V 太陽と地球との関係
荻原雄祐
東京犬学名誉教捜

昼夜の別や春夏秋冬の四季の別はすべて太陽に工るものである.その上に太陽商の活動に応じて，地球上の諸現象が変動をする.太陽商現象と，個々の気象現象とについては確然とした相関がまだわからないが，l

今日最もよく知られているのは，太陽面現象と地球上の電波の伝播，したがって電離層の状況に対してである.太陽黒点，紅点、，白斑，羊毛斑
やプレーヤーあるいは太陽コロナ，太陽電波等の太陽面現象から，電波り伝播異常を予報しようとさえしている.これら太陽商異常は電離層に影 響 L，地磁気を舌Lし て ， デ リ ン ジ ャ ー 現 象 や 磁 気 嵐 ， 無 線 通 信 の 劣 化を起し，極光，夜光を生じ，あるいは宇宙線の強度に変動を与える. しかしながらこれらの異常は，太陽からくる短波長の輯射と徴粒子の作用であろうとされているが，今日でもこの機構についてはほとんどわかっていない.太陽面現象と地球上の現象とをカップんした現象と考えなくてはならない・このためにこそわれわれは世界に先んじて，全国の関係学者を集めて電離層総合研究を過去十カ年間行なってきた.そしてそれが今日の国際地球観測年の主題のーっとしてあげられている所以である.
そのためにこそロケットや人工衛星がうちあげちれ，極地でも世界協同観測が始められている.
ここでは太陽商現象を翻射立立てFに 電 波 に つ い て 観 測 方 法 と そ の 現 象 を殺述し，今日考えられているその機構を略述する.そしてそれが地球上の電離層，地磁気，極光，夜光，宇宙線等に影響を及ぼす段構に関する
今 日 の 見 解 に 触 れ 上 う と 思う.かくてまったく新しい科学の分野として，J

超 高 層 物 理 学(
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)が誕生を告げる.く昭和 3
2年 1
2月 6日

講演〉

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はじめに

本L
が仁科さんと知りましたのは大正 7年のことでございます.東京大学に入りまして，寺田寅彦先生だとか長間半太郎先生などの講義をいっしょにききましたのでございます.仁科さんは，その前にすでに東京大学の工学部をご卒業になりまして，工学部の講師として東京大学におられたのでございますが，われわれといっしょに理学部の物理の講義をきかれたのでございます.仁科さんは非常にきちょうめんな人でございまして，寺田さんの講義が低い声で非常に早口なので，私はその講義を取るのが上手なのでありますので，仁科さんはしょっちゅう私のところに毎時間やってきでは，ここは先生何といった，ここは先生何といったといってきかれたのでございます.物理刀方の学生諸君はそれほど熱心ではなかったんで、ありますが，工学部の方から聴講にきておられた仁科さんが，非常に熱心にひとつひとつききもらすまいとしてやっておられるので大変感心しておりました.そのうちに先生は，理化学研究所から外国にゆかれました.ちょうどそのころ，私も留学していましたので，コベソ

92
4年に会いましたが，ハーゲンで 1

仁科さんは X椋スベグトノレの研究をしておられ，スウェーデソのジーヒバー γ もちょうど同じことをやったので，
ジーヒパーソに負けまいと徹夜で実験をしておられた時分でありました.日
本に帰ってからもいろいろなところで出あったのでありますが，先生Rまだお
若いのにおなくなりになり，惜しいことをしたと思っております.ここへこの私がその記念といたしまして講演させていただくということは，大変光栄に存ずる次第でございます.
今日お話しようといたしますことは，やはり多少仁科さんとの関係がありまして p それは戦後直ちに私たちが集まりまして電離層の総合研究というのを始めたのでございます.電離層というのは地球をとりまいて地球の表面数百キロのところにある電気を帯びた層であります.これは地球をめぐって電波がったわるのに関係がありますが，その電離層の研究をこれに関係しまし太陽と地球との関係

1
1
1

f
こ天文学，地球物理学のうちでも地球電磁気学，電波伝播，電気工学の電離)習の研究とかいうことをやっている人たちが集まりまして，総合研究をしていたわけで、ありますが，そこへ仁科さん自身がお若い方をひきつれてやってこられまして，I
おれたちも入れろ」というわけで、ございます.その日寺分の考えでは，どうも宇宙練は，電離層の研究としては二次的のものとされておりましたので，研究費も少ないのでお断りしたいと思ったのでありますが，古ーからの関係がありますから，

しぶしぶお入れ申したのであります.ところが，理化学研究所一ーそのころ科学研究所になっておりましたかどうか忘れましたがーーの経費が足りなかったかどうか，文部省の経費を大変にくってゆかれたのであります.それはさておき，いま申し上げたいことは，今日になりますと，その時分，つまり 10年ほど前，二次的のものであると考えておりました宇宙線が，太陽と地球との関係をしらべる上に，

もはや二次的なものでなくなった，ということであり p これは仁科さんの卓見であったと考えるわけでございます.
長々しく前置きをいたしましたが本論に入りたいと思います.
われわれ，昔からでありますが，太陽という太陽は生命ものがわれわれ生命の親でありまして，地球上の親てあるの生物は何ーっとして太陽の影響をこうむっていないものはないのであります.つまり昼と夜の別，あるいは春夏秋冬の四季の別などはもちろんのことでありますが，太陽にちょっとした変ったことがありますと，何か地球上に影響を及ぼす.よく新聞記事をにぎわしております太陽黒点が，気象現象に影響を及ぼすとか，あるいは昔の経済学の本にありました相場の上がり下がりの黒点説というようなこと一一これは，今日あまり重きをなさないことになっておりましょうが一一，気象現象にどういう影響を及ぼすかということにつきましては，統計的にわかっているだけであります. つ ま り ， 約 1
1年の太陽の活動の周期に応じまして多少とも変っ1
1
2てくるくらいのことでありまして，ひとつひとつの太陽商の特殊現象が地球
土の気圧配置にどういう影響を及ぼすかということにつきましては，まだはっきりわかっておりません. 2年ほど前に外国人がそれについてひとつの論文を出しておりますが，それ以来，何とも後に続きませんから，まだはっき
りしないと考えなくてはなりません@
気象現象はそうでありますが，地球主に影響を及ぼしますのは電波伝播に対
第 1図

これは太陽黒点を非常に大きく写したものであります.ウィルソ
ン山天文台の太陽塔でとりました.太陽黒点の構造が非常にくわしくわかります.

してであります.つまり，今さっき申しましたように，地球をとりまいている電離層という層がありますが，それが昼夜の別によってもちろん変化し，春夏秋冬の別によって変化し、たします.
これは季節変化と申しまして，国際的に無線通信をやりますときには一一S勺しちょうどこの建物の主であります渋沢先生の関係のことでありますが一一それを考えに入れまして，イ吏う電波の波長などを予報してそれに従っておるわ
けでありますが，突然に太陽の表面に，ある現象が起りますと無線通信が不通になる，あるいは通信がしにくくなるという現象が起ります.この原因はもちろん太陽でありますが，これがまず，今の天気予報の程度あるいはそれより，もうちょっと悪いくらいの程度までしか予報ができそうにもありませんが，現に国際無線通信ではこれを使っております.つまりこれから申しま
す電離層の総合研究は，それによって，太陽と地球とがどういう作用機構によってそうなるかということを究明するためのものであります.
こうして，私たちは電離層の総合研究委員会というのを作りまして，文部太陽と地球との関係

1
1
3

省、の研究費をもらいまして続けてきているのでありますが，その総合研究のやり方，ことに全国的に関係のある諸現象の聞の総合的の協同観測のやり方
が p 今回の国際地球観測年に大仕掛にとり上げられまして，今回の地球観測
年の主な議題，しかも急速に進歩しつつある議題のひとつとして，観測の表

題といたしまして世界的の協同観測としてとりあげられているわけであります.今までわれわれの委員会でいっしょにやりました若い方々の研究が，現在におきましでも国際的に大変重要視されておる次第でございます.ただ今後の問題は，われわれのやり方をさらに大仕掛にいたしましてアメリカあた
りで始めるということになりますというと，とてもわれわれの方では力が及ばないことになるかもしれませんが，この委員会で今までやってまいりました成績では，アメリカから帰られた若い方々の話によりますと，考え方の]二では，われわれがまだ優位に立っておるというような話でございます.まず
安心しているわけで、ありますが，これからも国際地球観測年の結果を使いまして，ことにわれわれの同僚がすでに南極地域の観測にまで行っておるのでありますから，それらの資料を使いまして，太陽と地球との関係につきまして立派な研究が出ることを期待しておるのであります.話を進めるために，
失礼ではごさいますが，皆さんがあまりご承知ないと思いまして，こういう現象の入門からお話させていただくことにいたします.
まず太陽から始めますと，太陽はご承知のよ
太陽の黒点
うにまるいディスクをもっておりますが，あれがそれ自身に固定した軸のまわりに自転をしております. 27日ばかりの速さ
で自転をしております固そのことは太陽の表面に現われる黒点の日々の位置を見ておりますと気がつきます.その動きによりまして，自転軸がどこにあるかということもわかります.
ところで，これをくわしく調べてみますと，たくさんの黒点が現われるとき一一これは太陽の活動期であるとみなされます一一一と，それがだんだん減

1
1
4

りまして黒点の見えることが稀になるときと24thがあります一一これが太陽活動の極小期と考
25th

えてよろしい一一一. その周期が 1
1年 く ら いであります.この周期は，こういうものを標26
白準にしていますので，はっきりしたことはきめることができないのでありますが，この太27th

陽の黒点の周期の始め，黒点の現われるとき
は，太陽の高緯度の方に現われます一一地球

28thと同じように，太陽もいま申しました白転軸を極としまして，それに直角にちょうど地球

29thの赤道のようなものがあるわけで，この赤道を基準としまして，地球上で緯度程度を考えますように，太陽表面で緯度を考えることが30th

第 2図 これが太陽黒点の日によるうつり変りを示しています. 7月24日から 30日までの問に，太陽の自転によって順々にうつっているありさ
まがおわかりと思います.

できます一一.太陽の南北両半球におきまして，高い緯度つまり極に近い方に，活動のはじめには黒点が現われます.そして，その現われる位置はだんだん低緯度にうつってまい
ります.個々の黒点が低緯度にうつるのじゃない，個々のものは太陽の自転に従いまして，ほとんど同じ緯度で回っているのでありますが，次の黒点が現われ，またその次の黒点が，というぶうに現われる位置を調べてまいりますと，徐々にその現われる緯度が高緯度から
低緯度，諸道の方へとゆきます.そしてまた黒点の活動期が終りますと，次の活動期には，また高緯度に現われまして， 1
1年たつとまた赤道にゆく.これをくり返してゆきます.これが太陽の黒点の周期であります.
ところが，太陽のスベクトルを一一スベクトノレといいますのは太陽の光を三角プロズムで分けますと，赤・種・黄・緑・青・藍・紫と七色になる虹の色であ太陽と地球との関係

1
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5 5 5 5 5
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第 3図 これは黒点の現われた太陽面の緯度の記録であります.このひとかた まりの上から下までが，約11年のひとつの活動周期であります.左のはしは北の方と南の方の緯度が高いところにあります.つまり活動が始まりますときは，黒点がま
J:f:緯度の方，つまり図のまんず，高緯度から現われます.だんだん年がたちますとf
中によってきます， 1
1年ばかりたちますと，また高緯度に現われて，次にだんだん低緯度になります.けれども黒点の磁万の向きを考えますと，第一の活動周期と第二のとは反対になっています. したがって太陽の活動周期は， 1
1年余りでなくて22年余りであるということがわかります.この図を蝶形図形と呼んでいますが，あとの方の考えによりますと 2つの蝶形で一周期といわなければなりません.
1

りますが一一，あれを詳しし光を分ける器械を使いまして調べますというと，いまの色に応じた連続に光った連続スベクト/レがありまして，そこに吸収線，たくさんの暗い線が現われております.それは，太陽の表面にあるガ
スに応じまして，きまった光の波長のところに吸収線が現われる.その吸収線をさらにていねいに分析することによりまして，太陽黒点のところにある磁石の場を知ることができます.
太陽自体は地球と同じように，全体としてひとつの磁石でありますが，そのほかに太陽黒点がありますとそれにくらべて非常に強い磁石の場が生じます.つまり太陽表面に直角な方向に磁石の軸が向いておるわけであります.
その磁石の軸の向きが，いま申しました黒点が高緯度に現われて低緯度に下1年の閉じゅう一定で，その太陽黒点の磁石の極の向きは，たとえば太陽
る1

1
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の外側にヰ副長があるといたしま
すと，ずっとそのままで続いております.もっとも黒点の中には 2つ速なってあるのがよくあります.ほとんど同じくらいの緯度に現われまして，前にゆく
黒点と後につづく黒点と 2つ 対
身になってあります.そういう f
第 4図

これは黒点の部分のスペクトルであります.右の方の図のたての線が分光器のスリットをあてたところで，左がそのスペクトルであります.黒点のところが l揺がひろがっていますのは，ここに磁石の場があるからで，逆にこういう方法から，磁場の強さを測れるのであります.

合にはいつも先頭の黒点の磁石の強さを測って申しますと，いま申したような規則がある.ところが次の一一ーすぐ次に続く一

1年余りの周期にきますと，
一1

いま申しましたような太陽黒点の磁石の向きが反対になってしまいます.外1年の側に北極があったのが，外側に南極ができるようになる. その次の 1周期になりますと，またもとにもどりまして，北極が外側に向くというふうになります. したがって太陽の活動の周期は，1年余りでなくて，
実は 1

2
2

年余り 23年くらいであろうということが考えられるのであります.
しかも太陽黒点の運動を調べてみますと一一ー日々見える黒点の太陽表面土の位置から経度に相当するものがあるのでありますが一一，それからしまして太陽の自転をしらべてみますと，太陽の自転は赤道においてもっとも速し高梓度にゆくにしたがって徐々に遅くなっております.これはちょっと変なものでありまして，粘性をもった球を回しますと赤道の方で粘性のために遅くなるのが当然で、あるにもかかわらず逆になっておる.これはどういうわけか.ついでにこれと関連しまして，いまの太陽自体の磁石の場，あるいは太陽黒点のいまのこと，高緯度から低緯度に現われるということ，それか117太陽と地球との関係
ら磁石の向きが周期ごとに変るということ，

ま申しましたのは 太陽全体の光を見ました様子でありますpが，太陽面のスベクトルを取りますと，連続

長一一ーによりまして， そこにある元素が何であるか， そこにどういう原子があるか， どう

りがどういう状態にあるか， そこのところの温度は何か，圧力は何か， そこの磁石の場のQれた学問を使いまして， だんだんわかってく

判長時

しい量子力学，仁科さんなどが研究しておらJRらいあるか， ということが，近ごろのむずか

門

強さはどのくらいあるか，電気の場がどのく‑wmMhuHハ町二川ヘていうイオンがあるか， その原子なりイオンなcs

線のある場所一一フラウンホーファ一線の波

下以川む崎山﹁諮阿一﹁ぽ即時吋什
.1のがあります.その黒いフラウ γ ホープァー

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﹂二 h y k Q関一長一 H‑HRリ 図 回 線
畑町
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ラウンホープァー・スベクトノレと申しておる

hkfJM

スベクトノレのところに吸収棋が，いわゆるフ点目礼足柄組り必心リ円山一細川占将︑︿リところで p い
太陽面をしらべるF Jリk/

したといえるところまではきておりません.

凶日刊

す. しかしまだそこまではっきり理論が成功

干柿〆 J
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かしい数学を使いました研究が進んでおりまQけと応じまして，磁気流体力学的に非常にむず

D4V謡区日凶間]門小 f J U 凶心出(百入﹄町﹂¥・ 4 h p二ヘ¥になりまして， 地球の内部の磁石の場の研究

Vど(町長笠れておったのでありますが， だんだん近ごろ

日明什﹁・﹂﹁制ろいろ流体力学的なむずかしいことも考えら

︑﹃初これを説明しようといたしまして，普からい118るようになりました.これはもちろん太陽のみならず，いろいろの星についてもわかってきておるのであります，こういうことをスベクトル分析をやりまして，太陽表面にあるいろいろの元素の比量，温度，圧力などを知ることができます.
流一一鉄ピンの中の湯が沸騰しておるときにあります
あるいは太陽面の苦L
ように，乱流と申しまして乱れた流れーーというああいう現象が起っておる.
いろいろの観測されている数値がありますが，それらが説明されるためにどうしても乱流がなくてはならないということ，あるいは場合によりましては
このごろ飛行機の力学でやかましくいわれておりますところの，いわゆる衝撃波というようなものまでも太陽商で考えられております.その証拠は太陽面を詳しく見ていますと，粒状の斑が現われたり消えたりしています.また太陽面の写真をとりまして端の方を見ていますと，ときどきピュッピュッと飛び出します.それが太陽表面のいまのようなスベグトノレで、調べられた表面温度から考えられる現象ではない，

もっと高温度のものでなくてはならないと考えられております.衝撃波の前面では非常に温度が上がるのでありますから，そういうことも考えられる.まだそれだけではない.太陽自体の磁石の場で，そこに電気を帯びたものが動くと，そこに非常にむずかしい問題が起るわけであります.あるいは，やっぱり仁科さんがやっておられたジソク
ロトロソとかサイクロトロゾとかし、った現象がここに起ってくるかもしれな
い一一ーもっとも，

もちろん太陽はそれほど磁石の場が強くありませんから星の場合ほど著しいことは行なわれていない.あるいは原子核変換なんでいう
ものは，おそらく強くはないでしょうが←ー，ある星においてはそれが相当強く行なわれているという確証があります.
ところで太陽の表面一一太陽自体の光って見太陽の外気一一彩層えるところは光球と申しますーーその外側に非常に薄いガスがとりまいております.このことは皆既日食の場合わかりま太陽と地球との 1係

1
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9

す.皆既日食の場合でありますと，月の見かけの大きさは太陽の見かけの大きさよりも少しばかり大きくなっております.そこで月が太陽商を徐々にか

1

くしてゆきまして，皆既になった瞬間，すなわち太陽商の光球がすっかりかくれてしまった瞬間に，その光球の外に，ちょうど地球の硬い外殻の外に空気の層がありますように，この外に稀薄なガスがありますもの一一これをグ
ロモスフェア，彩層と申します
一一これが皆既日食のその瞬間，~ 2~3 秒間にバッとあらわれましてすぐに消えてしまう.
この彩層は太陽のまわりを取り巻いている非常に薄い層でありまして，丹が太陽商をかくしな
がらゆきすぎ，その層もさらにかくしで Lまいます.この彩層第 6図 これが皆既日食のときのスベク}ルであります.太陽が月をかくしてしまった瞬間
でありまして，中央のまるいのがコロナ特有の緑色のスペクトル線.そのほかのたくさんの繰はまだ少し残っている彩層の輝線スペクトルであります.上と下の方に水平に長くのびていま
すのは太陽の光をコロナの物質が散乱してできた連続スペクトルなのであります.

