成CROSS T&T 76 号 目次
Top Title（特集）教育とサイエンス
親子で、一人ひとり行うのが良い 加地 浩成
16 年間の理科実験出前授業の体験 （総合科学研究機構）

1

未来のものづくりへ、子どもたちとの挑戦 長江 慶治
私たち「日立少年少女発明クラブ」の活動 （日立少年少女発明クラブ）

6「宇宙線ミュオンで古墳を透視」プロジェクト 藤井 芳昭
素粒子実験技術で児童・生徒と共に郷土の歴史に迫る （高エネルギー加速器研究機構 /J-PARC）

10

Tsukuba（つくばからの発信）
科学へのモチベーションも産業応用も 浅井 祥仁
次期機構長候補者として （高エネルギー加速器研究機構）

16

継ぎ目のない「加速空洞」製造に成功 山中 将
世界初 加速器心臓部のコストダウンに貢献 （高エネルギー加速器研究機構）

18

匠の技で薄くする 山田 裕久
メノウ・粘土ベントナイト・へび花火の中は？ （総合科学研究機構）

25

Today & Tomorrow（今日・明日）アルコール問題の治療ギャップを解決 新田 千枝
北茨城減酒サポート活動 （筑波大学医学医療系）

29

勧告等にみる活動の減少 國谷 実
日本学術会議の創設と初期の変遷 （総合科学研究機構）

33

2 月から AM 放送の一部休止

北島 重司（Lucky FM

36）

Tokai（東海からの発信）
宇宙線の電子機器への影響を評価する 安部 晋一郎
半導体ソフトエラーの数値シミュレーション （日本原子力研究開発機構）

39

生命科学の常識を変える！ 千葉 薫
中性子でしか見えない水 （46）

Tutrial（筑波研究学園専門学校発）
小学校でのメディアリテラシーの育成 木村 祐介
社会科におけるICT教材の活用を例に （筑波研究学園専門学校こども未来学科）＜CROSS ロード＞
CROSS2023 霞ヶ浦テーマに市民公開講座を開催…14バージョンアップの「Belle Ⅱ」再起動… 21

JT-60SAプラズマ運転開始 量研機構…15＜CROSS Release＞ J-PARCメインリングでビームパワー 760kWほか …23
短歌 デパートの大食堂（松崎健一郎）…35

俳句（山口恭弘）…53

51

Top Title

教育とサイエンス

親子で、一人ひとり行うのが良い
16 年間の理科実験出前授業の体験

総合科学研究機構

1.1

まえがき

加地

浩成

つくば市シルバー人材センターの理科の出

前講座

筆者は研究所（日本自動車研究所）退職後、幼つくば市シルバー人材センターで 2008 年に稚園、小学校や地域の交流センター等で小学生を「理科の出前講座」を立ち上げ、2012 年まで中心にした理科実験出前授業を行ってきた。それ実施した。研究所 OB が理科教育に資してそのは楽しんできたといっても良い。本稿はその 16

科学技術の知識・経験を次世代を担う子供たち

年間の体験記録である。

に伝えることは有益であるとの考えからだった。

出前授業のコンセプトは次の 2 点である。

研究所 OB を講師としてシルバー人材センター

1 子供たちに多くの楽しい実験をしながら五感をに登録して、教育現場から講師派遣の要請があ稼働させて、工夫しながら問題を解決する体験

った場合に登録講師が理科の出前授業を行った。

をして欲しい。

表 1 に実施結果を示す。図１、図２に出前授

2 大人（子供と一緒に実験する保護者）に理科実

業風景を示す。

験の必要性を認識して欲しい。

1.2

このために出前授業は親子で行うこととした。

（1）2008 年度

親子で行うことで出前授業の話題が家庭でも続くことを意図した。

つくば市教育委員会の特別講師
9 月につくば市立谷田部小学校で「燃料電池を作ろう」のテーマで出前授業を行った。

１．出前授業の実績
次の事業で出前授業を行った。

10 月は松代小学校で「シャボン玉の科学」、
11 月は矢田部小学校で「燃料電池を作ろう」のテーマで出前授業を行った。
（1）2009 年度
つくば市立東小学校、筑波小学校、田井小学校、吉沼小学校、吾妻小学校、並木小学校、
桜南小学校、作岡小学校、葛城小学校、菅間
小学校、手代木南小学校の 11 校で出前授業を行った。テーマは「燃料電池を作ろう」または「シャボン玉の科学」のいずれかを選んだ。
1.3 「卓越した理科特別講師」の登録
つくば市教育委員会の推薦で 2010 年に日本理科教育振興会の「卓越した理科特別講師」
認定審査に応募した。出前授業「燃料電池を

図1
CROSS T&T No.76

燃料電池の実験作ってそのしくみを調べよう」と「シャボン1

えることで児童の理科に対する興味を高めることが要求される。
1.4

つくばエキスポセンターのボランティアイ

ンストラクター
つくばエキスポセンターのボランティアイ
ンストラクターとして、2006 年からアウト
リーチ（科学出前活動）を行っている。テーマはシャボン玉実験、空気砲、スライム、水ロケット、浮沈子等である。
1.5
図2

つくば市東小学校での理科出前授業
2020 年と 2021 年に筑波研究学園都市交

シャボン玉のお手玉

流協議会から出前授業（Q サイエンス）の依玉の科学」の審査を受けて登録された（登録頼を受けた総合科学研究機構は研究員に講師

講師 No10066）。

を募集した。この応募を受けて、つくば市立

特別講師は理科授業において、魅力的な授東小学校の 1 学年から 3 学年の 14 クラスに業を展開して科学の不思議やおもしろさを伝「牛乳カップをリサイクルして紙すきしおり

表１－ 1
実施日
2011 年3 月 28 日
2011 年6 月 15 日
2011 年6 月 18 日

学年

出前講座名

講師

参加人数

場所

低

シャボン玉の科学

加地、八巻

20

吾妻東児童館低

シャボン玉の科学

加地

40

竹園西児童館低

かんたん紙飛行機を飛ばそう。
― 2 種類のおりがみ飛行機の工作 ―

堀本、加地

32

大穂交流センター

低身近な材料で楽器を作ろう (1) 及び (2)低接着剤で動く船を作って競争しよう。

2011 年6 月 24 日

低

シャボン玉の科学

加地

40

二の宮児童館

2011 年6 月 25 日低

かんたん紙飛行機を飛ばそう。
― 2 種類のおりがみ飛行機の工作 ―

堀本、加地

32

二の宮交流センター

低発泡ポリスチレンで遊ぼう。

低

墨流しをして遊ぼう。

低

浮いたり沈んだり（浮沈子）

加地

50

九重小学校

堀本、加地

40

牛久市生涯学習センター

加地

50

吉沼児童館

堀本、加地

50

牛久市生涯学習センター

加地

30

真瀬児童クラブ2011 年
7月8日
2011 年7 月 27 日高高2011 年
8月3日
2011 年
8 月 10 日

2011 年8 月 23 日

2つくば市 シルバー人材センター 理科出前授業実施結果 [1]（2012 年 10 月）

かんたん紙飛行機を飛ばそう。
― 2 種類のおりがみ飛行機の工作 ―燃料電池を作りその仕組みを調べよう。又、模型の燃料電池自動車を動かしてみよう。

低

シャボン玉の科学

低発泡ポリスチレンで遊ぼう。

高

色の変化を楽しもう低かんたん紙飛行機を飛ばそう (1)。

CROSS T&T No.76

を作ろう」のテーマで出前授業を行った。実施の前に担任教師と実施内容を打ち合わせて40 分の授業時間で出来る内容を決めた。授業実施後はアンケートを取って授業内容に反映させた。図３に授業風景を示す。
1.6

NPO 法人 次世代教育センターでの出前授業
2011 年 11 月 か ら 毎 月 1 回、 小 学 生 を対象にした出前授業を行っている。直近の2022 年度から行った出前授業を表 2 に示す。

1.7

西白井複合センター（千葉県白井市交流センター）での出前授業

図3

牛乳カップのリサイクルで紙すきしおりを作る2014 年 5 月から隔月に 1 回、小学生を対象にした出前授業を行っている。授業実施後はアンケートを取って授業内容に反映させ

２．出前授業の体験を振り返ってた。直近の 2022 年度から行った出前授業を

出前授業のテーマとしては、生活していて「なぜだろう」と思うことを選ぶと子供たちをひきつ

つくばサイエンスツアーオフィスでの出前ける。また、住まいの中にも科学があるという視1.8

表 3 に示す。

点で身近にある材料を使い、おもしろくて楽しい授業2016 年 8 月から小学生を対象にした出前内容も期待されている。講師が見慣れない材料を授業を行っている。授業実施後はアンケー

用意して特殊なことを見せてもちょっとした手品

トを取って授業内容に反映させた。直近のみたいなものとしか感じない。講師がおもしろい

2022 年度から行った出前授業を表 4 に示す。

と感じても子供たちから見るとわからないものが多いようである。

表１－ 2
実施日

学年

2011 年
9 月 28 日
2011 年
10 月 28 日
2011 年
11 月 2 日
2011 年
11 月 10 日
2011 年
11 月 13 日
2011 年
11 月 14 日
2012 年2 月 24 日
2012 年3 月 16 日
2012 年7 月 27 日
2012 年
9月9日

CROSS T&T No.76

つくば市 シルバー人材センター理科出前授業実施結果 [2]（2012 年 10 月）
出前講座名

講師

参加人数

場所

低

シャボン玉の科学

加地

50

真瀬児童クラブ低身近な材料で楽器を作ろう（1）及び（2）加地

40

二の宮児童館低身近な材料で楽器を作ろう（1）及び（2）

加地

50

上郷児童館

高

燃料電池を作りその仕組みを調べよう。又、模型の燃料電池自動車を動かしてみよう。

加地

50

島名小学校

高

色の変化を楽しもう

堀本、加地

35

次世代教育センター

高

燃料電池を作りその仕組みを調べよう。又、模型の燃料電池自動車を動かしてみよう。

加地

25

竹園西児童館

低発泡ポリスチレンで遊ぼう。

加地

30

二の宮児童館低

かんたん紙飛行機を飛ばそう。

長尾、加地

30

吾妻東児童館高

色々な方法で電気を起こしてみよう。
。

堀本、加地

8

茎埼交流センター

高

霧箱を作って放射線を観察してみよう。

内野、加地

12

鹿島市立豊津公民館

3

実験・工作は出来るだけ一人ひとりが出来るよ

夫が必要である。
重要なことは発達段階にある子供たちに、たとうに用意する。自分で行わないと自分事にならなえ話も含めて出来るだけ「分かりやすい」説明をいし、失敗から学ぶことも出来ない。
実験・工作で失敗することがあるが、その場合はすることと思われる。

「なぜだろう」と考える機会になり、工夫して成功

実験・工作は親子で行うことで、家庭でも科学することで楽しいものになり、やる気も出てくる。

の不思議が話題となり、科学への関心が持続する。

子供たちが集中するためには子供たちの安心感

出前授業後のアンケートで得る講座に対する率直が重要なので盛り上がるための工夫をする。例えな感想や要望は講座の改善につなげることができる。

ば、テーマに関する話題（歴史等）を準備して授業の間にはさんで話す。

参考文献

子供たちと一緒に実験・工作を行って細かいコ（1） 中野不二男著、子どもを理科好きに育てる
本、角川学芸出版、2007 年

ツやちょっとした工夫があることを知らせるが、そのためには十分な予備実験で体験しておく必要（2） コ リ ン・ ス チ ュ ア ー ト 著、 子 供 の 科 学
STEM 体験ブック、AI 時代を生き抜く理系脳がある。
出前授業では講師の一方的な説明でなく、質問をしたり対話する等の双方向のやり取りをする工
表2

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
16
17
18

4

新光社、2018 年

次世代教育センターでの出前授業の実施結果（2022 年 4 月～ 2023 年 11 月）

実施日
1が育つ「実験でわかる科学のなぜ？」、誠文堂

2022 年4 月 17 日
2022 年
5月5日
2022 年6 月 18 日
2022 年7 月 17 日
2022 年8 月 21 日
20022 年
9 月 18 日
2022 年
10 月 20 日
2022 年
11 月 20 日
2022 年
12 月 18 日
202 ３年3 月 19 日
2023 年4 月 16 日
2023 年5 月 21 日
2023 年6 月 18 日
2023 年
8月2日
2023 年
9 月 13 日
2023 年
11 月 5 日
2023 年
11 月 19 日

理科出前授業名

講師

参加家族数

べっこうあめとカルメ焼きを作ろう。

加地

５

身近な材料で電池を作ろう

加地

４

真空実験

加地

５

ドライアイスで起る不思議な現象を楽しもう。

加地

5

身近な材料で草木染めをしよう。

加地

5

顕微鏡でミクロの世界を覗こう。

加地

5

ビー玉万華鏡と分光万華鏡を作ろう。

加地

6

音はどのように伝わるのだろう。

加地

４

カイロを作って暖まろう。

加地

5

見えない空気を科学しよう（空気砲）
。

加地

４

色々な方法で電気を作ろう。

加地

５

音はどのように伝わるのだろう。

加地

５

宇宙・ロケット・真空に関する話と実験・工作

加地

５

身近な材料で草木染めをしよう。

加地

５

電気でパンを焼こう。

加地

５

水ロケットを飛ばそう。

加地

6

べっこうあめとカルメ焼きを作ろう。

加地

24

CROSS T&T No.76

表3

西白井複合センターでの出前授業の実施結果（2022 月 5 月～ 2024 年 1 月）

実施日
1
2
3
4
5
6
7
8
９
10
11

2022 年
5月8日
2022 年7 月 10 日
2022 年
9 月 11 日
2022 年
11 月 13 日
2023 年
1月8日
2023 年3 月 12 日
2023 年5 月 14 日
2023 年
7月9日
2023 年
9 月 10 日
2023 年
11 月 12 日
2024 年1 月 28 日

表4

理科出前授業名

講師

参加家族数

身近な材料で草木染めを楽しもう。

加地、水野

7

スマホを顕微鏡にして写真を撮ろう。

加地、水野

7

飛ぶを遊びながら科学しよう。

加地、水野

6

牛乳カップのリサイクルで紙すきしおりを作ろう。

加地、水野

7

ビー玉万華鏡と分光万華鏡を作って光の世界を覗こう。

加地、水野

7

科学でキャッチ！見えない空気を体験しよう（空気砲）
。

加地、水野

7

音の伝わり方を科学しよう。

加地、水野

7

顕微鏡で自由研究

加地、水野

7

表面張力で遊ぼう。

加地、水野

7

水ロケットを飛ばそう。

加地、水野

6

偏光を利用した実験

加地、水野

7

サイエンスツアーオフィスでの出前授業の実施結果（2022 年 6 月～ 2023 年 11 月）

実施日
1
2
3
４
５
6

2022 年6 月 26 日
2022 年
12 月 25 日
2023 年6 月 11 日
2023 年
8 月 10 日
2013 年
10 月 28 日
2023 年
11 月 26 日

出前授業名

講師

参加家族数

ふしぎな感覚が楽しいスライムを作ろう。

加地、彼谷

12

牛乳カップのリサイクルで紙すきしおりを作ろう。

加地、彼谷

12

見えない空気を科学しよう（空気砲）
。

加地、彼谷

12

ドライアイスで起る不思議な現象を楽しもう。

加地、彼谷

12

ふしぎな感覚が楽しいスライムを作ろう。

加地、彼谷

12

手作りカイロで暖まり、カイロのしくみを考えよう。

加地、彼谷

12

加地

浩成（かち・ひろなり）

1968

東京都立大学理学部化学科修士課程修了

1968

東京都都市公害部環境課

1971 （財）日本自動車研究所
1982

第 1 研究部第 3 研究室室長

1990

学術博士（埼玉大学）

1990 ～ 1993

ISO 審査員（環境及び品質）

2005 ～ 2014横浜国立大学、埼玉工業大学、東京工芸大学非常勤講師

2006

つくばエキスポセンターボランティアインストラクター

2014 ～ 2016

つくば市シルバー人材センター理事

2014 ～ 2015

つくば市理科支援員

2022 （一財）総合科学研究機構総合科学研究センター総合科学研究員

CROSS T&T No.76

5

Top Title

教育とサイエンス

未来のものづくりへ、子どもたちとの挑戦
私たち「日立少年少女発明クラブ」の活動
日立少年少女発明クラブ

長江慶治

日立市は久慈川をはさんで東海村の北隣りにあむことを目指しながら、楽しく活動しています。

ります。その日立市に「日立少年少女発明クラブ」

令和 5 年（2023）度は小学 3 年生から中学 3があり、多くの小学生、中学生が将来の発明家を年生までの約 60 人が所属しており、年齢や技能めざして「ものづくり」を楽しんでいます。また、に応じて基礎クラス、工作クラス、創造課題クラ「日立少年少女発明クラブ」は「ものづくり」のス、創造自由クラスの 4 クラスに分かれています。

楽しさをたくさんの子どもたちに伝えるため、「青

活動は 1 か月に 1 回、第 2 日曜日を基本にして少年のための科学の祭典・日立大会」や「ひたちいます。

こども芸術祭」などの各種イベントに出場したり各クラスでは、それぞれ 5 人程度の指導員がもしています。さらに全国少年少女チャレンジ創

子どもたちを指導しています。指導員は現役時代

造コンテストやロボットコンテストなどに参加しには市内の小中学校で子供たちを教えていた先生

全国的にも活動しています。

や、市内の事業所でエンジニアとして働いていた

ここでは、夏休みを使って参加している全国少方々で、子どもたちと一緒のモノづくりが大好き

年少女チャレンジ創造コンテスト、ロボットコンな人たちです。また、クラブを卒業した高校生やテストへの参加を中心に活動内容を紹介します。

大学生の人たちも、時々子どもたちの指導に来て「日立少年少女発明クラブ」

くれています。
基礎クラスは新しく参加した小学３年生の児童「 日 立 少 年 少 女 発 明 ク ラ ブ 」 は、 昭 和 49 年

が、初めてナイフやのこぎり、ドライバー、ペ（1974）に「公益社団法人発明協会」の創立 70

ンチなどを使って物を作ることにチャレンジして、周年記念事業としてスタートした「少年少女発明

ものづくりの楽しさを体験します。その様子をクラブ」の一つとして活動しています。また、日写真 1 に示しました。

立市の文化少年団にも所属しています。
「少年少女発明クラブ」は現在、全国 47 都道
府県に 211 か所、約 10,100 人の子どもたちと約 2,500 人の指導員が所属している全国組織で、茨城県には牛久市、石岡市、水戸市、ひたちなか
市、日立市の 5 つのクラブがあります。
「日立少年少女発明クラブ」は、平成 9 年（1997）7 月 12 日に発足し、「ものづくりを通して、人間性豊かな人づくりを行う」を基本理念に掲げ、ものづくり活動を通して、科学の面白さを体験し、自ら問題を解決する力や継続して取り組む力を育

6

写真 1

基礎クラスの活動風景
CROSS T&T No.76

小学 4 年生、5 年生が所属する工作クラスでは、が 12 月初旬ごろ東京で開催される全国大会に集さらに電池やモーター、LED などを使って、動まり、マシン紹介のプレゼンテーションとマシン

くものや光るものを作っています。

の独創性、機構、走行性能などで優勝を争います。

創造課題クラスは小学 5 年生、6 年生が所属し、コンテストの第 7 回（平成 28 年＝ 2016）で製図の基礎を学び、自動車や直流モーターなど、は、「未来ツアー・案内ロボット」（写真 2）と命

機能性のある物を作ります。

名したマシンで参加しました。先頭の車両に案内

創造自由クラスは、小学 6 年生から中学 3 年

ロボットが乗り、後続の 2 両の車両を引いて行生までが所属して、これまでの活動の総まとめときます。2 両目には日立市にある神峰公園が乗っして、自分で決めた目標を達成する装置を設計、ていて、公園のアトラクションが上手く動き回り製作することを学びます。とくに最近では、マイました。3 両目では町の豊かな自然と豊富な農産

クロコンピューターを使った装置をつくる生徒も物や魚介類を表現しました。競技時間の最後には増えてきています。また生徒たちは「科学の祭典」

町の後ろに虹がかかります。このように日立市のや「ひたちこども芸術祭」などにも参加して、幼名所を案内して、NHK（日本放送協会）会長賞

稚園児や小学生たちに、ものづくりの指導をしてを受賞することができました。

います。

「全国少年少女チャレンジ創造コンテスト」
への参加

また、平成 30 年（2018）の第 9 回では「鉱山を救った高い煙突」（写真 3）をテーマに、映画にもなった日立鉱山による煙害対策をアピールしました。

通常活動の他に希望者があれば、夏休みを利用

日立では明治の終わりごろから大正の初めにかして全国的なコンテストに参加することもあります。

けて、日立鉱山の精錬所から発生する亜硫酸ガス

たとえば、発明協会が主催する「全国少年少女

が周辺の樹木や農作物に大きな被害を与えてしまチャレンジ創造コンテスト」に参加しました。小いました。これを防ぐため、日立鉱山は当時世界学校 5 年生、6 年生がチームを作り、2，3 両の車両の上に載せたキャラクターでパフォーマンス
するコンテストで、「からくり機構を使った作品のパフォーマンスで観客を楽しませよう！」というキャッチフレーズのもと、全国の子どもたちがロボットを作って参加する大会です。
夏休みの間に各地で予選会を行い、全国大会に出場する約 60 チームを選びます。その 60 チーム

写真２ 「未来ツアー・案内ロボット」
CROSS T&T No.76

写真 3 「鉱山を救った高い煙突」

7この年の課題は「つくろう夢の商店街」で、競技台にあけた穴に 4 本の柱を立て、その上に屋根を載せてお店を作ります。2 分間の制限時間内に何棟のお店を建てられるかで勝敗を競います。
試合はトーナメント方式で、2 チームが対戦し、勝った方が次のステージに進みます。
写真 5 はこどもの部で優勝したチームの競技風景です。小学生とお父さんが一緒に作ったロボッ
トを小学生が操作しています。マシンには、この年の 3 月に発生した東日本大震災を決して忘れ写真 4

