CROSS T&T【カラー図解】10 ページ「先生、人工イクラがスイスイ泳いでいます !」の図１（a）イクラが動く様子、（b）表面張力の差でゲル粒子が動く、（c）懸滴法の原理

No.70（2022・3）

32ページ「茨城ロボッツのこれから」 ロ
ボッツの公式マスコットキャラクター、ロボスケ（ROBO-SKET）＝アダストリアみとアリーナ（茨城ロボッツ・スポーツエンタ
ーテイメント提供）

CR OS S T&T ―第 7 0 号―

No.70
2022.3

CROSS T＆T 編集委員会
委員長 相澤 冬樹
委 員 草房誠二郎／久保稔
北島 重司／松下 博充
水澤多鶴子
印刷所 松枝印刷株式会社〒303-0034 常総市水海道天満町 2438
TEL：0297(23)2333 FAX：0297(23)5865

会員頒布価格700 円

一般財団法人 総合科学研究機構

令和 4 年（2022）3 月 1 日
一般財団法人総合科学研究機構
理事長 横溝 英明〒300-0811 茨城県土浦市上高津 1601
TIST 2 号館
TEL.029-826-6251
FAX.029-826-6216
E-mail:tsukuba@cross.or.jp
URL：http://www.cross.or.jp

30 日

プレス発表「複数の量子ビーム施設で活動する産学施設連携アライアンスを結成 - 産業界における量子ビーム利用者の育成と産業利用成果―もくじ―

力学系からの結び目理論研究〜トポロジーとの出会い〜

山口 サラ（茨城工業高等専門学校 電気・電子系）「絡み目を判別するための新関数の発見」結び目理論の研究とその応用

4

カモンパット インタウォン（茨城工業高等専門学校 情報系）
マイクロプラスチック 発生源を探れ！ 〜プラスチック劣化の過程を知る〜
菅原莉実

根本彩耶

6

龍﨑創平（茨城工業高等専門学校 化学・生物・環境系）

先生、人工イクラがスイスイ泳いでいます ! ゲル粒子の自発的運動

10

沢畠 博之（茨城県立日立北高等学校）
アプリ名は「わかるって」〜音声認識を用いた医療用カルテの作成〜

15

柴沼 纏（茨城県立並木中等教育学校 科学研究部）

Tsukuba つくばからの発信
つくばを若者が躍動するまちに―RPG 型まちあるきイベントの開催―

20「メタボ」病態の根治を目指す 治療標的となる代謝産物センサー分子の発見 24
関谷 元博（筑波大学 医学医療系 内分泌代謝・糖尿病内科）

茨城ロボッツのこれから

J-PARC センター、JAEA の連名）。

量子ビーム研究センター（IQBRC）、JRR-3 東北大学金研中性子粉末回折装置「HERMES」におい

一般利用課題（短期、て共同で開催した。参加者数：4 グループ 6 名を利用する実験課題の公募を MLF と共同で行っ

18 日

た。共用ビームラインには 137 件の一般利用課

新しいトポロジカル表面状態」を実施（東京大学、題の申請があった。 2022 年 1 月 28 日の「利用理化学研究所、CROSS、JAEA、高エネルギー加

研究課題審査委員会・中性子課題審査部会」で

速器研究機構（KEK）、J-PARC センター、東北大学、これらの課題の採否について審議が行われ、2 月

科学技術振興機構（JST）の連名）。

22 日開催の選定委員会で採択が決定される。
10 月 21 日 2021 年度中性子実験技術基礎講習

プレス発表「鉄シリコン化合物における12 月 3 日

プレス発表「ナトリウムイオン電池の負極材料開発に光－ハードカーボン中のナト会（レベル 1 講習会）を共同でオンライン開催

リウムイオン拡散を観測－」を実施（CROSS、東した。参加者数：64 名

京理科大学、KEK、J-PARC センターの連名）。

29 日

6 日～ 9 日

CBI 研 究 機 構 量 子 構 造 生 命 科 学 研 究 所

第 5 回中性子・ミュオンスクール

中性子産業利用推進協議会 生物・生体材料研究（KEK-IINAS School The 5th Neutron and Muon

会 合同シンポジウム「生体分子の動的挙動解析

School）を共同でオンライン及び J-PARC においへの挑戦 試料調製から解析まで」共同でオンラて開催した。参加者数：94 名

イン開催した。参加者数：144 名

23 日 プレス発表「巨大な磁場応答を示す三角格

第 25 回 CROSS roads Workshop

子磁性半導体－三拍子揃った稀有な磁性材料の発「データ解析ソフトウェアの紹介」をオンライン見－」を実施（東京工業大学、JST、東京大学、開催した。大学や企業の研究者が経験のないビー

理化学研究所、CROSS、J-PARC センターの連名）。

ムラインを使うことを想定し、得られるデータの編／集／後／記「CROSS T&T」通巻 70 号をお届けする。過去の 40 号、50 号、60 号の節目では、折々を振り返る巻頭言なり寄稿があったが、今回は特に記念号の体裁はとらなかった。編集委員長が禿筆をふるう案もあったが、編集後記でお茶を濁す形でご容赦願った▼特集はぼ１年をかけて、東海地区がアプローチをした茨城高専からの応諾を得て寄稿を掲載できた。コロナ

27

北澤 英明（物質・材料研究機構）

オールスター戦開催、そして新 B1 リーグ

た合同研修会「粉末回折測定研修会」をいばらき

第 4 回放射光・中性子の連携利用に向け「10 代からのサイエンスⅡ」とした。昨年 2 月号で好評だった「10 代からのサイエンス」の続編。ほ

Today & Tomorrow 今日 ・ 明日
山田 裕久（総合科学研究機構） 武田 良彦

アライアンス、CROSS、京都大学産官学連携本部、

11 月 15 日

及川 浩輝（つくばクエスト）

天然鉱物に注目した除染 〜福島・飯舘村での取り組み〜

18 日

1 年＝ BL11 のみ）の中性子線共用ビームライン

2

参加者数：76 名の最大化を目指す -」を実施（（量子ビーム分析

10 月 17 日～ 11 月 7 日

Top Title ［特集］10代からのサイエンス Ⅱ

可視化，解析ソフトウェアの利用例が紹介された。

32

西村 大介（茨城ロボッツ・スポーツエンターテイメント）

禍に加え、大学入試共通テストのシーズンにも関わらず協力をいただいた関係者に、厚く御礼申し上
げる▼そんなこんなで 70 号を機に、若干の誌面リニューアルをほどこした。新型コロナで外回りでの情報収集が難しくなっているが、つくば地区では特に報道発表がさかんになっている。記者会見もリモート全盛だが、資料投げ込みだけのプレスリリースなら月に百件を超す。ここで困るのは、時代の変化についていけない知識の摩耗だ。編集子は研究成果の価値を判定する眼力に欠ける。とはいえ関心をひくテーマはあるもので、さわりをピックアップしてみた。（CROSS 編集委員会・相澤冬樹）
CROSS T&T No.70

63

CROSS T&T No.70

1

Top Title

10 代からのサイエンスⅡ

力学系からの結び目理論研究～トポロジーとの出会い～
茨城工業高等専門学校 電気・電子系 ２年
1．きっかけこの夏、トポロジーに出会った。
女子中高生夏の学校 2021 というイベントにアシスタントとして参加した際に、講義動画作成時に結び目理論に触れて興味をもった。その後、先生の研究内容の図の作成から始め、基本変形の主
要な表示方法すべてをリストアップする、という研究が始まった。この研究には、計算をして証明をする、という方法と図を直接動かして証明をす

ントからなる結び目に関する基本変形を証明することが最大の目的となった。
また、これらの公式のうち、どれを選んで使っても問題がない、ということも同時に証明した。

3．研究内容今回の研究では、力学系のルールに合わせて変形を行った。
力学系のルールとは、3 次元空間内とその周辺の空間の情報を考えるのに重要な条件である。

る、という方法がある。この研究では、より直感

図 1 のように、両方上向きのベクトルを考え的に理解しやすい図を動かして証明する方法をた際に、- πからの角度を考えて、それが小さいとった。

ものが奥、大きいものが手前に来る、というルー

2．研究背景2

山口 サラルである。途中の変形にもこのルールが適用されるため、用いる先行研究の公式を、他の方法で証
オメガ

2010 年に発表された基本変形に関する論文、明する必要があった。まず、先行研究であるΩ 3

および 2018 年に発表された、上下の情報があるフェーズの公式のうち、力学系のルールから外れ

3 つのコンポーネントからなる結び目の変形に関た変形公式を使っていたものを、力学系のルール

する論文の結果を受けて、力学系のルールが適用にのっとって証明した。変形に用いるために使っされた場合の、2 重点を含む、3 つのコンポーネていたΩ 2 フェーズの公式 4 種類のうち、2 種
CROSS T&T No.70

類が力学系のルールに従っていないためだ。力学行った。結び目の公式を応用するにあたって、y系のルールにのっとっている 2 種類、Ω 2c、Ω

θ平面と上向きの x 軸、という座標から、xy 平

2d を使うことで、すべての変形は、Ω 3a もし

面に上向きθ軸、という座標に描き換えを行った。

くはΩ 3h を経由することがわかった。
一見、丁寧に考えたらわかりそうなものでも、証明がされてないと安心して使えないため、これも重要な結果となった。

このことにより、力学系ルール内での基本変形があきらかになった。

4．今後の展望

さらに、力学系ルールとは関係ない空間で先行

今回の研究では、平面上の各点に 1 つの円周（速研究がされていた 2 重点を含む結び目における度ベクトルがなす空間＝円周）が対応する。この、変形公式を、別の角度から見た際の描き換えを

360 度をすべて別個のものとしてとらえる方針
たいせきてんをとったが、対蹠点を同一視する射影空間を用いて 180 度でわける方法では新しい結果が見えるかもしれないためさらに研究をしたいと考えている。
また、今ある多くの変形公式のうち、最低何個あればすべて生成するか、という最少性を証明することも大切な研究になるため、こちらも取り組
んでみたい。

5．感想
まず、そもそもトポロジーに関する基礎知識が

図1

不足した状態で始まった研究だったため、多くの苦戦があった。そもそもの計算ルールが普段のルー
ルと異なっていたため、初歩的な計算に苦戦した。不変量を扱う際も、地道にす図2

べて書き出して、ゆっくりゆっくり計算する必要があった。さらに、今回少し紹介したように、物理系のルールとそうではな
いルールがあることにも混乱した。しかし、基礎知識がないからこそ、小さいことでも理解ができると非常にうれしかった。1 つの変形がわかるとほかの図形の変形も進んだ。同じ方法では変形できない図形でまた悩み、先生にヒントをもらいつ

図3
CROSS T&T No.70

つまた新しい方法がわかる、ということの繰り返
しが楽しかった。また、学校では習わない分野を、

3

少しずつでも理解していっているという認識が原らこれを好きな分野へ、もっと勉強したいと思う。

動力になった。トポロジーはこれからかなり発展指導をしてくださった伊藤昇先生（茨城高専）する分野であると思う。私ももっと詳しくなりたをはじめ、たくさんのご協力をしていただいた金い、と自発的な学習意欲が湧き出るので、これか澤秀映先生（茨城高専）、ほか多くの協力者に感山口

サラ（やまぐち・さら）謝申し上げたい。

2004 年生まれ。小さいころから図形や算数が好きで、若いうちから専門的な内容が学べる、茨城高専に入学した。電気電子系に所属。EV カーを作るサークルにも所属している。在学中に様々な分野や人に触れられるのが高専の一番の強みであると考える。

コロナ禍であるからと言ってやりたいことを諦めるのではなく、コロナ禍だからこその利点を探してできる方法を考えるという信念のもと、在学中に多くのことを経験した

いと考えている。いい意味で貪欲に、をモットーに、これからも学校、研究、プライベー
トともに楽しみたいと考えている。

「絡み⽬を判別するための新関数の発⾒」
結び⽬理論の研究とその応⽤

茨城工業高等専門学校 情報系４年
1. 研究背景・⽬的○結び目理論

デマイスター移動 I・II・III と呼ばれる局所変形
で移り合うことが 1920 年代にわかっている。
２つの結び⽬が同値かどうかを判断する「指標」

数学には、紐の結び⽬を数学的に表現し、結びとして結び⽬不変量を考える。結び⽬不変量は同

⽬が 3 次元空間でとる配置について研究する位値な結び⽬には同じ指標（例えば数）が当てられ

相幾何学（トポロジー）の⼀分野である「結び⽬るようにすることで、結び⽬を区別することがで理論」という分野がある。この「結び⽬」とは、きる。

3 次元空間に埋め込まれた円周で、⾃分⾃⾝と交〇ミルナー不変量

わらないようなものである。⽇常的な概念として

微分トポロジーの創始者であるジョン・ミル

の結び⽬とは異なり、数学的な結び⽬は閉曲線で、ナー は 1950 年代に、「ミルナー不変量」と呼ば紐の両端を閉じたもの、すなわち輪っかになった

れる「絡み⽬（= 複数の紐からなる図形）」の集ものを考える。また、「絡み⽬」とは、いくつか合を定義域とする関数の無限列を発⾒した。例えの結び⽬の⾮交和（共通部分が空集合であるよう

ば第１項に相当するミルナー不変量（第⼀ミルな和集合）である。

ナー不変量）は絡み⽬における「グラフの隣接⾏○結び⽬の同値性

列」と類似の概念で、基本的であるが、⼀般のミ「2 つの結び⽬が同値である」とは、有限回のルナー不変量は剰余を値とするため整数値に値を空間内の局所変形で移り合うことである。結び⽬

とらず、扱いに⼯夫が必要であることが知られて理論において、結び⽬の同値性を判断するためのいる。

必要⼗分条件（もしくは良い必要または⼗分条件）
ライデマイスターの定理より、与えられた結び

2. 研究内容＝結び⽬量⼦不変量の計算効率化⽬に対し、結び⽬射影図において、有限回のライ

2021 年に茨城⾼専の伊藤昇先⽣は（剰余に値を⾒つけることが、共通課題である。

4

カモンパット インタウォン

CROSS T&T No.70

を持つ）第⼆ミルナー不変量の場合に限ってミル

このとき、ナー不変量の構成要素を分解し、符号を変えて⾜f（ a σ , b σ , c σ , d σ ）（L ）はライデマイスター移動

し合わせることにより、ミルナー不変量と兄弟の（Reidemeister moves）及び基点移動（base point

ような整数値関数が出てくることを突き⽌めた。

moves）で不変である。」

ここで、⾃分はこの伊藤先⽣の⽅法が広く⼀般化

この関数 f （ a σ , b σ , c σ , d σ ）（L ）は、第⼆ミルナーできるのではないかと考え、伊藤先⽣の新不変量不変量では区別できないような無限個の絡み⽬の発⾒法がある状況で全ての可能性を尽くしていペアに対して、区別できる場合があった。また、

るか、総当たりの計算を考案し研究活動を⾏ってf（a σ , b σ , c σ , d σ ）（L ）は第⼆ミルナー不変量を含いる。基本な場合だけでも 96 次元の基底を扱う

むので、第⼆ミルナー不変量より明らかに強い関ことになるため筋の良い定式化をすることで、⼤数⺟体が得られた。

規模な計算処理の効率化に取り組んでいる。

3. 結果

4. 応⽤
この分野の研究は数学外への応⽤⾯が期待され

現在、コンピュータを使わずとも⼿計算でも⼀般化できるものを発⾒できた。具体的には以下のような不変量である。

「置換 σ =（1,2,3 i, j, k）= i j k 及び絡み⽬ L を表すガウス図 GL に対し、結び⽬に関する整数値

関数 f（ a σ , b σ , c σ , d σ ）（L ）=< a σ ◯→◯→◯ + b σ◯←◯←◯ +c σ ◯→◯←◯ +d σ ◯←◯→◯ , GL > を考える（ a σ , b σ , c σ , d σ：置換によって定まる整数）。

る。
化学・⽣物では、⻑い⾼分⼦鎖の両端をつなげる（つまり⾼分⼦の形を「結び⽬」に変える）ことでできたものを「環状⾼分⼦」という。「環状⾼分⼦」の耐熱性がおよそ 40 ℃、耐塩性がおよそ 30 倍も向上することが分かった。
量⼦情報では、符号空間の論理ビットは、平⾯に並ぶ量⼦ビットにおける「誤り訂正をしない領域（⽋陥と呼ぶ）のペア」で表現される。ここで、定理
aijk = bkji （任意の置換 σ = ijk に対して）であり他は 0、または

cijk = djki （任意の偶置換 σ = ijk に対して）であり他は 0、または

cijk = dkij （任意の奇置換 σ = ijk に対して）であり他は 0 と仮定する．

⽋陥を時間軸に伸ばして紐だとみなせば、「⽋ 陥」のトポロジカルな最適化は量⼦回路の最適化に対応し、誤り耐性計算の圧縮が実現できる。
⼯学では、医療などの⾮破壊の対象において、物質の移動を光学マーカーなどで追う空間の曲線の⼤まかな軌跡を捉え、その複雑度を計測することが重要である。そこで、軌跡を捉え、その複雑度の計算の効率化が期待できる。

Kamolphat Intawong（Jan）（カモンパット・インタウォン（ジャン））
2003 年タイ⽣まれ。チュラポーン王⼥サイエンスハイスクールピサヌローク校中学部卒業。茨城⼯業⾼等専⾨学校 国際創造⼯学科 情報系 4 年。数学・脳科学・プログラミング・
天⽂学などに興味があり、これら分野の研究に携わるようになった。2020 年に天⽂部の部員として「ディープラーニングを⽤いたナスミス望遠鏡の⽅位・⾼度推定」という研究を⾏い、Science Castle ASEAN 学会にて発表し、さらに Science Castle 関東⼤会にて優秀賞を受賞。また、2020 年に茨城⼤学主催の茨城県の魅⼒を探究しに配信する⾼校⽣コンテスト「茨探 2020」に参加し、オーディエンス賞を受賞。現在、茨城県教育委員会が主催する、⾼校⽣を対象に、企画⽴案・実践活動を通してアントレプレナーシップの養成を⽬的とす
る「IBARAKI ドリーム・パス事業」の研究コーチを務めている。また、伊藤昇先⽣（茨城⾼専）の研究室にて結び⽬理論の研究を⾏っている。

CROSS T&T No.70

5

Top Title

10 代からのサイエンスⅡ

マイクロプラスチック 発生源を探れ！
～プラスチック劣化の過程を知る～
茨城工業高等専門学校 化学・生物・環境系 2 年

根本彩耶

龍﨑創平

した物質の一部は、本当にプラスチックなのか判

1. はじめに断できないものもあった。理由として、劣化してマイクロプラスチック（以下、MP）とは直径いる MP が示すスペクトルは、劣化していないプ

5mm 以下の微細なプラスチックごみであり、近ラスチックが示すスペクトルと大きく異なり、私年これによる環境汚染が懸念されている。

たち学生の目ではそれが MP かどうかの判断が難

MP は私たちの生活に大きく影響するとされてしいことが挙げられる。よって、プラスチックがいる。添加物に有害性が指摘されるものが含まれ劣化する原因や劣化したサンプルのスペクトルをていたり、MP は有害物質を吸着しやすい性質が調べ、プラスチックの劣化の過程に伴う FT/IR のあるといわれており、海を漂う間に海洋生物がスペクトルの変化を知る必要があると考えた。こ

汚染物質を吸収して環境に悪影響を与える可能性

れにより、MP の定性分析、定量分析の一つの指がある。また、海鳥や魚の消化器官がプラスチッ

標とすることができると考えた。

1）

クで詰まったり、消化器官の内部がプラスチッ

クで傷つけられて栄養失調の原因になるなど 2）、
生物にとって大きな脅威となっている。MP をプ

3. MP と思われる物質の分析
3.1 実験概要

ランクトンや魚介類が誤飲し、体内に蓄積するこ

大洗近郊の水辺で採集したプラスチックと思わとで私たち人間の健康にも影響することが考えられる試料を分析するため、試料の処理・分析を行っ

れている

た。

3）

。つまり、MP の原因や影響ともに、

MP は私たちの生活に深く関わっている。

採取物には落ち葉や砂利などの MP と思われる

このような理由から、私たちは自然界に存在す物質以外の物質も含まれていたため、MP と思わる MP の回収や MP を生み出さないための方法のれる物質と選別する必要があった。そのため、篩

模索など、MP 問題の解決を目指して活動していとメンブレンフィルタを用いて MP と思われる物る。今回は、MP の分析の難しさ、プラスチック

質を選別した。まず、篩にかけ、500µm 以上のの劣化の過程について調査した内容を報告する。

大きさの物質を回収し、それを通過した物質はメ

2. 研究目的
本研究の目的は、プラスチックごみから MP へ変わる過程である劣化について調べることである。昨年度、私たちは実際に茨城県大洗町近郊の水辺でプラスチックだと思われるものを採集し

6

菅原莉実

ふるい

ンブレンフィルタを用いて回収した。
回収した MP と思われる試料は、洗浄後 FT/IRを用いて分析した。
3.2 分析・評価方法
3.2.1 試料の処理た。プラスチックと思われる試料を、MP の分析① 採 取 し た サ ン プ ル 水 500 mL を 目 開 き が 2に一般的に用いられるフーリエ変換赤外分光光度mm、500µm の篩に掛け、篩上の残 渣を回収計（以下、FT/IR）で分析したが、FT/IR で分析した。500 µm の篩を通過したサンプル水は孔ざんさ

CROSS T&T No.70

径 0.45µm のセルロースアセテートメンブレ
ろしPE）と類似したスペクトルを示した。

ンフィルタ（Cat No. C045A047A 東洋濾紙製）

PE と類似したスペクトルを示した候補物質（目を用いて吸引濾過法でメンブレンフィルタ上

開き 500 µm の篩上から選別）の写真およびスペに残渣を回収した。
② 篩上の残渣の中からは目視によって、フィル

クトルの一例を図 1 に示す。

図 1 よ り、C-H 伸 縮 振 動 に 由 来 す る ピ ー ク

タ上の残渣の中からはマイクロスコープ で観（2918cm--1 付近と 2849cm-1 付近、スペクトル

察しながら、色や形状からプラスチックと思の①）と ② C-H 変角振動（CH2 はさみ）に由来

われる物質を、ピンセットで拾い上げた。各するピーク（1465 cm-1 付近、スペクトルの②）

篩上からは 10 個ずつ、フィルタ上からは 15が検出された。また、炭素原子数が 7 個以上の個、合計 35 個のプラスチックと思われる物質

直鎖アルカンのメチレン基（CH2）の横揺れ振動（以下、候補物質）を選別した。

に由来するピーク（720cm-1 付近、スペクト

ルの③）が検出された。12 個の PE の各スペク

3.2.2 分析方法

トル間に大きな差は見られなかった。

分析には FT/IR を用いた。赤外光は分子結合の目開きが 2 mm の篩上から選別した 10 個の候振動や回転運動のエネルギーとして吸収されるた補物質からは 2 個、目開きが 500µm の篩上かめ、試料を透過または反射する際の光の吸収を観ら選別した 10 個の候補物質からは 1 個、合計

察すると分子の構造や官能基の情報を知ることが3 個の候補物質が、ポリプロピレン（以下、PP）

できる。よって、MP の分析に広く使われている。

と類似したスペクトルを示した。PP と類似した候補物質は、FT-IR（FT/IR6600 日本分光製）に

スペクトルを示した候補物質（目開き 500µm の

ATR-Pro One を 装 着 し て 全 反 射 測 定（ATR）法篩上から選別）の写真およびスペクトルの一例を-1（ダイヤモンドプリズム、分解能 4 cm 、測定範

図 2 に示す。

を行い、スペクトルを取得した。

図 2 よ り、C-H 伸 縮 振 動 に 由 来 す る ピ ー ク（2916 cm-1 付近）と、C-H 変角振動（C-CH ）に

3.3 結果と考察近）が検出された。 3 個の PP の各スペクトル間-1

囲 7800~0 cm 、積算回数 160 回）による測定3

由来するピーク（1451cm-1 付近と 1352 cm-1 付

各篩上から選別したプラスチックと思われる物に差は見られなかった。

質の内、目開きが 2 mm の篩上から選別した 10

篩上の残りの候補物質、メンブレンフィルタ上個の候補物質からは 7 個、目開きが 500µm のから選別した 15 個の候補物質については、PE、

篩上から選別した 10 個の候補物質からは 5 個、PP と思われる候補物質のスペクトルと比べ、多合計 12 個の候補物質が、ポリエチレン（以下、くのピーク同士が重なり合うことで複雑化してお