のスベクトノレは連続部分は非常に弱くて，輝線のみをもっています.これを閃光スベグト/レと申しまして，
この研究は皆既日食のときの非常に重要なプログラムになっております.このスペクトノレ棋の様子によりまして，その大気の上にどの原子が，どのイオ

ソが，太陽のまわりにどのくらいの高さまであるかということがわかるわけであります.つまり，カノレジウムのイオ γ が非常に高くまであります.同じ
カルシウムのイオンは，太陽のフラウソホーファー・スベクトノレを取りましても非常に強く出ております.これがまず，大変むずかしい問題を提供しているわけで、ありますが，その次に水素，次にヘリウムがあります.はじめてヘリウムが発見されましたのは，この閃光スペクトノレの中でヘリウムの輝棋が現われたのであります.つまり閃光スベクトルは，いいおとしましたが，稀薄なガスがそれ自体光っておりま すので輝椋を示しております
J

E

きまった

1
2
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波長のところに光った線が見える.たとえば食塩をプソゼ γ燈の中に入れますと，黄色い光を出しますが，あれはナトリウムの D線と申しまして，黄色い光の波長だけ出る.ネオソ・ラ γ プが特殊の波長のところの輝線スベクト
ノレをもっているというのと同じようなものであります.光を出しているもの/

が稀薄ガスであるからであります.
そういうようにしまして，彩層と申しますものの物理的状態がわかります.さきほど申しました近ごろの量子力学というものを使いますと，彩層のどのくらいの高さのところにはどのくらいの密度，s 当り何個つまり 1cmの，問題の輝線を出す原子なりイオソなりがあるかということがわかってくるのであります.
さて，日食のとき以外でも太陽商をかくしま
太陽の花火一

プロミネンス

すと彩層をみることができます.普通の望遠鏡でよろしい，望遠鏡の焦点に太陽の像を作りまして，その前でこちら側に，ちょうど太陽商を覆いかくすような円盤をおきまして，太陽商をかくします.さらに特殊の装置をして光の散乱を防ぐようにしておきますと a まわりの彩層がちょっと見えます.ことに高い山に登りまして，空気自体の塵による光の散乱を防ぎ，望遠鏡自身の光の散乱を防ぐようにしておいたもの，つまり後で申しますコロナグラフという特殊の望遠鏡をもってゆきますと，そういうものが見えるわけでありますが，そのほかに，太陽の縁から，ちょうど両国の花火のように噴火とおぼしい焔が現われます.そのときに使う波長は，大抵水素の Hα と名づけるスベクト/レ線で、あります.水素カ守スがそういう輝総を出します.灼熱の光ったもののこちら側に水素ガスがありますと，その Hα という赤い色のところに，それが吸収線として現われるのでありますが，その光だけで太陽面を見ておりますと，そこに紅炎一一ープロミネンスといいます一一ーが出てまいります.近ごろではこれを映画にとりまして一一何秒かかかって 1っとる. それから 1
0秒かそこ太陽と地球との関係

1
2
1

第 7図 これはスペクトル線のうち，あるひとつの線だけを通すようにして，
6時 3
3分， bは 17時
太陽の縁を調べた紅炎の写真がこれであります aは 1
2
7分 cは 17時 5
3分
， dは 18時 14分のありさまです. bが 3
0分ばかりの
聞に cのようになる. それから 20分ばかりたちますと， dのようになっています.ちょうど映画のように撮影してみますと非常に面白いものであります.

らたちますと次のを 1っとる.そういうふうにしまして一一紅炎の時々刻々の状態，つまり紅炎を作っているガスがどういう運動をするかということを研究しております.ことに，ちょうど日本はヨーロツバ，アメリカと昼夜が別でありますから，同じひとつの紅炎の活動の歴史を調べようと思いますと
きには，国際的に欧米も日本も，ずっと連続して調べなくてはならない，そこで同じ 1本のフィノレムの中にみんなおさめようというので，そういう計画をしております.
さらに，この運動を見ておりますと大変おもしろい. 1937~8 年ごろでありますが，フランスのリオという人が特別の装置を考え出しまして，このプ

93
8年にストックホルムで開かれました国
ロミネンスの映画をとりました. 1
際天文学連合の総会に持ちだしまして，大変な呼びものであったわけです.
アメリカはすぐに高い山にもってゆかなくてもすむように，特殊な非常に高価な太陽塔を，こういうふうな太陽スベクトル分析をやります特殊な装置を

1
2
2
与

百

第 8図 これは短い時間の活動状況を
第 9図 これは，努 8図の紅炎の活動状
表わしております.時間を見ますと， 1， 況の続きであります.前の図とこの図のな
2， 3， 4がそれぞれ 1
2時 4
5分
， 1
2
時 かで，中ほどの場所に急にとび出している
4
8分
， 1
2時 4
9分
， 1
2時 4
9
.
5分というわ のが，サージと呼ばれるものです.映画でけで，非常に短い聞に，こんなに変化し 見ておりますと， しょっちゅうこういうもております.これはフランスのリオが，のが上がったり下がったりしております.
，7， 8はそれぞれ 1
2
時5
0
.
5分
， 1
3
日
寺
0
年前にとった写真であり 5，6
今からおよそ 2
ます.
1
0分
， 1
3時1
7分
， 1
3
寺
日2
5
分であります.
v

作 り ま し た . か つ て ， ア イ γ シュタイ γ 塔 と い う の が ベ ル リ ソ 郊 外 の ポ ツ ダ
ムにできました.これは相対性理論をためすためにできたというのでアイソ
ツュタイ γ塔と申します.ところが，

ドイツでナチが盛んになりましたときに名前を変えましてゾソネントゥノレムとしました.それと同じ製作所から東京天文台で買入れて作りました塔がまだ現在あります.それよりもさらに立派なものをアメりカのミジガン大学で作りました.確か自動車の部品を作っておるそういうような経歴の人が，太陽の研究に興味をもたれまして，自分の金を出されまして太陽塔を作られたのです.そして天文学者を呼んで研究

太陽と地球との関係

1
2
3

してもらうことになりました.さらに最近戦後になりまして，

もっと立派なものを作りまして，いま申しました普通のスベクトノレのほ
かに，もっと長い波長の赤外部のスペグト Jレの研究というのを一一
大変立派な研究を一一最近そこでやっております.
話がそれてしまいましたが，いまの紅炎の運動というのを調べてみますと，大へんおもしろいことがあります.たとえばガスがずっと太陽の縁から急に上昇しまして，
太陽商から離れ，そしてある時間
第 1
0図 これは東京天文台の太陽塔で，ポツダムのアインシュタイン塔にならって作らように見えます.それからある時 れたものであります.一番上のドームの中に2枚の平面鏡がありまして，見かけ上動いて期になりましてターッと落ちてく おります太陽の光を，いつも垂直に下へおろすように，この鏡の向きを絶えず動かしまるようになります.また木の幹の す.そして地面のところに鏡をおきまして，
そこから光を水平に送ります.写真の，草のように立ちまして，幹の途中からはえているところが半地下室になっていましシューッと落ちてくるのがありま て，ここに強力な分光装置があり，これで太陽のくわしいスペクトル写真がとれるようにす.こういうふうに一一一両国の花 なっています. ミシガン大学のはこれよりももっとりっぱな装置でありまして，光を横に火のように一一散ってきます.そ やらないでそのまま地面の下の方に行き，まのほかに見ていますと一一一投影さ たもどってくるようになっています.全体が筒になっていまして，それが真空にできる非れたもので見ていますから空間的 常に精巧なものであります.

高いところにガスが止まっているな三次元の運動はわかりませんが一一，それがぐるぐるまわっているかのよ
うな形をもっています.つまり，下に磁石の場があって，飛んでいるものは

124電気を帯びているものがあると思われます.電気を帯びているものが磁場を飛んでおりますと，

ぐるぐると動くということは，学校の物理でご承知のことと思いますが，ちょうどそういうことがおこっています.でありますから，磁石の場と，こういうものの運動とが関連するんじゃないか.これにつきまして，このごろまた，むずかしい数学を使いました理論をやりまして，磁石の場で電気を帯ひ、たものがはやい速さで動いているときには，どういう運動をするかということが問題になってきておるわけであります.現在相当な速さで進歩しつつある分野でございます.
つぎの問題は，コロナでございます.皆既日
太陽の最外層食で閃光スベクトノレ，つまり彩層のスベクトノレが見えなくなりますと，たちまち非常に目を奪うようなコロナが現われるのであります.コロナは，写真を方々でごらんになったことと思いますが，非常に特殊なものでありましてp

実際われわれの精神を冷やすと申しますか 9 もう心臓がドキドキするような偉観でございます.ところでこのコロナでありますが，このコロナが一体何ものかということが大分昔から問題になりました.これは太陽が非常に温度が高いものでありますから，
太陽の表面にある原子がその温度が高いために電離いたしまして，
つまりイオンになりまして，それから電子を
第 1
1図 これが皆既日食のときのコロナの状況であります.写真の露出時間を短くして，ごく内側の部分をとったものであります.

飛び出さす.電子は太陽から追い出されまし太陽と地球との関係

第 1
2図 これもコロナの写真であります.前の写真とは別の日食でありますが，露出時間を多くかけ外側まで写してあります.このときは太陽活動期の極小でありましたので，このような細長い形でありました.

1
2
5

第 1
3図同じ〈日食のときにとったコロナの写真でありますが，太陽活動の極大のころには，このようにまるい形であります.コロナの形は，このよ
うに太陽の活動にともなって変っております.

て，そして太陽のまわりにうろついている.それが太陽の強い光を散乱して，われわれにコロナとして見えるのではないかというような考えでありました.ところが，現在の考え方では，それだけでは不十分であるということになりました.これは数年前の話であります.そのコロナから来る光をいろいろ分析しましでわかったことでありますが，黄道光とも縁があることがわ
かりました.黄道光とは，黄道すなわち星の聞を見掛け上太陽が通っております道のまわりに，太陽が沈んだあと，あるいはまだ太陽が出る前に，ぼんやりした光が見えます.これを黄道光と申します.黄道光の原因は太陽の通る道のまわりに，つまり黄道のまわりに散らばっておる塵であると考えられております.これは宇宙塵と名づけております.星と星との聞の空間は真空ではなくて，宇宙塵があり，稀薄ではありますがガスがあるわけであります.もちろん太陽系におきましては，もづと濃いものがあるはずであります.
それが太陽の光を散説しまして黄道光として見える.このごろの詳しい研究

12
6によりますと，コロナは太陽自体から飛び出したイオソと，宇宙塵つまりこ
ういう黄道光の原因をなすものが混じったものであるだろうということになりました.それでは，太陽から遠ざかるにしたがってそれらが，どのくらいの割合で混じっているかということ，これがこれからの皆既日食における大事なプログラムであります.

コロナは何てて引きているか

さて，宇宙塵以外の，いわば本当のコロナを作っている物質でありますが，コロナのスベグ
ト/レをとりますと，地球土のどこの実験室でも見えないような波長のところに，時総スベクトルが現われてまいります.これが何ものであるかということがわからなかった.そこである人は，その時分の一一 30年くらい昔の話でありますが，その時分の原子構造の理論を使いまして，未知の原子を仮想しましてその構造を考えたりしましたが，

とうて

いうまくゆくはずがありません.それがこの戦争の直前になりまして， 1939向~40 年になりまして，実験室における，いろいろのイオンがたくさんの電子を失って，非常に高度のプラスの電気を帯びたイオンになったとき，それの出しますスペグトル棋がどこに現われるかということを詳しく研究いたしました.その研究を延長いたしまして，さらに高度にイオンになった原子の出マ
すスペクトノレは何であるかということを研究いたしました.これはスウェー
デソのエドレーソという人でありますが，その結果，この太陽のコロナの出す，いままでわからなかったスペクトル椋というのは，非常に高度に電離した，鉄，ニッケノレ，カノレジウムなどであるということがわかってまいりました.ことにコ P ナのスベクトノレで最も顕著な， 5303Aというところにある隷3個の電子を失いました非常に強いプラスの電気色の輝線が，一これは鉄の 1をもうたイオソのスペクトノレ線で，しかもそれはふつうの実験室で出ないよ

うなふつうでないスペクトル線(禁制紙)であるということがわかってきたのであります.高度に電離していることから高温度が想、像されます.これの太陽と地球との関係

12
7

イオンを同定，アイデ
ンティファイすることによりまして，むずか
しい原子構造がわかってくるわけで、あります
が，このような特殊のスペクトノレ事泉がで、るということは，ふつうの実験室では，これほど稀薄にガスがえられな
い.また，これほど高度に電離するような状
態に置けないというよ
うな状態が起っているからであります.これ

第 1
4図 これは乗鞍で撮影されたコロナのスペクト
ルであります.中ほと寺から右よりに，白い線が見えて。
いますのが，緑色のコロナ線(波長5303A) であります.左よりに見える 3本の強い吸収線は，マグネシウ
ム原子の線で，その他の吸収線とともに，みんな太陽の光が地球の空気で散乱されて混じって入っているものであります.このスペクトル線がみんな曲っていますのは，ちょうど太陽の縁の形に合わせて曲った形のスリットを使ったからであります.

が太陽からどのくらいの距離まで，どう分布しておるかということを調べます.
もし太陽のスベクトノレをコロナが散乱しているならば，つまり，コロナを作っている自由電子なり塵なりが散苦ししているならば，そのスベクトノレは太陽のスペクトノレそれ自身でなくてはならない，その生き写しでなくちゃならない.ところがそれが少し様子が変りまして，さきほど申しました吸収税，
フラウソホーファ一線が，そのコロナによって散乱されているスベクトルには現われていません.このことから，理屈は省略させていただきますがp

コ

ロナの物質は，つまり遊離電子なりイオンなりが非常な速さで熱運動をしていることがいえます.温度が上がりますと，それを作っているガスの分子は非常な速さで動く.その結果，いま申したような状態がおこっているのであ1
2
8
るということがわかりまして，コロナの下の方は少なくとも百万度ぐらいの程度であると考えられております.一方太陽表面は 6000~7000 度という温度とされておりますから，コロナがこんな高温であることはちょっとふしぎなようでありますが，このことはほかのことからも証拠があります.それはコロナから来る電波をつかまえたからであります.
天体から電波が来るということは，

これは天体からの電液
1931~2 年ごろに，すでにそれとなしに電気工学の人たちがみつけたので、ありますが，それがはっきりしなかった.それが仁科さんと関係のある宇宙棋が発見されたと同じような過程によりまして，
毎日毎日調べてゆきますと，あるきまった天体の見える方向からそれが来るということがわかってくる.つまり天の川，あるいは太陽から来ているということがわかってきたので、あります。
もちろんこのごろは太陽のみならず，目に見えない，あるいは大きな望遠鏡でも見えないようなところからも電波が来ておる.それは電波天体と名づけておるのでありますが，近ごろはそういう電波天体，電波星といわれるものが数千個わかっておりまして，その位置がわかっており，そのあるもの，
ごくその一部の何十個ぐらいのものが見えている天体と同じであるというこ
とも，ましてその電波を出す原因は何であるかということも研究されております.つまり，太陽でおこるものを大仕掛にしたことが天体であらわれている.さきほども申しましたように，サイクロトロ γ とかジソグロトロソとか，非常に強い磁石の場のところで電気を帯びたものが非常に速く動いているというごとからくるかもしれない.もちろん外から乗る電波はこれのみではな
くて，あるいは天の川の方向から波長の連続スベクト/レをもった強い電波が来ておるということもわかっておりますし，ことにこのごろは水素の出します 21cmというきまった波長の輝線を，中性の水素ガスが出すということがわかりました.これを使いましてわれわれのまわりの銀河系の構造一一一銀河

太陽と地球との関係

1
2
9

系はあの渦巻星雲の形をしておりますが，そのうずまきの構造一一，宇宙にある水素ガスの分布状況などがだんだんわかってきておりますが 9 太陽自体も非常に水素カゃスをたくさん合んでいます.ここでちょっと付け加えますと，
さきほどコロナのスベクトル棋が，鉄やその他の金属だと申しましたが，これはコロナが鉄などだけでできているのではありません.大部分は水素であろうと思います.ただコロナでは，水素のスベクトノレ棋が現われにくいためであります.
その様子が太陽の大気の構造の研究をするのに大変有力な手がかりであります.この研究のためには大変有力な分光器をそなえた立派な太陽塔が必要になってくるわけであります.
さて電波で太陽をしらべますと奇妙なことが太陽電波わかってきます. 1
0メートノレから数メートルあるいは数センチメートノレなどいろんな波長でしらべますと，短い波長になるにしたがって太陽面の真中よりもむしろ太陽面の縁，あるいは縁よりも外に行った部分の方が電波が強い. しかも縁よりも見かけの太陽面の外において強いということがわかってまいりました.つまりコロナが強い電波を出しておる.このことは p コロナの温度が非常に高いということを表わしているのであります.
このほか，電波で太陽を研究するためには非常に特殊の電波の受信装置が必要であります.非常に大きな放物面鏡を使う.光の反射鏡と同じような

0メー
かっこうをしておりますが，直径が非常に大きい.三鷹の宍文台には 1
トノレのを作ってもらいました. 現在アメリカでは 2
0メートノレというのがどんどん作られつつありますし，世界的にもイギリスのマ γ チェスターの郊外
では 7
0メートノレぐらいの直径の大きなものを作りまして，

それが太陽なり

星なりをおいかけて自動的に動くようになっております.オーストラリアでもその程度のものをこれから作ろうとしております.そういうものはもちろ130
ん電波天文学の研究のもとになりま
すし，あるいは太陽電波の研究のもとになりますが，いまの太陽面の電波による縁辺効果は，日本でもわれ
われの電離層の委員会日いつもずっと協力していただいております名古屋大学の空電研究所にそういう特殊の装置ができておりまして，

10

セソチメートノレよりちょっと短い波
長における太陽面の隷への減り方，
あるいは活動している場所の分布状況を調べております.ここにありま
第 1
5図 これは三鷹の天文台にあります直径10メートルの放物面鏡であります.受なかっこうをして不安定な感
じでありますが， これが時間に応じまして動き，太陽や星をおっかけられるようになっております.これは文部省から約 3千万円経費を出してもらってできあがったのであります.

