CROSS T&T

No.71（2022・7）

一般財団法人 総合科学研究機構

CROSS T&T 71 号 目次

端放射光利用材料研究センター、茨城県中性子利用

Top Title（特集）：水素社会 ? 脱炭素社会 ?

研究会と共同で開催した。参加者数：30 名（リモー

世界初 AMRR による水素の液化に成功 神谷 宏治（ほか 5 名との共著）
1
実用的な磁気冷凍法による水素液化コスト削減に道 （物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点）
高圧水素用金属材料評価手法の国際規格化 飯島 高志
6
燃料電池自動車の普及拡大に向けて （産総研ゼロエミッション国際共同研究センター）
超音波式水素濃度モニターの開発 荒 邦章 平林 勝
−水素社会の実現に向けて− （日本原子力研究開発機構 大洗研究所）
農地の炭素量増加による相乗効果 飯泉仁之直 和穎 朗太
作物増収・温暖化緩和・窒素投入量の節減 （農研機構 農業環境研究部門）

10
15

塩竈 秀夫
（国立環境研究所 地球システム領域）

鎌倉街道の 13km 比毛 君男
土浦・つくば周辺の道すじをたどる （土浦市 上高津貝塚ふるさと歴史の広場）
つくば福来る風の香りをあなたへ 堀下 恭平
異なる価値観、アイデアを共有できる場 （しびっくぱわー）

Tokai（東海からの発信）

19
27
32
30
35

J-PARC MLF の研究活動を「見える化」する 五十嵐 美穂
研究成果・課題情報の集約、発信 （総合科学研究機構 中性子科学センター）

46

Tutorial（学校法人 筑波研究学園 ）発
玩具にみる日本の五色と韓国の五方色 早川 礎子−東アジアの伝統色彩文化の象徴化− （筑波研究学園専門学校 こども未来学科）＜Press & Release＞
夏季五輪マラソンへの気候変動による暑熱の影
響（国立環境研究所）24

鎮静・抗コリン作用薬剤と要介護認定リスク（筑波大学）24

空気と白色光で酸化反応を促進するホウ素光触媒（茨城大学）25

ICT を活用した防災システム MRトンネルに導入（J-PARC）40

ミュオン生成へ回り続ける黒鉛円板（高エネル
ギー加速器研究機構）40＜CROSS-HAIDAN＞山口 恭弘 39

大学大学院工学系研究科、JAEA、J-PARC センター、

15 日

2021 年度 中性子構造生物学研究会をオンラ

インで、J-PARC MLF 利用者懇談会、茨城県中性子利用研究会、IUSNA 生物・生体材料研究会と共同で開催した。参加者数：148 名
25 日

22 日

SPRUC 放射光・中性子連携利用研究会、JASRI と共

J-PARC セ ン タ ー と 合 同 で「 選 定 委 員 会・MLF 施 設 利 用 委 員 会 」 を オ ン ラ イ ン 開 催 し た。
2022A 期には共用ビームラインに申請された 137 件が報告され、共用ビームラインに申請された 137 件

第 75 回 SPring-8 先端利用技術ワークショッ

プ ／ 第 1 回 放 射 光・ 中 性 子 連 携 利 用 研 究 会 を、同でオンライン開催した。参加者数：111 名
29 日

プレス発表「スピンの響き、超音波で奏でて中性子で聴く－超音波と中性子を組み合わせた新手法でスピンによる発電の効率因子を特定－」を実施のうち 67 件（新利用者支援課題 1 件、1 年課題 1（JAEA、CROSS、新潟大学、J-PARC センターの連名）。

者に申請課題の採否結果の通知を行った。

30 日

3月4日

用に期待－」を実施した。東京大学、JAEA、J-PARC

ＣＢＩ研究機構量子構造生命科学研究所、

中性子産業利用推進協議会、CROSS 主催、茨城県中性子利用研究会共催の生物・生体材料研究会合同シンポジウム「生体分子の動的挙動解析への挑戦

試

料調製から解析まで」をでオンライン開催した。参加者数：133 名

プレス発表「巨大タンパク質複合体による概プレス発表「超高密度な磁気渦を示すシンプ

ルな二元合金物質を発見－次世代磁気メモリへの応センター、CROSS、理化学研究所、科学技術振興機構の連名。
4 月1 日サイエンスコーディネーターに小室又洋が、法人事務局に中村松子が、利用推進部に三田一樹と遠藤真弥が、それぞれ着任した。

日リズム制御―小角散乱と計算科学の統合アプロー

4日

然科学研究機構（NINS）生命創成探究センター、同

ザーズオフィスと共同で開催した。J-PARC MLF 中性チ―」を実施した。京都大学、名古屋市立大学、自分 子 科 学 研 究 所、 ラ ウ エ・ ラ ン ジ ュ バ ン 研 究 所、CROSS、立命館大学、日本医療研究開発機構の連名。
7日～9日

50

会と共同でオンライン開催した。参加者数：77 名

CROSS の連名）
。

10 日

42

内山純子氏「談義所から檀林寺へ」上梓 31

医療への応用に期待～」を実施（北海道大学、東京

件を含む）の採択が承認された。CROSS は課題申請

DNA を使った超均一ゲルの開発 柴山 充弘
材料の性質を自在に操って医用応用を目指す （総合科学研究機構 中性子科学センター）「切り紙」で創る柔軟な温度変調素子（物・材機構）26

プレス発表「ハイドロゲルの流動性を DNA

で予測・制御する～細胞培地や注入型ゲル薬剤など、選定委員会では利用研究課題審査委員会の審議結果

東海村が仕掛ける自治体 DX 佐藤 洋輔〜とうかい “ まるごと” デジタル化構想〜 （東海村地域戦略課）＜CROSS ロード＞
没後 5 年を前に蔵書など整理 西谷隆義記念室（筑波研究学園専門学校） 23

17 日の一般利用課題（短期）の採否について審議された。

Tsukuba（つくばからの発信）
降水量の将来変化予測の不確実性低減

ト併用）

MLF 利用者懇談会、IUSNA、茨城県中性子利用研究

2021 年度量子ビームサイエンスフェス

タを、KEK 物質構造科学研究所、J-PARC センター、PF ユ ー ザ ー ア ソ シ エ ー シ ョ ン（PF-UA）、J-PARCMLF 利用者懇談会と共同でオンライン開催した。参加者数：522 名

10 日 「ものづくり基盤研究会－内部応力・ひずみ測定を様々な材料で考える－」を、IUSNA、茨城県中性子利用研究会、SPring-8 ユーザー共同体（SPRUC）

第 5 回放射光・中性子の連携利用に向けた合同研修会「小角散乱測定研修会」を、JASRI、JRR-3 ユー
子小角・広角散乱装置 BL15（大観）において「小角

中性子散乱（SANS）測定」の測定実習を行った。X 線、中性子線の連携利用の利点を実際の測定を通じて参加者に理解してもらうのが目的。参加者数：4 グルー
プ 11 名7 日 「光と加熱で、金属と絶縁体を行ったり来たり－高性能な光応答イットリウム化合物薄膜を世界で初めて作製－」を実施した。東京工業大学、東京大学、
JAEA、量子科学技術研究開発機構（QST）、CROSSの連名。

残留応力と強度評価研究会、JAEA 微細構造解析プ

13 日

者数：52 名パク質の温度補償制御―」を実施した。NINS 分子科

ラットフォームと共同でオンライン開催した。参加

11 日

2021 年 度 液 体・ 非 晶 質 研 究 会 を、J-PARC

CROSS T&T No.71

プレス発表「どうして生物の 24 時間リズム

は安定なのか？―水素原子の運動から迫る時計タン学研究所、QST、CROSS、JAEA、J-PARC センターの連名。

55

Top Title

水素社会？脱炭素社会？

世界初 AMRR による水素の液化に成功
実用的な磁気冷凍法による水素液化コスト削減に道
物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点

神谷 宏治

極低温における能動的蓄冷式磁気冷凍（AMRR）を実現し、このシステムによる水素の液化に成功しました。本研究により、磁気冷凍法による実用的な水素液化が実証され、低コストで省エネルギーな水素液化プラントの開発に一歩前進しました。
本研究は物質・材料研究機構（NIMS）、金沢大学、大島商船高等専門学校のグループによる成果です。
本稿は、神谷宏治、沼澤健則、齋藤明子、竹屋浩幸（以上 NIMS）、松本宏一（金沢大学）、増山新二（大島商船高専）の共著です。

20 円 /m3 以下にすることを目標に掲げています。

１．研究の背景水素エネルギーが消費者まで届く流通経路 ( サプ

地球温暖化を防ぐ脱炭素エネルギー源として、

ライチェーン ) を担うため、水素をコンパクトで水素が期待されています。わが国ではカーボン

扱いやすい材料に変換した「水素キャリア」としニュートラル宣言を受けて策定された 2020 年て、液体水素、アンモニア、メチルシクロヘキサ

12 月のグリーン成長戦略（経済産業省）においンなどが検討されています。中でも液体水素は、て、水素は最重要項目の 1 つに位置付けられ、水素ガスを 800 分の１の体積まで圧縮でき、精現在 200 万トンの水素需要量を、2030 年に最製せずに使用できる利点がありますが、他のエネ

大 300 万トン、2050 年には 2000 万トンに引き

ルギーキャリアと比べてコストが高くなることが上げるとともに、現在 100 円 /m の水素供給価

弱点でした。通常、気体である水素ガスを圧縮

格を、2030 年には 30 円 /m に、2050 年にはして液体にするには、1 気圧で約 20K （-253℃）

33という極低温まで冷却しなくてはならず、その分電力を沢山使います。現在使用されている気体式
冷凍機は、気体の圧縮と膨張を利用して水素を冷却して液化しますが、この方法で達成できる液化効率（投入電力に対する液化される水素量）は25% 程度が限界であり、第 1 図 磁気冷凍の原理。① 磁場をかける ( 励磁 ) と、磁性体の磁気モーメン
トが整列、磁性体は発熱する。この熱を排熱後、② 磁場を取り除く ( 消磁 ) と、
磁気モーメントの向きは乱雑になり磁性体は吸熱して周辺の熱を奪うので、③この状態の時に冷やしたい物質を近づけると冷却することができる
CROSS T&T No.71

水素液化コストが水素供給価格の 3 分の 1 を占める原因となっています。このため、液体水素

1

サプライチェーンの成立には液化効率を劇的に向ありました。液化温度が極低温である水素を、冷上させ液化コストを低減できる新しい冷却技術が却して液体にするには、冷却動作温度範囲の拡必要です。

大が必要です。他方、Barclay らにより、能動的水素の液化効率を大きく改善することができる

方法の 1 つに磁気冷凍があります。第 1 図に示蓄 冷 式 磁 気 冷 凍（Active Magnetic Regenerative
Refrigeration: AMRR）が提案されています。こすように磁気冷凍は、磁性体に磁場をかける（励れは、磁性体の磁気熱量効果に加え、磁性体自体磁）と磁性体原子の磁気モーメント（CROSS ワー

が蓄冷・蓄熱する機能を利用し、その冷熱を熱

ド 1）（小さな磁石の向き）が整列し、磁性体は交換ガスの流動により取り出すことで動作温度

発熱して周囲を暖めます。この熱を排熱後、磁性範囲が広がる磁気冷凍法で、エアコンや冷蔵庫

体から磁場を取り除く（消磁）と磁気モーメントなど日用家電への応用研究が進んでいます。（第は乱雑化し、磁性体は吸熱して周囲を冷やします。

2 図： J . A. Barclay et al., U.S. Patent 4,332,135

これは、磁性体の「磁気熱量効果」という現象に(1982））。
AMRR サイクルは第２図に示すように、基づく冷凍方法です。
気体式で必要な圧縮の電力が磁気冷凍技術では① 磁性体に磁場をかける（励磁）と、磁性体は不要なので、理論的には液化効率の 50% 達成は

発熱し周辺の熱交換ガス（ヘリウム）を暖める。

可能とされていますが、非常に低い温度域での使② 熱交換ガスを低温端（下部）から上方向に流用に限られることと冷却動作温度範囲が 5℃程度

して熱を高温端側（上部）へ輸送し、磁性体と狭いことから、用途が限定されるという弱点がの温度を下げます。

第2図Barclay らによる AMRR サイクルを構成する 4 つの過程。磁性体と熱交換ガスが容器内に充填されている。容器下側の熱交換ガス流路の間に水素吹込み容器が連結されている原子の磁気モーメント

物質中の各原子が持っている小さな磁石としての性質を、磁極の強さと N 極から S 極を結ぶ向きとで表したベクトル量のこと。鉄などの遷移金属原子やホルミウムなどの希土類金属原子は磁気モーメントを持ちますが、その向きが揃わなければ、その物質全体は磁石としての性質を示しません。

2

CROSS T&T No.71

③ 磁性体から磁場を遠ざける（消磁）と、磁性体は吸熱し周辺の熱交換ガスの熱を奪い冷やします。
④ 冷熱の熱交換ガスを高温端 ( 上部 ) から下方向した高効率な熱交換器を開発することが困難でした。

２．研究の方法に流すと冷えた熱交換ガスが経路外に排出さ本研究では超伝導磁石の磁場を変化させず、磁れる。このとき排出流路の間の別容器に水素場一定の超伝導磁石に磁性体を出し入れすること

ガスを流し込み冷却します。

で発熱を抑えて磁場を変化させる機構を開発しま

過程 ① から ④を繰り返していくと容器下部のした。また熱交換面積を最大化しつつ AMRR に

低温端は徐々に冷えていき、連結容器内の水素も最適形状の熱交換器を開発するとともに、磁性温度低下しやがて液化します。

体形状の改良などによって、極低温で安定した

本研究では、この AMRR サイクルを極低温のAMRR サイクルを実現しました。

液体水素で実現しようと考えました。しかしその第 3 図に本研究で開発した AMRR の外観写真ためには超伝導磁石の発熱や熱侵入を最小化すると断面図を示します。上部下部 2 つの磁性体とシステムにしなければなりません。これまでの多

それにはさまれた水素が流れ込む液化槽を含め

くの極低温での磁気冷凍には、超伝導磁石の磁場た液化部（a）、磁性体を駆動するためのアクチュを変化させて磁気熱量効果を発生する「パルスマエータ（b）、形状を最適化した熱交換器を含む熱グネット方式」が用いられてきましたが、磁場を交換ガス（ヘリウム）循環システム（c）、および

1 秒で最大 1 テスラ程度変化させるため、発熱が5 テスラの磁場を発生可能な超伝導磁石（d）から非常に大きくなり現実的ではありませんでした。

構成されています。磁性体は水素液化温度近傍でまた極低温の AMRR に室温から熱交換ガスを供

高い冷却効果をもつ HoAl2（ホルミウムアルミニ

給することは、過大な熱侵入を与えることになり、AMRR サイクルを形成することができません。通じゆうてん

ウム金属間化合物）を選択し、容器に充填しまし

た。HoAl2 は摩耗に弱く微粉化しやすいため、破常、室温と AMRR の間に熱交換器を設置して熱砕紛をスタンプ状に加工して微紛化を防ぐ工夫を

侵入をなるべく小さくすることが必要となります

しました。

が、AMRR は間隔をおいてに逆向きの流れを繰

AMRR サイクルを開始すると、（a）の磁性体にり返し流す特殊な流動特性を持つため、これに適挟まれた液化ステージ温度が低下することで、そ第3図本研究で開発した AMRR システムの外観写真（左）、断面図（中央）、上下の磁性体と液化ステー

ジおよび液面計の拡大図と磁性体 HoAl2 の写真（右）。液化ステージ内には液面計を配置した液化槽があり、水素は室温タンクからここに供給される
CROSS T&T No.71

3

第4図

本研究で開発した AMRR による水素の液化実験の一例。AMRR サイクル開始から約 65 秒で、一番下の液面計 3 の出力電圧が他の液面計の出力から離れ上昇している。その後、液面計 2（中心）、液面
計 1（上部）の出力電力の上昇が続き、液面が上昇していることを示している

こに封入された水素が液化します。通常水素のよ

差は 14 K（14℃）程度にまで広がっていること

うな極低温流体の液化の状態は、液面計の出力でがわかります。

観測します。しかし、液化ステージ内に設置した

約 65 秒までは液化槽内の 3 つの液面計は水素水素液化槽は極めて小さな円筒であるため、そのガスの中にあるため、液面計の冷却は比較的一様中に設置できる液面計は市販されていませんでしに進み出力電圧は 3 つ同時に上昇します。65 秒た。そこで本研究では、シリコンダイオード温度を過ぎたところで液面計 3、2、1 の順に出力が計を液面計として使用した事例（P. J. Dempsey

さらに上昇しているのがわかります。これは液化

et al., NASA Technical Memorandum 105541

が始まり液面が上昇すると、下部液面計 3、中心

（1992））を基に、水素液化槽内に入る小型液面

液面計 2、上部液面計 1 の順に、液面が接触し熱計を開発しました。液化の検出は、液化槽内に垂の伝わりかたが変化して出力が上昇するためと考直に設置した 3 つのシリコンダイオード液面計

えられます。この結果は AMRR によって、世界で行い（図 3 右図）、温度が低下すると液面計の出力が上昇しますが、液面計が液体に接触するとさらに出力が上昇するので、液化の検出が可能になります。

３．得られた成果
本研究における AMRR による水素液化実験結果を第 4 図に示します。右軸は第 3 図（a）の上す。

４．期待される効果
今回、磁石内外を磁性体自身が動くことで磁場が変化する機構に加え、AMRR に最適形状の熱交換器開発や磁性体形状の改良などにより、極低温での AMRR 駆動と水素の液化に成功しました。

部磁性体容器の高温端と低温端、そして液化ス

今後は磁性体移動速度を高速化して液化量を増大

テージ外壁の温度を示し、左軸は液面計の出力することや、熱交換器を含む熱交換ガス循環シス

電圧です。実験開始から AMRR サイクルによるテムの高効率化を進め、AMRR システムの大型

温度変動を繰り返しながら冷えていき、約 20 秒化を目指します。

後に磁性体容器の低温端温度が水素液化温度（約20 K）を下回りはじめます（点線）。200 秒後には上部磁性体容器の高温端と低温端の平均温度の4で初めて水素の液化に成功したことを示すもので謝辞
本研究は、国立研究開発法人 科学技術振興機
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構（JST）未来社会創造事業 大規模プロジェクト型 未来社会に必要な革新的水素液化技術「磁気冷凍技術による革新的液化システムの開発」（グラント番号 JPMJMI18A3）の助成の下行われました。本研究に携わるすべての方々から大きなサポートを受けましたことに感謝いたします。本稿は、参考文献 [1][2] をもとに加筆修正したものです。

神谷 宏治（かみや・こうじ）

参考文献[1] Koji Kamiya, Koichi Matsumoto, Takenori
Numazawa, Shinji Masuyama, Hiroyuki
Takeya, Akiko T. Saito, Naoya Kumazawa,
Kazumi Futatsuka, Keigo Matsunaga,
Tsuyoshi Shirai, Surguru Takada,Teruhito Iida, Applied Physics Express,
15, 053001 (2022).
[2] 物材機構、金沢大学、大島商船高専、JST共同発表 (2022 年 4 月 11 日 ) https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220411/
pdf/20220411.pdf.