日立市長（当時）に報告ないとの決意を込めたメッセージが書かれています。写真６は中学生の部で優勝した 2 人の競技

一高い煙突を作って、ガスを拡散させて煙害を防風景です。ちょうど立てた柱の上に屋根を載せていだ歴史があります。この歴史をロボットで表現いるところです。

しました。

平成 30 年（2018）では、こどもの部に出場

前の車両に銅鉱山で鉱石を掘る鉱夫の様子を表した 3 チームがそれぞれ、優勝・アイデア賞、現しました。
掘った鉱石を運ぶトロッコもあって、準優勝・アイデア賞、3 位、と上位を独占するこ

走行中に車両の下から飛び出してきます。後ろの車両は精錬所にしました。中央には溶鉱炉があり、赤々と燃え、パフォーマンスの後半になって、「高い煙突」がするすると伸びあがって煙害対策過程を表し、対策が成功したことを表現して、空一面に広がる青空を出現させました。このパフォーマ
ンスで JKA（公益財団法人 JKA）会長賞を受賞することができ、成果を日立市長（当時）に報告し
ました。
（写真４）

ロボコン参加で実力を発揮
また、私たちがよく参加している「まえばしロボコン」は平成 12 年（2000）8 月に第 1 回が開催され、令和 5 年（2023）が 24 回目の開催でした。当クラブは平成 15 年（2003）第 4 回から参加して、出場するたびに好成績をあげてい

写真 5

こどもの部競技風景

写真 6

中学生の部競技風景ました。
平成 23 年（2011）は、こどもの部（小学生とその親がチームを構成）に 10 組、中学生の部には151 組が参加した大会で、当クラブからはこどもの部、中学生の部にそれぞれ 1 組が参加し、なんと両チームとも優勝。さらにこどもの部ではア
イデア大賞を受賞し、中学生の部でもアイデア賞を貰いました。とくに 151 組ものチームが参加した中学生の部での優勝は予想以上の結果でした。

8

CROSS T&T No.76

とができました。さらに 175 チームが参加した
中学生の部では、8 試合目の決勝戦で無念の涙をのみましたが、立派に準優勝。アイデア賞も受賞ました。この結果は茨城県でも注目され、テレビや新聞でも紹介されました。写真７は茨城新聞に載った記事です。
良かったことばかりではありません、何度も途中で敗退の憂き目にあっています。
最悪な事態では、競技開始の合図があったものの、スタート位置から全く動けずに競技時間が終了したことがありました。この時は、駆動系の部
品が他の部品とかみ合ってしまい、全く動作しませんでした。競技直前のチェックを怠った報いでした。チェックさえしていれば、勝っていたかも

写真７

茨城新聞の記事（2018 年 9 月 6 日）

知れません。
また、順調に競技していた途中で、いきなり物れば、当然なことですが、クラブ員の子どもたちをつかむ機構が動かなくなってしまったこともあのロボット製作技術は本当に未熟に見えます。大りました。競技終了後の競技フィールドの上に、会期日が迫ってくるにしたがい指導員たちもクラ

なんとナットが１個転がっていました。アームをブ員以上に気持ちが高揚してきて、子どもたちに本体に固定していたネジのナットが外れてアーム

厳しく、過剰な言葉での指導を行いがちです。この動作が不良になったために機構が全く動作しな

れが行きすぎて、子どもたちのやる気をそいでしかったのです。たった１個のナットが外れたため

まったこともありました。このような事態を招いの敗退でした。この時は、１回戦、２回戦を順調てしまったのは、指導員として全く不適切な指導に勝ちあがってきたので、「これは優勝するぞ」

態度のためでした。

と思っていた矢先の敗退でした。試合が続けば可4 月から新しいクラブ員を迎えますが、約 20 人

動部分に無理がかかり弱いところが緩んでくるのの指導員たちも、将来の理系学生を育成するためは自明のことで、競技のまえには必ずチェックがに少しでも役に立てばうれしいと考えています。

必要なことを改めて思い知りました。

ここに記述した成功、不成功などの色々な経験を指導員の私たちの反省も多々ありました。長い踏まえて、また来年からの活動に備えています。

経験のあるエンジニア上がりの我々指導員から見長江 慶治 （ながえ ・ よしはる）
1948 年（昭和 23 年）8 月 10 日生まれ。
1967 年（昭和 42 年）慶応義塾大学工学部電気工学科入学
1971 年（昭和 46 年）慶応義塾大学院工学研究科入学
1973 年（昭和 48 年）修士課程修了、日立製作所・日立研究所入所
液晶ディスプレイの研究・開発に従事
1999 年（平成 11 年）日立ディスプレイズへ転籍
液晶ディスプレイ、有機 EL ディスプレイなどの開発に従事
2010 年（平成 22 年）退職
その後、日立少年少女発明クラブの指導員として、小中学生に「物つくり」の楽しさを体験してもらうことをライフワー
クとしている。

CROSS T&T No.76

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Top Title

教育とサイエンス「宇宙線ミュオンで古墳を透視」プロジェクト
素粒子実験技術で児童・生徒と共に郷土の歴史に迫る
高エネルギー加速器研究機構 /J-PARC

藤井芳昭

J-PARC では、東海村、茨城大学、東京都立大大気があり、この陽子は大気に邪魔されて地表ま学と共同で、東海村にある古墳を宇宙線ミュオン

では届かない。大気中の窒素や酸素の原子核と衝を用いて透視するプロジェクトを進めている。本

突した陽子は核反応を起こし、図１のようにさま

稿ではこのプロジェクトの概要や特色について紹

ざまな二次粒子を作り出す。この時ミュオンも作介したい。

られるが、ミュオンは貫通力が強いため大気を突2017 年に、宇宙線ミュオンを使ってピラミッドの内部を透視し、それまで知られていなかった

き抜けて地表まで到達する。これが宇宙線ミュオンである。

小部屋を発見した、というニュースが流れたこと

本プロジェクトはこの宇宙線ミュオンを用い、を記憶されている方も多いと思う。このピラミッ

その強い貫通力を活かして、数 m から数十 m のド探査は高エネルギー加速器研究機構（KEK）、古墳の土盛を透視し、内部の構造、埋葬施設があ名古屋大学など国内外 13 機関による共同プロ

るか、あるとしたらどこにあるかを古墳を掘り返ジェクトで、その結果は Nature1)

等にも発表さ

れて大きな話題となった。この方法を用いて古墳の内部を透視しようというのが本プロジェクトで
ある。

宇宙線とは
本プロジェクトの説明に移る前に「ミュオン」と「宇宙線」について簡単に説明しておく。

すことなく探るものである。

プロジェクトの目的
古墳は貴重な文化遺産であるから、保存し、後世まで引き継いで行かなければならない。と同時に、その詳細を調査し、過去の地政学的な情報や権力構造、人々の暮らしぶりを解き明かしたいが、そのためには古墳の発掘調査を行い、埋葬品を調

ミュオンは素粒子の１種で、電子の仲間である。

べることが不可欠である。発掘そのものが古墳を

電子と同じ大きさの電荷をもつが電子の 200 倍

傷めてしまう作業であるが、あらかじめ埋葬施設

ほどの重さを持ち、物質の貫通力が強いという特の場所が特定できていれば、ピンポイントでその徴がある。
「透視」というと X 線写真を思い浮か
べるが、X 線が数 mm の鉄板で止まるのに対して、ミュオンは、そのエネルギーにもよるが、数m から数百 m の鉄板を貫通する。この強い貫通力を生かして、ミュオンはさまざまな大規模構造物の透視に用いられつつある。
空からは「宇宙線」と呼ばれる粒子が降り注いでいる。これは宇宙に散在する星々や超新星爆発などで作られた粒子、主に陽子がはるばる地球までやって来たものである。ところが地球には厚い

10

図１：宇宙線ミュオンの出来かた
CROSS T&T No.76

発掘を行なうことができ、調査に伴う古墳への影
響を最小限に抑えることができる。このような観点から、最近急速にその応用範囲を広げつつある「ミュオン透視」の技術を用いて古墳の透視調査を行ない、発掘調査の影響を最小限に抑えるという動きが始まっている。西日本においては、今城塚古墳 2) や箸墓古墳 3) などにおいて既にミュオン
透視による古墳調査が進められているが、東日本
においてはこの種の調査はまだ行われておらず、本プロジェクトが東日本初である。
東海村には約 80ヶ所の古墳がある。このうち

図４：古墳を透過したミュオンの捕まえ方

２番目に大きく、村指定文化財である「舟塚古墳群２号墳」
を本プロジェクトの調査対象に選んだ。
この古墳は私有地にあるが、所有者のご好意により、測定器の設置、運用の許可を頂いた。舟塚２号墳は長さ約 75m、高さ約 7m の前方後円墳で、図２に示すように周囲は開けており、測定器の設置、運用が比較的しやすい環境にある。過去に行われた古墳周囲の発掘調査では数々の貴重な出土図５：断層写真への投影品が得られており、出土埴輪から、造営年代は６世紀前葉～中葉ではないかと考えられている。村指定文化財である本古墳への影響を最小限に抑えつつ、内部調査を行い、古墳の詳細情報を得るた
めには、ミュオン透視による埋葬施設の位置の特定は極めて重要なステップであると考えている。
本プロジェクトのユニークな点は、東海村およびその近隣市町村の児童生徒を主体に据え、専門家のアシストを得ながら、古墳の現地調査やミュオン測定器の製作などの中心的活動を児童生徒に担ってもらうという点にある。もちろんいきなり
児童生徒がミュオン測定器を作ることは無理なので、2023 年度の前半には基礎講座を開催し、ミ図２：舟塚２号墳の空撮写真

ニ測定器製作の体験学習や古墳についての学習講
座、東海村の古墳の現地見学会や J-PARC の研究
施設の見学会などを行った。図３の写真は児童生
徒が真崎古墳群の見学学習に参加し、交流館の学芸員の方々から古墳の種類や成り立ちについての説明を受けている時のものである。年度後半からは、いよいよミュオン測定器の実機を作る活動が始まっている。
児 童 生 徒 を 支 え る 専 門 家 は、 東 海 村 に あ る
J-PARC で最先端のミュオン研究や装置開発を進

図３：参加児童生徒の古墳見学学習の風景
CROSS T&T No.76

めている研究者、茨城大学でミュオンの研究や古11墳の研究を進めている教員の方々、ピラミッドのミュオン透視や福島原子炉のミュオン透視を行なって来ている都立大学の教員、そして東海村の古墳調査を行っている東海村「歴史と未来の交流
そうそう館」の学芸員の方々といった、錚々たるメンバーである。

測定器概要・測定方法
さて、ミュオンによる古墳の透視の手法について説明したい。
宇宙線ミュオンはあらゆる方向から降ってくるが、古墳の透視に用いるのはほぼ水平方向に飛んでくるミュオンである。このミュオンが図４のように古墳を貫通し、古墳の横に置かれたミュオン
測定器に入射する。この入射したミュオンの数と方向を測定する。古墳を貫通するミュオンの数は古墳の土壌の厚みによって変わり、土壌が厚けれ

図６b：P0D 測定器の外観ば少なく、土壌が薄ければ多くなる。もし古墳の中に埋葬施設の空洞があればその分土壌は薄くなない、その情報を組み合わせることで、CT 撮影

り、透過するミュオンの数は多くなる。

のように埋葬施設の空洞の三次元的位置を特定

図４に示すように２面の測定器を用意し、各々することができる。舟塚２号墳内部に 2m ╳ 2mの測定器でのミュオンの通過位置を測定すること╳ 2m の大きさの埋葬施設の空洞を想定した計算によりミュオンが飛来した方向を決める。その方によると、50 日の測定で測定されるミュオンの向から飛来するミュオンの数の分布図を作ること

数は、空洞がある視線で 10,060 ± 100、空洞がにより、図５のような古墳の断層撮影図を作るこ無い視線で 9,760 ± 100 となり、３σ（99.7%）とができる。この測定器を２セット用意し、古墳の有意度で空洞の有無を識別することができるとの周囲２ヶ所に設置して２方向からの測定を行いう見積もりが得られた。わずかな差ではあるが検証可能な数であり、決め手は設計性能を実現できる測定器を作って稼働させる、という点にある。
ミ ュ オ ン 測 定 器 は、J-PARC で 行 わ れ て い る
ニ ュ ー ト リ ノ 振 動 実 験 T2K で 用 い ら れ て いた
P0D 測定器（図６a,b 参照）の一部を譲り受け、部品を再利用して製作を進めている。T2K 実験はJ-PARC で作ったニュートリノビームを 295km離れたスーパーカミオカンデ測定器に打ち込み、295km 飛行する間に生じる性質の変化を測定することにより、未だ謎の多いニュートリノの性質を詳しく調べるという実験である。J-PARC 内に設置された前置検出器で出来立てのニュート
リノの性質を、スーパーカミオカンデ測定器で

図６a：T2K 前置検出器（置き換え前）と P0D 測定

295km 飛行後の性質を測り、その両者の比較を器の役割行っている。前置検出器ではその高精度化を図り

12

CROSS T&T No.76

新型測定器への置き換えを進めており、P0D 測定器の一部はより高性能の SuperFGD 測定器に置き換えられた。この置き換えにより取り出された
P0D 測定器を本プロジェクトのために譲り受け、一旦解体し、
コンパクトな測定器に再構成している。
測定器の製作は、東海村および近隣市町村の小中高児童生徒が行っている。児童生徒でもきちんと製作して安定して稼働させることができ、かつ危険因子を含まない測定器を用いなければならないという点が、本プロジェクトのもう一つのキー

図８：簡易測定器体験学習風景

ポイントである。P0D 測定器はプラスチックシ
ンチレータと光ファイバー、半導体光検出機の組

ラスチックシンチレータをミュオンが通過すると、み合わせで、ガスや高電圧を必要とせず、児童生

微弱な光が発生する。この光を光ファイバーで集徒でも扱いやすいものである。その測定原理は極めて、ファイバー端に取り付けられた光センサー

めてシンプルなもので、図７は年度前半の体験学に導く。光センサーはこの光を電気信号に変え、

習で製作した簡易測定器の模式図であるが、実それを読み出し回路で読み出す。体験学習ではオ

際のミュオン測定器の動作原理も同じである。プ

シロスコープで電気信号を読み出したが、実機では専用の読み出し回路を用いる。また、図８は参加者が運営スタッフの指導のもと簡易測定器を組み立てている様子である。
このシンチレータの棒を多数並べて測定器面を構成し、どの棒から信号が生じたかを調べ

図７：測定原理る。棒を縦方向に並べた面、横方向に並べた面の２面を組み合わせることにより、ミュオンの通過位置を決めることができる。
この２面ペアを２組用意し、通過点２点を決め、その間を直線で結ぶことによりミュオンの飛跡を決めることができる。図９
は参加児童生徒向けに作った、測定原理を示す模式図である。
製作活動は月１回開催しており、11 月、12 月、1 月の 3 回の活動で実機を製作する計画である。2 月には宇宙線を用いた実機の動作試験を交流館内で行い、うまく信号が読み出せれば、測定器完成となる。完成した測図９：飛跡検出の原理
CROSS T&T No.76

定器を舟塚２号墳に設置する作13

業については現在具体的な案の策定中であるが、で随時報告しているので、合わせてぜひそちらもなるべく早く古墳透視の結果を報告できるよう、

ご参照下さい。

今後も児童生徒とともにプロジェクトを着実に進めていきたい。

参考文献
1）K. Morishima et. al.,Nature volume 552, pages386-390 (2017)

本プロジェクトの進行状況については、▽東海村のホームページ

2）稲葉望 et.al. http://www2.kansai-u.ac.jp/hddi/

https://www.vill.tokai.ibaraki.jp/
soshikikarasagasu/kyoikuiinkai/

pdf/inaba.pdf など
3）https://www3.pref.nara.jp/bunkamura/shogaigakushuka/9/1/2/8705.html

kofun_to_uchu/ など▽ J-PARC のホームページ
https://j-parc.jp/c/topics/TOPICS/index.html

藤井 芳昭 （ふじい ・ よしあき）
仙台市出身。東北大学大学院で理学博士取得後、1986 年に高エネルギー物理学研究所（当時）に就職、日本初のエネルギーフロンティア実験 TRISTAN に参加。その後リニアコライダーの測定器開発に従事。2003 年から、東海村にある
J-PARC のニュートリノ実験施設の建設、実験に従事し、現在に至る。２年前から始まった古墳プロジェクトで、人文的研究の面白さ、特に古墳フィールドワー
クの魅力に目を見張る日々。

市民公開講座の開催

霞ヶ浦をテーマに３講演

CROSS2023

会場の様子

総合科学研究機構（CROSS）主催の市民公開講座「CROSS2023」が昨年 12 月 10 日、つくば市

14

役所 203 会議室で開かれ、「霞ヶ浦

現状と未来」

をテーマに３氏の講演を聞いた。19 年 11 月のCROSS T&T No.76

ロード（表紙写真解説）

JT-60SA プラズマ運転開始

量研機構

るイーター（ITER）計画と並行して日欧が共同建設した実験装置で、昨年 5 月から統合試
験運転を再開していた。
式典には、盛山正仁文部科学大臣と高市早苗科学技術担当大臣、欧州連合（EU）欧州委員
会のカドリ・シムソン委員が出席し、制御棟中央制御室に用意されたボタンを押して放電シー

プラズマ発生ボタンを押す（左から）カドリ・シムソン委員、盛山

クエンスを開始した。制御室の正仁文科大臣、高市早苗科学技術担当大臣

モニターには、プラズマを示す

量子科学技術研究開発機構

ク型超伝導プラズマ実験装置。

青い光が映し出され、プラズマ（QST、小安重夫理事長）は 23

量 研 機 構 に よ れ ば、10 月 23

生成が確認された。

年 12 月 1 日、那珂市に設置の日に「温度約 800 万度、電流QST では今後、JT-60SA で得世界最大の核融合実験装置「JT-約 100 万アンペアのプラズマ」

られた知見をイーターや将来60SA」の完成とプラズマ運転のの生成に初めて成功した。日・の 原 型 炉 に 活 か す と と も に、開始を記念する式典を開いた。

米・欧などの７極の国際協力でフュージョンエネルギーの早期

JT-60SA は、高温プラズマをフュージョンエネルギーの科学実用化に向けた中核的な拠点と磁場により閉じ込めるトカマ

的・技術的実現可能性を実証すなることを目指すとしている。

「CROSS2019」以来 4 年ぶりの公開講座で、63

霞ヶ浦、利根川をつなぐ霞ヶ浦導水事業」では、人が参加した。

霞ヶ浦導水事業の経緯と現状について最新情報が霞ヶ浦について総合的な理解を深め、未来に向報告された。導水により那珂川、霞ヶ浦、利根川

けて英知を結集することを目的として 3 件の講を結ぶ流況調整河川を整備し、渇水対策と霞ヶ浦演が行われた。

の水質改善を目的としている。流れが変わること
沼澤篤氏の講演

により環境への影響を抑制する方策（電気柵によ「霞ヶ浦の現在と未来に向けて」では、霞ヶ浦のり稚鮎が流れてくるのを防ぐなど）も紹介された。

歴史と現在、そして今後の展望が幅広く論じられ

NPO 法人バイオエコ技術研究所理事長、稲森た。霞ヶ浦の水質悪化が目立ってきたのは昭和

悠平氏は「バイオエコシステムを用いた霞ヶ浦流

30 年代後半以降。周辺の開発が進み、利水のた域の環境再生保全」をテーマに講演した。同研究めの「水がめ化」が進行した 40 年代後半にアオ所は、霞ヶ浦の生態系の水質浄化作用を利用してコの大量発生など問題が顕在化した。それまでは水質改善を行うシステムを提案している。汚濁・遊泳も可能だった。会場では霞ヶ浦市民協会によ富栄養化した水環境の再生・保全のために、水辺る「泳げる霞ヶ浦」を取り戻す取り組みについての植物や微生物など有用生物を活用した水処理工

パネル展示も行われた。

学が有効とした。

霞ヶ浦市民協会の研究顧問

治水事業では最大規模のプロジェクトが霞ヶ浦

会場からは水質改善策に関して具体的な質問が導水事業である。国土交通省関東地方整備局霞ヶ多数あり、霞ヶ浦に高い関心が持たれていること

浦導水工事事務所所長、宮下規氏の講演「那珂川、がうかがわれた。

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15

Tsukuba

ひと・人・ヒト科学へのモチベーションも産業応用も
高エネルギー加速器研究機構 次期機構長候補者

浅井祥仁

MLF や J-PARC の皆様、はじめまして浅井祥仁と申します。令和６年４月より高エネルギー加速器研究機構の機構長を拝命することになりました。J-PARC の運営などで、広く皆様のお世話になりますので、宜しくお願いします。
私が子供の頃に、パイオニアやボイジャーの惑星探査が全盛期で、土星や木星の驚くような映像の虜になり、そのまま大きくなった（年を取ってしまった）感じです。当時、口径 10cm の F10の反射望遠鏡を買ってもらって、F100 〜 200 などの超長焦点にして、惑星の写真を撮っていました。今でも、口径 20cm F4 の反射望遠鏡で時々観測しております。現在は、横浜市の光害まみれの住宅地で、ナローバンドフィルターを通して、星雲や系外銀河を撮影しています。
（時々こんな
ひどい環境で、何を自虐的にやっているのだろう

浅井と思うことはありますが。
）つくばに引っ越しし東京大学大学院理学系研究科・教授て、光害（筑波山では）が横浜の 10 分の 1 になるので、楽しみにしています。

祥仁（あさい・しょうじ）

東京大学素粒子物理国際研究センター・センター長兼任

星の動きを赤道儀で追尾しますが、現在ではそのズレを半導体 1 ピクセル単位で検知して自動で技術を生み、新しい技術が、いろいろな産業応用

修正してくれます。それまでは、ガイド鏡を通してや、多くのイノベーションにつながると思ってお星の動きのズレを目視し人間が修正を行いながら、ります。また逆に、新しい産業技術が、科学研究