すグラフのように太陽商のどこに活動する場所があるかがわかります.
また日食のときに太陽商を月がおおいかくすにしたがいまして，太陽表面で電波的なある活動区域の分布を調べることができますー 2カ所の観測によりまして，太陽面上の位置を出すことができる一一非常に複雑な装置で、もわかりますし，こういうことでもわかります一一，そういうような研究が起ってきております.さらに太陽から来る電波が何であるかということを見ますために，いろんな波長を調べなくてはならない.普通数メートル程度のものから数センチメートノレまでのものを使っておるわけであります.
太陽から来る電波を受けておりますと 9 太陽の函の活動の状態に応じてこのセンチメートル程度の電波の波長は，全体の強さの νベルが変り，活動が激しくなると上がってまいります.そしてときどき急にそれが上がることが太陽と地球との関係

1
3
1あります.これはバーストと申します.
非常に強くなったのをアウトバーストと申しますが，そのバーストなりアウトパーストなりはメートノレ程度の波長の電波をとりますと，ことにいちじるしくわか
ります.
さて，話
太陽面の模様を太陽の表とフレーヤー
面にもどしますが，太陽表面をひとつの色で見ておりますと，さきほど申しました Hα という線，あるいはカノレシウム・イオゾの Hとか B とカト一一これらは自にはすこし見えにくい紫の方によっておりまして，写

これはアメリカのハーード大学の電波望遠鏡で，直径は18メートルあります.これは太陽というより，むしろもっと遠い
天体や，銀河系の構造に主として使われています.
第 1
6図

ノf

真乾板にはよくうつる，そういうところに 2つ広い繰が出ております一一一，そのスベクトノレ線で、使うべき波長を適当にとりますと，太陽表面に模様が現われましてそれが見ておるうちにどんどん変化い
たします.さきほど申しました紅炎が変化するように，表面の模様も変イじいたします.その中にところどころこういう黒いところが，つまり， Hα という赤い色の光で見ておりますと黒くなるところがある.つまりその光を出していないところでありますが，その模様が変ります.こ第17図 これはアメリカ，テキ
サス v+[にあります電波望遠鏡で，直径約 8メートル.もっぱら太陽の観測をしております@1
3
2

第 四 図 とれは特殊な電波望遠鏡でありまして，オーストラリアのシドニーの郊外にあります.左手は水道の貯水池で、あります.ここに小さな，直径 2メートルの放物
面鏡を東西に 32個並べてあります.これですと，太陽面の非常に細かいことを，太陽面の水素ガスがどういう活動をしているか，その活動状況の太陽面上の分布がどうで
2(回，南北に 32個をクロあるかを知ることができます.現在はこれでなしに，東西に 3スするように作って観測しております.豊川市にあります名古屋大学の空電研究所では，こういう方法で東西に 8個使っております.
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第1
9図 これは名古屋大学の空電研究所でやっている観測の一例でありまして，ち
ょうど 1
9
5
5
年 9月2
0日の部分日食のときのものであります.左11
1
1
Jは日食が始まる前であります .Aという曲線がこの日の太陽電波の東西方向の分布図， Bは静かな日の分布図であります .Aの曲線中の左よりに高い山がありますのは，このところに強い電波源があるからであります.右の図は日食中のもので， Aという大きな山が，小さくなっています.つまり，ここが月にかくされたことがわかります。

1
3
3

太陽と地球との関係

.
，
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。

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EASTERN AU
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A
N 5TANOARD TIME‑
ー喝'

第 2
0図

これは太陽電波の変化するありさまを示しています.時間を右むきにとってあります.このように太陽の電波ははげしく変化しています.ひとつひとつの山をパーストと呼んでおります.
20

。

。

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。
第
第 2
1図

2
1 i
翠

。
第

2
2 図

これは東京で畑中さんが始めました，太陽から来る電波が偏波しているという研究の結果であります.光の電波も進む方向に直角に振動しておるのであります.その振動する方向を投影してみて，それが直線ならば直線偏波，円ならば円偏波といいます，右まわりと左まわりとあります.これをくらべるのに，たて，ょこ，斜め 2つの直線偏波と，左右の円偏波にわけで観測しているのであります.この図ではたいていみな様子が似ていますから，いま受けている電波はみな勝手な方向を向いて
いて，特定の偏波をしていないということになります.
第 22図

これも同じ方法でとった太陽電波であります.このときは上から 3番目，

つまり右まわり円偏波が全く出ていませんので，電波は左まわりの円偏波だと結論で
きます.

1
3
4

第

2
3 図

N

第

2
4 凶

第2
3図 上段の図は，ふつうにとった
黒点の写真.下段の図がカルシウム e イ
オンの K線でとったものであります.

第24図 この上段の図は， 23図の下段と同じ K線ですが，スベクトル線のごく中心部だけでとるとこう見えます.下のが水素の Ha線で，すべて同じ日の写真
正であります.黒いすじは陪条といいます.
第25図 これは太陽黒点のまわりの状
況を，水素原子の H血のスベクトル線でとった写真でありまして，磁石のまわりに鉄粉をまいたときに並ぶような模様が見えております.光の強いところもあれば，長いすじもあります こういうような模様をフィルムで映画のようにとっておきまして，あとでいろいろ測定してお
ります.
e

第

25 図

太陽と地球との関係

13
5とに太陽黒点があるようなところでは←ー磁石のまわりに鉄の粉をまきますと極のまわりに磁力椋にしたがって模様をかきますが一一，ちょうど，あれのような模様が現われてまいります.そのほかに，急にそのまわりとは比較:にならなし、ほど明るいスポットが現われることがございます.これをプレーヤーと申します.つまり，太陽商の一種の爆発であります.非常に急に強い光が現われる.それがだんだん弱まってまいります.場合によりまして数分
から数十分になることがあります.こういうプレーヤーが現われますと p 太

第26図 これがプレーヤーとよばれるもので，太陽商の一部分だけを拡大しであります.黒点のまわりには磁力線が見えています.この図と次の図を
1
頂にごらんになると，プレーヤーがどう変っていくかがわかります.これはH白線で撮影しであります.撮影時刻
は，上図は16時14分，下図は1
6時24分
であります.

第27図 これは26図の続きであります.
上図は16時41分，下図は 1
7時'
3
2
分の状態で
あります.

1
3
6

第 28図

フレーヤーのときに出る太陽電波の強さが各波長でどう変っているかを、示す記録であります.これはアメリカでとったもので，この写真では時間が左から右へとってあり，波長は上下の方向で，下ほど短波長になっています.波長の短いものか
らだんだん長い方へ移っているありさまがよく見えます.このような波長のずれは，電波を出すものが次第に太陽の外側へ移っているためと考えることができます.

第 29図 こ れ は 太 陽から来る電波の強さが時聞がたつにしたがってどういう波長に移っていくかということを表わしたクーラフであります.ちょうど地図で高いところを濃く書く
ように，その濃いところが強いところを表わしています.上から下
むきが時間で，左右は波長で，右の方が短い
ようにとってあります.
はじめに波長の短いのがきまして，だんだん
時聞がたつにしたがって波長の長いのがくるように見えます.いろいろなタイプがあり，ここには 3つの型を示しております.

太陽と地球との関係

1
3
7

第3
0図 これは電澱の，広い波長城にわたってのス
ベクトルをとるためのアンテナであります.電波では光と違って広い波長をーぺんにとってしまうわけにはゆかないので，ラジオのダイヤルを速く回すような装置でとってやります.このアンテナは，菱形一一ロン
ピック一一アンテナと申します. この 2つは，受持つ波長城が違います.これはオーストラリアのものであります.

陽からくる電波にも一一一いま申しましたメートノレ波でもセンチメートル波でも一一アウトバーストという現象が現われる.つまり非常に強くなることがあります.こういうことがありますと，直ちに地球の表面の電離層に影響いたします.いわゆるデリソジャー現象が生じるのであります.
デリソジャー現象と申しますのは国際無線通信が急激に杜絶してしまう，
使っておりますあらゆる波長に対しまして急に止まってしまうのであります.それが数分から数十分まで続く.太陽商を今のようにして見ておりますと，そのいまの国際無線通信が止まってしまったのが，果して機械の故障であるか，あるいは太陽面のフレーヤーのおかげであるかということが，すぐにわかるわけであります.天文台は，その事業のひとつとしましてそういうことが起ったら，すぐ電信局に電話で通知することになっております.
いまではプレーヤー研究を，光のみならず太陽からの電波で研究することができるのであります.
さて，太陽のコロナを皆既日会以外に見るよ
日食外のコロナ観測うにしたのが，さきほど申しましたフラ γ スのリオという人であります.フランスとスペインとの境のピ νネー山脈の北側

138にそれよりも低い山がありまして，ピッグ・ドゥ@ミディと申します.高さが2860メートルであります. フランスではそこに気象観測所を，宙線の観測所をおきました.そこへ，

次には宇

リオはさきほど申しました望遠鏡の中の光の散乱をさけるような工夫をした特別な望遠鏡，コ P ナグラフと申しますものを持ち上げました.高い所にもってゆきますわけは，空気の散乱を防ぐためで、あります. そしてこのコロナの，さきほど申しました 5303Aの 緑

色の波長の光によりまして，太陽のまわりのコロナの強さの分布を調べたのであります.
日食のときに露出時聞を長くして写真にとれば太陽半径の 5倍ぐらいの距離まではとれる.そういうような遠いところのコロナの状態は，日食外ではわからないのでありますが，太陽に近い内部コロナの状態，その分布はコロナグラフで調べることができます.そうすると面白いことは，コロナのスベ
クトノレ線が強いということは一一太陽表酉を見ておりまして横を見ておりま
すから一一横のところで非常に活動しておる部分があるということであります.そうしますと太陽が自転によりまして，こうまわってきまして，その部
分がわれわれのほうに向いてくるとしますと，われわれのところにその活動している部分が影響を与える時期がきます.その聞は，ちょうど太陽の自転が 27~8 日とさきほど申しましたその 4 分のしつまり 5 日なり 1 週間であります.それだけたちますというと，太陽面の活動している部分一一ーコロナの活動しておる部分，そこからコロナが長くのびている部分，コロナのスペ
クトノレ線が非常に強く現われたところーーが，われわれのほうに面したとこ
ろに来まして，地球に影響を与える. したがってデ日ソジャー現象の予報は 9
さっき申しました H
α で見ました，非常に光った部分プレーヤーが現われた
ときでは，すでに電波の伝播予報をするには時期遅れでありますけれども，コロナでやりますと，5日ぐらい前にはそれを知ることができます.

この大戦中に以上のようなことがわかりまして，そしてドイツは戦争中に」

太陽と地球との関係

139

2カ所コロナ観測所を作りました. ミュンへ γ の南の方のバメリアでありま
すが，ウ、ェンデソレシュタイソと申します，

ミュンへンの平野を見渡す非常に景色のいいところでありますが，この上に作りました.それからオーストリ
アのカソツェルへーエというところにも作りました.それからもう 1つスイ
スは，南東の方のスキーの名所でありますアローザというところに作りました.ちょうどイタリアとの境のアルプスに沿った谷間の北側であります.さきほども申しましたフランスのピレネ一山のピック・ド・ミディにもあります.

ところでこれをききましたアメリカは，金にあかしてコロラド州のクライ
マックスーーデングァーから百何十マイノレか西の方で、ありますが高さが一番

第3
1図 これがアメリカのニューメキシコ州のサクラメント
ピークにあるコロナグラフのドームでありますーここは海抜2760メートルであります.

高い p 約 3
500メートノレであります一一そこに立派なコロナグラフをおきました.さらにもう 1つ，メキシコに近いところにサクラメントピークという
ところがあります.これも高さはいまのクライマックスほどではありません
が，近ごろ評判のロケットを上げております，ホワイトサンドの谷の片側の140

山脈の上であります.そこへ近ごろは， 16イソチぐらいの口径の望遠鏡で，非常に精巧な装置をもったコロナグラフを製作しております.いままでのは
ふつう 6インチぐらいの口径のものでありました.
乗鞍のコロナ観測日本でも戦後直ちに無棋連信事業の方々や，所とウ)1‑ジグラム

電離層の研究をしておる方々の強い要請によりまして，乗鞍の上にコロナ観測所を作りました.これは，大きさはスイスにあります世界中で一番小さなのと同じ程度のものであります. しかもその時分，向こうの戦時中の研究状況がわかってお

J

中は・に

'5 考あ気にι

試一メロ・かどと話日まの℃まあのわりがいもあがびピ印コすほなこ電毎て他しいでこ合あろ高で'道
たトおるまの舎こ線'せのまてムはをでこはどはこびン抜ありム宿ん無てらそせせラ所測うと山ほニメ海にあ一'ろ'し知'わらグ測・観そ・士れこた
ブは頂でド室ちはまをを合知シ観すのるす富亡ク叫ん叫銀河⁝酬ぺ位制慨制批帆川醐清方あバーはいし
サ乗のラのす文て測・観界が字い町潤勝一
vJ 瀬幸ま3 ろ一宋'りま'図の所グ炎ま天し観すの世れ・にた訳︑は沼ル測ナ紅りの絡のまででこす下し中勺だパがおたと苧ト観ロ'あ鷹連日り鷹線・まぐま年けいいすて
いこ第一ナコにが三で毎い三無すりすり一‑わい強まつ
呑がり作
とな蝿作が
考事に日ゎ一風あを参大スる出がりで所
グき演鞍あの究文すハツで観乗がた研
論まマの日は雪つのたりイ測却で吹か空
いあラ観寸本はな航室田でクナ十日冬はがのののロ詑''タ軍
オた州コちてが一陸
リっドのうしすデのの作一フ陽つままの本
前にロ太町えり象日戦上コのとと羽ろでど中
で鞍のうりいのほ時の乗たいまろいれ戦
んてっとつい高そせし作す
まをにます本といこり作クせま日こなす太陽と地球との関係

1
41

できております.それを禾リ用いたしましてあそこに作ったのであります.
これを作った以kは，もちろん太陽の研究なり電離層の研究なりのような研究という意味だけでなく，無線通信事業に対しでも重要でありますので，世界中で申し合わせ
ましてウルシグ、ラムとい第 3
3図 これは乗鞍のコロナグラフであります.口
径12センチで国産であります.

うものをやることになり，これを毎日フランスと日本から放送しております.

1
9
5
0年，チューリッヒで開かれた国際電波科学連合の総会で欧州，アメリカ，

日本の 3カ所でウルシグラムを出すことを申し合わせたので、あります.

無棋のコード，暗号まで決まり，どういうことを観測しどういうことを知らせあわすということが決まっております.その出すものはコロナの観測資料，それから太陽酉の黒点とか，さきほど申しました Hα の彩層の状態，それから紅炎の状態，それから太陽電波の状況のみならず，これには地球の磁石が影響しますから地磁気の状態を知らす.これは柿岡の地磁気観測所が送ります.それからもちろん電離層の観測は郵政省の電波研究所からその材料を提供する.のみならず，宇宙椋もときどき変なことをやりますから，宇宙棋のデータも日本中集めて，科学研究所の仁科さんの後継者である宮崎さんのところから送っているというわけなのであります. もちろん無視通信の事
業の方からも，それ自体のあるデータを同時に送る.これを毎日時聞をきめて世界中に放送するということをやっているわけで、あります.

1
4
2
さて，これまで太陽を主体にして申しました
デリンジャーが，それでは地球の表面ではどうなるかという現象と磁気嵐ことにうつりますと，まずデリンジャー現象というのが，つまり電離層が急激な変化をすることによって起ります.ふつう，
電離層は高さに応じまして層をなしております.下の方から D，E，F，とだんだん高さに応じであります.それがデリンジャーのときに D層が非常に変化する.この原因がいまだにわかっておりません.それからさらに，この電離層に彫響いたしますと，電離層は電気を帯びた層でありますから，それが運動することになりまして，そういうことが起りますと，磁石の場が狂ってまいります.これがつまり磁気嵐になるわけであります.これがほとんどするでしょう同時に起る. と同時に， もちろんひどいときには宇宙線も景娼i
が，それからふつうはまず 20~30時間，場合によって遠いますが，結果からいいますと，太陽の表面の活動した区域から，主として電気を帯びた微粒子が飛んで来まして，その速度によりまして，それが地球に到達するまでの時間に相違がありますが，それだけの時間が経ってから地球上に磁気嵐というものを起すのであります.磁気嵐が起りますと，デリンジャーほどではないのでありますが国際無線通信が弱くなる，通信しにくくなるということにな
ります.これはデリンジャーが起りますと予報しうるのでありまして，そのときに極地方をーーオーロラ・ゾーソと申しております，オーロラ・ゾー

ンを通ります電波がだめになるのでありますから，たとえば日本からアメリ
カなりニューヨークなりワシントンなり，あるいは日本からロ γ ドンなりベ
ノレリン，バリなりに送りますものはこういうオーロラ a ゾーンを通ってゆくのでありますが，それがだめになる.というと今度は赤道地方の中継局を通して国際通信をしなくてはならなくなる.そのためには準備がいる.それに何時間かが必要である.その前にわれわれが太陽を見ておって予報したいというわけであります.そのために例のコロナ観測所ができまして，高い山の太陽と地球との関係

143上に越冬してまで，苦しい生活環
境でやってし、るわけであります圃
ところでその微粒子の問題であります.太陽からどういう機構によって一一太陽黒点をモデルにいたしますと，おそらく非常に強い磁石の場があって，そこに電気を帯び、たものが回っておる.それがどういう機構でー一一飛んで来るかということが，まだわかっておりません.さっき申しましたデリンジャー現象のもとになる太陽商のプレーヤーのスペクトルをとっておりますが，どこの波長の何者が，

第34図 これは乗鞍山・1買のコロナグラフの入っているドームの冬景色であります.
毎日の日課は，まずこの雪をどけてドームの屋根を開くことから始まります.

この電離層に影響を及ぼすかということも，まだはっきりしておりません.
さらに飛んで来たものが地球の近くに来ますと，地球自身が磁石でありますから，電気をもってきた微粒子はその道が曲るわけであります.そして恐らく極地方にーーその途中の機構はいろいろありましょうが一一それ自体が，あるいは前からきておったものが地球のまわりに回っておった，それが新しいものが加わったために，よけいな分だけ極地方に落ちてくるというようなことがある.それがつまりオーロラ，極光であります.そういう織す辛子が空気の分子とぶつかりまして，そこで光を発する.そして，そこにあります物質に応じたある波長のスベクトノレ線を出すことになる.これが極光のスペク
トノレ線でありまして， この極光のスベクトノレも実験室で出ない禁制棋が出ておるのであります.そういうものを調べることによりまして 9 地球の非常に高い層，つまり数百キロの高さのこともわかる.もちろんそういう状態は，

1
4
4

第3
5図 これは極光，オーロラの写真であります.ここには筋のような構造をもったものを集めてあります@太陽と地球との関係

1
4
5

第 3
6図 これもオーロラの写真でありますが，このように診のはっきりしないのもあります.