（A）

（B）

図 1 （A）PE と類似したスペクトルを示した候補物質の写真と（B）候補物質の FT/IR で得られた
スペクトル
CROSS T&T No.70

7

り、プラスチックのスペクトルと比較するだけででの観察を行い劣化の様子を調べて、新品のプラ

は、プラスチックであるかどうかの判定は行うこスチックと比較した。

とができず、MP の定性分析は難しいと感じた。
よって、プラスチックの劣化の過程と FT/IR のス

4.2 分析、評価方法

ペクトルの変化を追って、最終的に MP がどのよ

FT/IR による分析は 3.2 と同じ手順、条件で行うな FT/IR のスペクトルを示すのか検証する必要なった。この分析操作を 5 種類× 3 箇所実施し、があると考えた。

得られたスペクトルの比較をした。
目視での観察は、小さく切った各条件下に晒し

4. プラスチックの劣化過程の追跡

たプラスチック片を顕微鏡で観察した。

4.1 実験概要

4. 3 結果と考察

プラスチックが劣化していく原因や過程を調べるために、私ちたは校内のプールを使用し、なる

各サンプルを FT/IR で分析し、新品のスペクトべく自然に近い状態でプラスチックを意図的に劣ルと比較した。スペクトルは、変化が見られず、化させ、定期的にサンプリングを行い、分析した。

2 週間程度の紫外線や雨風の影響を受けない程、

ブルーシート（PE）、食品トレー（ポリスチ

とても安定した材質であることを実感した。

レン、PS）、ペットボトル（ポリエチレンテレ

目視では、ブルーシート（PE）は、他の種類

フタレート、PET）、レジ袋（高密度ポリエチレのプラスチックよりも表面の劣化が進んでいるよ

ン、HDPE）、ポリ袋（低密度ポリエチレン、以うに見えた。日光下にあった PE は少し色褪せて

下 LDPE）の 5 種類のプラスチックを３つの条件

おり、水中よりも空気中にあった PE の退色が進下で放置した。

んでいた。日光下になかった PE も手触りはやわ

条件は、①日光（日向）と水中、②日陰と水中、らかくなっていた。ブルーシートは、幅約 3mm③日光（日向）と空気中の 3 つのとし、校内のプー

前後のシートが網目状に重なった構造をしている

ルで実施した。①は日がよく当たるプールの角に、ので、劣化が速かったのだと推測する。

②はプールの角に木製の板を渡すことで、1 日中

その他のプラスチックサンプルは、表面の光沢

日陰となる条件を作った。また、③は日がよく当や透明度の減少が目立った。これは、自然環境下たるプールサイドに各プラスチックサンプルを目での摩擦や傷によるものと考える。このような傷の大きいネットに入れて、それぞれの条件下で劣が増えることで徐々に大きなプラスチックから小化させた。

さなプラスチック片となり、構成している高分子

2 週間後にサンプリングを行い、それぞれにつの化学構造の FT/IR のスペクトルに変化が見える

いて FT/IR でスペクトルデータの取得および目視ような劣化が始まるのではないかと推測する。

（A）

（B）

図 2（A）PP と類似したスペクトルを示した候補物質の写真と（B）候補物質の FT/IR で得られたスペクトル

8

CROSS T&T No.70

5. 今後の課題
今回の結果で改めて、プラスチックはとても安定した物質である反面、使用後の処理までを考える必要があると感じた。
プラスチックの劣化の様子は、観察を始めてから日が浅いため、まだ大きな変化は見られなかった。これからも継続して観察していきたい。プラ

No.4、pp.261-269（2018）2）山下麗、田中厚資、高田秀重：日本生態学会
誌 66、51 - 68（2016）3）山川肇：廃棄物資源循環学会誌、Vol. 28 No. 5、
pp. 380- 383（2017）
謝辞
本活動は、特定非営利活動法人

研究実験施設・スチックの劣化の様子が詳細に分かれば、MP の環境安全教育研究会（RHESE）の 2020 年度「高減少に繋がる解決策を模索できると思われる。

校生による環境安全とリスクに関する自主研究支＜参考文献＞

援活動」および 2021 年度茨城高専同窓会の助成を受けて行っている。

1）高 田 秀 重： 廃 棄 物 資 源 循 環 学 会 誌、Vol.29（左から）菅原莉実（すがわら・りみ） 根本彩耶（ねもと・あや） 龍﨑創平（りゅうざき・そうへい）
茨城高専本科、化学 ･ 生物 ･ 環境系所属の 2 年生です。茨城高専に入学してからもなお、化学や環境に対して深い興味を持ち、研究活動をしたいと集まり、昨年度から活動を開始しました。
私たちは、マイクロプラスチック問題や地球温暖化問題、フードロス問題などの社会問題に興味があり、改善に向けて活動しています。この活動を広めたい、継続したいと思い、先日園芸・環境同好会として同好会を設立しました。これからも、活動を進めながら、社会問題への理解を深めていきたいと考えています。

CROSS T&T No.70

9

Top Title

10 代からのサイエンスⅡ

先生、人工イクラがスイスイ泳いでいます !
ゲル粒子の自発的運動

茨城県立日立北高等学校
1

はじめに
この研究は最初、「先生、失敗です。どうしてもイクラが動いちゃうんです…」というがっかり

沢畠

博之

記した事態が生じた。イクラは水面に浮かんだままシャーレの中をぐるぐると速さ数 cm/s で勝手に動き出したのである。それはまるでスイスイ泳
いでいるかのようである。

した科学部生徒の嘆きから始まった。人工イクラ

生徒たちははじめそれを失敗と捉えていた。生とは色や味を付けたアルギン酸ナトリウム水溶液

物でもない人工イクラが独りで勝手に動くなんを塩化カルシウム水溶液などのゲル化剤でゲル化て想定外の出来事であったようでうなだれていさせたイクラのまがい物のことであり、化学クラた。しかしよくよく考えてみると何でこいつは動ブの実験では定番の一つである。

いてしまうのだろうということになり、急遽このもうかれこれ 6 年も前の話であるが、その日

ゲル粒子の自発的運動の解明が研究テーマに切りの放課後も本校科学部の生徒たちによりアルギン

替わったわけである。これまでにエタノールを含酸ナトリウム水溶液に pH 指示薬を混ぜ、pH でませるとゲル粒子が水面を自発的に動き回ること変色するような機能をもつ人工イクラ作りの研究（図 1（a））、ゲル粒子から周囲にアルコールが溶が続けられていた。ブロモチモールブルー（BTB）

け出して生じる表面張力差によって運動すること

指示薬を含む人工イクラは作ることができたのが分かっている（図 1（b））。

で、次は変色域が酸性側のメチルレッド（MR）

今回はアルコールの濃度やアルコールの炭化水を入れてみようということになった。ところが

素基の大きさ、OH 基の数を変化させた場合の水

MR は水に溶けにくく、そのままではアルギン酸

溶液の表面張力がどのように変化するのか、およナトリウム水溶液に溶かすことができない。そこ

びそれがゲルの運動の速さにどのように影響するで一旦 MR をエタノールに溶かしてからアルギンのか、について報告する。

酸ナトリウム水溶液に加えれば、MR を含むアル
ギン酸ナトリウム水溶液が作れるのではないかと予想し実験を行った。その結果、うまく MR を溶かしこんだ人工イクラをつくれたのだが、冒頭に

2

2.1

実験方法

ゲル粒子の作り方

1.0 mol/L 塩化カルシウム水溶液、0.50 ％アル

図１ （a）イクラが動く様子、（b）表面張力の差でゲル粒子が動く、（c）懸滴法の原理

10CROSS T&T No.70

ギン酸ナトリウム水溶液および 0.080 % MR エタ

隔が 20 秒以上になるように調節し、30 滴滴下

ノール溶液を調製する。0.50 % アルギン酸ナト

した。この操作を 5 回くり返し、その平均より 1

リウム水溶液 5.0 mL にイオン交換水 1.0 mL と滴の質量を求めた。

MR エタノール 1.0 mL を加えて、MR エタノー
ル入りアルギン酸ナトリウム水溶液をつくる。
シャーレに 1.0 mol/L 塩化カルシウム水溶液を

3

結果と考察

3.1

ゲル内のエタノール濃度の影響

20 mL 入れる。MR エタノール入りアルギン酸ナ

アルギン酸ナトリウム水溶液 7.0 mL に含まれトリウム水溶液をシリンジに入れて、シャーレ内るエタノールの量を 0.5 mL（7.14%）、1.0 m Ｌの塩化カルシウム水溶液の液面より高さ約 1cm（14.2 %）、2.0 m Ｌ（28.6 %）に変えたときのゲのところからの 1 滴滴下する。その様子を上か

ル粒子の速さを比較した。速さはゲル粒子内のエらビデオカメラで撮影し、PC で動画解析する。

タノールの体積％濃度が大きくなるにつれて速く

動画解析にはソフトウェア Aviutl および Fiji を用なった（図 2（a））。また、図 2（a）の各エタノー

いた。すべての実験は恒温水槽内で、25 ℃の条

ル濃度の結果における数秒間隔の振動はゲル粒子件で行った。

が容器内を閉じない楕円軌道で準周期的な運動を

2.2

表面張力の測定しているときにおこる。
エタノールとイオン交換水の体積比を変えて混液滴をガラス管の先端につり下げたとき、ガラ合したエタノール水溶液の液滴の質量を測定した

ス管と液滴の間にはたらく表面張力と液滴にはたところ、エタノール濃度が高いほど液滴の質量が積を増やしていくと、ある時点で重力が表面張力さいことを示しており、エタノールは濃度が高を上回り、その瞬間液滴は落下する。

いほど水の表面張力を低下させることがわかっ

らく重力はつりあっている（図 1（c））。液滴の体小さくなった（図 2（b））。これは表面張力が小このことから、1 滴あたりの質量が大きいほど、た。ゲル粒子から少しずつエタノールが溶け出す

その水溶液の表面張力は大きいことになる。イオので、ゲル粒子の後方は高濃度、前方は低濃度にン交換水とエタノールを目的の混合比で混合し、なっている。よって粒子は表面張力の大きい前方

エタノール水溶液をビュレットに入れた。滴下間へ前進を続ける。さらにゲル内のエタノール濃度

図２（a）ゲル粒子内の各エタノール濃度におけるゲル粒子の速さの時間変化。速さの周期的な振動はゲル粒子がシャーレ内を準周期的に回転していることによる。横軸は時間（s）、縦軸は速さ（mm/s）を表す。

（b）ビュレットから滴下するエタノール水溶液液滴の質量。横軸はエタノール濃度（Vol％）、縦軸は液滴の質量を表す。

CROSS T&T No.70

11が大きいほど粒子前後の表面張力差はより大きく

最終的には停止する。アルギン酸ナトリウム、エなり、ゲル粒子は前方へより強く引っ張られるとタノール、塩化カルシウムの各濃度が同じであっ考えられる。以上より、図 2（a）でエタノールても、停止するまでに見られるゲル粒子の運動の濃度が大きいほどゲル粒子の速さが速くなること

軌跡は同じになるというわけではない。また、停がわかった。

止するまでの時間も同じではない。時間が経過し3.2

アルコールの種類の影響

ゲル粒子内に含まれるアルコールを一定の濃度

ゲル粒子の速さが小さくなっていくと、シャーレの中ほどでゆっくり漂うような時間が長くなり、時折スゥーと進む間欠的な運動を繰り返すようににしてメタノール CH3OH、エタノール C2H5OH、なる。そして最後ゲル粒子は停止する。

それぞれのゲル粒子の速さはアルコールの炭素数41- プロパノール C3H7OH と種類を変えたところ、おわりにが多いほど速くなった（図 3（a））。アルコール

この研究を通して、生徒はさておき、私自身との炭素数を変えてそのアルコール水溶液の液滴のしては日々の人生の締めくくりの時間を楽しませ

質量を測定したところ、アルコールの炭素数が多てくれている「アルコール水溶液」にこんな一面

い液滴ほどその質量が小さくなった（図 3（b））。

があるとは本当に驚きだった。勝手に動き始めてこの結果からアルコールの炭素数が多い水溶液

最後は勝手に止まるゲル粒子だが、調べていくとほどその表面張力は低下し、そのアルコールを含

惑星のように調和のとれた運動をするときや機械

むゲル粒子の前後の表面張力差がより大きくなっ

仕掛けの振り子のように往復運動を繰り返すときてゲル粒子の速さが速くなると考えられる。したもあることがわかり、実におもしろい。じーっとがって図 3（a）で炭化水素基が大きくなるほどゲル粒子の速さが速くなることがわかった。

見ていると、「お前は生きているのか？」と聞いてみたくなるほどである。

アルギン酸カルシウムゲル粒子の自己駆動運動
は、その速さは時間とともに小さくなり、その軌道については時間とともに刻々と変化していき、

図 3（a）アルコールの種類を変えた時のゲル粒子の速さの時間変化。横軸は時間（s）、縦軸は速さ（㎜ /s）を表す。
（b）
アルコールの炭素数に対する液滴の質量。横軸は炭素数、縦軸は液体の質量を表す。アルコー

ルの炭素数が多いほど液滴の質量が小さくなったアルコールの炭素数が大きいほどゲル粒子前後の表面張力差が大きくなったため、炭素数が多いほど粒子の速さが速くなる。

12

CROSS T&T No.70

参考文献

2） Y. Osada、J.-P. Gong、Adv. Mater. 1998、10、

1） 末松 J. 信彦、中田聡、化学と教育 2011、59、

No. 11、827–837.

8–11.
茨城県立日立北高校科学部
科学部は 2021 年度、3 年生 12 名、2 年生 4 名、1 年

生 6 名の計 22 名および顧問 2 名で構成されている。

研究テーマをきめて探究活動を行い、実験結果をまとめて研究発表会などでその成果を報告している。これまでに行われた研究テーマは「泳ぐ人工イクラの運動」の他に「磁性体」、「植物色素の分析」、「有孔虫」などである。特に今回報告した泳ぐ人工イクラの研究は科学部独自の成果が得られており、日本化学会関東支部第 38 回化学クラブ研究発表会（銀賞）、令和 3 年度茨高文連自然科学部研究発表会（ポスター発表部門最優秀賞）、第 12 回高校生の科学研究発表会 @ 茨城大学（口頭発表部門優秀発表賞）に発表し一定の評価を頂いている。

また、現在新型コロナ感染症の流行でなかなか実施できないでいるが、研究以外の活動として本校での文化祭や日立シビックセンター科学館での日立サイエンスショーフェスティバル、各地域で実施されている青少年のための科学の祭典などのイベントにも参加し、ちびっ子達と楽しい実験を行っている。また県内の高校との合同観測会も年に２回あり、楽しい行事がいっぱいで和やかな雰囲気の中で活動している。
沢畠

博之（さわはた・ひろゆき）必要とされてきたが、β - グル

CROSS and RELEASE

カンなどの水溶性多糖と共存さ

農研機構 2021 年 10 月 4 日発表

食品粉末に新たな特性せることで、家庭用ミキサーでナタデココとβ - グルカンを混合した新食品素材

きる。精製されたβ - グルカン

https://www.naro.go.jp/publicity_report/press/laboratory/nfri/144062.html

も簡単に破砕物を得ることがでの代わりに、オオムギの抽出物を使うこともできるという。

食品の乾燥・粉末化は、栄養特性を付与する新素材としてナタピューレは、主に 2 種を保持したまま、腐敗・変質を「ナタピューレ」を開発した。

類の相互作用により食品粉末の抑制して長期保存を可能にす

市販のシロップ漬けナタデココ

加工適性に影響を及ぼす。1 つる。また、品質のバラツキをなを用い、ナタデココを脱糖後には、ペースト調製時に粉末を結くし、計量による加工再現性を

β - グルカンの共存下で破砕し着させる作用であり、粉を硬く与えることから、古くから穀類て製造した。ナタピューレを構

まとめやすくして、新たな形や芋類などの調理に適用されて成するセルロースとβ - グルカ状・特性の成形食品を製造した

きた。最近では、フードロス削

ンは、それぞれ水不溶性およびり、3D フードプリンタでの造減のため、農産物を粉末化し、水溶性の食物繊維として日常的形適性を向上したりするととも長期保存する取り組みがさかんに食されている。これらを混合に、調理器具等への付着を抑制

だが、多くの場合、粉末化によしてナタピューレとして食品にす る。 も う 1 つ は、 懸 濁 液 中り食品が本来持っていた個性的

添加することで適度な繊維質感で澱粉のような水中で沈む粉体

食感がなくなるため、用途が限が得られる。

を安定に分散させる作用があ

定されている。

これまで、ナタデココとしてり、例えばゲル化剤粉末に高い

農研機構は、農産物由来の粉知られるセルロースゲルを破砕

分散性をもたせ、その懸濁物を末に対して、新たな食感などのする際には、高価な破砕装置がシート状に配置して位置選択的CROSS T&T No.70

13

にレーザー加熱することにより、高度な食品デザインが可能となる。
農研機構では今後、様々な農産物粉末に対するナタピューレの添加効果を解明するとともに、調理・加工現場における普及に向けた取組を進める。また、
余剰・規格外農産物などの未利用資源や野菜加工時の副生物な
どの価値向上のため、次世代型
食品製造工程への適用可能性等を検討し、おいしく健康に資す
る新食品提供とフードロス削減を実現する新産業の創出を目指す。
（研究担当：農研機構食品研究部門 食品加工・素材研究
領域グループ長補佐徳安健）

産業技術総合研究所 2021 年 11 月 8 日発表

PET 樹脂の常温原料化法を開発「ボトル to ボトル」リサイクルを低コストで

https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2021/pr20211108/pr20211108.html

するアイデアを着想したという。
炭酸ジメチルを使用した新しいアルカリ分解法によって、常温・短時間で効率良く PET 樹
脂の分解が進行し、原料である
テレフタル酸ジメチルを 90％
上の収率で得ることができる。
200℃以上の高温処理が課題となる現行法から大幅に低温化できるため、PET ボトルの「ボトル to ボトル」リサイクルの低コスト化が期待される。
市販の飲料用 PET ボトルをフレーク状にした試料に、メタノ ー ル、 炭 酸 ジ メ チ ル、 アル

PET 樹 脂 は ポ リ エ チ レ ン テ

産総研は、PET 樹脂の分解反カリ触媒であるリチウムメト

レ フ タ レ ー ト（Polyethylene

応が、逆反応である重合反応を

キシドを適切な比率で混合す

Terephthalate）を主原料とする併発する平衡反応であることにることにより、室温３時間程

樹脂の一種。飲料ボトルや繊維着目した。すなわち、PET 樹脂

度で 90％以上の PET が分解すとして現代社会で欠かすことのの分解反応により生成するテレ

ることがわかった。反応温度できないプラスチック材料だ

フタル酸ジメチルとエチレング

を 50℃に設定すると、フレーが、SDGs の観点から使用済み

リコールは、同条件で再び反応

ク状の PET はすべて分解した。

PET 樹脂をリサイクルする技術

し元の PET 樹脂へと戻るため、この反応で生成する テレフタの確立が要請されている。

この逆反応の存在が分解反応のル酸ジメチルは、反応後の単純

産総研触媒化学融合研究セン

効率を低下させていると考えな精製操作（ろ過、濃縮、水にターのケイ素化学チーム（田中た。一般的に、このような平衡よる洗浄）により、結晶として真司主任研究員、中島裕美子

反応は、大過剰の反応剤を用い高純度（99% 超）で単離する研究チーム長）は、使用後廃棄

る、あるいは 副生成物を除去ことができ、PET の原料としてされた PET 樹脂を、従来よりすることにより、正反応をより再利用できる。

も大幅に低い温度で分解し、原進めることができる。しかし、また、エチレングリコールが料であるテレフタル酸ジメチル

大過剰の反応剤の使用は処理コ

炭酸ジメチルで捕捉され、炭酸を高収率かつ高純度で回収するストの増大を招く。

エチレンも高収率で得られるこ

また、副生成物であるエチとがわかった。炭酸エチレンは

従来の PET 樹脂のケミカル

レングリコールの除去にはリチウムイオン電池の電解液なリサイクルとしては、高温、高200 ℃ 以 上 の 高 温 が 必 要 と などとして利用できる高付加価値

圧 条件下で水やメタノールをり、反応温度を下げることがで化成品である。

用いる方法や、過剰量のエチレ

きない。そこでチームは、エチ

今後は社会実装を目指し 、

ングリコールを用いる方法が知レングリコールを炭酸ジメチル

触媒の改良、反応のスケールられていたが、いずれも 200で捕捉し、化学的に安定な炭酸

アップ 、さまざま な PET 含有℃以上の高温条件を必要としてエチレンへと変換することで、製品への適用可能性を検討するいた。

逆反応を抑制し、正反応を促進という。

触媒技術を開発した。

14

CROSS T&T No.70

Top Title

10 代からのサイエンスⅡ

アプリ名は「わかるって」～音声認識を用いた医療用カルテの作成～
茨城県立並木中等教育学校 科学研究部
1. 研究の背景・目的病院の待ち時間が長いと感じたことはないだろうか。厚生労働省の「令和 2（2020）年受療行動調査（概数）の概況」の統計表 8 では外来患者の診察までの待ち時間の満足度において満足だと感じている人の割合は全体の 32.8%、不満だと感じる人の割合は全体の 23.9% となっており、満足だと答える人の割合の方が多いが、不満だと感じる人の割合は少ないわけではない。重い病気を患っている人や、大きな怪我をしてしまった人など、緊急度が高い人にとって待ち時間の長さはとても重要な問題である。
茨城県は医師不足が深刻であり、平成 30 年の統計概況を見ると、人口 10 万人に対する医師数
は 197.5 人で全国平均の 258.8 人を 61.3 ポイン
ト下回り、全都道府県中第 46 位である。経験談になるが、私の母が祖父の病院の付き添いをしていた頃、母は「病院の待ち時間は長いが、診察はあっという間に終わってしまう」と話していた。
すぐに医師不足を解消することが難しい中で、どうすれば病院の待ち時間を解消することができるのだろうか。
私は病院の待ち時間の長さは、診察時の医師と患者のコミュニケーションが円滑に行われていな
い点に原因があるのではないかと考えた。患者が自分の症状をうまく伝えることができなければ診察の時間が長くなり、その分他の患者の待ち時間

柴沼

纏も延びてしまう。しかし、自分の症状を的確に医師に伝えることは難しい。例えば「頭が痛い」ということを伝えるにしても「どこが痛いのか」「どのように痛いのか」などを伝える必要がある。医師の前で緊張してしまいうまく話せない人もいるだろう。
そこで、日常生活の中で患者自らがカルテを作成するアプリがあれば便利なのではないかと考えるようになった。しかし、既存のアプリでは高齢者や子供にとって操作することが難しいと思われる。そのため、実際の問診のように音声だけでカルテを作成することができれば気軽に健康管理ができるのではないかと考えた。

2. 開発内容
最初、スマートフォンのプッシュ通知機能を用いて問診からカルテの閲覧までをスマートフォ
ン 1 台で行えるようにしたいと考えていた。しかし、スマートフォンのセキュリティや現在の自分の技術力では開発は困難と考え、Raspberry Pi（→ CROSS ワード）を用いて開発した。
◯使用した機材（図 1）・Raspberry Pi 3 Model B+
・USB マイク（共立プロダクツ MI-305）
・コンパクト PC スピーカー（サンワサプライ
MM-SPU8BK）◯使用した言語・JavaScript：アプリの画面を作成する

Raspberry Pi（ラズベリーパイ） ARM プロセッサを搭載したシングルボードコンピューター。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発されている。教育で利用されることを想定して制作され、趣味や業務（試作品の開発）等としても用いられるようになった。日本では略称ラズパイで呼ばれ普及している。
CROSS T&T No.70