フィルムに一晩中露光していました。フィルムの進め方自体を大きく変えてもいます。MLF やは、露光するほど感度が落ちていくので、水素ガ

つくばキャンパスでの、産業応用や企業との共同スで増感したり、涙ぐましい努力をしてきました。

研究などを積極的に進めながら、KEK 側のモチフィルムが、CCD に替わり、感度が格段にあがり、

ベーションも高めて、お互いに刺激しあえるよう天文学が大きく変わったように、技術の進歩と科な環境にしていきたいと思っています。

学の発展は、表裏一体とだと思っています。現在

こう書くと、私は天文学者だったのかな ? と思では AI が、その CCD 画像を解析しています。

われるかもしれません。ガイド鏡越しに、一晩中、産業応用と基礎科学と分ける風潮が日本では強無数の星を見ていると、無限の宇宙の広がりを感いですが、科学などへのモチベーションが新しいじます。子供の頃に読んだいろいろな科学雑誌に

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CROSS T&T No.76

一般的な常識として、体積を倍にしたら、密度が半分になるから密度×体
積は一定と思われるかもしれません。
しかし、そんな常識は“粒”の概念に冒されているので、真空には通用しません。真空の場は、体積が変わっても、密度が変わらない性質をもっています。
こんな真空が宇宙にあって、宇宙のサイズがインフレーションで 1040 倍になったら、宇宙の持っている真空のエネルギー自身も 1040 倍になり、この大きなエネルギーで熱いビッグバン
LHC の加速器本体（写真提供：CERN）

を経て宇宙が誕生することができるよ
うになるわけです。本当に無からはじは、「宇宙は『無』からはじまった」とサラッとまったわけです。この発見されたヒッグス場（こ書かれていました。何もないところから、どうしれが励起するとヒッグス粒子として観測される）てこんなに物質に満ちあふれた宇宙が誕生したのが、インフレーションやビッグバンの種かどうかか ? エネルギー保存しないの ? という疑問が子供

は、まだ研究が必要ですが、宇宙を「無」から生ながらありました。そういう問題意識があったわ

んだモノの理解に手が届きかけた成果なのです。

けではないですが、大学で素粒子実験の研究に進真空ばかりでありません。最近の重力波の発見みました。

は、皆さんの周りの空間や時間（時空）があたか

小柴昌俊先生が、世界で一番高い衝突エネル

もゴムの様に揺れる存在であることを示していま

ギーの加速器があるところに行って実験しようとす。真空や時空と言った物質をいれる容れ物（こいうコンセプトで作った東京大学素粒子物理国際れまで脇役だったものが）が、物質を生み、宇宙研究センターの学生・職員をしておりました。ジュを進化させた主役だったことが分かってきたのネーブにあります円周が 27km の最高エネルギー

が 21 世紀の物理学です。荘子の言う「無用の用」

加速器、LEP（大型電子陽電子衝突型加速器）やが時空や真空の担っている役割だったのです。

LHC（大型ハドロン衝突加速器）での実験で、ヒッ

こう言う自然観を変えるような大きな成果も、グス粒子の発見や超対称性粒子の探索を行ってき加速器の技術、高い性能の検出器、コンピューター

ました。KEK の素粒子原子核研究所、超伝導低（世界の計算機を繋いだグリッド計算機。今でこ温工学センターや加速器研究施設の皆様と協力しそ当たり前の技術ですが、これを 20 世紀に構想てこの LHC の建設、運用、研究を行ってきました。

し、準備してきた先端性）といった最先端の技術

今から 10 年位前に「ヒッグス粒子発見」といに支えられているのです。中でも日本の技術が、うニュースを聞かれた記憶があるかと思います。

超伝導、低温技術、半導体、光センサーなど非常

新しい素粒子が見つかっただけかと思われるかもに広く、重要な役割を果たしてことは特筆に値す知れませんが、実は、宇宙の物質を生んだ起源がることです。
「日本の技術なくして LHC は難しかっ発見された可能性がある成果なのです。真空ってた」と責任者が語ったことが日本の力を示すもの

漢字で書くと「まことのカラ」と書きますが、実です。繰り返すことになりますが、産業応用や企はカラではなくて、何か不思議な場（ヒッグス場）

業との共同研究などを積極的に進めながら、KEKに満ちていることが、この発見で実験的に分かっ側のモチベーションも高めて、お互いに刺激しあたわけです。

えるような環境にしていきたいと思っています。

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Tsukuba

サイエンス

加速空洞は、高周波の供給で作られる電場によって、電子などの荷電粒子を加速する装置で、加速器の心臓部と言える。高エネルギー加速器研究機構（KEK）は 2023 年、日本ニューロンとの共同研究により、１本の銅パイプから、液圧成形により一体型の加速空洞下地を製造することに世界で初めて成功した。継ぎ目のない滑らかな内面に、超伝導空洞の材料である金属ニオブをコーティングすれば、廉価な超伝導空洞を製造することができ、コストダウンに繋がる。

継ぎ目のない「加速空洞」製造に成功
世界初 加速器心臓部のコストダウンに貢献
高エネルギー加速器研究機構 機械工学センター

山中将

１．はじめに電気抵抗がほぼゼロの状態で粒子を加速できる
超伝導加速空洞（→ CROSS ワード 1）を利用し*た加速器が、近年、世界各地に建設され、各種の新しい実験を可能にしています。超伝導加速空洞
は、消費電力は低いのですが、材料にレアメタルであるニオブを使うため初期コストは高くなります。そこで、銅で空洞本体を製作し、内面にニオ
ブをコーティングして超伝導を発現させ、廉価な超伝導空洞を実現する研究が盛んに行われていま

図1す。加速空洞の内面は滑らかであることが求めら

プ（上）が液圧成形技術でここまで変形する（下）銅１セルフルシームレス空洞。１本の銅パイれるため、コーティングの下地には継ぎ目のない空洞が理想的ですが、まだ誰も製造に成功してい成功しました（図１）。

ませんでした。今回、塑性加工法の一つである液

この成果は高エネルギー加速器研究機構と日本*

圧成形（→ CROSS ワード 2）を用いて、1 本のシーニューロン株式会社の共同研究によるものです。

ムレス（継ぎ目なし）銅パイプから、一体型のフ

同社は京都府にある伸縮管やダンバーの製造を行

ルシームレス空洞を製造することに世界で初めてう会社で、大型の液圧成形機を有し液圧成形に関

1．超伝導加速空洞*

加速空洞とは金属製の空洞内部に高周波を印加し、マイクロ波が作る電場で電子や陽電子などの荷電粒子を加速する加速管で、超伝導と常伝導に分類できる。超伝導加速
空洞は冷媒（液体ヘリウム）により、空洞を極低温に冷却して超伝導化することで、常伝導加速空洞に比べて高周波損失を 10 ～ 100 万分の 1 にできるため、主として高加速電界かつ連続波で運転する加速器に用いられる。材料の金属として、超伝導加速空洞ではニオブ（原子番号 41 の金属元素。元素記号は Nb）、常伝導加速空洞では銅が用いられる。

18

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する多くの知見を有します。2015 年からニオブました。この場合、部品は 3 個となります（図 2製空洞の開発を目指して共同研究を開始しました中）。今回、さらに左右のパイプとセルの間の溶が中断があり、2021 年に銅製液圧成形空洞の開接継ぎ目もなくして、完全に１個の部品としてセ発を目指した共同研究を再開し、今回の成功に至ル１つの空洞を実現しました。これをフルシーム

りました。

レス空洞と呼びます（図 2 下）。近年、銅で空洞

２．液圧成形による空洞製造

本体を製作し内面にニオブをコーティングして超伝導を発現させる研究が、海外で盛んに行われて加速空洞は加速器の荷電粒子の通り道に設置しいます。ニオブをうまくコーティングするためにて、粒子を加速するために使われるもので、高周は滑らかな内面が望ましいので、フルシームレス

波高電界を効率的に蓄積するために設計された膨形状は理想的なコーティング用空洞と言えます。

らみがあります。この膨らみをセルと呼び、荷電KEK は継ぎ目のない 9 連の空洞の製造を目指

粒子が接する内面が、設計通りであることと鏡のして、1990 年ごろに液圧成形による空洞製造のように滑らかであるこ研究を開始しました。2010 年からはニオブ製のとが求められます。加

空洞開発を目指し、2015 年にニオブ製の 3 連の速器の用途や出力に空洞製作に成功しました。しかしニオブパイプのよって必要とされるセコストが高く、従来の継ぎ目のある工法に比べてルの数や大きさ、形がメリットが出せず開発が中断していました。近年異なります。従来の空になって、コーティングの研究者から「滑らかな洞は、お椀型の部品 2

銅空洞が作れないか」と相談されたことをきっか個と左右のパイプ状

けに、銅で空洞下地を作る研究を始めました。

図 2 液圧成形による空洞製造方法。
（上：従来の空洞形状（４個の部品から構成）、中：シーム
レス形状（セル部分を一体成形）、下：フルシー
ムレス形状（完全に継ぎ目なし）の部品 2 個からなり、液圧成形では、パイプの外側に金型を配置し、溶接で結合されていま

パイプの内部を水で高圧にして軸方向に圧縮し、す（図 2 上）
。精密な金型に沿って変形させることにより空洞を作りま溶接を行っても溶接継す。１本のパイプを一気に空洞形状に成形する方ぎ目が残り、継ぎ目の法を試しましたが難しいことが分かりました。そ部分は磨く必要があり

こで、成形を 2 段階に分けたことが成功のポイます。そこで、根本的ントです（図 3）。試作したサイズの空洞の場合、に継ぎ目をなくすため

まず外径 88 mm のパイプの中央を 130 mm 程度に、1990 年ごろに液に膨らませます。次に金型を交換して、最終形状

圧成形でセル部分を製の 210 mm 程度まで膨らませます。成形時間は造する方法が開発され各工程 2 分程度です。
液圧成形は油圧部品や自動車部品の製造に広く利用されている技術です。コンピュータにより成形過程をシミュレーションできます。実際の成形実験を行う前に、どのような金型を使って、どのような条件で成形すればうまく膨らむかシミュ

付図

液圧成形の原理
2．液圧成形*QR コード（右）YouTube KEK チャンネル「世界初の継ぎ目なし加速器
心臓部の製造に成功」

パイプの外側に金型を配置し、パイプ内に高い液圧を加えることによりパイプを膨張させて成型する加工方法。バルジ加工ともいう。製管や自動車部品の製造に用いられる。加工条件は内圧とパイプの押し込み量である。
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19薄いところの差が 0.1 ミリ以下で、高精度に仕上がっています。またパイプのどの部分も同じように伸びることにより、美しい形状に成形することが可能です。
引き抜きという工法でパイプは製造されますが、今回使用した銅パイプは引き抜きを専門に行う国内メーカーから調達しました。
空洞内の凸凹は空洞の性能に大きく影響します。わずかでも段差や突起があると、そこを通る高速な荷電粒子により空洞が発熱する恐れがあるためです。発熱すると超伝導状態を保てなくなり、加速器の運転ができなくなります。ニオブの
図3

フルシームレス空洞の製造工程

コーティング厚さは 5-10 µm 程度が適切とされています。きれいにコーティン

レーションにより検討しました。シミュレーション

グするためには、下地の銅表面を粗さ 0.1 µm 程は日本ニューロンが実施しました。シミュレー

度に研磨する必要があります。

ション結果を基に成形実験を繰り返しました。パ

研磨の時間とコストを減らすため、下地のセル内

イプ内には最大 30 MPa の高圧水が供給されま

面が凸凹していないことが求められます。今回開発

す。家庭用の洗車などに使う高圧洗浄機の出力した空洞は、成形前のパイプ内面の粗さが 1 µm

（8 MPa 程度）に比べると格段に大きなポンプをで、成形後が 3 µm です。成形による表面の荒れ使って高圧水を供給します。成形がうまくいかな

を十分に小さく抑制できました。

いと、途中でパイプが破裂し水が一気に噴き出します。何十回も試行錯誤を繰り返し、条件を微調
整して、破裂せずに短時間で成形する条件を見つけることができました。

３．今後の展望良質なパイプと自動化された液圧成形機を用いることで、パイプを機械にセットして起動ボタン

この過程で、パイプの性状が最も重要であるこを押せば、数分後に空洞形状ができあがります。

とが分かりました。パイプの肉厚は 5 mm ですが、

これまでに十数本の成形に成功し、高い再現性を一周にわたり同じ厚さで仕上がっている必要があ

確認しました。10 本程度の空洞完成品を製造すります。使用したパイプは最も厚いところと最もる場合を想定すると、従来の工法に比べて 1/10
程度の時間で生産でき劇的な時間短縮となります。これにより廉価な空洞製造に貢献できます。コストが下がれば、超伝導加速器の普及につながります。
KEK 発 の 新 し い ア イ デア、国産の銅パイプ、国内企業での成形の組み合わせ

図４

コンピュータによるパイプ変形のシミュレーション結果。薄いグ

レーの線は金型の内側を示す

20であり、純国産の技術です。
現在、この銅空洞は欧州
CROSS T&T No.76

原子核研究機構（CERN）に提供され、コーティです。本研究は公益財団法人天田財団の 2021 年

ング作業が行われています。従来の継ぎ目のある度一般研究開発助成「液圧成形によるシームレス

コーティング空洞に比べて良質な空洞ができるこ

加速空洞の製造」を受けています。また KEK のとが見込まれていて、コーティング研究の飛躍的山本明名誉教授の橋渡しにより、CERN より多くな進展も期待されます。

の助言を得ました。これらを記して感謝申し上げます。
本稿は、2023 年 11 月 2 日に KEK がプレス発

謝辞
銅空洞の液圧成形は日本ニューロンで行われ、同社の西勇也氏、西森一喜氏との共同作業の結果表した資料を再編集したものです。
https://www.kek.jp/ja/press/hf202311021400/

山中 将 （やまなか ・ まさし）
KEK の山中です。2011 年に KEK に着任し、この研究を引き継ぎました。
毎月のように日本ニューロンさんを訪問し、液圧成形機を借りて成形テスト
を繰り返しました。コロナ禍で思うように実験ができない時期もありましたが、日本ニューロンさんの若い技術者と一緒に実験と解析を行い、開発を成功させました。世界中の加速器の研究所にこの空洞を提供して、同じ土俵でコーティングの技を競ってもらうのが夢です。
高エネルギー加速器研究機構 機械工学センター 教授
1988 年 3 月 東北大学大学院工学研究科修了。豊田工機（現・ジェイテクト）、
東北大学、一関高専を経て、2011 年より現職。専門は、機械設計、機械加工、
機械要素、工作機械。現在は加速器のものづくり研究に従事。

ロードトを迎える。

バージョンアップの「Belle Ⅱ」再起動
ベ「物質」だけの宇宙の謎に迫る
あな

ル

ツー

周長約 3 キロの円型加速器
SuperKEKB に は、 リ ン グ 上 に（KEK） の 実 験 装 置「Belle Ⅱ 」

4 つの実験棟が配置されていで行われた。

るが、衝突点として機能して中心に丸い孔 の開いた正八扉でサンドイッチするようにいるのは筑波実験棟だけ。背後角形の扉は鉄製で、真ん中で 2閉じられた装置内部は、検出器に筑波山の控える実験棟屋内

つに断ち切った形状をしていと電磁石が同心円状に折り重に、重さ約 1400 トンの観測装る。1 枚の重さは約 150 トン、なった構造をしている。光速近置 の Belle Ⅱ が 設 置 さ れ て い

2 枚合わさると高さ、幅ともにくまで加速された電子と陽電子る。22 年 7 月からロングシャッ

約 8 メートルになる。扉は「エが、大型加速器「SuperKEKB」

トダウンと呼ばれる運転停止

ンドヨーク」と呼ばれ、前方との 2 本のビームラインを互い期間中で、加速器や検出器の後方に一対ずつある。それぞれ違いに走り、装置の孔に向かっ改良ののち、1 月末の運転再開の下部にはハンドルが取り付けて突入すると、強力な磁場にを目指していた。Belle Ⅱの B、られ、手動で勢いよく回すと扉よって収束し、衝突する。衝突KEKB の B は、素粒子の一種「Bはミリ単位で動き、1000 回以点で生成し、崩壊する素粒子の中間子」にちなむ。

上回してようやく八角形の片方性質を調べて、宇宙創成の未解

マイナスの電荷をもつ電子とが閉じる。
そんな作業が昨年末、明な謎に迫る。実験はバージョ

プラス電荷の陽電子は、前段の高エネルギー加速器研究機構

ンアップして 1 月末の再スター

線形加速器でそれぞれ 70 億電

CROSS T&T No.76

ス ー パ ー ケックビー

21

子 ボ ル ト（7GeV）、40 億 電 子
ボルト（4GeV）に加速され、メーンリングに射出される。2 本のビームラインの交点で衝突すると B 中間子が大量に生成され、崩壊（より軽い素粒子に変化する）
までに 100 ミクロン程度の距離を移動する。その崩壊過程を詳しく調べる装置というわけだ。
ケックビー

前身の衝突型加速器 KEKB は1999 年から 2010 年まで運転され、Belle 実験が行われた。B
中間子における CP 対称性の破れを検証し、小林誠、益川敏英

2 枚の扉（エンドヨーク）が閉じる直前の Bell Ⅱ（故人）両氏のノーベル物理学賞（2008 年）受賞につなげてすことができ、飛行距離は 100いる。
「CP 対称性の破れ」の C

ミクロン程度になる。今日の科加速器側もビーム入射を細くは荷電共役変換（粒子を反粒子学の測定限界に達し、いろいろ絞る形でルミノシティーの向上

へ反転する）、P はパリティ変な崩壊現象が見えてくる。しかを図った。計量上の言い方は難換（物理系の鏡像を作る）の意

し電子と陽電子が測定器内で数しいが、これまでの記録は KEK が味。難解な物理学の理論だが、億回交差しても衝突に至るのは持っていた 2.1 × 1034/cm2/sec

ほぼ「物質」だけで満たされて数千回、ほとんどがすり抜けてだった。改良後のルミノシティー

いる私たちの宇宙の成り立ちをいく。1 秒間に 3 万回の記録をは 4.7 × 1034/cm2/sec と い う

説明するのに有効だ。宇宙の始

とっても興味ある事象は数例に「世界最高性能」（松岡広大 KEK

まりのビッグバンでは「物質」

とどまるという。そこで、より素粒子原子核研究所准教授）のと「反物質」が同じ量だけ作ら

多くのデータをためて現象を調値になる。加速器性能をあげるれたと考えられているが、なぜべるために「ルミノシティー」のは、莫大な電力を消費する加か「反物質」は消えてしまった。 （ 衝 突 頻 度 ） と い う パ ラ メ ー

速器運転の省エネにもつながる

この仕組みを説明する理論とさターが大切になる。今回の改良れる。

ではこの向上が最大の眼目にBelle Ⅱ で の 衝 突 実 験 は

なった。

格好だ。

ということだった。
物理学では、「標準理論」を構成する 17 種類の素粒子すべ

2018 年に開始された。前身の装置の最深部には崩壊点検出てが発見されたものの、なおもBelle 実験で蓄積されたデータ器がある。ビームパイプの中心生じる「ずれ」が無視できないの 50 倍のデータを収集・解析から数センチのところにピクセでいる。宇宙に物質しかないこする目標が立てられ、昨年末のル型検出器を 2 層構造で設置との説明には、「超対称性粒子」

時点で 28 カ国、1100 人の研した。一種のデジタルカメラで、の存在が示唆されてもいる。中究者が参加している国際共同実

2 層目のモジュールを 12 枚の間子のまれな崩壊を精密に調べ験となっている。

完成形にしたドイツ製の装置がることで、標準理論の「ずれ」

運びこまれた。この装置を組みが説明できるかもしれない。

大量データから稀有な現象探す込むために、扉を開け、外周部

素核研の中尾幹彦教授（Belle

光速に近い加速器での衝突実が取り外してのオーバーホール

グループリーダー）によれば、

験では、B 中間子の寿命を延ば的なシャットダウンが行われた

これまでの Belle Ⅱの運転によ

22

CROSS T&T No.76

り、非常にまれな物理現象の１ので、大量のデータを集めて「説器を構成する電磁石の磁場や高つである B 中間子が K 中間子明」を確かなものにしていきた

周波加速装置の電圧などを精密と 2 つのニュートリノに崩壊

いとしている。

に調整する必要がある。例えば、する現象が認められたという。

実験は 1 月 29 日に始まり、電磁石は精度良く製作されていニュートリノは検出できない

ま ず は 6 月 末 ま で 行 わ れ る。

るが、それでも微小な誤差磁場が、精度をあげていけば統計的（NEWS つくば・相澤冬樹）

により周回中にサイズが大きくなり、ビームロスにつながる。

に有意な物理現象が見えてくる

そのロスを低減するように電磁石の磁場を調整する。

Cross Release■ 1 月 17 日

また、前段の加速器（線形加速 器 と RCS） の ビ ー ム 調 整 もメインリングのビームロス低減

J-PARC センターほか

メインリングでビームパワー 760kWのために重要で、それらの加速

15 年目にして当初目標を超えるう。大強度ビーム加速に適した器と連携してビーム調整を行
運転条件の探索、ビーム不安定性への対処、ビームロス低減の「CP 対称性の破れ」反物質がニュートリノ実験施設に取り出ための機器を追加するなどによ

消えた謎に迫る、もうひとつのされ標的に照射、そこで発生しり、2019 年にはメインリング

茨城発の研究「T 2K 実験」（東た二次粒子を収束して生成したの ビ ー ム パ ワ ー が 500 kW に海 - 神岡間長基線ニュートリノ

ニュートリノを、295 km 離れ達した。そのときのパルスあた

振動実験）の方も、東海村の大た岐阜県飛騨市神岡町にあるり陽子数は 265 兆個で、シン

強度陽子加速器施設「J-PARC」 「スーパーカミオカンデ」検出

クロトロン方式の陽子加速器にのメインリング加速器のパワー器で観測するのが T2K 実験だ。

おける世界最高値を記録した。

アップで新たな局面を迎えてい加速実験の感度は、生成され2021 年の夏から運転を長期る。加速器は 2008 年の運転開る粒子の総数で決まる。その数休止し、サイクルの繰り返し周始以来、段階的にビームパワー

は、標的に入射した陽子の数に期 を 2.48 秒 か ら 1.36 秒 に 短を上げてきて、昨年 12 月 25 日、比例するため、より高い感度の縮する大改造が行われた。陽子

ついに当初目標を超えるビーム実験を行うには、より多くの陽ビームをメインリングに入射す

パワー 760kW を達成した。

子が必要となる。そのためには、る装置、陽子にエネルギーを与J-PARCでは線形加速器（LINAC）

単位時間あたりにどれだけの陽える高周波加速装置、陽子ビーと、3GeV（ ギ ガ 電 子 ボ ル ト ）子を加速できるかという指標

ムを周回軌道とするための主電まで加速できる円形加速器 RCS「ビームパワー」が重要とされ磁石用電源装置、加速された陽（Rapid-Cycling Synchrotron）、

る。パワーの単位が kW となる。

子ビームを利用する実験施設へ

メインリングと呼ばれる円形加加速陽子数を増やすためにの出射のための機器など多岐に

速器の 3 台で段階的に陽子をは、陽子の取りこぼし（ビーム加速する。加速して標的にぶつロス）を少なくする必要がある。

その後、更新機器の通電試験

け、生成される中性子や K 中

ビーム内の陽子どうしの電荷を行い、安定にビーム運転に使

間子、ニュートリノなどの粒子（+）による反発力がある中で、用できる状態となったことを確をさまざまな実験に使っている。

メインリングで 10 万回以上周認 し た。2023 年 か ら 1.36 秒

メインリングで 30GeV のエ

回させながら加速する。ビームの繰り返し周期によるビーム調

ネルギーまで加速された陽子はロスを少なくするために、加速整およびニュートリノ実験施設

テーツーケーCROSS T&T No.76

わたる改造となった。

23

への供給運転を行い、12 月 25に短い 1.16 秒に短縮すること精度で測定できる可能性がある

日にはビームパワー 760kW でに加えて、取り出し陽子数をとわかり、研究が始まった。

のビーム供給に成功した。15330 兆個と増やすことができ

この結果は、ミュオニックヘ

年かけての目標達成となった。

るように高周波加速装置の増設

リウム原子のエネルギー構造をを行う予定という。

測定する手法を確立したことをく次世代のニュートリノ研究でhttps://j-parc.jp/c/press-

意 味 す る。J-PARC で は、D ラ

あるハイパーカミオカンデ計画

release/2024/01/17001271.