1
4
6
流基が飛んでまいりまして流星が光を出しますが，この光のスペクトノレを取ることによっても，やはり数百キロの高さの構造がわかるのであります.
さて，太陽からそういうものが飛んで来ますというと，つまり，電気を帯
びたものが磁石の場に来ますから，全地球の磁石の場が狂う p つまり磁気嵐が起ってくる.ついででありますが，地球上の磁石の場が狂いますと地電流が狂ってきます.地球の地面のすぐ下は電気の導体でありますから，ここに電気が流れております.これを地電流と申しますが，その地電流が，磁石の場が狂いますと狂ってくる.これも同時に観測しております.これは気象庁の多くの観測所でやっております.
さて，電離層を調べるためには，この地球上
電離層と夜光の観測所からいろいろの電波を打ち上げまして，非常に短い瞬間だけこのインパルスの電波を打ち上げまして，それが反射して返ってくるその時間の差でもって，反射してくる場所の高さを知ることができます.それに使う波長は，反射してくる層の遊離電子の密度をあらわすことになります.だんだん上にゆくほど密になると，だんだん短い波長のものがもどってくる.こんにち郵政省の電波研究所では種々の波長の電波

第37図 これは電離層の情況をあらわしたものであります.たて方向が高さ，左右の方向は送った電波の周波数でありまして，右の方ほど周波数が大きい。つまり反射する電子の密度が大きいことをあらわします.このような観測で，地上何キロのところにどのような層があるかがわかります，
これが時々刻々に変りますので，映画のようにとって調べています.

太陽と地球との関係

1
4
7を出しまして，その反射して返ってくる高さとその波長との図をかいています.こんないろいろな模様があります.それが時々刻々変ってまいります.
それをもとにして電離層の構造を知る手がかりにするのであります.ここにありますのは，こうして遊離電子の密度によって電離層の高さを見る図であります.
もちろん，それをだんだんやっていきますと時間的な変化もわかるわけでありますが，イオンが何であるかということを見るためにはどうしても夜光を使わなくてはなりません.ところが夜光というものは非常に光の弱いものでありまして 9 写真にとるのは厄介であります.それで光電管という，光の強さを電気になおす装置を使いまして，適当なフィノレターを入れまして p ある波長域だけをとるということをやる.そのスベクトルをとることは，光が弱いから非常にむずかしドのでありますが，まれに立派なスベグトログラフ
を使いましてやっている人もある.こういうことによりまして電離層の高い場所の構造がわかるわけであります.

ロケ、y トと人工衛星

さらに，現在アメリカあたりでやっておりますロケットを上げることによりまして，こういう高いところの，高層大気の物理的状態，温度なり密度なりそれから組成などがわかることのほかに，こういう電離層の構造を知りその機構を知るために必要な資料を得ることができます.ことに人工衛星によりまして，

もう少し恒久的に地球のまわりを回って観測することができますと，大変いろんなことがわかってくるのみならず，こういう人工衛星なりロケットなりに，非常に紫外棋にきく，あるいは X線ぐらいにもきくような特殊な装置をのせておきまして，太陽のそういう非常に短い波長の轄射の研究をすることができます.現在，数年前からアメリカのロケットの研究によりまして，紫外部の非常に短い波長のスベグトノレ棋の状況がわかってきております.われわれの空気によってたくさん紫外部が吸収されておりますから，今までにわからな

1
48
かったことがこれによってわかってくるわけであります.いまさっき申しま
したデリソジャー現象を起すのが太陽の光の轄射のどの部分であるかということは，従来わからなかったのですが，あるいは案外非常に短い，水素の出す非常に短い波長のスベクト Jレ椋一ーライマン α といいます一一そういうものであるかも知れない.このライマン αのところのものは，
所
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すでにアメリカのロケットで600

観測されておりますから，そういうことがわかります.

斗帥

ちょうどデリンジャー現象が.
200起っておりますときにロケッ，，
みトを上げたとすると，そうい
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12 I ' ! 叫 門ι第38図 これは電離層の観測であります.
600kmのあたりに?水平の線がぼーっと見えておりますのがオーロラによる反射で， 1957
年 9月13日，わが国でもオーロラが見えたとうことがわかるはずでありますが，まだそこまでぶつかつてはいないようであります。

きの国分寺の電波研究所での観測です.

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9図 これは磁気嵐のときに，磁場の変化するありさまを示しています . Hというのは水平分力， zは垂直分力で， Dは偏角であります.ちょうどこれは前の図と同じ1957
年 9月13日に大きな磁気嵐が起ったときの柿岡地磁気観測所の記録であります。

太陽と地球との関係

1
49こういう研究に，実は宇宙線が大へん深い関
宇宙線も深い採があります.宇宙線で申しますと，私が申し関係がある
上げるのは遠慮しなくてはならないことでありますが， つまり太陽とわれわれとの聞の空間がどういう状態になるかということを知るには，宇宙椋が大変便利に用いられる. ことに宇宙線は電気を帯ひたものが来ますから，太陽とわれわれの聞の磁石の場が，どういうふうに変っておるかということを知るのに便利でありますーーもちろん空間において太陽系以外のところについても知ることができましょうが， そしてこれがいま謎の問題になっておりまして，例の名古屋大学の関戸さんのところの字
X3750Mc/s(豊 JIl)

宙椋望遠鏡などに期待しておるわけでありますが一一.太陽からやって来た微粒子が，地球のまわ

1
04

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地磁気嵐…町一………
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第 40図 これは宇宙線の強度の具常増加の例でありまして，世界中で大変問題になっております. 1956年
2月23日のことでありまして，図にありますように，
太陽のプレーヤー，太陽電波の異常増加とともに，宇宙線がふえてし、ます.フレーヤーや太陽電波に比べてすこし遅れておりますが，なぜ遅れるのかとかあるい
はさらに，どういうわけで宇宙線がふえるかなど，大変興味ある問題であります.

1
50
ネティック@グラウド(磁性雲)というものが出てきます.つまり，それ自体たくさんの磁石が集まっているものが，たくさんの雲になりまして太陽からやって来る.これが地球の磁石の場に来ますとどういう作用をするかということが，現在理論的に非常にむずかしい問題であります.なお，時としては太陽のプレーヤーのときに，急に宇宙線のふえることがあります.このときは太陽で宇宙線ができたと考えなければなりません.
さらにおもしろいことは，これはさきほどの空電と超高層名古屋大学の豊川の空電研究所でやっておることでありますが，雷であります.これは空電(アトモスフェリッグス)と申しますが，波長の非常に長い何万メートノレから何千メートノレというものを使います.雷からそういう電波が来ております.そういうような電波が，ふつうならばそういう長い波長の電波は電離層を通して地球の外側に出ないはずでありますが，地球の磁石の場がありますと一一一そこでむずかしい反射散苦L機構によりまして一一一，それを通りまして地球の磁力棋にそって外側にゆきまして，それが日本から赤道を越えてオーストラリアにきこえる.途中ではきこえないという現象があります.これをホィッスラーと申して，これは地0倍とか球の磁石の場における電気をもった粒子が，そういう地球の半径の 1
いうようなところまでどうなっているかということを知るために，非常に重要な資料になっておるのであります.近年こういう研究が非常に f
台頭してまいりまし f
こ。
もっと観測の装置が進みまして，太陽からそ
これからの観測
ういった電気を帯びナご雲がやってくることを光
でっかまえられるようになれば非常にいいが，そのほかに電波でっかまえる
ことができないか，つまり電離層をつき通して電波を送りまして，もどってくるのを見る.現にいまきいたところでありますが，月に電波を送りまして反射してきてそれをつかまえておりますe

こっちで何とかしゃべるというと

太陽と地球との関係

1
5
1

聞こえてくるのだそうであります.アメリカで現にやっておるそうであります.もちろん月の反射は，数年前に，アメリカですでにやったのでありまして，月からの反射を見て電波の速さを仮定して月までの距離を出したりなどしておりますが，こういうふうにしまして，つまり電波というものを使うことによりまして，いろいろ珍しいことがわかってまいります. したがって電波を使って地球の外と交通するということになりますと，電離層の状況とい

第41図 これは最近アメリカでとりました太陽商の磁右の場の分布状視を表わしたものであります.写真のうちで水平の線が波をうっていないところは磁場が弱いとこ
ろ.上か下にずれているのは磁場の強いことを表わしています.太陽黒点では磁場は非常に強いのですが，この写真はそれにくらべてずっと弱い磁場まで書いています.
たとえば，太陽黒点が見えなくなってもこういう弱い磁場が残っていることがありま
すし，黒点にならないような弱い磁場ができたり消えたりしていることもわかっています.地磁気の方の専門家たちは，太陽面に M 区域というのがあって，太陽の自転のために M区域がわれわれの方に向いたとき地磁気が乱れるといっておったのでありますが，おそらくこういう弱い磁場と何か関係があると思います.この装置はアメリ方のパサデナで数年前に作りまして，毎日規則 E しく運転しております.マグネトグテ
フという非常に精巧な機械であります.

1
5
2
うものが非常に重要な役になってくる. したがって電離層とこういう関係現象，いままでいろいろなことを申しました現象間の関連というものが大変に重要になってまいります.それが近ごろごく最近におこりましたエアロノミ
ーと申しまして，訳語は，まだ決まっていないそうでありますが，超高層のこういう物理学的現象を詳しく調べる学問の分野であります.これらは国際
地球観測年の観測資料の整理を行なうことによりまじて急激に進歩することだろうと思いますが，これらはいつも国際的に協同観測をしなくてはならな
いわけであります.各国がカをあわせて同じ目的に向かつて進んでゆかなくてはならないわけでありまして，ここに世界中の国の園際協力ということによりまして，世界の平和が早くおとずれるということを期待している次第でございます.

暫宇宙線研究 2
0年
石井千尋
気魚、研究所地環
電磁気研究部長

仁科先生のも左で宇宙線の研究を始めてか b約 20年 の 間 ， 宇 宙 線 の 研 究 は ， 実 際 の方でも理論の方でも非常な進展を示した.
その間新しい粒子を数多く発見し，また一方，宇宙物理の各方面にもいろいろ新しい現 象 を と bえ ， そ れ ら に つ い て い ろ い ろ の問題を提起して吉た.そしてまた現在もつぎつぎに問題を提起しつつある.これらの歴史的経過と現在の研究の展望を紹介する.
〈日括和 3
2年 1
2月 6日

講演>

1
5
4

宇宙線研究 20年と題しましたが正確には 23
宇宙繰研究のはじめ
年と申した方がよいのかも知れません.
理化学研究所に仁科研究室が誕生いたしましたのは，昭和 6年でありまして，初めから宇宙棋の研究という項目がとりあげられておりましたから，この時から計算しますと 26年になりますが，専門に宇宙線の研究を担当する部門ができたのは，昭和 9年の末でありました. この時から 23年になるわ
けです.

1月に，
昭和 9年 1

日本学術振興会に第十小委員会というのが設立されま

して，宇宙線の研究をすることになりました.このときの委員長は当時の中央気象台長岡田武松先生で，委員には寺由貿彦先生，西川正治先生，木下正雄先生，石本巳四雄先生，と一番若い委員として仁科芳雄先生がおられ，私どもはこの委員会の助手という形で研究を始めました.
実l
主私，宇宙線の観測の器械作りばかりやってきましたので器棟を中心にしてお話を進めたいと思います.

5
0年 前 の 測 定

話は 50年ぐらいさかのぼって，

1
9
0
0年の初

めごろの話になりますが，当時，放射能が発見(金箔検電器)され，この測定が，皆さんご承知のような金箔検電器を利用して行なわれておりました.
原理的に申しますと，第 1図のような一本の電極を琉拍のような非常によし、電気絶縁物で支えて，一方に金属の薄い箔をつけ一方を一つの閉じた容器に入れて置きます.いまここで，セノレロイドの棒をこすって電気を起して電極を荷電しますと，金箔は開きますが，もしここで p 空気が非常によく乾燥しており，また近くに放射棋の源がない場合には，いつまでも電気はにげな
いで箔は開いたままでおるはずです.ところがここに放射線を出すもの，た60 のようなものを近づけますと，次第に金箔がしぼんでくるのがとえば， C0

見られます.これは付近の空気中に ，C060 のガンマ線のためにイオンが作ら宇宙線研究 20年

1
55

れ，このために空気が伝導性を持って電極の電荷

川
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帆ー‑a
、、
、、
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が放電されるためである、、

ことは，よく皆さんもご承知のことと思います.
このような原理で放射能研究の器械が作られてdおりました.もちろんこの第 1図のとおりでは，
風が当たれば金箔がふれますし，またマッチの炎

第 1図金箔検電器

を近づけても，イオ γができて放電を起しますので，実際の器械はもう少し立派なものが用いられております.
ところで，このような装置で研究を続けてゆ
宇宙線の発見きますうちに，放射線の源が全くないのになお

徴弱な放電が起ることがわかり，初めはこれが地殻を構成する岩石の中にあるウラ γ やトリウムの系列の放射性元素によるものとして説明されていました. しかし，次第に研究が進むにつれて，地殻からの放射線によるだけではないようだという事実が明らかになってきたのであります.それは地表から遠ざかれば放射線が弱くなると予想されるのにかかわらず，ある程度地表から上に行くと一度は予想どおり弱まりますが，それからさらに上昇すると再び放射線が強くなることを見つけたのであります.

1
9
0
0年代の初めから第一次大戦のころまで，このような暗中模索的な研究が行なわれ，ついに地球大気の上層か，あるいは地球外かわからないが非常にエネルギーの大きな放射線一一司したがって非常に透過性の大きい放射椋一1
5
6
ーがわれわれの住む地表に向かつてやってくることが明らかになり，これに
宇宙線

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C
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m
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cR
a
y
s
) と名をつけるにいたりました.

欧州では氷河の中にもぐったり，湖水の底に測定器を沈めたりして，どこまで透過するか，すなわち物質による宇宙線の吸収を測ったりしておりました. しかしその当時，いまだすべての物埋学者がその存在を信ずるまでにはなっておりませんでした.
昭和 4年ごろ，ボーテとコ/レヘルスターの 2
ポーテとコ)[，.へ

人が，銀行から金塊を借り出してやった有名な)[，.スターの実験

実験によって，

宇宙線は荷電粒子である円という証明をしました.すなわち電気を持った微粒子が飛び込んでくるものであるというのです.
そこで，もし荷電粒子であるならば地球の磁石の力に作用されて，両極地方に多くの粒子が集中し，赤道地方にはよほど強大なエネルギーを持った粒子でないと到達できないであろうと推算されます.これについては当時すでに極光の理論家たちによって，相当細かい計算が行なわれておりました.
第 2図に地球外から地球に向かつてくる荷電粒子の軌道のいくつかの例が示してあります.
、』、ー第 2図 地 球 の 磁 場 にはいってきた荷電粒子がは:し、る.

宇宙線研究 20年
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第 3 図 地球上の宇宙線強度分布図.赤道地方に弱く極地方に強くなっている.
三の推算は見事に当たりまして，その後の多くの人々の観測jから，実際に地王求上にきている宇宙練の強度分布図を作ると第 3図のようなものができ上がりました.
仁科先生が日本学術振興会の委員として研究
まず観測器械製作からに着手されたのは，あたかもこのころでありま(理研て作った宇宙線計)
す.そこで何はともあれ，観測の器械を作るべきであるということになって，当時コンプトンが世界中を測定して，さきの地図のような結果を出すのに用いたものを参考にして，コソプトンと寸法の同じ電離箱式の宇宙線計を，理化学研究所の工作係で作りました.これが第4図に示しであります.
これは前に申しました金箔検電器(第 1図)の aの部分が，リンデマヅ式のエレクトロメーターになり， dの部分を鉄の球(直径 7cm) で作り，付近の158
地面からくる放射椋一ーガ γ マ線一ーの影響を除くために，鉛のおおいをしたもので，原理的には昔の金箔検電器と同じようなものです.
鉄の球の部分は宇宙線の粒子に感ずる度合を増すために，空'気の代わりにアノレゴンを入れ，
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さらにイオンの数を増すため 3
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ます.電離箱式の宇宙線測定器としては小さい方で，移動観測を目的として設計されたもので，コンブトンはこれを携帯用宇宙綿計と名づけております。
携帯用とは申しますが，これを富士山頂に持って行きますときには，有名な
強力が 3人がかりで分解しでかつぎ上げたほどの重量のものです.
このコンブトン型を完成して，まず第一にキ首コンブトン型
根山で観測を行ないました.初めはリゾデマソ
宇宙線計型エレクトロメーターの示度を付露の顕微鏡で読みとっておりましたが，箱根山の観測の経験に基づいて，写真フィ lレムの」上に自動記録するように改造されました.富士山ではこの改造されたコンプトγ型が用いられました(第 5図).
このつ γ プトン型を使って観測をつづけてみますと木満足な点が感ぜられ
怒 ってくる粒子の密度があまり多くないといてきました.それは，宇宙線の I
う本質的な性質に原因があるためです.地表付近に降ってくる宇宙線の粒子
数 が 平 均 1平方セソチに対して 1分 間 1個 ぐ ら い の 割 合 で ， こ れ を 受 け る 面が小さけねば降ってくる割合が平均的には一定でも，ある短い時間の聞では

宇宙線研究 20年

1
5
9

受けとる粒子の数は変動します.たとえば，

メラ送り時計装置

1平方メ

0ートルのところに 1時間 1m mの雨が降っているときに，口の小さなトックリのような容器で、受けたとしま
すと，ある瞬間にはひとつ
ぶ雨がはいっても，その次の瞬間からしばらくはトッ
クリの中には，はいってこないでしょう. したがって，数個のトックリを置いてそ

第 5図

宙線計

自動式に改造されたコンプトン型字の中にたまった雨水から計算すると，あるものは Sm，あるものは 12m というふうにいろいろな値が出ます.このような変動を統計的な変動と申します.宇宙棋の場合にもこの統計的な変動が大きく影響いたします.コンブト
γ 型は移動観測用としては便利ですが，統計的な変動が大きいので，長い時間の平均値を用いないとその地点の宇宙線の強度の精密な、i則定値が得られないという欠点があります.
仁科型宇宙糠計

この欠点を除くためには大きな断面積を持った電離箱が必要なので，外国でも同じような考

え方からいろいろな型のものが，すでに作られていましたので，その文献を集めて考えた結果うまれたのが今日，仁科型と呼ばれる宇宙椋計であります.