15

① USB スピーカーによる問診と USB マイクによる録音

RaspberryPi から Python プログラムを自動実行するために表 1 のような Subprocess モジュールを使用した。変数 a1 には「ご飯は食べましたか？」という音声を流すプログラム、変数 a2 には a1 に対する答えを録音するためのプログラム
をそれぞれ用意している。他にも「何時に起きましたか？」「処方された薬は飲みましたか？」「体に何かしらの症状はありますか？」という内容で
図 1：アプリ開発に使用した機材

・Python（ → CROSS ワ ー ド ）：Raspberry Pi に問診するようにした。特に高齢者は薬を処方され
表 1：Subprocess モジュール

よる音声認識を行う◯開発環境
・PyCharm
・Visual Studio Code
◯利用できる環境
・Chrome や Safari などのウェブブラウザ◯アプリの概要
スマートフォンの代わりに Raspberry Pi を問診する装置とすることで開発を行うことができた。決まった時刻になると Raspberry Pi が起動る量が多いため飲み忘れがある。そのため「処方する。プログラムにより、USB スピーカーが起された薬は飲みましたか？」という質問を入れる

動し問診が開始される。1 つの質問が流れたのち、ことで、飲み忘れを防ぐことができると考えた。

USB マイクが起動し、患者は質問に対して回答

録音した音声データを文字化するために、表 2する。問診が終わると録音した音声の解析が始まの よ う に SpeechRecognition API と い う Python

り、患者が話した言葉が文字として起こされる。

モジュールを使用した。このモジュールは音声解析後、データは PDF へと変換され、Firestore

データを API に渡すことで、その音声データを（→ CROSS ワード）に送信され格納される。ア

プリ側では自動的に Firebase（→ CROSS ワード）

テキストデータにして返してくれるというものである。解析したデータを変数 text1 に格納する。

にアクセスし、データの取り出しが行われる。患同 様 に 変 数 text2、text3 と 続 く た め 省 略 す る。

者は「カルテを見る」ボタンを押すことにより作

その後、表 3 内の Create_pdf という関数が呼び成したカルテを閲覧することができる。以下、①起こされる。

～⑥に、具体的な開発内容を示す。
Python（パイソン）と PyCharm（パイチャーム） Python はインタープリタ型の高水準汎用

プログラミング言語。インタープリタはソフトウェアがソフトウェアを解釈しながら実行するという形式。PyCharm は、
ジェットブレインズによって開発された Python の統合開発環境。
Firebase（ フ ァ イ ア ベ ー ス ） と Firestore（ フ ァ イ ア ス ト ア ） Firebase は モ バ イ ル・Web ア プ リ ケ ーション開発プラットフォーム。アプリでよく利用される汎用的な機能をクラウドから提供する。CloudFirestore は Firebase 内で使用できるデータベースシステムの 1 つ。共に Google が提供しているサービス。

16

CROSS T&T No.70

表 2：音声解析モジュール

るため、データが上書きされてしまう懸念がある。
しかし、PDF を作成した日時をファイル名と共に保存することで上書きを防ぐことができる。
④個人情報入力画面

図 2 に示すように、名前、性別、生年月日の② PDF への書き込み（プログラムの一部抜粋）

PDF の 作 成 に は 表 3 の よ う に ReportLab モ

個人情報をそれぞれ入力する画面を作成した。ここに入力した情報は Cookie で保存され、変更がない限り保存した情ジ ュ ー ル を 使 用 し た。Python で の PDF 作 成 は報は保持される。表 5

HTML・CSS のデザインと違い文字や表の書き込

はそのプログラムでみが非常に困難だった。data リストには音声解あ る。 今 後 の 開 発 で析を行い変数に格納した text1、text2、text3 がは、 カ ル テ に 必 要 な

呼び出されている。information_data リストには

情報とは何かを調べ、アプリの画面で登録した個人情報がカルテにも反追加できるようにし映されるようにデータとして取り出せるようにたいと考えている。

なっている。

⑤ Firestore か ら デ ー

ラムの一部抜粋）

グラムの一部を抜粋）

タ を 取 り 出 す（ プ ロ③ Firestore へ PDF ファイルを送信する（プログFirestore へ 送 信 さ

今 回、PDF デ ー タ を 格 納 し て い く た め にFirebase と い う バ ッ ク エ ン ド サ ー ビ ス 内 のFirestore を利用した。Firestore は NoSQL ドキュ

図 2：個人情報入力画面

れ た PDF フ ァ イ ル は
items というボックス

メント指向データベースである。表 4 に今回使の中に格納される。items の中には、日付によっ用したプログラムを示す。

て名前が付けられた PDF ファイルが保存されて作られた PDF は同一のファイル名で保存されいくという仕組みになっている。表 6 のプログ

表 3：PDF へ書き込むモジュール（一部抜粋）

表 5：個人情報入力画面のプログラム

表 4：PDF ファイルを Firestone へ送信するモジュー
ル（一部抜粋）CROSS T&T No.70

17

表６：Firestone からデータを取り出すモジュール（一部抜粋）

グラムによって行われている。今後は、カルテを月ごとに表示できる機能や、カルテ内のデータか
ら健康状態をグラフに表す機能を付けたいと考えている。また、現在はデータを消去する機能がな
く、データが一方的に蓄積されてしまうため、それを解消できるようにデータ消去ボタン、もしくは、ある期間からデータを自動的に消去していく機能を実装したいと考えている。

3. 結果
Raspberry Pi での音声認識が高精度であるため、ある程度声が小さくても音声を認識することができた。そして、カルテへの書き込みも成功した。しかし、質問に対する回答が長かった場合、全ての言葉をカルテに記入することができるのかという懸念があるためカルテの書式等について改善する必要がある。一方、個人情報の書き込みも
図 3：アプリのトップ画面

図 4：カルテ閲覧ページ

ラムのように、for の中では items の中に格納された全てのデータが取り出されるようになっている。
⑥アプリの画面に PDF ファイルを出力する

カルテに反映されるため一人一台でなく、一家庭に一つあれば個人用のカルテを作成することができるのではないかと考える。

4. 考察

図 3 の「カルテを見る」ボタンを押すと、図 4

アプリを多くの人に使ってもらうことで、待ちのように現在までで作成されたカルテが全て表示

時間短縮につながると考えられる。そのためにアされる。閲覧したい日付のカルテを押すと、図 5のようにカルテの中身が表示されるようになっている。これらの処理は表 7 に示されるようなプロ

プリ全体の精度を上げ、気軽に使ってもらえるよ
うに工夫していきたいと考えている。今回開発したアプリが医師と患者のコミュニケーションの手助けになり、医療の発達につながれば良いと思う。

5. 結論・課題
改めて自分の症状を伝えることの難しさを再認識した。しかし、家で気軽に問診できるため、緊張せずに正直に今の状況を伝えることができるよ
うになった。個人的に「わかるって」という名前
図 5：表示されるカルテの画面
表 7：アプリ画面へ PDF ファイルを出力するモ
ジュール

がわかりやすく記憶に残りやすいアプリ名なのではないかと思う。
コロナの流行で、実際に病院に行きアプリを使用する前と後では待ち時間にどのような変化が現れるのかということを実験することができなかったためコロナが収束した際にはそのような実験をしていきたいと考えている。

18

CROSS T&T No.70

さらにスマホだけで問診ができるようにするなど

6. 今後の展望の改良を重ね、多くの人の命が救われるようなア患者がカルテを閲覧できるようにするだけでな
く、通院していない日でも医師が患者の健康を管理するために医師用の管理ページを作りたいと考えている。また、在宅介護や通院をしている人は病院にいない時間に病状が悪化してしまった時、すぐに対処することが難しい。最悪の場合、そのまま死に至ることもある。今回作成したアプリで患者の病状の変化を伝えるにはどうしたら良いのだろうか。それは、緊急連絡システムを作ることである。患者の病気の状態によって異なるが、「◯
日間カルテが作成されなかった場合、病院やケア
ワーカーに緊急連絡が行く」というものである。

プリ開発をしていきたい。
＜参考文献＞
・厚生労働省

令和 2（2020）年受療行動調査（概数）の概況
https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/
jyuryo/20/dl/gaikyo-all-g.pdf
・平成 30 年茨城県医師・歯科医師・薬剤師統計の概況
https://www.pref.ibaraki.jp/hokenfukushi/
koso/iji/koso/stachischics/doctor-dentaldrug/documents/documents/h30_allfiles.pdf

柴沼 纏（しばぬま・まとい）2005 年、茨城県土浦市生まれ。県立並木中等教育学校在学。
小学生の頃からプログラミングに興味をもち、アプリやサイトの作成、ロボットプログ
ラミング、ゲーム制作など様々な活動を行ってきた。身近な問題をプログラミングで解決することを目標にアプリの開発を行っている。特に、祖父母の影響で医療用アプリの開発に興味を持つようになった。サイトの作成やゲーム制作においてはチームで取り組むことが多いため、役割分担をし、それぞれの技術を活かしながら制作を進めた。
SSH に指定されている茨城県立並木中等教育学校の科学研究部での活動を通して、2018
年日本学生科学賞では入選 2 等、2019 年では入選 3 等を受賞した。

待されている。

CROSS and RELEASE

香取教授は「光格子時計の発東京大学 2021 年 9 月 10 日発表

香取秀俊教授にブレイクスルー賞
光格子時計の発明と開発における顕著な貢献
https://breakthroughprize.org/News/65

東京大学大学院工学系研究科
物理工学専攻、香取秀俊教授がブレイクスルー賞の一部門である基礎物理学ブレイクスルー賞を受賞した。
ブレイクスルー賞は、科学の進歩を称え表彰する国際的な学術賞で、2012 年に創設。基
礎物理学、生命科学、数学の 3
部門があり、今回は基礎物理学部門での受賞。アメリカ国立
標準技術研究所 / コロラド大学の Jun Ye 氏とともに、光格子時計の発明と開発への顕著な貢CROSS T&T No.70

明から現在に至る研究がこのような評価を受け大変光栄に思います。20 年前に物理的な好奇心から始まったアイディアが、献が評価された。各賞とも総額
300 万ドルが授与される。
香取教授は土浦一高を 1982年に卒業。理化学研究所で光量子工学研究センター時空間エン
ジニアリング研究チームのチー
ムリーダーを務める。
香取教授は、レーザーやスト
ロンチウムの原子などを使い、300 億年に１秒しかずれない精度を持つ「光格子時計」を発明した。この時計は、次世代の新しい「秒の定義」の候補となっ同僚、学生を含む多くの研究者の協力により実現しました。自然を観測する新しい手法として、光格子時計がその真価を問われるのは、まさにこれからです。この研究が、自然科学と、
未来の社会に役立つ計測手法となるよう、今後とも精一杯、研究と応用開拓に精進してまいります」とコメントしている。
授賞式は新型コロナウイルスの世界的流行を受けて延期し、2022 年に行われる予定。

ており、測量などへの応用も期

19

Tsukuba

地域づくり

つくばを若者が躍動するまちに―RPG 型まちあるきイベントの開催―

つくばクエスト代表
はじめに

及川 浩輝

まちあるきとは、21 世紀から急激に普及した観光方法であり、歩きだからこそ感じられる街のつくばは、中心部の研究・学園都市としての先雰囲気や隠れスポットを楽しめることが魅力の一

進的な一面と、周辺地区の自然・歴史豊かな一面

つである。
また、
RPG とは、
role-playing game
（ローとをあわせもつ唯一無二の街だ。私自身も、そん

ルプレイイング・ゲーム）の略語であり、参加者

なつくばの「カオス」な魅力にひかれた 1 人でが特定の役割を割り振られストーリーを進めていある。

くゲームの総称である。ゲームの中において、参しかし、駅沿線の中心部の発展の裏で、周辺地区では過疎化・高齢化の一途をたどっている。特に、今回のイベントの舞台である北条地区では、筑波山麓に位置する 9 つの小・中学校が 1 つ（市立秀峰筑波義務教育学校）に統合してしまうほど影響をこうむっている。

加者は主人公であり、その世界にとって重要な存在である。
本イベント「つくばクエスト」には上記 2 つの要素が掛け合わされている。
続いてつくばクエストの概要を説明していきたい。

一方で、つくばが他の地域に比べて恵まれてい

対象は筑波大生となっており、当日は 15 人のるのは、継続的に若者が流入してくる環境がある

筑波大生が参加する。参加者はギルドという問題ことであろう。北条地区でも、特産品の開発（北解決屋の一員として、北条を舞台に起こる様々な

条米スクリーム）や文化遺産の保護、災害復興な問題を解決していく。

ど、筑波大生を中心とする若者とともに街を盛り上げてきた歴史がある。

冒険の拠点となるのは北条の地域交流拠点「iriai Tempo（イリアイテンポ）」だ。

しかし、そういったつながりは現在失われつつ

iriai Tempo は、筑波大学の卒業生と北条のまある。その要因は、生活圏の縮小や教授・学生のちづくり活動に参加していた地域住民の方とで古世代交代など様々考えられるが、今までの活動で民家を再生して設立され、たまり場・地域物産品

実際に学生に話を聞く中で私が最も課題に感じたの販売・ワーキングスペースなど様々な用途で、のは、若者自身の根底にある「社会に対する無力

人々が入り合う場所となっている。

感」である。
本論では、今回開催するイベントの内容を説明

ここからはストーリー上の世界観を説明していく。

した後、イベント開催に至った背景を述べる。最世界設定は基本的に現代日本のままで、違いは後には本論の総括としてイベントの特徴と今後のギルドという文化が根付いていることである。舞展望を整理する。

台である北条の街はかつては城下町、筑波山麓のイベント内容まずは用語の説明から入りたい。

20

商業都市と姿を変えて繁栄し続けて生きたが、今は技術革新や自然災害の影響で衰退してしまっている。
CROSS T&T No.70

北条では古くから衰退期には時代の裂け目が生じ、昔の時代の人物が迷い込んで来てしまうという現象がおき、今回のストーリーでも過去からの迷い人が鍵を握る。
参加者はギルドに届く迷い人からの依頼を解決していく中で、この不可思議な現象の原因を突き詰めていく。
イベントの流れは、①イベント開催前に、参加者の家にギルドから招待状が届く②イベント開催
日に北条に行き、iriai Tempo で冒険の準備をする③ギルドに届く依頼を解決する、の 3 段階となっている。参加者は 2 ～ 3 人でチームを組んで冒険し、全ての依頼と騒動の原因を解決するとゴールとなる。
イベントを通して、参加者は過去の北条の歴史や今の北条が抱える問題に対して本気で考え、ストーリー上ではあるがその解決の立役者となる。

これまでの取り組みと見えた課題
次に本イベントにつながる背景として、私のこれまでの活動の一部をお話したい。

①議員・NPO インターンシップの運営

写真１：議員インターンシップ

挙に際して、選挙にいくと地域店舗で割引が受けられる「選挙割」をつくば市で初めて導入した。
行きつけのお店やバイト先など若者に身近な場所
から選挙を知ってもらうことで、選挙を通してつ
くばに関心を持ってもらうことを狙いとしたが、NPO 団体ドットジェイピーのつくば支部副代

実際の投票行動にはつながらなかった。失敗の原表として、地域社会と大学生をつなぐ活動に取り因を調査していく中でみえてきたのは先述した組んだ。

「若者の無力感」だった。

具体的には、長期休暇の 2 ～ 3 か月間、議員・NPO 団体に大学生をインターン生として派遣するもので、実際に地域課題に最前線で取り組んできた人々と活動することを通して、社会に対して若者の無力感とは
では、「若者の無力感」とは具体的にはどういうことなのか。

行動を起こせるようになる若者の増加を図った。

日本財団が途上国・先進国含む 9 か国の 17 歳

私自身も、運営の傍ら市議会議員やつくばの～ 19 歳各 1000 人を対象に行った「18 歳意識

NPO 団体で活動に帯同し、自分の身の回りの問調査」（2019）の中では「自分で国や社会を変え

題や住んでいる街に対して当事者意識を持つことられると思う」と回答した日本の若者の割合はわの重要性を学んだ。

ずか「18.3％」しかなかった。

一方で、活動する中で、元々地域に関心のない

この割合は 9 か国中最低、1 番高いインドの 4

学生にはアプローチしづらいことや影響力の低さ

分の 1 以下の数字であり、私はこの数字こそ現が課題として見えてきた。

在の日本の若者が抱える無力感を反映しているも②選挙啓発イベントの実施のだと考える。

①の活動での課題から、より広くアプローチで実際イベント後に大学生何人かに選挙や地域活きる選挙を通して、地域社会と若者をつなぐ取り動に参加しない理由について話を聞く中で、初め組みを行った。

に出てきた理由は「面倒くさいから」「興味がな

具体的には、2019 年つくば市市長・市議会選
CROSS T&T No.70

いから」といったものだったが、さらに深ぼる中21

写真 2: 北条地区の田園風景で聞こえてきたのは「どうせ選挙行っても変わらない」「つくばに来て数年の大学生である自分が地域になにかできるとは思えない」という声だった。
私は、この「若者の無力感」の解消こそが地域
社会と若者をつなぐための大きなピースであると考え、RPG 型まちあるきイベント「つくばクエスト」を企画した。
写真 3: つくばクエスト

なぜ北条地区なのか
つくばクエストの第１回の舞台は北条であるが、北条を選んだのには３つの理由がある。
1 つ目は、北条がもつ豊かな自然と歴史だ。

私が初めて北条を訪れた際には、地域の人がお店の中に招き入れてお茶とお菓子をごちそうしてくださった。

学園都市で主に生活している筑波大生にとっ昔からの文化や歴史を守りながらも、新しく来て、北条は近くにある「知らないつくば」の一面るものを拒まない素敵な雰囲気を北条は持っておであり、「非日常」として魅力的に感じると考えた。

り、本イベントの参加者にもそれを肌で感じても

2 つ目は、かつて筑波大生とともに街を守り、育てた歴史があるということだ。
これは冒頭でも述べたが、実際に学生が活動する土壌が出来上がっているということは他の地区にはない大きな特徴であった。
3 つ目は、北条の人々の人柄だ。
前述の理由にも関連するが、北条の方々はとても気さくな方が多く、今回のイベントしかり、学生の活動を応援してくれる雰囲気がある。

22

らえると考えている。

イベントの特徴～若者が街の主人公になる
RPG 型まちあるきイベント～
イベントの特徴としては大きく 2 つある。
1 つ目は、ストーリーを通して参加者が「自分で」街の魅力を発見できることだ。
従来のまちあるきイベントでは、あらかじめ主
催者側に提示されたスポットを巡ることが多い。
CROSS T&T No.70

しかし、
本イベントでは、参加者はあくまでストー了した段階である。開催までの 2 カ月間で参加

リーの一環として街の各所を巡るため、普段は見者募集とストーリーにかかわる関係者とのミー落としがちなスポットにならない街の魅力を自分

ティング・最終調整を行っていく。

で見つけていくことができる。自分で見つけた魅力だからこそ、愛着が湧きやすい。
2 つ目は、参加者が「よそものの学生」ではな
く「主人公」として街にかかわることだ。
遊びメインのイベントでは、学生はあくまで他
人事として参加して終わってしまう。一方で、地域参加を前面に出しすぎると、学生にとっつきず
らい印象を与えてしまう。
その点で、あくまで役割として街に主体的にかかわってもらいつつ、イベントを通して街にかか

最後に私がこのイベントを通して実現したい未来をまとめたい。
学生：イベントを通して地域に主体的にかかわる楽しさを知ることで大学生活の充実、無力感の解消につながる

地域（北条）：筑波大生との「継続的」なつながりの構築による文化の保全・発展

街（つくば）：多様な価値観、文化が入り混じる
カオスな街にわる重要性、楽しさを伝えることができる本イベ
ントは、プル型のイベントとして大きな可能性を提示している。

今後の展望
イベントは 3 月開催を予定しており、執筆段

北条でのイベント終了後は、対象を広げたうえでの北条での継続的開催や他地域への展開などを想定している。そのためにも、第１回となる今回のイベントの開催に向けて、今後とも精進していきたい。

階（1 月上旬）で資金調達、ストーリー設計が完
及川浩輝（おいかわ・ひろき）

2000 年生まれ、東京都江東区の下町出身。
2019 年筑波大学社会学類進学。

筑波大学進学を機につくばに移住。大学 2 年時まで NPO 団体ドットジェイ
ピーに所属し、インターンシップ運営、法人営業などに取り組む。

団体引退後は大学で社会課題や若者意識を研究しつつ、平行してその知見を活かしながら地域活動に取り組んでいる。

CROSS T&T No.70

23

Tsukuba

サイエンス「メタボ」病態の根治を目指す
治療標的となる代謝産物センサー分子の発見

筑波大学 医学医療系 内分泌代謝・糖尿病内科
1．はじめに過栄養やライフスタイルの欧米化に起因する肥満、メタボリックシンドロームの増加が医療上の喫緊の課題になって久しいが、効果的な治療法の開発が不十分で全世界的にこうした疾患の罹患者数は歯止めがかからない。肥満になりやすい、糖尿病になりやすい、いわゆる生活習慣病にかかりやすいことは過度な食事の摂取などによって引き起こされる、いわば自己責任論的に論じられることが多々あるが、実際には多因子遺伝の要素が強く、生活習慣病になりやすい遺伝子上の特性を親から引き継いだ人に見られていることが多い。自己責任に完全に帰してしまうのも問題があり、生活習慣病という名称も疑問を呈する動きもある。
実際の患者さんを日々目の前にして、もちろん食事療法が十分に行えていないこともあるかもし
れないが、それだけでは説明できない肥満傾向、
糖尿病、それらによる合併症に苦しむ患者さんを前に、現時点で処方できる薬剤は十分とは言えない。可能な薬剤のほぼ全てを使っても肥満やメタ
ボリックシンドロームが解消されない多くの患者さんを前に、自身の診療能力の限界を感じることもある。
メタボリックシンドローム、とりわけ肥満と糖尿病の与える影響が大きいためこの 2 点に焦点を当てながら話を進めるが、従来の糖尿病治療はちょうど 100 年前にインスリンが発見され、その強力な血糖低下作用からインスリンの分泌機構と作用機序を解明することでインスリンの作用を増強する、という視点で開発が行われてきた。しかしながら、インスリンは同化ホルモンであるた

24

関谷 元博

め、血糖は低下させるものの、減少した血中の糖は各種末梢組織に移行し、脂質などに作り替えられるため、肥満の助長や脂肪肝の増悪といった弱点があった。肥満自体が糖尿病を強力に増悪させるため、短期的には血糖改善作用が見られても長期的には肥満の悪化によって良好な血糖コント
ロールが維持できないことが多かった。また近年の研究で血糖コントロールが良好であるだけでなく、いかに血糖コントロールを達成するか、その方法によっても患者さんの経過・予後に大きな違いがあることが明らかになってきている。これに関しては後述する。
こうした背景のもと、全く新しいコンセプトに基づいた治療法を模索し、新しい代謝のシステム
を同定、治療標的となり得ることを見いだした。

2．代謝産物センサー分子を中心とした新しい代謝システムの同定
近年様々な代謝産物が多彩な生理活性を有しており、がん、免疫、遺伝子発現制御、炎症など幅広い領域の生命現象を調節していることが明らかになってきた。約 40 億年前一つの細胞から始まった原始生命は細胞膜、複製システム、代謝の 3つが構成要素であったが、代謝が生命の根源要素であることがここからも見て取れる。肥満においては様々な代謝産物が量的質的に変容しており、こうした変化がメタボリックシンドロームの病態に大きな役割を果たしているのではないかと考えた。
細胞のエネルギー代謝は糖を取り込み代謝する
時に NADH という電子のキャリアーを生み出し（解糖系代謝）ミトコンドリアに運ぶことで最終
CROSS T&T No.70

的にエネルギー基質
である ATP を産生する。一方ミトコンド
リアは脂質からもエネルギーを取り出すことが可能で、細胞は脂肪酸という脂質の 1 種 を 取 り 込 み、
細胞内で脂肪酸 CoAという誘導体に変換した後、ミトコンド
リアに運び込み、その酸化によってもエネルギーを取り出している（図 1）。肥満