インの約 10 倍のビーム強度をに向けて、繰り返し周期をさらhtml

持つ H ラインの運用を開始し

将 来 的 に は、T2K 実 験 に 続ており、今回の成果は H ライ
ンでも使用可能で、超微細構造

Cross Release■ 2023 年 12 月 28 日の測定精度はビーム強度と測定時間によって向上することか
高エネルギー加速器研究機構ほか

40 年ぶりに世界記録を更新
ミュオニックヘリウム原子の超微細構造測定

ら、今回の成果によって測定精度をさらに 100 倍向上させる
見通しが立った。
CPT 定 理 は、 現 代 の 物 理 学の枠組みでは厳密に成り立っているとされている。この定理

高エネルギー加速器研究機構

ン科学実験施設（MUSE）D ラと密接に関連する「CP 対称性」

（KEK）の物質構造科学研究所

インを使った実験で、40 年ぶはわずかに破れていることが知（IMSS）ミュオン科学研究系のりに世界記録を更新した。ミュられており、私たちの宇宙には

グループは名古屋大学、東京大

オニックヘリウム原子の超微物質が豊富にあるにもかかわら学大学院と共同で、J-PARC の細構造は 1980 年代にスイスのず、反物質がほとんど見つから施設を使用し、ミュオニックヘ

ポール・シェラー研究所とアメない理由の説明につながると考

リウム原子のエネルギー構造のリカのロスアラモス国立研究所

えられている。

測定精度を世界記録から 1.5 倍でそれぞれ測定されて以降、こミュオニックヘリウム原子の向上させるのに成功した。

れまで測定されていなかった。

超微細構造の測定精度は、主に従来記録の 1.5 倍とはいえ新た

ミュオニックヘリウム原子の数な一歩を踏みだした形だ。

で決まる。一方でミュオンや、

ヘリウム原子の持つ 2 つの電子のうち 1 つを素粒子の一種 ミ ュ オ ン に 置 き 換 え る と、研究グループは、ミュオニッ

ミュオンを含んだ原子である「ミュオニックヘリウム原子」

クヘリウム原子を利用して負電

ミュオニックヘリウム原子は約と呼ばれる原子を生成できる。

荷のミュオンの質量を精密に決

2 マイクロ秒で崩壊してしまう

自然界に存在しない特殊な原子

定すれば、正に荷電したミュー

ため、基本的には使用するミュだ。
この反応を精密に調べると、オン（反粒子）の質量に関する

オンビームの強度と測定時間にミュオンの質量の決定や、「CPT他の実験結果と組み合わせて物

よって測定精度が決まってしま定理」と呼ばれる物理学の根幹

理学の根幹をなす法則「CPT 定う。今回の総実験期間の約 15をなす法則の検証ができる。し理」の検証が可能であることに日の中でできる限り測定精度をかしそのためにはこれまでの測着目した。近年 J-PARC で進行向上するために、測定条件の最定精度を 100 倍以上改善するしている MuSEUM 実験グルー

適化やより良い解析方法の検討必要があった。

プの技術を応用すれば、ミュオに注力した。

今回は J-PARC の物質・生命

ニックヘリウム原子の超微細構

https://www.kek.jp/ja/

科学実験施設（MLF）のミュオ

造を最大で現在の 100 倍近い

press/202312281400/

24

CROSS T&T No.76

Tsukuba

サイエンス

匠の技で薄くする
メノウ・粘土ベントナイト・へび花火の中は？
総合科学研究機構

山田裕久

どを用いて、その粒子が粗いものから順次細1. 薄片とはかいもので、鋳物盤を装備した回転研磨機、薄片を「うすっぺら」と読むと、「物の厚みがガラス板などを用いて研磨する。研磨する際乏しく貧弱な感じのするさま、または知識、思慮には、研磨材を分散するために水や油を使うなどの内容が貧弱で、上っ調子なさま」の意となことが多い。

る。ここでは「はくへん」と読み、読んで字のご③ 研磨した試料面をスライドグラスに貼り付け

とく「薄いかけら、薄い切れ端」を意味する。地る。加熱したホットプレート上で、常温硬化

球科学、特に岩石・鉱物学の分野では、鉱物・岩型や熱硬化型のエポキシ系樹脂（2 液混合）

石を光が通るほど薄く（普通約 0.03 mm）したなどで接着する。

試料で、英語では thin section と呼ぶ。薄片は、④ スライドグラスに貼り付けた試料の厚さが約

光学顕微鏡、
特に偏光装置を備えた顕微鏡で観察・0.15 mm となる様に、①で用いた装置より小評価することに用いる。偏光装置は、薄片を挟ん型の電動切断機で、冷却液として切削油を用だ一対の偏光板（一つの直線方向に振動する直線

いて切断する。

偏光のみを透過する光学素子）からなる。透過光⑤ 切断面を②と同様に研磨する。仕上げは、メの速度や吸収度が、物質の種類や可視光の波長にノウ板の上で研磨材、水または油を用いて、より異なる特徴を利用し、多くの鉱物の判別に使

約 0.03 mm の厚さまで研磨する。

用されている。

⑥ スライドガラス上の試料面に、カバーガラス

2. これまでの薄片の作り方：湿式研磨法
硬い鉱物・岩石などの試料を光が通るほど薄く
１）を天然樹脂のカナダバルサムを用いて貼り付け、試料を保護する。
このようにして、茨城県笠間市で産出される有かこうするには、以下の手順を取る 。

名な稲田石をはじめとする御影石と呼ばれる花崗① 試料をスライドグラスに収まる大きさ（2 cm

岩から薄片を作ることができる。さらに花崗岩よ× 3 cm で、厚さ 1 cm 程度）に切断する。ダりもっと硬いものを薄片にすることもできる。そイヤモンドホイールを取り付けた電動切断機の一例が、メノウである。メノウはその硬さゆえで、水を冷却液として流しながら切断する。

に、上に述べたように薄片の仕上げ板として、ま② 切断した試料をスライドグラスに貼り付ける

た材料科学分野においては乳鉢・粉砕容器としてために、まず一面を研磨する。研磨には、研無機材料・セラミックス等の硬い材料の粉砕に広磨材として炭化ケイ素・酸化アルミニウムなく利用されている。

共同執筆者：
大和田 朗（日本薄片株式会社）中村 真佐樹・武田 良彦（物質・材料研究機構）
平林 恵理・佐藤 卓見・鈴木 正哉（産業技術総合研究所）

CROSS T&T No.76

茨城県北西部の常陸大宮市周辺では、古くからメノウの産出が認められている。８世紀に書かれた常陸国風土記に「玉川のメノウは火打ち石に適する」とあることから、奈良時代には、既に常陸

25

物により種々異なり、比重 2.55
～ 2.63 で、硬度６と硬い鉱物である。
今回は、常陸大宮市諸沢地区のメノウを試料とした。薄片の顕微鏡写真（図 1）には、微粒子の集図 1 メノウ原石とその薄片の偏光顕微鏡写真（直交ニコル（2 枚の偏光板を使用）での撮影）

合、扇などの構造が見られる。扇は、細かい結晶粒子が一方向に伸びて、繊維の束のように集まって形作られていることがわかる。また扇は互いにぶつかり合いながらも成長し、緻密な組織を作り上げている。さらに、隙間は細かい結晶で埋められており、そのために

図2

ベントナイト原石とその薄片の偏光顕微鏡写真（直交３）

ニコルでの撮影）

大宮のメノウが発火石として利用されていたことがわかる。江戸時代には「水戸火打ち」と呼ばメノウの硬さが生じていると考えられる。

3. 新たな薄片の作り方：乾式研磨法

れ、マッチが普及してからも、携帯火打ち用具に

メノウの薄片を作製したこれまでの方法は、試使われた。江戸時代の都内の遺跡から出土する火料の切断・研磨に際して水等の潤滑剤を必要とす

打ち石のほとんどが、常陸大宮市北富田～諸沢地

るために、湿式研磨法と呼ばれている。では、水域を主要産地としたメノウであることも判明してに触れると膨らんでしまう粘土を薄片にすることいる。

はできないのだろうか。産業技術総合研究所・地メノウは、またその持つ色・模様の多様性から、

質情報基盤センター・地質標本館・地質試料調製

古墳時代前期中葉より装飾品として、特に赤色系グループにて開発された「研磨に際して一切の潤の勾玉の原石として用いられてきた。最古の玉作

滑材を用いない乾式研磨法」がこれを可能にした 。

りは、島根県出雲玉造跡と共に茨城県土浦市烏山

乾式研磨法は以下の手順で行う 。

遺跡・八幡脇遺跡で確認されている。さらに千葉①ダイヤモンド粒子を焼結した帯状の刃を装着し県文化財センターの研究などによると、常陸大宮

た電動パンドソーにて、試料を切断する。切断

市諸沢地域のメノウは、矢じり等の石器として福刃と試料との間に発生する摩擦熱を抑えるため

島県や関東各県の縄文時代の遺跡から出土していに、手押し切りする速度をコントロールする。

て、大昔から貴重な石材として広く流通・活用さ②切断した試料をスライドグラスに貼り付けるた

まがたま

れていた。

ぎよくずい

２）

１）

めに、まず一面を研磨する。研磨には、耐水研

メノウは、玉 髄の一種でその化学組成が石英

磨紙を可変型自動研磨機の盤上に貼り、冷却液

SiO2 と同じことから、石英の一種と考えられてなどの液体を使用せずに研磨する。耐水研磨紙

いた。しかし、現在では石英とモガナイト（シリの番砥は、その粗いものから順次細かいものを

カ鉱物の準安定相で、石英の右水晶の部分構造と用いる。

左水晶の部分構造を特定の結晶面で繰り返したも③常 温硬化型のエポキシ系樹脂（2 液混合）をのに相当する鉱物）の微小結晶が網目状に集まり、用いて、試料をスライドガラスに貼り付け、超顕微鏡的小孔を持つケイ酸の緻密集合体と定義

40℃の乾燥条件で固化させる。

されている。色と組織は、一般的に含まれる不純26④ス ライドガラスに接着した試料の厚みを約 1
CROSS T&T No.76

mm になるように、①で用いた電動バンドソー

がった薄片は、従来の湿式研磨法とは異なり、薄で切断する。

片の作成時の熱の影響を受けず、試料そのものの⑤スライドガラスへの接着面を、②と同様に耐水

天然の色調を保持すると共に、ベントナイト生成

研磨紙で研磨する。仕上げは、エタノールによっ

時の姿、すなわち鉱床の成因・生成過程を反映してペースト状にした粒径 1 µ ｍの酸化アルミニ

たと考えられる流離構造を示している（図 2）。

ウム粉末を塗布・含浸・乾燥させた研磨クロス上で行う。

4. へび花火の薄片作り⑥スライドガラス上の試料面に、UV 硬化樹脂でベントナイトより取り扱いにくい、もろくて、カバーガラスを貼り付けて、試料を保護する。

壊れやすいものの薄片は作ることはできるのであ

この乾式研磨法を用いて、新鉱物として発見さろうか。そこで、軽く触っただけでも壊れてしまれて以来 50 年の間、薄片作製が不可能とされてう「へび花火」に注目した。へび花火は、直径 1

いた土壌中のゲル状物質・イモゴライトの薄片作

cm、高さ 1 cm 程度の円筒形の星（花火玉の中製などに成功している。

にある火や煙を出しながら燃える火薬の粒のこと

ここでは、水に対して膨潤する性質を持つ粘土を言う）であり、星に火をつけるとへびのような

鉱物モンモリロナイトを主成分とする物質・ベン

黒い燃えカスが伸びてくる（図 3）。蛇玉とも呼3）

トナイトの薄片作製を紹介する 。ベントナイト

ばれる。

は、その膨潤性・溶液のゲル化などの性質から、

へび花火の起源は、19 世紀前半に世界で初め

掘削泥・土木用止水材・鋳物砂・猫砂（トイレ砂）て無機化合物から有機化合物の尿素を合成し、「有などの土木・窯業分野などで多量に用いられてい機化学の父」と呼ばれるフリードリヒ・ヴェーラーる。

が見出した「乾燥させたチオシアン酸水銀を加熱山形県西村山郡大江町の月布鉱山（クニマイン

した時の反応」にはじまると言われている。この株式会社）のベントナイト鉱床から採取したブ

加熱時に黒いヘビのように伸びる反応を用いるこ

ロック（約 10 cm × 5 cm × 5 cm 程度の不定形）とにより商品名「ファラオの蛇」が販売され、人を試料とした（図 2）。このベントナイト鉱床は、

気のおもちゃとなった。現在は、石炭ピッチを硝

新第三紀中新世後期（10Ma 程度）の硬い頁岩中酸でニトロ化したものを酸化剤とともに糊で成型に何層にも挟まれた火山ガラス質凝灰岩が続成作して作られている。

用により変質したものである。この試料は、細粒

現在においても、ヘビが伸びてくる原理は、まの黄鉄鉱を含むため暗青灰色を示している。仕上だ十分には解明されておらず、膨張黒鉛に似た反応とも考えられている。膨張黒鉛
は、炭素ナノシート間に硝酸などの酸が吸収された物質で、加熱により酸の気化反応が起こり、炭素
ナノシートが押し広げられ膨張すると解釈されている。
市販のへび花火を着火後、十分に膨張した黒いへび状態を得て、これを薄片用の試料とした。へび花火のようにもろくて、壊れやす
い試料は、薄片作製には樹脂に包埋して補強する必要がある。今回

図 3 着火後のヘビ花火とその薄片の偏光顕微鏡写真（直交ニコル
での撮影）
CROSS T&T No.76

は低粘性のアクリル系樹脂を試料に浸透させ包埋した。ただし、大27

気中ではへび花火の空隙に残る空気が邪魔して樹法等がある。一方、最終的には材料を破壊してし脂が十分に試料内部に浸透できない。そこで真空

まうが、FIB-SEM（走査電子顕微鏡）-EDX（エネ装置を用いて、大気中より減圧することにより、ルギー分散型 X 線分光法）による構造・組成の試料の空隙に残る空気を排出しながら樹脂を浸透

3 次元観察法等がある。

させた。真空処理後、試料と包埋樹脂の入った容本報告の薄片作製と光学顕微鏡観察との組合せ

器を真空装置から取り出し、容器ごと常温で硬化は、古くて新しいマクロスケールでの観察である。

させた。硬化した後、上に説明した乾式法を用い壊れやすい材料等、従来観察が不可能もしくは困て切断・接着・研磨した。

難と考えられていた材料の内部観察に対応できる

着火した後、伸びながら少しずつねじれて、らと期待している。

せん状の構造になり、へびのようにうねうねと伸

なおここで紹介した薄片作製の匠の技は、参考

びる様子を直接見ることができた（図 3）。薄片

資料に示した「産業技術総合研究所・地質情報基には黒い複数の細い枝が重なり合って、空隙を多盤センター・地質標本館・地質試料調製グループ

数作ると共に、全体として太い幹に成長しているの HP」、「日本薄片株式会社 HP のギャラリー」

様子が見える。網目構造の生成とガスの発生が同で見ることができる。また地質標本館 2 階では、時に起こることでヘビのような形になるとも思わ岩石薄片等の実物に接することができる。是非、れる。

匠の技に触れてください。

5. まとめ

参考資料

材料の特徴づけには、マルチスケールでの観察が重要である。近年は、FIB（収束イオンビーム）と TEM（透過電子顕微鏡）の組合せにより、ミクロスケールでの観察が可能となっている。材料
内部の観察法としては、非破壊であれば、3 次元
X 線・中性子透過法、3 次元 NMR（核磁気共鳴）
山田 裕久（やまだ・ひろひさ）
CROSS総 合 科 学 研 究 セ ン タ ー 総
合 科 学 研 究 員、AIST客 員 研 究 員、NIMS名誉研究員

28

4）

５）

1）チーム G 編（2014）薄片でよくわかる岩石図鑑、
誠文堂新光社、東京
2）大和田朗・佐藤卓見・平林恵理 (2013) 新開発乾式法による脆弱岩石試料の薄片・研磨薄片製作、地質調査研究報告 , 第 64 巻，第 7/8 号 , p. 221-224.
3）山田裕久・大和田朗・平林恵理・佐藤卓見・鈴木正哉（2016）ベントナイトの光学顕微鏡用薄片の作製、粘土科学、55、1-4。
4）国立研究開発法人産業技術総合研究所・地質情報基盤センター・地質標本館・地質試料調製グループ（https://unit.aist.go.jp/gsc/ja/ offices/mus_gsp_thinsection.html）
5）日本薄片株式会社 HP ギャラリー（https://nihonhakuhen.co.jp/gallery.html）

大和田 朗（おおわだ・あきら）
日本薄片株式会社 代
表取締役

中村 真佐樹（なかむら・まさき）
NIMS、電子・光機能材料研究センター、電子セラミックスグループ、
主任研究員

武田 良彦
（たけだ・よしひこ）
NIMS、エネルギー・環
境材料研究センター、
水素材料分野、水素関
連材料グループ、グループリーダー

平林 恵理（ひらばやし・えり）
AIST、地質情報基盤センター、地質標本館室、
地質試料調製グループ、
グループ員

佐藤 卓見
（さとう・たくみ）
AIST、地質情報基盤センター、地質標本館室、
地質試料調製グループ、
グループ長

鈴木 正哉
（すずき・まさや）
AIST、地質調査総合セ
ンター、地圏資源環境
研究部門、副研究部門
長

CROSS T&T No.76

Today & Tomorrow

サイエンス

アルコール問題の治療ギャップを解決
北茨城減酒サポート活動
筑波大学医学医療系

新田千枝

筑波大学と北茨城市は昨年 11 月より、アルコー

図り、あわせてアルコール健康障害を有する者等

ル摂取量を減らす、またはやめることを希望するに対する支援の充実を図り、もって国民の健康を人々のための回復グループ、「減酒サポートグルー

保護するとともに、安心して暮らすことのできるプ」を始動した。これまで、国内には減酒を目指

社会の実現に寄与することを目的」（第１条抜粋）

す人が参加できる地域のグループはなかった。ことし、様々な施策を実施してきた。基本法では、「相

こでは、飲酒を控えたいと思い始めた方から、ア

談支援」、「医療の充実」が重点施策に含まれていルコール依存症の当事者、そのご家族、医療関係る。というのも、図１で示すように、我が国のア

者、地域の支援者など様々な立場の方が集い、体ルコール依存症の推計人口 107 万人に対し、実験談の分かち合いや、アルコールに関する勉強が際に依存症で治療を受けているのは、わずか５～実施されている。この取り組みは、アルコールの6 万人である。したがって、治療が必要にもかか

過剰摂取がもたらす健康障害の予防やその知識のわらず、依存症医療を受けられていない潜在患者普及啓発、ならびに依存症予備軍該当者を早期にが、100 万人ほどいると言われている。これは相談支援や治療につなげることを狙いとしてい治療ギャップ（有病率とその障害による受診率のる。将来的には、この取り組みの効果を検証し、差）と呼ばれており、アルコール健康障害対策を結果を全国・国際的に共有することで、アルコー

推進する上で、このギャップの解消が急務とされ

ル健康障害における治療ギャップの解決を目指ている。
そもそも、依存症は、「否認の病」と呼ばれ、す。

１．プロジェクト始動の背景・目的
わが国の飲酒実態とアルコール健康障害の推アルコール問題を抱える本人は、飲酒による問題が生じていることを認めないという特徴がある。
さらに、依存症になったことを当事者やその家族