第 6図に仁科型宇宙繰計の外観を，第 7図にはその構造の略図を示しであります.

2リットノレぐらいに大きくし e
要するに，さきのコソプトシ型の電離箱を 2

160
第 6図 仁 科 型 宇 宙 線

計. ~怠蔽鉛を一部取り除

いて内部の不体が見えている.中央の大きい圧力計のついている黒い円筒部分が電離箱で，その手前の箱に丸い頭部がついているのがリンデマン式
エレクトロメーターを入れ，これをフィルムで記録させる部分.

さらに，観測精度を向上させるために，
妙ランプ

宇宙線の平均値と相殺する程度の逆向電気計

きの電気的作用をする補償用ととなえる小電離箱を，内部におさめてあるもので，電気計はやはり，
35m/mフィルム

リソデマン式を用いて宇宙線の強度の平均値からの差をフィノレムに記録させるものです.

第 7図仁科型電隣箱設計図

地表付近の天然の放射線の影響をさけるためには鉛のれんがで全部 10cmの厚さにおおってあります.
仁科型宇宙線計は昭和 1
1年の 6月，北海道の皆既日食の際，北見の斜里岳の観測小屋に据えつけられて最初の本格的な観測に参加して以来今引こいたるまで働いており，たくさんの成果を挙げております.現に国際地球観測年の事業のひとつとして乗鞍岳の観測所と東京板橋の理化学研究所の分室と，札幌の学芸大学とで働いております.
仁科博士の実験

一方このころ，同じような研究目的で，ネーヤーが非常に便利な電離箱式の宇宙椋計を自作して，フィリピンから印度方面に向かう途中日本に立ちよりましたe

仁科研

宇宙線研究 2
0年

1
61

究室ではこれを購入して，最初に北海道の日食観測に仁科型とともに山に運んで観測し，またこれを持って仁科先生自ら清水トンネノレの中で観測をされました.その結果，あの谷川岳や茂倉岳を通して，地表付近に比べると非常に少なくなっているが，なお宇宙線が来ているという事実を見つけられました(昭和 1
1年夏).
このネーヤー型は，私どもの最初に作ったコ γ プトン型に比べて運搬手数
は同じくらいですが記録するのが便利なので，日本郵船の豪州、l航路の船や，

ノミンク{ノミー航路の船に依頼して長い間 p 航海観測をやり，太平洋上の緯度の異なった点でどのように異なるか(第 3図の地図の各点)を，さらに精密に定めることができたほかに，気圧の変化との関係一一私どもが気圧効果と呼んでいる現象を確実にする資料を得ました.
歴史的な中間子写真(ウィルソン霧箱による撮影)

またこのころ，仁科先生のもとでは，広い百積にわたって非常に強力な磁力を作用できる大きな電磁石を作って，この磁力の作用の下で宇宙棋の粒子の道路が曲るのをウィノレソン霧箱で写真にとるごとを始めております.
第 8図 宇 宙 線 の 通 路を磁力で曲げてその粒子のエネルギーを言十るための装置.左が大きい電磁石で中央の丸い窓から写真を撮る.大きさはその右のボンベと比較された
し、.

第 8図にその装置の全体の様子と，これによって撮られた中間子の写真を(第 9図)示しております.これは非常に強大な，直流電源を要するので初めは海軍の大きな充電機を借りて実験が行なわれました.

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第 9図 仁科先生のもとで撮られた歴史的な中間子の写真.
中央の板から下に左まがりの弧状に白く出ているのが中間子の道路・湯川博士の中間子の存在を予想された論文が出て以来，各国ともおそらくこの粒子は宇宙線の中に発見されるだろうと考えてさがしていたもので，これはアメリカと独立に，日本で確認された睦史的な写真です.

このウィルソン霧箱と申しますのは，水蒸気とか，ア/レヨーノレ蒸気で気体が飽和状態あるいはちょっとそれ以上になっているとき，そこに何らかの擾乱が起ると擾乱によって霧が生まれます.
たとえば，非常な上空をジェット機が飛んでいるとき，その後方に飛行機雲ができるのをよく見かけるでしょう.あれも，空中に飽和か，あるいはそ二の水蒸気が存在しながら，なかなか霧ができずにいるところに 9 急にれ 以J
飛行機の通過によって擾乱され，雲が生じるのですが，あたかもそれとよくねて，霧箱の中を霧のできるち主っと手前にして置いて，宇宙線が通過した
信号があったら間髪を入れずに容積を急に膨張させますと，このため温度が下がって 9 さらに露ができやすくなり，宇宙線粒子の通過した跡に，きれい宇宙線研究 20年

163

な親状の露粒の列ができます.

第 9図は上から宇宙線の粒子が突入して，途中にある鉛の板の中で鉛の原子核に当たり，ここから中間子が発生して飛び出したところで，宇宙棋の粒子と中間子の通路に露粒がー列に練状にならんで見えているのです.
一方では，仁科型のような宇宙線強度の連続観測装置ができて，強度の時間的変化の統計的な研究が進みましたし，外国でもこれよりちょっと先に，
コンプトソが，有名な Cメーターと称する電離箱式宇宙線計を作って強度の時間的変化に着目しております.
その結果，気圧の変化にしたがって強度が変
宇宙線強度の化すること(私どもはこれを宇宙椋強度の気圧
気圧気温効果効果といいます)のほかに，気温が上昇すると宇宙線が減少するような変化(これを気渇効果と呼びます)がみつかりましfこ.
これについては，素粒子一一物質を構成する究極の粒子一ーの研究が進み
この解釈ができるようになりました.地球の大気の外から宇宙線として水素の原子核であるところの陽子が，非常な大きなエネノレギーで 1
09 とか 1012エ
レクトロ γ ボルト一一電子の電荷をもっ粒子が 10
億ないし 1兆ボノレトで加速されるエネノレギーに等しいものーーというほどの大きさを持ったものが飛び込んできます.この飛び込んできた粒子が，空気の中で酸素や窒素の原子核に鱈突していろいろの反応を起します，
このとき，中間子を発生させますが，これが非常に透過性が大きいので私どもの地表付近に設けた宇宙線計に飛び込んでくるのです(第 13図参照).
ところが，これがある短い寿命しかありませんので，発生点から地表まで到達するまでに寿命がつきるものや，さらに地下まではいって行くものや，ちょうど観測器の中で寿命が終るものなどが混じっております.
したがって，大気温度が上芥しますと，空気層全体が膨張して，中間子の

164発生点から観測点までの距離が延びて，いままで寿命すれすれで観測器にはいったものが，われわれの観測器の上の方で寿命がつきて観測にかからなくなります.これで気温によって宇宙線の強さが変化するいわゆる気温効果が現われることがわかりました圃
宇宙線をつかまえるのに電離箱やウイ/レソソ
ガイガー計数管霧箱を用いることは前に申しましたが，このほかに，ガイガ一計数管が用いられます園これは皆さんが，放射能雨の話など
でおなじみの測定器ですが，これも 2つ以上組み合わせると宇宙線粒子だけをつかまえるようにすることができます.普通の放射椋はガイガ一計数管を2つ以上同時に貫通して同時に作用させるだけの能力を持っておりません

が，宇宙線はエネルギーが大きいので同ーの弾丸で 2つ以土のガイガー管を貫通して作用しますので，同時に貫いたかどうかを精密に測定すれば宇宙線と他の放射線とを区別できるとともに，その飛び込んできた方向まで決めることができます.なおその上に通過した粒一子の数をひとつひとつ数えることができる利点があります.
大阪大学では，菊池先生のもとで計数管を用いて，宇宙棋粒子が物質を通過する際に起す現象を研究され，この流れは今日，大阪市大の宇宙線研究グループにつながっております。
理研では仁科研究室で 9
この計数管を用いた方式の5年以来，清測定器を昭和 1
第 1
0図潜水トンネルでの観測装置:

水トンネノレの中に据えつけ

宇宙線研究 20年

1
65て，世界最深の地点での宇宙椋観測をつづけました(第 10図).
宇宙椋の陽子が大気圏外から飛び込んできて大気の土層で中間子を発生させることを研究しておりますと，ある高度で強度の最高になるところが存在すると結論されます.

7年
これを実験的に確かめるためにやはり計数管が用いられました.昭和1ごろ，仁科研究室は陸軍の協力のもとで，観測用気球を 5個ぐらい縦につな
いで，これに計数管装置や発信器を吊して飛ばせ，これを受信記録しまじた.
第11図はその時の宇宙線の強度と高度との関係を示したものです.

Tokyo Aml=25'N
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0

第1
1図 目本で最初にゾンデ方式で測定した宇宙線強度の大気の深さに上る変イヒの図.
このように，宇宙線の研究は，素粒子の研究という理論の最先端を行く研
究と，測定器械の進歩によって非常に発展し，いろいろの現象がわかってきましたが，その結果のひとつとして宇宙線の地上観測から上空の大気の変化 p
とくに気温の変化をいながらにして知ることができるだろうと予想されま
す@

1
6
6
仁科先生はこの点に注目され，これが完成すれば，毎日気象ゾンデを飛ばさないでも，すぐに大気温度が知れるので、はないかというので気象用宇宙椋計の考案を指示されました.そのためには仁科型より 1桁上の精度で測定できる宇宙椋計が必要であるので，私どもはその設計をいたしました.
この設計を戦後引きついだのが，後にでてくる国際地球観測年用の大型電離箱式宇宙線計です.

1以上が戦争末期までの日本の宇宙棋の研究の概要でありまして，宇宙線研
究年表にとりまとめてみましたものを参照していただきますo(末尾の年表参

戦後日本で原子核の実験研究，

とくに大型の照)
戦後の研究(気球による観測)

加速器を用いたり，原子炉を利用する研究を禁止されましたのと，研究機関や大学の予算が原子核の実験をするためには非常に苦しかったことによって，期せずして上空
における宇宙椋現象の研究が盛んになったとみられます.
上空には，非常に大きなエネノレギーを持った粒子(一次宇宙線と呼ぴます)が飛び込んできて，さきにも申しましたように空気の原子核との間で核同志の反応を起しております.これを利用すれば，サイグロトロ γ など及びもつかぬような大きなエネノレギーの現象を捉える可能性があります.
たまたま，写真乳剤で粒子研究に非常に便利なものが作られるようになってきましたのでこれを利用して，地上 20kmないし 30kmのところまで，気球で写真乾板を運んで行って，これを回収すれば，乳剤の中で起ったいろい
ろの原子核相互の現象の研究ができます.
日本ばかりでなく，イギリスやイタリアあたりもこれに相当力を入れてきました. 第 12図 aにこのような実験のため気球を揚げるところ，第 1
2図 bにそれによって乳剤の中に得られた粒子の衝突現象の一例を示します.素粒子論の発展と，この種の実験や，高い山の上の霧箱の笑験なとマからいろいろ

宇宙録研究 20年

中間子にも種類があることや，大気中での宇宙線(二次宇宙線)の様子も非常に明らかになってきました.

3図にそデ、/レ的に示
その様子を第 1
しております.
なお，戦後の特徴のひとつともみられますのは共同の研究が盛んになったことであります. これもあるいは予算が窮屈になったことにもよりましょう
が，それにもまして研究がこまかく専門に分れるとともに，各専門のあいだ

第12 医I a第12 図の広い協力を要するようになったことも大きな原因と思われます.

23年前，字研究組織の拡充

出棋の研究の始まったころ 9 仁科先生のもとに数名いたにすぎなかった日本の宇宙線の研究者が，今日ではすでに 10
0名以上に及んでおり，全国の大学研究機関に分

4図にその分布の布しております.第 1
様子を地図で示します.このように研究者が分布すると同時にその協力共同の研究態勢がおのずから要望されてきまして，一方には，宇宙線研究者の全国的な組織があり，また，上空の宇宙椋現象をとらえるため気球を飛ばせて

b

1
6
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度
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3図

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17
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0

上空から地上まで宇宙線粒子が変化しながらはいってくるモデル図

研究グループ FlGY観 測
。1
‑3名

@日名
@ ト1
0:
i
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園

ム乗鞍岳宇宙線観測所

1

ロンク

t

ン観測

ロケ yト 制JI

10‑20名。気球観測l
主宇宙線望遠Jl
口地下観iR

日本における宇宙線研究者および設備分布図

宇宙線研究 20年

169

実験するグループ組織がありますし，高山での観測を行うための共同利用の観測所として，後に申しのべますところの乗鞍岳の宇宙線観測所があります.
乗鞍岳の宇宙線観測所と申しますのは，この乗鞍岳の宇ような協力によって生まれた特殊の研究施設で

宙線観測所
あります.
ここは乗鞍岳の頂上からちょっと下ったところにありましてm)， 形式上は東京大学の付置となっておりますが，

(高度 2
8
4
0

実質は全国の宇宙線研

究者の共同利用の研究機関でありまして，ここには所長と設備および庶務の管理をする数名の職員があるほかには，研究員も助手もおりません.全国の研究者の中から，高い山で実験する必要のあるテーマを持った者が施設の利用を申し込んで，この申込を運営委員会が判断してその年の利用企画をいた

第15図乗鞍岳の東京大学宇宙線観測所
手前のカマボコ型の小屋に，仁科型と宇宙線中性子モニターがある.右に離れて見える小屋はこの観測所の母体になった朝日奨励金で作られた観測小屋.

仁臼

① I1
①
'‑‑‑‑'

10m

第16関東京大学宇宙線観測所平面図1. エンジン室 2.大マグネット室
3. 小マグネット室

44 中性子観測室 5 榊 タ ン ク
6. 朝日新聞奨励金でできた小屋

1
7
0
第1
5図に観測所の全景がだしてあり，第 1
6図はその平面図であります.
夏期は岐阜県高山から観測所の近くまで、ノミスが運行されており，また，観測所にジープが用意されておりますので交通はきわめて便利ですが，冬になると，松本から島々にはいり，これからバスで山麓の鈴蘭小屋というところまではいり，そこからスキーで登ることになります。
観測所にはジーゼノレ直結の 60kVA 2台の直流発電機と，

kVAの交流発電機が据えられて，

50kVA と 2
5

いつでもじゅうぶんな電力を供給できるようになっており，これに冬の問中，じゅうぶんな燃料を供給できるように

2基 の 100トンの重油タンクが準備されています.
要するに，この観測所は宇宙線の研究者が，各自がそれぞれの研究課題を持って，この観測所にある研究施設を利用して仕事をするようになっておるのでありまして，設備の点から申しま
すと，諸外国の高山にある宇宙線観測所に比較しでもひけをとるようなもの
ではありません.
施設
主要な施設を挙げてみすまと，a) 大マグネット(第17図)，小マグネット
いずれも強大な電磁石の極の間にウィルソン霧箱を挿入して，この中を通過する宇宙線粒子の通路を電磁石の力で曲げて，そのエネルギーを測るの

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河川円角前
引い四手

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立口‑

大分部

fJ をc 'に利用されます.霧箱ではただエネノレ

ろな物質を置いて，その前後の粒子の宇宙線研究 2
0年

1
7
1

行動と性質から，宇宙椋粒子の物質との相互作用を研究したり，いろいろに利用されますー，両極の間隔 45cmで，ノトマグネットの大マグネットは，極の直径 60cm
方は，極の直径 50cm
，両極の間隔 35cm でいずれも極の聞で最高 8000エ
ルステッドの磁場を作ることができます.

b) 高圧霧箱これは水素原子と宇宙線粒子の聞の作用を調べるために用意されたもので，大きな鉄の00気 圧 の 水 素
容器に 1がつまっており，一方に耐圧ガラスの窓があってこの窓から現象

第四図乗鞍の高圧霧沼
水素ガス約 100気圧をみたして，陽子 陽子の衝突によって発症する透過性シャワーの研究を行なう.中央にています(第 18図の写真). 見えるのが霧箱.
を観測するようになっc) 宇宙線空気シャワー研究の設備
大気中の宇宙線現象の中で，とくに最近注目されてきているのは空気 γ ャ
ワーの現象であります.空気ジャワーと申しますのは，地球の外から飛び込
んで、くる，とくにエネルギーの高い粒子が地球の大気中で非常に数多くの二怒りそそぐ現象であります. もちろ
次粒子を作って地上にジャワーのように lんこれは地上でも観測されますので東大の原子核研究所では，とくに非常に広い受感部を持った新しい装置を準備しておられます. しかし，山の上ではこの現象の発展途中のまた異なった断面を捉えることができるので，現在ガやイガ一計数管の群やウィノレソソ霧箱，ネオンホドスコープなど各種の測定装3年〕観iJ1JJ所の周囲百数十メート置を設けており，さらに来:f:手ごろは(昭和 3172
ノレに及ぶ範囲に装置を配置しての研究が展開される予定であります@d) 中性子の強度の連続観測
これは国際地球観測年の事業のひとつで，協定された型式の中性子標準計というものを用いて観測されています.この記録装置は日本独自の考案で，電信用のテープ穿孔方式を利用して自動記録しております.
中性子は屋根に雪が積ったり霧氷が厚く付着したりすると強度測定に影響するので，特別設計の観測室を設けてありまして，屋根の雪は風力と屋根裏の温度の作用でいつも雪が積らないというようになっております(第 15図の写
真の手前の方に突き出ている小屋).
これらのほか，現在いろいろの宇宙線の観測に，各大学および大学以外の諸研究所によって利用されており，居住設備に関しでも相当努力が続けられております. とくに冬期研究者の交代などについては，長野県側山鷲の鈴
蘭小屋の付近に連絡所を設けて無棋連絡をとりながら安代者の安全を計るなどの努力がなされております.
第19図東大宇宙線観測所鈴蘭小屋
宇宙椋研究者の圏内協力共同の態勢は，このその他の研究施設

ような乗鞍の観測所において非常によく発揮されていますが，そればかりでなく，さきに申しました気球観測をはじめとして，東大の原子核研究所には共同利用のための施設ができており，世界一流の設備を着々と準備しております.
第 13図の模型図にあるように，

大気中で起ってるシャワーでできた高エ宇宙線研究 20年
地方時

173

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2
1 2
2 2
3 2
4 2
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年 1月
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7

士 N‑3
宇宙線(中性子)(乗鞍)+10

中間子(計数管)(東京)+2

中間子(計数管)(東京)+2

中間子(電離箱)(乗鞍)
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(東京)

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中性子(乗鞍)。
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第

20 図

，

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21
8 寺
2月 2
2 2
3
2
4

第

21 図

ネノレギー粒子群の作用を調べるための設備として，チェレソコフ・カウンタ
ー，シンチレーション・カウンターなどの組合せによるシャワーの中心部(コア)を調べるもの，それぞれの二次粒子のエネルギーを調べるもの P 粒子の入射する方向と，地表付近の分布を調べる装置を設けつつあります.
また一方においては，宇宙棋の時間とともに変る様子(実際の変化は数%程度ですが)を，仁科型をはじめとして，戦争前から長期にわたる記録が集
まってきましたので，これを統計的に取り扱って，太陽活動周期にともなった長周期変動や，地磁気や電離層の変動や異状とともに変動する現象につい174ての解析が進んできました.
たとえば，太陽黒点の活動が盛んになって，磁気嵐が起り，電離層にデリンジャー現象が起るような際には，これと同時に宇宙線強度が減少する宇宙
綜嵐をともなうことがしばしばあり，また，太陽市に重要度班ぐらいの爆発現象があると，0図には宇宙線に異常増加が現われることがあります. 第 2

宇宙線嵐と，磁気嵐の対応している有様を，

1図には 19
5
3年 2月 23日
第2に起った異常増加の様子を示しておきます.
このような現象の研究に関しましては，宇宙練研究者の中に一次宇宙練研
究班が札撤され，また，他の宇宙，地球物理学的現象(宇宙椋も含めて)の関連研究のために，電離層研究連絡委員会と，電離層総合研究委員会とが設けられ，天文，地磁気，電離層，電波関係、から，宇宙練など広い範囲の専門

2[
習 中間子標準計
第2本)を 3段におき，第二，第三の計数管群の問に鉛10'後方の鉄枠に計数管(各段35cm を掃入しである.前方の装置は上から同時放電選択回路，波数回路 (2段目および 3段目)記録器，下方は電源部分である.この装置全体回転架台の上にのせてある
ので，自由に回転することができる.