沼澤 健則（ぬまさわ・たけのり）1999 年筑波大学大学院工学研究科

1985 年東京工業大学大学院総合理

卒 業。 博 士（ 工 学 ）。NASA/GSFC

工学研究科（エネルギー科学専攻）

外来研究員、神谷アソシエイツ、博士課程修了。1986 年科学技術庁

日本原子力研究開発機構、量子科

金属材料研究所研究官。2001 年物学技術研究開発機構を経て、現在

質・材料研究機構強磁場ステーショ

物質・材料研究機構液体水素材料

ン主幹研究員、エネルギー・環境研究センター副センター長。専門

材料部門主席研究員を経て、現在は大型冷凍機と磁気冷凍。

NIMS 特別研究員。低温工学、磁気冷凍に関する研究に従事。低温工学・超電導学会会員。工学博士。

齋藤 明子（さいとう・あきこ）

竹屋 浩幸（たけや・ひろゆき）

1990 年 北海道大学大学院理学研

1986 年東北大学大学院理学研究究科博士前期課程（物理学専攻）

科 博 士 前 期 課 程 修 了。1987 年 東修 了。 同 年、 株 式 会 社 東 芝 入 社。

京大学物性研究所物質開発室助手。

1995 年 3 月博士（工学）東京工1991 年アイオワ州立大学エイムス

業大学大学院 総合理工学研究科

研究所博士研究員。1993 年科学技（エネルギー科学専攻）。現在、物

術庁金属材料研究所研究官。2004

質・材料研究機構主席研究員。磁

年物質・材料研究機構主席研究員

気冷凍技術の研究に従事。日本物理学会、低温工学・

現在 NIMS 特別研究員。超伝導材料・磁気冷凍材料

超電導学会、日本金属学会、日本磁気学会、応用物に関する研究に従事。専門は結晶化学

理学博士。

理学会会員。
松本 宏一（まつもと・こういち）

増山 新二（ますやま・しんじ）

現職 金沢大学 理工研究域 教授

1969 年 群馬県生まれ。1996 年日

学歴 東京工業大学大学院総合理工本大学大学院理工学研究科博士後学研究科博士課程修了（1988 年 3 月）

期 課 程 修 了。1996 年 日 本 大 学理

学位 工 学 博 士（ 東 京 工 業 大 学 ）工学部助手。 1997 年大島商船高

専門分野 低温物理学、低温工学等専門学校

略歴 1989 年 2 月 東 京 工 業 大 学

2014 年より教授。2003 年 5 月か電子機械工学科助手、理学部（助手）、1999 年 4 月 金沢

ら 10 ヶ月間、韓国機械研究院在外研究員。2016 年

大学理学部（助教授）、2010 年 4 月 金沢大学理工研より大阪大学招へい教授を兼任。主に小型冷凍機の究域数物科学系（教授）

研究に従事。低温工学・超電導学会会員。博士（工学）。

CROSS T&T No.71

5

Top Title

水素社会？脱炭素社会？

高圧水素用金属材料評価手法の国際規格化
燃料電池自動車の普及拡大に向けて
産業技術総合研究所

ゼロエミッション国際共同研究センター

飯島 高志

はじめに
地球環境問題への関心の高まりから、二酸化炭
素などの温室効果ガス排出削減に向けた取り組みが加速しています。燃料電池は、水素と酸素の化学反応から水が合成される仕組みを応用している
ため、二酸化炭素を全く排出せずに電力を得ることが可能です。また、普及が拡大している太陽電
池や風力発電は天候によっては余剰電力が生じますが、その電力で水を電気分解して水素を生成させると、エネルギー源としての水素をタンク等で長期間貯蔵することが可能となり、再生可能エネ
ルギー由来の電力を無駄なく活用できます。

図１ 燃料電池自動車（MIRAI2014 年モデル）と北
大阪水素ステーション
じゆうてん

スの充 填に要する時間もガソリンスタンドでの燃料電池を自動車に搭載した燃料電池自動車

給油時間とほぼ同等などの利点を有しています。

（FCV; Fuel Cell Vehicle）は、水素ガスを燃料としかし、燃料電池自動車は 70MPa（700 気圧）、して走行する電気自動車（EV; Electric Vehicle）

水素ステーションでは燃料電池自動車に水素を充とも捉えることができ、二酸化炭素を排出しない填するためより高い 82MPa と、今までにはない

エコカーとして 2014 年より乗用車が販売されて高い圧力の水素ガスを利用するため、車両価格やいます。図 1 に燃料電池自動車と水素ステーショ

水素ステーションの建設コストが高く、想定よりンの写真を示します。また、最近では東京都の路も普及が進んでいません。現時点での国内の燃料線バスとして燃料電池バスが運用されています。

電池自動車の登録台数は約 6000 台、水素ステー

燃料電池自動車をはじめとした水素利用機器の普ションは約 170 カ所となっています。ところで、及を拡大させ、水素をエネルギー源として幅広く

図 2 に示すように燃料電池自動車および水素ス

活用する水素社会を構築することは、温室効果ガテーションでは、容器、配管、バルブ類などの高スの排出削減に大きく貢献できると期待されてい圧水素ガス利用部材に様々な金属材料が使われてます。

います。安全性と経済性を両立させつつ燃料電
池自動車や水素ステーションのコスト削減と普燃料電池自動車と水素ステーション
燃料電池自動車は走行距離が約 600 ～ 700kmとガソリン自動車並みで、水素スタンドで水素ガ

6及拡大を図るためには、水素ガス中で使用される様々な金属材料に与える水素の影響を把握し、それぞれの部材の使用条件に最適な材料を選定することが重要となります。
CROSS T&T No.71

水素が金属材料に与える影響の評価

ど見られないことから、水素の影響を受けやすいことが分かります。しかし（b）に示す材料では、

水素は金属材料の強度や延性などの機械的性質

高圧水素ガス中と大気中における荷重と伸びとのを低下させることが知られています。これは、金関係、ならびに破断部の試験片のくびれに大きな属材料表面に吸着した水素が内部に拡散し、水素違いが無く、水素の影響を受けにくいことが分か脆化と呼ばれる現象が起こるためですが、その詳ります。このように、同じオーステナイト系ステ

細なメカニズムは完全には解明されていません。

ンレス鋼でも組成の違いにより機械的性質に与えしかし、高圧水素ガス中での材料試験、もしくはる水素の影響が異なります。さらに、水素ガスの高温高圧の水素雰囲気に暴露して内部に水素を侵圧力や試験温度などによっても水素の影響が異な入させた金属試験片を用いた材料試験を実施する

ることが知られています。そのため、鉄系はもことで、金属の機械的性質に与える水素の影響をとより非鉄系も含めた様々な金属材料について、把握することは可能です。代表的な材料試験方法

種々の水素環境下での多様な材料試験を実施し試として、棒状の金属試験片をゆっくりと引張る低験データを蓄積する必要があります。また、金属

ひずみ速度引張（SSRT) 試験が知られており、試材料の機械的性質に与える水素の影響を的確に判験片に加える引張荷重と試験片の伸びとの関係か断できる水素適合性試験方法を確立することは、

ら降伏応力や引張強さなどの強度、および破断伸高圧水素ガス中で使用可能な金属材料の選択幅のびや絞りなどの延性を調べることで、試験片の機

拡大と、より優れた性能を有する新規金属材料の械的性質を知ることができます。

開発には欠かせません。

図 3 に、材料組成の異なる 2 種類のオーステ

ナイト系ステンレス鋼について、高圧水素ガス中

そこで産総研では、高圧ガス中での材料試験や水素暴露試験片を用いた材料試験などを実施してならびに大気中で SSRT 試験を実施した際の荷重います。図 4 に代表的な、高圧水素ガス中材料－伸び線図の概略を示します。（a）に示す材料の試験装置の外観を示します。常用圧力 140MPa、場合、大気中と比較して高圧水素ガス中では伸び

温度範囲 -80 ～ 90℃の水素ガス中で SSRT 試験、が少なく低い荷重で破断しています。また試験片疲労試験、破壊靱性試験が可能です。この試験装の破断部は、伸びに伴うくびれ（絞り）がほとん

置を用いて、市販されている様々な種類のオース

じんせい

82

図２

燃料電池自動車および水素ステーションに使用される高圧水素ガス利用部材（彩色図を裏表紙に掲載）

CROSS T&T No.71

7図３

材料組成の異なるオーステナイト系ステンレス鋼試験片の高圧水素ガス中および大気中での荷重－伸び線図の概略

テナイト系ステンレス鋼について水素ガス圧力
100 ～ 105MPa、室温～ -80℃の高圧水素ガス
環境下で SSRT 試験ならびに疲労試験を実施し、試験データを取得しています。特に 100MPa、-80℃の高圧水素ガス環境中での疲労試験データの取得に世界で初めて成功しました。その結果、
高圧水素ガス中のオーステナイト系ステンレス鋼の疲労強度は大気中と同等であり、最も汎用性の高い SUS304 ステンレス鋼に関しても条件によっては高圧水素利用機器の部材として使用できる可能性を見いだしました [1]。

材料試験方法の国際規格への展開
高圧水素ガス利用部材に用いられる金属材料の使用基準・規格については、それぞれの国で様々な考え方が存在し、日々改訂が進められています。
水素社会の世界的な実現を目指し、燃料電池自動車や水素ステーションの更なる普及拡大を推し進めるためには、金属材料の機械的性質に与える水素の影響を正確に評価可能な、高圧水素ガス中材
料試験方法の確立と材料試験データの蓄積、および材料試験データを基にした基準・規格の国際的な調和が重要です。特に、日本が基準・規格の国
際調和に積極的に関わることは、自動車関連産業
やインフラ関連産業の国際競争力強化に繋がるものと期待されています。産総研では国際学会等での材料試験データの発表と海外の研究機関との材料試験方法の比較を通して、高圧水素ガス中での材料試験方法について国際的なコンセンサスを得るとともに、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）事業のもとで自動車関連団体と協力
して水素適合性試験方法の国際規格への展開を進めています。
自動車の安全・環境基準の国際的な調和（GTR;
Global Technical Regulation）や国際的な相互認証（UNR; United Nations Regulation）の推進は、国際連合の欧州委員会（UN/ECE）の下に設置された自動車基準調和世界フォーラム（WP29）が担っています [2]。WP29 には 6 つの専門委員会

図４8

高圧水素ガス中材料試験装置があり、その中の一つである衝突安全専門委員会（GRSP）では水素および燃料電池自動車に関する
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世界統一規則の見直し（GTR13 Phase2）を行っています。GRSP では、世界各国の政府関連機関、
自動車関連団体、燃料電池自動車関連技術の専門家などから構成されるインフォーマルワーキンググループ（IWG）を設置し、2017 年より金属材
料の水素適合性試験方法を含む燃料電池自動車の安全に関わる様々な技術的課題について検討を進めています。そこで、IWG において産総研での高圧水素ガス中材料試験データを説明するとともに、EU、米国、カナダ、中国、韓国などの専門家と議論を重ねることで、日本からの提案を基にした水素適合性試験法案が取りまとめられまし

ガスが使われるため、使用される金属材料の機械的性質に与える水素の影響を把握することが重要です。産総研では、様々な金属材料について SSRT 試験や疲労試験などの材料試験を高圧水
素ガス中で実施し測定データを蓄積するとともに、水素適合性試験方法について国際的な議論を重ね、燃料電池自動車に関する世界統一規則の見直し（GTR13 Phase2）に貢献しています。今後
GTR13 Phase2 が制定されれば、燃料電池自動車の国際的な普及拡大が大きく促進されるものと期待しています。

た。その概要は、燃料電池自動車で使用する水素
ガス圧の 1.25 倍の試験圧力において、（1）丸棒
切り欠き試験片を用いて 20℃で疲労試験を実施、もしくは（2）丸棒平滑試験片を用いて -45℃で
SSRT 試験を実施し、合格した材料について丸棒
平滑試験片を用いて 20℃で疲労試験を実施する内容となっています。詳細については、参考文献をご参照下さい [3]。取りまとめられた水素適合性試験法案を含む GTR13 Phase2 のドラフトは2022 年 5 月に GRSP に提出され、今後審議が行われる予定です。

参考文献
1.

T. Iijima, et al., “Effect of High Pressure
Gaseous hydrogen on Fatigue Properties
of SUS304 and SUS316 Austenitic
Stainless Steel”, Proceedings of ASME
PVP2018, PVP2018-84267

2. 自動車基準認証国際化研究センター（JASIC）
	基 準 調 和 パ ン フ レ ッ ト “ 自 動 車 の 国 際 基
準調和と認証の相互承認の拡充に向けて ”,
https://www.jasic.org/j/08_publication/
pamphlets/pdf/harm.pdf
3. M. Kimura et al., “Test Method toまとめ
温室効果ガスの排出削減を目指して、水素をエ
ネルギー源として活用する水素社会の実現が推進されています。燃料電池自動車および水素ス
テーションには高い圧力（70 ～ 82MPa）の水素
飯島

Establish Hydrogen Compatibility ofMaterials in High Pressure Hydrogen
Gas Environments for Fuel Cell Vehicles”,
ISIJ International, Vol. 61 (2021),
pp. 1333-1336

高志（いいじま・たかし）

1988 年東北大学大学院工学研究科博士課程後期材料物性学専攻終了、工学博士。1993 年
通商産業省工業技術院入所。1997-1998 年マックス・プランク金属研究所客員研究員。
2001 年産業技術総合研究所に改組後、水素材料先端科学研究センター、エネルギー技術研
究部門、創エネルギー研究部門、水素材料強度ラボラトリにて金属材料の水素脆化を研究。
2020 ～ 22 年東京理科大学嘱託教授。2022 年より産業技術総合研究所ゼロエミッション
国際共同研究センター招へい研究員。東京理科大学客員教授。九州大学客員教授。

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Top Title

水素社会？脱炭素社会？

超音波式水素濃度モニターの開発― 水素社会の実現に向けて ―日本原子力研究開発機構 大洗研究所
１．はじめに荒邦章る。
話は飛ぶが、イグノーベル賞を受賞した研究に近年、水素社会の実現に向けた取り組みが顕著

ワニにヘリウムの混じった空気を吸わせた研究がになっており、筆者が原子炉施設用に開発を進めある。人間と同じような声音の仕組みを有するワてきた水素濃度計測技術にも関心が寄せられていニを対象に、音速変化を利用して声道の大きさとる。筆者は長年にわたり原子力用計装機器の開発

声の高低の関係を調べ、体が大きいほど声道が大を行っており、高温放射線等の過酷環境対応の実

きく低い声（周波数）を響かせて体の大きさを周績を基に、2011 年 3 月に発生した東日本大震災

囲に伝えていることを証明した研究であり、ドナ時の福島第一原子力発電所（1F）の水素爆発事

ルドダックボイス現象の応用である。

故を教訓として、高温高湿かつ放射線等の過酷な

ここまでヘリウムの音速の速さに起因する現象

環境でも使用可能な超音波を応用した水素濃度計を述べたが、水素とヘリウムは原子構造が似てい測技術の開発を行ってきた。

て同様な性質を有するので、水素が混じった気体

本稿は、開発した超音波式水素濃度計測技術にの音速の変化は水素の存在を知るための計測法のついて、原理や特徴をはじめとして、開発の取りヒントになっている。ドナルドダックボイス現象

組みならびに試作品の供試等によって得られた特は、音速変化に起因して人間の声の高さ（周波数）性や計測性能などを解説するとともに期待されるを変えることに利用するが、計測の場合は、一定

適用等について紹介する。平林勝（元日本原子力の周波数の音を使用して音速変化に起因する振動研究開発機構大洗研究所）との共著によりとりまの到達時間が変化することを利用する。以下に気とめた。

体の濃度計測を対象とした場合の超音波の応用法を解説する。

2．超音波応用による水素濃度計測の原理 （1）原理と特徴
気体中の音の伝わりを考えると、気体を構成す
水素が混じった空気の音の変化を身近に感じるる分子が圧力（音圧）を受け、隣接する分子に伝例にヘリウムを含んだ空気を吸い込むと声が高くわり振動となって次々に伝播する。振動が伝わるなるドナルドダックボイス現象がある。人間の声

速さ（音速）は、気の高低は、肺から出た空気の圧力が声道から口腔体の種類によって異や鼻腔に渡る気道を伝わる際に、気道の形状と気なり、一般に軽い気体の音速との関係によって決まる共鳴現象に起因

体ほど音速が大きいしている。この時、ヘリウムを含んだ空気を吸っことが知られていても気道の形状は変わらないので吸い込んだ気体る。 代 表 的 な 気 体の音速が変化している、つまりヘリウムの音速がの音速を表 1 に示

空気のそれに比べて顕著に大きいことを示していす。 水 素 の 音 速 は

10

でんぱ

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超音波式の利点は、他の方式のような化学反応
や伝熱現象を介した二次的変化量を捉えるものではなく、水素濃度に起因して変化する音速を直接的に捉えるため応答性および計測精度に優れる。
既往の水素濃度計測法では、高温高湿等の雰囲気にセンサを直接設置することができないため、雰
囲気ガスをサンプリングして計測器が設置されている別の場所まで導きガスの冷却や気水分離など
図１ 気体の音速の求め方（概念図）のプロセスを経た後に計測を行うが、筆者の開発
技術はそれらの付帯設備を不要とする、シンプル
かつロバスト（強靭）な技術であることを特徴と

約 1270m/s（0℃、1 気圧）であり、空気のそれする。

は約 331m/s（0℃、1 気圧）の約 4 倍という他

他方、超音波式の弱点は、雰囲気を構成する個々の気体に比して大きな差異を有する。この性質をの気体の音速データを予め把握しておくことが必

利用すれば、図１に示すように気体中の離れた 2

要なこと、気体種が複雑な場合には水素の識別性

点間を音が伝わる伝搬時間を計測することによりや計測精度の低下要因となることが挙げられ適用

気体の音速を知ることができる。実際の使用を考上の留意事項となる。

えると、例えば空気に水素が含まれる場合には、計測した音速から空気と水素の混合比を求めるこ3．開発した超音波式水素濃度モニターとができ水素の濃度を知ることができる。

（1）開発の取り組み

気体の性質に加えて音の性質を解説する。音は

高温高湿等の過酷な環境に適合する超音波式水周波数成分を有しており、私たちの耳に聞こえる

素濃度モニターを実現するための課題とその解決

音（可聴音）の周波数は概ね 20kHz 以下であり、の取り組みを以下に紹介する。

これを超える周波数を有する音を超音波と呼んで①センサ要素技術いる。音の伝搬時間の変化に着眼した場合の計測（a）気体への音圧発受効率の改善

精度はその周波数に依存するので、周波数の高さ

物質中を音が伝わるとき、その物質を音響媒質が期待できる音源として超音波が用いられる。

といい、音の伝わりやすさは媒質の密度ρと音速

ここで、各論の紹介に先立って音響技術の説明

c の積で定義され、これを音響インピーダンス（Z=で使用される用語の使い分けをあらかじめ整理しρ× c）という。異なる 2 つの媒質の界面を通過ておく。
「伝搬」はある位置から別の位置までにする場合の音の伝わりやすさは隣接する媒質の音

音が到達することを指し、「伝播」は音が気体等

響インピーダンスの差異（それぞれの音響インの媒質中を進行する挙動を指す。

ピーダンス Z1 と Z2 の比）に依存するため、固体（2）特徴である超音波送信センサから気体に音が伝わる際

表 2 に開発段階の方式を含めて雰囲気中の水素濃度計測方法を示す。

は両者の密度の違いにより音が伝わりにくく設計に工夫を要する。
（b）高温用超音波発受信素子の開発
筆者はこれまでに運転中の原子炉温度に耐える
高温用センサを開発しており、本件ではこの技術を適用している。水素濃度モニター用には目標とする 300 〜 350℃程度の耐熱性を有する振動子（ニオブ酸鉛という物質）を採用しており、さらに高温を指向する場合には、650℃程度まで使用

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11

可能な技術を備えている。
②信号処理技術（計測アルゴリズムの開発）
濃度計測対象となる現実の場を想定すると、計測性能に影響を及ぼす種々の要因が存在する。具
体的には、気流やその変動、気圧のわずかな変化
ならびにミスト（液体の微粒子）の存在などが挙げられる。これらの要因の影響を回避あるいは低減するための信号処理アルゴリズムの構築が必要となる。
③基盤技術の整備と反映

図３ 水素濃度計測特性試験体系（代表例）

振動子物性や設計知見の蓄積整備を図るとともに、媒質中の音圧伝播の時刻歴応答シミュレー
ション技術を整備しており、前述のセンサ設計や信号処理設計への反映に加えてシステム化設計を支えている。例えば、超音波仕様の選定に際する
バランス確保として、周波数に依存する音圧強度の減衰特性と計測精度確保のための周波数要件という 2 つの相反する条件（計測精度を上げるた
めには周波数を高く、一方で減衰を抑えるためには周波数を低くという要求、図 2 に両者の関係を示す）の適正化検討等に役立てている。
（2）基本性能
センサ要素や信号処理技術の開発および開発成果

図４ 空気中の水素濃度の計測特性に基づく試作体の供試結果を紹介する。図 3 にが認められ、同時に良好な精度（誤差 0.1％程度）

試験の体系（実施イメージ）を示す。

が確認されている。

①基本特性（b）計測性能（検出・識別能力）

図 4 に特性評価のレファレンス条件（常温、１

既往の濃度モニターの低濃度検出能力 1.0％を気圧、乾燥雰囲気）にて取得した水素濃度計測特充分に上回る濃度 0.5% 以下の検出能力を有して性を示す。

おり、時間分解性能に優れることが認められる。

（a）直線性関連として図 5 に低濃度領域の音速変化量と超雰囲気中の水素濃度と計測結果は高い直線相関

音波信号の時間識別能力の関係を示す。

図２ 気体中の超音波音圧の減衰と計測精度 （周波数）と振動子仕様（厚み、径）の関係

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図 5 低水素濃度雰囲気における音速変化の識別能

図 7 窒素雰囲気中の水素濃度計測特性試験（高温試験用電気炉内）

図 6 雰囲気中の超音波伝播信号の応答特性（ステップ状変化に対する出力信号の時間応答）（c）応答特性

図 8 窒素雰囲気中の水素濃度計測特性

図 6 に時間応答特性を示す。送受信センサ間（温度 300℃）

を物理的に超音波の伝播を遮断・解放を条件としはもとより出力信号強度が充分でありノイズ外乱て、横軸に時間、縦軸に超音波の出力信号強度をプロットしている。デジタル信号変換や時間平均化処理に要する時間、電気回路の応答遅れ、信号伝送時間ならびに物理量変換などに要する時間を見積もっても 0.05 秒以内の応答を実現している。
（3）耐環境性能および外乱影響の確認
基本特性の紹介に続いて、高温高湿度などの過酷な環境条件への適合性について解説し、併せて計測精度が懸念される外乱要因について解説する。
①高温雰囲気への適用性
センサや信号処理アルゴリズムなどの要素技術の開発成果に基づく試作体を雰囲気温度 300℃の条件で供試した。試験機材の写真を図 7 に、試験結果を図 8 に示す。高温雰囲気においても水素濃度と計測結果との直線性は維持され、耐熱性
CROSS T&T No.71との識別に優れていることが確認された。
②雰囲気中の気流とその変化の影響
計測場における実現象を考えると、気体の流れ（気流）があれば音速は気流速度に影響されることになる。一般的に考えると、超音波の速度は気流の速度に比べて１桁以上大きいので影響は限定されるものの、超音波方式が有する高い計測精度を維持する観点から、気流の影響を低減する計測
アルゴリズムを導入している。基本的な考え方を
図 9 に示し、以下に要点を解説する。送信セン
サから放射された音圧が受信センサに伝わる時の伝搬時間測定値から求められる音速は気流の速度成分を含んでおり誤差要因となる。このため、送受信センサ間の音の伝搬時間を片道で測定せずに受信センサで反射しさらに送信センサで反射した