病態では脂質の過蓄積があり、細胞に脂肪酸が過量に流れ込
み 脂 肪 酸 CoA が 過剰な状態が形成され

図１

肥満病態では肝臓に脂質の過蓄積があり、細胞に脂肪酸 CoA の過剰な状態が形成されるている。一方健常人では脂肪酸からのエネルギー

合物を新しいメタボリックシンドロームの治療薬

産生は多くなく、解糖系を中心にエネルギー産生として創出できる可能性がある。そうしたコンセが行われている。

プトのもと、CtBP2 の構造と活性の関連をさらに

我々は CtBP2 という分子がポケット構造を有検証した。NADH と脂肪酸 CoA はアデノシン骨

していて、NADH をポケットに収容すると活性化、格と呼ばれる部分を共有しており、脂肪酸 CoA

脂肪酸 CoA を収容すると不活性化する代謝産物

はアデノシン骨格を有する CoA 部分とそこからのセンサー分子であることを見いだした。すなわ

長く伸びる疎水性の脂肪酸の部分から構成される

ち解糖系代謝がしっかりと行われている健常人で（図 2）。CtBP2 は NADH がポケットに収容されは活性化しており、肥満の病態では不活性化してると 2 つの CtBP2 分子が結合、いわゆる二量体いる。遺伝子発現を制御する機能があり、メタボと呼ばれる形になることが知られていたが、脂肪リックシンドロームに関連する遺伝子群の発現を酸 CoA は①アデノシン骨格を有する CoA 部分が抑えているが、不活性化されてしまうとその機能

ポケットに収容され NADH と競合する、②疎水が失われ病態を生み出してしまう。逆に肥満の病性の脂肪酸部分が二量体の界面に位置して二量体態でこの分子を活性化すると少なくとも肝臓では化を阻害する、この 2 点で CtBP2 の活性を阻害

糖尿病や脂肪肝などを劇的に改善することを見いだした。

していることが明らかになった 1）（図 2）。

こ う し た 構 造 情 報 も 参 考 に し な が ら、 現 在

CtBP2 は肝臓以外にも全身に広く分布しておCtBP2 のポケットを標的にした新しい形の治療薬

り、肝臓で見られた肥満による CtBP2 の不活性の開発を試みている。従来のインスリン作用を増化と活性化による治療効果が全身に見られるもの

強する戦略では肝臓においては糖尿病は改善するであるか検証を継続している。同時に CtBP2 はものの脂肪肝などの脂質の蓄積を生み出してしま

そのポケット構造に代謝産物を収容することで活い、十分な有効性を示すことが出来なかったが、性が調節されており、そこに当てはまる小分子化

今回の CtBP2 の活性化では糖尿病、脂肪肝、炎CROSS T&T No.70

25

ルをしながら糖尿病治療を行っていくことが重要であることが近年明らかになってきている。1 つ具体例を追加
す る と SGLT2 阻 害 剤と言われる糖を尿に排泄することで血糖改善効果を示す薬剤が血糖改善効果だけでなく多彩な臓器保護作用などを示すことから近年処方が増えているが、この薬剤は数少ないインスリン作用と関連しない作用機序に基づいている 3）。

我々の開発中の新図 2 CtBP2 を中⼼とした新しい代謝制御システム

しい治療薬もこうし症などメタボリックシンドロームの病態に包括的た考え方からは期待できるものであり、本寄稿記

な治療効果を示すことが明らかで 1）、我々のコ

載時点では開示できない部分も多いが、数年後にンセプトに一致した新しい治療薬の開発は期待がはメタボリックシンドロームに様々な形で苦しむかかる。

患者さん達の生活に福音をもたらすようなものに

3．病態の中核をついた治療薬の開発に向けて冒頭に記載した通り、従来の糖尿病治療はインスリン作用の増強にやや偏重していたきらいがあり、メタボリックシンドロームを根本的に治療することが出来なかった。極論すれば、食べたいだ
け食べてインスリンを血糖が下がるまで投与すれば、食事制限もする必要もないし、糖尿病の合併症にもならないはずであるが、現実にはそうなってはいない。一方で食事を制限することは寿命の延伸効果もあり 2）、食事制限や肥満のコントロー
関谷

開発し、実臨床に届けられるようにさらに努力していきたい。
参考文献
1) Sekiya M et al. The transcriptional corepressor
CtBP2 serves as a metabolite sensor
orchestrating hepatic glucose and lipid
homeostasis. Nat Commun. 12(1):6315, 2021
2) Coleman RJ et al. Caloric restriction delays
disease onset and mortality in rhesus
monkeys. Science. 325(5937):201-4, 20093) Zinman B et al. Empagliflozin, Cardiovasucular
Outcomes, and Mortality in Type 2 Diabetes. N
Engl J Med. 373(22): 2117-28, 2015

元博（せきや・もとひろ）

1974 年愛知県生まれ 1999 年東京大学医学部医学科卒業 2005 年東京大学大学院医学系研究科卒業（医学博士）2007 年日本学術振興会特別研究員（PD）
2009 年東京大学医学部附属病院 糖尿病・代謝内科助教 2009 年 Harvard T.H.
Chan School of Public Health postdoctral fellow
内分泌代謝・糖尿病内科講師

262016 年筑波大学医学医療系

2018 年～現在 同准教授

CROSS T&T No.70

Today & Tomorrow

地域づくり

東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故により、生活環境が放射性 Cs（セシウム）等により汚染された。生活の回復・農業の再開に向けては、この Cs が「どこに、どのように、どれくらい」あるかを知ると共に、如何に取り除き、如何に汚染物質の量を減らすかが必要とされる。
そのために、我々は規則的なナノサイズの孔をもつゼオライト、土の本質を担う微粒子である粘土鉱物に注目して除染活動を進めた。特に、①これら天然鉱物が如何に Cs を取り込むか、その取り込み方に違いがあるか、②農地、畑、グランド等の土のどこに、どのように Cs があるか、③農業に必要なため池のどこに、どのように Cs があるか、さらに④これら Cs に汚染された土の量を如何に減らすか、福島県飯舘村における取り組みを紹介する。

天然鉱物に注目した除染～福島・飯舘村での取り組み～山田 裕久 *1 武田 良彦 *2 北澤 英明 *3
1

はじめに2011 年 3 月 11 日の東日本大震災における地震および津波により、東京電力福島第一原子力発
電所は電源を失った。その結果、原子炉の冷却機能が停止し、燃料がメルトダウンし、放射性物質を閉じ込めることができなくなり、環境へ放射性物質が放出された。現在福島第一原子力発電所内においては、廃炉に向けて「使用済み燃料プー
ルからの燃料取り出し」、「メルトダウンした燃料、いわゆる燃料デブリの取り出し」、「原子炉建（半減期：約 30 年）、134Cs（半減期：約 2 年）、
90

89
Sr（半減期：約 29 年 ）、Sr（半減期：約 50 日）、

131

I（半減期：約 8 日）等であるが、放射線量と半減期の観点から、137Cs、134Cs が主な回収・除去・除染の対象となっている。周辺の汚染は、水田・畑等の農地、森林、建物・道路等の生活環境、
さらに海水、河川水、ため池や湖、農業用水等の水環境にも及んだ。ここでは、以上の環境中の放射性物質の回収・除去、さらに汚染物質の総量を減らす減容化のため、福島県相馬郡飯舘村で取り組んだ内容を紹介する。

屋内の容器等の解体・撤去」等の取り組み、さらに、燃料デブリを冷やす水・原子炉建屋に流入する地下水・雨水による汚染水への対策を含めた作業が進められている。汚染水は、多核種除去設備（ALPS）と呼ばれる設備を用いて 62 種類の放射性物質を取り除いた後、大型タンクに保管されている。ただし、ALPS を用いてもトリチウムは除去できないため、2021 年 4 月に政府は 2 年後をめどに海水濃度基準の 1/40 以下まで希釈して海洋放出する方針を決めた。
放射性物質の放出による汚染は、原子力発電所
敷地内に留まらず、周辺にも甚大な影響を与えた。
事故当初に放出された主な放射性核種は、137Cs
CROSS T&T No.70

2 飯舘村での当初の取り組み：天然鉱物のCs 吸着特性

飯舘村は、福島第一原子力発電所より北西方向に約 40 ㎞離れた阿武隈山系北部の高原にある村である。事故後 4 月下旬に飯舘村全域が、放射線量が年間積算 20 mSv（ミリシーベルト）に達するおそれがあるとする「計画的避難区域」に指定され、7 月下旬には村民避難がほぼ終えた。環
境省の「特別地域内除染計画（飯舘村）」、原子力災害対策本部の計画的避難区域の見直し等を経て、2017 年 3 月末に帰還困難区域（村の最南部に位置する長泥地区）を除いて避難指示が解除さ27

れている。
事故によって放出された放射性物質により村内

3 環境水の汚染状況のため池・河川等の環境水も汚染された。我々は、湖沼・河川等の環境水の汚染状況に対して、文

飯舘村の農業再開・生活再開を目指し、まずため

部科学省及び環境省によって水循環に伴う放射性池・河川等の環境水の汚染状況の把握と再生方法

物質の移行状況調査等の様々な取り組みが行わの検討を最優先課題とした。

れた。水質の汚染に関しては、いずれも飲食物

我々は、放射性物質の吸着材料として地球環境

摂取制限に関する暫定規制値 200 Bq/kg よりもに優しく、さらにその廃棄に際しても環境への影非常に低いとの報告があった。飯館村（2011 年

響が少ないと考えられるゼオライト・粘土鉱物等

8 月）においても、溜め池では 1.0 ～ 5.7 Bq/L、の天然鉱物に注目した。ゼオライトは、その構造

野外の防火水槽・溜り水では約 40 Bq/L であった。

中にナノサイズの規則的な空隙（細孔）を持つア

また村内で行われた水田の代掻き作業時の濁水はルミノケイ酸塩鉱物であり、その化学組成、結晶

約 2,000 Bq/L であったが、その濁水を静置した構造、細孔構造と関連して含まれる陽イオン交換

上澄水は 30 Bq/L 以下であった。

しろか能の選択性が生じる。天然においても 40 種類以

これらの放射能濃度のばらつきは、放射性 Cs

上が見出されている。上記の汚染水処理に用いるの存在状態に依存していると考えられる。その存ALPS でも使用されている。一方、粘土鉱物は、在状態は、その移動性や植物への移行性の観点か

多種多様な地殻表面の岩石の分解によって生じたら、水で抽出可能な「溶存態」、酢酸アンモニウ

無機物である土壌を「土たらしめている」微粒子

ム溶液で抽出可能な「交換態」、土壌粒子等に強である「粘土」の本質を担っている。なわすち粘く固定され、土壌が溶解するくらいの強酸溶液で土と呼ばれる物質の特徴である「可塑性・焼結性」

抽出可能な「懸濁態」に区分されることが一般的を与える層状含水ケイ酸塩を総称して粘土鉱物とである。放射性 Cs で汚染された環境水の放射性呼んでいる。薄い紙が重なった辞書を思い浮かべ

元素（溶存態）の濃度は非常に低い。一方、溜めていただきたい。その重なり方、構造、化学組成

池、水田等の底質には、土壌成分が存在するための違いにより、ゼオライト同様に多くの種類があに、Cs は時間の経過とともに、溶存態から交換る。

態へ変化し、さらに懸濁態へ状態が変化しているかそ

天然鉱物は産地や組成によって放射性物質の吸けんだくたいと考えられる。

着能力に差が生じる。従ってその吸着能力を網羅

放射性 Cs が懸濁態として土壌中に存在するこ的に示した知見、吸着材を選ぶ際に基準として参とは、大気圏核実験（文献 2）やチェルノブイリ

照できるデータベースが必要とされた。そこで、事故（文献 3）に関する放射性 Cs の研究結果にCs の選択的吸着機能が知られる天然鉱石（ゼオも現れている。この土壌汚染において、重要な役

ライト、スメクタイト系粘土鉱物、バーミキュラ

割を担っているのが粘土鉱物とよばれる天然鉱物

イト、雲母系鉱物など）の吸着特性の基礎的デーである。放射性 Cs が土壌中の粘土鉱物に固定さタの収集を進めた。そのデータは、物質・材料研れることは、土壌科学分野で観測事実として知ら究機構（NIMS）の必要とする文献やデータを検れていた（文献 4）。その詳細なメカニズムにつ索し、自由に閲覧できるデータリポジトリ MDR

いては、別報を参考にしていただきたい（文献 5、（Materials Data Depository）に、「放射性物質の6）。

除去・回収のためのデータベース（READS）」として公表されている（文献１）。注目すべきは、

4

各種土壌の Cs 吸着特性（垂直分布）

福島県の土壌に広く含まれる層状粘土鉱物である

水環境に続いて、土壌環境の汚染に関して検討

スメクタイト、バーミキュライト（風化黒雲母をした（文献 7）。飯舘村内で採取（2011 年 8 月時点）含む）などが、Cs を選択的に吸着する性能を有した畑地、水の抜かれた水田、および砂質のグラしていることである。

ウンドの表土は、すべて乾燥重量当たりの放射性28

CROSS T&T No.70

地表に降下した放射性 Cs は土壌深部まで浸透せずに比較的浅い深度で留まり、表層に固定されている他の報告と一致している。先に注目した放射性 Cs を吸着する天然鉱物の中で、土壌に含まれる粘土鉱物が重要な役目を担っている。

5 ため池底土壌の Cs 吸着特性（垂直分布）
将来的な営農再開に向けて、村内に数多く存在
している農業用水用のため池の放射線量を調査し
図1

採土の様子

た。先に述べたように「ため池水」そのものは規制値以下であったが、放射性 Cs は時間の経過とCs 濃度が 5,000 Bq/kg を超過していた。そこで、

ともに懸濁態の土壌粒子としてため池底に堆積し同じ畑地、水田、およびグラウンドの 3 カ所にていることが推測された。

おいてにおいて、ハンドサンプラー（藤原製作所

この背景を踏まえて、飯館村の溜め池底土の放HS-30S 型）を用いて地表から深さ約 30 cm まで

射性 Cs 量の計測を行った（文献 8）。佐竹式コアの土壌を採集（図 1）し、2 cm ごとに分取してサンプラー（内径 5 cm、離合社）を用いて、全深度方向の放射性 Cs の分布を確認した。ハンド長約 30 cm コアを採取した（図 3）。得たコアは、

サンプラーは、PVC 製透明円筒を内装したステ

湖底より１ cm 刻みに土壌コアを回収し、各土壌ンレス製採土菅（山形刃付き）で、ハンドルの回転・中の放射性 Cs 量（137Cs 及び 134Cs）を測定し、押し込みによって地面から掘り込んで、土壌を採その深さ方向依存性を検討した。

取することができる。その結果は（図 2）、水田・畑・

コアサンプラーとは、水底より堆積物を採取す

グランドの 3 地点とも、放射性 Cs は深さ 10 cm

る柱状堆積物採泥器のことであり、円筒形の採泥以内に分布し、そのほとんどは地表数 cm に濃集管（アクリル製パイプ）を採泥器自体の重さを利していた。深さ 10 cm より深い土壌は、全てそ用して水底堆積物に突き刺し、その後、さらにコの値は検出下限値以下であった。これらの結果は、ア上の錘を打ち込んで採泥する機器である。

図 4 に深度ごとの 137Cs 及び 134Cs 濃度を示す。

137

Cs 及び 134Cs の濃度は表層から 9 cm までは

20~30 Bq/g 及び 10~20 Bq/g の高い放射能を示し た。9 cm 以 深 で は 急 激 に 濃 度 が 減 少 し、20cm 以深ではほとんど放射性 Cs は検出できなかった。水田、畑の土壌と同じく、放射性 Cs は表層に固定されていた。さらに、表層 9 cm までの放図2

各土壌における深度方向の放射性 Cs の分布

CROSS T&T No.70

図 3 ため池でのコアサンプリング

29

図 4 ため池底土中各深度における

および

134

Cs 濃度

137

Cs

図 5 飯舘村でのフレコン仮置き場

射性 Cs 濃度に周期性がみられ、その周期性は事

離保管することとなる。

故以降の降水量とよい相関を示した。このことは、

土壌分級洗浄試験は以下の手順で行った（文降雨により流出した集水域の放射性 Cs に汚染さ

献 7）。先と同じ畑地、水田、およびグランドかれた土壌粒子が、ため池に集積したことを示唆し

ら 5 cm 程度の表土を採取し、大きな植物体や礫ている。

などを除去した土壌を電磁式実験用ふるい振とう

6機（FRITSCH 製 A-3）を用いて、土壌の約 7 倍

湿式分級法による減容

水で洗浄しながら湿式分級を行った。なお、篩は水田、畑では、放射性 Cs は深さ 10 ㎝以内のその目の大きさ、<0.075 mm、0.075~0.125 mm、土壌に分布していたことを踏まえ、その表層を剥0.125~0.25 mm、0.25~0.5 mm、0.5~2 mm、離することによる除染が行われた。表土剥離によ2~4.75 mm、> 4.75 mm の 7 段階を上から順にり回収された放射性 Cs を含む汚染土壌は、フレ

目の粗い篩から細かい篩を積み重ねた。分級後はキシブルコンテナバック（通称フレコン）に詰め

110℃で乾燥させ、放射性 Cs 測定を行った。

はくり込み、仮置き場等（図 5）に一時保管された後中

土壌の種類によって、篩分け（分級）の効率は間貯蔵処理施設へと移動されている。しかし、そ異なったが、各土壌に含まれる放射性 Cs の 63の総量は村内においても 220 万 m 、すなわちフ

～ 85％は 0.075 mm 以下の微粒な粒度画分に存

3

レコン 220 万体を超えており、その減容化が必在していた（図 6）。特に、農地は微細粒子の粘須となっている。

土が多く、土壌の回収率が低いが、通常の分級洗ふるい

その対策の一つとして、篩分け（分級）による減容化方法が検討されている。特に湿式土壌分級
洗浄法は、土木・地盤工学分野において認知された重金属土壌汚染対策技術である。この技術は、重金属等は汚染土壌中では主に粘土などの細かい粒子に含まれることから、この微粒子を篩い（分級）つつ、水などで土壌粒子を洗浄して、土壌から重金属類を除去するものであり、汚染土壌を10 ～ 30 ％程度に濃縮・削減することができる。
すなわち、この技術では、分級・洗浄などにより土壌から重金属を濃集する粘土鉱物などの微粒子の回収することにより廃棄物の減容化を図り、隔30図 6 各土壌の粒度画分積算放射性セシウム濃度
CROSS T&T No.70

浄で 5,000 Bq/kg 以下への除染が可能であることを示唆している。従って、汚染程度の高い細粒分を分級で取り除き、0.075 ～ 0.125 mm 以上の粒度区分を保管対象濃度以下として再生起用できる可能性も示唆している。

7 今後の展開
帰還困難区域である長泥地区において、地域共同による環境再生事業が展開されている。除去土壌の再生利用として、遮蔽土と共に農地造成に利用し、農産物の露地・ハウス栽培の取り組みが進
み始めている。ここで検討されたことが、膨大な量の汚染土壌の減容化、安心で安全な飯舘村の農業再開・生活再開に少しでも貢献できればと考えている。さらに 2,200 万体を超えるフレコンを一次的に保管する中間貯蔵施設での汚染土壌の効
率的な減容化とともに、科学的根拠に裏付けされた最終処分後の安全性の確保への貢献となれば何よりである。
謝辞
本稿の内容は、2011 年度科学技術戦略推進費プロジェクトの一部、及び、2012-2016 年度の日本原子力研究開発機構（JAEA）からの委託研究成果に基づいている。これらの研究を推進するにあたって特に議論いただいた方々を以下に列挙し感謝したい。伊
藤健一准教授（宮崎大学）、
佐藤努教授（北海道大学）、*1

八田珠郎教授（千葉科学大学）、福士圭介教授（金沢大学）、矢板毅博士（JAEA）、鈴木正哉博士（産業技術総合研究所）、万福裕造博士（ 農業・食品産業技術総合研究機構）、横山信吾博士（電力中央研究所）、
宮原英隆氏（石原産業株式会社）、氏家亨氏（国土防災技術株式会社）、武島俊達氏（株式会社水環境エン
ジニアリング）、諸留章二博士（クニミネ工業株式会
社）
。
引用文献
1） 物 質・ 材 料 研 究 機 構 Materials Data Repository(MDR)
https://dice.nims.go.jp/services/MDR/
2）H. Tsukada, A. Takeda, S. Hisamatsu and J. Inada(2008) Journal of Environmental Radioactivity
99, 875-881.
3）P. Spezzano (2005) Journal of Environmental
Radioactivity 83, 117-127.
4）A. Maes, D. Verheyden and A. Cremers (1985)
Clays and Clay Minerals 33, 251-257.
5）A. Cremers, A. Elsen, P. De Preter and A. Maes
(1988) Nature 335 247-249.
6）M. Mukai, T. Hatta, H. Kitazawa, H. Yamada,T. Yaita and T. Kogure（2014）Environ. Sci.
Technol., 48, 5808-5815.
7）伊藤健一・宮原英隆・氏家亨・武島俊達・横山 信吾・
中田弘太郎・永野哲志・佐藤努・八田珠郎・山田裕久（2012）日本原子力学会和文論文誌 , 11（4）,255-271.
8）Y. Aoi, K. Fukushi, T. Itono, N. Kitadai, K.
Kashiwaya, H. Yamada, T. Hatta and Y. Manpuku（2014）J. Mineral. Petrol. Sci., 109, 23-27.