宇宙線研究，2
0年
家の共同の研究が，すでに戦後 1
1年近く進められており，

1
75

また世界的にも高〈評価されております.
このような現象を確かめるためには宇宙線に関してだけでも地球全体に分布する観測所の資料を比較研究する必要があるので，各国の宇宙線研究者の提携がぜひ必要になってまいります.
国際地球観
測年へ参加

このような要望があるところに，たまたま国際地球観測年の話が始まりましたので，世界の宇宙線の時間的変化を研究するものは，こぞってこれに参加するにいたりました.
日本では，東京で 2カ所，乗鞍山の観測所，北海道 1カ所で，ひとつは中間子標準計にれは東京板橋の理研分室に)， ひ と つ は 中 性 子 標 準 計 に れ は乗鞍に)， 大 型 電 離 箱 式 宇 宙 線 計 ( 東 京 馬 橋 の 気 象 研 に )，仁科型宇宙線計

掛

第23図 ガイガ一計数管からのパルスを適当に減数したのち，パラメトロンを用いた計数記憶装置で， 1
5分間のパルスを記憶させ，これを IBMパンチャーによってiから IBMカード穿孔器，パラメトロン記憶装置，パラ
カードにパンチさせる.左倶j
メトロン用高周波電源.

176(東京板橋，乗鞍，北海道学芸大)，挟角垂直成分宇宙線計(東京馬橋，北海
道学芸大)を用いて時間的変化の観測をしております.
中間子標準計は，国際地球観測年に際して会
中間子擢準計世界の宇宙線の強度観測の標準にするために定めた方式による測定器であり，ガイガー計数管の配列を三段に重ねてありま
して，これが立方休になるような配置にすることになっております.そして1時間に 50000個 以 土 の 中 間 子 を 数 え る よ う な 面 積 を 持 つ こ と が 要 求 さ れております.第 22図の写真は，

東京板橋の理研分去に据えつけた中間子標

準計の主要部分を示したものであり，3図の写真は，
第2

この半自動化された記録装置を示しております.
これは国際的な約束によって 2台同じものを据えつけて，これの測定数値が等しくなることで機械の検査をすることになっております.

鉄枠の上に四角に見えるのがパラフィンで，この中に B!OF3 ガスをつめた中性子計
2本入れてある. 6本ずつの 2数管が，さらに鉛 5cm とパラフィンとでかこまれて 1
組に分け，それぞれ増幅器，記録器を独立につけて中性子強度を測定する.記録はリ
5分間のパルス数を記憶させ，電信テープにパンチさせた
レー計算器を通して， 1eゴンをつめる.

川市岡難暫滞 N C h明

第 2
5図 大 型 電 離 箱 式 宇 宙 線 計(
1) は長さ 5m直 径 20cmの電離箱，内部に 30気圧のアル(
2) は補償用の電離箱で (6)のラジウムによって宇宙線の平均値に等しい逆向きの作用をさせる.
(
E) はエレクトロメーターで，その光を光電管 (Pj)(P2)に受けサーボシステムを利用して (6)に記録をぺン書きする.

ト~

"
"

178

中性子会標準計も，中間子標準計と同時に間際
中性子標準計的な申合せによって作られたものです.これは，一次宇宙線の変動を割合に忠実に反映する特徴をもっているのですが，地表付近では強度が弱いので乗鞍岳の観測所に置かれております.中性子強度は屋根の雪などによって大きく変化するため，雪が降って屋根に付着しないようにすることは前に申したとおりであります. 第 24図にこの室内の装置の全般を示しております.
大型電離箱式宇古線計は，仁科型の受感部を
大型電離箱
もっと大きくしたようなもので，これは戦前，
式宇宙線計
仁科先生が気象学的な応用に役立てることを考えられたときに試作されながら，ついに完成しなかったものとほぼ同様で p
第25図にその構造を，

第26図の写真には外側の小屋を示しております.小屋と申しますがこれは宇宙線計の一部とも申すべきもので第 1図の (d)の部分がこのくらいに大きくなり凶作)部分が第 26図左の部分くらいまで成長したと考えていただけばよいと思います.すな

わち約 20年の聞に強力 3名で富士山に運んだようなもの
がこの写真の小屋ぐらいにま
第 26図大型電離箱式宇宙線計の小屋.右の方の部分は，第 1図(d)に相当し，左の方が(吋 :
b
)に相
当する.

で大きくなった次第です
これに匹敵するものはソ連

で用いている ASK‑l型という 9
50リットルの球型電離箱です(第27図).
挟角垂直成分宇宙線計は北海道学芸大学のも
狭角垂直成のは計数管の組合せで，東京気象研究所の分は分宇宙糠計

シンチ νーション@カウンターの組合せで作ら

宇宙線研究 20年れています.第 2
8図には後者を示しておりますが，第 27図 ソ連の大型電離箱式宇宙線計。
1) が鉛をかぶった球型電離箱2) がエレクトロメータ一部分

179

これも記録は半自動的

第 28図 狭角垂直成分宇宙線計(気象研究所).左の鉄枠がシンチレーション・

カウンターの支え，右端が自動印刷装置

でタイプ印刷されてでできます.
日本ではこれらと，さき人述べた仁科型の資料とを，

2時間ごとの値を記録して国際地球観測年の参加各国と交換しております.
これらの外に国際地球観測年の事業のひとつとしてロケットおよびロックーン(気球発射ロケット)による観測があり，これにも宇宙繰観測が含まれております.さらにもひとつ P 南極の観測にも宇宙線は重要な項目のひとつになっておりまして，現在昭和基地には，かつて北海道の日食の際に一俊買ったネーヤー型宇宙線計が動いており，また，r
宗谷」の上には宇宙線中性子観測用の測定器が乗せられて連続の記録をとっております.
なおこのほかに名古屋大学には宇宙線望遠鏡
その他の設備と名づける大きな設備で，宇宙線の源をみつけようとする機械があり，大阪市立大学では，静岡県焼津の東海道線の廃トソ

180

ネJレを利用して，地下まではいってきた宇宙線現象について注目すべき研究が進められていることを申し添えておさます.

む

す

び

以上申しましたのが，大休測定設備を中心にみた戦後から今日にいたるまでの研究のあらま

しであります.ところで，上空はロケットから気球，山頂 t
こいたるまで観測をひろげ，地表付近は全世界に網を張り，その上地下までもぐって，ある者
は，できないスキーを練習して冬乗鞍の山に登り，あるものは南極で冬越しをして，一体何を考えているのかという点に疑問をおもちの方々も少なくないことと思います.これについて私ども宇宙線の研究をする者には，それぞれいろいろの夢を持っております.ある者は，宇宙線の粒子の持つ，非常に大きなエネノレギーを利用して，原子核との相互作用から物質の基礎をなす粒
子，素粒子の研究資料をつかまえ，それによって，湯川先生をはじめ多くの日本の秀でた物理学者の組み立てた理論を，さらに前進させようと考えておるでしょう.また別の人々は，宇宙線が大気の中を通過するとさに受ける変化の総合されたものを地上で観測することによって，これら変化を起させた
上空の大気の状態を，あたかも X線で透視診断をすると同じように利用して，ひいては日々の天気予報にまで応用しようと夢みているかも知れません
し，また別の研究者たちは，宇宙線を通じて星の中の物質の生成から，ひいては新しい原子力，核融合反応の手がかりを得ようと考えているでしょう.
また，ある者は宇宙旅行をするときの基礎資料に考えてもおるでしょう.
いずれにしても，自然科学の総合された力となるためのひとつの歯車であり，ひいては私どもの生活に，どんな形でかは今日不明ですが何かの形で反映してくるであろうと思われるものを得るためのー働であるはずであります.

理由や原因，あるいは環境といろいろの条件はありますが，いずれにしま
しでも戦後他の分野，とくに素粒子論の進歩と原子核物理の進歩の上に立宇宙線研究 20年

1
81

ち，あるいはまた，その基底となってともどもに大変進歩いたしました.
事実，片手に持つほどの電離箱に鉛をかぶせた国産一号のコンブトン丞~から写真(第26図)にお自にかけたような総重量 15 トンほどのひとつの小屋を単位にするような電離箱を作るまでになったわけです. しかしこれらのもの Pロケットと南極を除けば，いずれも，仁科先生が手をつけられたことは，いまさらおどろくべき慧眼であると申すよりほかありません.
今日，仁科先生の誕生日に当たるこの記念講演に際して過去の先生の業積をふりかえって，私どもの微力に自ら鞭誌を加える次第であります@&
82
宇宙線研究牛表(観測を主とした)
昭

6 1
9
3
1 理化学研究所に仁科研究室発起昭

934 日本学術振興会第 1
9 1
0小委員会(宇宙線研究)発足

93
5 宮士山頂で宇宙線観測
0 1
昭 1

1 1936 斜里岳で日食時の宇宙綿観測
昭 1
清水トソネノレ内でバーストを見つける

9
3
7 船上観測開始
昭 1
2 1
昭 12 19
3
7 μ 中間子の写真による確認

4 1
昭 1
9
3
9 清水トンネノレ内の連続観測開始
6 1
昭 1
9
4
1 仁科型宇宙線計 5台並列観測開始
7 1
94
2 気球による宇宙線観測
昭 1
昭 1
9 1
9
4
4 中央気象台に宇宙線研究室誕生
昭 2
0 1945 仁科先生宇宙線研究により，朝日文化賞を受ける
i
昭 2
2 1
9
4
7 名古屋大学で宇宙線研究開始

昭 2
4 1
9
4
9 朝日科学奨励金で乗鞍岳に観測小屋を作る
昭 2
7 1952 気球に写真乾板をつけた観測開始
官
自 2
8 1953 全日本の宇宙椋研究者の組織 (C.R.C)結成

昭 2
9 1
9
5
4 東京大学宇宙線観測所活動開始
昭 3
2 1
9
5
7 国際地球観測年の観測開始

四 放射線の生物作用とその機序
岡 小 天
小林理学研究明主託研究藁放射線が生物にたいして，どんな作用をするか，われわれ宮本人は身をもって体験してきた.大量の放射線照射はつねに死を招くものである
が ， 致 死 量 以 下 の 放 射 線 に よ ぐ て も 種 k の放射線症が乙、きおこされる.
放射線は癌の治療に用いられる一方，癌の原因ともなる.
放射線の生物作用のうちもっとも恐るべきものは，将来の世代へお上ぼす影響である

放射線による遺伝的影響は有害であり，しかもすヤには目だたないものである.
放射線の生物作用の￨幾序を明らかにすることは医学の上から必要であるばかりでなし現代自然科学の基礎的問題としてはなはだ重要である.
生物は細胞からできて初り，細胞は種々の複雑な物質からできている，
放射線の照射により，生物をつくる言者物質がどのような化学変化を受けるか，立た細胞がど、のような構造上，機槌上の変化を受けるかがまず、問題となる.
生物体は高度に組織された秩序ある体系であるから，放射線の高エネ
ルギー照射により，重大な障害を受けるのは，むしろ当然である.放射線 の 生 物 作 用 E明 ら か に す る こ と は ， 逆 に 生 命 の 機 序 を う か が う 手 段 とも7よる.

放射線の生物作用機序の問題は物理学と化学と，生物学の三つの分野が交錯する広場て、ある. し か し ， こ の 方 面 の 研 究 は ， 問 題 が き わ め て 複
雑な上に，日もなお浅〈し，現在まだ明らかにされていない
多い.乙こでは，介したい。

この広場の現状を展望し，それをできるだ

く 昭 和3
3年 1
2月 6日

け平易に紹
講演〉

1
8
4

ただいまご紹介いただきましたように，放射棋の生物作用とその機序ということにつきまして，

しばらくお言舌し申し上げたいと思います.

仁科先生のご誕生日にあたりまして，本日のこの記念講演会で講演させていただきます光栄をたまわりましたことを深く感謝いたします.
放射線が生物にどういう影響をおよぼすかとはじめにいう問題は，それ自体，自然科学の問題としてきわめて重要なものであるばかりでなし臨床医学的にも非常に重要な問題でございますので，現在各国で盛んに研究されつつありますけれども，なにぶん事柄が生物を対象としますものですから，いまだにはっきりしない点がゴド常に多いわけでございます.それでここでは細かい点はぬきにして，この方面の研究が大体どんなふうになっているかということをできるだけわかりやすくお話してみたいと思う次第でございます.
さきほど申しましたように，放射線というものは医学上重要な意味をもっているものですが，それは放射線障害ということがあって，放射棋にあたったために病気になったり，あるいは死ぬことさえある一面，放射棋を使ってガソの治療をすることもできるからであります園
ガソの治療と申しますと，以前には天然のラジウムからでる放射椋，あるいは X線を使って治療していたものですが，

最近ではコバノレト 60という人

工放射能をもった同位元素が使われるようになってまいりました.このコノミ0は不安定な元素でございまして，ノレ
ト 6

崩壊してニッケノレに変りますが，その際コバノレト 60の原子核から電子が飛びだし，同時にガンマ棋がでます.
どのくらいの速さでコバルトがニッケノレに変わるかと申しますと，

これは 5

年 4カ月ほどでコパノレトの半分がニッケノレに変わるような速さであります.
電子は非常に大きな速さをもって飛びだしてくるのですが，これは薄い金属のフィルムで容易に遮断されてしまいますので，実際治療に使われますのは
このガンマ線だけを使うわけでございます.ガ γ マ線はご承知のように非常放射線の生物作用とその機序

185に透過カが強いために，これを使って人体の深部の治療ができるわけでございます.
ところで放射線が生物にどういう影響をおよ
放射線の影響ぼすかという問題に対しては， ;1，ずわれわれの身近なところの問題からお話しするのが一番いいと思いますが，そうするとわれわれを含む動物に対しての影響でございます.放射椋に対する動物の抵
抗力をどんなふうにしていいあらわしたらいいかが，まず問題でございますが，ふつうは同じ種類の生物のうち，その 50%がある期間，たとえば，

30

日の聞に死んでしまうような放射線の量によって抵抗力をいいあらわしております.このような放射線の量を致死量と申しますが，これが大きいほどその生物は放射線に対して強いわけでございますし，またこの致死量が小さければ放射椋に対して感受性が高いということになるわけであります.致死量をきめるのに，なぜ 100%という値を使わないかという疑問が起るかもしれませんが，生物にはすべて個体差があり，たとえばモノレモットならモルモッ
トといっても，

1
0
0芭のモノレモットの中には放射線に対して少し強いものもあれば弱いものもあるというわけで，全部ということになるとごく少数のもので非常に結果が違ってくるおそれがあるからであります.
さて，いろいろな動物が一体どのくらいの抵抗力をもっているかということでありますが，それは動物の種類によって大変違うのでして，われわれを含む晴乳類は比較的他の動物にくらべて抵抗力が弱いのであります.そこで1カ月の聞に 50%死んでしまうような放射線の量をレントゲン (r) という単位を使っていいあらわしますと j おおよそ次のようになります.
モノレモットは 200~400 r， 豚は 275r， 犬はいろいろな動325r， ヤギは 3
50r，サノレは 580r
，ハツカネズ物の致死量
ミは 400~600 r ，ネズミは 600~700r ，

ウサギ

は8
0
0r
，人聞はどのくらいかと申しますと，大体サノレと同じ程度と考えてい1
8
6

ただけばいいのであります.上の数字はもちろんそう正確な値と考えるととはできないのでして，ある実験において得られた値にすぎないのであります.