1）

計人口を図 1 に示した 。習慣飲酒者は、男性のが「恥ずかしい」と感じ、受診控えにつながって

32.0％、女性の 8.7％であり約 5060 万人、そのいるという現状もある。アルコール依存症は、飲うち「生活習慣病のリスクを高める飲酒者」は約酒する人であればだれでもなる可能性がある疾患

1000 万人と推計されている。アルコールの過剰の一つであり、適切な治療や支援を受ければ回復

摂取は、アルコール依存症や、様々な臓器のがんできる病であるが、依然としてこのような偏見のをはじめ、肝疾患、膵臓疾患、高血圧や脂質異常ために、医療につながらず最悪の場合は死に至るなどの生活習慣病、認知症、うつ病、交通事故、例も決して少なくはない。以上のことから国およ

不妊、流産などの病気の発症リスクを高め、健康び地方自治体は、精神科を中心に「アルコール依に大きな影響を与えている 。

存症専門医療機関」を設置し、医療の充実を図っ

６）

わが国では、2013 年 12 月に、アルコール健てきた。

康障害対策基本法（以下、基本法）を制定し、「ア

しかしながら、アルコール問題を抱える人に

ルコール健康障害の発生、進行及び再発の防止をとって、精神科受診することにはハードルが高い。

CROSS T&T No.76

29

そこで、
「患者さんの受診ハードルを下げて、お点、「低減外来」というと、「必ずしも断酒しなく酒の悩みに早く応えたい」という思いから、筑波てもいいのかな」と、受診の心のハードルを下げ大学の吉本尚准教授（総合診療科、家庭医療専門て、受診を躊躇している患者さんが医療につなが医）が主となって、2019 年より精神科以外ではることの背中を押すことができ、治療ギャップの初となる専門外来「アルコール低減外来」を北茨解決策として有効な手段となっている。

城市に開設した。

３．
「北茨城減酒サポートグループ」の始動

２．北茨城市との連携：アルコール低減外
来の開設

地域でアルコール問題を抱える方への早期介入の筑波大学では、北茨城市による寄付講座として、機会であると同時に、アルコール使用障害（アル地域総合診療医学が設置されている。これは、地コール依存症）の患者が依存症専門医療につなが域を基盤にした医学教育、市民の健康づくり、地る入口としての機能も果たしてきた。しかしなが域医療の充実を目的に、北茨城市からの委託事業

ら、アルコール使用の問題は、生活習慣の問題でとして 2012 年 4 月から開始された。2015 年 6もあり、飲酒量を減らし、アルコール使用からの月以降は、北茨城市民病院附属家庭医療センター

害を減じるには、一度、改善した飲酒習慣を維持に本拠を置き、内科、小児科、心療内科を標榜しし続けることが求められる。この観点から、依存て、地域住民の診療にあたっている。家庭医療セ症治療の枠組みにおいては、従来から断酒継続のンターは、医療資源が十分とは言えない地域におため、同じ悩みを持つ仲間同士が集まって体験をいて、患者さんにとって、身近に相談できるかか

分かちあい支え合う＝自助グループ（回復グルー

りつけ医としての役割を担っている。

プ、サポート・グループ等）が発展してきた。わ

前項で述べた通り、「アルコール低減外来」は、

こうして、より身近なところでアルコール問題

が国の代表的なものには、断酒会や AA（アルコについて相談できる場所として 2019 年に開設しホーリクス・アノニマス）がある。しかし、これた「アルコール低減外来」は、2021 年には同大らの自助グループは「断酒」をめざす集会のため、学の附属病院と茨城県笠間市立病院にも同様の外来を開設し、診療の場を拡大してきた。現在に至るまで約239 名（ 上 記 3 か 所 の 医療機関の合計）の診療実績があり、受診者の約 50％が飲酒量を減らすことに成功している。
このような成果をあげている理由として、「アルコー
ル低減」という名称も一役買っている。なぜなら、ア

図１

アルコール健康障害のスペクトラムと推計人口（1）〜 5）の文献・資料を基に筆者が作成。
）
ルコール問題を抱える当事
a: 週に 3 日以上飲酒し、飲酒日 1 日あたり 1 合以上を飲酒する者
出典：https://www.e-stat.go.jp/dbview?sid=0003224939
者にとって、初めて自分の
b: １日あたりの平均した純アルコール摂取量が男性 40g 以上、女性 20g 以
飲酒について相談するとき
上の者
出典：https://www.ncasa-japan.jp/understand/alcoholism/japaneseに、急に「断酒しなさい」
c: 令和 1 年 (2019)「国民健康・栄養調査」と言われることは非常に抵
d: 出典：https://www.ncasa-japan.jp/pdf/document31.pdf

抗を感じるのである。その30

CROSS T&T No.76

断酒を目標にしていない方にとっては利用しづら

実施日時：原則、毎月第１木曜に開催し、時間は、

い状況があった。さらに、福島県境に位置する北

18：00 ～ 19：00 の 60 分。

茨城市内から断酒会や AA に参加するには、近隣

運営方法：グループのファシリテーターとして、市まで移動して参加することが必要であり、利用

毎回、公認心理師・精神保健福士、看護師等、1希望者にとっても、アクセスするのに大きな負担～ 2 名が参加。1 度の参加人数は 10 名程度が理となっていた。

想だが、上限は設けていない。2 ～ 3 名の小規模

そこで、著者自身が、臨床心理士および精神保でも実施可能である。必要経費は、設備等既存の健福祉士として、アルコール依存症専門医療機関

資源・設備を利用するため発生しない。参加費無で長年アルコール依存症者のグループ療法を実施料。

した経験を活かし、「アルコール低減を目指す人々

実施内容：ファシリテーターが司会を務め、参加のリカバリー（回復）・グループ」の開設を北茨者が主体となって、アルコールを減らすことや、城市に提案した。こうして、筑波大学と北茨城市

やめることについて語り、体験を分かち合う。さは昨年 11 月に、「減酒サポートグループ」を始らに、①専門職によるワーク（アルコールに関す動した。参加対象者は、「アルコール低減外来」

る知識の伝達、集団力動を活用した自己の振りで治療を受け、飲酒習慣の改善に取り組んでいる

返り等）、②自助グループ・メッセージ（減酒・患者さんに加え、地域住民の中でアルコール問題

断酒成功者を招き、お酒のやめ方・減らし方や、を抱えている当事者やそのご家族に対しても広くやめたこと、減らしたことの利点などについて、門戸を開放し、診断名や医療機関の受診歴にかか語ってもらう）などを取り入れ、従来の自助会にわらず、誰でも参加可能とした。さらに、地域の心理教育的な要素を加味している。図２は実際に支援者も参加する。

グループで使用しているワークシートの一例である。また、ファシリテーターは、時折冗談を交え

４．
「減酒サポートグループ」の具体的な
活動内容
以下、具体的な活動内容を紹介する。

たりしながら、柔らかく明るい雰囲気づくりを心がけ、参加者の発言を引き出す。

実施場所： 北茨城市コミュニティケア総合セン

５．期待される効果と今後の課題

ター（愛称：元気ステーション）内の会議室。オ「北茨城減酒サポートグループ」は、「アルコーンライン（Zoom）での参加も併用。

ル低減外来」と同様に、必ずしも「断酒」を目標に掲げないことにより、アルコールを減らしたい、やめたいと考えている当事者や家族にとって、参加しやすい、発言しやすい場となることが期待される。また、アルコール低減外来通院中の患者さんにとっては、情報収集、仲間作りにもなり、治療継続のモチベー
ション維持に役立つであろう。また、アルコール問題を抱えながらも相談

図2
CROSS T&T No.76

北茨城減酒サポートグループ」で使用するワークシート例

支援や医療につながって31

いない当事者・ご家族にとっては、医療スタッフと顔が見えるつながりができ、すでに治療につながっている方の意見を聞くことができるなどから、
医療サービスへのアクセス向上が期待できる。
さらに地域の医療・保健・福祉の支援者が参加することで、スタッフ自身が、アルコール問題とその具体的な援助の仕方に触れて、アルコールによる健康障害を持たれている方を深く理解するための貴重な機会を提供し、支援の質を向上させることも期待される。最終的には、このような活動を通じて、アルコール健康障害における治療ギャッ
プの解決を目指したい。
しかし、まだ新たな取り組みとして始まったばかりであり、地域に根差した活動にしていくためには、「継続すること」が大切である。そのためにも、まずはこの活動を多くの方に知っていただ
き、地域の支援者の理解・協力の下、当事者の皆様にもご協力を得ながら、会の運営を担えるス
タッフを拡充し、育成していくことが課題である。
謝辞

引用文献
1) e-Stat 政府統計の総合窓口 , https://www.
e-stat.go.jp/dbview?sid=0003224939 ( アクセス日時：2023/12/22, 9:00)
2) 依存症対策全国センターホームページ ,https://www.ncasa-japan.jp/understand/alcoholism/japanese ( アクセス日時：
2023/12/22, 9:00)
3) 厚生労働省 ,「令和元年国民健康・栄養調査結果の概要」,https://www.mhlw.go.jp/
content/10900000/000687163.pdf ( アクセス日時：2023/12/22, 9:00)
4) 依存症対策全国センターホームページ ,https://www.ncasa-japan.jp/pdf/document31.
pdf ( アクセス日時：2023/12/22, 9:00)
5) Osaki Y, Kinjo A, Higuchi S, et al: Prevalence
and Trends in Alcohol Dependence andAlcohol Use Disorders in Japanese Adults;
Results from Periodical Nationwide Surveys.
Alcohol and Alcoholism 51: 465-73, 2016.
6) 厚生労働省 ,「アルコール健康障害に係る参考資料」,https://www.mhlw.go.jp/
content/12205250/000562423.pdf ( アクセス日時：2023/12/22, 9:00)

本プロジェクトを支援してくれているアルコー
ル問題を抱える当事者およびご家族の皆様、北茨城市役所の皆様に感謝を申し上げます。

新田千枝 （にった ・ ちえ）2010 年～心のケアの専門家として障害者相談事業所、精神科病院、厚生労働
省健康相談室にて心理臨床に従事。臨床心理士、精神保健福祉士、公認心理士、博士（ヒューマンケア科学）
2012 年～千葉県の秋元病院にてアルコール依存症治療・相談支援に携わる。
2020 年～久里浜医療センター研究員として勤務。これまでに厚労省の研究班の一員として、ギャンブル依存症の実態調査や、アルコール依存症患者の追跡調査など依存症施策の立案に係る全国調査を担当。
2023 年 4 月～筑波大学医学医療系助教として着任。医学教育と、引き続き依存症研究に従事。

32

CROSS T&T No.76

Today & Tomorrow

サイエンス

勧告等にみる活動の減少

日本学術会議の創設と初期の変遷
総合科学研究機構

國谷実

科学技術庁創設以前のわが国の科学技術行政

政協議会は日本学術会議の答申または勧告を行政

は、日本学術会議と科学技術行政協議会（STAC）に反映させるために必要な措置、及び政府が日本が一体となって行う体制がとられていた。このよ

学術会議に諮問すべき事項の選定に関することをうな組織構成は、学術体制刷新委員会がその報告

審議事項としている。その意味で、科学技術政策書によって提言したものである。具体的には、米の立案において、日本学術会議が主たる役割を持国から派遣された学術顧問団の報告を受けて、政つということができる。以下の分析に当たっては、

府は学術体制刷新委員会を設置し、選挙された科

日本学術会議の自主的な活動である勧告等に絞り、学者たちによる検討を行わせた。この委員会の報

特にその初期の活動について分析を行ってみる。

告書「新学術体制の立案について」の内容は、在来の「帝国学士院」を改編すること、戦前の「学勧告等の分析

術研究会議」及び「日本学術振興会」を解消し、日本学術会議法においては、第 5 条で「日本新たに選挙された会員による「日本学術会議」を

学術会議は、左の事項について、政府に勧告する

設置すること、行政機関としての科学技術行政協ことができる。」とされており、勧告以外の決定

議会を設けることであった。この報告書の内容をは明示されていない。以下の日本学術会議の活ほぼ忠実に受けて昭和 24 年（1949）1 月日本学

動表で明らかなように、初年度の 24 年（1949）

術会議法及び科学技術行政協議会法が制定された。

には日本学術会議は、法律に基づく勧告、それ以昭和 24 年（1949）から 31 年（1956）までの外の声明、申入れの文書が決定されており、25

科学技術行政はこの２つの機関によって行われる

年以降これに要望が加わっている。

こととなった。日本学術会議は政府から諮問を受

これらの資料から分かることは、日本学術会

け答申を行うとともに、政府に対して勧告を行う

議の勧告等の活動は昭和 24 年（1949），25 年

ことを任務としている。これに対し、科学技術行（1950）は活発であったが、26 年（1951），27

表１．日本学術会議勧告等推移
期
Ⅰ期
Ⅱ期

Ⅲ期

年
24（1949）年
25（1950）年
26（1951）年
27（1952）年
28（1953）年
29（1954）年
30（1955）年
31（1956）年

勧告

声明
9
7
5
1
2
0
1
0

要望
3
1
0
2
0
2
0
1

0
2
13
5
11
5
6
5

申入れ
26
27
6
5
7
3
4
1

計
38
37
24
13
20
10
11
7

＊ 1956 年の数字は、科学技術庁設置前までの数。
＊＊初期の件数については、資料により若干齟齬するものがあり、筆者の判断に従った。
CROSS T&T No.76

33

年（1952）からは減少し、以後低調化していくの学問がこの時期登場し、日本学術会議の関与もこと、活動の中心が法律に基づく勧告・申し入れ増えたためと考えられる。

から、実質的効果は変わらないが法律に基づかな
昭和 31 年（1956）5 月に科学技術庁が成立しい要望に変化していくことがあげられる。
このような変化の起こった最大の原因は、日本

科学技術行政協議会が廃止された。その後の科学学術会議と科学技術行政協議会の成立、その後の技術行政は大きく変わっていくのであるが、組織諸活動に積極的に関与し、日本学術会議の活動に的な比較はしばらく措いて、日本学術会議の内容

消極的な態度をとった各省に対して強硬な姿勢で別勧告と比較して、発足当初の科学技術庁でいか臨んだ GHQ の撤退＝ 27 年（1952）４月＝の影なる新業務が行われてみたかを比較してみる。科

響が大きいと考えられる。

学技術庁の新政策として実施されたものは次のとまたここには示さなかった学術会議に対する諮

おおりである。

問件数の推移から顕著にわかるように各省におけ①学技術振興法案の審議

る日本学術会議への関心が低まったことの影響も②研究長期計画の策定大きい。

③技術開発機関法作成（後の新技術開発事業団・余談となるが、特に日本学術会議の勧告件数は

科学技術振興機構）

激減し、令和 5 年（2023）4 月に出された「日④技術士法の検討

本学術会議のあり方の見直しについて」は実に

これは、大きくは国全体の総合的科学技術計画、

13 年ぶりの勧告となっている。

研究と産業を結びつけるスキームの検討が科学技術庁の発足により初めて検討可能となったという

内容別勧告等の推移ことができる。これらは、日本学術会議の勧告・次に内容別の日本学術会議の活動の推移を眺め

要望・申し入れでは発想できなかった新業務といてみることとする。これにより日本学術会議の関うことができ、逆に言えば、日本学術会議の限界

心が明らかとなるからである。

を示すものということができるのである。

内容別勧告の推移は、総計が減少しているのは既に述べたとおりであるが、それに伴い政府に提以上が、渡辺記念会令和４年の助成にて実施した調査結果である。
＊

言する法案、組織、行革、予算関係案件も顕著に減少しているが、新規学問分野に関するものだけ

近況を付加しておきたい。令和２年（2020）、は増加している。これは原子力関係などの新分野

菅内閣における日本学術会議会員の任命拒否を表２．内容別勧告等（声明を除く）の推移
1 法案

2 組織

3 行政改
革・整理

24（1949）年

9

6

2

7

7

―

3

―

1

35

25（1950）年

4

5

1

9

9

1

4

―

3

36

26（1951）年

1

4

3

3

5

―

4

―

2

24

27（1952）年

2

1

―

3

2

―

2

―

1

11

28（1953）年

1

3

2

2

7

―

1

―

4

20

29（1954）年

―

―

1

1

―

2

―

2

2

8

30（1955）年

―

3

―

1

1

1

―

2

3

11

31（1956）年

1

1

―

―

―

―

―

4

―

6

年

34

4 制度・ 5 予算・
8 新規学
6 計画 7 新事業
9 その他
待遇
経費
問分野

計

CROSS T&T No.76

機に、日本学術会議の在り方の議論が喚起されなかった。しかし、その後「日本学術会議の在りた。令和３年（2021）4 月 8 日 NHK ニュースで方に関する有識者懇談会」（岸輝雄座長）が設けは、この事態に対する検討を行った日本学術会議

られ、令和５年（2023）12 月 21 日、政府に客の「現行の国の機関から変更する積極的な理由を

観的な助言を行える組織にするため、国から独立見いだすことは困難」とする報告案、加藤官房長した法人に改めることが望ましいとする中間報告

官のコメント、識者の意見として筆者の意見が掲が取りまとめられた。これにより 74 年ぶりに日載された。筆者は、上記調査の結果や諸外国の現本学術会議の抜本的な見直しが行われる可能性が状を踏まえ、今後の日本学術会議の在り方につい高まったのである。

て、日本学術会議は政府からの関与が薄いことが［追記：懇談会中間報告後、日本学術会議側は光望ましく、また学術会議側も政府だけでなく、経石会長から会員等宛てのメッセージを発出して済界や国民の意向を受け取る力を高めなければないる（12 月 22 日）］らないと述べたが、この時点での賛同者は多くは短歌
デパートの大食堂

松崎健一郎

デッキブラシ一本さげてまひるまを帰りてくれば師走のこころ

宮本常一読めば八十近い身もはじめての町あるきたくなる

ゐなかの町の神社に詣り一升瓶一本買ひて日帰りの旅

眼鏡かけ帽子をかぶりマスクしてたれかは知らず会釈されたり

年とりてからもひととの仲終はり別れをもつも人生ならむ

杖のつぎは手押し車に車椅子順を追つてぞ老いてゆくひと

葬式に出るはよきことそのひとの人生胸にしみるなりけり

生ぬるい爛熟の気は世にみちぬ昭和元禄といひしそのころ

小学生のころデパートの大食堂にて食べしこと晴れがましくてカレー一皿

サラダといふ野菜出てきて見慣れずになじめずにただ口に押し込む（まつざき・けんいちろう）
１９４７年茨城県生まれ。東北大学文学部卒業。水戸市在住。
著書に『親鸞像』、『起源の物語『常陸国風土記』』、『吉本隆明 異和』、共編著『三・一一 その日その夜、そしてひと月』、歌集に『仕事と日々』（茨城文学賞受賞）、『死者たちの時』（茨城県歌人協会賞受賞）ほか２冊がある。

CROSS T&T No.76

35

Today & Tomorrow

地域社会

２月から AM 放送の一部休止
FM 移行へ向け影響検証 茨城放送
Lucky FM 茨城放送 会長

北島重司

日本の A M ラジオ局は今年（2024 年）、大きFM 放送は、さらに 10 年ほど後になります。

な転機を迎えます。全国の A M 放送局とともに、音楽放送が人気を集めるに連れてステレオ放送へ

A M から FM への移行を目指している当社は、２の需要が高まり、1970 年頃には、FM 東京、FM

月 1 日から A M 土浦中継局と県西中継局の周波

大阪、FM 福岡など、FM 放送の放送局が次々と数 1458kHz の運用を最低半年間休止し、その影誕生しました。高音質による音楽番組を中心とし響を検証することにいたしました。休止するエリた編成で人気を集めます。

アは、すでに放送を開始している F M 水戸局（加波山）の 94.6MHz、F M つくば中継局（宝篋山）の 88.1MHz で全てカバーできる体制です。なぜ、いま F M なのか。詳しくご紹介します。

ラジオの歴史は１世紀
世界初の商業ラジオ放送は今から約１世紀前のAM と FM の違い
ラジオ放送は、放送局が音声を電気信号に変え、電波に乗せたものを受信機（ラジオ）で受信し、受信した電波を再び音声に変えて流す仕組みです。しかし、A M 放送と FM 放送では飛ばす電波が異なっており、送信所の形態も違います。

1920 年、米国・ピッツバーグで始まりました。日

AM 放送は中波（300kHz ～ 3MHz の周波数）本でもラジオ放送を期待する声が強まり、1923と呼ばれる周波数のうち、波長約 200 ～ 600m、年に関東大震災が起こると、正確な情報を伝える

周波数約 526kHz ～ 1.6MHz 帯の電波を使ったラジオ放送の必要性が改めて認識されたのです。

放送形式です。

そして 1924 年、東京、名古屋、大阪の 3 地

波長が長いた域に１局ずつラジオ放送が許可され、1925 年 3め、到達範囲が月 22 日、東京放送局によって日本初のラジオ放広い半面、電子送が開局されました。

機器などの雑音1950 年に「電波三法」が施行され、民間放送の影響を受けや局の開設が可能となりました。翌 1951 年 9 月 1

すく、建物内に

日には、中部日本放送（現 CBC ラジオ）が、日は電波が届きに本で初めて民間のラジオ局として放送をスタート

くく、ビルが多しました。続いて新日本放送（現毎日放送）、ラい都市部では難ジオ東京（現 TBS ラジオ）が相次いで放送を開聴エリアが存在始するなど、
民間のラジオ局が次々と誕生します。

します。

当社が開局したのは、10 年以上後の 1963 年

一 方、FM 放

4 月 1 日です。全国 A M47 局の中では、同じ年

送は超短波（30に開局した栃木放送とともにも最も後発です。

～ 300MHz の

36

写真１

AM 土浦中継局
CROSS T&T No.76

周波数）のうち、波長約 3 ～ 4M、周波数約 76MHz

このラジアルアースは、100m ～ 150m 程度

から 94.9MHz の電波を使用します。90MHz ～の長さが必要となるため広い敷地が必要で、しか94.9MHz 帯の周波数は、過去にテレビで利用さも川や海沿い、水田など広い敷地に集中していまれていた地上アナログ放送 1ch ～ 3ch（90MHzす。当社の AM 親局は、水田の中にあり、那珂から 108MHz）の枠を「F M 補完中継局（ワイド