山田 裕久（やまだ・ひろひさ）総合科学研究機構、物質・材料研究機構名誉研究員

理学博士。京都大学大学院理学研究科地質学鉱物学専攻博士後期課程修了（1986 年）。
無機材質研究所研究員、同主任研究官、NIMS 物質研究所主幹研究員、同環境エネルギー

ユニットグループリーダーなどを経て退職（2015 年）後、2020 年まで NIMS 特命研究員。
2020 年 10 月に CROSS 特任研究員に就任、現在に至る。
*2

武田 良彦（たけだ・よしひこ）物質・材料研究機構

博士（工学）。東北大学理学研究科物理学専攻博士前期課程修了（1988 年）。帝人（株）、
金属材料技術研究所研究官、同主任研究官、NIMS 主幹研究員、同主席研究員、同イオンビー

ムグループリーダー、先端材料解析研究拠点副拠点長などを経て、2019 年 4 月よりエネ
ルギー・環境材料研究拠点副拠点長、現在に至る。
*3北澤 英明（きたざわ・ひであき）物質・材料研究機構

理学博士。東北大学大学院理学研究科物理学第二専攻博士後期課程単位修得退学（1987年）。理化学研究所研究員、金属材料技術研究所主任研究官、NIMS 量子ビームユニット長、同先端材料解析研究拠点副拠点長などを経て退職（2018 年）。2019 年まで NIMS 経営戦
略室調査役、2019 年 4 月より NIMS エネルギー・環境材料研究拠点 NIMS 特別研究員として勤務、現在に至る。
CROSS T&T No.70

31

Today & Tomorrow

茨城ロボッツの本拠地アダストリアみとアリーナ

地域づくり

茨城ロボッツのこれから

オールスター戦開催、そして新 B 1 リーグ
茨城ロボッツ・スポーツエンターテイメント 代表取締役社長
茨城ロボッツ代表西村です。山谷拓志前社長のバトンを継ぎ、2021 年 7 月より新社長となりました。茨城ロボッツは昨シーズン B2 で準優勝し、新シーズンより B1 に昇格いたしました。B リー
グは 10 月から 5 月までシーズンが続き、土日あるいは水曜に試合が行われます。ロボッツはアダ
ストリアみとアリーナ（水戸市緑町）をホームアリーナにしておりますので、まだご来場されたことのない方は一度アリーナに観戦にお越しいただ
ければ幸いです。
さて、先日のオリンピックでもバスケットボールは注目を集めました。女子バスケが銀メダル。
車いすバスケも銀メダル。男子バスケも予選敗退となりましたが、八村塁選手や渡邊雄太選手が活

32

西村 大介

躍しました。
日本の代表的なスポーツとして「昭和は野球、
平成はサッカー、令和はバスケ」と言われています。まさにバスケはこれからの時代に求められているスポーツと言えると思います。経営者たるもの、様々な人にモテることは大事だと思います。
新入社員など若い人にモテるには、令和ではバス
ケを知っていることは大事になってきます。
実は、世界のスポーツ競技人口では、バスケッ
トボールがサッカーを押さえて世界１位です。これにはカラクリがあります。男女の競技人口だからです。日本において女子サッカー部のある中学校を探すのは難しいと思いますが、女子バスケ部のない中学校を探すのも難しいです。要するにバ
CROSS T&T No.70

スケットボールは女性に親しみを持ってもらっているスポーツなのです。B リーグでは入場者の50％が女性です。「若い」さらに「女性」にモテたいなら、令和はバスケを知っていると有利になります。
バスケは起業家の関心も集めています。ソフト
バンクの孫社長が B リーグに出資し、楽天の三木谷社長が NBA にスポンサードし、ホリエモン
堀江貴文氏も B リーグクラブのアドバイザーになったりしています。
彼らがバスケに興味を示すのは、他のスポーツと比べて収益性が高いからです。バスケは１シーズンの試合数が 60 試合と多い。さらにアリーナとして考えると、毎日でも興行ができます。バス
ケ以外にもコンサートや演劇なども可能です。これが J リーグだと１シーズンで 35 試合程度です
し、天然芝なので他の興行をやるのが難しいのです。また抱える選手の数でいえばバスケは最大で13 名までしか登録ができません。これに比べサッカーや野球は 30 名や 70 名近く選手を抱えることになります。さらにはコーチやバッチングピッ

ハングビジョンの下での熱戦（アダストリアみとアリーナ）

チャーのようにスタッフもかなりの大所帯になりて、ハーフタイムに様々なアーティストをお呼びます。当然ながら選手人件費やチーム運営費は高してミニコンサートやパフォーマンスを繰り広げくなります。このようにバスケは収入が多く、コています。茨城出身の漫才コンビ「カミナリ」もストが少ない構造なので、収益性が高いといえま

ハーフタイムにネタをやってくれたこともありす。おかげさまで、B リーグは発足当初から売上ます。その他 RDT（ロボッツ・ダンス・チーム）が 2.7 倍となっています。

やロボスケ（ロボッツのマスコットキャラクター）■競技以外の魅力
B リーグの人気が伸びてきている原因の一つとがファンの方々の応援を盛り上げますので、初めてきたお客さんでも十分楽しめます。おかげで観客のリピート率は高いです。

して、バスケットボールはエンターテイメントとこの抜群の試合環境が評価され、B リーグ（島の相性が良く、競技以外にも観戦に行く楽しみが田慎二チェアマン）は、来年のオールスター戦を多いということがよく言われています。屋内競技

みとアリーナで開催すると発表しました。一度はですので音楽や光など様々な演出効果を使うこと

2021 年大会の開催が決まっていたものの、新型ができ、競技においてもショーアップできます。

コロナウイルス感染拡大の影響で開催直前に中止

さらにはアダストリアみとアリーナには日本最大となっていたものです。

級のハングビジョン（天井から吊り下げられた

水戸市はこれまで誘致活動に取り組み、市民やLED ビジョン）があり、選手入場の時などは大ファン 1 万 8000 人以上の署名を集めていただ

画面で映像が流れるなど大迫力です。また試合中きました。B リーグ側は、市内で進む市街地活性

も試合のリプレイなどがすぐ見れて、観戦環境は化プロジェクトが、リーグが目指す地方創生の象抜群です。

徴として期待されると評価、21 年の開催地に選

また茨城ロボッツでは屋内という環境を利用しCROSS T&T No.70

ばれました。今回も、市やロボッツが働き掛けて33

味を持ってもらい、足を運んでもらう、というムー

いた再誘致が実ったものです。

ブメントを起こしていきたいと思います。

■ B リーグのこれから「バスケットで日本を元気に！」を合言葉に、■ロボッツの目指すもの

NBA に次ぐ世界 2 番目のリーグを目指して運営

さて、そんな B リーグの中で B1 に上がったロされている B リーグは、より発展していくため

ボッツですが、「10 年以内に日本一になる」と目に 2026 年に大きな改革が行われます。現状は J

標を立てました。10 年は長いと思われる方もいリーグと同じように昇降格（１部リーグから２部

ると思いますが、本気だから 10 年としました。

降格することもあれば、2 部リーグから１部に昇ロボッツは街に誇りと元気を届ける存在になりた格する可能性もある）がありますが、2026 年以いと思っています。

降はプロ野球のように、昇降格のないリーグ（新そのためにはやはり勝たないといけません。子B １リーグ）となります。これによって、大きな供は「おらが街」を選べません。同じく「おらが経営リスクである降格がなくなることでクラブは街のチーム」も選べないのです。おらが街のチー

長期的な視野で成長のために投資を行うことが可ムが負け続けたらどうでしょうか ? 自信を失い、能となり、アリーナ計画の推進につながるととも 「どうせ俺なんて」と言うかもしれません。街にに、地域活性や社会課題解決にも取り組みやすく誇りを持つことも難しいでしょう。逆におらが街なります。

にチームが強ければ、「今日も茨城水戸が、東京

その新しい新 B1 リーグに参入するためには大きく条件が３つあります。

に勝った。大阪に勝った。栃木に勝った」と小さな子供の意識に刷り込まれます。子供たちは「茨①クラブの売上 12 億円以上

城水戸ってすごい」「そんな茨城水戸に生まれ、②平均入場者数 4000 人以上

育ってよかった」と誇りを持ち、日々の生活にも③ VIP ルーム・ラウンジが整備されたアリーナ

元気が出ると思います。また、このような原風景

これらの条件を満たし、新 B1 リーグに参入すを心に持つことで、将来大人になって一度県外にることが中期的なロボッツの目標です。①につい出たとしても茨城水戸に戻ってくることにもつなてはスポンサーの皆様のサポートにより来シーズ

がると思います。

ンには達成できるだろうと考えています。③につ皆さんと一緒に日本一のスポーツチームを茨城

いては今後、行政の皆様と協議相談しながら進め水戸に作り、元気な茨城水戸、誇りある茨城水戸ていきます。②の平均入場者数が大きな課題だとを作りたいと思います。今後ともご支援ご声援の考えています。地域の皆様に認知してもらい、興ほど、どうぞよろしくお願いします。

西村 大介（にしむら・だいすけ）

茨城ロボッツ・スポーツエンターテインメント代表取締役社長
らきスポーツタウン・マネジメント取締役
株式会社茨城放送監査役

株式会社いば株式会社 パブリックアート取締役▽ 2000 年 3 月京都大学教育学部卒▽同年 4 月東京海上火災保険株式会社▽ 04

年 7 月株式会社グロービス▽ 06 年 7 月京都大学アメリカンフットボール部監督・コーチ（日本初大学体育会法人化）▽ 18 年 4 月株式会社滋賀レイクスターズ取締役副社長▽同年 10 月レイクスターズ代表取締役社長▽ 20 年 11 月株式会社長崎ヴェルカ事業部長▽ 21 年 4 月株式会社茨城ロボッツ・スポーツエンターテインメント取締役副社長▽ 21 年 7 月より現職

34

CROSS T&T No.70

Tokaiサイエンス

中性子で材料深部を照らし出す
鉄筋コンクリートの非破壊分析

安藤ハザマ 技術研究所 建築研究部

奥野 功一

筆者らは、大強度陽子加速器施設（J-PARC）物質・生命科学実験施設（MLF）にある工学材料回折装置で、中性子回折法を用いた鉄筋コンクリートの鉄筋応力度分布測定を行った。高強度コンク
リートに対する樹脂注入工法の補修効果に関する基礎検討として、安藤ハザマ技術研究所ほか株式
会社長谷工コーポレーション、大末建設株式会社、東急建設株式会社、西松建設株式会社、日本原
子力研究開発機構（JAEA）、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター、東京理科大学と共同で実施したものである。

1．はじめに力が伝達されるようにする。
コンクリートに荷重をかけた時のコンクリート

鉄筋コンクリートは、引張力に弱いコンクリー

中の鉄筋の変形状態（ひずみ）を測定するには、トを鉄筋で補強することにより、圧縮・引張ともひずみゲージと呼ばれる薄い箔センサーを貼りつ

強い構造としたものである。例えばコンクリート

けて、その抵抗値変化からひずみを測定すること

柱に荷重をかけた場合、鉄筋を入れないと折れ、が多い（図 3）。しかしこの方法では、鉄筋にひ鉄筋を正しい位置に入れると折れなくなる（図ずみゲージを貼り付けた上にコンクリートを流し

1）。ただし、その性能を発揮するにはコンクリー

込んで固めるため、ひずみゲージの部分でコンク

トと鉄筋の間の付着力が確保されることが重要でリートとの間に付着の欠損が生じることや、ひずある。付着力とは、コンクリーから鉄筋がすっぽ

みゲージを貼り付けた位置でのひずみしか測定で抜けないようにコンクリートと鉄筋とが接着する

きず、連続した位置での測定ができない事などが力である。そのため、一般に節が付いた異形鉄筋

懸念されていた。

（図２）を用いてコンクリートと鉄筋との間に応付着を阻害せずに非破壊で連続的なひずみの測定が可能となる方法として、中性子回折法が研究

図 1 鉄筋がある場合と無い場合のコンクリート柱
CROSS T&T No.70

図2

異形鉄筋

35

図３

ひずみゲージを貼り付けた例

されている 。既往の報告では、鉄筋コンクリー
1）

トの鉄筋内に生じる力の分布（鉄筋応力度分布）

図４を非破壊かつ連続的に高精度で捉えることに成功している 1）2）。

一方、ひび割れが発生したコンクリートの補修として、ひび割れ部にエポキシ樹脂を注入して鉄筋コンクリートが耐えうる力（耐力）を回復する工法（樹脂注入工法）が一般的に行われている。
この樹脂注入工法の補修効果に関する検討は、
普通強度のコンクリートに対しては実施されているが3）、高強度コンクリート

4）に対する検討は極めて少ない。高強度コンクリートとは、圧縮強2

度が 36N/mm を超えるコンクリート（日本建築学会の定義）で、主に高層建築物で使用される。

樹脂注入工法

中性子が鉄筋の鉄結晶を構成する原子核に当たると図 5 に示すような波の回折現象が生じる。載荷装置により鉄筋を引張ると鉄の結晶が伸び、元に戻すと結晶が縮む（ 図 6）。つまり、結晶の軸の長さや角度（格子定数）が変化する。この時の中性子回折パターンと中性子強度の関係からリートベルト法を用いて軸方向の格子定数α 0 を測定し、式（1）を用いて弾性ひずみを求めた。
ε（x）=（α（x）- α 0）／α 0（1）

ここで、ε：弾性ひずみ、α 0：無負荷の時の格子定数である。

2．中性子ビームを用いた付着性能測定

中性子は放射線の一種である。一般に中性子は粒子としてその挙動が議論されるが、中性子のエネルギーが低くなると波としての性質が生じる。
その波長は 0.05nm 以上であり、この波の回折現象を利用して物質の結晶構造解析を行うのが、中性子回折法と呼ばれる手法である。
2.1

測定原理

図５

中性子回折法のイメージ（JAEA 提供）

図６

鉄筋を引張った場合の鉄結晶の変化

λ：波長、d：鉄筋間の距離、θ：回折角

非破壊の応力測定には X 線を用いた測定方法もある。しかし、X 線は原子の周りに存在する電子雲と相互作用するため材料の奥深くまで透過する事ができない。一方、中性子は電子雲と相互作用をしないため奥深くまで透過する事が可能であり、材料の表面から内部にかけての応力分布が非破壊で測定可能である。

36

CROSS T&T No.70

表1使用したコンクリートの調合と 28 日強度能性があるため、試験体に水を用いる場合バック

3．実験グラウンドノイズが減少する重水に置換して試験

実験は 3 水準のコンクリート強度の試験体を体を製作する場合がある。しかし今回は、基礎検作製し、大強度陽子加速器施設 J-PARC MLF にあ討であるため練り混ぜ水に通常の水道水を用いる工学材料回折装置（BL-19 TAKUMI）においてた。ただし、測定に影響する水素原子を極力低減

中性子回折法による鉄筋応力分布の測定を行っするため、コンクリート打設後 48 時間で型枠をた。TAKUMI の測定概要を図７に示す。

外して（脱型）その後 28 日目（材齢 28 日）まで水中で養生を行った後、空気中での養生を経て14 日間、40℃、60℃と温度を変化させながら強制乾燥を施した。
測定は付着除去区間の始まりを座標軸の 0 点と し、-15mm お よ び 0 ～ +70mm の 10mm 間
隔 と +85 ～ +130mm の 15mm 間 隔、+160、+200、+250、+300mm の計 17 点にて行った。

図7

TAKUMI 測定概要図

また本実験で使用したコンクリートの調合と打設後 28 日目の圧縮強度を表 1 に示す。

試験体は図 8 に示す通り、φ 65mm の円形断面のコンクリートで長さ 350mm、コンクリート

載荷条件は、ロードセル装置により測定した荷重を鉄筋の公称断面積で除した応力値として、8N/

mm2 と 250N/mm2 の 2 水 準 と し た。 ま た、 試
験体①のみ 125N/mm2 を載荷した。

4. 実験結果

中心部に長さ 460mm の公称直径 12.7mm の異実験風景を図 9 に、図 10 に測定した鉄筋の応形鉄筋（D13 異形鉄筋） 1 本を設置した。また

力分布を示す。縦軸の鉄筋応力は載荷応力 8N/

応力伝達を円滑にするため、引張荷重をかける方

mm2 に対する 250N/mm2 の相対値とした。

向（載荷方向）に 30mm、かけない方向（自由端側）

図 10 より、全試験体において、X=-15mm のに 20mm の鉄筋とコンクリートとの付着を除去

付着除去をした区間における鉄筋応力度は載荷にした区間（付着除去区間）を設けた。使用したセメントは、試験体①②では普通ポルトランドセメ
ントを、試験体③ではシリカフュームセメントを用いた。

図 8 製作した試験体

水素原子は中性子の散乱性能が大きく、測定の邪魔となるバックグラウンドノイズが発生する可CROSS T&T No.70

図９

実験風景（試験体には脱落防止用のアルミを巻いてある）

37

図 11

70N/mm2 試 験 体 の ひ び

割れ状況

図 10 は、 仮 に 70 N/mm2 試 験
図 10

体のみ全ての測定点を -80mm とし

鉄筋応力度分布てプロットしたものであるが、他よる導入応力度に概ね等しいと言える。取得デー
タにばらつきはあるものの、各データを補完するの 2 水準と同様の傾向である事が確認された。
なお、このひび割れが生じた原因や付着に大きなと３次曲線で変化がわかる。

影響を与える鉄筋近傍の詳細なひび割れ状況につ験体では測定位置方向に対して急激な応力度の減

今後さらに検討する予定である。

X ≧ 0 の付着区間においては、100N/mm2 試

いては、外観からの考察のみでは困難であるため、

2少がみられ、40N/mm 試験体では X=30mm 以降において緩やか減少がみられた。これらの応力

5. まとめ法でコンクリートの強度によらず鉄筋応力度の高1）高強度コンクリートは、低強度に比べ付着性度分布の形は既往の研究 2） と同様であり、本手精度測定が可能であると考えられる。さらに、付着開始点から鉄筋応力度の値が 0 となるまでの距離（定着長）の比較においては、100N/mm

22

試験体では 40N/mm 試験体の半分程度と大きな差がみられた。
以上より、コンクリート強度と付着性能には相関があり、高強度コンクリートでは低強度のコンクリートに比べて付着性能が高いことが中性子回本研究で得られた知見を以下に示す。
能が高い
2）中性子回折法を用いることで、コンクリート
強度によらず高精度で連続的に鉄筋応力度を測定することが可能である。

3）70N/mm2 試験体へ載荷時に生じたひび割れについて、ひび割れの発生した原因や詳細な状況を今後さらに検討する予定である。

折法でも確認できた。

謝辞

試験体の表面を確認した結果、コンクリート部分の 2019 年度 MLF 利用成果公開型実験（課題番

また、70N/mm2 試験体については、試験後にの載荷側面に他の試験体では見られなかった鉄筋に沿った軸方向のひび割れが、何らかの理由で割裂したことが確認された（図 11）。これらは試験

本研究は、大強度陽子加速器施設（J-PARC）
号 :2019B0114）として実施した。本研究の実施にあたり、実験計画 ･ 立案は総合科学研究機構（CROSS）野間敬氏、東京理科大学 兼松学氏、西前には確認されていないため、載荷時に生じたも

尾悠平氏、小林謙祐氏、日本原子力研究開発機構

積載面端面から 110mm 程度であり、付着除去区

岡昌洋氏、大末建設 平田吉一氏、小田初次氏、のであると考えられる。生じたひび割れの長さは、 （JAEA）鈴木裕士氏、長谷工コーポレーション 吉間からの距離は 80mm 程度まで生じていた。従って、0 ～ 80mm の区間においては、鉄筋とコンクリートの間の付着が切れていたと考えられる。

38

東急建設 大岡督尚氏、西松建設木村仁治氏、長井智哉氏、試験体作製はフローリック 猪瀬亮氏
ほか、実験遂行は日本原子力研究開発機構（JAEA）
CROSS T&T No.70

の腐食ひび割れ補修による鉄筋付着性能回ステファヌスハルヨ氏、川崎卓郎氏、諸岡聡氏ほ

復の検証、コンクリート工学年次論文集、か、多くの皆さまのご指導、ご協力を頂いた。こpp.1545-1550、2018

こに記して謝意を表します。

3）古内仁ほか : ひび割れを注入補修した鉄筋

参考文献

コンクリート梁の疲労耐力、コンクリート

1）鈴木裕士ほか : 中性子回折法による鉄筋工学年次論文集、Vol.37、No.2、pp.1243-

コンクリートの付着応力度分布の非破壊測定、コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論2018

1248、2015

文 報 告 集、pp.179-184、4）（社）日本建築学会 : 建築工事標準仕様

2）関根麻里子ほか : 中性子技術を用いた RC
奥野

書・同解説 JASS5 鉄筋コンクリート工事、2018

功一（おくの・こういち）

安藤ハザマ技術研究所 建築研究部主席研究員
東海大学工学部原子力工学科卒業、北海道大学大学院工学院 量子理工学専攻 博士後期課程修了。博士（工学）。
1991 年 株式会社間組入社

技術研究所配属、1994 年 宇宙開発事業団（現 JAXA）筑波宇宙センター宇宙医学研究開発室、1996 年 株式会社間組復職、2013 年 会社合併
により安藤ハザマとなる。
安藤ハザマ技術研究所 選任放射線取扱主任者。つくば放射線安全交流会 副会長。

リチウム空気電池は理論的にCROSS and RELEASE

物質・材料研究機構 2021 年 12 月 15 日発表

500Wh/kg 級リチウム空気電池を開発
世界最高レベルのエネルギー密度を実証

https://www.nims.go.jp/news/press/2021/12/202112150.html

物質・材料研究機構（NIMS、リチウム空気電池は、理論重つくば市）は、ソフトバンク（本量エネルギー密度が現行のリチ社・ 東 京 ） と 共 同 で、 リ チ ウ

ウムイオン電池の数倍に達する

ム空気電池を開発した。
「Wh/「究極の二次電池」であり、軽kg」で示される重量エネルギー

くて容量が大きいことから、ド密 度 で 500Wh/kg 級 と な り、

ローンや電気自動車、家庭用蓄

現行のリチウムイオン電池の重電システムまで幅広い分野への量エネルギー密度大きく上回

応用が期待されている。

り、室温での充放電反応を実現

NIMS は 2018 年にソフトバした。さらにサイクル数の観点

ンクと共同で、NIMS-SoftBank

でも世界最高レベルであること

先端技術開発センターを設立、を示し、実用化に向け大きな一

リチウム空気電池の実用を目指歩となる研究の確立となった。

した開発研究を行ってきた。

CROSS T&T No.70

は非常に高いエネルギー密度を示す一方で、従来のリチウム空気電池の特性評価で一般的に使われてきた電池においては、セパレータや電解液といった電池
反応に直接関与しない材料が電池重量の多くの割合を占めているため、実際に高いエネルギー密度のリチウム空気電池を作製・評価した例は限られていた。
空気電池は、正極（酸素極）、
セパレータ＋電解液、負極（金属リチウム）を積層した構造となる。放電反応では、負極で金属リチウムが電解液に溶出し、正極で酸素と反応して、過酸化リチウムが析出する。この過酸化リチウムの析出量が蓄電容量となるため、正極のカーボン材

39

料は、高空隙率・高比表面積を
プレスリリース中の図有する材料が望ましいと考えられた。また、充電反応では、放電反応とは逆で、正極の過酸化リチウムが分解し酸素を放出、負極では金属リチウムが析出する。この際に、正極・負極双方において、高い可逆性で反応が進行するような電解液材料が求められた。
研究チームはこれまで、リチ
ウム空気電池の持つ高いポテン
シャルを最大限に引き出すことができる独自材料を開発してきた。今回、NIMS-SoftBank 先端
技術開発センターで開発した、電解液注液技術や電極積層技術に代表される高エネルギー密度
リチウム空気電池セル作製技術
をこれら材料群に適用することで、現行のリチウムイオン電池のエネルギー密度を大きく上回る 500Wh/kg 級リチウム空気
電池の室温での充放電反応を世界で初めて実現した。
さらに研究チームは、各種文献に記載されている電極や電解液の種類や重量といった電池情報の細部まで調査し、電池のエ
ネルギー密度を算出することに成功。その結果、今回開発のリ
チウム空気電池は、エネルギー
密度ならびに、サイクル数の観点で世界最高レベルであることが明らかにしている。
今回の研究で確立した500Wh/kg 級リチウム空気電
池に、現在開発中の改良材料群を搭載することで、サイクル寿
命の大幅増加を図り、技術開発センターでのリチウム空気電池の早期実用化につなげる考えで40センターの研究開発の一環としいる。
研 究 は ALCA-SPRING とNIMS-SoftBank 先 端 技 術 開 発て、松田翔一主任研究員らの研究チームによって行われた。

森林総合研究所 2021 年 11 月 10 日発表

花の数が 100 以上あるウワミズザクラ
新品種フサザキウワミズザクラの発⾒

http://www.ffpri.affrc.go.jp/press/2021/20211020/documents/20211020press.pdfとがくし

森林総合研究所と⼾隠を知る

調査を進めると、このような会は、⻑野市の⾃然林からウワ花をつける個体は、宮城県からミズザクラの新品種を発⾒し、京都府にかけての広い範囲で⾒フサザキウワミズザクラと命名られた。花序の変異を⽰す学術した。

上の貴重な存在であることに加ウワミズザクラはサクラ属にえ、果樹育種などの研究素材や近縁の落葉⾼⽊で、⻑さ 8 〜

新たな花⽊として利⽤が期待さ10cm の 花 序 軸 に 20 〜 50 個れる。

の花を 1 本の花序軸につける。

フサザキウワミズザクラの形

フサザキウワミズザクラは花序

態が毎年同じように⾒られるの軸がさらに分枝して、それぞれ

か、また、次世代にも受け継がに花をつける。花序の型を表すれるのかといった点について

植物学⽤語で「複総状花序」とは、今後⻑期間の検証が必要と呼ばれる特徴が見られ、突然変いう。

異によって花序の形態が変化したと推定された。ふつうであれ
ば 1 個の花となる部分が、⼆フサザキウワミズザクラ（Padus g rayana （ Ma xim.）
C.K.Schneid. f. paniculata

次花序となって 2 〜 14 個の花

T.Katsuki & Hayashibe）と命名をつけるため、全体では 100

され、新しい品種として 2021

個を超える花をつける花序も⾒年 10 ⽉ 20 ⽇発⾏の植物研究られた。

雑誌 96 巻 5 号に発表された。
CROSS T&T No.70

Tokaiサイエンス

量子ビーム分析アライアンスの結成
コンソーシアム第 2 弾 産学施設連携の新たな枠組み
総合科学研究機構 中性子科学センター
はじめに
総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター

は、
中性子実験施設である J-PARC MLF（→ CROSSワード）の利用促進、利用者支援業務を行っています。中性子は X 線と同様、物質のミクロな宮﨑 司

だ活動を展開する「量子ビーム分析アライアンス（Quantum Beam Analyses Alliance: QBAA）」を設立しましたので、その概要について報告いたします。

