅲ．研究方法か。一つとして挙げられるのが SNS である。スマー

本校で保育者を目指している学生 1 年生から 4トフォンがなかった世代からするとインターネッ

年生の 235 名が研究協力者である。無記名自記式

トに簡単に接続でき、知らない人と簡単につなが集合調査法で質問紙調査を実施した。クラスごとることができるスマートフォンは便利である反に質問紙を配布し、回答後その場で回収した。回

面、扱いを間違えると脅威になると強く感じてい

答欄によっては自由記述式のものも用意し、学生る。だが、小学生の時にはすでにスマートフォンの考えがそのまま記述されるものとした。

がある 10 代、20 代前半の子たちにとって、スマー
トフォンがあるのが当たり前で、SNS の脅威に対Ⅳ．研究内容して無頓着になっている。

1．スマートフォンの利用率

その例として若い保育者による、園児のプライ

スマートフォンの利用率に関する調査では、バシーの侵害や個人情報の漏えいが挙げられる。

235 名の学生全員がスマートフォンを利用してい本来、保育士や幼稚園教諭（以下、保育者）といる結果となった。

う職業は子どもを守る職業であり、子どもについCROSS T&T No.63

その 1 日のスマートフォンの利用時間を図 1 に55

SNS 利用時に実名を公開している学生は 72％（169 名）であることが分かった。実名を公開している理由については「周りの人たちに知ってもらえるため」「分かりやすいように」「実名を公開することが当然だから」と回答している。実名を公開していない理由については「自分だと特定されないように」との回答が得られた。
4．SNS の利用内容
最も多くの学生 232 名が「メッセージのやり
図1

スマートフォン１日の利用時間

取り」を SNS の利用内容に挙げている。これは示す。1 ～ 2 時間利用している学生が 4％（9 名）、LINE 利用の学生の意見と考えられる。次に多かっ

3 ～ 4 時 間 台 が 32 ％（75 名 ）、5 ～ 6 時 間 台 がたのが 210 名「人の投稿を読む」である。基本的

34％（81 名）、7 時間以上が 30％（70 名）となっに学生は友人の投稿や有名人の投稿を見ることがた。ほとんどの学生が 3 時間以上スマートフォン

SNS の主な活用となっている。「文章の投稿」はを利用していることは筆者の予想をはるかに上回

151 名が、「画像のアップロード」は 103 名が利るものであった。

用内容に上げている。これはいわゆる学生からのまた、そのうち 5 時間以上スマートフォンを利情報の発信である。

用している学生が 6 割を超えている。全体を平均
すると一日当たり 5.8 時間スマートフォンを利用している結果となった。いかに今の学生たちにとってスマートフォンが身近なものになっているかが分かる。6 割以上の学生が学校終了後から風呂や夕食を除く、寝るまでのほとんどの時間でス
マートフォンを利用している現状であると推測できる。

図 3．SNS の利用内容の調査結果

5．スマートフォンや SNS への脅威について
この質問に関しては全員に記述式回答を求め

2．SNS の利用率た。「睡眠時間が削られる」「いつも気にして手放SNS（Social Networking Service） 利 用 率 もすことができない」「顔が見えないやり取りが怖100％であった。学生が利用している SNS の種類

い」「誹謗中傷を書かれた」「SNS に夢中で睡眠時に関する調査結果を図 2 に示す。メッセージのや間が減少した」「なりすましにあった」「アカウンり取りがメインとなる LINE については、98.7％

トの乗っ取りにあった」など多くの脅威となる意の学生が活用している。ここで注目すべきは、文見が上がった。

ひぼう

章の投稿や画像のアップロードをメインとする

一方で有力なデータを得られない意見も多かっ

Instagram や Twitter で あ る。Instagram は 約た。「特になし」という回答も多いなか、「目が悪87％の学生が、Twitter も約 86％の学生が利用しくなる」「お金がかかる」などの回答があった。

ている。
3．SNS の実名での利用率

Ⅴ．考察
調査結果から、学生にとってのスマートフォン
や SNS は当たり前で身近な存在であることが分かる。また、平均利用時間が 5.8 時間に達し、多くの学生がスマートフォン中心の生活となっていることも読み取れる。１日のうち、少しの時間でも

図2

56

SNS の種類の調査結果

暇があればスマートフォンを手にし、SNS を利用

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している学生が多いと考えられる。それにより、

しかし、扱う人によってスマートフォンは便利な

睡眠時間が削られ寝不足になっているという意見

ものにもなり得るが時には脅威となることもあもあった。スマートフォンを利用することによっる。その怖さを知っているからこそ便利に活用して生活リズムが崩れ、十分な睡眠も得られず学校ていくことができると考える。そのためにもいか生活に影響が及んでいる可能性も否定できない。

にスマートフォンや SNS が脅威になるのかを伝え

スマートフォンを利用している学生の 98.7％ていかなくてはならない。それをどのように伝えが LINE を利用していることも明らかになった。

ていくのか。時には友人以上に近しい存在である

川島隆太（2018）はスマートフォンを使用する時

スマートフォンが恐ろしいものだとどう認識させ間が長ければ長いほど学力に影響が出ると言ってていくのか。子どもを守ることができる保育者をいる。特に LINE を使う学生は時間に応じて学力育てていく上で考えなくてはならない。