13

度モニターの開発を行い関連基盤技術の整備を図った。高精度・高速応答の実現に加えて、今後、使用実績を積みながら信頼性を高めることにより、サンプリングから冷却・気水分離・除湿などの一連の前処理のための付帯設備が不要で、計測対象場に直接設置可能なシンプルかつロバスト
な計測システムの実現が期待される。
また、原子炉施設への適用に留まらず汎用性に富む計測技術の波及応用の視点から、シンプルな構成で高精度・高速応答で耐熱性にも優れるという特性を活かせば、来るべき水素社会のインフラ
図 9 計測場の気流の影響を考慮した計測アルゴリズム

整備に必要な技術として水素の製造・供給・利用

1.5 往復の伝搬時間に着目し、直達（片道）の到移動体への設置を含めた広範な用途・取り扱いに達時間との差（1 往復分）を採れば気流の影響をおいて、水素のわずかな漏れを素早く検知できる低減（原理的には相殺）できることになる。

手段の提供を通じて水素社会の実現に向けて要求

この他、雰囲気中のわずかな圧力変動やミストの存在についても理論と試験の両面で検討しておの各施設や設備さらに燃料電池設備への設置などが高まる安全対策に貢献しうるものと期待される。

り、計測精度への影響は有意でないことが確認さ（謝辞）本件内容には、経済産業省資源エネルギーれている。

庁からの委託事業として実施した「発電用原子炉

4．おわりに等安全対策高度化基盤整備事業（水素安全高度

原子炉施設の安全性向上を目的として事故時使用に備えた過酷環境に適合しうる超音波式水素濃荒14化）」の成果が含まれており、関係の皆様のご指導、ご協力に深謝いたします。

邦章（あら・くにあき）平林

勝（ひらばやし・まさる）

日本原子力研究開発機構 大洗研究

元日本原子力研究開発機構大洗研究所

所

1997 年動力炉・核燃料開発事業団入社、

1981 年動力炉・核燃料開発事業団

主に液体金属を対象とした計測技術ならび入社、主に高速炉の機器及び計装に超音波応用に関する研究開発に従事。工技術の研究開発に従事。工学博士。

学博士。

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水素社会？脱炭素社会？

農地の炭素量増加による相乗効果
作物増収・温暖化緩和・窒素投入量の節減
農研機構 農業環境研究部門

1．はじめに

飯泉 仁之直和穎 朗太－トウモロコシ、コメ、コムギ、ダイズ、ミレッ
ト（キビ）、ソルガム（モロコシ）－を考慮しま

土壌炭素量を増加する農地管理がもたらす作した。ミレットとソルガムはアフリカ地域で広く物の増収効果は多数の圃場試験が裏付けていま栽培されている作物で、これら 6 穀物合計で世す。さらに、世界の農地の土壌炭素量を増やすこ

界の農地面積の半分（7 億 7900 ヘクタール）をとにより、大気中の二酸化炭素（CO2）濃度を下占めます。

げ、世界の平均気温の上昇を抑えられる（温暖化を緩和できる）可能性があることはこれまでも良く知られていました。このため、農地の土壌炭素2．研究の内容・意義（土壌炭素と作物収量の関係）

量を増やすことを通じて温暖化緩和と食料安全保農研機構では今回、世界の主要穀物の収量と気障の達成を目指す「4 パーミルイニシアチブ」が候、土壌、栽培管理のデータを組み合わせ、農地

2016 年から国際的に推進されており、日本を含土壌の表層 30㎝までに含まれる炭素量と収量のむ 413 の国や国際機関、NPO などが参加してい関係を機械学習により解析し、得られた関係を用ます。4 パーミル（4‰）とは 1000 分の 4、ついてコンピュータシミュレーションを行い、土

まり 0.4％のことです。全世界の土壌炭素量を毎壌炭素量の増加により期待される穀物生産量の年 0.4％ずつ増やすことができたら、大気中の増加を推計しました。その結果、土壌炭素量のCO2 濃度の上昇を相殺できるという推計を指して増加に伴い収量は増えるものの、土壌炭素量がいます。しかし、これまで農地管理がもたらす複平方メートルあたり 6 ～ 9 キログラムで増収効

数の環境保全効果を、「4 パーミル」という数値

果は頭打ちになる関係があることが分かりましたに代表されるように、世界全体について定量的に（図１A）。土壌炭素の増加に伴う増収効果は、土評価した例はありませんでした。

壌中の炭素量が少ない乾燥地域では顕著である一

そこで農研機構では、世界の主要穀物の収量・方、土壌炭素量が多い湿潤地域では増収効果が小

土壌データなどから、農地土壌に含まれる炭素量

さいことが知られており、そうした既存の知見とと収量との関係を解析し、現在の栽培面積を想定

整合的な結果が機械学習により得られました。

した場合に、土壌炭素量の増加により見込まれる生産量の増加効果を推計しました。また、収量・ （窒素投入量と収量の関係）
窒素投入量データなどを解析し、土壌炭素量増加

また、栽培管理のうち窒素投入量と収量の関係による上記の生産量の増加効果がどの程度の窒素を用いたコンピュータシミュレーションを行い、肥料の節減に相当するかについても見積もりまし

土壌炭素量の増加から推計される増収分を得るた

た。これにより世界の農地土壌への炭素貯留によめに必要な無機窒素投入量、すなわち土壌炭素量

る 3 つの相乗効果、すなわち、作物増収と温暖を増加することによって節減できる無機窒素量を化緩和、窒素投入量の節減を定量的に評価しまし

推計しました。その結果、窒素投入量の増加に伴た。ここでは対象作物として 6 種類の主要穀物

い収量は増えるものの、窒素投入量がヘクタール

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図1

収量と土壌炭素量、窒素投入量との関係（彩色図は最終面に掲載）

左図 A は、農地の土壌（土壌表面から深さ 30cm）に含まれる炭素量と収量との関係を示します。色の付
いた線はそれぞれの穀物です。黒太線は栽培面積の違いを考慮したうえで 6 穀物について平均しました。
色線のうち実線部分は、解析したデータサンプルの中央から 90％区間のデータを使用しており推定結果の信頼性が高いことを示します。一方、色線のうち点線部分はサンプルの上位 5％または下位 5％に基づくデータを使用しており推定結果の信頼性が低いことを表します。6 穀物の平均値は、いずれかの作物について信頼性の高い推定結果が得られる部分についてのみ計算しました。縦軸は世界の平均収量を基準（1.0）とした相対値です。左図 A と同様ですが、右図 B は窒素投入量と収量との関係を表します。

あたり 200 キログラム付近で増収効果は頭打ち換できます。このため、通常、ダイズへの窒素投になる関係があることが分かりました（図１B）。

入量は他の穀物に比べて少量であり、窒素投入量

なお頭打ちとなる窒素投入量は作物により異なに対する収量の応答が小さいという既存の知見とり、トウモロコシ、コメ、コムギ、ミレット、ソ

整合的な結果が得られました。

ルガムではおよそ 200 キログラムでした。ダイズは窒素投入量を増やしても収量はほとんど増加
しないとの結果でした。ダイズはマメ科植物であ（増収が期待される範囲で最大の土壌炭素増加量とそれに対応する生産量増加）

り、根に共生する根粒菌の働きにより空気中の窒近年（2010 年）の世界の栽培面積分布を想

素分子を植物が利用できる形態の窒素化合物に変定し、得られた土壌炭素量と収量の関係を用い

図２

土壌炭素量と収量との関係（A）および窒素投入量と収量との関係（B）を用いて本研究で行ったコンピュータシミュレーションの概要

16

CROSS T&T No.71

てコンピュータシミュレーションを行いました（図２A）。その結果、増収効果が見込める範囲内の年間 CO2 排出量 335 億トン（炭素換算で 91.5億トン）の 1.4 倍に相当します。気候変動に関すで土壌炭素量を最大限増やす（気候帯により異る政府間パネル（IPCC）第 1 作業部会の前回のなりますが、最大でおよそ平方メートルあたり 9

評価報告書には、工業化以前からの累積の CO2キログラムまで土壌炭素量を増加させる）と、増排出量に応じて世界の平均気温が直線的に増加す

加量は 6 穀物を栽培する世界の農地全体で 127.8

る関係があることが報告されています。この直線

億トンとなると推計されました（図３B）。

関係を利用すると、この規模の土壌炭素量増加にこの規模の土壌炭素量増加によって、6 穀物合

よって世界の平均気温の上昇を 0.03℃抑制する計の世界全体での生産量は 3,825 万トン増加すと見積もられました。最新の IPCC 第 6 次評価報

ると推計されました（図３C）。6 穀物の生産量は告書では、直近 10 年間（2011 － 2020 年）の

25 億 4613 万トンなので、2％の増加に相当し世界の平均気温は工業化以前（1850 － 1900 年）ます。そう聞くと小さいように感じてしまうかもの気温よりも 1.09℃高かったと推計されていましれませんが、この 6 穀物合計の生産量の増加は、す。2015 年に合意されたパリ協定では、世界の2021 年時点で世界第 5 位のコムギ生産国である

平均気温上昇を産業革命以前に比べて 2℃より十

フランスのコムギ年間生産量（4,605 万トン）に分低く保つ（2℃目標）とともに、1.5℃に抑え匹敵する規模です。

る努力を追求すること（1.5℃目標）が示されて（土壌炭素増加量に対応する温暖化緩和効果）
127.8 億トンの土壌炭素量は、2018 年の世界図3います。既に 1.09℃気温が上昇している現状では、1.5℃目標や 2℃目標を達成するうえで 0.03℃の温暖化抑制効果は無視できません。

現在の土壌炭素量と推計された土壌炭素量の増加、土壌炭素量の増加がもたらす増収効果と節減できる窒素量

左上図 A は、農地の土壌（土壌表面から深さ 30cm）に含まれる現在（1990 年代）の炭素量。左下図 B は、

今回、推計された増収効果が見込める範囲での最大限の土壌炭素量の増加量（6 穀物計）。右上図 C は推計された土壌炭素増加量に対応する増収効果（栽培面積の違いを考慮したうえで 6 穀物を平均。2000 年頃の平均収量に対する割合）。右下図 D は推計した生産量増加に対応する無機窒素の節減量（栽培面積の違いを考慮したうえで 6 穀物を平均）。白色の地域は栽培されていない地域。

カラー図は農研機構のサイトを参照（https://www.naro.go.jp/publicity_report/press/laboratory/niaes/152063.html）
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17（増収から換算された無機窒素投入量の節減効果） 究の成果は、土壌炭素量を増加する農地管理を促得られた収量と窒素投入量の関係を用いてコンピュータシミュレーションを行い（図２B）、上進するための制度を整えるなど、各国政府や国際機関の施策決定に役立つと期待されます。

記の生産量増加に相当する窒素投入量は世界全体

また、持続可能な開発目標（SDGs）の推進にで 582 万トンと推計しました（図３D）。この窒あたり、限られた資源・労力をどの SDGs に優先

素投入量は世界の窒素投入量 8073 万トン（2000

的に割り当てるかは常に問題になります。そのた年）の 7.2％に相当します。土壌炭素量の増加にめ、本成果のような複数の SDGs に寄与する方策

より無機窒素肥料を追加投入せずに増収効果が得を見出すことは重要です。本成果は、土壌炭素量られることから、過剰な無機窒素投入の節減につを増やす農地管理が SDGs 目標のうち 3 つ（2・ながります。

飢餓をゼロに、13・気候変動に具体的な対策を、15・陸の豊かさを守ろう）の達成にも寄与する

3．今後の予定・期待ことを示しています。さらに、過剰な無機窒素肥

土壌炭素量の増加に寄与する農地管理には、不料の投入を減らすことを介して、土壌炭素量の増耕起・省耕起 ( 蒸発散を抑え、節水にもなる )、 加は、6・安全な水とトイレを世界中に、に掲げ
土面被覆、アグロフォレストリー ( 樹木の間で農られている水質保全にもつながる可能性も期待さ

作物を栽培 )、緑肥、堆肥やコンポスト、バイオ

れます。

炭といった有機資材の投入などがあります。本研

飯泉

仁之直（いいずみ・としちか）

2007 年に筑波大学大学院生命環境科学研究科地球環境科学専攻修了、博士（理学）。その後、農業環境技術研究所にポスドク研究員として採用され、2011 年に任期付き研究員、2016 年に主任研究員、改組を経て 2020 年より上級研究員。
専門は農業気象学。世界の農業生産に対する気候変動影響と適応策の評価、そのためのシミュレーションモデルやデータベースの開発を行っています。
和穎朗太（わがい・ろうた）2005 年に米国メーン大学生態学・環境科学プログラム修了、Ph.D（Ecology &Environmental Sciences）。その後、京都大学生態学研究センターおよび国立環境研究所でのポスドク研究員を経て、2008 年に農業環境技術研究所の任期付
き研究員、2013 年に主任研究員、改組を経て上級研究員。専門は土壌学、生物地球化学、物質循環。持続的農業のカギを握る土壌の諸機能、特に土壌有機物の形成・安定化を主な研究対象としています。

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Tsukuba

サイエンス

降水量の将来変化予測の不確実性低減
国立環境研究所 地球システム領域 地球システムリスク解析研究室 室長

塩竈 秀夫

世界平均気温が将来何度上昇するかの予測には気候モデル間でばらつきがあります。その不確実性を低減するために、過去の観測された気候変化を気候モデルがどれだけ再現できているかに
よって予測の信頼性を評価する研究がこれまで数多く行われ、成果を上げてきました。一方、世界平均降水量変化予測には気温変化以上に大きな不確実性がありますが、これまで誰もその不確実性を低減することが出来ていませんでした。降水量変化の不確実性の低減が難しかった理由の一つは、降水は温室効果ガス増加だけでなくエアロゾル（大気汚染物質）排出量の変化の影響を強く受ける性質があることです。
我々の研究チームは、世界平均エアロゾル排出量がほとんど変わらず気温や降水量のトレンドに影響しない期間 (1980-2014 年 ) に着目して、67 の気候モデルによる気温と降水量のシミュレー
ションデータを観測データと比較しました。中程度の温室効果ガス排出シナリオにおいて、67 の気候モデルは 19 世紀後半から 21 世紀後半に降水量が 1.9 - 6.2% 増加することを予測していまし
たが、モデルの温室効果ガスに対する気候応答の信頼性を考慮することで、降水量増加の予測幅の上限の 6.2% を 5.2 - 5.7% へ引き下げることができました。また予測の分散も 8-30% 減らすことができることを示しました。本研究によって、気温だけでなく降水量も予測不確実性を低減できるようになったことで、影響評価や気候変動対策の政策決定者に対して、より正確な情報を提供できると期待されます。
本研究の成果は、2022 年 2 月 24 日付で学術誌「Nature」に掲載されました 。
１）

１．研究の背景と目的
人間活動による温室効果ガス濃度増加は、世界
平均気温を上昇させるだけでなく、世界平均降水量も増加させます。気温も降水量もその将来変化予測には、気候モデル間でばらつき（不確実性）
があり、その不確実性を低減させることが気候変動対策を考える上でも重要な課題になっています。世界平均気温変化の不確実性を低減させるための研究は、これまで数多く行われ、その成果は「気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第 6 次報告書」の気温変化予測の評価にも反映されています。一方、世界平均降水量変化予測の不確実性に関しては、これまで誰もその不確実性を低減す
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ることが出来ていませんでした。
降水量変化予測の不確実性低減が難しい最大の原因は、気温と比べて降水量がエアロゾル（大気汚染物質）排出量の増減に敏感に反応する性質があることです。19 世紀後半から現在まで温室効
果ガスの濃度が上昇するだけでなく、エアロゾルの排出量も大幅に増加しており、長期の世界平均
降水量トレンドには温室効果ガス濃度増加とエア
ロゾル排出量増加の両方の影響が含まれています。一方、将来は大気汚染対策によってエアロゾ
ル排出量は急速に減少すると考えられています。
そのため 21 世紀後半は 19 世紀後半と同様にエアロゾル排出量の少ない期間になると想定され、両期間での降水量の差はエアロゾルではなく温室19

効果ガス増加によってほとんど決まります。つま濃度増加に対する気候応答の大きさは将来の気温

り、19 世紀後半から現在までの降水量変化と 21

上昇量と比例するため、1980 年 - 現在の気温ト

世紀後半までの降水量変化には、エアロゾル排出

レンドから将来の気温変化予測の信頼性を評価で量増加の影響の有無という変化要因の違いがあきます。IPCC 第 5 次報告書に貢献した気候モデ

り、過去の変化傾向 ( 温室効果ガス＋エアロゾル

ル群（CMIP5）と第 6 次報告書に貢献した気候の効果 ) の情報から将来予測（温室効果ガスの効モデル群（CMIP6）の気温変化予測をこの方法

果）の信頼性を評価することが難しいという問題で評価したところ、過去の気温トレンドを過大評がありました。

価しているモデルが複数見つかり、それらのモデそのようななか、1980 年 - 現在のエアロゾル

ルを外すことで、将来の気温変化予測の不確実性の世界平均排出量がほとんど変わらないことに着幅の上限を下げられることがわかりました。この

目して、気温の予測不確実性を低減する研究が現研究に触発されて、1980 年 - 現在の気候モデル

れました 。この期間は、日本や欧米ではエアロ実験を観測データと比較することで、将来の降水

ゾル排出量が減少しましたが、中国やインドなど

量変化予測の不確実性を低減することを我々は目では逆に増加したため、世界平均すると排出量は指しました。

2）

ほとんど変わっていなません。そのため、この期間の世界平均気温のトレンドにはエアロゾル排出

２．結果

量増減の影響はほとんど含まれていません。つま本研究では、CMIP5 と CMIP6 の 67 の気候モ

り、この期間の各モデルの気温トレンドを観測

デルによる 1851-2100 年の気候変動実験データ

データと比較すれば、温室効果ガス濃度増加に対を解析しました。ここでは、中程度の温室効果

する気候応答を過大評価しているのか過小評価しガス濃度増加シナリオ（RCP4.5/SSP2 - 4.5）をているのかが判断できます。過去の温室効果ガス分析した結果を紹介します。全 67 モデルによ

図１

縦軸は将来の世界平均降水量変化予測。横軸は世界平均気温の 1980-2014 年トレンド。回帰直線を破線で示す。横向きのバーは複数の観測データセット（HadCRUT, GISTEMP4）の 1980-2014 年トレンド。バーの幅は、内部変動による不確実性を考慮した 5-95% 幅を描いている。×と◇はそれぞれ個々の CMIP5 とCMIP6 モデルを表している。左端の縦向き箱ひげ図は、67 モデルの平均値（50% 値）および正規分布を仮定した 17-83% 幅と 5-95% 幅を示している。ほかの縦向き箱ひげ図は、観測との一致度に基づく各モデ

ルの信頼性評価を考慮した不確実性幅を示す。観測データ間のずれを考慮した箱ひげ図（組み合わせ）も示す。

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る予測が平等に信頼できると仮定した場合は、

測データセット HadCRUT4 より大きいモデルと1851 - 1900 年平均から 2051- 2100 年平均の降HadCRUT4 の不確実性幅内に収まるモデルの間

水量変化の 67 モデル平均値は 4.0% の降水量増で、将来の気温変化予測 ( 図 2a) と降水量変化予加で、その予測には 1.9-6.2% 増加の幅がありま

測 ( 図 2b) のマップにどのような差があるかを調す。この予測幅は正規分布を仮定したときの 5%-べたものです。HadCRUT4 と整合的なモデルに95% 信頼区間です。