背景

内部構造を詳しく視るための “ 目 ” です。新素我が国には J-PARC MLF 以外にも大型放射光施材や新規機能性材料の開発などに有効なため、

設「SPring-8」など世界有数の量子ビーム施設がJ-PARC MLF は学術界だけではなく産業界の多く整備されています。これらの量子ビーム施設からの利用者に使われています。

は日々多数の学術成果が創出されています。産業

我々中性子科学センター産学連携推進室では、界もまた積極的にこれらの量子ビーム施設を利用

J-PARC MLF の産業利用のさらなる拡大を目指ししており、産業利用割合は世界に比べても格段にて種々の取り組みを行ってきました。その一つが高くなっています。しかし、産業界の革新的なイ

産業界と学術界、施設が連携して産業利用成果をノベーションが施設発信で創出された例はまだま

目指す産学施設連携コンソーシアムの設立です。

だ少ないのが現状です。

活動は実を結び、2 年前に日本を代表する化学

この原因の一つは産業界が複数施設を便利に使メーカー 5 社と 5 大学、日本原子力研究開発機える仕組みの欠如です。産業界の技術課題は多岐構（JAEA）、そして CROSS が入った「機能性高にわたっていて、一つの量子ビーム施設だけで解分子コンソーシアム」が設立されました。運用は決することはできない。そのため複数の施設を使

2022 年 3 月まで続きますが、成果も順調に上がっいたいが、使用するためには課題申請という手続ており、コンソーシアムは J-PARC MLF の産業利きが必要になります。これらの量子ビーム施設に用の促進のためには必要な枠組みと捉えられていは莫大な国費が投入されているので、利用者は公ます。今回コンソーシアム第 2 弾として、複数

平かつ慎重に選定される必要があります。ですかの量子ビーム（→ CROSS ワード）施設をまたいら産業界であろうと学術界であろうと、量子ビー

大強度陽子加速器施設 物質・生命科学実験施設「J-PARC MLF」
日本原子力研究開発機構と高エネルギー加速器研究機構が共同で建設した複合施設（J-PARC）の一つ。加速器を使って光速に近いエネルギーに加速されたプロトンビーム
を水銀ターゲットにぶつけて発生させた中性子を利用して、さまざまな学術研究や産業利用が行われている。
量子ビーム
電子、中性子、陽子、光子などの粒子と波の性質をあわせ持った量子が細く、平行に真っ直ぐ揃
うビーム状の流れ。量子ビームは、原子や分子のスケールで、物質の構造や機能の観察、微細なスケー
ルでの材料の加工、病気の治療などに使われている。
CROSS T&T No.70

41

ム施設を利用するためには研究テーマを提案し採になることが多いのですが、QBAA では京都大学択される必要があります。課題の採択は有識者でが中心になります。QBAA とこれまでのコンソー

あるレフェリーの採点によって決まります。この

シアムとの最も大きな違いは、上述したように

課題選定が施設ごとに、ばらばらに年数回ずつし

QBAA が企業における人材育成を明確に謳っていか行われないため、使いたい時に使えない、そもるところです。QBAA では人材教育・育成が中心

そも不採択なら使えない、ということになりま的な事業になるので、運営の母体を京都大学にしす。激しい競争にさらされている企業としては量ているのです。

子ビーム施設を使って継続的に企業価値を創出し続けることは難しいというわけです。

現在 QBAA では、放射光施設として SPring-8の京都大学専用ビームライン「BL28XU」、中性

産業界が複数の量子ビーム施設を使う上でのも子施設としては J-PARC MLF の他に、JAEA の研

う一つのハードルが、人材の欠如です。たとえ複究用原子炉 JRR-3 を利用し、「産業界の量子ビー数の施設を便利に使える仕組みがあったとして

ム利用技術者の育成と、複数施設のワンストップ

も、それぞれ特徴の異なる量子ビームを理解し使利用の仕組みの構築により、量子ビームの産業利

いこなして研究成果を挙げていく人材を産業界が用成果を最大化する」ことを目指して活動してい独自に育成することは困難です。そこでこれらのます。

課題を解決するための新たな枠組みを考える必要があります。

量子ビーム分析アライアンス構想

具体的には以下のような事業を行っています。
1）企業における量子ビーム利用技術者の育成
・定期的なオンライン授業による量子ビーム科
学教育の実施そこで京都大学の竹中幹人教授を中心に、産業・各施設での学術・施設メンバーと各企業との界と我々施設側からも何人かが参加して約 1 年

共同実験を通じた実験・解析方法の指導

間議論が行われました。そこでの議論から生ま・共通化・標準化された実験環境・解析技術のれたのが QBAA 構想でした。QBAA は産学施設が連携した枠組みです。複数施設のワンストップ利用の仕組みと、企業における量子ビーム利用技術

提供
・学術・施設メンバーによる各企業からの技術相談への対応者の育成をセットにして参加企業に提供して、量

2）複数の量子ビーム施設をワンストップで利用

子ビームを用いた優れた産業利用成果を創出しする仕組みの構築

ようとするものです。QBAA は京都大学の研究者を中心とした学術研究者および化学メーカーを中心とする産業界 16 企業、それに施設側として我 々 CROSS お よ び JAEA が 参 画 し て 2021 年 5

・複数の量子ビーム施設を使用するためのビー
ムタイムの確保
・各施設への利用申請・機密保持等の利用手続
きの簡略化

月に設立されました（代表：竹中幹人京大教授）。

また、QBAA は CROSS 新事業展開部に事務局

QBAA の学術、施設メンバーは、産業界共通の技を置くことで、複数の施設をまたいだこれらの活術課題解決のための共同研究を行うとともに、各動を円滑に進めていきます。

企業の産業利用成果の創出に全力で関わります。

QBAA では、2021 年度フィージビリティ期間

CROSS が運営している上述の「機能性高分子としてすでに各施設での共同実験、および技術研

コンソーシアム」だけではなく、これまで産学官修を実施しており、参加企業メンバーの量子ビーが連携したコンソーシアムという枠組みはたくさ

ム利用技術習得を目指した活動を行っています。

ん存在してきました。このようなコンソーシアム

具体的には 6 月に実施した J-PARC MLF の BL16には産業界や大学など様々な立場の組織が参加しでの中性子反射率に関する共同実験（図 1）を皮ています。これらの組織間の利害関係を調整する

切りに、8 月と 11 月には JRR-3 での中性子ラジため、通常コンソーシアムの運営は施設が中心

オグラフィー、9 月と 11 月には小角中性子散乱

42

CROSS T&T No.70

に関する共同実験を行い、2022 年の年明けからは SPring-8 BL28XU での共同実験を行いました。
またオンライン授業の配信も始めています。1
週間に 1 コマ（90 分）の授業をオンライン配信
しており、2021 年度は年間で約 30 コマの授業を配信する計画です。各講義の講師は、現在日本を代表する量子ビーム科学に関する専門家の先生方で、日本はおろか、世界中を見渡してもこれほど充実した量子ビーム科学を学べる機会はない、と自負しています。QBAA 参加企業からも好評を得ていて、参加企業に所属している人であれば誰でも聴講可能ですが、現在 170 名を越えるメン
バーに参加登録していただいています。来年度は量子ビーム科学分野で近年必要になってきたデー
タサイエンスや DX（デジタルトランスフォーメーション）に関する講義も計画しています。

図 1.

量子ビーム分析アライアンスの J-PARC MLF

BL16 での共同実験の様子

ます。
QBAA の運用期間は今年度から 5 年間で 2025
年度まで続きますが、運用期間中に各参加企業のそして 2022 年 4 月には本格的な QBAA の活量子ビーム利用スキルが向上し、その結果として動拠点として、京都大学産官学連携本部に寄附研

量子ビームを使った産業利用成果が次々と創出さ究部門である「量子ビーム研究部門」を開設するれる姿をお見せしたいと思います。

ことになっています。量子ビーム研究部門ではCROSS は本来業務である J-PARC MLF の中性

専任の教員 2 名（特定教授 1 名と特定助教 1 名）子実験支援で培った中性子実験に関わるスキルをを採用します。この教員が QBAA での各社との活かし、QBAA の J-PARC MLF および JRR-3 での共同実験や共同研究に全面的に取り組むことにな

実験について全面的にサポートします。また「機ります。各企業の若手を中心とした担当者は、あ能性高分子コンソーシアム」の運用ほか、多くのる意味量子ビーム研究部門の学生のような立場

産業利用、産学連携活動を通じて学んだノウハウ

で、共同実験、オンライン授業に参加し、量子を使って QBAA の運用に積極的に関わっていき

ビーム科学に関するスキルを上げていってもらい

ます。

宮﨑

司（みやざき・つかさ）

1963 年 3 月 31 日生まれ。30 年間の企業勤務の後、2016 年総合科学研究機構（CROSS）
中性子科学センターに移り、現在産学連携推進室長兼新事業展開部長。

CROSS T&T No.70

43

Tokaiサイエンス

見え始めたガラスコーティング膜の特異な界面構造～偏極中性子反射率法による非破壊精密分析～
総合科学研究機構 中性子科学センター

阿久津 和宏PHPS は空気中の酸素もしくは水と化学反応を起1．はじめにこし、PDS とアンモニアが生成すること明らかとは無害かつ再利用が可能な材なっている（図 1）。特殊な条件下以外では図 1料であり、身近な場所で利用されている。シリカの反応が材料表面で容易に進行するため、PHPS

ガラスには、主に天然鉱石に含まれる結晶性シリは金属材料、有機高分子材料、陶磁器といった多カや人工的に合成したシリカガラスの 2 種類が種多様な材料への利用が可能であることが既に実存在するが、人工のシリカガラスはその加工性の証されている。一方で、PDS 膜は半導体絶縁層良さから工業用途で多用されている。薄膜状のシなどのような試料内部に深く埋没する状況で使用

リカガラスも広く日常的に利用されており、例えされる事も多く、そのような状態の PDS 膜の構

ばセラミックス前駆体無機高分子などを材料表面

造を高精度かつ非破壊的に分析することは技術的に塗布し、化学反応によりシリカガラスに転化すに困難である。従って、PHPS は多種多様な場面ることで、材料の表面に高品質なシリカガラス薄で活用されているにもかかわらず、その高い汎用膜を成膜できる。そのため、これまでに様々な種性に関する詳細は不明のままであった。

シリカガラス※ 1）

類のセラミックス前駆体無機高分子が開発されてそこで、本研究では非破壊的な薄膜の構造解析

おり、シリカガラス薄膜や有機 / 無機ハイブリッが可能である偏極中性子反射率（PNR）法※ 4）にド材料などの製造に活用されている。

着目し、試料内部に埋め込まれた状態の PDS 薄Perhydropolysilazane（PHPS）は自動車の膜の構造を精密に測定・解析する技術を開発した。

ガラスコーティング、フォトレジストのプライ

ここでは、PNR 技術の概要と PDS 薄膜の構造解

マー、半導体の絶縁層などに使用されるセラミッ析結果について紹介する。

※2

クス前駆体無機高分子であり、室温・大気中で高純度なシリカガラス膜（PDS 膜 ※ 3）へと転化

2．偏極中性子反射率装置と実験試料する優れた材料である。そのため、これまでに中性子反射率法は試料から反射する中性子を測PHPS に関わる多くの基礎科学的・産業的な研究

定し、試料の厚み、密度、粗さ等のナノ構造を分が行われてきた。

析する手法である。大強度陽子加速器施設の物質・

これまでの研究により、材料表面に塗布された生命科学実験施設（J-PARC MLF）に設置された偏極中性子反射率計『写楽』※ 5）では、偏極中性子ビームを利用した PNR 実験が可能であり、本研究では写楽の PNR 率システムを用いてデータの測定を行った。測定試料には、半導体絶縁層の状況を模擬した薄膜試料（ポリプロピレン /PDS/

図 1 PHPS の硬化反応。

44

Si 基板）を作製し（図 2）、実験に使用した。

CROSS T&T No.70

図 2 PDS 薄膜試料のイメージ図

3．偏極中性子反射率法によるシリカガラ
ス薄膜の構造解析。

図 3 偏極度解析前後の PDS 薄膜試料の中性子反射率データ。

中性子は物質を透過する力が高く、従って図 2と T +– は各偏極状態の検極子の透過率、P N は入のような試料内部に深く埋め込まれた状態の薄膜

射中性子の偏極度を示している。上記の式から得の分析も可能である。しかし、中性子には試料中られた偏極度解析後のデータを図 3 に示す。図 36）の影響で中性子反射率データのバックグラウ

おいて偏極度解析後のデータはバックグラウンド

ンドを高めてしまう性質があり、試料内部に埋めレベルが低下し、反射率ピークがより鮮明になって込まれた薄膜の構造解析に悪影響を及ぼすことがいる。
（Åはオングストローム、100 億分の 1 メートル）の水素による非干渉性散乱（→ CROSS ワード※ある。

を見て分かる通り、0.1Å -1 以上のデータ領域に

バックグラウンドを取り除いた中性子反射率

そこで我々は、中性子偏極度解析法（→ CROSS

デ ー タ か ら 得 ら れ た PDS 薄 膜 の ナ ノ 構 造 を 図発生するバックグラウンドを取り除き、質の高いカガラス層の表面に 38Å程度の低密度シリカガ

中性子反射率データを取得する方法を開発した。

ラス層が形成されていることが明らかとなった。

ワード※ 7）を用いて PDS 薄膜試料の水素から4（a）に示す。データ解析の結果、高密度シリバックグラウンドを取り除いた反射率データは、（1）、（2）の式により算出できる。

ここで、Nc は干渉性の中性子強度、NSI は非干渉性の中性子強度、I + と I– は偏極中性子の強度（+の場合は磁場と中性子の偏極の向きが同じで、–の場合は向きが逆であることを示している）、T ++図 4（a）本研究で解析に成功した PDS 膜のナノ構造。中性子散乱長密度は、試料に含まれる元素と密度から計算されるパラーメーター。
（b）ポリプロピレン / 人工シリカガラス（PDS）‘ 混合層 ’ のイメージ図。
CROSS T&T No.70

45

PHPS 1 分子の平均サイズが 40Å程度であるたな低密度シリカガラス層は存在しないと考えられ

め、硬化反応時に最表面に出ている PHPS 分子はる。従って、38Åという極僅かな厚みの低密度

シリカガラスへの転化反応の効率が低く、低密度

シリカガラス層が膜表面に形成されることが人工な層になったと考えられる。さらに、構造解析のシリカガラス（PDS）膜の構造的特徴であり、様々結果は低密度シリカガラス層内にポリプロピレン

な材料との高い親和性の起源であると推察され成分が入り込んだ ‘ 混合層 ’ のような領域が形成る。

のガラス板や高密度シリカガラスには、このよう

4．フーリエ変換による構造解析への中性
子偏極度解析法の活用されていることも示している（図 4（b））。通常※1

シリカガラス

シリカガラスの主成分は二酸化ケ イ 素（SiO2） で、SiO2 の 純 度 が他のガラスに比べて高いという特徴がある。
※2

PHPS

X 線・中性子反射率データのフーリエ変換による解析法は、モデル構造に依存しない、より客観的な膜の深さ方向分布を得るための有用な手法の一つである。しかしながら、データのバックグラ

セラミックス前駆体無機高分子の一つであり、ウンドレベルが高いと適切なフーリエ変換処理がと窒素 (N) が抜け出し、シリカガラス (SiO2) 膜がデータのバックグラウンドレベルを低減すること

大気中での加水分解・酸化反応により、水素 (H)
生成する。
※3

PDS 膜

PHPS が高純度シリカガラスに転化した際のシリカガラス膜の略称。英語の正式名称は、PHPS
derived silica layer。
※4偏極中性子反射率（PNR）法

中性子反射率法は、試料により反射する中性子を測定し、試料の表面・界面及び薄膜の構造（試料の厚み、密度、粗さ等）を分析する手法である。

できなくなるため、中性子偏極度解析法によりはフーリエ変換による解析にも有効だと考えられる。

図 5 は、偏極度解析前後の中性子反射率デー

タをフーリエ変換した結果である。図 5 のデー
タのピークの位置は、基板上に存在する全ての膜の合計膜厚に対応している。図 4 に示した解析結果から、合計膜厚は 157Åと見積られており、加えて、中性子には小さな磁石として振る舞う性

偏極度解析後のデータのピーク位置（159Å）は

極中性子ビーム』を利用すると、磁性材料の分析

データはピーク位置（172Å）が大きく異なって質もあり、この中性子の磁石の向きを揃えた『偏それと良く一致している。一方、偏極度解析前のや反射率データ中の水素由来のバックグラウンド

おり、正しい変換処理が出来ていないことが示唆を取り除くことが出来る。
※5

偏極中性子反射率計（写楽）

J-PARC MLF の BL17 ビームポートに設置された中性子反射率計であり、高精度・大強度の偏極
中性子ビームを使用した実験が可能。
※6

非干渉性散乱されている。従って、中性子偏極度解析法によりデータのバックグラウンドレベルを低減すること
は、フーリエ変換による解析にも有効であると言える。

中性子散乱には、物質により回折を起こす干渉性散乱と回折を起こさない非干渉性散乱の 2 種類があり、軽水素は強い非干渉性散乱を起こす性質がある。
※7

中性子偏極度解析法

偏極した中性子が軽水素により散乱される際、ある割合で中性子の偏極（磁石）の向きが反転する。従って、中性子偏極度解析法を用いて偏極が反転した中性子を測定・分析することで、軽水素による非干渉性散乱中性子のバックグラウンドを取り除くことが出来る。

46

図 5 偏極度解析の有無がフーリエ変換結果に与える影響。

CROSS T&T No.70

また、本研究で開発した中性子偏極度解析法に

5. おわりに
本報告では、偏極中性子反射率法による人工シ
リカガラス界面の精密構造解析結果について紹介した。今回報告したようなシリカガラスと樹脂の混合層が形成される現象は、PHPS のようなセラ
ミックス前駆体無機高分子を用いたシリカガラス
膜に特異的なものであると考えられる。人工ガラ
スコーティング膜特有の構造的特徴が明らかとなったことで、これまで謎に包まれていたガラス
コーティング膜の高い汎用性の起源が顕になり始めている。本研究で得られた知見は、今後のセル
ロース等の天然資源材料への PHPS コーティング

よる薄膜の精密構造解析技術は他の薄膜試料に対しても有効であり、今後、様々な材料の構造や機能の解明に貢献していくものと期待される。
謝辞
ここで紹介した研究内容は、2020 年に学術誌『Polymers』に掲載されたものである（DOI 番号：
https://doi.org/10.3390/polym12102180）。
J-PARC MLF 写楽の装置メンバーには偏極中性子
反射率実験に関して多大なご協力を頂いており、ここに記して謝意を示す。

法の開発に応用される見込みである。

阿久津

和宏（あくつ・かずひろ）

2005 年茨城大学理学部卒業。2007 年同大学大学院理工学研究科修士課程修了。
2010 年 10 月同大学大学院理工学研究科博士課程単位取得満期退学し、2013 年
3 月博士課程を修了。2010 年日本原子力研究開発機構特定課題推進員を経て、2011 年 11 月に総合科学研究機構に入社。入社後は、共用ビームラインの利用支援業務に従事。2013 年度からは BL17 写楽の装置担当者として、反射率ユー
ザーの利用支援及び装置の開発 ･ 高度化の業務に従事。2017 年度からは、利用支援の一環として試料重水素化技術の導入 ･ 高度化を実施している。専門は、有機光化学、錯体化学、表面 ･ 界面化学。

クロス俳壇

秋から冬への移ろいを味わい

歳事を楽しむ新米や下宿に届く母の愛

お帰りと大手で迎へる雁の群れ

炉開きや席入り前の一呼吸

山茶花や無沙汰をわびる墓小路

宛名書く万年筆も師走かな

クラツカー笑いも弾け聖夜澄む

初もうで振る舞い菓子へ小さき手

方丈に湯気の花咲く初点前

山口恭弘

CROSS T&T No.70

47

Tokai

サイエンス

J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）では中性子ビームを使って様々な材料の特性を測定す
る実験が行われている。リチウムイオン電池の電極の様子を充電・放電しながら観察したり、超伝導材料の特性を極低温で測定するなど、実験はどれ 1 つとして同じものはない。都度最適な設定に変更するため、様々な消耗品が必要になる。CROSS では、MLF での実験支援のため、約 800 種
類の消耗品を提供している。品目は、ねじ、配管用の接ぎ手からテープ類まで多岐に亘る。MLF
で実験中の研究者はこれらを必要に応じて（休日や夜間でも）持ち出して使用するため物品の管理は容易ではない。そこで、これらの消耗品の管理を合理化するため、QR コードを導入した。この取り組みにより CROSS は J-PARC センター令和２年度良好事例表彰 創意工夫賞を受賞した。「消耗品の管理に限らず、実験機材類なども適切に管理することで、より安全な実験環境の形成や研究成果へと繋がっていく」ことが期待される。（編集部）

実験用消耗品管理への Q R コードの適用～利用支援の効率化に関する取り組み～
総合科学研究機構 中性子科学センター
1. 背景
CROSS 中性子科学センターは、大強度陽子加

大内啓一

桐山幸治

ため、利用者により記入内容が異なることがある。また、記入内容不足により、使用した消耗品を特定できないことがあった（色等）。

速器施設（J-PARC）の物質・生命科学実験施設

3）乱筆の場合、読み取れないことがあった。

（MLF）でのユーザーの中性子実験を支援する

4）使用状況を把握するためエクセル等へ転記（手ため、実験用消耗品（以下、消耗品という）を入力）し、集計していたが、転記ミスをする

MLF の実験準備室に用意し、提供している。しことがあった。

かし、消耗品を使用する場合の持ち出し手続きが煩雑である等の課題があったため、QR コードの適用により改善を図った。
今回、その消耗品の管理方法の改善による利用支援の効率化に関する取り組みついて報告する。

2. 従来の管理方法

5）未記入と思われるケースがあった（数量が明らかに合わない）。

3. 新しい管理方法
この状況の改善のため、3.1 の方針を立て、3.2システム化、3.3 カスタマイズ、3.4 消耗品提供

従来、消耗品を使用する際は、使用情報として、

図 1 に示す事項（日付、日付、所属、使用場所、連絡先、品名、型番、数量）を持出簿に記入して貰っていた。
この手続き方法には次の 5 つの課題があった。
1）一品ごとに一行に記入することから、複数品種を使用する場合、記入に時間がかかる。
2）品名、型番等の記入内容が利用者任せになる

48

図1

従来の記入例（一部ぼかし）

CROSS T&T No.70

場所の整理に取り組んだ。
3.1 方針ると考え、より単純な操作となるよう次の変更を行った。

1）品数によらず、簡単、短時間で手続きできるようにする（筆記は止める）。
2）品名、型番については、管理システム側で準備したものを選択する程度とする。
3）使用状況をデジタル情報として保存できるよ

1）利用者 QR コード、使用場所 QR コード、消耗品 QR コードを区別できるように、QR コー
ドの設定ルールを見直した。
2）QR コードをスキャンした場合、該当欄に自動的に上書き入力されるようにした。
3）QR コードのスキャンは順不同とした。

うにする。

3.2 システム化

4）入力情報が正常に登録された場合、利用者名、改善を短期間、低コストで実現するため、既存使用場所は残したまま、消耗品名と数量をクリの在庫（倉庫）管理システムを流用することを前アするようにした。

提に、利用者がスキャナ操作に不慣れであること

以上のカスタマイズにより、1 回目の手続きでを念頭に入れ、インターフェース部分のみをカス

は、スキャン 3 回＋数量入力 1 回＋登録ボタン

タマイズすることとした。

の操作だけで使用情報の登録手続きができるよう【仕様概要】になった。さらに手続きを続けたい場合は、消耗

・コード：QR コード（デンソーウェーブ社の登品 QR コードのスキャンと数量入力の繰り返しだ録商標、特許はオープン）・デバイス：ハンディスキャナ（KEYENCE 社、

けで、手続きができる。

3.4 消耗品提供場所の整理
今回の管理方法の変更に当たり、消耗品一品毎

BT-W85）・スキャナでの入力項目
利用者名、使用場所名、消耗品名、数量【使用する QR コードの種類】
・利用者 QR コードに QR コードを貼らなくて良いように、消耗品を箱等に入れて消耗品棚を整理した（図 3）。