さて， ~甫乳類以外の動物はどうか，といいますと，これはずっと抵抗力が強いのでして，たとえばキンギョは 7
00r，カエノレはやはり 700r， カメは1500r， イモリは 3000r，エピは 10000rです. 動物ではないが， 酵 母 は30000r， 大腸菌は 10000rというように，微生物になりますと非常に強くな
0000r，アメーパは 1
0
0
0
0
0r
，ゾウリム
ります.それから見虫がまた強くて 600000r となっております，
シは 3

他のいろいろな種類の動物あるいは植物にくらべまして，人間その他の晴乳動物がいかに放射線に対して弱いものであるかということがわかるわけであります.これは実験的な事実であります
けれども，それではなぜそういうふうに晴乳動物は弱いのか，あるいは他の動物はなぜ強いのかp

動物の種類によっ f ，なぜそういうような違いがある

かということになりますと，現在その理由は全然わかっておらず，仮説すらないという状態であります.
それからハツカネズミのような小動物についハッカネズ芝にてはいろいろな実験がなされておりますので，ついての実験

，3申しますと，ある実E
食におきましてそれを 2は，雌の方が堆よりも抵抗力が 10%ほど大きいというようなデータがございます.それから若いネズミは年とったネズミよりも抵抗力が大きいのですが，これは若いと回復がはやく起るためと考えられます.それからおもしろいことには，冬眠中の動物は抵抗力が非常に大きいのであります. しかし，冬眠中の動物に放射棋をかけた後

p

暖めてやると動物は普通の状態でかけられたのと同じようなふるまいをして，非常にへたばってしまうのでありま

3度上まで冷却しておき，放射す.それから動物を，細聞の水の凍結点の 2，線照射し、たしますと，抵抗力が増すというデータもございます.そのような

放射線の生物作用とその機序

187

冬眠状態では，組散の中に酸素が非常に欠乏した状態になりまして，のちに申します酸素効果の弱くなるためと考えられます.こういうふうに冷凍して菩に耐えるのでありま照射しますと，動物はふつうの致死量の 2倍ないし 3f
す.
われわれに一番関心のありますのは，われわ
人聞の致死量れ人間自身についてのことでありますが，

もち〈広島，長崎被爆の経験〉

ろん実験というものはないのでありまして，広島あるいは長崎における被爆の状況から，人体に対する放射線の影響がある程度わかっているにすぎないのであります.それによりますと，爆心地から

1000メートル以内の戸外におりました人は 1000r以上の放射線をあびていると考えられるのでありますが，そのような人々は 1週間以内にすべて死んでいるのであります.ところが爆心地から 1000メートルないし 120
0メート
ルの距離におりました人は，

700r理度の放射線をあびていると推定され，そのような人々は 2カ月以内に大部分が死んでおります.このような事実か
ら人聞の致死量は，さきほど申しましたように，大体サルの場合と同程度であろうと考えられるのであります.
それからまた動物の場合に話がもどります
放射線の局部照射Mされる場合と一部遮蔽さが，動物は全身を照Uれて照射される場合とで P 同じ V ソトゲソだけ放射線をあびても抵抗力が非常に違うということがあります.全身を照射されますと非常に弱いのでありますが，一部大事なところをおおっておきますと割合に平気であるというわ
けであります.たとえばハツカネズミの場合，牌臓を防御しておきますと抵抗力が増すのであります.このことから牌臓は放射線に対してなにか重要な佼割引寅じているものと考えられるわけです.それからいま申しましたことに関連することですが，動物の体の一部分を，局部的に大量照射する場合には割合に抵抗力が高くて，死ぬというようなことはあまりみられません.こ1
88のことはわれわれにとっては，はなはだ有利なことであります.ガ、ソの治療をしますときには数千 rのガソマ棋を非常に細くしぼって

9

局部にあてるわ

けでありますが，一般的な全身的な健康状態をたいしてそこなうことなしに局部を治療できるのは，以上のような理由に基づくのであります.
要するに，会身照射は非常に危険なのでありまして，これは生物学的にみて9 非常に重要な点であると私は考えております.
またある一定椋量の放射線を長い期間にわたって少しずつ受けるか，あるいは短期間に一度に受けるかによって，動物に対する放射線の影響は大いに違うのでありまして，一般に短期間に急激に受けた場合には抵抗力が減り危
険であります.それは生物はある程度，休を損傷されても，またもとに回復する力をもっているからであります.
人聞が放射線をあびた後で，どのような症状
放射線を受けたを呈するかということですが，場合の症状

日本の実例によ00r の放射棋をあびたとき，
りますと， 6た瞬間から 2時間後には暗吐を催し

あぴ

1週間以内には下痢幅吐が続き，第 2

週日には発熱し，さらに急激に衰弱がきて，ついに 100%死亡いたします.

4
0
0rあびた場合にはどうかと申しますと， 第 1週 ， 第 2週にははっきりした症状はでてまいりません. しかしこれが安心ならないのでして，第 3週になりますと，頭の毛がねけ，食欲不振となり一般的に倦怠感を覚えて発熱
い顔色は蒼白となってまいります.その後急激な衰弱がやってきて，死亡00rに下がりますと，今度は率は 50%ということになります.放射椋量が 2
助かる見込みが非常に強くなってまいります.この場合には第 3週になって頭の毛が抜けはじめノ食欲不振となり，咽喉が痛み顔色は蒼白になり下痢を起しますけれども，特別に合併症を起さないかぎり回復するのであります.
さきほど申しましたように，日市乳動物は単細胞生物よりもはるかに抵抗力が小さいものであります.これに対してはいろいろな考え方ができるでしょ1
8
9

放射線の主主物作用とその機序うけれども，ひとつは晴乳類のような高等生物の場合には 9 いろいろな器官が分化して分業的に働いているわけでありますが，ひとつの器官が照射されると他の器官の機能をそこなうということが考えられるのでありますE

つまり金身照射いたしますと各器官の問の平衡が雪だるま式に急激に破れだすわ
けであります.それで高度に分化した高等生物は単細胞生物にくらべて放射棋に対する感受性が強いのではないかと推察されるわけでありますE

次に，致死量以下のわずかの椋量の放射械を放射線が致死量あびた場合に，生物休にどんな変化が現われる
以下の場合
かということですが，たとえば血液に変化がす

00
rを照見守しますと，ぐでてまいります.人体に 3

1時間以内にリンバ球の1
成少することが明らかに観察されます.その後 3日間ぐらいはリソバ球がどんどん減少してまいりますが，それからあとは徐々に回復して正常な状態にもどります.これに反して多核白血球の方は，

リソバ球ほど急激には減少いたしませんが，約 2週間ほどの間，徐々に減少してそれからあとまた回復してまいります岨赤血球の方ははるかに抵抗力が強くの聞は何も変化が現われません.ところがその後

9はじめの 10日ぐらい

3週間ぐらいまでの聞は徐々に赤血球が減少し，その後ふたたび正常な状態にもどるのであります.
放射線照射により体重が減ります.たとえばハツカネズミについての実験がありますが，

700rの放射線をあてますと 1
0日間ぐらいの間どんどん休重00%死亡いたします. ところが 550rの放射線をあたえが減って，ついに 1た場合には，休童ははじめの数日聞はわずかに減少しますけれども，その後はほぼ回復し，死ぬものはほとんどありません.
それから放射線照虫ずにより病気に対する感受性が高まるということがあります.原爆の場合にもそうでありましたが，わずかな傷から敗血症をおこしたりいたします.これは放射線の照射により体の中で抗体を産生する能力が1成るからであります.

1
9
0
それから放射線照射が生殖能力に重大な影響を与えるということもご承知のとおりでございまして，

0000rの照射を受けますと p こ
たとえば卵巣に 1の婦人は永久的に不妊になります.
【皮膚に対する影響1 次に p 皮膚に対する影響ですが5
0
0r 以上の放射棋をあびますとそこの部分がはげてしまいますーところが 200~300 rの場合には一時的に毛髪がぬけてしまいますけれども，1年ぐらいたちますと回復いたします.ちょっとここでスライドをご覧にし、れましょう.第 1図は，非常に狭くしぼった X棋をネズミの体の一部に照射し，そこの部分の毛の色が白く変ったところを示したもの十です.向こう側が見えておりませんが， X棋はネズミの体をじゅうぶん透過しますので反対側の同じ部分がやはり白第〔眼に対する影響】

1 図

くなっているのであります.

つぎに眼に対する影響ですが，白内障になります.原爆で直接眼に放射棋を受けた人は眼の水品体がにごってまいります.非常に0年後に現われるの不思議なことに，このような放射棋の影響は 5年ないし 1
でして，それまではなんの変化も現われません.このように放射線の影響というものは場合によっては非常に時間がかかるもので，これは大いに警戒しなければならないことでありますー【細胞に対する影響] 、つぎに放射線の生物にうせする影響としてどうしても考えねばならないことは，細胞に対する影響であります.多細胞生物の場合には，細胞同志の相互依存性が非常に強いので，ひとつの細胞の損傷が他の細胞に影響を与えるわけでありまして，その聞には非常に複雑な関係があるわけであります.これが多細胞生物に対する放射線の作用の問題が非常にむず、かしくなる理由であります.さらに生物では，いわゆるストレス反応とし、

p

放射線の生物作用とその機序

191

うのがありまして，なにか外界から平常と違ういやな原因がまいりますと，それに対していろいろなスト νス反応が全身的に起るのであります.それで多細胞生物の場合には，直接，細胞自身への影響かどうかを区別することが非常に困難になるのであります.ですから単細胞に関する研究がまずもとになるわけであります.
【細胞分裂に対する影響】

その第一は，細胞分裂に対して放射棋がどんな影響を及ぼすかということであります.これは一口にいいますと，細胞分裂が抑制され遅延するのであります.そして盛んに分裂しつつある細胞が，とくに影響をうけやすいという雫封教があります.ですから同じ細胞でもふつうの体細胞と違いまして，生殖細胞とかガ γ細胞がとくに放射線に対して敏感なのであります.ガソの治療に放射棋を使うことは前に申したとおりですが 1
ガソ細胞だけにガソマ線を照射することは不可能で、ありまして，どうしても正常の細胞まで照射されてしまうわけであります.もしガソ細胞と閉じように正常な細胞が破壊されるのでしたら，放射線は危険で使えないわけでありますが，幸いにしで放射線の作用はガン細胞にとくに敏感なので，このような治療法が可能になるのであります.それでは，このように盛んに分裂しつつある細胞は，なぜ放射線に対して敏感なのかという問題ですが，それに対しては現在つぎのようなことがいわれております.
それは，盛んに分裂しつつある細胞中には，その代謝を行なっている酵素があって SH基をもっていると考えられるのであります. SH基は放射棋によって容易に酸化されるということが現在認められており，そのことによって酵素の働きがなくなります.酵素の働きがなくなるということは，細胞の生活現象が遅くなることを意味するのでありまして，これで細胞の有締分裂の遅れることが説明されるわけであります.実際，大腸菌は自然に分裂してどんどん殖えていきますが，放射線を照射された大腸菌は分裂できなくなって，ついに長さ 100μ ぐらいの繊維状の大腸菌ができあがるのであります.

1
92【その他の影響1

そのほかに細胞に対してどんな影響があるかといいますと，細胞質の粘性が増すとか，

ミトコソドリアが分裂するとか，紡紙休が変イじするとか，染色体が膨潤して粘着性をもつようになってきます. それから染色体の中には DNA核酸という非常に重要な物質がありますが， その含有量が異常を呈するとか，いろいろな問題がでてまいります. しかしこれらのメカニズムについては現在まだはっきりしない点があります.
第 2図に，細胞分裂の図表を示します.
正常の分裂周期

分裂期に誘起きれた初期あるいは第一次効果

休止期に誘起された初期あるいは第一次効果

明

⑨笹川
骨

⑨⑨
⑨
⑮⑧

唾榊￨白

第 3図はネズミの肉腫細胞の有赫分裂の後期で，3本のねばついたブリァ

ジができて細胞が分裂できなくなったところを示したものです.第 4図 は 放射線を受けるときの分裂周期での時期と感受性との関係を示したもので，休止期の終?から細胞分裂が始まろうとする時期にかけて，感受性がもっとも高いことがわかります.
第 5図はチユ{リップの花粉細胞で染色体が切れて破壊しているところを示したものです.

放射線の生4釧乍用とその機序
次に，細胞に対する放射線の致死作用ですが，いわゆる間接作用を消去しておくと 9 残存ノミクテリア数Nと放射線量D との聞にはN=NoekD【なる関係がありまして， これからパクテリアが死ぬという現象は， ある同組〕~ I同 一 ⑨‑ f
⑧
。

2
4

48
第

狭い部分(感受体積) での単一電離によって起ると結論されるのであります. この場合に放射線の致死作用は水の中に酸素があるかないかに非常に依存するのでして，酸素のあるときは放射線の作用が大きいのであります.
それから， さきほど申しました染色体の破壊がどんなふうに起るのかという問題ですが 9 ちょーっと考えるとピス
トノレで綱を射って綱がまっふ。たつに切

第

5 図

1
9
3

1
9
4
れるように，染色体が放射線によって切れたので、はないかと考えられますが，
必ずしもそうとはいえないのです.それは染色体をつくる細胞の能力にまず影響して，合成が中断された結果とも考えられるからであります.
次に，遺伝の問題についてお話しようと思
放射線は遺伝に対してどいます.生物の種の数が非常に多いというこのような影響を及ぼすかとは p 非常に不思議なことですが，それに対して，むかしからいろいろな考えがありました.第一は，はじめから現在のままの形で地ーとにいろいろな種の生物がつくられたと考える考え方であります.第二は，そうではなくて，共通の祖先というものがあって，遠いむかしにそれからだんだんに分れて，ついに現在のような多種類の生物が現われたという考え方でありまして，これがいわゆる生物の進化であります.その場
合に，分れるといっても最初から将来どうなるかが決定されていたという考え方もありうるわけでありますが，それに対して生物の進化は非決定論的であって，それは最初からきまっていたのではないという考え方もありうるわ
けであります.そういう考え方に基づいたのが有名なダーウィソの進化論でありまして，ダーウィソは生物には偶然変異があり，自然淘汰によって淘汰され，それによってある種類のものが現在のようにその環境に応じて残存したと考えたのであります.ところがそのような変異は遺伝しないということが，その後わかってまいりましたので，オランダ、のド・フリースは，突然変異の現象が生物進化の要因であると唱えたわけであります.
突然変異というのは，親の形質と違った形質突然変異についての子どもが突然に現われる現象であります.こういうことは自然には非常にまれにしか起りませんが，いったん変化した形
質は遺伝します.突然変異の現われる頻度は，生物の種類にもよりますし 9
また同じ種でもどういう形質についていうかによって違います.
さて，突然変異はいったいどういう原因で起るかということですが，染色放射線の生物作用とその機序

195

体の上に遺伝子と呼ばれるものがあって P この遺伝子になにか重大な木連続的，不可逆的な変化が起ったためと，現在，一般に考えられております.

第 6図は，ベータ椋とガンマ線の品合した放射線であらかじめ雄のオタマ
ジャクシを照U
Hし，その精子によって受精された卵から生じたオタマジャグ
ジを示し，下側のは正常なオタマジャ
クシであります.
第 7図は，ジョウジョウパエの唾線の細胞の染色体を示したものであります。染色体の上に見られる縞模様のひ
とつひとつがショウジョウパェの遺伝的形質に関係があると考えられており，
現在では地図が作られております.
ところで，アメリカの遺伝学者マラ
ーは， 1
9
2
7年に，放射線が生物の遺伝的形質にどんな影響を及ぼすかというこ

第

6 図

第

7 凶

とを石汗究しようとして，ショウジョウ
ノミェに X椋をあてて調べてみたので、あります.その結果，突然変異の起る頻
度は，自然に起る頻度の 150倍にも達することがわかったのであります.そして放射線による頻度の増加は，線量に比例することもわかりました.それ
で単位の線量に対する頻度の増加を X
椋係数と呼んでおります .x
線係数は生物の穣や，問題にしている形質に196よって違うものです.放射線によって起る突然変異の頻度の増加が，線量に比例するということから

p

突然変異の現象は，以前に照射されたことに無関係に起ることがわかります. したがって放射棋を少しずっかけたか，あるいは一度にかけたかにはよらず

9

現在までにどれだけの放射棋を受けたかということだけによって突然変異の起る頻度がきまってしまうわけであります.
さらに上に述べたことから，突然変異はただ 1個の電離によって起るということが結論されます.第二にわかったことは， X椋係数は波長の長い X線
からガソマ線』こいたるまで，波長に無関係であるということであります.波
長によらないということは，あとで述べることですが，飛跡上におけるイオ
γ の密度に無関係であるということであります.このことから突然変異の現象は非常に狭い体積内での電離に起因する現象であることが結論されます.
これがさきほど申しました遺伝子の電離に関係があるわけであります.なお
実験の結果によりますと，突然変異の現象は酸素の影響を強く受けるもので，酸素が欠乏しますと突然変異は起りにくくなります.

X線ばかりでなしに，ガ γ マ線，中性子線，あるいは紫外線も種々の生物に対して突然変異を起すものであります.とくに下等な生物に対してはいろ
いろな実験があります.カピやノミクテリアは X線で突然変異を起すほかに，
紫外線でも突然変異を起します.この場合，60mμ の紫外線がー呑突
波長 2

然変異を起しやすいということがわかっております.
光のように弱い放射線でも突然変異を起しうることが知られております.
すなわち，霊菌というバクテリアにエりスロシンという色素を吸着させて光をあてますと霊菌が突然変異を起すのであります.これはエリス F シ γ が光を吸収して，分子がエネノレギーの高い状態になり，その結果霊菌が突然変異を起したものと考えられます.
あとで述べますように，バグテリアよりもさらに小さなものでウィノレスというものがありますが，これも X線や中性子線，紫外線などによってやはり

放射線の生物作用とその機序

197突然変異を起すことが知られております.
いままでに述べた実験では，タトから人為的に X線・中性子線・紫外線などをあてて観測しているわけで、ありますが，よく考えてみるとわれわれの住んでいるとの地球というものは，足下からも頭ーとからもたえず自然の放射棋をうけているのでありまして，地中には種々の放射性元素があって，たえず地上に放射棋を出しているわけであります.さらに頭の上からも非常な高速度の粒子がどんどん降ってきているのでありまして 9 これが宇宙線であります.
宇宙線は太陽その他の天体からやってくると思われております.宇宙線は高いところでは強くなるものですが，一方，高山植物には変種が多いということがよく知られておりますので，宇宙線による突然変異と関係があるのではないかと考えている人もあります.
少し話が変りますが，放射棋と非常によく似た働きをするいろいろな物質
が最近みっかりまして，ラジオミメチックな物質と呼ばれております.たと
えば，ナイトロジェ γ @マスタードとかサノレフ 7 ・マスタードとか呼ばれる有機物質は突然変異を起したり 9 細胞分裂を遅くしたりするのであります.
さらにバグテリアは発ガナ￨生物質によっても突然変異を起すということが知られております.ある種の有機物質はこれを皮膚に塗ったり，あるいは飲んだりすると，ガンが発生するので，このような物質を一般に発ガ γ性物質と呼んでいるのです.
以上のようなことを考えますと，放射棋の作用はまず体内に化学変化が起り，それがもとになって二次的に生物作用が現われるのではなかろうかと考えられます.この考えが正しいかどうかをきめるためには，まず放射線とはどういうものかということから始めなければなりません.
いままでは単に放射椋といってきただけで，放射線の実体その実体がどんなものであるかということにはことさらふれなかったのでありますが，これから少しく放射線とはどういう198
ものかということについてお話します.
ご承知のように，いろいろな物質は原子からできております.原子は中心に核があり，ここに大部分の質量が集まっております.核は陽子と中性子とからできており，陽子は正電気を有し，中性子は電気をもっておりません.
核のまわりには電子が高速度で回っており，一定の核のまわりには一定数の電子が回って安定な電気的に中性な集団をつくり，これがいろいろな原子となって自然に現われているわけであります.原子の種類を軽い方からfI慣々に2番目の元素ウ
あげていくと，水素，ヘリウムというようになって，ついに 9
ラこウムに達するわけであります.ところが重い元素の中には自然に崩壊して種々の放射線を出すもののあることが，前世紀のごく終りに発見されました.このような不安定な元素を放射性元素といっております.
【放射線の種類]放射線の種類としては，アノレブァ椋 ・ベータ線・ガ γ マ棋1などがあります.アルファ粒子はヘリウムの原子核と同じもので，2個 の 陽子と 2個の中性子とより成る粒子であり，ベータ線は高速度の電子から成っております，その後高速粒子を原子核内にぶち込むことにより，木安定な放0もこのよ
射性元素がいろいろ作られました. 最初に申しましたコバルト 6
うな人工放射性元素で、あり，原子炉の中で作られるものであります.それで放射線の実体としては 2通りのものがあるわけで，そのひとつはアルファ粒
子・陽子・中性子・電子などの高速粒子であり，他は X棋やガンマ線のように質量はないが，非常なエネルギーをもった光子で、あります.
【化学反応]