比べて、過去の世界平均気温トレンドを過大評価

図 1 の縦軸は、21 世紀後半までの世界平均降しているモデルは、世界のほとんどで大きな気温

水量変化予測で、黒い箱ひげ図は気候モデルの予上昇を予測し、特に北半球高緯度でその差が顕著

測の平均と幅を示します。横軸は、1980 - 2014であることが分かります。一方、降水量変化予測

年の世界平均気温トレンドです。両者の間には、の差をみると、正の差がみられる場所が多いもの

統計的有意な相関（相関係数 =0.60）があり、エの、有意な負の差がみられる場所もあります。降アロゾル排出量が一定で温室効果ガス濃度増加の水量予測に大きな正の差がある場所では、気温上影響が顕著な期間（1980 - 2014 年）の気温上昇

昇を過大評価するモデルほど大気中の水蒸気が増が大きいモデルほど、将来の降水量増加が大きい

加し、それによって降水量変化も過大評価してい傾向にあることが分かります。これは、過去の温ます。一方、例えば降水量変化の差が大きな負に

室効果ガス増加に伴う気温上昇が大きいモデルほなるアマゾン川流域では、気温上昇によって水蒸

ど将来の気温上昇が大きく、また将来の気温上昇

気が増えても、風の変化によって降水量を減らしが大きいモデルほど将来の降水量増加も大きい傾ています。

向にあるためです。横軸のバーは、２つの観測デー
タ セ ッ ト（HadCRUT4 と GISTEMP4） の 気 温 ト

３．まとめと今後の展望

レンドとその不確実性幅を示しています。観測と本研究では、世界平均エアロゾル排出量が増減の一致度に基づく各モデルの信頼性評価を考慮ししない 1980-2014 年のモデルの気温変化（と、た不確実性幅が、色付きの箱ひげ図です。観測デー

ここでは省略したが降水量変化）を観測データとタ間のずれを考慮した箱ひげ図（「組み合わせ」）

比較し、将来予測の信頼性を評価することで、初も示します。多数のモデルが過去の気温トレンド

めて世界平均降水量変化予測の不確実性を低減すを過大評価しており、その降水量変化の将来予測ることに成功しました。様々な感度解析を行うこの信頼性も低いと考えられるために箱ひげ図の上とで、降水量増加の予測幅（1.9-6.2% 増加）の限を下げられ、幅も小さくなっています。

上限の 6.2% を 5.2-5.7% へ引き下げることがで

図 2a-b は、過去の世界平均気温トレンドが観きました。また予測の分散も 8-30% 減らすこと(a) 将来の気温変化予測の差 (1851-1900年から2051-2100年の変化)(b) 将来の降水量変化予測の差 (1851-1900年から2051-2100年の変化)

(°C)

図2

(%)

過去の世界平均気温トレンドが HadCRUT4 より大きいモデルと HadCRUT4 の不確実性幅内に収まるモデルの（a）気温変化予測（℃）と（b）降水量変化予測（%）の差。右図では、正負がわかりやす
いように値が 0 の場所に白い線を引いている。
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ができることを示しました。
6.2% 増加だった予測の上限を、5.2-5.7% へ引き下げても、それほど大きな違いとは感じられな
いかもしれません。しかしこの結果は、これまでれています。そのような対策を考える際の基盤情報が気候変動予測であり、その予測情報の不確実性を低減させることは対策の効率化にもつながる
ため、今後も努力していきたいと考えています。

不確実性が低減できなかった重要な気候変数（降水量）の問題に関してブレークスルーをもたらすものです。科学の世界では、長年解けなかった難問であっても、一つ成功例が現れれば、次々と解決策が見つかるということがよくあるかと思います。本研究の成果が、多くの気候研究者を刺激して降水量の不確実性低減が進むことを望んでいます。気候変動の対策は、今では政府や一部の専門家だけでなく、多くの企業や自治体でも取り組ま

塩竈

参考文献
1) Shiogama, H., et al. Emergent constraints on
future precipitation changes. Nature 602,
612–616 (2022)
2 ) Tokarska, K. B. et al. Past warming trend
constrains future warming in CMIP6 models.
Science Adv. 6, eaaz9549 (2020)

秀夫（しおがま・ひでお）

2003 年京都大学大学院理学研究科博士後期課程修了。博士（理学）。2004 年に国立環境研究所に入所。現在は、国立環境研究所・地球システム領域・地球シ
ステムリスク解析研究室・室長。気候モデルを用いた過去の気候変動の理解と将来予測の不確実性分析を専門とする。2014 年より、過去の気候変動の理解のための国際研究プロジェクト Detection and Attribution Model Intercomparison
Project (DAMIP) の共同議長を務めている。

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CROSS T&T No.71

CROSS ロード

没後 5 年を前に蔵書など整理

TIST に西谷隆義記念室

筑波研究学園専門学校（TIST、土浦市上高津、 波研究学園都市の建設事業に初期から関わり、晩佐久芳夫理事長）に今春、「西谷隆義記念室」が年まで教育に携わりながら、航空機産業創出や新設 け ら れ た。 理 事 長 を 務 め て い た 西 谷 さ ん が大学システムを企図する地域振興に取り組んだ。

2017 年 4 月 7 日、76 歳 で 亡 く な っ て か ら、5その一方で、古代・中世の仏教が東国にどう伝年が経つ。

わったかなどをたどる郷土史研究を精力的にこな

同校のほか、総合科学研究機構（CROSS）と霞した。古希記念の 70 歳で著した『霊峰筑波山とケ浦高校（阿見町）の理事長職にあり、アジア学

徳一大師―知足院中禅寺と筑波山神社』（茨城県生文化協会やつくばインターナショナルスクール

郷土文化顕彰会、2012 年）は地域社会の関心ををはじめとする教育や国際交流、福祉分野の諸団

集め、ちょっとした徳一（奈良時代の宗教家）ブー体の理事・評議員を務めていた。没後、勲五等旭ムを巻き起こしている。

日双光章を追贈されており、その保管場所を兼ねとくいつ

徳一関連の著作のほか、『21 世紀筑波の軌跡』
ぐとくしやくしんらんて蔵書などをまとめた資料庫の整備が進められ （STEP 社、1998 年）、『愚 禿釈親鸞の行実』（茨た。

城新聞社、2017 年）などに関わる手書きの原稿

記念室は学校 1 号館 2 階に約 35㎡の広さで設や出版時の校正紙なども保管。専門学校がマスけられた。生前の西谷さんが毎年開花を楽しみにコットにしているフクロウの彫刻や置物など、西していた校庭の桜を望む小部屋に、理事長室に谷さんが個人的に集めたコレクションも数百体、あった蔵書類が書架ごと整理され、愛用のデスク、 コーナーにまとめられている。
筆記具などと共に移された。

図書資料は現在閉架状態だが、専門学校では学

蔵書は、郷土史はじめ歴史資料、地誌や民俗学

生・教職員向けに貸し出すほか、研修室などに活関係の文献や図録、字典・辞書類など 1000 点を用する考え。佐久理事長は「探求心のかたまりみ超える。学校関係者によれば、「中央省庁への折たいな西谷さんは貴重な資料を膨大に残していか

衝などで出張した際、神田神保町の古書店に立ちれた。その薫陶に触れられる、これらの資料を学寄るのを楽しみにしていて、大事に持ち帰っては

校・学業の発展に役立てたいと考えている。記念

書架に並べていた」という。

室の開設が桜の季節に間に合ってよかった」と

土浦市選出の元県会議員だった西谷さんは、筑CROSS T&T No.71

語っている。（相澤冬樹）

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Press & Release
国立環境研究所

Cross & Release
地域別の結果をみると、アジ2022 年 4 月 7 日発表

適応策なら 10 月にずらすべき

夏季五輪マラソンへの気候変動による暑熱の影響
https://www.nies.go.jp/whatsnew/20220407/20220407.html

夏季オリンピックのマラソンを条件とした。

アには温暖な都市が多く、過去
気候条件下でもレベル [3]（警告）の都市がほとんどだったが、温暖化の進行に伴って最大で半数以上の都市がレベル [4]（中止）となった。

選手がさらされる暑熱環境と、

暑熱環境の評価基準として今後の適応策としては、適

これまで提案されてきた適応策

は、 国 際 マ ラ ソ ン 医 学 協 会

応策 1（22 時～翌 6 時の間のの効果について検討すると、開（IIRM）のマニュアルがあり、開催）、適応策 2（10 月開催）、催時期を 8 月から 10 月にずら

4 つ の WBGT レ ベ ル を 設 定 で適応策 3（国内の都市すべてをしたり国内の別都市に移す効果

きる。8 月の 7 時～ 21 時の間

開催地候補とする）、適応策 4の大きいことが明らかになっに 連 続 3 時 間 以 上、WBGT が（適応策 1、2、3 をすべて実施）

た。国立環境研究所の研究チー

18℃以下になる確率が 90％以が想定される。このなかでは適ムによる定量的な評価による。

上 で あ る レ ベ ル を [1]（ 良 好 ）

応策 2（10 月開催）の効果が2021 年の東京オリンピック

として、レベル [2]（注意）は最も大きく、21 世紀末であっのマラソン競技は暑熱への懸念

同 22℃以下になる確率が 90％てもほとんどの都市で開催可能

から早朝の札幌で開催されたも以上、レベル [3]（警告）は同となる。一方で、現在多くのイのの、男子マラソンでは 3 割

28℃以下になる確率が 90％以

ベントで一般的に行われている

近い棄権者が出た。この先地球上、WBGT がいずれにも該当し適応策 1（深夜・早朝開催）の温暖化が進行した場合に、屋外ないレベルを [4]（中止）とした。

効果は限定的であることも明ら

スポーツにはどのような暑熱影

各都市の気候的な特徴に基づ響が発生するのか、またどのよ

いて、数時間にわたって開催さ適応策によって、暑熱によるうな対策が有効であるかについれるマラソンの暑熱環境を評価

選手の健康リスクを低減できるて、定量的な評価を行った例はすると、温暖化が進行するに可能性はあるものの、実施にはほとんどなかった。

伴って、過去の気候条件下では課題がある。10 月開催となれ

環境研気候変動適応センター

存在しなかった WBGT レベル

ば、国際オリンピック委員会の大山剛弘研究生らは、オリンが [4]、つまりマラソンの開催（IOC）にとって多くの放映権

ピックのマラソン競技に着目しをするべきでない暑熱環境の都料の出所である北米におけるスて、①地球温暖化が進行した将市が増える。また同レベルが [1]

ポーツの年間スケジュール（8来、選手はどのような暑熱環境

から [2] と判定される比較的安月がオフシーズン）との折り合下に置かれるのか②選手を危険

全な都市は、温暖化が進行する

いをどうつけるのか、などの課

な暑熱環境にさらさないために伴って減少する。

題が考えられるとしている。

に、どのような対策が有効か―について明らかにすることを目的に推計を行った。
研究では、過去に大会を開催したホスト都市の実績などを踏
まえて、現時点でホスト都市候

筑波大学かになった。

2022 年 4 月 7 日発表

要介護認定リスク高まる

鎮静・抗コリン作用薬剤の処方が多いほどhttps://www.tsukuba.ac.jp/journal/pdf/p20220516140000.pdf

補として 25 カ国の 70 都市を
評 価 の 対 象 と し た。250 万 人
以上の都市人口であることなど

24「フレイル」と呼ばれる心身の虚弱化や転倒、認知機能低下を起こす危険が薬剤の「有害事象」として指摘されている。筑CROSS T&T No.71

プレスリリースから波大学が高齢者における鎮静・た高齢者（2123 例）の認定前される場合にのみ必要最小量で抗コリン作用を有する薬剤の使24 カ月間の鎮静・抗コリン作行われるべきことを示してい用と初回の要支援・要介護認定用を有する薬剤の処方量と、対る。 ただ、レセプト傷病名での発生リスクの関連を調べる

照群となる未認定の高齢者（年は疾患の重症度や生活への負荷と、これらの薬剤の累積処方量

齢・性別・生活圏域・観察期間が完全には調整できておらず、が多いほど要支援・要介護認定が一致する 4 万 295 例）の同薬剤処方のリスクが過大評価さのリスクが大きくなることが明

薬剤の処方量を医療レセプトかれている可能性がある。このたらかになった。

らそれぞれ算出し、比較した。

め、鎮静・抗コリン作用を有す「有害事象」は薬物を投与さ他の要因の影響を統計学的にる薬剤の減量が高齢者の自立期れた患者に生じる、好ましくな調整して分析した結果、要介間を延長するかどうかについて

い、または意図しないあらゆる

護認定リスク（調整後オッズ

はさらなる検証が必要という。

医療上の事柄のこと。特に鎮静比）は鎮静・抗コリン作用を有

しかし、これらの処方が要介作用（中枢神経抑制や筋弛緩作する薬剤の累積処方量が多いほ護認定の発生リスクとの関連を用）や抗コリン作用（自律神経

ど、また使用された薬剤クラス

示したことは、市町村が医療機の働きを調整する神経伝達物質

数が多いほど要介護認定リスク

関や薬局などと連携して地域全

アセチルコリンの働きを阻害すが高まるという用量反応的な関体でこれらの処方の低減に取りる作用）を有する薬剤に注意が連が認められた。使用なし群と組んでいく施策の根拠となる。

喚起されている。しかしこれま

比較して、薬剤 1 種類で 1.07、

また、医療現場においても本研で、薬剤の使用が実際に高齢者

2 種 類 で 1.19、3 種 類 以 上 で究成果が活用され、鎮静・抗コの生活自立機能の低下と関連し

1.42、オッズ比が高くなった。

リン作用を有する薬剤の使用をているのか、日常の診療行為に結果は、鎮静・抗コリン作用

最小限にするような患者と医師

基づく情報を用いての検証はなを有する薬剤の高齢者への処方の共同意思決定が実践されるこ

されていなかった。

は、リスクを上回る利益が期待とが期待されるとしている。

研究は「つくば市及び国立大学法人筑波大学の医療介護分野
におけるデータ分析に関する覚書」に基づき、同市から提供された医療レセプトと要介護認定
調査を連結した匿名化データセットを用いて行われた。国民健康保険・後期高齢者医療制度の被保険者となっている 65 歳
以上のつくば市民の約 9 割が研究対象となった。
今回、高齢者における鎮静・
抗コリン作用を有する薬剤の使用と初回の要介護認定発生リス
クとの関連を推定したのは筑波大学医学医療系の田宮菜奈子教授（ヘルスサービス開発研究センター）。2014 〜 18 年度に新
規要支援・要介護認定者となっ
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茨城大学 2022 年 4 月 6 日発表

空気と白色光で酸化反応を促進する
ホウ素光触媒https://www.ibaraki.ac.jp/news/uploads/2022/04/PressRelease_
Triarylphosphines_1.pdf

茨城大学大学院理工学研究科（工学野）の近藤健助教と吾郷友宏准教授の研究グループ
は、有機 EL に利用されるホウ素発光体を光触媒に利用することで、空気中の酸素と白色光によってリン化合物や硫黄化合物を効率的に酸化できることを明らかにした。触媒構造に含まれるホウ素が、高い触媒活性の発現に重要であるとが分かった。
より環境にやさしい手法の開発を目指し今後、空気と太陽光で酸化反応を促進する触媒の設計・開発に向かう。
酸化反応は最も重要な化学反応の１つだが、一般に酸化剤を大量に必要とするため、反応後に酸化剤由来の廃棄物が発生する。一方で、化学系酸化剤の代
わりに空気中の酸素を酸化剤に使用できれば、廃棄物を削減し、環境にやさしい酸化反応を実現できる。しかし通常、空気中の25

Press & Release
酸素は不活性で、酸化剤への利用は困難だった。

Cross & Releaseはうまく進行しなかった。
ここから、ホウ素部位が光触最近注目の「光触媒」は、光媒機能に重要であることが示唆

エネルギーを化学反応のエネルされました。また、臭素原子をギー源に変換することで、酸化導入した触媒はさらに高い触媒反応を促進するが、貴金属元素

活性を示し、高い収率（95% 超）を使用したり、紫外光などの高で目的酸化体を生成した。このエネルギー光でなければ反応が触媒を用いると、空気酸化が進進行しないなどの問題があっ行し、目的の酸化生成物が高い

た。開発が求められたのは「貴収率で得られた。

金属フリー・可視光線で働く触高い活性を示した触媒のホウ媒」。そこで、近藤グループが素部位の役割を検証するため、これまで行ってきた光化学・触量子化学計算を行ったところ、媒化学に関する知見と、吾郷グ

今回の空気酸化反応において、

ループが開発した含ホウ素発光

ホウ素触媒は光エネルギーの化体を組み合わせることで、白色

学エネルギーへの変換に加え、光をエネルギー源として酸素を反応途中に生じた中間体分子の酸化剤とする、新しい光触媒が活性化機能を併せ持っていると実現できると考えられた。

言えるそうだ。

含ホウ素発光体の光触媒能を研究グループは今後、リン原実証するために、室温下で、含子や硫黄原子だけでなく、炭素

ホウ素発光体を用いてリン化合

原子やケイ素原子の空気酸化反物の酸化反応が検討された。空応を検討する。さらに、触媒デ

気中、白色光照射下という条件

ザインを磨き、照明器具や太陽では 8 時間後に 59％の収率で光などの身近な光エネルギーと酸化体が得られた。一方、含ホ空気を活用する酸化反応にも展ウ素発光体の代わりにホウ素を開する予定という。

有さない化合物を使っても反応いう。
平井孝昌研究員、井口亮主任
研究員、内田健一グループリー
ダーらによる研究成果。研究チームが提案・実証したのは、
弾性熱量効果による吸発熱を、板材の「切り紙」加工で制御するという手法。これにより、非常に小さな引張応力で任意の場
所に大きな内部応力を集中的に発生させることが可能になる。
その結果として、これまで弾性
熱量効果の温度変調材料としては全く着目されていなかった身
近なプラスチック材料の局所加熱・冷却能を大幅に向上できることを実証し、その値は従来最高性能の弾性熱量効果を示していた形状記憶合金をもしのぐことを明らかにした。
現在、環境負荷が大きいフロン類ガスを用いる冷却技術に替わる固体型温度制御技術の候補
原理として、弾性熱量効果が注
目を集めており、高効率な温度変調を実現する物質探索が精力的に行われている。弾性熱量効
果を示す物質は数多く存在する

物質・材料研究機構 2022 年 4 月 22 日 発表

「切り紙」で創る柔軟な温度変調素子

が、有力な候補は形状記憶合金などに限られていた。
切り紙加工は、プラスチック~ 身近なプラスチックを用いた新しい加熱 / 冷却技術 ~に限らず様々な物質に人工的に

h t t p s : / / w w w. n i m s . g o . j p / n e w s / p r e s s / 2 0 2 2 / 0 4 / g h u 0 e d 0 0 0 0 0 0 2 u 3 5 att/202204220.pdf

与えられ、その加工パターンは伸縮性やフレキシビリティーを多彩という。今後、弾性熱量効
果による温度変調に最適な加工

物質・材料研究機構（NIMS）
スピンエネルギーグループの平井孝昌研究員らは、固体の伸び縮みに伴う温度変調現象「弾性熱量効果」を利用する加熱・冷却技術に新たな可能性を見出し26た。日本の伝統工芸として知らパターンや物質の選定を進める

れる「切り紙」から着想を得た

ことで、電子機器に対する温度加工を施すもので、小型電子機制御技術や曲面などにも取り付器用の熱エネルギー利用技術やけ可能となる、フレキシブルな

フレキシブルな温度変調素子な

温度変調素子開発への展開を目どへの応用展開が期待されると指していくとしている。
CROSS T&T No.71

Tsukuba・Tsuchiura

郷土・文化

鎌倉街道の 13km

土浦・つくば周辺の道すじをたどる
土浦市 上高津貝塚ふるさと歴史の広場

はじめに

比毛 君男

歴史地理学上、存在が確かな鎌倉街道には３つのルートがあります。①鎌倉と武蔵国府（東京都

今年の NHK 総合テレビの大河ドラマは、鎌倉府中市）
・上野国府（群馬県前橋市）を結ぶ最も

幕府 2 代執権の北条義時をえがいた「鎌倉殿の西側の鎌倉街道上道、②鎌倉と下野国府（栃木県

13 人」です。そのため、鎌倉時代が大変注目さ下野市）を結んでさらに那須・白河から東北地方れており、中世（鎌倉・室町時代）に関するさまを縦貫する中道、③鎌倉から千葉県北西部を通っ