4. 課題
使用手続き情報はハンディスキャナ内に蓄積さ氏名、所属、連絡先（TEL）を添えた使用申請れるため、USB 接続経由で外部パソコンに取りに対し、利用者 QR コード（シール）を発行する。

出し集計することができる。しかし、この方法で・使用場所 QR コード

はリアルタイムの数量管理ができないため、適宜消耗品保管棚に使用場所Ｒコード一覧表を掲

消耗品提供場所で在庫を確認し、不足消耗品を補示する。

充することが必要である。ネットワーク経由での・消耗品 QR コード

データベース利用によるリアルタイムな数量管理

品種ごとに箱等に QR コー
ドシールを貼る。

3.3 カスタマイズ

選定したハンディスキャナ

（図 2）用に製品化されていたソフトでは、スキャンする
情報の入力欄を選択し、該当する QR コードをスキャンする作業を必要な情報数だけ繰
図2

ハンディス

キャナ（KEYENCE
社 BT-W85）

CROSS T&T No.70

り返し行う必要があった。しかし、カーソルキーやタップ
操作自体が利用者の負担にな

図3

消耗品保管棚の様子

49

については今後の課題である。
謝辞

5. まとめ

消耗品の使用者においては、“ 欠品、あるいは、本報告では、MLF で実施している消耗品提供

残り少ない ” といった連絡等により消耗品管理にに関する管理方法の改善について紹介した。消耗

対して多大な協力を頂いている。また、J-PARC品の整理（QR コード貼り付け）と併せて、利用センターにおいて、本取り組みが “ 令和 2 年度

者にやさしいシステムを構築できたと考える。今

良好事例表彰 ” を受賞した。ここに記して謝意を後も引き続き適切な消耗品の管理を行いたい。

示す。

大内

啓一（おおうち・けいいち）

桐山

幸治（きり

やま・こうじ）

2013 年に一般財団法人総合科学研究機構
入所。機構では研究開発部利用実験チーム

総合科学研究機に在籍し、J-PARC 物質・生命科学実験施設

構中性子科学セン（MLF）の「MLF 機器安全チーム」の一員

ターとして、実験機器の安全確認や実験支援に

安全管理室

課長、衛生管理者関する業務を担当すると共に、ユーザーの博士（理学）

中性子実験を支援するための実験用消耗品の管理を担当。

CROSS and RELEASEが観察できた。このような特徴

筑波大学 2021 年 11 月 10 日発表

は、 ヒ ト の NASH 病 態 で 観 察

肝炎をわずか 3 日で発症するマウス
高コレステロール食で NASH モデル

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/pdf/p20211110140000.pdf

飲酒をしなくても、脂肪肝から肝臓の病気が進⾏する⾮アル
コ ー ル 性 脂 肪 性 肝 炎（NASH）と呼ばれる病態がある。⽇本
ではおよそ 300 万⼈が罹患し、そのうち 15 万⼈が肝硬変や肝細胞癌を発症すると想定されるが、NASH 発症のメカニズムは未だ分かっていない。
筑波⼤学医学医療系の濱⽥理⼈助教らの研究グループは、先天的にメラニン⾊素が⽋乏した
アルビノ化を引き起こすチロ
シナーゼ遺伝⼦（TYR 遺伝⼦）に着⽬し、この遺伝⼦に変異を持つアルビノマウスに⾼コレス

50

テロール飼料（HCD）を与えると、わずか 3 ⽇間で肝臓における脂質の蓄積、肝細胞の肥⼤、炎症細胞の浸潤、線維化等が起
こ り、 ヒ ト の NASH 病 態 が よく再現できることを発⾒した。
HCD を与えたアルビノマウ
スの肝臓は⼤きく、⽩くなっていた。肝炎の指標値が、野⽣型
マウスに⽐べ 20 倍も⾼くなることも分かった。組織学的に解析すると、アルビノマウスの肝臓では、野⽣型マウスと⽐較して多くの脂肪滴の蓄積、広範囲の線維化、多くの免疫細胞の浸潤、コレステロール結晶の蓄積されるものとよく似ており、アルビノマウスへの HCD 負荷はNASH モデルとして利⽤できると考えられた。
アルビノマウスが⽰す NASH
病態の原因として、⾷事からのコレステロール吸収が異常に⾼くなっていることが考えられた。TYR 遺 伝 ⼦ の 変 異 に よ り
コレステロール代謝に異常が起
こ る こ と な ど か ら、TYR 遺 伝⼦が、これまで知られていな
か っ た NASH 発 症 の 遺 伝 的 要因の⼀つである可能性が⽰唆された。
このマウスは、世界で最も短期 間 で NASH を 発 症 す る マ ウ
スモデルとして、NASH 発症の遺伝的メカニズムの解明、新規の治療法の開発に活⽤されると期待される。
CROSS T&T No.70

Tokaiサイエンス

化学薬品管理の電子化とその情報活用～ DX 化による化学薬品管理業務の変化～
佐原雅恵

阿久津和宏

1．CROSS ユーザー実験準備室の化学薬品
管理総合科学研究機構 中性子科学センター

上田実咲

桐山幸治

鈴木淳市

する興味深い統計情報について紹介する。

総 合 科 学 研 究 機 構 中 性 子 科 学 セ ン タ ー（ 以２．化学薬品電子管理システムの導入と新たに得られた知見

下、CROSS という）は、大強度陽子加速器施設

最近、国内の様々な場所で業務効率化を目的と（J-PARC）の物質・生命科学実験施設（MLF）のした情報の紙ベース管理から電子管理への移行が

中性子利用促進活動を行っているが、ユーザーが進んでいる。情報の電子化は IT 化の最も端的な中性子実験用の試料の合成、調整及び分析等を行例であり、IT 化による非効率な書類作業等の削えるように、
CROSS にユーザー実験準備室（以下、減は確実に進んでいる。このような IT 化による

Lab という）
を整備し、運用している。Lab では、

業務効率化は業務の “ 量的変化 ” に相当するが、様々な種類の化学薬品が使用されているが、これIT を活用し業務の “ 質的変化 ” を生み出すことはらの化学薬品については該当法令に則った保管管

デジタルトランスフォーメーション（DX: Digital[1]

理及び使用後の廃棄処理が行われている。

Transformation）*2 と 呼 ば れ る。CROSS で は、以前の記事 [2] で紹介したように、CROSS では

電子管理システム及びその情報の活用による新し

産業廃棄物処理に係る処理業務に電子マニフェス

い化学薬品管理形態の構築（DX 化）を目指して

トを導入し、情報管理の合理化を図った。この書
類及び諸手続きの電子化*1

おり（表 1）、以下にその事例を紹介する。

は安全管理業務の効

電子管理システムでは、化学薬品の使用日時・率化だけでなく、書類の記入漏れ・ミスの大幅な量に加え、分類や保存期間等の情報が記録される。

減少にも繋がり、大きな恩恵があった。一方、化そのため、電子管理システムは実験ノート代わり

学薬品管理業務は 2019 年度までは紙ベースで作の記録媒体、即ちバックアップとしての機能も有業が行われ、多くの労力が割かれている状況でしている。また、電子管理システムを導入し、化あった。そこで、この問題を解決すべく、2020

学薬品の購入・使用情報を統計処理、分析するこ

年度に Lab に化学薬品の電子管理システムを導とで、Lab 全体の化学薬品の使用動向を詳しく知入し、運用を開始した。本記事では、化学薬品電ることが出来る。図 1 は、Lab で管理している化

子管理化の現状とその結果得られた化学薬品に関

学薬品のうち購入から 5 年以内に全量を使用し

表 1 IT 化・DX 化による化学薬品管理業務の量的・質的変化

CROSS T&T No.70

51

図 1 Lab で購入から 5 年以内に全量が使用された化学薬品の本数の種類別の割合

図 2 エタノール、重水、酸（硝酸 + 塩酸）の使用量の推移（2012 年度上期の使用量を 1 としている）て、化学薬品使用の統計情報を分析することで、た本数の種類別の割合（2021 年 9 月末現在）でLab を使用するユーザーの研究動向の分析が可能

あり、化学薬品を毒物

となる。

*3

、劇物

*3

、危険物

*4

、そ

の他の 4 種類に分類して示している。

図 2 は、化学薬品の半年ごとの使用量の推移

まず、危険物に該当する化学薬品の使用済率がを示したグラフで、最も使用頻度が高く、様々な

61% と高いことが分かる。危険物系の化学薬品

種類の実験で使用されるエタノール、中性子関係には変性・揮発し易いものが多く、消費速度が速の実験での使用が多い重水、無機化合物の洗浄等い。特に、エタノール、アセトン、ヘキサン等のに主に使用される塩酸 + 硝酸の 3 種類を代表的危険物第四類に相当する有機溶剤

は使用済率

な化学薬品として取り上げている。エタノールはが 64% と高い。一方、毒劇物やその他の一般薬

多くの実験で使用されるため、その使用量は Lab

品では、使用済率は 40% 以下と低い。劇物全体の使用頻度と相関があると考えられる。エタノーの使用済率は 53% であるが、そのうち有機溶剤

ルの使用量の傾向から、Lab の使用頻度は 2012に該当する劇物の使用済率は 100% であり、危年度上期以降増加傾向にあったが、2017 年度上

険物第四類の有機溶剤と同様に使用効率は極めて期に急激に低下し、それ以後、再び増加に転じた高い。

ことが読み取れる。塩酸＋硝酸の使用量は 2015*5

このように、Lab では有機溶剤系の化学薬品の

年度下期以降、極めて少なくなっている。これ

使用頻度が高く、消費速度が速い傾向が見えてきは、Lab における無機化合物の使用頻度の低下をた。一般的に化学薬品を長期保存すればするほど示唆しており、グラフの形状からはその使用量が酸化や吸湿等の影響で化学薬品及び保存容器は劣大きく回復することは無いように見える。 一方、化する傾向があり、そのような化学薬品を実験で重水の使用量は 2018 年度下期に急激に増加し、使用することは実験再現性の観点からも好ましく2019 年度上期から 2020 年度上期は減少したもなく、安全管理の観点からも望ましくない。これのの、2020 年度下期以降は再び多くの量が使用らの結果から、Lab では有機溶剤系以外の化学薬されている。CROSS では 2017 年度に試料重水

品は 5 年以内に完全に消費される割合の低いも素化のための装置を導入し [3]、2018 年度から稼のもあり、それらについては購入量を減らす調整

働を開始した。そのため、2018 年度下期に重水が望ましいことが分かった。

の使用量が急激に増加し、現在に至っていると考3．化学薬品電子管理情報から見える研究動向えられる。これは、Lab において試料重水素化実験が高い頻度で継続されていることを示唆しており、今後も暫くはその高い頻度が継続しそうな様

Lab では試料合成・調整等が行われているため、子が伺える。これらのデータを踏まえると、今後

化学薬品の使用状況はその時々の Lab の使用頻の Lab の利用者数増加を見据えた対策、例えば、

度・傾向を強く反映していると考えられる。従っ機器の遠隔操作化や無人運転化等を講じる必要性

52

CROSS T&T No.70

謝辞が見えてきた。

CROSS の Lab 運営会議メンバーには、Lab の4．まとめ

化学薬品管理に関して多大な協力と貴重な意見を本記事では、CROSS における化学薬品電子管

頂いており、ここに記して謝意を示す。

理化の取り組みと DX 化の事例を紹介した。
化学薬品の電子管理により、化学薬品管理業務の効率は飛躍的に向上した。さらに、化学薬品の使用頻度・傾向から、Lab のユーザーの過去・現在・未来の研究動向をある程度推測できることを示した。このように化学薬品使用についての情報処理が容易になったことで、研究活動に有用な化学薬品に関する情報を抜き出してユーザーへフィードバックすることも可能となった。これらの情報をユーザーの中性子利用促進や CROSS の業務効率化に繋げることも今後の化学薬品管理業務の新しい役割になると考える。

参考文献[1] 坂口佳史ら、CROSS 東海ユーザー実験準備室の紹介、日本中性子科学会誌「波紋」（2014）Vol.24, No.1, pp.60-61.
[2] 佐原雅恵ら、CROSS における産業廃棄物管理の取り組み～廃棄物のことは廃棄する者が一番分かっている～、CROSS T&T（2021）No.67,
pp.51-53.
[3] K. Akutsu-Suyama, et al. JPS Conf. Proc.
（2021）, 33, 011150.

佐原雅恵（さはら・まさえ） 総合科学研究機構 中性子科学センター 研究開発部

阿久津和宏（あくつ・かずひろ） 総合科学研究機構 中性子科学センター 研究開発部
上田実咲（うえだ・みさき） 総合科学研究機構 中性子科学センター 研究開発部

桐山幸治（きりやま・こうじ） 総合科学研究機構 中性子科学センター 安全管理室

鈴木淳市（すずき・じゅんいち） 総合科学研究機構 中性子科学センター 研究開発部

※1

電子化

本や申請書など、今まで紙をベースにやり取りしていたものを電子データに置き※2

換えること。

デジタルトランスフォーメーション（DX）

組織が、IT やデジタル ･ テクノロジーなどの手段を業務に取り入れてサービスやビジネスの変革を進めること。
※3

毒物、劇物

毒物及び劇物取締法により取り扱いなどが規定されている化学物質であり、毒性の強い順に「特定毒物」、「毒物」、「劇物」に分類されている。
※4危険物

消防法で定められている化学物質であり、火災発生・拡大の危険性が高いもの、消火が困難であるものがそれに該当している。
※5

有機溶剤

水素、炭素、窒素、酸素を中心とした元素で構成される常温で液体の物質である。一般に揮発性が高く、作業者の呼吸を通じて体内に吸収され易い性質がある。

CROSS T&T No.70

53

Tutorial

TIST 筑波研究学園専門学校

幼児教育専攻学生へのキャリア形成支援～職業レディネステスト追調査を通して～

筑波研究学園専門学校 こども未来学科
1 実践的職業教育における質保証に向けた課題
学業生活と職業生活を両立した生涯学習社会の推進に向け、幼児期から高等教育期を通じたキャリア教育・職業教育の在り方について、2011 年
１月の中教審答申「今後の学校におけるキャリア
教育・職業教育の在り方について」では、学校段
階や教育界・産業界等を超えた各界一体化によるキャリア形成支援が提唱された。ここでは、高い
若年層の失業率や非正規雇用率を課題としながら、若者の「学校から社会・職業への移行」の円滑化に向け、「基礎的・基本的な知識・技能」か
ら「専門な知識・技能」に至る「社会的・職業的

表1

秋葉

純

専修学校教育振興策の骨太方針< ３つの柱 >Ⅰ人材養成（専修学校教育の人材養成機能の向上）
Ⅱ質保証・向上（専修学校教育の質保証・向上）
Ⅲ学習環境（学びのセーフティネットの保障）< ２つの横断的視点 >（１）特色化・魅力化支援（専修学校全体のレベルアップ・地位向上を応援）（２）高度化・改革支援（より優れた専修学校の取組を応援）「これからの専修学校教育の振興のあり方につい

自立、社会・職業への円滑な移行に必要な力」をて」2017 年３月より

育む職業教育の充実や若者の社会的・職業的自立

野を深く学べる」「目指す資格が取得できる」「先

注 1）

。

生と生徒の距離が近い」特質を生かしながら、地

一方、高等教育機関の一翼を担う専門学校に対域において求められる人材像ニーズを踏まえつつしては、入学学生の職業理解の未深化や明確な目

地域社会と連携し、「専門分野の知識・技術を実

標意識未形成の課題に対し、「十分な職業理解や際に活かせる力」
を育成することが明記された注 3）。

目的を持たせた上での一人一人のキャリア形成支

その一方、専門学校教育の魅力化に向け、教育援」を目標に、入学後の早期段階から明確な目標の質を保証しながら、定量的評価を活用し学生の意識を持った学生自身のキャリアプランニング能

専門性選択に向けたキャリア形成支援を行うこと

力や課題対応能力を育成することや、適性検査やも併記された注 4）。

の推進が提言された。

個別面談の実施等を通したキャリア形成支援の推進が要請された注 2）。

2 職業レディネステスト（VRT）の活用

これらの提言を受け、専門学校（専修学校専門

本校では学生のキャリア形成支援ツールとし課程）における職業教育の振興について、2017て、 労 働 政 策 研 究・ 研 修 機 構 発 行 に よ る 職 業

年 3 月の〈これからの専修学校教育の振興のあ

レ デ ィ ネ ス テ ス ト（ 以 下、「VRT」（Vocational

り方検討会議〉による「これからの専修学校教育

Readiness Test））を活用している。

の振興のあり方について」では、社会に対する専

VRT は、中等教育段階及び職業相談機関での門学校教育の責務をふまえ、「人材養成」「質保証・

進路指導・職業指導における生徒・求職者の自己向上」「学習環境」の 3 項目を基本に、「専門分

理解及び職業意識の啓発を目的に 1972 年に開発

54

CROSS T&T No.70

表2
Ｒ

現実的領域

Ｉ

研究的領域

［Realistic］

Ａ
図 1 ホランドの６領域図

され、一般的に広く活用されている心理検査であ
注５）

る

。

検査は被験者の職業的発達における〈準備の程Ｓ
ＥＣ

職業興味の 6 類型（RIASEC）の特徴…機械や物を対象とする具体的な活動をすることが好き（例：技術者、機械オペレーター）…研究や調査などのような活動をすることが好き［Investigative］（例：研究者、学者）
芸術的領域［Artistic］

社会的領域［Social］…音楽、美術、文芸など芸術的な活動をすることが好き（例：ミュー自社、デザイナー）…人に接したり、奉仕的な活動をすることが好き（例：教員、販売員）

企業的領域…新しい企画を考えたり、組織を動かすような活動が好き

慣習的領域…定まったやり方にしたがって、手堅い活動をすることが好き［Enterprising］（例：放送ディレクター、会社経営者）［Conventional］（例：事務員、会計士）※各領域の下位項目については調査１、２の通り

度（レディネス）〉を、職業興味や職務遂行の自〈仕事と職業の六角形〉図中に示される下位項目

信度及び日常生活の基礎的志向性から総合的に捉のうち、VRT「結果の見方・生かし方」において、えるものである。そして被験者の「職業志向性」を、

本学科学生が目指すべき保育士 / 教員への適合領

具体的職業場面における興味（A 検査）と、その域とされる S 領域（社会的領域）、さらに隣接す

遂行への自信の程度（C 検査）から測定し、測定る A 領域（芸術的領域）（図 2 参照）注 7） の下位

結果による個人の職業志向性を J. ホランドの職

項目を無作為に再配列した質問紙調査を実施したに基づいた 6 類型（表 2「職業興（「職業レディネスアンケート（誌面の都合により

味の 6 領域（RIASEC モデル）」）にあてはめ、そ省略）」）。対象は本校子ども未来学科の学生であの後の職業理解への深化に向けて関連する職業例

り、回答学年及び有効回答数は本学科学生 4 年との照合を促している。

生（16 名 女 15 男 1）、2 年生（69 名 女 62 男７）、

業選択理論

3

６）

本調査の設定１年生（93 名 女 81 男 12）である（日程の都合により 3 年生は未実施）。

本調査は、VRT 下位項目群を基にした追調査

追調査における調査 1 ～ 3 の結果から、被験である。ここでは、VRT ワークシートにおける者群の職業興味の志向とそれに対する自信度に対する学年ごとの経年変化を整理し、結果について考察した。
なお、男女比については母集団数の偏りにより特筆すべき場合以外は考察対象から除き、被験者の職業志向先について、ここでは「保育教育」分
野と呼ぶこととした 8）。

4

結果の考察

（1）興味の志向について（調査 1・調査 2）
A）下位項目 1 について（調査 1）① 調 査 1 に よ れ ば、6 領 域 S 領 域 に 属 す る
No15、No18、No19 の回答数が圧倒的に多く、これに次いで S 領域 No １、A 領域 No12、No26
図２ 仕事と職業の六角形図（部分）CROSS T&T No.70が多かった。このことから在籍学生の将来の職業
イメージは大方社会通念との整合性を保ち、職業55

的発達が比較的順調に進んでいることがわかる。

B）下位項目 2 について（調査 2）② 一方、これ以降の回答項目を見ると、A 領域①調査 2 によれば、S 領域 No8、No9 に関して、所属のＮ o23、No25 に比べ、Ｅ領域 No9、Ｉ領「はい」の割合がほぼ半数であり、これに A 領域

域 No27、C 領域 No4 の回答数が多く、保育教育

No14 が続くことは、児童の豊かな感性を育む幼分野の職業イメージとして、自己の感性や創造性

児教育志望者としては適切であろう。これに続いに比べ実務面における陶冶性を重視していることて A 領 域 No13、No15 や E 領 域 No7 が 続 く こが推察できる。

とは、児童の表現力を育む立場への志向として望③ちなみに、S 領域項目の中で No16 の回答数

ましい結果であると考える。

が圧倒的に少数であることは、その理由を含め②一方、C 領域 No3 の回答数が多いことは興味て注意が必要である。ただし No16 項目が No9、深い。様々な個性を基に日々発達を続ける児童を

No27、No 4 項目と同等に価値づけされているこ

目の前に、健康調査など組織的・計画的な活動をとは、保育教育分野での対人奉仕の側面に学生が求められる保育教育従事者の活動イメージに対意識をおいていることがわかる。

し、学生が真摯に向き合っていることを示唆する。

④また、一定数の学生が 6 領域における S・A 領

しかし、学生が抱くその具体像については今後他域に対する対称領域である R・C 領域に興味を示の方法も検討しながら明らかにしていきたい。

していることも特質される。この点については、C）興味の志向の経年変化について

職業教育機関としての本校に対し、学生の望まし調査１結果によれば、S 領域 No1 と No20 のい自己表現をどのように支援するか、課題が提起

数値において経年上昇がみられた。これには学生されている。

が 2 年次以降、各事業所等での実習を経るに従い、

調査１ 興味の志向に関する回答結果〈下位項目１〉（複数回答）

保育教育の現場において周囲との協調関係が重要であることを経験したためと推察できる。また、現場での保育士や幼児教育者の児童や保護者等に対するあり方が、単に「接する」のみで無く、一定の指導性が求められることを実習から実感した
調査２

興味の志向に関する回答結果〈下位項目２〉

56（複数回答）

CROSS T&T No.70

No25、No26 の自信度が経年低下している。こと推察できる。
調査 3 では各項目内容への自信度を求めた。S・

れは日常の学習を重ねて自己の能力や感性に対す

A 各領域ごとの自信度の経年変化については、上る自信を低下させている学生の存在を伺わせるも級学年ほど数値は高く、学習を重ねるにつれ、自のであり、今後学生の自信喪失及び興味志向の転

己の職業志向について自信が高まっていることが換に対して、個別のカウンセリングや指導が求めわかる（表 4）

注 9）

られる。

。

これを個別の項目ごとの経年変化をみると、

表５

No15、No19、No20 の 自 信 度 が 上 級 学 年 ほ ど
高く、全体的な自信度との相関は高いと言える

（表 5）
。

各項目別自信度の経年変化

S 領域※網かけは学年ごとの最頻値。

一方、S 領域 No16、No18 及び A 領域 No23、
調査 3 自信度に関する経年変化（領域別の平均値）
女
S 領域項目
A 領域項目

表４

4年

男

3.58
3.53
4.25
3.65
3.65
－

３年

女
3.41

3.47

男

女

１年
男
3.38

4.00 3.35
3.61
3.46
3.24
3.40
4.00 3.28
2.92

興味の志向における総数・学年別回答順位※S・A 領域の項目は網かけしてある。

A 領域

CROSS T&T No.70

57

5

論と実際

まとめ

5 訂版』雇用問題研究会 2018 年等を参照。また、雇用問題研究会「職業研究」2013

本稿では、本学科学生の職業興味と準備程度の詳細及び経年変化を整理してきた。本検査は、被検査群への横断調査であるため、個人内面の経年変化を示すものではなく、全体的な傾向を測るに過ぎない。
一方、このような客観的・定量的調査をもとに、事後の個別カウンセリングや心理的・技能的な指導等の具体的支援の実施は今後の課題である。地域の中核的な人材を養成する専門学校教育にとって、職業生活を目前とした学生の自己実現欲求の充足は最大の課題であり、手立ての充実が望まれる。
さらに、職業教育におけるインクルーシブ教育の推進や、特別な配慮が求められる学生への支援
及び社会人学生のリカレント教育等、社会の変化に対応した柔軟性ある試みについて、今後本校の実践を少しずつ紹介していきたい。
注１）中央教育審議会「今後の学校におけるキャリア