も低下する結果が出ていた。また、睡眠時間低下

便利になった時代だからこそ、もう一度人の気により、本来であれば学生として行うべき勉強時

持ちを理解していくことや人から得られる愛情、間の確保ができていない現状も推測出来る。その友情など、“機械と人”との関わりでは得られな

意味では学生自身への影響もあるといえる。

いものについて伝えていく必要があるのではない

また、SNS を利用していて「誹謗中傷を書かれか。スマートフォンを通したコミュニケーション

た」「なりすましにあった」「アカウントの乗っ取ばかりではなく、相対することでしか伝わらないりにあった」など実際に被害にあった学生がいる

ことは多くある。また、相手の表情を見ることでことが、今回明らかになった。少なからず本人は

人の気持ちに気づき、想いを馳せることは大切でSNS によって脅威を感じたはずである。しかし、ある。特に保育者を目指す学生にとっては不可欠

SNS の実名利用率は 6 割を超えている。実際に被の能力だが、今の学生にはまだ足りていない。機害にあった学生もその後も実名を使っているとい械を扱うからこそその前提にある人との関わりにう現状がある。「SNS を脅威に感じていることはついてまず学ぶことが大切になる。それを学生に何か」の調査で有力なデータを得られなかった学どのように伝えていくことができるのか。情報機

生も SNS についての認識が甘いと言える。今はま器の危険性だけでなく、人との関わりについて、だ自分への被害で終わっているが、いつ他人へ被もっと学生にとって効果的な伝え方を研究してい害が及ぶか分からない。そのくらい SNS の脅威はきたい。その研究を今後も続けていきたい。

身近なのである。学生たちは保育者となる前にそれを学ばなければならない。
保育の現場では園児の写真をアップロードして【引用文献】
総務省（2018）『情報通信白書』「SNS の利用率」

しまい問題になることがあるが、それだけでなく、消費者庁（2016）『SNS の動向整理』

保護者が自分の子の写真を SNS にアップロードし川島隆太（2018）『スマホが学力を破壊する』集た際に、その子の友人も一緒に載せてしまったな

英社新書

ど多くの情報モラルの問題が起きている。それを事前に防ぐように注意喚起することも保育者の務［福田めであるといえる。そのような保育者になるべきうへい）］学生たちが今の認識では周りに SNS の脅威を伝え

筑波研究学園専門学校幼児保ることも、子どもを守ることもできない。今回の育学科児童教育専攻コース卒

研究で、その問題が再認識される結果となった。

Ⅵ．今後の展開
これまでの情報リテラシーの授業の中では、情翔平（ふくだ・しょ業。近大姫路大学教育学部通信教育課程こども未来学科卒
業。2014 年 よ り 筑 波 研 究 学園専門学校こども未来学科講師。

報機器がいかに便利なものなのかを教えてきた。

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57

ＣＲＯＳＳの動き
2019 年 （令和元年） 5 月～ 8 月
5 月 14 日

平成 30 年度決算状況について監事に議題は、第 62 号の進捗、第 63 号の企画であった。

よる監査が行われた。
7 月 10 日～ 12 日
5 月 20 日

令和元年度第 1 回常任理事会が開催された。主な議題は、理事会資料の確認、評議員

平成 30 年度の利用促進交付金の額の確定調査が 3 日間にわたり中性子科学センターにおいて行われた。

会の議事確認などであった。
8月8日
5 月 21 日

第 1 回理事会が開催された。主な議題は、事業報告、収支決算他評議員会の議案に関

第 3 回編集委員会が開催された。主な議題は 63 号の進捗状況の確認今後の編集テーマ
等についての意見交換があった。

すること並びに公益目的支出計画実施報告の承認、次期中性子科学センター長の選考、第 1 回評

8 月 28 日

中性子科学センターにおいて、研究議員会の招集に関する件などであった。

不正・競争的資金の不正使用防止等並びに令和２年度科研費申請に関する説明会を、中性子科

令和元年度第 1 回の評議員会が開催さ学センターと共催で実施した。今回は初めてのれた。主な議題は、平成 30 年度収支決算承認、試みで日本学術振興会より講師を迎えた。また

平成 30 年度の事業報告などであった。

JAEA,KEK 及び茨城大学にも参加を呼びかけた。

6月5日

参加者数は他機関からの参加者 13 名を含め 67 名
6月6日

第 2 回編集委員会が開催された。主なもの研究者、事務職員が参加した。

CROSS 中性子科学センターの動き（J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）に関する活動）
5 月 15 日

第 22 回 CROSSroads Workshop「中性において共同で開催した。参加者数：282 名（2子で見る水（氷）・水素化物の物質科学」をいば日間で延べ 438 名）。18 日には、冒頭齊藤直人

らき量子ビーム研究センター（東海村）においてJ-PARC センター長から開会挨拶があり、続いて共同で開催した。水素をキーワードに中性子を利菱山豊文部科学省科学技術・学術政策局長から挨用した物質科学研究の最新の成果が発表され、さ拶があった。日産アークの松本隆氏、今井英人氏、らなる水素研究の促進を目指した議論が行われ

富安啓輔氏による特別講演「中性子線を用いた解た。参加者数：31 名

析への期待と将来展望」、ミュオン利用に関する発表を含む 9 件の講演があった。19 日には、茨

7月5日

プレス発表「2019 年度 J-PARC MLF 産

城県の峯村哲郎氏による「産業利用この 10 年」、

業利用報告会」の開催について（取材案内）を実

東京大学の伊藤耕三教授による「自動車用しなや施（J-PARC センター、CROSS、茨城県、中性子産

かなタフポリマーの開発」の 2 件の特別講演を含

業利用推進協議会の連名）。

む 10 件の講演があった。ポスターセッションでは、他の量子ビーム関係施設 SPring-8 などとの

7 月 18 日～ 19 日

2019 年度 J-PARC MLF 産業利

協力発表が行われた。J-PARC MLF と産業界によ用報告会を秋葉原コンベンションホール（東京）る「イノベーションの共創」をテーマに活発な議58

CROSS T&T No.63

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CROSS T&T No.63

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