ざまな書籍が出版され、テレビでは特集が組まれ、て常陸国府（石岡市）に向かい、太平洋沿岸を北博物館では特別展が開催されています。

上する下道の３つがそれにあたります。

かみつみち

なかつみち

しもつみち

そこで当稿では、土浦・つくば地域で鎌倉時代

このうち幕府にとって最も重要な道は、鎌倉幕を偲ぶことのできる史跡、鎌倉街道についてご紹

府の中核をなす相模国と武蔵国を結ぶ上道といわ介したいと思います。表題は、土浦で確認できる

れ、幕府滅亡時の元弘三年（1333）に新田義貞

鎌倉街道が、南端の荒川沖周辺から北の中貫までが攻め上った際の多くの合戦も上道沿いに行われ約 13km 程度であることに拠ります。

ています。上道は、東京都・埼玉県中部の丘陵地

鎌倉街道とは帯を通るため、切り通し状の大規模な道作りがなされたところもあります。街道の残りの良い部分

鎌倉街道は、文字通り中世に武家政権が開かれでは、調査や保護が行われており、毛呂山町ではた鎌倉と関東地方を結ぶための道路ですが、その渡河地点の鎌倉街道沿いに大きな集落や墓地が残姿は地域によって様々です。元々は地域で呼び慣された遺跡の発掘調査が行われ、商工業者が集住らされてきた古道の呼称でしたが、文献史学や考する宿と街道、そこに暮らした人々の墓地がセッ

古学等の研究が進むにつれて、多くのことが明らトになって発見されました。小川町では、台地にかになってきました。

大きな堀を築いたように切り開かれた鎌倉街道の

写真１ 毛呂山町（埼玉県）の鎌倉街道
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写真２ 小川町（埼玉県）の鎌倉街道

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跡が指定文化財になっています。国分寺市では、切り返しの道の両側に寺の跡などが発見されました。

おくたいどう中道は奥大道とも呼ばれ、馬の産地であり幕府にとっては関東に次いで重要な地域の奥州を結ぶ
あずまかかみ道でした。鎌倉幕府の歴史書『吾妻鑑』には、建長八年（1256）6 月 2 日の条に、夜討や群盗が蜂起するため下野国内の 24 人の御家人に街道の警護を命じた記事が記されています。この記事では、宿場ごとに直ちに警護人を置くことや取り締まりを行うことが、命令書の宛先となる武士の氏名と共に記され、大豪族も中小の武士も街道沿いに所領を持つ者が協力して、鎌倉街道の治安維持と管理に当たっていたことが分かります。
下道は文献に現れることは少ないのですが、源頼朝による治承四年（1180）の佐竹氏攻めのルートがそれに当たると推定されています。ここで頼朝は 10 月 27 日に鎌倉を発し、11 月 4 日に常陸国府に到着し本陣としました。翌 5 ～ 6 日に金砂城（常陸太田市）を攻略、7 日に常陸国府に帰還しています。帰途は武蔵国に向かいました。
また、鎌倉時代後期に描かれた国宝『一遍上人図1

茨城県内の鎌倉街道

聖絵』には、弘安三～五年（1280 ～ 82）にかと記載されることが多く、直線よりは蛇のようにけて奥州平泉から常陸国に入った記載がありま

折れ曲がりながら進む道が古い形態を示すと言わす。絵巻には、道を歩く一遍上人一行の姿と、一れています。南北方向の主要な鎌倉街道でも、時遍上人による奇瑞（めでたいことの前兆として起代によって支配や管理の都合などからさまざまなこる不思議な現象）が描かれています。

ルートが併用や新設・廃止されたと考えられておきずい

様々な先行研究によると、中世当時の史料に「鎌り、複数の伝承路があっても矛盾するわけでは無倉街道」と書かれたものは無く、あくまでも江戸いそうです。さらにこの主要な南北道に向かって、時代以降の呼称のようです。主要な街道は「大道」

至るところから枝葉となる支線の道が接続し、これらを含めて鎌倉街道と呼称したため、地域に
よっては東西方向の部分的な道や田畑の中に断続的に残る道などを指す場合もあります。

考古学による鎌倉街道
考古学は物質資料を基に歴史復元を行います
が、近年は中世や近世（江戸時代）を対象に発掘調査や研究が進められています。
埼玉県や栃木県内における鎌倉街道の発掘調査
では、道幅約６ｍを測り、両側に側溝を持つ事例が発見されています。道路自体は踏み固められて、
写真３ 国分寺市（東京都）の鎌倉街道

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昔の土間のように硬化しているほか、道路に直行
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図 2 土浦市南部の鎌倉街道

して細かい溝をいくつも掘り、砂や石などを入れ

図 3 土浦市北部の鎌倉街道から先述の支線も含むものと考えられます。

て叩きしめた補修痕が見つかることがあります。

この中では特に、利根町押戸周辺の林の中の古発掘で見つかった鎌倉街道の幅は一般的な道路遺道が雰囲気を良く残しており、鎌倉街道として町構よりは明らかに大きく、両側に排水用の溝を持指定の文化財になっています。

つ点が共通しています。
後述する土浦市内の鎌倉街道では、永国台の住

土浦・つくば地域の鎌倉街道

宅地を作るための発掘調査で部分的に古道の一部

土浦市内には鎌倉街道の伝承路があり、一部がが調査されました。その結果、部分的に幅 4 ｍ「旧鎌倉街道」として市史跡に指定されています。

以上で片側に側溝を持つ古道の跡や、道に沿って作られた中世の塚が発見されました。反対側の側
溝は遺存していませんが、その規模から鎌倉街道
下道である可能性は十分にあると考えられます。

茨城県の鎌倉街道
茨城県内では、利根町、牛久市から阿見町、土浦市からかすみがうら市にかけて、ほかつくば市の西部、桜川市の一部、ひたちなか市などに鎌倉街道と呼ばれる古道が伝えられています。
この多くは南北方向の鎌倉街道下道の一部と考えられますが、断片的な東西方向の道もあること
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写真 4

利根町の鎌倉街道

29

そのルートは、市の南部では阿見町荒川本郷・荒川沖東・大房・中村西根・永国・天川・上高津周
辺から桜川を渡ったと想定されています。
特に花室川にかかる源兵衛橋から永国台の住宅地を経、天川団地脇のゴルフ練習場西側の森林内の道はつくば市下広岡に当たり、古道の雰囲気を

写真 5

30

花室川にかかる源兵衛橋（土浦）

残しています。さらに筑波研究学園専門学校東側の土浦用水路脇から上高津新町の上高津団地周辺の
こうしんルート上には高井城跡などの遺跡や宮脇庚 申塚な
どの石造物も多く残ります。
桜川以北では、田中八幡社付近から土浦二高西の旧五社明神跡地，真鍋小学校下の鎌倉坂から土

写真 8

五社明神平国香碑（土浦）

写真 6宮脇庚申塚（土浦）

写真 9

田中八幡神社（土浦）写真 7

高井城跡（土浦）

写真 10

字「鎌倉」（土浦）
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浦一高東側を北上します。日立金属ネオマテリア

みられるなど古道である雰囲気を偲ばせるところ

ル（旧日立電線）の会社敷地内は不詳ですが、水も多くみられます。

戸街道松並木の東側を並行する南北道路にまた継続し、この道が台地を下る坂の小字を「鎌倉」とおわりに言うことから、古道の跡であることが分かりま

鎌倉時代のブームを遡ってここ数年間は、実はす。これ以北の道は中貫・神立の境界から常陸府古道が大変ブームでありました。テレビ番組では中（石岡市）方面へ向かいます。この他にも東西

水戸街道などを歩く特集が多く組まれ、歴史の道

方向の鎌倉街道が市の北西部に伝えられています

に関する調査や催し物、博物館での展示なども一が、限定的で南北道には接続していないようです。

部に行われておりました。その結果、古道を歩く

これら路線上の風景は、昭和 50 年代以降の急人々も大変増加し、静かなブームは今もなお続い

激な都市化に伴い田園や森林などは急速に少なくなっています。しかしながら一部には面影を残す部分や、道沿いに石造物や寺社、様々な文化財が比毛ているようです。
皆さんも、地元の古道を歩き、歴史の雰囲気を味わってみてはいかがでしょうか。

君男（ひけ・きみお）

1970 年生まれ。1995 年土浦市役所に入庁後、市教育委員会の文化財専門職として主に埋蔵文化財保護業務等に従事。現在は、上高津貝塚ふるさと歴史の広場の学芸員として、市内の遺跡保護と考古資料専門の博物館活動に従事している。専門は中世の考古学で、主に土器、瓦、石造物等の遺物の点から常総地域の中世世界の復元を目指している。鎌倉街道については、2017 年に上高津貝塚ふるさと歴史の広場開催の企画展「中世のみち 鎌倉街道」を担当した。常総市在住。

CROSS ロード
内山純子氏「談義所から檀林寺へ」上梓
CROSS 元特任研究員、内山純子氏から近作『談義所から檀林寺へ－関東天台宗教団の推移－』（青史出版）が届いた。土浦市在住の古代仏教研究家でことし 88 歳にほつそうしゆうとくいつなるが、2020 年の『古代東国の仏教－法相宗徳一の教化を中心に－』（青史出版）に次ぐ労作の上梓で、熱心な研究を続けている。
天台宗は鎌倉期以降、布教の前線を関東に展開し、比叡山の学問を広めた。その重要な役割を担ったのが談義所と呼ばれる学問所で、室町時代になると、関東各地
しよけ

のうけ

の談義所では比叡山に登る僧の教化を行っていた。修行中の僧を「所化」といい、指導者を「能化」とおいいうが、所化は笈を背負って、すぐれた能化と多くの典籍を所有する談義所を遍歴し、学問に励んだ。
関東における天台宗談義所についての研究は、中世以降の仏教が地域文化に果たした役割を理解する上でも重要だという。武蔵国をはじめとする下野国、東信濃、常陸国、上総国の各談義所、さらには東叡山勧学寮と関東檀林寺の開基や歴住、各寺院の歴史などが詳しく記される。
巻末には筆者独自の丹念なまとめで、817 ～ 1742 年にわたる関東天台宗談義所の関連年表が掲載
おうばくしゆうされている。各寺院の広範囲なやりとり、さらには日蓮宗や浄土真宗、黄檗宗等の僧侶との交流などから、中世における仏教界の動向を学べる。
青史出版（電話 049・265・4862）刊、四六判、372 ページ、定価 4730 円。
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Tsukuba

産業・ビジネスつくば福来る風の香りをあなたへ
異なる価値観、アイデアを共有できる場

しびっくぱわー 代表取締役

堀下 恭平

Tsukuba Place Lab はこの春から、つくばをイメージしてつくり上げた、福来みかんと芝の香りのディフューザー「つくば福来る風の香り」の販売を開始しました。つくばにゆかりのあるスター
トアップ「ideal fashion」に、つくばを象徴する
ふくれ香りとして、つくばの特産品である福来みかんと芝の香りの開発を委託しました。さらに、筑波大発のデザインプラットフォーム「unit X」を利用し、出会った現役筑波大生デザイナーに、パッケー
ジとポップのデザイン製作を依頼しました。つ
くばを中心に全国の挑戦者を応援する Tsukuba
Place Lab で販売しています。

Tsukuba Place Lab とは“ みんなでつくる、みんなの場 ” というコンセ

福来みかんと芝の香りのディフューザー “ つくば福来る風の香り〞

つくば福来る風の香り誕生ストーリー

プトのもと、2016 年の着想から、クラウドファ

Tsukuba Place Lab をオープンした当初から、

ンディング、DIY、4 日間にわたるオープニング

香りも空間としてデザインしたいと思っていましイベントと、たくさんの方を巻き込み巻き込まれた。誰にとっても安心安全な場を開き続けるといながら創業し、運営を続けてきました。創業からうことを創設以来ずっと大事にし、この場の記憶

5 年半で延べ 17,000 人以上もの方がご利用してと香りがセットになるといいなと考え、これまで

くれています。「異なる価値観が出会う、アイデ

もアロマディフューザーを使用してきました。日

アを共有できる場。人と人とを繋ぎ、やりたいこ

中は作業効率を考えフレッシュな香りを、夜間はとを実現していくための場」を提供するため、年気持ちを落ち着けリラックスできる香りを。一方間 350 本以上、累計 1,700 本以上のイベントをで、つくばらしく Lab らしい香りを探求してい企画運営し、エネルギー溢れる場を、まさにみんました。

なでつくって育んでいます。

「ideal fashion」との出会いは、代表である江Lab という場を通じて、より多くの人が挑戦で本州陽さんのつくば移住がきっかけでした。起業

きる社会を実現したい。そして挑戦を本気で応援する場所を求めて移住された江本さんが、香りをし合える文化を醸成したいと考えています。「異開発するスタートアップを経営されていると知なる価値観が出会う、アイデアを共有できる場。

り、つくばらしく Lab らしい香りの開発を依頼

人と人とを繋ぎ、やりたいことを実現していくたしました。江本さん自身も「せっかくつくばに移めの場」の実現に向けて、たくさんのコラボレー

住して事業を行うなら、地域と関わる取り組みをションと実践を繰り返しています。

したい」という思いがあるということで、コラボ

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CROSS T&T No.71

Lab らしいこだわり
Lab らしさを追求して、Lab での出会いから生まれたコラボレーションを大切に考えています。
起業を目的につくばに移住し Lab で出会った江本さんと、学生時代 Lab のイベントに参加してくれた岡村さんとの出会いから紹介してもらった
現役の筑波大生とコラボレーションして誕生した「つくば福来る風の香り」は、Lab らしさがふん
だんに詰まっています。このように、Lab のこだ
わりが詰まっているからこそ、大学の卒業や仕事あらゆる挑戦を応援する場、Tsukuba Place Labの異動を機につくばから離れてしまった人でも、つくばや Lab を感じてもらえるようなプロダク
トになっているのです。

レーションが始まりました。

さらに、つくば福来る風の香りはゴミを出さな

つくばらしく Lab らしいとはどんな香りなの

いことにこだわっています。Lab の電気は、設立

か、Lab や利用者さんに合った香りはどんな香り

時からずっと自然電力に切り替えて利用していまなのかをイメージし、試行錯誤しました。つく

す。当然のことを当然に選択してきた Lab だか

ばらしさを表現すべく、つくばの特産品を使い、らこそ、Lab 発のプロダクトも当たり前の選択がLab らしさを表現すべく、フレッシュでリラックできるようにしたいという思いから、ゴミを出さ

スでき、さらにエネルギッシュな香りを追求しま

ない工夫をしました。リフィルをご用意し、2 回した。その結果、さわやかな福来みかんの香りと、目以降の購入で瓶を再利用するという選択をでき

つくばの隠れた名産でもあり Lab を想起させるるようにしました。

青々しいエネルギッシュな芝の香りを組み合わせて「つくば福来る風の香り」が誕生しました。

コラボレーションの実践

香りを販売するにあたって、次に大事になって

Tsukuba Place Lab では、今までにもお互いのくるのがデザインでした。つくばらしく Lab ら

挑戦を応援し合うコラボレーションを行ってきま

しい香りを表現したデザインとともに届けたいとした。

いう思いから、デザインにはこだわり、筑波大発

つくばらしさを大事にしているからこそ「地域のデザインプラットフォーム「unit X」を通じての素敵なものを紹介し届けたい」という想いがあ出会った現役筑波大生デザイナーに依頼しましりました。そこで、つくば市大曽根にある「もった。きっかけは 2019 年春、筑波大学に編入してくん珈琲」にご協力いただき、スペシャルティコー

きた unit X 代表の岡村未来さんが、Lab イベン

ヒー「Lab ブレンド」を作りました。Lab に集まっ

ト「戦略的大学生のススメ」に参加してくれたこ

た有志メンバーともっくん珈琲で試行錯誤し、満とです。学生デザイナーの挑戦をお仕事の紹介で足いくまで一緒につくり上げました。そして Lab

応援する「unit X」の活動に共感し、依頼するこブレンドを Lab で販売し、地域のおいしいコーとに決めました。完成したデザインは、つくばら

ヒーを通じて、コロナ禍の自宅でのちょっとした

しく Lab らしい香りをうまく表現し、福来みか

癒しの時間を提供しました。

んのオレンジと芝の緑を使って、Lab のイメージにぴったりの素敵なものになっています。

また、Lab でさまざまな取り組みをしていく中で「Lab のこれまでを冊子としてまとめたい」という思いが生まれました。そこで、Lab 創設時からお付き合いのある渡邉直太さんが経営する株式

CROSS T&T No.71

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会社ラッズに Lab 冊子づくりをお願いし、Lab の
みんなでつくり上げました。コロナ禍でさまざまな業界に影響が出た中で、地域の企業同士が協力し、新しい価値を創造することができました。これまでの Lab イベントや日常が詰まった素敵な冊子は、初めて Lab に来た方やまだ来たことがない方に Lab を知ってもらうための大事なアイ
テムになっています。
このように Tsukuba Place Lab では、
地域の方々とのつながりを大事にし、Lab を通じたコラボ
レーションからさまざまな価値を創造してきました。今後も引き続き「異なる価値観が出会う、ア

瓶箱セット 4,000 円（税込）

イデアを共有できる場。人と人とを繋ぎ、やりた

コラボレーションした方々の紹介

いことを実現していくための場」の実現に向けて、たくさんのコラボレーションと実践を繰り返して

・ideal fashion

いきます。そしてコラボレーションから生まれた

idealfashion は、日々を彩る香りを届ける香料の製価値を広く発信していきます。

造・企画会社です。香料（香り）をファッション
として日常的にまとう世界を目指し、多品種少量商品詳細

生産を強みに香料の製造・販売や香りの再現、フ

つくば福来る風の香りは、瓶箱セットを 1 箱

ルオーダーメイド香水の作成を行っています。
（公

4,000 円（税込、以下同）で購入できます。2 回式 HP：https://www.perfume-idealfashion.com/）

目以降の購入の際に空瓶等を Tsukuba Place Lab・unit Xに持参すると、リフィルを 3,000 円で販売します。

学生デザイナーと社会をつなぐプラットフォーム

ゴミを出さない取り組みに、ご理解ご協力をお願「unit X」は、“ 学生の個性を価値化する ” ことをいします。

目指して、スキルを社会に役立てる仕事紹介や、購入希望は、Tsukuba Place Lab の EC サイト

全国から 100 名以上が集まるコミュニティの運「 オ ー プ ン ラ ボ 」（https://www.open-lab.shop）

営をしています。個性豊かなメンバーがそれぞれからお問い合わせください。

の輝きを放つためのサポートをしています。（公式 HP：https://unitx.jp/）堀下

恭平（ほりした・きょうへい）

株式会社しびっくぱわー 代表取締役。

1990 年熊本生まれ。東日本大震災をきっかけに 2011 年春からコミュニティ

拠点として学生カフェ創設。カフェで出会った仲間と下妻市や水戸市、横浜市などの商店街活性化にかかわる。大学を休学し、世界一周の後に京都へ移住。関西を中心に行政計画策定のコンサルティングで最初の起業。つくばに戻り大学生をしながら、2016 年 12 月あらゆる挑戦を応援する場 Tsukuba
Place Lab 創業。オープンから 5 年が経ち、企画運営したイベントは 1,700

本以上、利用者は 17,000 人を突破。2018 年 10 月つくば駅前コワーキング up Tsukuba 創業。2021
年 4 月からつくばスタートアップパークを運営。「迷ったら全部やる」がモットーで「成功するまで続ければ失敗しない」が信念。令和元年度茨城県表彰 新しいいばらきづくり表彰 産業振興 受賞。茨城
県生涯学習共創委員。つくばベンチャー協会理事兼事務局長。総務省認定 地域力創造アドバイザー。

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Tokai

サイエンス

東海村が仕掛ける自治体 DX～とうかい “ まるごと ” デジタル化構想で導く新しい役場への転換～

東海村地域戦略課デジタル戦略担当▶「新しい役場への転換」という組織課題

係長

佐藤 洋輔

しい役場へのトランスフォーメーションの具現化」と定義し、その具体策を盛り込んだ『とうか東海村は、2020 年３月に「未来を担う人づくい “まるごと ” デジタル化構想（通称「まるデジり」「魅力あるまちづくり」「安心して暮らし続け構想」）』を 11 月に策定しました。
【図 1】本稿では、ることができるまちづくり」を柱とした東海村第まるデジ構想の概要と主な取り組みについて紹介

6 次総合計画を策定し、この計画に力強く盛り込したいと思います。

まれた取り組みのひとつに「新しい役場への転換」
がありました。「新しい役場」とは、これまでの▶スマートサービスの推進

行政サービスの形質や職員の働き方・意識を抜本的に変革するということです。

まるデジ構想は３つの柱から構成されています。まず１つ目は「スマートサービスの推進」です。

私は縁あってこの「新しい役場への転換」の具

行政手続きをデジタル化することで「行かない」

現化を、2020 年４月から担当することになり、 「書かない」窓口を実現するとともに、ICT 活用
DX・デジタルトランスフォーメーション＝「新による住民の利便性を向上させる施策です。様々