秋季号にて VRT 及びその土台となったホランドの職業選択理論について特集が組まれている。

注６）ホランドは、個人のキャリアやパーソナリティの発達を〈人と環境の相互作用〉ととらえ、彼は個人の職業志向を「職業興味の 6 類型」を自己理

解と職業理解（環境理解）の準備程度及び職業的満足の傾向から 6 領域に分類した。詳しくは、ホランド前掲書を参照。

注７）VRT における職業分類ついては、被験者に配布される VRT「結果の見方・生かし方」を参照。

注８）幼児教育のとらえ方については、さしあたっては河野和清編『現代教育の制度と行政（改訂版）』
福村出版 2017 年を参照。

参考文献

河野和清編（2017）現代教育の制度と行政（改訂版）．
福村出版，東京

ジョン＝ホランド（2013）ホランドの職業選択理論（渡辺三代子ら訳）．雇用問題研究会、東京

木村周（2018）キャリアコンサルティング 理論と実際

5 訂版．雇用問題研究会、東京

渡辺三代子（2013）「職業選択はパーソナリティの表現です」職業研究 2013 秋季号

2013 年 3 月

教育・職業教育の在り方について（答申）」2011

室山晴美「職業レディネステスト［第 3 版］の開発」

注２）中央教育審議会「今後の学校におけるキャリア

室山晴美「大学生等に向けた実施のためのガイドブッ

年 1 月 序章、第 1 章 P1 ～ 27

教育・職業教育の在り方について（答申）」2011
年 1 月 第 4 章 P66 ～ 88

注３）これからの専修学校教育の振興のあり方検討会

議「これからの専修学校教育の振興のあり方について」2017 年 3 月 Ⅰ基本的方向性 P2 ～ 8

注４）これからの専修学校教育の振興のあり方検討会

議「これからの専修学校教育の振興のあり方について」2017 年 3 月 Ⅰ具体的施策 P11

注５）現在は 2006 年の第 3 版が活用されており、職業レディネステスト（VRT）の詳細については、
さしあたって、ジョン＝ホランド『ホランドの職

業選択理論』（渡辺三代子ら訳）雇用問題研究会
2013 年、木村周『キャリアコンサルティング 理

職業研究 20162016 年 10 月

クと職業リストの作成」職業研究 2013 秋季号
2013 年 3 月

雇用問題研究会普及促進課「職業レディネステスト（ＶＲＴ）の今日的意義と大学・短大での活用」職
業研究 2013 秋季号

2013 年 3 月

中央教育審議会「今後の学校におけるキャリア教育・
職業教育の在り方について（答申）」 2011 年 3月

これからの専修学校教育の振興のあり方検討会議「これからの専修学校教育の振興のあり方について（報告）」 2017 年 3 月

労働政策研究・研修機構「中学生、高校生の職業レディネスの発達」（労働政策研究報告書 No87） 2007年5月

職業教育・キャリア教育財団「専修学校中堅教員等

秋葉純（あきば・じゅん）

研究委員会」報告書

筑波大学第二学群日本語・日本文化学類卒業
科教育専攻社会科教育コース修了

2020 年 3 月

筑波大学大学院教育研究科教修士（教育学）

公立高等学校教諭、JOA 日本語学院講師、野田鎌田高等専修学校講師を経て、現在筑波研究学園専門学校こども未来学科講師

58

CROSS T&T No.70

Tutorial

TIST 筑波研究学園専門学校

共生社会の実現に向けて～ヤングケアラーに寄り添うために～
筑波研究学園専門学校 こども未来学科
はじめに

栗山

智子

未婚・離婚・晩婚・晩産などの家族形態が多様化するなかで、シングル介護、多重ケア、遠距離介

2004 年公開の日本映画『誰も知らない』を初

護、老老介護など、ケアの形の多様化も進んでいめて視聴した際、私は世の中には、自分の知らなる。息子や夫などの男性介護やヤングケアラーにい社会的弱者といわれる人々がいることを知り、よるケアなども可視化されるようになった。少子衝撃を受けた。

高齢化と人口減少が進み、ケアが必要な人の増加

幼児・児童・高齢者・障害者などに対し、そのとケアの担い手不足が結果、介護殺人、介護心中、保護、世話、養育、介護などを怠り、放任する行

介護うつ、介護放棄などを引き起こしている。こ為のことを「ネグレクト」という。幼児虐待を扱

れらの介護問題は深刻化し、性別や年齢にかかわうこの作品は、1988 年に発生した『巣鴨子供置

らず、誰もが人生のどこかで直面する問題となっき去り事件』をモチーフに、是枝裕和監督が脚本ている。

を執筆し、映画化まで 15 年の構想をかけ製作されている。
作品のテーマは、タイトル通り「存在のない子どもたち」で、当時は注目を浴び、私もそう感じ

国際的にもケアラー概念を用いた支援・施策が広がっている。英国においては、2014 年に「子どもと家族に関する法律」を制定し、少しずつヤ
ングケアラーへの認識が広まっている。

ていた。しかし、改めて視聴すると、今の子ども

ケアラーとしてとらえることにより、家族介護の貧困問題、子ども虐待、シングルマザー、ネグを当然視したり、高齢者介護に限定したりするこ

レクト、いじめ、ヤングケアラーなど様々な課題となく、多様なケアの担い手の存在に気づくことが、この作品の中に盛り込まれていることに注目ができるようになってきている。

した。

このような現代社会に、児童福祉の担い手であ

特にここ数年、「ヤングケアラー」という言葉

る保育士が養成校から巣立っていく。多様化してがクローズアップされている。「ヤングケアラー」

いるケアラーの現状について、学生たちに関心をとは、法令上の定義はないが、一般に、本来大人

もってもらうべく、筆者は社会福祉の授業においが担うと想定されている家事や家族の世話などをて「ヤングケアラー」を取り上げた。

日常的に行っている子どもとされている。例えば、その際、「ヤングケアラー」についてアンケー

家族にケアを要する人がいる場合に、大人が担うトを行うと、「ヤングケアラーという言葉を初めようなケア責任を引き受け、家事や家族の世話、て聞いた」という学生がほとんどを占めた。「自介護、感情面のサポートなどを行っている 18 歳

分の身に置き換えて考えるとつらい」、「自分たち未満の子どもをいう。

にできることがあれば協力したい」、「介護される

現代社会において、介護やケアの長期化・重度側の気持ちを中心に考えていたが、介護する側の化、家族機能の変容などにより、家族等によるケ立場も考えるきっかけになった」、「福祉的な視点

アのあり方も変容してきた。きょうだい数の減少、が広がった」等の感想が挙がった。以下がその結CROSS T&T No.70

59

ヤングケアラーを知っていますか？

らめてしまうことが多いという現実を、学生たち
は子どもたちだけではなく、身近にいる友だちにも起こりえることであり、決して他人ごとではな
いと理解したのである。
学生はこれまでも、子どもたちを取り巻く環境が必ずしも子どもたちにとって平等ではないことを様々な視点から学んでいるが、「ヤングケア
ラー」の現状においても、個人の問題ではなく社会的な問題が背景にあることを改めて学んだようだ。
国は 2021 年 4 月に初めて、「ヤングケアラー」の実態調査の結果を公表した。公立の中学 2 年生、全日制高校 2 年生のうち、およそ 20 人に１人が該当した。そのうち、6 割は「誰にも相談したことがなかった」と回答している。さらに、世話について相談した経験が「ない」と回答した人に、調査対象 こども未来学科 81 名
は自由記述をまとめたもの

下表について果からのまとめである。

「ヤングケアラー」とりまく現状

その理由について聞いたところ、いずれの学校種でも「誰かに相談するほどの悩みではない」が最も高く、次いで中学 2 年生は「相談しても状況が変わるとは思わない」が高くなっている。
（2020
年「ヤングケアラーの実態に関する調査研究報告書」）ケアラーたちが困っていても周りが気づか「ヤングケアラー」の特徴の一つとして、幼いず、「言ってもわかってもらえない」と相談をあ頃から介護が日常にあり、家事を手伝う良い子ときらめる子もいる。家族の病気や障害を知られた

して周囲から認識されていることが多く、本人もくない子もいるし、家族を世話するのが「あたり

家族もその現状に気づくことなく深刻化している前」で、手伝いの範囲を超えている自覚がない子ことが多い。学生へのアンケート結果からもそのもいる。一人ひとり状況が違うことが分かる。

へんりん

片鱗がうかがえると言ってよいと考える。

日本では、介護や支援が必要な人が使える介護

ひとり親世帯でヤングケアラーが多いこと、経保険や障害福祉サービスなどはあっても、介護に済的な困窮を抱えている場合にヤングケアラーの疲れた家族らへの支援策は抜け落ち、見過ごされ存在割合が高くなることを示す調査もある。具体てきた。国が 2023 年度に創設する「子ども家庭

的には、母親が精神疾患を有しており、感情的に庁」は、子どもの視点で子どもの権利を保障する

支える、愚痴を聞く、病気の親に代わって家事や社会を目指すとし、基本方針の中にヤングケア

年下のきょうだいの世話をしている、障害のあるラーの支援を盛り込んでいる。

きょうだいの付き添いやお世話を手伝っている、

社会全体が早急に考えていかなければならない

さらに外国にルーツのある子どもたちで、親がまことは、高齢化の進行やメンタルヘルス問題の深だ日本語が苦手なため、通訳をしている等、皆ヤ

刻化によるケアを必要とする人々の増加に対してングケアラーである。

の人々の理解である。特に今目の前にいる子ども

何よりもこの現象は 18 歳以上の大学生や専門たちがヤングケアラーかもしれないという理解で学校生にも見られ、退学や成績不振の背景にはこある。もちろんすべての子どもや若者がケアを担のような問題が潜んでいる可能性がある。真面目

うのではない。先に述べたように、ある一定の条

な学生ほど、家族を思い介護に携わり学業をあき件下において子どもがケアを担う可能性が高く

60

CROSS T&T No.70

なっている。このような状況を生み出す構造が社じている。将来、児童福祉を担う保育士もこれら会にあるといえる。

の専門的な知識や技術が必要とされ、ますます質

さらに、社会の一般認識、福祉の専門職側の問の高さが求められる人材である。

題も多々ある。家族がケアをすることを当然とみすべての子どもが日々の暮らしの中で、その命なす風習・障害や疾病に対する差別・偏見は、家と権利が護られ、子どもらしく健やかな育ちが保

庭内でケアを完結させようとする方向につながっ障される『共生社会』の実現に向けて、高度な課ている。

題に対する専門的支援ができる人材育成を進める

それらを防ぐためには、相談、助言、日常生活・環境を拡げていきたいと思う。

社会生活の支援等のケアラーの支援を担う人材の育成・確保が重要になってくる。いまや総人口の＜引用文献＞
29.1％が 65 歳以上（2021 年 9 月 15 日現在推計） （1）子ども・子育て支援推進調査研究事業『ヤングという超高齢社会の日本において、福祉制度も困窮している。家庭、児童、障害分野に共通な概念、知識、方法、社会資源など、社会福祉の専門的な援助を提供していくためには、広範な知識と高度な援助技術、そして多様な地域資源を活用できる能力を持ち備えた人材が必要とされる。

考察：私たちができること
以上のことから、ヤングケアラーに寄り添うた
めに私たちができることは、周りの人や子どもに
ヤングケアラーへの理解を広げることである。理ケアラーの実態に関する調査研究報告書』（2019年 4 月）（2）厚生労働省・文部科学省ホームページ「ヤングケアラーについて」（2021 年 5 月 27 日取得）

（3）厚生労働省・文部科学省ホームページ「ヤングケアラーの支援に向けた福祉・介護・医療・教育の連携プロジェクトチーム」（2021 年 5 月 27 日取得）

＜参考文献＞（1）毎日新聞「国内 10 万人推計も発の全国調査」（2021 年 4 月 12 日）（2）毎日新聞「ヤングケアラー～幼き介護：新たな一歩踏み出した 18 歳」（2021 年 4 月 28 日）

解が広がれば、子どもは自分の話をしやすくなり、 （3）毎日新聞「精神疾患を話せる社会に」（2021 年
家族のケアを子ども一人でがんばらずにすむことにつながる。さらに、子どもが安心して相談できる仕組みや居場所作り、学習支援など子ども本人のサポート、ケアが必要な家族への介護や子育ての支援が進む取り組みが必要である。
また、2021 年 6 月 29 日「社会保障審議会児童部会社会的養護専門委員会」ヒヤリング報告の中で、これからのソーシャルワーク専門職は、『分
野や制度を横断した幅広い知識に基づいたソー
シャルワークの専門的力量』が求められており、専門的な支援（ジェネラリスト・ソーシャルワー
ク）をさらに強化する必要があると、私も強く感

栗山

5 月 6 日）（4）毎日新聞「ヤングケアラー～幼き介護：政府、
ヤングケアラー支援」（2021 年 5 月 11 日）（5）東京新聞 社説「ヤングケアラー」（2021 年 5 月
31 日）（6）朝日新聞「ヤングケアラーの君に届け」（2021
年 8 月 13 日）（7）「茨城県ヤングケアラーを支援し、共に生きやす

い社会を実現するための条例（案）」（2021 年 11
月 5 日）（8）朝日新聞「共生の SDGs コロナの先の 2030（2021
年 12 年 27 日）（8）仲田海人・木村諭志

2021 年 「ヤングでは終わらないヤングケアラー」クリエイツかもがわ

智子（くりやま・ともこ）

日本社会事業大学専門職大学院福祉マネジメント修士修了

筑波研究学園専門学校こども未来学科講師
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
CROSS T&T No.70

61

ＣＲＯＳＳの動き
法人事務局
2021（令和 3）年 10 月～ 12 月
10 月 7 日

状況等について説明し、質疑応答等が行われた。
12 月 2 日

第 5 回編集委員会が開催された。主な議題は T&T70 号の編集進捗状況、2022 年のテーマ展開等についてであった。

第 4 回編集委員会が開催された。主な議題は T&T69 号の編集進捗状況、T&T70 号

20 日の編集進捗状況、今後の編集方針等であった。

主な議題は、育児休業細則、介護休業細則改正に

18 日

第 6 回常任理事会をオンライン開催した。

ついて、再雇用嘱託制度改正の基本方針について、
令和 4 年度科学研究費助成事業について、CROSS 研究員が機構を離任する際の機器類の取総合科学研究センターから研究代表者分 3 件、り扱いについて、令和 3 年度決算見込みについて、

中性子科学センターから研究代表者分 18 件の応業務執行理事からの業務報告等であった。

募があり、日本学術振興会に申請した。
11 月 2 日 「CROSS T&T 69 号」（特集：50 年目の KEK）を発行、CROSS 会員、図書館・公共機関・高等学校等へ配布した。
17 日

第 3 回企画委員会を開催し、第 2 回研究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（2021 年 9 月 7 日以降の動き）
9月7日

プレス発表「超伝導体においてスピン配列の制御を実現－ 高速・低消費電力な超伝導懇話会の準備と第 3 回研究懇話会の日程や発表

メモリーなどへの応用に期待 －」を実施

者の候補等について議論した。

（産業技術総合研究所（AIST）、CROSS、J-PARC

18 日

センターの連名）。
令和 3 年度の内部監査を中性子科学セン

ターにおいて実施した。中性子科学センター執行

14 日

分の科学研究費助成事業と利用促進交付金の執行

ピュータとの連携利用シンポジウムを 総合科学

状況については、法人事務局職員と小林公認会計研究機構（CROSS）中性子科学センター、高輝度士事務所の担当者が、総合科学研究センター執行

光科学研究センター（JASRI）、高度情報科学技術

分の科学研究費助成事業と法人会計の執行状況に研究機構（RIST）の共同主催により、オンライ

ついては中性子科学センター事務部職員と小林公ン開催した。結晶、⾮晶質、⾼分⼦・ソフトマター

認会計士事務所の担当者が、それぞれ行った。

など様々な物質で展開されている放射光・中性⼦

24 日

第 7 回 大型実験施設とスーパーコンの量⼦ビーム実験や理論計算による研究の最前線
第 2 回研究懇話会がオンライン開催されを紹介した。さらに、パネルディスカッションでた。内容は、沼澤篤 CROSS 特任研究員が「近年は新しいサイエンスの展開へ向けた議論を⾏い、の霞ヶ浦の水質」、鈴木英一 CROSS 特任研究員が量⼦ビーム実験と理論計算の連携利⽤が拓く物質「半導体技術のこれまでの発展と現状および今後」

科学の可能性を模索した。参加者総数：229 名というテーマで講演され、参加者 21 名と活発な議論が行われた。
30 日

21 日

プレス発表「中性子で人工ガラス膜境界面の意外な機能「高い接合性」に迫る - 偏極中性
科研費説明会をオンライン開催した。コ

子反射率法によるガラスコーティング膜の非破壊

ンプライアンス教育、啓蒙活動の一環として実施

精密分析 -」を実施（CROSS、日本原子力研究開し、研究不正防止、研究費の不正利用防止につい発機構（JAEA）、J-PARC センターの連名）。」て、間接費の執行状況、最近の科研費申請、採択

62

CROSS T&T No.70

30 日

プレス発表「複数の量子ビーム施設で活動する産学施設連携アライアンスを結成 - 産業界における量子ビーム利用者の育成と産業利用成果―もくじ―

力学系からの結び目理論研究〜トポロジーとの出会い〜

山口 サラ（茨城工業高等専門学校 電気・電子系）「絡み目を判別するための新関数の発見」結び目理論の研究とその応用

4

カモンパット インタウォン（茨城工業高等専門学校 情報系）
マイクロプラスチック 発生源を探れ！ 〜プラスチック劣化の過程を知る〜
菅原莉実

根本彩耶

6

龍﨑創平（茨城工業高等専門学校 化学・生物・環境系）

先生、人工イクラがスイスイ泳いでいます ! ゲル粒子の自発的運動

10

沢畠 博之（茨城県立日立北高等学校）
アプリ名は「わかるって」〜音声認識を用いた医療用カルテの作成〜

15

柴沼 纏（茨城県立並木中等教育学校 科学研究部）

Tsukuba つくばからの発信
つくばを若者が躍動するまちに―RPG 型まちあるきイベントの開催―

20「メタボ」病態の根治を目指す 治療標的となる代謝産物センサー分子の発見 24
関谷 元博（筑波大学 医学医療系 内分泌代謝・糖尿病内科）

茨城ロボッツのこれから

J-PARC センター、JAEA の連名）。

量子ビーム研究センター（IQBRC）、JRR-3 東北大学金研中性子粉末回折装置「HERMES」におい

一般利用課題（短期、て共同で開催した。参加者数：4 グループ 6 名を利用する実験課題の公募を MLF と共同で行っ

18 日

た。共用ビームラインには 137 件の一般利用課

新しいトポロジカル表面状態」を実施（東京大学、題の申請があった。 2022 年 1 月 28 日の「利用理化学研究所、CROSS、JAEA、高エネルギー加

研究課題審査委員会・中性子課題審査部会」で

速器研究機構（KEK）、J-PARC センター、東北大学、これらの課題の採否について審議が行われ、2 月

科学技術振興機構（JST）の連名）。

22 日開催の選定委員会で採択が決定される。
10 月 21 日 2021 年度中性子実験技術基礎講習

プレス発表「鉄シリコン化合物における12 月 3 日

プレス発表「ナトリウムイオン電池の負極材料開発に光－ハードカーボン中のナト会（レベル 1 講習会）を共同でオンライン開催

リウムイオン拡散を観測－」を実施（CROSS、東した。参加者数：64 名

京理科大学、KEK、J-PARC センターの連名）。

29 日

6 日～ 9 日

CBI 研 究 機 構 量 子 構 造 生 命 科 学 研 究 所

第 5 回中性子・ミュオンスクール

中性子産業利用推進協議会 生物・生体材料研究（KEK-IINAS School The 5th Neutron and Muon

会 合同シンポジウム「生体分子の動的挙動解析

School）を共同でオンライン及び J-PARC においへの挑戦 試料調製から解析まで」共同でオンラて開催した。参加者数：94 名

イン開催した。参加者数：144 名

23 日 プレス発表「巨大な磁場応答を示す三角格

第 25 回 CROSS roads Workshop

子磁性半導体－三拍子揃った稀有な磁性材料の発「データ解析ソフトウェアの紹介」をオンライン見－」を実施（東京工業大学、JST、東京大学、開催した。大学や企業の研究者が経験のないビー

理化学研究所、CROSS、J-PARC センターの連名）。

ムラインを使うことを想定し、得られるデータの編／集／後／記「CROSS T&T」通巻 70 号をお届けする。過去の 40 号、50 号、60 号の節目では、折々を振り返る巻頭言なり寄稿があったが、今回は特に記念号の体裁はとらなかった。編集委員長が禿筆をふるう案もあったが、編集後記でお茶を濁す形でご容赦願った▼特集はぼ１年をかけて、東海地区がアプローチをした茨城高専からの応諾を得て寄稿を掲載できた。コロナ

27

北澤 英明（物質・材料研究機構）

オールスター戦開催、そして新 B1 リーグ

た合同研修会「粉末回折測定研修会」をいばらき

第 4 回放射光・中性子の連携利用に向け「10 代からのサイエンスⅡ」とした。昨年 2 月号で好評だった「10 代からのサイエンス」の続編。ほ

Today & Tomorrow 今日 ・ 明日
山田 裕久（総合科学研究機構） 武田 良彦

アライアンス、CROSS、京都大学産官学連携本部、

11 月 15 日

及川 浩輝（つくばクエスト）

天然鉱物に注目した除染 〜福島・飯舘村での取り組み〜

18 日

1 年＝ BL11 のみ）の中性子線共用ビームライン

2

参加者数：76 名の最大化を目指す -」を実施（（量子ビーム分析

10 月 17 日～ 11 月 7 日

Top Title ［特集］10代からのサイエンス Ⅱ

可視化，解析ソフトウェアの利用例が紹介された。

32

西村 大介（茨城ロボッツ・スポーツエンターテイメント）

禍に加え、大学入試共通テストのシーズンにも関わらず協力をいただいた関係者に、厚く御礼申し上
げる▼そんなこんなで 70 号を機に、若干の誌面リニューアルをほどこした。新型コロナで外回りでの情報収集が難しくなっているが、つくば地区では特に報道発表がさかんになっている。記者会見もリモート全盛だが、資料投げ込みだけのプレスリリースなら月に百件を超す。ここで困るのは、時代の変化についていけない知識の摩耗だ。編集子は研究成果の価値を判定する眼力に欠ける。とはいえ関心をひくテーマはあるもので、さわりをピックアップしてみた。（CROSS 編集委員会・相澤冬樹）
CROSS T&T No.70

63

CROSS T&T【カラー図解】10 ページ「先生、人工イクラがスイスイ泳いでいます !」の図１（a）イクラが動く様子、（b）表面張力の差でゲル粒子が動く、（c）懸滴法の原理

No.70（2022・3）

32ページ「茨城ロボッツのこれから」 ロ
ボッツの公式マスコットキャラクター、ロボスケ（ROBO-SKET）＝アダストリアみとアリーナ（茨城ロボッツ・スポーツエンタ
ーテイメント提供）

CR OS S T&T ―第 7 0 号―

No.70
2022.3

CROSS T＆T 編集委員会
委員長 相澤 冬樹
委 員 草房誠二郎／久保稔
北島 重司／松下 博充
水澤多鶴子
印刷所 松枝印刷株式会社〒303-0034 常総市水海道天満町 2438
TEL：0297(23)2333 FAX：0297(23)5865

会員頒布価格700 円

一般財団法人 総合科学研究機構

令和 4 年（2022）3 月 1 日
一般財団法人総合科学研究機構
理事長 横溝 英明〒300-0811 茨城県土浦市上高津 1601
TIST 2 号館
TEL.029-826-6251
FAX.029-826-6216
E-mail:tsukuba@cross.or.jp
URL：http://www.cross.or.jp