川が氾濫するとアンテナの支線のアンカーが水没

FM）」として A M 放送の F M 用周波数として用する可能性があります。

意されたものです。

このため、川の氾濫や津波には弱いのです。一

FM 放送の電波は、送信所からの直接波と大地方、F M は、ラジアルアースの必要がなく、アン

反射波により伝わり、送信所から見える範囲（数テナが高いほど広範囲に届く性質があり、スカイ

10km ～ 100km 程度）が範囲となります。A M

ツリーや東京タワーなどの電波塔や、山頂に設置

放送と反対の特性を持ち、遠くまで届かない分、されるのです。

電子雑音による影響は少なく、ステレオで音質はクリアです。

補完局から主役に放送ネットワークの強靭化方針に基づき、全国

災害情報に強く災害に弱い AM

民間放送 AM ラジオ局は、2014 年から「難聴対ラジオは、災害時に存在感を発揮してきました。

策」「災害対策」に取り組んできました。核とな

1995 年 1 月に起きた阪神・淡路 大 震 災 や 2011 年 3 月 の 東 日
本大震災では、停電によりテレビや携帯電話が使えず、電池で使える携帯ラジオだけが災害状況を知る唯一の手段だったと言われています。
ところが、3.11 の教訓から国土強靭化を目指す中で、A M 局の実態調査をすると、A M 送信所は、その仕組みから実は水害に弱く、
都市難聴の課題が浮き彫りになりました。
そこで、政府から提案されたのが、放送ネットワークの強靭化方
針です。
A M 放送から FM 放送へ移行する背景には、
こうした「難聴対策」、「災害対策」があるのです。A M
放送はビルや避難所などの室内には電波が届きにくいほか、A M ラ
ジオの送信所では、電波を効率よく放射させるため、アンテナの地
下には「ラジアルアース」と呼ばれる銅線が放射状に埋設されています。
CROSS T&T No.76

資料１

放送ネットワークの４類型（総務省の資料から）

37

るのは FM 放送の 90MHz 帯を活用した「ワイドが FM より広範囲に届く性質があり、FM 局へのFM 補完中継局」の整備です。

転換を目指す局ではカバー率の確保に苦慮してい90MHz 帯の FM 周波数は、全国の AM 局に割ます。

り当てられ、それぞれ FM の親局として整備し、当社はこの適用措置を受け、土浦中継局と県西災害対策と難聴対策のためのネットワークを構築

中継局の 1458kHz を休止することとしましたが、してきました。

幸いに、このエリアは、FM 親局の 94.6MHz と

当社に FM の親局として割り当てられた周波数

FM つくば中継局の 88.1MHz で全てカバーできは 94.6MHz で、「ワイド FM」と呼ばれる帯域でる体制になっています。現在、AM1458kHz でおすが、日立中継局とつくば中継局は 88.1MHz で聴きの皆さんは、AM から FM へのチャンネル変

既存のラジオで聴取可能です。

更をお願いします。

当社は、2015 年に FM 親局を加波山に開局し、また、スマホやパソコンで聴けるインターネッ

続いて高鈴山に日立中継局、宝篋山につくば中継

トラジオ「radiko」の当社の無料配信エリアが、局を整備し、すでに放送を開始しています。

茨城県から関東の１都６県に拡大していますの

日本全国の民放 AM ラジオ局 47 局のうち 44
局は、2028 年秋までに「FM 局になることを目指す」と表明しており、既に多くの AM 局ではで、こちらの活用もご検討ください。

大変革は 2028 年

AM・FM 両方の周波数帯で放送するサイマル放

今回の特例措置に基づく AM 放送の運用休止

送を開始しています。つまり、FM 補完局が今後、は、FM へ の 第 一 段 階 と な り ま す。5 年 ご と に主役になっていくことになります。

行われる放送免許の更新時期に合わせたもので、今回の AM 局の運用休止は、AM 局の FM 局へ

2023 年が更新時年に当たりました。次の更新は、の移行を検討するに当たり、その社会的影響、特2028 年になるため、この時期に合わせて全国のに聴取者への影響を最小限にする観点から、先AM47 局中、44 局が 2028 年秋までに FM 局にだって一定期間の AM 局の運用休止を行うことなることを目指しているのです。

を可能とするための特例措置が適用されたものです。

当社も、今回の運用休止は中継局だけが対象で、水戸市にある AM 親局の 1197kHz は休止しませ電波法によると、無線局が 6 か月以上正当な理由なく運用休止した場合、免許取消事由に該当んでした。2028 年にはかなりの AM 局が FM に移行すると予想されます。

すると定められています。今回の特例措置は、申ただし、各局の電波環境によって対応はいくつ請した事業者に対しては制約が適用されないこと

かに分かれそうです。総務省も「資料１」のようを明文化したものとなります。

に、FM 放送を組み合わせた柔軟な４つの類型をFM への移行には、これまでの AM 局のサービ
スエリアを FM でどれだけカバーできるかが課題です。前述したように、波長の関係で AM の方

北島想定しています。
いずれにしても日本のラジオ業界は、2028 年に大変革が起きそうです。

重司（きたじま・しげじ）1954 年、茨城県常総市（旧水海道市）生まれ。早稲田大卒。朝日新聞東京
本社科学部、米ワシントン特派員、東京本社企画報道部次長、甲府総局長などを経て 2012 年６月から茨城放送代表取締役社長、2020 年６月から同取締役会長。専門は原子力（原発、核問題）、宇宙開発、自然災害（地震、火山、台風）、地球環境など。ワシントン特派員時代は米大統領選（クリントン２期目）、未臨界核実験、日本大使公邸人質事件なども取材した。

38

CROSS T&T No.76

Tokaiサイエンス

私たちの住む地上には宇宙から放射線が絶えず降り注いでおり、これによって電子機器が一時的な誤動作（ソフトエラー）を起こす。情報社会が発展し、人工知能（AI）やロボット、自動走行
車などの技術が身近になっている現在、電子機器の信頼性を保障するためにソフトエラーの発生率を評価することが重要になる。本稿では、ソフトエラーのシミュレーション技術の研究開発や、その応用研究の成果について解説をいただいた。

宇宙線の電子機器への影響を評価する
半導体ソフトエラーの数値シミュレーション
日本原子力研究開発機構 原子力科学研究部門

1. 宇宙線が引き起こす電子機器の誤動作

安部

晋一郎

荷電粒子が通過すると、付与されたエネルギーの一部を原子中の電子が受け取ってキャリア（動けスマートフォンやパソコンなどを使っているる状態の電子と正孔）が発生します。この想定外と、急にフリーズして操作を受け付けなくなったに生じたキャリアの一部が記憶回路を構成する半ことはないでしょうか。機器を再起動すると何事

導体デバイスの電極に流れ込むと、記憶回路が保もなかったかのように使えるようになったが、フ持している情報が書き換わってしまい、結果としリーズの原因は一体何だったのだろうか。部品のて機器が誤動作を起こすことがあります。この誤劣化、熱暴走、メモリ不足、あるいはアプリケー

動作は、回路の焼き切れなど回復できない故障（ハションの不具合。このようなことが思い浮かぶ中ードエラー）とは異なり、機器の再起動やデータ

で「宇宙から飛来する放射線が原因かもしれなの書き直しなどで復帰できる一時的な誤動作のたい。
」と言うと、冗談かと思われるかもしれませ

め、ソフトエラーと呼ばれています。

んが、これは実際に起こり得る事なのです。

放射線は自然界にもともと存在しており、その放射線とは、高いエネルギーを持つ目には見えひとつに宇宙線があります。宇宙空間では太陽あない粒子や電磁波の総称で、これらのうち電荷をるいは太陽系外で生じた放射線（一次宇宙線）が持つ粒子（荷電粒子）は、物質を通過するときに数多く飛び交っており、一次宇宙線が地球に飛来

その通り道に沿って物質にエネルギーを与えますると大気中の原子核と相互作用して様々な放射す。機器に搭載されている半導体デバイスの中を線（二次宇宙線）を生成します。大気中を進む二次宇宙線は新たな二次宇宙線を生成し、この反応が連鎖的に起こる結果、多くの放射線が空から地上へとシャワーのように降り注いでいます。地上
環境では、二次宇宙線のうち中性子がソフトエラーの主な原因となっています。中性子は電荷を持ちませんが、機器の材料の原子核と相互作用して二次荷電粒子を生成することでソフトエラーを起

図 1.

放射線によるソフトエラー発生の模式図

CROSS T&T No.76

こします。

39

を用いてデバイスへ中性子を照射して SER を測2. 電子機器の信頼性評価

定する方法で、地上環境と比べて非常に強度の高ソフトエラーは前述したように回復可能な誤動い中性子ビームを用いるため測定期間を大幅に短作ですが、例えば、誤動作が直接人命にかかわる縮できます。一方で、二次宇宙線中性子のエネル

機器（自動車の自動制御システムや航空機の計器、ギー分布を再現する加速器施設は世界でも 5 つ

医療機器など）や長期間の安定稼働が求められ程度しかなく、マシンタイムが不足している状況

る機器（金融システムや情報通信システム、スーパにあります。エネルギーの異なる中性子を照射しーコンピューターなど）など、高い信頼性が求めて得た測定データを関数で近似して評価する手法

られる機器にとっては深刻な問題となります。機もありますが、複数の測定データが必要となるた器の信頼性を保障するには、搭載される半導体デめ評価コストがより高くなります。

バイスのソフトエラー発生率（SER: Soft Error Rate）

そのため近年は、計算機上で行う模擬実験、すを事前に評価する必要があり、SER 評価方法の標

なわちシミュレーションを SER 評価に活用する[1]

準文書が米国の半導体技術協会（JEDEC） や日[2]

動きが高まっています。シミュレーションはデバ

本の電子情報技術産業協会（JEITA） によって作

イスの製造前の段階で実施可能で、また実測では成されています。

分からない情報を引き出すこともできるため、得標準文書では、主要な SER 評価手法としてフられた知見を早期に設計にフィードバックするこィールド試験と加速試験が挙げられています。フ

とでデバイスの研究開発を効率よく進めることにィールド試験は、機器を実際に使用する環境で稼貢献します。私は大学や企業と協力して、放射線働させて SER を直接測定する方法で、現実に則挙動解析コード PHITS（Particle and Heavy Ion

したデータが得られる点で非常に有効ですが、数Transport code System）[3] を活用したソフトエ

百から数千のデバイスを数ヶ月から数年の間監視

ラーシミュレーション技術の開発や、その応用研しなければなりません。加速試験は、粒子加速器

究を行っています。

3. ソフトエラーシミュレーション
PHITS は、あらゆる物質中での様々な放射線の挙動を核反応モデルや核データライブラリーを用いてモンテカルロ法で模擬する計算コードです。
ここでモンテカルロ法とは、物理現象を確率的にとらえて、乱数を用いてその過程を追跡する手法です。本章では、これまでに行ってきた研究をいくつか紹介したいと思います。
マルチスケールシミュレーションコードシステム
PHYSERD の開発
半 導 体 デ バ イ ス の 設 計 開 発 で は TCAD
（Technology Computer Aided Design）が用いられており、デバイス内でのキャリアの時間変化を精密に計算しています。一方で、一般的なソフト
エラーシミュレーターによる SER 評価では、放射線によって生じたキャリアがどれだけ半導体デバイスの電極に収集されるかを計算する際に、
図 2.

40

二次宇宙線の発生過程の模式図「電極からある距離までに生成されたキャリアはCROSS T&T No.76

全て収集され、それ以外は全く収集されない」と多重有感領域（MSV: Multiple Sensitive Volume）

いう簡易的なモデル（単一有感領域モデル）が使モデルでキャリアの収集量を計算する方法を構築

用されていました。そこで、ソフトエラーイベ

しました [6]。MSV モデルはキャリアの生成位置

ント（中性子が半導体に入射してからキャリアと収集量の相関を考慮する手法で、本研究ではが収集されるまで）を 1 つ 1 つ精密に計算してHyENEXSS を用いてキャリアの収集過程の系統的SER 評価を行うために、PHITS と三次元 TCAD シ

な調査を行ってモデル化しました。PHITS と MSV

ミュレータ HyENEXSS（Hyper Environment for

モデルを用いた SER 評価は PHYSERD と同等の

[4]

Exploration of Semiconductor Simulation）

を併用した、マルチスケールモンテカルロシミュ

結果を示し、また評価にかかる時間は PHYSERDの 4 分の 1 にまで短縮することができました。

レ ー タ ー PHYSERD（PHits-HYenexss integrated
code System for Effects of Radiation on Devices）

新たな SER 推定法の開発

を新たに開発しました。PHYSERD を用いた詳細

2 章でも述べましたが、加速試験による SER

な解析を通じて、中性子が生成する二次荷電粒子

評価はマシンタイム不足あるいは高コストの課のうち水素イオンやヘリウムイオンがソフトエラ

題があります。そこで、任意の中性子源による 1[5]ーの主因であることなどを明らかにしました 。

つの測定データとシミュレーションを組み合わせてSER を推定する手法を開発しました [7]。図 3 に多重有感領域モデルによるシミュレーション

SER を推定する手順を示します。1 つの中性子にPHYSERD は信頼性の高いソフトエラーシミュ

よって半導体デバイスがソフトエラーを起こす

レーターですが、キャリアの収集量を計算するた確率は、中性子のエネルギー（En）と、エラー発

めの TCAD シミュレーションに時間がかかる問生に必要なキャリア収集量（Qfit）の関数 P（En,

題がありました。一方、従来使われてきた単一有Qfit）で表現されます。そこで、はじめに中性子感領域モデルでは PHYSERD の解析結果を十分にのエネルギー分布φ（En）が分かっている任意の再現できないことも明らかになっていました。そ

中性子源で測定データを取得します。次に、半導

こで、SER 評価を短時間かつ精度良く行うために、体デバイスの P（En, Qfit）をシミュレーションで

図 3.
CROSS T&T No.76

地上での SER の推定手順

41求め、P（En, Qfit）にφ（En）を乗じて積分した

用性を紹介しました。半導体デバイスは性能向上

値が測定データと合致する Qfit を求めます。Qfit がのために素子の微細化に加えて構造の複雑化も進求まると、P（En）と地上の中性子エネルギー分

んでおり、これに伴いシミュレーション技術の高

布φ GND（En）を乗じて積分することで、その半度化も必要となります。例えば、放射線が半導体

導体デバイスの地上での SER を求めることがで

デバイス内に生成するキャリアの空間構造はイベ

きます。ある 1 つの半導体デバイスについて国

ントごとに異なることが、微細なデバイスに関す内の様々な中性子源で得た測定データを、今回るシミュレーション結果に影響を及ぼす可能性が開発した手法に用いて地上での SER を推定した考えられます。そこで現在、PHITS の飛跡構造解

結果、それぞれの測定データから算出された SER

析機能を活用したソフトエラーシミュレーションの違い（最大値と最小値の比）は 2 倍以内と、を行っています。

評価に用いる試験データによらず安定した結果が得られることが確認できました。

また最近は宇宙環境のソフトエラー研究分野においても SER 評価が必要となる半導体デバイスの数が増えており、シミュレーションによる SER
評価のニーズが高まっています。宇宙環境では陽ミューオンソフトエラー研究
地上で起きるソフトエラーの主因は二次宇宙線

子や重イオンがソフトエラーの主因となるため、中性子と述べましたが、現在は二次宇宙線ミュー

宇宙航空研究開発機構（JAXA）と協力して、こオンの影響も懸念されています。ミューオンは荷れまで培ってきた知見を活かしてシミュレーショ

電粒子ですが物質を通過する際に付与するエネル

ン技術の開発に取り組んでいます。

ギーが低く、これまでは地上環境で生じるソフト
エラーに関与しないと考えられていました。しか謝辞し、ミューオンは中性子と同じように機器の材料

本研究の一部は、笹川科学研究助成（2011 年
度、研究番号 : 23-216）、日本学術振興会 特別研究員（DC2）奨励費（2012 ～ 2013 年度、課題
番号 : 24-7673）、日本学術振興会 科研費（2016～ 2018 年 度、 課 題 番 号 : JP16H03906）、 科
学技術振興機構 産学共創プラットフォーム共
同 研 究 開 発 推 進 プ ロ グ ラ ム（2017 ～ 2021 年
度、 グ ラ ン ド 番 号 : JPMJOP1721）、 日 本 学 術振興会科研費（2019 ～ 2023 年度、課題番号 :JP19H05664）の助成を受けるとともに、（株）
半導体理工学研究センター（2008 ～ 2010 年度）、
富士通セミコンダクター（株）（2011 ～ 2014年度）、（株）ソシオネクスト（2015 年度～）から支援を受け、筑波大学、大阪大学、九州大学、
京都工芸繊維大学、京都女子大学、東京大学、東北大学、京都大学、大阪工業大学、高度情報科学
技術研究機構、宇宙航空研究開発機構、高エネル
ギー加速器研究機構、（株）日立製作所、HIREC（株）と協力して遂行したものです。この場を借りて感謝を述べさせていただきます。

の原子核と相互作用して二次荷電粒子を生成する
しやへい

ため、二次宇宙線中性子がある程度遮蔽されるような環境ではミューオン起因ソフトエラーが無視できないのではと考えました。

きようたい

そこで、5 階建ての建屋の 1 階にサーバー筐体を配置する条件でシミュレーションを行ったとこ
ろ、二次宇宙線中性子起因 SER は屋外と比べて数％まで減少する一方で、二次宇宙線ミューオン
起因 SER はほとんど変わらず、結果としてミューオン起因 SER は中性子起因 SER の 15% 程度と、その影響は無視できないことがわかりました [8]。
またミューオンが引き起こすソフトエラーは、負ミューオンが原子核に捕獲されて二次荷電粒子を生成することが主因であることが示唆され、その後の実験で負ミューオンの方が正ミューオンに比べてソフトエラーをより多く引き起こすことを世界で初めて実証しました [9]。

4. おわりに
本稿ではこれまでの研究成果を踏まえて、地上環境の SER 評価におけるシミュレーションの有

42

参考文献
[1] JEDEC, JESD89B（2021）.
[2] JEITA, EDR4705-B（2023）.
[3] T. Sato et al., J. Nucl. Sci.
Technol., Published online（DOI:
CROSS T&T No.76

10.1080/00223131.2023.2275736）.
[4] N. Kotani, Proc. SISPAD 1998, pp.3-7（1998）.
[5] S. Abe et al., IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 61, pp.
3519-3526（2014）.
[6] S. Abe et al., J. Nucl. Sci. Technol., vol. 53, pp.
451-458（2016）.
[7] JAEA プレスリリース「電子機器の信頼性評
価の迅速化に光明 ～様々な中性子施設で半導体ソフトエラー評価を可能にする技術を開発
安部～」2023 年 6 月（https://www.jaea.go.jp/02/
press2023/p23060501/）[8] S. Abe et al., Proc. RADECS2016, PE.6.1（2016）.
[9] JAEA プレスリリース「「宇宙線ミュオン」が電子機器の誤作動を引き起こす～超スマート社会の安全・安心を支えるソフトエラー評価技術の開 発 に 向 け て ～」2018 年 6 月（https://www.
jaea.go.jp/02/press2018/p18052901/）

晋一郎（あべ・しんいちろう）

日本原子力研究開発機構

原子力科学研究部門原子力科学研究所原子力基礎工学研究

センター化学・環境・放射線ディビジョン放射線挙動解析研究グループ

研究副主幹

1985年生まれ。福岡県春日市出身。九州大学工学部エネルギー科学科卒業、九州大学
大学院総合理工学府先端エネルギー理工学専攻博士前期・後期課程修了、博士（工学）。
日本原子力研究開発機構原子力基礎工学研究センター博士研究員、同研究員を経て現在に至る。専門は放射線物理、放射線挙動解析。

つの大陸プレートが隣接し、そCross Release■ 2023 年 12 月 12 日の下を太平洋とフィリピン海 2つの海洋プレートが二重に沈み込んでいる、世界でも稀な地殻

筑波大学

温泉水は水の化石？

構造を持つ地域だ。

含有の特異成分から超深層水循環の実態解明

水の同位体組成を数値モデルに

各温泉地の深部における地圏より計算し、温泉水から復元さ筑波大学生命環境系の山中勤

立て、水と岩石の相互作用を数れた値と比較したところ、温泉教授らは、中央日本の温泉水に値モデル化して同位体進化の軌の分布域によって、2 つの海洋

は、空から降る雨や雪とは異な跡を推定した。そして、海底深プレートの沈み込みを想定した

る非天水成分が含まれていて、部で掘削された岩石中の水や海

計算結果と一致するものと、どこれは 150 万～ 500 万年以上

底泥火山中の水、あるいは海岸

ちらとも一致せず同位体的な進地圏に閉じ込められていた水で付近の油田に含まれる塩水やプ化が弱いものに分けられた。こあることを明らかにし、「温泉レート沈み込み帯の火山蒸気なれらの結果に基づいて、三次元

水は水の化石？」とする研究レ

ど、地圏水成分を多く含むと考的な（深度 100km 以上の）超ポートをまとめあげた。

えられるさまざまな水の同位体

深層水循環の構造と時間スケー

組成が、その軌跡上にあること

ルを明らかにした。

レポートによれば、温泉水の多くは天から降る雨や雪（天を確認した。

すなわち①温泉群 A（長野・水）を起源としているが、水分

温泉水の同位体データから天群馬・埼玉・山梨・静岡の各県子を構成する水素と酸素の安定

水の混入の影響を除去して地圏に分布）はフィリピン海プレー

同位体組成を調べると、明らか

水成分の本来の同位体組成を復トの沈み込みを想定した計算結に特異な水が検出されることが元する手法を新たに提案し、新果、②温泉群 B（長野・静岡両あるという。研究では、それら潟から長野、群馬、静岡に至る