とうかい “ まるごと ” デジタル化構想（通称「まるデジ構想」）について（2021 年 11 月策定 ）【図 1】
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な取り組みがある中で、今回はオンライン申請ができる環境整備と YouTube での情報発信について紹介します。
オンライン申請について、村では茨城県の「いばらき電子申請・届出サービス」を利用していましたが、オンライン申請ができる環境を整備している手続きは、２つ程度の状態でした。そこで、2021 年 5 月に、全 27 課の手続きを 279 個洗い出し、これらに「S（7 月までに整備）」「A（12月までに整備）」「B（可能であれば整備する）」「C（オンライン申請に適さないもの）」という優先順位をつけ、各課へ同サービスの使用方法をレクチャーしながら環境整備作業をしてもらいました。年度末には S 及び A の 84 手続きのうち、
74 手続きについてオンライン申請ができる環境を整備することができました。
オンライン申請は、自宅で手続きができるので住民にとってメリットがあるほか、オンライン申請が増えることによって手続き情報が電子化され、職員は RPA や Excel などを活用し作業の効※率化を容易に図れるなど、期待される効果は非常に高いものがあります。しかし、現状では、オンライン申請ができる環境整備をしたものの、オンライン申請の利用率は非常に低い状況にあります。システム自体の UI（ユーザーインターフェース）に課題もあり、今後は、新システムの検討も含めて、オンライン申請の利用率を上げる取り組
みが必要だと考えています。
YouTube での情報発信については、まるデジ

構想策定前の 2020 年５月から村公式チャンネルを使って私単独ではじめました。東海村の予算や目玉事業、税金や保険、特産物や公共施設の PRなど、東海村に関わるものであれば何でも解説する 5 ～ 10 分程度の動画を作成し、配信しました。
特に、新型コロナワクチン接種の予約方法やスマートフォンで確定申告を行う方法を解説する動画は、高齢者でもわかりやすいということで、担当課でも活用されたほか、住民の方々にも好評をいただきました。これまで 50 本程度の行政情報を配信し、また、保育所・幼稚園の先生たち
も園児対象の動画を配信したこともあって、配信当初 47 人だったチャンネル登録者数は約２年で 1140 人まで増加しました。地方自治体にとって、動画による情報発信は今後必須となる確信を得て、今年度は動画の作成技術（企画、撮影、編集等）をもった職員の育成にも取り組むこととし、組織全体で動画による情報発信を強化していく予定です。
その他にも、窓口でのキャッシュレス決済導入
や AI チャットボットの導入など様々な取り組みを実施しています。

▶スマートワークの推進
まるデジ構想２つ目の柱は「スマートワークの推進」です。ICT を活用した業務量削減と働き方改革を実現させる取り組みです。ここでは、BPR（ビジネスプロセス・リエンジニアリング：業務変革）による業務量削減の取り組みを紹介します。
図 3 は 2021 年度に実施した RPA や Excel マ

クロを使った業務量削減の結果で、７業務について作業時間を 607 時間削減しました。2020 年
度にも２業務について 439 時間削減しているので、２年間で 1046 時間削減していることとなります。
業務量削減の手段としては、RPA やマクロを【図２

YouTube で行政情報を発信】

活用しましたが、取り組みに当たっては業務内容
や業務フローを可視化して再構築する BPR とい

RPA（Robotic Process Automation）「ロボティック・プロセス・オートメーション」の略。これまで人間のみが対応可能と想定されていた作業、もしくはより高度な作業を、人間に代わって実施できるルールエンジンやAI、機械学習等を含む認知技術を活用して代行・代替する取り組み。（日本 RPA 協会による）

36

CROSS T&T No.71

う手法を用いました。全課から改善したい業務をに描いた餅」になってしまうことから、全庁的な募集し、ヒアリングにて業務フローを可視化した実行体制や仕組みを構築することも共同で研究し上で、RPA 等に代替できるものは代替し、新していく予定です。これらの取り組みは、人口減少

い業務フローを構築していく手法で取り組みまし社会を迎えた地方自治体が抱える組織課題に対すた。ヒアリングした業務は 87 業務を数えました

るアプローチであるため、全国的にも注目されてが、実際に業務量削減に繋がったのは 9 業務でいくと考えています。

した。役場全体では、少なくとも 4000 を超える

BPR は、現在行っている業務内容や業務フロー

業務数があると推測されるので、それらを１つ１を可視化し、それを再構築することで業務量を削つ可視化し、削減効果の高い業務から集中的に減し、生産性の向上や労働時間の短縮を実現さ

BPR に取り組んでいくことができれば、より効せるものですが、「何のためにこの作業を行うの

果的・効率的な業務量削減に繋がるのではないかか」「目的を達成するために必要な作業は何なのと考えました。

か」を各職員が考え、課や部の枠を超えた職員間

そこで、上記取り組みと並行して取り組んだでの対話を通して業務フローを再構築していくこのが、株式会社日立システムズ様との BPR 共同とで、職員や組織全体の意識改革が進むのではな研究です。2021 年 5 月から 2022 年 2 月までのいかと考えています。職員一人一人が組織の目的

間、３課を対象に、568 業務の業務内容（作業や価値観をしっかり持ったうえで、デジタル技術時間含む）や業務フローを可視化し、その中からを駆使してはじめて、デジタルによるトランス

33 業務について 5078 時間の削減案を創出しま

フォーメーションが実現できると考えているのした。この研究結果により、同じ手法を全課に用で、BPR は DX で目指す「新しい役場への転換」

いれば、理論上 5 万 2000 時間の削減案を創出の土台のようなものです。

できると立証されたことから、共同研究を継続しその他にも文書管理システムの導入による行政て、2022 年度は全課を対象とした BPR を展開す

文書のデジタル化やペーパーレス化、テレワーク

る予定です。

システムの導入による職員の柔軟な働き方の実現

ただし、創出した削減案を実行できなければ「絵なども並行して進めています。

RPA・マクロによる業務量削減 PR（2001）【図 3】
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37▶デジタル対応社会の実現
まるデジ構想３つ目の柱は「デジタル対応社会の実現」
です。デジタル技術を駆使して便利なサービスを提供することができたとしても、それを利用できない住民が生じては意味がありません。そこで、喫緊の課題として取り組んでいるのが、ス
マートフォンの活用支援に特化した高齢者のデジ【図 5

タルディバイド対策です。
2021 年に村が実施したスマホ実態調査では、

スマホ相談会 “ぷらっとスマホ広場 ”】

起こしも行いました。

「前期高齢者のスマホ所有率は 66％、うち 33％

また、すでにスマホを所有している高齢者には、が活用していない」「後期高齢者のスマホ所有率

民間事業者の協力や総務省デジタル活用支援推進

は 43％、うち 45％が活用していない」という結事業を利用し、公民館や地域に出向いてスマホ講

果がでており、村が推進する DX によるメリット

座を開催しました。その他にもちょっとしたスマを享受・実感してもらうためには、スマホを所有

ホ操作に関する疑問を解消したいなどのニーズにする高齢者の増加とスマホ所有者の操作スキルの応えるべく、東海村社会福祉協議会と連携したス向上が必要であると考えました。

マホ相談会も開催しました。毎回、スタッフで対

まず、スマホを持っていない高齢者を対象に、応しきれないほど多くの住民が訪れることから、「シニア世代スマホデビュー応援事業」を 2021

高齢者に対するスマホ活用支援のニーズは非常に

年 10 月から 2022 年 2 月まで実施しました。こ高いことを実感しています。

の事業は、３G フィーチャーフォン（通称ガラ

今年度は、スマホ講座を拡充するとともに、役ケー）を使用している高齢者がスマホを購入した場やコミュニティセンターなどの公共施設にスマ際、指定のスマホ講座を受講することを条件に、ホ相談窓口を試験的に設置することを検討してい購入費用を最大 2 万円助成する事業です。併せて、ます。同時に、地域での共助の輪を広げるため、

スマホ体験会を 21 回開催し、事業利用者の掘り

住民のスマホサポーターを養成し、その方たちが日立システムズとの BPR（業務変革）共同研究

【図 4】

38

CROSS T&T No.71

地域でボランティアとして活躍していただく取りれば住民サービスが向上し、地域全体の最適化に組みも展開する予定です。

つながるのか、その感性・考え方が一人一人の職
員や組織に根付いたとき、役場はさらに上の段階▶今後のまるデジ構想推進に向けてに突入し、組織の OS がアップデートされ、「新2021 年から本格的にデジタル化推進を開始

しい役場」に「転換・トランスフォーメーション」

し、まず、あまり手間がかからず利便性を実感ですることになると考えています。そのための戦略

きるツールをいくつか導入し、役場内に局所的なを描き、仕掛けていくことは、非常に高いプレッ

変化のインパクトを役場内に起こしました。現在

シャーがかかりますが、住民にとって暮らしやす

は、これまでの業務フローや働き方、サービス提いまちづくり、職員にとって働きやすくやりがい供の形をガラッと変えるデジタル技術を導入してのある職場づくりの一翼を担っているんだといういく段階です。ただし、DX は、デジタル技術の使命感のもと、これからも全力疾走で取り組んで導入が目的ではありません。それらをどう活用すいきたいと思います。

佐藤洋輔（さとう・ようすけ）

1981 年生まれ、常陸太田市出身。立命館大学卒業後、民間企業や法律事務所を経て、2009 年東海村役場入庁。税務、高齢福祉、人事、財政部署を経験し、2020 年より現部署で「新しい役場への転換」を「DX」にて推進している。趣味はランニング、アウトドア。

CROSS-HAIDAN
こぶし

退院を窓から祝う花辛夷
こじゆけい

小綬鶏の声懐かしや郷の母
微笑と茶の香ふくらむ雛の家
急く吾をひらりとかわす初燕
ひるげ

山桜野良の夫婦に昼餉かな
薄ら日や吾にはにかむ二輪草
山口

CROSS T&T No.71

恭弘

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Press & Release飛島建設ほか2022 年 3 月 30 日発表

J-PARC MR トンネルに導入
ICT を活用した防災システムの開発

https://j-parc.jp/c/press-release/2022/03/31000876.html

緊急時に管理者と作業者が効率よくコミュニケーションがとれるよう ICT 防災アプリ、システ
ムの構築を図った。作業者の位置情報を取得、リアルタイム表
示するとともに、状態（定常・

飛島建設（乘京正弘社長）、

仕組みとし、高度なセキュリ異常）の監視機能などを強化し

J-PARC センター（小林隆セン

ティー環境を提供するだけでな

た。

ター長）
、綜合警備保障（青山く，発災時においても稼働する

さらに試行中だが、自律走行

幸恭社長）、関西大学総合情報

ロバストな（強靭さ、堅牢性をロボット “REBORG-Z” で防災シ

学 部（ 田 頭 茂 明 ） 研 究 室 は 3持つ）防災システムを目指した。

ステムとの連携を図る。警備や月までに、共同で防災システム

施設利用者の位置や動線の把支援の自動化ロボットで映像、の開発を行い、J-PARC MR（メ握、発災時に適正な避難誘導

熱赤外線、放射線量などのセンインリング）加速器トンネルにが行えるシステムの構築では、

サを搭載している。

導入した。

AP（アクセスポイント）の設

2011 年の東日本大震災ではJ-PARC などの地下に建設さ置や専用スマホと時計型ウエア

作業者が MR トンネル内で被災れた巨大な加速器施設には「閉ラブルの導入を行った。AP はしたが、適切な脱出経路を選択空間」特有の課題が発生する。

MR トンネル内の全周に沿ってすることができなかったのが教電 波 が 届 か な い た め、GPS な

30 カ 所、 ほ ぼ 50 ｍ ご と に 設訓。100 ｍ以内に脱出棟があっどによる測位ができず、ICT の置した。中央制御棟だけでなくた に も か か わ ら ず、500 ｍ 以

活用が限定的なものとなってい

電源棟・搬入棟にも設置して日上離れた入域箇所から避難をしる。サイバー攻撃などに対する常使用の利便性を向上させていた。避難誘導という観点からは高いセキュリティー環境が求める。停電時対策としてリチウム

大きな課題が残った。

られるため、外部の通信網との蓄電池を用い、AP とサーバー

防災システムは今後にさら直接のアクセスを避けなければの電力を数時間以上供給できるなる機能増強を予定。ニュー

ない。ビーム運転中は高放射線という。

トリノやハドロン施設への拡環境下になり、設置する機器の閉鎖空間内の運用となるた張、リニアック /RCS など、他

耐放射線性が必要となる、など

め、モバイル端末を活用して作の J-PARC 施設での採用を目指の課題だ。

業者の位置を特定するとともにしている。

特に作業者の安全確保は防災システム上、極めて重要なテーマとなる。火災等の事故が起きた際、避難経路の選択は生死に直結する。作業者がトンネル内のどこに居るのか、どの方向へ

高エネルギー加速器研究機構 2022 年 5 月 20 日 発表

ミュオン生成へ回り続ける黒鉛円板
日本とスイスの国際協力による挑戦

https://www.kek.jp/wp-content/uploads/2022/05/pr20220520_2.pdf

逃げているのか、あるいは動け
大強度陽子加速器施設

ビームに対応するため、スイス

リアルタイムでの作業者位置情 （J-PARC）では、加速した陽子のポールシェラー研究所（PSI）

ビームを黒鉛製のミュオン標的からの技術協力で開発を進めた

このため、独立したネットに照射することによってミュオ

回転標的方式を用いているが、ワーク網の構築では、まず閉空ンを生成し実験を進めている。

回転体を支える軸受が 1 年以間においてもアプリが稼働する

世界最大強度のパルス状の陽子内に破損してしまう問題があっなくて助けを求めているのか、報がキーポイントとなった。

40

CROSS T&T No.71

プレスリリースから
た。

だった。

を 達 成 し た。1 号 機 の 安 定 し高エネルギー加速器研究機構

そのために登場したのが「回た連続運転の後に、2019 年に（KEK）物質構造科学研究所を転標的」方式。回転標的では、交換された 2 号機では、ビー中心としたグループは、より長陽子ビームの位置は動かさず、

ム強度が徐々に増強されるない寿命を達成できる軸受を開発

黒鉛自体を回転させることにか、現在に至るまでビーム強度

し、大強度ビーム運転を 2014

よって黒鉛上の損傷を広範囲に0.83MW で安定した運転を実～ 19 年の長期化に成功した。

分散させる。同様に広範囲に分現している。また、目標として

この結果を受けて、PSI でも同散された熱も輻射（光の放出）

いた 1MW で、32 時間の運転

じ 軸 受 に よ っ て、21 年 12 月

によって冷却される。

も無事に成功した。

MLF 建 設 以 前 の 1985 年 か

この軸受の J-PARC での運転ら使用されている PSI の黒鉛製

実績が良好だったため、PSI にミュオンは、電子などと同じの回転標的をお手本とした。し

同形状の軸受の採用を提案し、レプトンと呼ばれる仲間に分類

かし、PSI では 1 年に 1 回以上、2 年間の回転試験を経てビームされる素粒子。非破壊検査の線

回転標的の回転体を支える軸受

ラインに導入された。その結果、源に用いるなど、その特性を生が故障してしまい、実験を停止

21 年 12 月 に PSI で は 過 去 最かした活用が始まっている。

して標的を交換しなくてはいけ

長の連続運転時間（1 年間の安J-PARC 物質・生命科学実験ないという問題を抱えていた。

定運転）を達成。この成果によっ

施設（MLF）では、物構研が中

軸受は、外輪と内輪の間を複て、ビームタイムを失うことな心となり、ミュオンを作り出す

数のボールで支持する形状をしくミュオンビームを実験に提供

標的の開発を進めている。目標ている。J-PARC では、二硫化する見通しがついたという。

である最大強度の 1MW に達し

タングステンの塊をボール間に

J-PARC と PSI は 世 界 の 2 大た際には、黒鉛上に 3.3kW の挿入した軸受を採用。真空中でミュオン施設。良きライバルで熱と陽子ビーム照射による損傷

高温に加熱しながら回転試験をあると同時に、相互協力によりが発生する。ミュオン標的が破重した。その結果から、固体潤技術の向上に努めるそう。この損してしまうと、交換のために滑剤の形状を改良した MLF 専

技術は大強度化を目指す世界のは MLF の運転を 3 週間以上停用の軸受を採用した。

加速器において、標的などを含に 1 年間の安定な連続運転を達成した。

止する必要があり、実験を安定

回 転 標 的 1 号 機 は 2014 年

む様々な回転体に応用可能とさして継続するためにはミュオンに陽子ビームラインに導入され、今後大量のミュオンを継続

標的の寿命を延ばすことが必要

れ 5 年間の安定した連続運転的に生成できるようになる。

＜取材後記＞

待たれるリュウグウ試料の論文公開「はやぶさ２」が小惑星リュウグウから採取し 射光でリュウグウを調べる：環境化学者からみたた試料の分析に関する最初の論文が発表されたの 面白さ」を聴講した。果たして、リュウグウ試料
は 2021 年末（Nature Astronomy）。高分解能の の解析結果は投稿中で「今は一切お話しできませ近赤外線顕微鏡による清浄環境下での分析では、 ん」とのことだった。これまでに高橋先生たちがリュウグウの “ バルク試料 ” には有機化合物が含 行った様々な隕石の解析結果を聴講していると、まれており、炭酸塩、窒素が豊富な揮発性の物質 「リュウグウ試料でもこんなデータが？」と推測も存在することが示唆された。
せずにはいられない。
高エネルギー加速器研究機構で行っているリュ「惑星の成り立ちも地球環境も、すべて化学でウグウ試料の分析の最新情報を知るべく、3 月 8 説明できる」と高橋先生。リュウグウ試料の論文
日にオンライン開催された量子ビームサイエンス 公開を待つ間に化学の教科書を再読したい。
フェスタの基調講演、東京大学高橋嘉夫教授の「放 （水沢多鶴子／ CROSS T&T 編集委員）
CROSS T&T No.71

41

Tokaiサイエンス

DNA を使った超均一ゲルの開発

材料の性質を自在に操って医用応用を目指す
総合科学研究機構 中性子科学センター

柴山 充弘

分子の紐を DNA で繋ぐことにより、これまでにない全く新しい超均一ゲルを開発した。ゲルの融
解温度と流動性を自在に操ることができるので、注射一本で網膜剥離治療や人工軟骨を形成したり、スプレーで簡単に止血できるゲルなどの医用応用が期待される。
持たないゲルの開発に成功しました [1]。

１．はじめにそれは、ポリエチレングリコール (PEG) とい

ゲルは身の回りに溢れている物質で、ゼリーやう生体にも優しい高分子でできており、図１に示

こんにゃく、吸水樹脂、保冷材など、食品、化粧品・

すように 4 本に分岐した PEG の紐の末端を化学

衛生用品、機能性材料などとして日常生活で広く反応（図では黒・薄灰点）で繋いだ化学ゲルでし使われています。私たちの体の多くの組織もゲルた。ギリシャ語で４を表す「テトラ」を付けて「テでできていると言っても過言ではありません。眼トラ PEG ゲル」と呼びます。テトラ PEG ゲルは、球を構成するガラス体や水晶体、膝や肘などの関

これまでのゲルの常識を一新するゲルとして注目

節にある軟骨もゲルです。ゲルには大きく分けて、されましたが、化学ゲルであるが故に、いったん、温度や pH などで可逆的にゲルとなったりゾルとゲルができてしまうと、もうそれ以上、どうするなったりする物理ゲルと、いったん、できてしまこともできないという欠点（？）がありました。

うと簡単には溶けない化学ゲルがあります。前者にこごの例としてはコーヒーゼリーや煮凝り、後者では

ペ グ

３．温度可逆 DNA ゲルの開発

こんにゃくがそうです。一般に、ゲルは柔らかく、よく知られているように、DNA は私たちの体脆いので食品としては好まれますが、材料としてを作る設計図で、A（アデニン）、T（チミン）、G

は使い道が限られていました。

（グアニン）、C（シトシン）というたった４種のゲルの多くは高分子という非常に長い紐状の分部品が決まった配列で繋がって 1 本鎖 DNA 構造

子が、ところどころ繋がったり、絡みあってダマをとり、さらに A と T、G と C という対を作ってになったりして全体として網目状になってできて二重らせんを形成します。DNA は本来、遺伝子

います。その隙間が水で埋まったものがハイドロ

情報伝達を担うわけですが、短い DNA を人工的ゲルです。ゲルが柔らかい理由は、ゲルには「網目のほころび」や「ダマ」がたくさんあり、そこから網目が簡単に破れたりするからです。

２．超均一ゲルの開発
私たちは、30 年ほど前から、これら「ほころび」
や「ダマ」を持たない理想的な均一ゲルの開発に挑戦してきました。そして、約 10 年前に欠陥を42

図 1. テトラ PEG の作り方（模式図）
CROSS T&T No.71

（DNA-a と DNA-b）が候補に上がりました。図３は、その DNA の一重・二重らせん転移を紫外吸収分
光で調べた結果です。
黒丸が実験結果、実線が理論曲線です。両者の振る舞いが非常によく一致していることから、狙った温度（ここでは 63℃）で DNA が 1 本鎖
DNA になったり二重らせんになったりすることが確認できました。
次に、化学合成技術を駆使して、この DNA を
テ ト ラ PEG の ４ 末 端 全 て に 繋 ぎ、 テ ト ラ PEG-DNA-a とテトラ PEG -DNA-b を作りました。本
当に４本の PEG 鎖全てに狙った DNA がついたかどうかは別の実験で確認しました。
最後の、テトラ PEG -DNA ゲルの作成は最も簡単な過程で、単にテトラ PEG -DNA-a とテトラ
かくはん

PEG -DNA-b を攪 拌しながら混ぜるだけでした。
温度が DNA 融解温度より低いとゲルとなり、そ図 2. テトラ PEG-DNA ゲル。相補的な DNA が温の温度以上では DNA が融解し（２重らせんから度によって高分子を繋いだり（結合）外したり（解1 本鎖 DNA）、テトラ PEG -DNA ゾルができまし離）するた。本当にそうなっているかどうかは、蛍光分光に作り、その長さを変えることで、二重らせんが法、蛍光発光観察、中性子散乱法、力学測定など

ほどける温度やらせん構造の強さなどを調整できで調べました。

ます。私たちは、この DNA の優れた分子選択性・

図４は試験管中のテトラ PEG -DNA ゲルの流動排他性に着目し、自在に溶かしたり固まらせたりの様子を示した一連の写真です。DNA 二重らせできるゲルの開発に挑戦しました。それは、図２ん構造が存在するときにのみ蛍光を示す試薬がゲに示すように、テトラ PEG ゲルの末端に対となルに添加されています。通常光下で撮影した左図

る DNA をつけた高分子を合成して得られます [2]。

からはゲルが融解してゾルになると液が垂れてい

まず、DNA の設計です。過去の研究の調査から、特定の 16 個の部品の配列からなる一対の DNA

吸光度変化
図 4. 試験管中のテトラ PEG -DNA。上からゲル- ゾル - ゲル状態。（左）通常光下での写真。（右）二重らせんの時のみ蛍光を発する蛍光色素を入
図 3. DNA の 1 本鎖 DNA- 二重らせん転移の実験的検証（紫外線吸収度変化）と計算（理論）曲線
CROSS T&T No.71

れて観測した結果。25℃のゲル状態のみ発光している

43

る様子がわかります。右図は紫外線を当てて観測

筒状の容器（外筒）に入れ、そこに内筒を入れてした結果で，ゲル状態のみ発光しています。これ振動させたり、急に回転させたりして、ゲルにかより、ゲル状態のみ DNA 二重らせん構造が形成

かる力の歪み周波数依存性（振動テスト）や時間

されていることが確認できました。

依存性（ステップ歪み緩和テスト）を調べました。

テトラ PEG -DNA の構造は、大強度陽子加速器加えられた歪みにより、ゲル中の DNA は外れた施設（J-PARC）物質・生命科学実験施設（MLF）にある小角中性子散乱（SANS、小角中性子散乱
は CROSS ワード参照）装置を使って調べました。

図５は（左）二重らせんで繋がったゲル、（右）1 本 鎖 DNA を 末 端 と す る テ ト ラ PEG 溶 液（ ゾル）の SANS 実験結果です。この実験では、DNAが見えないように溶媒のコントラストを調整し、PEG のみが見える条件で行いました。ゲル（左）でもゾル（右）でも SANS 強度曲線はほぼ同じで、構造に違いがないことを図５は示しています。これより、ゲル化に際しても、変なダマ構造や欠陥ができないこと、図２で示したようにテトラ PEG
が等間隔に並んでいることが確認されました。
さ ら に、DNA ゲ ル の 流 動 性 と 架 橋 点 で あ る
DNA 二重らせん構造の安定性を様々な方法で調べました。図 6 はその様子を模式的に示したものです。ゾル状態にあるゲルを図６b で示した円

図６. ゲルの流動性試験。(a) 変形の模式図、(b)振動・緩和実験、(c) 蛍光共鳴吸収実験

図 5. テトラ PEG-DNA ゲル（左）と比較試料（右；ゾル）の SANS 実験結果。縦軸は散乱強度、横軸は散乱ベクトルの絶対値（大きさの尺度）

小角中性子散乱
中性子ビームの波としての性質を使って物質のナノ構造を調べる手法。物質中の粒子や組織で散乱した中性子の干渉によって変化する散乱強度 I (q ) を波の散乱角もしくは散乱ベクトルの絶対値 q の関数として測定することで、物質中のナノ構造を調べる。

44

CROSS T&T No.71

献が期待できます。生体に近い流動性をもつ細胞培養培地や、注射一本で行う網膜剥離治療や人工軟骨形成、スプレーで簡単に止血できるゲルの開発、血流障害及び血管疾患分野の体に負担の少ない治療法の開発など、ゲルを体内に注入するだけで病を治療する手術いらずの再生医療の実現に向けて新しい医療技術の開発が進んでいます。
謝辞
図７. ゲルの応力緩和関数 G (t ) の温度依存性

ここで紹介した研究内容は、Li Xiang 博士東京大り繋がったりします（図６a）。その様子がゲルに学研究院准教授）との共同研究で、2022 年に学かかる力（応力）の変化として観察されます。また、術誌 Advanced Materials に掲載されたものです

学物性研究所（現：北海道大学大学院先端生命科

別の実験として DNA に蛍光色素をつけておいて、 （DOI 番号 :10.1002/adma.202108818）。
紫外線を当てて発光させ、その後の消光過程を調べることで二重らせんの寿命を測りました（図６c）。
これらの実験結果の一つ（図６b）を図７に

引用文献[1] Sakai, T., et al., Design and fabri-示します。ゲルにステップ歪みを与えて、そのcation of a high-strength hydrogel with

後の応力が緩和する様子を応力緩和関数

ideally homogeneous network structure2）

G (t )

で調べた結果です。わずか 10℃の温度の違いでfrom tetrahedron-like macromonomers.

G (t ) 曲線の折れ曲がる時間が、約１秒（100 秒、Macromolecules,

47℃）から約 1000 秒（10 秒、37℃）へと大5384.

きく変化する様子が見てとれます。このゲルの緩[2] Ohira, M., et al., Star-Polymer–DNA Gels

和時間（流動時間）と DNA 二重らせん構造の解Showing Highly Predictable and Tunable

離時間とが数桁にわたる幅広い時間領域で一致しMechanical Responses. Adv. Mater., 2022: p.

ました。

2108818 (1 - 9).

3

2008. 41(14): p. 5379-

DNA 二重らせん構造の安定性は，DNA の塩基配列を設計することで自在に調整できるため，今回開発した DNA ゲル作製方法を用いることで，理論上，生理的条件下において任意の流動性をもつハイドロゲルを合成できるようになりました。

４．おわりにこの研究成果は、学問的には DNA というミクロな分子設計によりゲルの融解や力学的性質といった巨視的性質を予測・操作できることを実証したことであり、応用面では、特に医療分野に貢柴山

充弘（しばやま・みつひろ）

一般財団法人総合科学研究機構中性子科学センター長、2020 年より現職。
東京大学名誉教授。

応力緩和関数
物体に一定のひずみを与えると応力（単位断面積あたりにかかる力）が低下します。
この過程を応力緩和といいます。応力緩和は時間の関数なので、応力 G を時間の関数として表した G (t ) を応力緩和関数という。
CROSS T&T No.71

45

Tokai

サイエンス

J-PARC で実験を行うには実験課題の公募に申請し審査を受ける必要がある。以前の解説記事「J-PARCで採択される課題申請書」（社本真一、CROSS T&T 68 号）で述べられているように、課題申請と実験で得られた成果の発表（論文など）は切り離せない関係がある。J-PARC としては実験施設の維持管理に多額の資金を使用している以上、研究者が行った実験の成果を社会に還元しなければならない。実験
課題や成果発表に関する統計情報は重要であるが、J-PARC に集まってくる多量で複雑な情報を正確に把握することは容易ではなかった。今回、 五十嵐氏は成果・課題情報の集約とそれに基づいた情報発信について、情報の精査、集約方法を構築することで、これらを正確、円滑に行うことを可能にした。
現在、集約された統計情報は J-PARC のホームページで公開され、2021 年度は量子ビームサイエン
スフェスタ等の学術会合でも公表されている。

J-PARC MLF の研究活動を「見える化」する
研究成果・課題情報の集約、発信

総合科学研究機構 中性子科学センター
J-PARC 物 質・ 生 命 科 学 実 験 施 設（MLF） は2019 年 10 月から統計情報の公開を開始し、半年ごとに更新している。MLF 広報情報チームで
各種統計情報を一元管理し、MLF の基準を定め、公式データとして示すことにより、統計情報の解釈に関する混乱は非常に少なくなった。本報においては、公開に至るまでの課題およびその解決策、並びに公開情報の一部を紹介する。

1. 目的
J-PARC MLF では、以下の 3 つの観点から統計情報の公開は重要と考えている。
① 利用成果について社会に説明する責任がある。
② 実験施設の効率的な運営を行うためにも利用成果の把握と検証が必要である。
③ ユーザーへの現状報告を行う。さらに潜在ユー
ザーへの情報提供も念頭に置き、新規ユーザー獲得につなげる。

2．課題
MLF は日本原子力機構（JAEA）、高エネルギー46

五十嵐 美穂加速器研究機構（KEK）、茨城県、総合科学研究機構（CROSS）の 4 組織が関わる非常に複雑な実験施設である。その上、それぞれの組織が独自の実験課題を募集し実施していることもあり、統一した基準で情報を収集し、統計を取ることが困難であった。各種データが混在していたため、混乱が起こるケースもあった。
混乱の一例としては、採択課題実験責任者所属
割合が挙げられる。当該データは中性子ビームラ
イン（BL）では重要視されて来ており、定期的に算出されていた。一方で、MLF にはミュオン
BL もあり、それらを含めた全 BL を対象として算出される機会はほとんどなく、中性子 BL のみを対象としたデータが MLF 全 BL のデータと勘違いされるケースが見受けられた。

3．解決策
MLF 広報・情報チームで各種統計情報を一元管理し、MLF の基準を定め、公式データとして公開した。2019 年 10 月から統計情報の公開を開始し、半年ごとに更新している [1]。
情報収集に関しては、各部署、各担当者の対応
CROSS T&T No.71

なお、集計の対象期間は、以下としている。

に温度差があったため、情報収集体制の構築に努

・課題数および成果数：集計実施期間の直近までめた。

のデータを用いる

公開データが多すぎても混乱を招く可能性があ

・被引用数解析：文部科学省 科学技術・学術政るため、最低限に絞った。

策 研 究 所（NISTEP） 報 告 [2] に 準 じ て、1 年

4．統計情報経過したのものまでを用いる。年単位で扱う。

公開データの選定の際に、活発に議論が行われ・論文化率解析：論文化率の推移から、課題実たものを抜粋し、紹介する（2022 年４月 18 日

施から出版まで 2 年程かかることを踏まえ、2時点の公開データを用いた）。

年前までのデータを用いる。課題実施期単位

課題実施期

図1

課題実施期
図2

DOI：Digital Object Identifier
コンテンツの電子データに付与される国際的な識別子。ブラウザ等に入力するとコンテンツの所在情 (URI) に変換されるので、それを使ってコンテンツにリンクを張ることで、リンク切れを防ぐことができる。（国立国会図書館 Web サイトによる）
CROSS T&T No.71

47

数を把握できるよう、グラフ上では分けて記載し

で扱う。
4.1

た（図 2）。これまで、産業利用に関する定義が利用統計

MLF 内で統一されていなかったため、これを機

利用統計からは、「申請数の推移（短期課題）」、に定義した。「産業利用課題」は、実験責任者の「採択数の推移（短期課題 ）」および「採択課題

所属が日本企業、産業利用分科会（P7）で選定、実験責任者所属割合（2020B+2021A 期

および茨城県の産業利用のいずれかに当てはまる

短期課

題）」の 3 点を紹介する（図 1、2 および 3）。

課題とした。

短期課題に関する統計に茨城県の産業利用課題

図 3 の採択課題実験責任者所属割合は、前述を含めるか議論となった。茨城県の産業利用課題「3. 課題」に挙げた問題点を解消するため、MLF

は茨城県が専有している時間内で実施されてお全 BL を対象としたデータを掲載した。

り、いわゆる MLF の課題とは異なる枠組みで運用されている。しかし、当該課題は MLF で重要な位置を占めており、含めることになった（図 1）。
採択数の推移データにおいては、茨城県の産業利用課題と MLF の産業利用課題それぞれの採択

4.2

成果統計

成果統計からは「論文数および Top10% 論文
割合の推移」および「論文化率（短期一般利用課題）」の 2 点を紹介する（図 4、5）。被引用数、論文分野等はクラリベイトアナリティクス社の引用 デ ー タ ベ ー ス で あ る Web of Science（WoS）
および InCites[3] に基づいて行っている（ただし、「論文数および Top10% 論文割合の推移」における成果分類は MLF で定義している）。分析の際はMLF で収集している成果リストの内、デジタル

オブジェクト識別子「DOI」（→ CROSS ワード）が付与され、かつ、WoS に採録されているもの
のみを扱っている。Top10% 論文割合は、同一分
野、出版年、ドキュメントタイプでの被引用数順
図3

で上位 10% 以内に含まれる論文の割合を示して

図4

48

CROSS T&T No.71

課題実施期
図5いる。

岡﨑伸生氏、KEK 山田悟史氏より多くの有益な単調増加していることが伺える。論文の量的な力いただきました、各装置および部署の担当者、

図 4 からは、原著論文数が施設運転開始以降

指標のみではなく、論文の質を示す指標として、
Top10% 論文割合を公表した。

図 5 の論文化率は、実施済の短期一般課題にアドバイスを賜りました。各種情報提供にご協
CROSS 利用推進部、J-PARC 利用業務セクション、
茨城県事務室、J-PARC ユーザーズオフィスの皆様に感謝申し上げます。

対する英語査読付き論文およびプロシーディング
ス出版に寄与した課題数の比率を示している。論
文化率は数年かけて上昇し、ほぼ 40% 程度で落ち着いている。

5.

引用文献[1] https://mlfinfo.jp/ja/aboutmlf/statistics.html[2] NISTEP「 科 学 研 究 の ベ ン チ マ ー ク 2021」
2-2-1「分析に用いたデータベース」＜分析対

まとめ

象期間の扱いについて＞

MLF の公式データを示すことにより、統計情報に関する混乱は非常に少なくなった。データを一元管理することにより、各所からの依頼にも迅速に対応できるようになった。組織内部からのデータ収集は、以前にも増して協力を得られるよ[3] InCites Help Indicators Glossary
https://help.prod-incites.com/inCites2Live/indicatorsGroup/aboutHandbook/appendix/
indicatorsGlossaryOnePage.html（参照 202111-24）

うになり、データの精度も上がった。今後、より多角的な分析を実施できると考えている。

参考文献

謝辞

析および Web 公開システムの開発 波紋、2021、

本件全般に渡り、CROSS 伊藤崇芳氏、CROSS五十嵐

山田悟史他、J-PARC MLF における研究成果の分
31(4)、156

美穂（いがらし・みほ）

一般財団法人 総合科学研究機構 中性子科学センター 利用推進部
薬剤師、博士（農学）2018 年 12 月より現職。
食べ物好きが高じて学びなおし、学位を取得した。最近は果物野菜を通じて季節の移り変わりを楽しんでいる。

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49

Tutorial

TIST 筑波研究学園専門学校

玩具にみる日本の五色と韓国の五方色― 東アジアの伝統色彩文化の象徴化 ―筑波研究学園専門学校 こども未来学科

早川 礎子

本稿は、
令和 2（2020）年度に採択された公益財団法人全国幼児教育研究協会助成研究の課題「日本の五色と韓国の五方色の生活色彩にみる玩具」の先行文献研究である。日本と韓国の玩具および生活文化の伝統色彩の先行文献を調査し、その象徴的意味について検討した。日本の伝承玩具には赤が主に使われるのが特徴的だが、韓国の伝承玩具の遊びの中に見られる色彩は五方色が満遍なく使われていることがわかった。

1. 背景・目的75％を占めている。日本に見られる総て緑に覆われた山は少なく、岩肌が見える岩山が多い。こ

近年、外国人幼児の受け入れが拡充し、幼児教のため、石材や鉱石が産出し、石の文化、金属の育の国際化と呼ばれている。そこで、保育者養成

文化を発展させた。このような自然環境の影響を校の学生指導で求められていることは、多様な文受けて、韓国の伝統文化は継承されている。

化知識と、自国の文化を再認識、継承、発展する
民族の生活文化は、民族固有の生活様式に深く

2. 身近な環境にみる日本の五色と韓国の五方色関わっているものであり、自然環境の中で得たこ伝承玩具は、土地の風俗、習慣、生活様式等、れらの造形感覚は、これまでの各国の歴史の中であらゆる環境が反映し、庶民の生活に密着した伝

衣食住を中心とした暮らしの生活文化として継承

統文化である。

力である。

されてきた。しかしながら、自然環境の中で得た

日本各地に伝わる伝承玩具には、様々な素材がこれらの生活文化の中の伝統色彩文化についての用いられ、人々の日常的な願いが込められて作ら研究は十分に行われていない。果たして、各々のれた数多くある。特にそれらには色彩表現によっ

民族はどのような伝統色彩文化をもっているのだて象徴性が表されている。

ろうか。

古代より、祭祀に用いられる朱色は日本人に

本稿では、日本と同じ東アジア文化圏にある韓とって特別な色彩であったことが知られている。

国の五方色の伝統文化教育の継承の先行文献を調日本の縄文時代以降の古代社会では「赤い色」に査し、その伝統色彩文化がもつ象徴的意味につい

何らかの特別な意味をもたせてきた形跡がある。

て検討していきたい。

これは赤い色には病魔退散や災害厄除けの強い呪

やくよ韓国の環境は、大陸性気候で、韓国北部に位置

術力があるという民間信仰によるものである。日するソウルは大陸性気候での影響が強く、寒暖の本各地には、天然痘除けの郷土玩具が数多く見ら差が大きいが、南部の釜山、済州島は、温暖な気れている。

候である。日本のように四季はあるが、夏が暑く、冬が寒く、春と秋が短い。北のソウルと南の釜山

とう

たいぐるま

だるま

埼玉県鴻巣市産の鯛車や達磨等は赤く彩色されあかものていて、俗に赤物と呼ばれている。

とは多少の差はあるが、全般的に日本より厳しい

福島県会津若松産の張り子玩具の赤ベコ（赤く気候といえる。また、国土は山地が多く、全土の塗られた牛）の赤の由来は、赤い色は太陽の色や

50

CROSS T&T No.71

火の色で、悪い霊を追い払うことから、天然痘のれらの伝承遊びについては、2020 年 9 月 10 日・

神様を追い払うとされていた。大阪府堺市産の土

11 日の駐日韓国文化院（東京都新宿区）の韓国

製玩具のピンピン鯛や、愛媛県松山市の張り子玩

人職員から解説を聞いたことを要約する。

具の姫だるまもまた同じく赤く塗られている。伝・旧暦 1 月 1 日は、ソルラルと呼ばれる韓国の承玩具のこけしや、でんでん太鼓、招き猫には朱お正月である。ソルラルに欠かせないのが、色が多く使われている 。

お正月遊びである。韓国の伝承遊びは 350 種

潮田（1967）の調査によると伝承玩具の使用
色の全国順位は 1 位は赤、2 位は黒、3 位は白、4 位は黄、5 位は緑であった。
澤村（2005）は、赤に祈りの象徴性が加味されていることを指摘している 。

類といわれている。
・ユンノリは、三国時代に起源を持つ韓国固有の民俗遊びである。サイコロの代わりに「ユッ」という４本の木の棒を投げる。これは白木でできている。

3 世紀頃、「倭人は中国人が白粉で化粧するよ・チェギチャギは、小銭を紙で巻いて「羽根（チェうに（赤で－筆者注）身体を塗って飾り立てていギ）」を作り、チェギを地面に落とさないようる」と記している。また、古代部族の族長を弔っに蹴り続ける。今日のチャギには五色が使わた墳墓の中から朱の顔料が発見されている。

れているが、伝承遊びの中のチャギには彩色

日本の五色は青・赤・黄・白・黒（玄）の 5は特にされていない。

つである。染料や色彩認識の関係で青は緑、黒は・ノルティギは、わらの束や穀物の入った袋など紫で表されることが多いので、実際には緑、赤、黄、の上に細長い板をのせ、向かい合った２人が白、紫になっていることもある。

交互に高く飛び上がる遊びである。これにも、鯉のぼりの吹き流し、七夕飾りの吹き流し、短彩色のある玩具に用いられていない。

冊、端午の節句のちまきに五色の糸が結ばれてい・ペンイチギは、こま回しである。50cm ほどのたことは五色に魔除けの意味があることを示して細い棒に紐をつけ、紐でこまをたたいて回しいる。

ながら遊ぶ。冬の代表的な遊びで、昔は凍っ

この五色は、古代中国の陰陽五行説に由来する。

た川や池の上で、子どもたちが木で作った手万物は陰と陽の二気「木・火・土・金・水」の五作りのこまを回して遊ぶ光景がよく見られた行で成り立ち、これら陰陽五行の要素で世の中はという。伝承玩具としてのコマの色彩は、赤・回っているという思想で、日本文化に深く関わっ