県の東経 138 度近辺のみに分が地圏に長い期間閉じ込められ

中央日本の 39 か所の温泉水に布）は太平洋プレートの沈み込ていた地圏水であるとの仮説を適用した。ユーラシアと北米 2みを想定した計算結果とそれぞ

CROSS T&T No.76

43

れ一致し、③温泉群 C（新潟県

プレート由来の水が温泉水とを突き破ってしまい、十分な推と群馬県南西部の中新世海成層して地表に達していることを示

進力が得られず、水面を突き破

地域に限定的に分布）はどちらす有力な証拠となるもの。特に、らなかったとしても、水面の持の計算とも一致せず同位体的な中央日本において、地圏を介しつ粘弾性特性や脚 - 水面間での進化が弱いことーが分かった。

た超深層水循環が生じているこ

摩擦、波の発生、空気抵抗など

これらのことから、温泉群 Aとを証明した点で、画期的な成によるエネルギーロスが発生す果と言えるという。

る。これらの影響を受けず，純はフィリピン海プレートに閉粋かつ正確な脚力の情報が求めじ込められた海水が 150 万〜

地圏水の混合割合が増えた

500 万年かけて深度数十 km にり、日単位で変動し得ることも達する過程で変質・放出され分かってきたが、それらがどの研究グループは、アメンボのたもの、温泉群 B は太平洋プようなメカニズムで生じている

脚 1 本の脚力を直接計測できレートに閉じ込められた海水がのかは今のところ全く分かってるシステムを構築した。試料に400 万〜 500 万年かけて深度いない。もし地球深部のなんらは日本国内に広く分布し、比150 〜 200km に達して変質・かの変調を反映しているのだと較的体が大きいナミアメンボ放出されたもの、そして温泉群

すれば、地震や火山噴火の予知・（Aquarius paludum paludum ）C は 500 万年以上前に海底で予測につなげられる可能性も出の雌を用いた。測定に際しては、堆積した地層に閉じ込められててくる。そうした観点から、今最も推進に寄与していると考え

弱く変質したいわゆる「化石海後さらに解析精度の向上や新現られる中脚（片側 3 脚のうちの水」であると結論づけられた。

象の発見を目指す予定でいる。

中央の一肢）の脚力を測定した。

られている。

高い撥水機能が求められるセン
サ接続用のプローブ（探針）は、
アメンボの脚の一部を切り取っ

Cross Releaseて流用することで、水面に捕らわれることを防ぐことができる。

茨城大学ほかまた、高速度カメラと画像解析

強からず弱からず 水面を移動するを用いて加速度から脚力を導出

アメンボ中脚の脚力の直接測定に初めて成功

この手法により、アメンボが■ 2023 年 12 月 6 日する間接測定も併せて行った。
水面を叩き推進する際の、中水面を滑らかに移動するアメにした。

脚 1 本の直接脚力測定に世界ンボをめぐっては、その表面微アメンボは体表面に直径数マで初めて成功した。中脚の中央細機能を真似た高い撥水機能を

イクロメートル、長さ数十マイ

部（腿節 - 脛節間）における脚もつ産業・工業製品の提案や水クロメートルの毛を無数に持力は 2.17 ミリニュートン程度

面移動型超小型ロボットの開発

ち、毛の隙間に空気の層を作っで、モーメントの原理からアメのためのメカニズム解明が進めて撥水機能を獲得することで、ンボ脚先端（跗節＋前跗節）でられている。茨城大学大学院理水面で長期間、溺れることなくの脚力を計算すると 0.96 ミリ

工学研究科の上杉薫助教、旭川生活できる。アメンボが水面をニュートンとなった。一方、画医科大学の眞山博幸准教授、大蹴った際、脚と水面の間に発生像解析から得られたアメンボ中

阪大学大学院の森島圭祐教授のする水圧が大きすぎると、水が脚の脚力は約 0.49 ミリニュー研究グループは、アメンボが水毛の隙間に入り込み撥水性能がトンで、画像解析ではエネル

面を移動する際の脚力を、直接失われてしまう。また、水面をギーロス等による過小評価が生測定と画像解析によって明らか

蹴る力が強いと脚の先端が水面じる可能性が示唆された。

44

CROSS T&T No.76

という、人間には理解しにくい

Cross Release

13 トークンに区切られる。これは、語彙に「吾」「輩」「猫」■ 2023 年 12 月 19 日

東京工業大学／産総研

大規模言語モデルに日本語を教える
オープンかつ高性能「Swallow」の公開という漢字が収録されていない
ため、UTF-8 文字コードのバイ
ト単位でこれらの漢字が表現されるのに起因する。
日本語の語彙が不足している

ChatGPT や の PaLM 2 な ど、て米国 Meta AI 社開発の Llama

言語モデルは、日本語を不自然

大規模言語モデルの開発が急速

2 シリーズがある。複数の言語な単位で取り扱うことに加え、に進む中、東京工業大学の研究からなるデータで学習されておテキストをより多くのトークン

チームと産業技術総合研究所がり、日本語にも対応している。

で表現してしまうため、学習や公開した「Swallow」は、日本語

た だ し、Llama 2 の 事 前 学 習

生成の効率が低下する。大規模能力に優れた生成 AI の基盤でデータの約 90% は英語が占め

言語モデルの学習に必要な計算ある大規模言語モデルとなった。

ており、日本語の割合は全体の予算はトークン数に比例するの自然言語処理や人工知能の研約 0.10% に留まる。そのため、

で、逆に計算予算が一定である

究開発の推進、大規模言語モデ

Llama 2 は英語で高い性能を示

条件下では、テキストを少ない

ルのメカニズムの解明、海外依すにも関わらず、日本語の読みトークンで表現する方がより多存を理由とした安全保障上のリ書きは苦手という弱点があった。

くの情報を学習に詰め込める。

スク懸念、信頼できる人工知能

そ こ で、 研 究 チ ー ム で は研 究 チ ー ム で は Commonの実現など、さまざまな動機にLlama 2 の 3 つのモデルをベー

Crawl（ウェブサイトを巡回・

より日本語に強い大規模言語モスに、大規模な日本語ウェブ

収集し、そのアーカイブを無償

デルの開発が進められている

コーパスと英語のコーパスを 9で提供している非営利団体）かが、日本語に強く、オープンか対 1 で混ぜたデータで継続事

ら配布されているアーカイブかつ高性能な大規模言語モデルは

前学習を行い、元々の言語モデ

ら日本語ウェブコーパスを構築少なかった。

ルの能力を活かしながら日本語した。アーカイブには 2020 年

東工大情報工学系の岡崎直観能力の改善を目指した。その結から 23 年にかけて収集された教授と横田理央教授らの研究

果、日本語に関するベンチマー

約 634 億ページ分があり、日チームと産総研は、大規模言語

クデータにおいて、3 つのモデ

本語のテキストを独自に抽出・モデルの開発に関する共同研究

ル全てでベースモデルよりも高精錬して約 3121 億文字（約 1.73

を進めている。研究において、い性能を示した。また、日本語億ページ）のコーパスとなった。

東工大は主にデータの語彙拡張

コーパスのみで事前学習された日本語の言語モデルの学習コーによるモデル学習・推論効率の同規模の日本語大規模言語モデ

パスの中で、商用利用が可能な改善に取り組み、産総研はモデ

ルよりも高い性能を示すことかものとしては最大という。

ル構築に必須である大規模計

ら、継続事前学習の有効性が明▽ 公 開 リ ン ク： https://

算資源として、AI 橋渡しクラらかになった。

tokyotech-llm.github.io/

ウ ド（ABCI: AI Bridging Cloud

言語モデルが扱う語彙についInfrastructure）を提供するととて、 一例 を あ げ る と「 吾 輩 はもに、主に継続学習によるモデル猫である」という 7 文字のテの日本語能力の改善を担当した。

キ ス ト は、「<0xE5><0x90><0

現在、世界中から支持を集め

xBE><0xE8><0xBC><0xA9> はている大規模言語モデルとし<0xE7><0x8C><0xAB> である」

CROSS T&T No.76

45

Tokaiサイエンス

生命科学の常識を変える！
中性子でしか見えない水茨城工業高等専門学校 教授

千葉薫

中性子を使えば X 線では見えない水素が見え

そのほとんどは有機化合物と水である。大きな分る。分子量 1 万以上の巨大分子タンパク質であ子量をもつ高分子有機化合物のうち、生物が生きっても、質のよい結晶を作って中性子をあてれば、るために必要な様々な機能を担うのがタンパク質

分子中に何千個もある水素原子を個々に観測するである。たった 20 種ほどのアミノ酸を一列につことができる。リゾチームというありふれた酵素

なげるだけで、生物は多種多様な形のタンパク質の中性子結晶構造解析でみつけた「奇妙な」水素

分子を紡ぎ出す。まさにミクロな芸術品である。

を起点として約 20 年をかけて明らかにした、すタンパク質のなかでも、酵素は様々な反応を触媒

べてのタンパク質が実は持っている分子骨格を部する分子機械である。たとえばある化学反応を酵

位特異的に柔らかくできるという能力について解素を使わず試験管内で行う場合、有機溶媒を使っ

説する

1, 2

た疎水環境や強酸や強塩基を加えた極端な溶液中。

でないと反応が進まなかったりする。このような巨大分子タンパク質はミクロな分子機械

場合でも、酵素を使えば中性付近の水中という穏生物は多くの物質からできている。骨を除けば(A)

やかな環境で、いとも簡単に反応を進めることが

(B)

(C)

(D)

図１ タンパク質の立体構造とペプチド結合 2（A）結晶格子の中のタンパク質（白色）と水分子（色つき）（B）タンパク質分子の主鎖に作用する溶媒の水由来の水素イオン（C）ペプチド結合の回転角ω（D）タンパク質分子表面の正（外側）および負（矢印の部位）の静電ポテンシャル （A）の四角は単位格子と呼ばれ、この中に４つのリゾチーム分子が含まれる。
結晶格子を満たしているが表示されていない多くの水分子は結晶構造解析では観測されない。（B）の板は
２つのアミノ酸をつなぐペプチド結合の平面を示している。（D）の矢印の部分の負の静電ポテンシャルににひきつけられた水素イオン H+ が（B）の中央のカルボニル酸素に影響を及ぼすと、このペプチド結合の平面性だけが解除され、（C）に示すω角は自由な角度をとることができる。

46

CROSS T&T No.76

できる。しかも、ターゲットとなる「分子中のある。中性子結晶構造解析を行うには、まず、中性

る部分のみを選んで」反応を起こさせることがで子用と同じ条件で作成した結晶で X 線結晶構造

きる。進化の過程で緻密に設計された酵素は魔法

解析データを得る必要がある。我々は中性子実験の分子だと思われがちだが、酵素がもつ特別な働用の結晶を取り出した溶液の中に残った小さな結きは分子の構造と化学的な性質で説明できるはず晶を取り出して X 線結晶構造解析を行い、これである。

をもとに基本に忠実に中性子結晶構造解析を行な

そして、この関係を逆に使えば新たな酵素も設
計できるはずなのである。しかし、これだけ沢山った。

も、我々はまだ思い通りの機能を持つ酵素を一か何度解析しなおしても浮き上がる「奇妙な」水素ら作り出すことができていない。タンパク質といヒトのリゾチーム（図 1A、D）という酵素はう分子にはまだ、我々が見落としている何かが潜涙や尿に含まれており、細菌などの細胞壁の糖鎖んでいる可能性が高い。

を切断して壊す働きをもつ。分子の中央に、リゾのタンパク質分子の構造が明らかになった現在でチームで切断する糖鎖を結合するためのくぼみ

中性子結晶構造解析でタンパク質分子の水素を含む原子配置を調べる（図 1D）がある。このくぼみの奥にあるグルタミ

我々が中性子結晶構造解析実験に用いたのは、応に必須であることが、過去の生化学実験からわ

参考文献 1 の共著者である新村らによって茨城県かっていた。タンパク質分子は「主鎖」とよばれ東海村の研究用原子炉 JRR-3 に設置された BIX-3るアミノ酸の種類によらない繰り返し構造をもつという装置である。データを取得した 2001 年当長い鎖（図 1B）から、アミノ酸ごとに異なる「側時、国内でタンパク質結晶構造解析を行える唯一鎖」とよばれるユニットが枝葉のように生えた分の装置であった。現在 J-PARC に設置されている子である。側鎖への水素の着脱は個々のタンパク

iBIX の前身となる装置である。精製したヒトリ質の機能に直結することが多いため、このような3ン酸という負電荷をもつアミノ酸が糖鎖の切断反ゾチームを含む水溶液を用いて 2 mm という巨水素に着目して行われた中性子結晶構造解析は数大な結晶を作り、55 日をかけてデータを取得し多い。

た。iBIX を用いれば数日でデータが得られると一方、我々は結晶の中で動きやすい側鎖ではないうのは、当時の私達にとって夢のような話であく、結晶中の個々の分子ごとに構造が変わりにく
図２ 中性子結晶構造解析による中性子
散乱長密度マップと X 線結晶構造解析による電子密度マップ 1
A と E の網が X 線結晶構造解析で観測された電子密度マップ。水分子やタンパ
ク質分子内の水素は観測されない。B-Dと F-K は中性子結晶構造解析で観測された中性子散乱長密度マップ。J、K は最新の結晶構造解析プログラム Phenix を使って計算した Polder map。カルボニ
ル酸素から溶媒領域に突き出した重水素のピークが明瞭に観測される。

J
I

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J

K

水素
溶媒の水分子由来と思われる重水47

い主鎖に着目して、中性子結晶構造解析で得られまるよう水分子が配置されている。水の酸素の位

た中性子散乱長密度マップ（図2B－D、F－K）を置が定まらなければ X 線で水分子は観測されな

慎重に調査した。その結果、主鎖カルボニル酸素

いため、明らかにタンパク質と相互作用しているの近くに、これまで他のいかなる方法でも観測さにもかかわらず、X 線ではこの水分子は「タンパれたことがない水素のピークを発見することがでク質分子をとり囲むその他大勢の水」と同じ扱い

きた（図2F－K）。タンパク質分子の結晶は位置になる。

が定まらない水分子で満たされていて、これらをこれに対して、中性子では図 3B の水の水素をどのように計算に入れるかによってマップの形が観測することができる。図 2K の矢印で示した部

少しずつ変わる。図2F－Kのどの図でも、右側の分には、タンパク質の酸素原子にひかれて図 3B矢印で示した酸素のところから伸びている腕が見の点線の位置に留まりやすくなった水分子の水素

えるが、Phenixという最新の構造解析プログラムが観測されていた。

でPolder Mapという図を描くと、さらにはっきりとこの腕、すなわち水素が描き出されることがわかる。

中性子でしか見えない「水和水」がある

中性子でしか見えない水の「作用」
結晶構造解析などで明らかになったタンパク
質分子の「形」は原子座標で表される。この原子座標はプロテインデータバンク（PDB: https://

図 3 に、X 線と中性子の両方で観測できる水分

www.rcsb.org）に登録され、誰でも無料で利用

子（A）と、中性子だけでしか観測できない水分することができる。原子座標データが得られれば、子（B）の模式図を示した。図 3A では、水分子分子の形を無償のプログラムで自分のノートパソの酸素が持つ負電荷が、タンパク質分子がもつ正コンに表示することもできる。

電荷に引き寄せられ、水の酸素原子が点線で示

タンパク質は巨大分子であり、数千、数万の原す位置に留まりやすくなっている。水の酸素は X子からできているが、塩化ナトリウム NaCl が結線でも中性子でもはっきりと観測されるため、こ晶になるように、あるいはスクロース（砂糖）がこに「水和水がある」ということができる。一方、氷砂糖の結晶になるように、タンパク質分子でも

図 3B では、タンパク質分子の負電荷に水分子の結晶を作ることができる（図 2A）。NaCl やスク水素が引き寄せられ、点線で示す位置に水素が留

ロースの結晶と異なるのは、タンパク質分子の結

（A）

（B）

図３（A）中性子と X 線の両方で観測される水分子と（B）中性子のみで観測される水分子（A）はタンパク質の正電荷に水分子の酸素が作用している。点線の丸の位置での酸素の存在確率が高いため、この酸素は X 線と中性子の両方で観測される。水分子の水素は同じ結晶の中にある Water 1 と Water 2 で位置が異なるため、中性子でも観測されない。（B）の水は、タンパク質分子内で負電荷をもっている酸素に、水分子の水素が相互作用している。X 線で水素は見えないため、点線の丸の位置の水素だけが中性子のみで観測される。この水の酸素は、Water 1 と Water 2 で位置が異なるため、X 線でも中性子でも観測されない。

48

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晶には、分子間の隙間を埋める水分子がたくさんくぼみで、鍵がリゾチームに切断される糖鎖であ含まれている点である。このたくさんの水分子のる。鍵が鍵穴にぴったりはまれば、酵素反応がよなかで、タンパク質結晶構造解析で観測できるのく進むと考えられてきた。鍵がどんな形をしていは、結晶に含まれる多くの結晶格子内で同じ位置

れば鍵穴にぴったりはまるかは、X 線結晶構造解に配置された原子だけである。たとえばある水分析で得られたタンパク質の原子配置をみればわか子が結晶構造解析で「見えない」ということは、る。中性子で新たにどんな情報を追加できるか、存在していないのではなく、個々の結晶格子の中

ここからが中性子結晶構造解析の腕の見せ所であでこれらの水分子があちこちを向いていて原子座る。我々は中性子結晶構造解析データに加えて、標が定まらない、ということである。

タンパク質分子内の個々の水素を見ることができ

X 線結晶構造解析では水素を観測することがでるもう一つの手法、核磁気共鳴（NMR）法を併きないので、多くの結晶格子の中で酸素原子が同用して「中性子でしか見えない水素」がタンパクじ位置にあれば、水分子が観測された、という質分子に対してどのような化学的な作用を及ぼしことになる。X 線と中性子のどちらでも「見えなているかを調べた。

い」水とは異なり、「中性子結晶構造解析で水素着目したのは、図 2 の「奇妙な」水素が相互作が観測された水分子」は、タンパク質分子中の原用するペプチド結合である。図 1B の中央、板が子や結合に化学的な影響を及ぼす可能性が高いこ

書かれていないペプチド結合である。図 1B の下とを、改めて認識しなおす必要がある。

側から「奇妙な」水素がペプチド結合のカルボニタンパク質の結晶構造解析は「基本構造」の組み合わせル（CO）の酸素にアクセスしている。ペプチド結合では、主鎖の CO が持っているπ電子と、Cの隣の N が持っている孤立電子対を持ち寄ってタンパク質の結晶構造解析とスクロースのよう

新しい形の電子雲を作っている。これが電子共鳴な低分子有機化合物の結晶構造解析の違いは、解構造である。電子共鳴構造ができると（CO）N

析の過程で「基本構造」を使うかどうかである。

の面は平面になり、N の原子核の周りの電子が薄タンパク質の結晶構造解析には、様々な「基本構くなる。NMR は原子核周りの電子密度の変化に造」が使われている。たとえば、どんな形のアミ敏感であり、電子密度の変化は「ケミカルシフト」

ノ酸がどういう順番に並んでいるかなどである。

という値に反映される。我々が中性子で観測した各々のアミノ酸の原子間距離や結合角も、小さな「奇妙な」水素が図 1B のように CO の O にアク分子で得られた値をそのまま使用する。アミノ

セスすると、この CO を含む電子共鳴構造だけが酸の主鎖は、「ペプチド結合」という結合で繋が崩れる。電子共鳴構造が壊れれば N の孤立電子っている（図 1B）が、「ペプチド結合が平面であ対は N の原子核の周りに戻り、この N の周りのる」というのも、タンパク質の重要な基本構造の電子が濃くなることで N のケミカルシフトが高

1 つである。タンパク質の結晶構造解析では、「ペ

磁場シフトする。実際、図 2K の O とペプチド結

プチド結合が平面である」という条件のもとで、合でつながっている N のケミカルシフトは予想観測された実験データにタンパク質の構造モデル

通り高磁場シフトしていた。つまり、このペプチをあてはめてゆく。主鎖や側鎖がどのように折りド結合の電子共鳴構造は壊れているので図 1C の

畳まれているか、という分子の全体構造を知る目

ように平面でなくてもよい、すなわち「やわらか的ならこれで十分である。

い」ということになる。
X 線と中性子と NMR の 3 つのデータを相補的中性子でしか見えない水の水素がタンパク質の基本構造を個別に壊すに用いると、129 あるヒトリゾチームのペプチ

酵素のはたらきは「鍵と鍵穴」にたとえられて骨格構造である主鎖が他の部分より「やわらかい」

きた。リゾチームの場合、鍵穴が図 1D の中央のCROSS T&T No.76

ド結合のうち 10 ヶ所については、タンパク質のことがわかった。

49

原子座標だけではわからないタンパク質の性質

おわりに中性子結晶構造解析データが示した水分子の水タンパク質の骨格がところどころやわらかい

素とタンパク質の主鎖の相互作用により、生命化と、何が問題になるであろうか。実は、10 ヶ所

学で前提とされてきたペプチド結合の平面性が実くらいのペプチド結合が少し歪んだくらいでは全は一様でないことが判明した。本研究で得られた体構造には大した影響を及ぼさない。それでは何

中性子データの分解能は 1.8Åであり、高分解能が問題なのか。例えていうなら鉄筋コンクリートとはいえないが、X 線だけでは決して見つけるこの家の耐震設計である。タンパク質の原子座標をとができないタンパク質の主鎖の重要な性質を発使って機能についての計算機シミュレーションを見することができた。本研究で着目したタンパク

試みている研究者は、全てのペプチド結合が同じ

質と水の境界にある水素は生命科学にとって特にくらい硬いと思って計算を行う。鉄筋コンクリー重要である。中性子結晶構造解析という、水由来

トの家は、鉄骨の継ぎ目もステンレスのボルトだの水素を唯一直接観察できる貴重なチャンスが得と思って耐震設計をする。しかし、実は、ある鉄られたら、低い分解能でも観測できる主鎖周りの骨の継ぎ目だけがゴムだった、という話である。