青・白または、赤・黄・青である。

ている。森羅万象全ての要素が「木・火・土・金・・ヨンナルリギは凧揚げである。韓国の凧は、四水」の五つの要素になると解釈され、その五つの角い形やエイの形をしたものが一般的である。

元素は互いに影響を与え合い、相互作用によって風を吸収し、方向を調節するために真ん中に天地万物が変化し循環していくという考え方であ穴が開いているのが特徴である。

る。陰陽五行説の陰と陽で世界は構成されているという思想である。

・韓国では、１年の無病息災を願うために、「送厄」
や「送厄迎福」と書いた凧を高く揚げ、糸巻

五行には、それぞれ方位・時間・星・臓器・感きの糸が全てなくなったら糸を切って遠くに情・道徳観が当てはめられており、生きる指針と飛ばしてしまうという風習がある。この凧のされ、色もその思想のひとつとされている。木は

色彩は、赤・黄・青・黒・白等が使われている。

青、火は赤、土は黄、金は白、水は黒の五つの色

・韓国の五色は、五方色と呼ばれている。これらであり、韓国では五方色と呼ばれていた。

の韓国の伝承遊びの中に見られる色彩は五方

以上の先行文献の検証から、陰陽五行説の五色色が満遍なく使われていることが窺われる。

を受け入れた中で、特に赤に特別な象徴性をもた

今日、韓国の様々な方面で使われる五方色は、せて玩具に取り入れてきたことが読み取れる。
次に韓国の伝承玩具についてみていきたい。こCROSS T&T No.71

高句麗の古墳壁画にもみられるように、朝鮮半島に住む人々が昔からこの色を多用してきたという

51

材が多いことを挙げている。「すごろく板からサ

歴史的背景がある 。
李（1982）によれば、人形がなかったことは

イコロ、パズルや壁面にまで至る。手作りをする

大きな特徴として挙げられている。過去の韓国に為には素材の性質を知り、牛乳パックや空の菓子

おいては、大人が楽しみに遊ぶ人形劇や仮面劇が箱、段ボールなどの廃材を上手に利用する研究が豊富にあったし、それに必要な道具（仮面）もま必要である。既成のものでは伝わらない手作りのた豊かであっても子どもたちのために作られた人もつ温かさが教材を通して子どもたちに確実に伝形や玩具はほとんどなかったと指摘している。

わっているのではないだろうか。どれも丁寧な仕かくし人形を持たなかった女の子たちは、
閣氏人形（小さな女人形）を自ら草と木を利用して作ってまま上がりで、子どもたちも大事そうに取り扱っていた」
このような保育が継承されていることから、そごと遊びをしたという 。
しかし、日本の人形は、各地で多様な人形が作れまで韓国では幼児教育について保育士の手作られて、今日まで伝わっている。なかでも、嵯峨りの保育教材を導入されてきたと考えられる。

人形、御所人形、加茂人形、衣装人形は、その精2020 年 9 月に韓国文化院の職員からの聞き取り巧さから芸術的価値の高さに玩具を超えた評価がによれば梨花女子大学で当時、保育教材作りが演ある。

習の中に取り入れられていたことを解説していこれらの人形は最初から子どものために作られる。

たものではなく、大人が鑑賞するための置物とし日本に見られるような工芸的な装飾玩具ではなて愛蔵されたものであったが、後に冑人形、雛人

く、韓国では手作りの玩具が作られており、それ形のように節句を通して、子どもに与えるものとを多くの遊びの中で用いていたことが読み取れして製作され、伝わってきている。

る。

かぶと

全（1982）は子どもに与えられた玩具が少ない理由について「過去の韓国において、玩具が少なかった最も根本的な原因を一言でいえば『大人の小型』としての子ども観に帰結されると思われる」と指摘している。

3. 韓国の幼児教育史の概観
本章では、韓国幼児教育史上の幼児教育における伝統文化教育についてみていきたい。
幼児教育史の中、主に欧米の教育理論を受け入しかしながら、筆者はそうは考えない。なぜなれ、幼児教育の発展を図ってきた。1992 年 9 月

ら、韓国の伝承遊びの数の多さから、全の指摘は

30 日改訂、1995 年 3 月 1 日から施行されてい一概に玩具が少ない原因とは考えにくいからである韓国の第 6 次幼稚園教育課程は、①子ども中る。色彩のない玩具がなかった代用として、簡易心教育②教師のための具体的な指針提示③教育運

な身近な素材を使って、多くの子どもや大人と遊営の構造の見直し－という点で従来と比べ、画期ぶことのできる玩具が韓国には存在している。こ的な改訂である。特に、子ども中心主義という理

れは、整えられた玩具がなくても、子どもたちを論的根拠に立って教育を強調する教育方法はモン

遊ばせることができる大人の媒介があったことをテッソーリ教育法と多くの共通点を有している。

示唆している。

韓国の幼児教育において、伝統教育が具体的に

さらに、それを裏付ける韓国の保育事情についての報告がある。

協調され始めたのは、1998 年の国家水準の第 6次幼児教育課程の改定からである。より一層具体

中村（2016）の指摘によれば、韓国の保育に魅了される理由として、保育者の手作りによる教的な伝統教育の研究・教育・保育実践が行われてきている 。

ヌリ課程「ヌリ」は朝鮮語の雅言で「世界」「世」を表す言葉。ヌリ課程では全人教育と創造性育成を２本柱とした幼保一元型カリキュラムのことをさす。

52

CROSS T&T No.71

その教育内容は「教育課程が追及する 4 つの人間像」である。
「我が文化に関する理解の土台

交通機関、季節、環境と生活』で統一された教育課程である。

の上、新しい価値を創造できる人」である。また、中村（2017）によれば、2016 年当時、このテー

教育課程の内容の 5 つの領域（健康生活、社会

マ設定型プロジェクト保育とコーナー保育とを組

生活、表現生活、言語生活、探求生活）の中、「社

み合わせた保育が主流となっていた。

会生活」の領域では「我が国の象徴と伝統に関心を持つ」とあり、「表現生活」の領域では「わが国の芸術に接する」「わが国の伝統芸術に親近感

参考・引用文献を持ち関心を持つ」、「言語生活」の領域では、伝

潮田鉄雄「郷土玩具から見た日本人の心」民俗学

承童話、わらべ歌を楽しく聴く」など具体的な伝統文化教育の内容が提示された。
伝統文化と関連した経験を通じて親近感を持

研究 32 巻 3 号（1967）
土居正二『郷土玩具で知る日本人の暮らしと心②
長寿・安産・病気よけ・健康を願う郷土玩具』

つ」があり、「わが国の名節を調べる 」「名節の風俗について調べる」の内容が示されている。
2012 年 3 月、韓国において、公教育の一環と し て 幼 児 教 育 の 新 し い 政 策「5 歳 ヌ リ 課 程（→ CROSS ワード）」が全国的に施行され、幼児教育の無償化が始まった。幼児教育及び保育の必要性とその目的に関して、韓国幼児教育振興法の第 1 条によると「この法律は、幼児によい教育
環境を用意して心身発達の充実を期するとともに無限の潜在的な力を伸長させることにより、将来

くもん出版（2005）
澤村英子「郷土玩具にみる色彩表現の特質について」山野研究紀要 13 巻（2005）
福田邦夫『すぐわかる日本の伝統色』（2006）
全玟楽「遊びとおもちゃの比較教育文化的研究―
韓国と日本―」教育論集 18（1992）
中村智子「韓国の保育教材の特性と工夫」九州女子大学第 53 巻 2 号（2017）
李善玉「韓国における『第 6 次幼稚園教育課程』の特質 : モンテッソーリ教育法を対照として」健全な人格を有する国民に成長させ、個人として

慶應義塾大学大学院社会学研究科紀要、社会心の幸福を享受し、さらに個人の力量を国家発展に寄与させるために幼児教育及び、保育を振興することを目的とする」と明記されている。さらに、

理学教育学 42 巻（1995）
韓在煕「韓国の伝統文化教育に関する研究 : 幼児
保育カリキュラム事例を中心に」日本教育学会

同年 5 歳児対象にヌリ課程（就学前義務教育課程）が導入され、翌 13 年には満 3・4 歳児にまで対象を広げ実施されている 。

大会研究発表要項 66 巻（2007）
李和貞「韓国幼児教育の変遷と現状―新しい政策
5 歳ヌリ課程を中心に」創価大学教育学論集第ヌリ課程は 5 領域『身体運動・健康、コミュ
ニケーション、人間関係（社会関係）、芸術経験、自然探求』と 11 テーマ『幼稚園と友達、私と家

64 号（2012）
中村智子「韓国の保育教材の特性と工夫」九州女族、住んでいるところ、健康と安全、動植物と自然、

子大学第 53 巻 2 号（2017）

生活用具、私の国、世界のいろいろな国（4・5 歳）、

早川礎子（はやかわ・もとこ）

武蔵野美術大学大学院修了 修士（造形学）
千葉大学大学院自然科学研究科博士後期課程修了 博士（学術）愛国学園大学准教授・小田原短期大学特任教授を経て豊岡短期大学・姫路大学非常勤講師
星槎大学教育研究所非常勤研究員
CROSS T&T No.71

53

ＣＲＯＳＳの動き
法人事務局
2022（令和 4）年 1 月～ 4 月
令和 4 年（2022 年）

1 月 13 日～ 2 月 22 日

制定（改正）済み規程、細則等に関する件、令和 3

年度業務執行状況（第 1 回理事会～ 2 月末）、次期総合科学研究センター長について等の報告があった。
29 日

筑協サイエンス Q 事業の一環として、つくば市立東小学校で出前授業を行った。

第 8 回常任理事会をメール審議で開催し、令和 4 年度総合科学研究センター運営会議の構成員が了承された。

1、3、6 年 生 を 対 象 に、CROSS 研 究 員 の 加 地 氏 が4月1日CROSS 研究員の鈴木氏が「スマホはなにで動いてい請 3 件）、中性子科学センターは 3 件（申請 16 件）「牛乳パックのリサイクルで紙すきしおりを作ろう」、
るか―わかる半導体デバイスの基礎―」の実施した。
17 日

総合科学研究センター第 4 回企画委員会をオンライン開催した。主な議題は 1 月 24 日に開催する

令和 3 年度第 3 回研究懇話会の進め方について、4

年度の研究懇話会講師及び方針等についてであった。
24 日

第 3 回研究懇話会をオンライン開催した。企画委員の北澤氏が「磁気冷凍技術による革新的水素

液化システムの開発―材料開発を中心に―」、CROSS

研究員の加地氏が「14 年間の理科実験工作の体験」というテーマで講演し、参加者 20 名と活発な議論が
行われた。
2月3日

第 6 回編集委員会をオンライン開催した。

主な議題は、T&T 70 号の発行について、2022 年度のテーマ展開について等であった。
28 日

総合科学研究センター第 2 回運営会議をオンライン開催した。主な議題は、令和 4 年度の総合科

令和 4 年度科学研究費助成事業（研究代表者分）について、総合科学研究センターは 2 件（申の交付内定の通知があった。
7日

令和 4 年度第 1 回編集委員会をオンライン開催した。2022 年度運営方針や第 71 号の編集等について協議した。
12 日

令和 4 年度総合科学研究センター第 1 回運営

会議をオンライン開催し、今後の総合科学研究セン
ターの運営方法や体制、活動方針等について議論し
た。

29 日

令和 4 年度第 1 回常任理事会をメール審議で開催し、「総合科学研究センター長決定及び委嘱状」
及び「令和 4 年度総合科学研究センター企画委員会
及び審査委員会の委員」が了承された。

CROSS 中性子科学センターの動き
J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）に関する活動（2022 年 1 月 10 日以降の動き）

学研究センターの活動内容等についてであった。

第 7 回常任理事会をオンライン開催した。

1 月 25 日 『有機・高分子材料研究会「有機・高分子

用細則及び再雇用報酬等の制定について、特別研究

性子産業利用推進協議会（IUSNA）、茨城県中性子利

内規の改正について、研究活動における不正行為へ

35 名

センター放射線安全管理細則の改正について、次期

2月3日

理事からの状況報告等であった。

の長寿命化を阻害する劣化進行箇所を負極材の結晶

8 日 「CROSS T&T 70 号」を発行した。特集は「10究所、日産アーク、KEK、J-PARC センター、CROSS

3月2日

主な議題は、第 3 回理事会資料について、職員再雇

材料への小角散乱解析法の展開」（第 3 回）』を、中

生規程の制定について、旅費規程の改正と旅費支給

用研究会と共同でオンライン開催した。参加者数：の対応等に関する規程の改正について、中性子科学
総合科学研究センター長の委嘱について、業務執行

代からのサイエンスⅡ」、CROSS 会員、図書館・公共施設・高校等へ配布した。
15 日

第 3 回理事会をオンライン開催した。令和 4

年度事業計画（案）、同収支予算（案）が承認され、

54

プレス発表「非破壊でリチウムイオン二次電池の充電能力劣化の 2 次元定量分析に成功―電池
相毎に検出し定量 ―」を実施した。産業技術総合研
の連名。
16 日

2021 年度

磁性材料研究会を東北大学金属材料研究所講堂において、IUSNA、東北大学金属材料研究所中性子物質材料研究センター、同研究所先CROSS T&T No.71

CROSS T&T 71 号 目次

端放射光利用材料研究センター、茨城県中性子利用

Top Title（特集）：水素社会 ? 脱炭素社会 ?

研究会と共同で開催した。参加者数：30 名（リモー

世界初 AMRR による水素の液化に成功 神谷 宏治（ほか 5 名との共著）
1
実用的な磁気冷凍法による水素液化コスト削減に道 （物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点）
高圧水素用金属材料評価手法の国際規格化 飯島 高志
6
燃料電池自動車の普及拡大に向けて （産総研ゼロエミッション国際共同研究センター）
超音波式水素濃度モニターの開発 荒 邦章 平林 勝
−水素社会の実現に向けて− （日本原子力研究開発機構 大洗研究所）
農地の炭素量増加による相乗効果 飯泉仁之直 和穎 朗太
作物増収・温暖化緩和・窒素投入量の節減 （農研機構 農業環境研究部門）

10
15

塩竈 秀夫
（国立環境研究所 地球システム領域）

鎌倉街道の 13km 比毛 君男
土浦・つくば周辺の道すじをたどる （土浦市 上高津貝塚ふるさと歴史の広場）
つくば福来る風の香りをあなたへ 堀下 恭平
異なる価値観、アイデアを共有できる場 （しびっくぱわー）

Tokai（東海からの発信）

19
27
32
30
35

J-PARC MLF の研究活動を「見える化」する 五十嵐 美穂
研究成果・課題情報の集約、発信 （総合科学研究機構 中性子科学センター）

46

Tutorial（学校法人 筑波研究学園 ）発
玩具にみる日本の五色と韓国の五方色 早川 礎子−東アジアの伝統色彩文化の象徴化− （筑波研究学園専門学校 こども未来学科）＜Press & Release＞
夏季五輪マラソンへの気候変動による暑熱の影
響（国立環境研究所）24

鎮静・抗コリン作用薬剤と要介護認定リスク（筑波大学）24

空気と白色光で酸化反応を促進するホウ素光触媒（茨城大学）25

ICT を活用した防災システム MRトンネルに導入（J-PARC）40

ミュオン生成へ回り続ける黒鉛円板（高エネル
ギー加速器研究機構）40＜CROSS-HAIDAN＞山口 恭弘 39

大学大学院工学系研究科、JAEA、J-PARC センター、

15 日

2021 年度 中性子構造生物学研究会をオンラ

インで、J-PARC MLF 利用者懇談会、茨城県中性子利用研究会、IUSNA 生物・生体材料研究会と共同で開催した。参加者数：148 名
25 日

22 日

SPRUC 放射光・中性子連携利用研究会、JASRI と共

J-PARC セ ン タ ー と 合 同 で「 選 定 委 員 会・MLF 施 設 利 用 委 員 会 」 を オ ン ラ イ ン 開 催 し た。
2022A 期には共用ビームラインに申請された 137 件が報告され、共用ビームラインに申請された 137 件

第 75 回 SPring-8 先端利用技術ワークショッ

プ ／ 第 1 回 放 射 光・ 中 性 子 連 携 利 用 研 究 会 を、同でオンライン開催した。参加者数：111 名
29 日

プレス発表「スピンの響き、超音波で奏でて中性子で聴く－超音波と中性子を組み合わせた新手法でスピンによる発電の効率因子を特定－」を実施のうち 67 件（新利用者支援課題 1 件、1 年課題 1（JAEA、CROSS、新潟大学、J-PARC センターの連名）。

者に申請課題の採否結果の通知を行った。

30 日

3月4日

用に期待－」を実施した。東京大学、JAEA、J-PARC

ＣＢＩ研究機構量子構造生命科学研究所、

中性子産業利用推進協議会、CROSS 主催、茨城県中性子利用研究会共催の生物・生体材料研究会合同シンポジウム「生体分子の動的挙動解析への挑戦

試

料調製から解析まで」をでオンライン開催した。参加者数：133 名

プレス発表「巨大タンパク質複合体による概プレス発表「超高密度な磁気渦を示すシンプ

ルな二元合金物質を発見－次世代磁気メモリへの応センター、CROSS、理化学研究所、科学技術振興機構の連名。
4 月1 日サイエンスコーディネーターに小室又洋が、法人事務局に中村松子が、利用推進部に三田一樹と遠藤真弥が、それぞれ着任した。

日リズム制御―小角散乱と計算科学の統合アプロー

4日

然科学研究機構（NINS）生命創成探究センター、同

ザーズオフィスと共同で開催した。J-PARC MLF 中性チ―」を実施した。京都大学、名古屋市立大学、自分 子 科 学 研 究 所、 ラ ウ エ・ ラ ン ジ ュ バ ン 研 究 所、CROSS、立命館大学、日本医療研究開発機構の連名。
7日～9日

50

会と共同でオンライン開催した。参加者数：77 名

CROSS の連名）
。

10 日

42

内山純子氏「談義所から檀林寺へ」上梓 31

医療への応用に期待～」を実施（北海道大学、東京

件を含む）の採択が承認された。CROSS は課題申請

DNA を使った超均一ゲルの開発 柴山 充弘
材料の性質を自在に操って医用応用を目指す （総合科学研究機構 中性子科学センター）「切り紙」で創る柔軟な温度変調素子（物・材機構）26

プレス発表「ハイドロゲルの流動性を DNA

で予測・制御する～細胞培地や注入型ゲル薬剤など、選定委員会では利用研究課題審査委員会の審議結果

東海村が仕掛ける自治体 DX 佐藤 洋輔〜とうかい “ まるごと” デジタル化構想〜 （東海村地域戦略課）＜CROSS ロード＞
没後 5 年を前に蔵書など整理 西谷隆義記念室（筑波研究学園専門学校） 23

17 日の一般利用課題（短期）の採否について審議された。

Tsukuba（つくばからの発信）
降水量の将来変化予測の不確実性低減

ト併用）

MLF 利用者懇談会、IUSNA、茨城県中性子利用研究

2021 年度量子ビームサイエンスフェス

タを、KEK 物質構造科学研究所、J-PARC センター、PF ユ ー ザ ー ア ソ シ エ ー シ ョ ン（PF-UA）、J-PARCMLF 利用者懇談会と共同でオンライン開催した。参加者数：522 名

10 日 「ものづくり基盤研究会－内部応力・ひずみ測定を様々な材料で考える－」を、IUSNA、茨城県中性子利用研究会、SPring-8 ユーザー共同体（SPRUC）

第 5 回放射光・中性子の連携利用に向けた合同研修会「小角散乱測定研修会」を、JASRI、JRR-3 ユー
子小角・広角散乱装置 BL15（大観）において「小角

中性子散乱（SANS）測定」の測定実習を行った。X 線、中性子線の連携利用の利点を実際の測定を通じて参加者に理解してもらうのが目的。参加者数：4 グルー
プ 11 名7 日 「光と加熱で、金属と絶縁体を行ったり来たり－高性能な光応答イットリウム化合物薄膜を世界で初めて作製－」を実施した。東京工業大学、東京大学、
JAEA、量子科学技術研究開発機構（QST）、CROSSの連名。

残留応力と強度評価研究会、JAEA 微細構造解析プ

13 日

者数：52 名パク質の温度補償制御―」を実施した。NINS 分子科

ラットフォームと共同でオンライン開催した。参加

11 日

2021 年 度 液 体・ 非 晶 質 研 究 会 を、J-PARC

CROSS T&T No.71

プレス発表「どうして生物の 24 時間リズム

は安定なのか？―水素原子の運動から迫る時計タン学研究所、QST、CROSS、JAEA、J-PARC センターの連名。

55

CROSS T&T

No.71（2022・7）

一般財団法人 総合科学研究機構