水素を是非精査してほしい。さらに他の手法を併

水などの水素は、分子内の負電荷を帯びた場所用すれば、多くの生命科学者がこれまで気づかなでペプチド結合と強く相互作用する。この鉄骨のかった新たな発見につながるであろう。

継ぎ目のゴムが気温の高い日だけやわらかくなることがわかった、というのと同じである。こうな【参考文献】

ると、時折なぜか計算と実測値が合わなかったこ(1) Kaori Chiba et al. Protein Science（2023）の家の耐震設計は、最初からやりなおさなければ

DOI：10.1002/pro.4765

ならない。タンパク質についても、ある条件が満(2) タンパク質の分子骨格が実は持っていた知らたされた時だけやわらかくなる骨格の性質をとりれざる機能 中性子で明らかに（2023 年 11

いれると、よりシンプルな計算でタンパク質の機月）茨城工業高等専門学校、京都大学、日本

能を再現できる可能性がある。

原子力研究開発機構、茨城大学より共同プ
レスリリースhttps://www.ibaraki-ct.ac.jp/

info/archives/69201

千葉

薫（ちば・かおり）

茨城工業高等専門学校 国際創造工学科 一般教養部教授。専門はタンパク質のフォー
ルディングおよび構造機能相関。
1993 年 東京工業大学総合理工学研究科博士課程修了、博士（理学）。日本学術振興会特別研究員（PD）、工業技術院生命工学工業技術研究所（現産総研）ポスドクなど
を経て、2000 年から 2003 年まで、日本原子力研究所（当時）先端基礎研究センター特別研究員として、科学技術振興調整費開放的融合研究推進事業の「水素・水和構造を含めた新しい構造生物学の開拓」プロジェクトに参加。中性子結晶構造解析に携わる。その後、産総研ポ
スドクなどを経て、2015 年に茨城高専着任。2023 年度より現職。
現在は茨城高専の卒業研究生や専攻科生と、本研究で発見されたペプチド結合の部位特異的緩和の原理を産業応用するための研究を、色とりどりの蛍光タンパク質を使って行っている。

50

CROSS T&T No.76

Tutrial

筑波研究学園専門学校発小学校でのメディアリテラシーの育成
社会科における ICT 教材の活用を例に

筑波研究学園専門学校こども未来学科 講師
１

はじめに―多メディア時代にて―木村祐介

能力の育成や情報教育が進められています。情報活用能力の育成や情報教育とは、情報機器の操作

今や、YouTube などの動画サイトや Instagramだけでなく、情報の活用方法や情報モラルなどでなどの SNS、それ以外にもインターネットなどのす。これは当然のことながら、小学校での教育活

デジタルメディアに関連した話題を目にしなかっ動も対象となっています。小学校での教育活動のたり耳にしなかったりする日はほとんどありません。

方針を示しているものとして『学習指導要領』がそれは、対象を大人にした話だけではなく、大学ありますが、この中には、学年ごとなど、発達段

生や高校生、中学生や小学生にしてもそうです。

階に応じた教育目標や内容がはっきりと記述されさらに言えば、もっと年齢のいかない幼児などでています。以下にその内容を紹介します。

もそうかもしれません。これはまさに、現代社会

特に、その情報活用能力の育成と親和性の高いの中においてはデジタルメディアが生活の一部で教科としては、“ 社会科 ” や “ 国語科 ”、“ 総合的あることを示しているということだと思います。

な学習 ” などが挙げられるので、今回は、一例と例えば、私が小学校で教員として休み時間などして社会科についての記述例を見ていきます。よに子どもたちと会話していると、子どもたちからり直接的なものとしては、第 5 学年の内容では聞こえてくる会話には、「YouTube で〇〇の動画ないでしょうか。

見た？」や「面白い写真が撮れたからインスタに

第 5 学年の内容として一部抜粋してみると、載せるね」など、デジタルメディアが子どもたち「（4）我が国の産業と情報との関りについて、学だけで当たり前に用いられる様子がよく伺えまし

習の問題を追究・解決する活動を通して、次の事た。その使用技術の高さや話題となる頻度は大人

項を身に付けることができるよう指導する」とし顔負けではないでしょうか。

て、知識及び技能の修得については、（ア）放送、

たしかに、デジタルメディアはその利便性の高新聞などの産業は国民生活に大きな影響を及ぼしさから広く活用されます。メディアの機能的特性ていることを理解すること（イ）大量の情報や情である速報性や一覧性、保存性や同期生など、日報通信技術の活用は産業を発展させ、国民生活を常の社会生活のみならず、会社での業務や学校で向上させていることを理解すること（ウ）聞き取の学習活動などに十分すぎる活躍をしてくれるもり調査をしたり映像や新聞などの資料で調べたりのであることは容易に想像できます。きっとこのしてまとめること、としています。

様相は、今後の社会活動でも今と変わることなく、

また、思考力、判断力、表現力等の修得についもしくはこれからもっと発展して活用されるものては、（ア）情報を集め発信するまでの工夫や努となっていくかもしれません。

力などに注目して、放送などの産業の様子を捉え、２小学校で求められる情報活用能力の育成

こうした社会状況もあって、学校では情報活用
CROSS T&T No.76

それらの産業が国民生活に果たす役割を考え、表現すること（イ）情報の種類、活用の仕方などに着目して、産業における情報活用の現状を捉え、51

情報を生かして発展する産業が国民生活に果たすて、デジタル教材『映像不思議シミュレーター』

役割を考え、表現すること、としています。

を用いたメディアリテラシーの育成について紹介

こうした内容の取扱いについては、その一つとしします。このデジタル教材『映像不思議シミュレーて「情報を有効に活用することについて、情報の送ター』は、藤川大祐氏が監修した教材であり、企り手と受け手の立場から多角的に考え、受け手とし画・制作を電脳商会が行ったものです。この教材て正しく判断することや送り手として責任をもつこの内容としては、PC 上で子どもが操作をしながとが大切であることに気付くようにすること」と示ら、映像メディアの基本的な仕組みを学習できる

されています。この『学習指導要領』に明示されたようになっているものです。

内容の取扱いは、まさに近年でその能力の育成が求

私の授業実践については以下になります。学習

められている「メディアリテラシー」の育成により概要として、最初に 2 つの CM を視聴して、そ実行することができると言えるでしょう。

の印象や違いについて友達と話し合います。その３ 「メディアリテラシー」とはどういう能力か

後、『映像不思議シミュレーター』内にある学習
内容「映像の不思議」、「カメラの不思議」、「音楽「メディアリテラシー」の育成と述べましたが、の不思議」を一緒に学習していきます。この学習

それはどのような能力でしょうか。
「メディアリを踏まえたうえで、もう一度 2 つの CM を視聴し、テラシー」という言葉は、実は小学校 5 年生のその CM にはどのような工夫がされているかを

社会科の教科書で登場します（教科書会社によっ学習していくという内容になります。この授業のては異なることもある）。私たちの生活と情報化

目標としては、「情報を効果的に伝えるためには、社会を関連付ける学習単元の中で、「メディア」

どのような工夫がされているのかを調べることがという言葉の登場にともない記載されることがあできる」としています。

ります。
しかしながら、この「メディアリテラシー」

この授業は、私が所属する学校で小学校５年生という言葉とその意味については、あまり知られを担任している時に行ったものです。その際、学ていません。

校長をはじめとした管理職、５年生の他学級の教「メディアリテラシー」とは、2000 年に、総務省

員及び他学年の教員が、授業内におけるデジタルによる定義として「メディアを主体的に読み解く

教材の活用方法と「メディアリテラシー」の育成

能力」、「メディアを通じコミュニケーションを創造についての研修を兼ねたいということで展開されする能力」、「メディアにアクセスし活用能力」とした授業です。

て、この 3 つの能力を構成要素とする複合的な能

学習後の成果としては、各教員からは「授業に力であるとされています。言い換えれば、“メディおけるデジタル教材活用の一助となる」、「メディアアの役割や特性を理解し、情報を批判的に評価しについて理解を深めることができる学習である」て発信のモラルを身につけ、社会参画する能力”「メディアリテラシー育成の必要性がよく理解できだと言えます。先述した「情報を有効に活用する

る学習展開である」との声をいただきました。また、ことについて、情報の送り手と受け手の立場から多児童への成果としては、児童から「テレビ番組や角的に考え、受け手として正しく判断することやCM を見るときには、どんな工夫がされているのか

送り手として責任をもつこと」は、まさにこのメ考えるようにしていきたい」、「番組から伝えられディアからの情報を批判的に分析・評価・吟味し、る情報をそのまま受け取る前に、その情報を少し能動的に選択する能力であるといえるでしょう。

考えてみたい」など、情報の扱い方や情報の評価

４ 小学校での「メディアリテラシー」育成の実践事例の仕方などに変化が見られる様子が伺えています。
社会科における“私たちの生活と情報化社会を関連付ける”単元の学習の中で、「メディア」や「メでは、この「メディアリテラシー」の育成はど

ディアリテラシー」といった内容は、言葉の説明でのように行われるのか。私の教育実践の一例とし終えたとしてもそんなに大きな問題はないように

52

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思われます。しかしながら、こうした授業の展開

ら中学校への接続、つまり情報活用能力の段階的をすることにより、学習指導要領にも記された「情な指導といったことが示されています。また、総報を有効に活用することについて、情報の送り手

務省のホームページを訪れてみると、中学生や高と受け手の立場から多角的に考え、受け手として校生を対象とした教材などが提供されています。

正しく判断することや送り手として責任をもつこ

学校教育以外でも、メディアリテラシーに情報リとが大切であることに気付くようにすること」が、テラシーなどの概念を含めた「ICT メディアリテ

より探究的に学習していけると言えるでしょう。

ラシー」の育成として、子どもから高齢者までを５ 社会におけるメディアリテラシーの展開
ここまでは、小学校における情報活用能力の育成及び情報教育の内容について「メディアリテラ
シーの育成」といった私の授業実践例を示しながら述べてきました。では、こうした「メディアリ対象とした学習コンテンツが提示されています。
それ以外にも「メディアリテラシー」のキーワードを用いてネット上で検索してみると、多様な学
習コンテンツを見つけることができます。

６

結びに変えてテラシーの育成」は小学校だけのものだろうか、

今まで述べてきたことから理解できることは、ということになります。現代社会は情報社会であ「メディアリテラシー」の育成については、その必り、日常生活の中で数多くのメディアに接触する

要性は明らかであり、またその方法についても数ことがある時代です。当然のことながら、こうし多く展開されているということです。学校教育た時代においては、この「メディアリテラシーのや社会人に対してのメディアリテラシーの育成が、育成」は現代的課題であり、不断の取り組みが必

行政や企業などによって試みられていることも多要となるのです。

くの資料からはっきりと理解できます。このこと『学習指導要領』においても、情報活用能力のから、現代社会においてメディアリテラシーの育成

育成については小学校段階で終わるというようには喫緊の課題であり、社会全体で意識していくとは示されていません。その必要性から、小学校かいう視点が必要なのではないかと考えています。

木村 祐介 （きむら ・ ゆうすけ）
川村学園女子大学大学院人文科学研究科生涯学習学専攻修了 （教育学修士）
現 筑波研究学園専門学校こども未来学科 講師
現 姫路大学教育学部こども未来学科通信教育課程 非常勤講師
茨城県公立小学校教員等を経て現職

俳句
山口 恭弘

新年早々、大地震、航空機事故、刃傷沙汰と暗い話題が続きますが、せめて俳句では季節を深く味わい人生を豊かにする話題を集めてみました。

振向けば恋の予感や金木犀

キャンパスに乙女の笑い秋うらら

寝静まり本の底より虫の声

炉開きや稽古を閉める汁粉椀

餌場にはいつも出遅れ子白鳥

師走空旅立つ君の片笑窪

名残り惜し夜咄茶事の灯は細し仏壇にケーキ供へて聖夜かな

餅つきや母の合いの手杵軽し

気が付けば立ち食いそばで年を越す

初茜かくありたしと手を合す

二年ぶり友の賀状にひと安堵やすひろ）

着飾りて足取り軽しお初釜（やまぐち

１９５５年静岡県生まれ、ひたちなか市在住。
日 本 原 子 力 研 究 所、 総 合 科 学 研 究 機 構 を 経 て 現 在 は
林住期（世俗を離れ、迷いが晴れ、自分らしく自由に、人 間 ら し く 生 き る 時 期 ）。 弓 道、 茶 道、 書 道、 仏 道、
鉄道、俳句・川柳、郷土史などを学び楽しんでいる。

CROSS T&T No.76

53

ＣＲＯＳＳの動き
法人事務局
2023（令和 5）年 9 月～ 12 月
9 月 6 日 総合科学研究センター第 3 回企画委員会を開催し、令和 5 年度の市民公開講座の準備状況（特にチラシとポスター、共催後援状況、役割分担、今後の予定等）について議論した。
13 日 総合科学研究センター第 2 回運営委員会を開催し、最近の理事会等の状況、研究活動の状
況、次回の研究懇話会の講演者等、市民公開講座の準備状況、令和 6 年度の運営活動体制について等に関して議論した。
19 日 令和 6 年度科学研究費助成事業について、研究代表者として中性子科学センターから 14 件、中性子産業利用推進センターから 2 件の応募があり、日本学術振興会に申請した。
10 月 2 日 第 4 回編集委員会を開催し、T&T75
号の編集進捗状況、76 号記事内容の進行状況等について議論した。
4 日 学術研究機関の名称変更等（住所変更、指定範囲の変更）に伴う変更届及び機関の指定に関する申請に対する手続きが完了した。今後、科研費申請時の組織名は「総合科学研究機構」に変更となる。
５日 第 5 回常任理事会を開催し、特定中性子線施設の情報管理に関する基本的考え方の改正について審議し、MLF の利用に係る手続き等の改正について報告した。
16 日 第 6 回常任理事会を開催し、特定中性子線施設の利用促進業務における情報の管理及び公開に関する基本的考え方について再審議した。
16 日 総合科学研究センター第 4 回企画委員会を開催し、市民公開講座の準備状況について確認
及び議論した。

務所員、法人事務局及び中性子科学センター事務部とで内部監査を実施し、適正に処理されていることを確認した。
17 日 「CROSST&T 75 号（ 特 集： 開 学 50 年 筑
波大学と地域社会）」を発行し、CROSS 会員、図書館・公共機関・高等学校等へ配布した。
22 日 総合科学研究センター第 5 回企画委員会を開催し、第 2 回研究懇話会の日程、講演者、
講演内容について、各委員会報告、市民公開講座の準備状況等について議論した。
28 日 令和 5 年度科学研究費説明会をオンライン開催した。コンプライアンス教育、啓蒙活動の一環として実施し、研究不正防止、研究費の不正利用防止について、最近の科研費申請・採択状況、安全保障輸出管理・研究インテグリティへの対応、
間接費の執行状況について説明した。
12 月 4 日 第 5 回編集委員会を開催し、76 号の編集進捗状況、77 号以降のテーマ等について議論した。
10 日 CROSS2023 総合科学市民公開講座「市民の水源 霞ヶ浦 現状と未来」を開催した。（詳細は本誌 14 ページ開催報告を参照）
18 日 第 7 回常任理事会を開催し、改正電子帳簿保存法への対応について審議し、また業務執行
理事から執行状況について報告した。

J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）に関する活動
2023（令和 5）年９月 1 日以降
8 月 10 日 ～ 9 月 20 日 2023 年 度 初 級 者 向 け
Z-Code 講習会オンデマンド方式で開催した。参加者数：60 名

27 日 JST GteX（革新的 GX 技術創出事業）に
新規 2 件が採択された。
（中性子科学センター、
中性子産業利用推進センター各 1 件）

9 月 4 日 「第９回大型実験施設とスーパーコン
ピュータとの連携利用シンポジウム ―マテリア
ルデータサイエンスに向けた自動測定と自動解析の展開―」を共同で秋葉原 UDX とオンラインのハイリッドで開催した。参加者数：会場 76 名、
オンライン 124 名

11 月 16 日 令和 5 年度の内部監査を中性子科学センターで実施した。科研費及び法人会計及び中性子科学センター交付金に関して公認会計士事

7 日～ 8 日 「第 20 回 SPring-8 産業利用報告会」
を共同で神戸国際会議場で開催した。参加者数：
221 名

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CROSS T&T No.76

11 日 「CBI 研究機構 量子構造生命科学研究所 中性子

課題審査部会で審議され、2 月 27 日に開催される選定

産業利用推進協議会

委員会で決定される。

生物・生体材料研究会 合同シンポジウム「Beyond Academic Drug Discovery ～若手研11th Workshop on Neutron Wavelength-

究者による牽引～」を共同でオンライン開催した。参加

22 日～ 26 日

者数：77 名

Dependent Imaging（NEUWAVE-11） を 共 同 で、 日 本
科学未来館で開催した。参加者数：90 名（スタッフ含む）

12 日～ 15 日

九州大学の綿谷敦志さん（M2）、今村 謙

吾さん（B3）、石松 佳樹さん（B4）、外園 駿介さん（B4）22 日～ 26 日 「4th ISSE Training School in Tokai」を共が CROSS 研究生として実習を行った。4 名はオプトエ

同で J-PARC センターで開催した。参加者数：18 名

レクトロニクスを専門とする研究室に所属しており、中性子散乱はほとんどなじみがなかったが、この実習を通

30 日 「 第 27 回 CROSSroads Workshop『 中 性 子・ ミ

して将来のビームタイム申請に向けて検討を進めた。報ュオンによるオペランド測定のエネルギー材料への展

告会を 11 月 1 日に行った。

開』」を共同で、AQBRC とオンラインでハイブリッド開催した。参加者数：会場 16 名、オンライン 31 名

13 日～14 日 「日本中性子科学会第 23 回年会（JSNS2023）」
理事長表彰の表彰式を行った。本表彰は、を共同で、北海道大学学術交流会館で開催した。参加者

10 月 31 日

数：223 名総合科学研究機構に勤務する職員等の中で顕著な功績を挙げたものに対し、その功績をたたえ、感謝の意を表し、

15 日 「第 1 回小角散乱＜実験デザイン解析＞研究会」

CROSS が担う業務の更なる推進を図ることを目的とすを共同で、北海道大学工学部とオンライン配信のハイブる。今年度は町田真一氏、林田洋寿氏、笠井聡氏、新妻

リッドで開催した。参加者数：95 名

秀之氏が受賞し、盾の贈呈と受賞講演が行われた。式の模様をオンラインで配信した。

19 日

研究開発部に大江良昌が着任した。
11 月 20 日 「第 8 回放射光・中性子の連携利用に向け20 日

プレス発表「中性子結晶構造解析によって酵素

ラジカル反応中間体の詳細構造を初めて解明―酵素をた合同研修会『粉末回折測定研修会』」を共同で JRR-3で開催した。参加者数：7 名

効率的に働かせるための“手品のタネ明かし”―」を実施した（大阪医科薬科大学、大阪大学、量子科学技21 日 「第 9 回放射光・中性子の連携利用に向けた合同術研究開発機構、筑波大学、茨城大学、理化学研究所、研修会「『小角散乱測定研修会』」を共同で JRR-3 で開J-PARC センター、総合科学研究機構、茨城県の連名）。

催した。参加者数：12 名

10 月 3 日 「第 16 回材料系ワークショップ ～アカデ

12 月 5 日

ミアと社会を結ぶ「富岳」の利用に向けて～」を共同で、ジウム（MatISS 2023）Materials Innovation Strategy

秋葉原 UDX とオンラインハイブリッドで開催した。参Symposium 2023（MatISS 2023） を 共 同 で 一 橋 大 学

加者数：会場 32 名、オンライン 154 名

一橋講堂 学術総合センター内で開催した。参加者数：

文部科学省マテリアル戦略総合シンポ

648 名（うち来場者 170 名）
11 日

プレス発表「自動車向け燃料電池内部の水の挙動を解明～中性子と放射光による観察に世界で初めて成13 日～ 14 日 「小型中性子施設活用研究会の 2023 年

功～」を実施した（豊田中央研究所、日本原子力研究開度研究会・見学会『小型中性子施設の産業利用の最前線

発機構、J-PARC センター、総合科学研究機構の連名）。

について学ぶ』」を共同で、産業技術総合研究所つくば
中央第二事業所とオンラインのハイブリッドで開催し17 日

中性子産業利用推進協議会 2023 年度第 1 回金属材料研究会を共同でオンライン開催した。参加者数：た。参加者数：1 日目（研究会）101 名、2 日目（見学会、講習会）49 名

24 名
18 日～22 日 「KEK-IINAS School The 7th Neutron and
17 日～ 11 月 7 日 2024A 期一般利用課題短期（BL11

Muon School」を共同で、J-PARC センターで開催した。

のみ 1 年）の中性子線共用ビームラインを利用する実

参加者数：実習生 17 名、オンライン聴講登録数 105 名

験課題の公募を MLF と共同で行った。共用ビームライ
ンには 142 件の一般利用課題の申請があった。これらの採否は 2 月 9 日の利用研究課題審査委員会・中性子

CROSS T&T No.76

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メノウ原石とその薄片の偏光顕微鏡写真（直交ニコル（2 枚の偏光板を使用）での撮影）（本文 26 ページ）（上）宇宙線ミュオンを捉える
飛跡検出の原理（本文 13 ページ）見（左）コンピュータによるパイプ変形のシミュレーション
結果。薄いグレーの線は金型の内側を示す（本文 20 ペー
ジ）タンパク質の立体構造とペプチド結合（本文 46 ページ）

CR OS S T&T ―第 7 6 号―

令和 6 年（2024）2 月 28 日
一般財団法人 総合科学研究機構
理事長 横溝 英明〒319-1106 那珂郡東海村白方 162-1
いばらき量子ビーム研究センター内
TEL.029-219-5300（代）【編集委員会事務局】〒300-0811 土浦市上高津 1601
筑波研究学園専門学校内
TEL.029-826-6251

https://www.cross.or.jp/tsukuba/reference/cross-tt

No.76
2024.2

CROSS T＆T 編集委員会
委員長 相澤 冬樹
委 員 久保稔／北島 重司松下 博充／水澤多鶴子
事務局 総合科学研究機構 法人事務局
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