このような種々の放射線が物質に当たったときに，まずどのような変化が起るかということですが， X線やガソマ棋の場合には，原子のまわりの電子がたたきだされて非常ないきおいで飛びだします.この速さは

1

大変なもので光の速さのーぐらいの速さです.この高速電子は近くの原子か

3らまた電子をたたきだします(高速粒子でも同様です). このようにして，電子の通過する道すじにそって電子をとられた原子，つまりイオンが生じるわ

放射線の坐物作用とその機序

199けであります.イオソは非常な化学的活性をもった遊離基をつくり，これがその後の非常に複雑な化学変化をひき起すものと考えられます.放射線の生物作用も結局はこのような化学反応に基づくものと考えられるのでありますー
とくに中性子の場合には土の事情が異なります.中性子は電気をもっておりませんので，まわりの電子の雲の中をつき抜けて原子核に近づき，軽い元素の場合なら原子核をつきとばします.水素の原子核は陽子ですから，水素を含んだ物質ではこうして陽子が飛びだします.また中性子は原子の核の中にもはいりうるわけで，この場合には核の中から新たに陽子や中性子が飛びだします.
以土に述べましたように，一般に物質の中に電離現象が起りますので，このような放射椋を電離性放射棋とし、っております.しかし電離性放射線といっても，単に電離するだけであるかというと，実はそうではないのでして少そこらにある分子の状態をエネルギーの高い状態にひき上げる(励起する)ということも同時トこいたしますe

さて励起された分子も化学的に活性に富み F

その後にいろいろな化学変化を起す可能性をはらんでいるものであります圃
紫外線はふつう一種の電磁波と考えられておりますが，実はこれも X線
やガソマ椋と同じようにエネノレギーの粒とみられるものです.紫外線が物質に当たると分子を励起します.このようにして紫外線は生物の突然変異を起したり，バクテリアを殺したり，その他いろいろな生物作用をするものであります.日光消毒が紫外線の殺菌作用に基づくことは申すまでもありません.

E
霧籍の原理】第 8図は 200kV という非常に高いエネノレギーをもった高速電子が霧箱中を左から右へ通過したところを写真にとったものであります.
高速電子が空気中を通過しますと，酸素や窒素の分子が電離してイオンになりますので，

もし空気中に過飽和の水蒸気がありますと，イオンを中心にして水滴がつくられます.これが霧箱の原理です.
図の中にミミズみたいに見えるのは，上の方から約 20kVの電子が飛びだ200

してきたところをとったもので，電子のエネノレギーが小さなために，電子は空気の分子に散乱されて道すじが曲げられているのです.
第 9図はアノレファ粒子が霧箱を通過したところを写真にとったものであります.
b)は空気中の場合で，何本も見える(a)，(のは 9 それぞれ 1本が 1イ聞のアルファす主子の通過した道すじを示しております.
道すじからケパのようなものが出ておりますが p これは道すじで電離された電子が p 速度が小さいためにすぐに，いき?おいなくなり止まってしまったもので，デ
第9 図

ノレタ線とよばれております

o

0
口
)
， (
d
)は
，

アルファ粒子がヘリウムの気体中を通過したときのものであります.図からすぐにわかりますように，アルファ粒子は電子の場合にくらべて 9 はるかに
密に道すじの上にイオ γ をつくります.このように放射椋の種類の遠いは，まずイオン密度の違いにあるわけでありますo(e)は右からアノレファ線がやってきたときの道すじの終りの部分を示し，道すじが折れ曲っているのが特徴

放射線の主主物作用とその機序201であります.

0図は，中性子をあてて原子核の中から飛びださせた陽子の道すじを写
第1
1図は電子の道すじで，電離が群をなし τ
真にとったものであります. 第 1
いることが見られます.

第

1
0 図

第

1
1 図

[放射線の量]次に，放射線の量をどうやってあらわすかということですが，わたくしははじめからなんの説明もなしに r という単位を使いました.
これは 0
.
0
0
1
2
9
3
gの空気，すなわち OOC， 1気圧の空気 1cm3 の中に ， 1静電単位の正および負の電気を発生するような放射線の量と定義されておりま
3 中に約 2， 1気圧の空気 1cm
1億個の正および負のイオゾ
す.これは OOC

4ergのをつくるような放射線の量であります. 1rの放射棋は空気 19に 8
3e
r
gのエネ
エネノレギーを与えることに相当し，またやわらかい組織 19に 9
ノレギーを与えることに相当します.
次に，電離粒子の道すじの上におけるイオン密度ですが，同じ電子でも高速度の場合にはイオン密度が小さく，遅い場合にはイオン密度が大きくなり
ます.

2
0
2

E
透 過 カ1

それから放射線の透過カで、ありますが?とれは粒子の速度と電荷とに関係し，電荷が大きいほど透過力は小さくなります.たとえば，アルファ線は電荷が大きく透過力が小さいので，容易に遮断することができます.危険なのはガ γ マ棋や X線のような透過力の高いものであります.それから高速度の電子が一対の正負イオンをつくるに要するエネルギーですが，
電子ボノレトという単位を使うと， 34電子ボノレトと知られております. もっともこれだけのエネルギーで，同時に数個の分子が励起されるのであります.
それで、高速電子が非常にたくさんのイォ γ を つ く っ て い く こ と が わ か り ま
しょう.
0】

ゆ悩制

。
帽
，
，
，
制

(c¥

第1
2図は，いろいろな高速粒子が物質を遭遇するときのありさまを模

叶
‑
‑
‑
t
弊
醐
相
D

柑同軸

図的に示したもので，上の 4つは粒子の道すじにそっての図で，大きなω →~γ 。人二出合同晶弘

白丸は一次電離を，小さな白丸は二次電離を示し，黒い点は励起分子をιdι英語ι
存共弓手界一ー
山....-噌喝~----.."可明司〉可""- .胸附時表わしております.非常に大きな円

ぬ‑‑+ft恥手恥か4 手
私 担頃

(
a
)

は蛋白質の分子の大きさを表わして

1
2
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J
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T
A
T
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刊

おります.一番下の図は高速粒子の闘

道すじの断面でのありさまを示したものです.
電離性放射線が物質を通過するときは，生体であると否とをとわず，以上のような変化が起るわけですか~-c--c-c----:'，

(
1
1
)

第

1
2 図

i

ら生物体に甚大な影響を及ぼすのはむしろ当然で、あって，いまさらな

がら放射棋のおそろしさがわかるのであります.

放射線の生物作用とその機序

203

次に放射線の化学作用の問題にはし、りまし土
放射線の化学作用
う.生物の休の特徴は水が多いということであります.われわれ成人ですと，体重の約 65%は水であり，赤ん坊ですと 70%ぐらいが水であります. 1個の細胞にしても水が 70% もはいっているので，細胞がどんな化学変化を受けるかということを考える場合には，まず水の化
学変化を考えることが根本になるわけです.
さて， X線。ガ γ マ線・アノレファ線・ベータ線などが水に当たりますと，
水の分子 H20からまず電子がとれて H，O+となりますが，とれた電子も他の水分子と結合して H，Oーとなります. H20+は不安定ですぐにこわれて OHとH+イオゾとになりますが，この OHは化学的に活性の高いいわゆる遊離基
Oーも木安定で遊離基 H と O Wイオソとに分れます. このであります. H，
ように遊離基が生じますので，その後にいろいろな化学変化が起るわけです，，となり，これはふつうの水は酸素を含んでいるので H は O2 と結合して HO
さらに H と結合して過酸化水素 H，O，を生じます. OH，H02，H202 などは酸化剤であります.一般に放射棋の生物作用は酸素が存在すると強くなるもので，これを酸素効果といっておりますが，これは水の中に上のような酸化斉日がイ乍られることによるのであります.
単細胞生物の浮遊液に放射線をあてる場合には，まわりの水の電離に基づいて起る間接作用と，細抱が直接変化をうける直接作用とがあるわけであります.細胞の濃度の小さいとき，または椋量の小さいときには間接作用が主になり 9 これに反して細胞の濃度が大きいか，線量の大きいときには直接作用が主になりますーところがセ、ラチソその他の蛋白質を液の中にごくわずか
入れておきますと，その蛋白質が過酸化水素，HO" OHなど酸化剤の作用を引き受けてくれて，ノミクテリアはほとんど間接作用をうけないということがわかってきました.つまり間接作用から保護されるわけで，このような蛋白質のことを一般に保護蛋白質といい，その働きを保護作用といっておりま204
す.適当な保護蛋白質を用いれば直接作用だけを観測することができるわけ
で，その場合には，いろいろな事柄がはっきりとわかってくるのであります.
【酵衰に対する影響]

生物の体を作っている水以外のいろいろな物質に放射線がどのような変化を与えるかということですが，ここでは蛋白質，とくに酵素と核酸とについてお話いたしたいと思います.
酵素は細胞の中で作られる一種の蛋白質で，触媒作用を有し，化学反応の速度を増す働きをするものであります.酵素は細胞の中から，純粋な結品状に取りだすことができます.
第13図は，人間のI1ijij
夜の中のアノレブァーア
ミラーゼの結晶の写真です.この酵素はデンプソを麦芽糖に変えるものであります.ごはんを長いこと噛んでいると甘くなるのは，この麦芽糟ができるためです.

4図は，サツマイマの中のベーターアミ
第1ラーゼの結品の写真であります.ベーターア
第

1
3 図

ミラーゼ、も，アルファーアミラーゼと同じくデンプンを麦芽糖に変える働きをするのでありますが，アノレファーアミラーゼにくらべて熱に弱い遠いがあります.
さて，酵素に放射棋がどんな影響をおよぼすかということですが， X棋を酵素にあてると酵素の働きはなくなっていきます.その場
合に保護蛋白質を用いて間接作用を消しておi矧ず線量
きますと，酵素の活性分子数N は ，J

Dに対し指数函数的に減少することが知られ
第

1
4 図

ております.すなわち

放射線の生物作用とその機序

205

N=Noe‑kD
このことは，酵素分子の不活性化という現象が 1個の電離に起因する現象であることを示しております.酵素の不活性化は，酵素分子中の SH基が酸化されるためと考えられております.それはなぜかと申しますと，SH基を含む酵素を化学的に酸化しでもやはり間安素作用がなくなり，また SH基を含む
低分子量の化合物も X棋で酸化されることが知られているからであります.
酵 素 は X棋のほかに，アルファ椋，ベータ線あるいはガンマ線によっても酵素の作用を失います. SH基が関係があるということは，

X棋で活性を失った酵素に SHを含む化合物，たとえばグ/レタチオソを加えてやると，酵素の活性がある程度回復することからもわかります. しかし放射線の量があまり
大きすぎますと，蛋白質の変性が起って酵素の働きは回復いたしません.酵
素の不活性化に酸素の影響があるかどうかということですが，実験の結果によると酸素効果はないのでして，このことから SH基の酸化は放射線によって作られた OH基によるものと結論されるのであります.
生物体内の働きはまことにフド思議なもので細胞内にあるいろいろな種類の酵素は互に順序よく働き，全体として統制のとれた化学変化が起っているのです. もしこれらの白ま素がでたらめに働きだしたとしたら非常な混苦しがおきて，生きていることはもはやできなくなるでありましょう.ちょうど工場の中で原料がつぎつぎに変化していくように，細胞の中で順序よくつ宮つぎに化学反応が起って，いろいろな物質が合成されたりあるいは分解されたりしているのです.こういうふうに考えますと，細胞は非常によく整頓された大化学工場とでもいうべきものであります.
ジョ糖を分解する酵素のイソベノレターゼを重陽子または高速度の電子で照射しますと，その酵素としての活性も血清学的活性もなくなってまいりますイ γ ベノレターゼを動物に注射しますと，それに対する抗体がその動物体内でつくられ，これはイ γ ベノレターゼと特別な仕方で反応するもので，これを血

2
0
6

i
育学的活性というのであります.インベノレターゼの酵素活性と血清学的活性のどちらが先に放射棋によって失われていくかということは興味あることでありますが，実験の結果によると，酵素活性の方がさきに失われてしまいますe

これは非常におもしろいことで，酵素の働きの方が抗体と結合する働き

よりも，もっと微妙な局部的な過程であろうと考えられるのであります.

酵素分子が電離されると，なぜ酵素の活性が失われるかということは，非常に重要な問題でありますが，残念なことに現在まだはっきりしたことはわ
かっていないのです.酵素の分子は蛋白質の長い鎖状分子がコイノレして規則
正しい構造をとっているものと考えられております.いまこの鎖状分子のーカ所に高速粒子が当たって電子がとられたとすると，電離された原子は正に帯電するわけですが，電子が足りないのでとなりの原子から電子をとろ
となり

d
生

υ
q六

A
︒
liil

うとします.そうするとそれがまた，の原子から電子をとろうとして，酵素分子に大変な騒ぎが起るわけであります.それで酵素の分子は電離された状態ではもはや安定ではなく，たえず形を変える不安定な状態にあ

九
~

J̲

るものと考えられます.これが酵素の活性やλ血 清 学 的 活 性 の 失 わ れ る 原 因 か も 山 せ ん【慨に対する影響]o

次に生物体をつくっているもっとも重要な物質のひとつである核酸に，放射棋がどんな影響をおよぼすかということについてお話してみたいと思います.
核酸は細胞の核にあるのでその名前がつい
第

1
5 図

ているわけで，染色体の主要成分が核酸であ放射線の生物作用とその機序

207

ります，まず核酸の分子模型を第 15図に示します.ラセソ状の細長い分子が対をなして存在しているのであります. リボソの上には糖と燐!酸が結合して並んでおり，水平な棒は糖に結合した塩基の分子が水素結合で互に強く結びついていることを示しております.このような核酸の二重ラセン構造は核酸

5図で水平な棒の繊維の X線回折の実験からわかったものであります. 第 1は，塩基に 4種類のものがありますので，4種類に分けて書いてあります.

設
ペ
5A

第

1
時￨苅

。
第

1
7 図

5
A

2
0
8
これらの 4種類の塩基のうち， 2つずつが対をなして水素結合をつくって6図および第 17図であります.塩基の分子
おり，その様子を示したのが第 1
はいずれも平面的で，大小 2種のものがそれぞれ対をなしているわけです.

5図と同じように区別して表わしておきました.
ここでも第 1
さて細胞が分裂する際には，1本の染色体が 2本になるわけですが，そのためには 1つの核酸分子が自分と同じ写しをつくって 2つになることが必要です.ところで，前に述べたような分子模型を考えますと，このように核酸の分子が写しをつくることも一応理解できます.ひとつの考え方はつぎのようなものです.
はじめに第 18図のようなものがあります.これは第 15図の二重ラセ γ を棒のところで水平に切ったものにあたります.こういうところが分裂するときに切れて，矢印のようにまわって裏返しになると考えます(第四図).そう
しますと，位置は変りますけども自分に対して相手になるものがここにでき，こちらに対してはこれができます(第20図).次に，それぞれがきれてもう一度くるっと回ると第 21図のようになります. するとはじめは下の方しかな
かったわけですが，ちょうどこれに対になる相手ができて，会く同じものが2つに殖えたわけであります.
さて遺伝の現象は核酸によって支配されると考えられておりますが，それ0・・H‑N

.
，
a、

第

1
8図

タ

放射線の生物作用とその機序

第四図

第

2
0図

2
0
9

2
1
0

第

2
1 図

ぞれの形質に対して異なる遺伝子があると考えますと，それらに対応する核酸の分子は個性をもつものでなければなりません.核酸分子が個性をもてる
かということですが，細長い分子鎖にそって 4種類の塩基が結合していることを考えますと，各塩基の数と結合の Jf贋序とによって非常に多種類の核酸が存在することになります.
このように核酸の分子はきわめて秩序の高い構造をもっているので，もし放射線が当たって核酸の分子になにか異変が起ったとすれば，細胞が分裂しなくなったり，あるいは遺伝的性質に変化が起きても別に不思議はないわけ放射線の生物作用とその機序211であります.
核酸の溶液に放射棋を当ててどのような変化が起るかを調べた実験もいろ
いろあります.たとえば，粘度が減り，構造粘性も減ることが知られております.これらの事実は核酸の長い分子が切れて短くなったことを示唆いたしますが，実際，沈降や光散乱の実験から分子量の減っていることがわかります.この場合分子は OH基によって切れるものと考えられます.それからおもしろいことには，核酸の溶液に X線を当てるのをやめたあとでも，核酸の分子はしばらくは切れていくのでありまして，これは水の中に発生した OH
基があとまで影響を及ぼしているためと考えられます.非常に大量の放射繰，

00万 r というような X線を照射しますと，核酸の分子は分解してたとえば 2
アンモニアがでてきたり，塩基が開環したりすることが紫外線スベクトノレの研究からわかってまいります.
核酸は試験管内の実験では放射線に対して割合に強いのですが，細胞内では放射棋に対する感受性が強いということが知れております.それで、試験管内の実験結果から直ちに生体内でのことはいえないわけです.
【ウィルスに対する影響1

次に，ウィノレスに対する放射棋の影響についてお話してみたいと思います.
まずウィルスとは何かということですが，これはある種の伝染病の病原体で，パクテリアよりはるかに小さなものです. 日本脳炎・インフノレエンザ・
ハジカ・狂犬病・天然痘などいずれもウィノレスに起因する伝染病で，一般にウィルス病と呼ばれております.ウィノレスはバクテリアと違って生きた細胞の中でないと決して殖えませんが，いったん宿主の適当な細胞の中にはいるとどんどん殖えていきます.たとえば日本脳炎のウィノレスは，蚊によって媒介され，このウィノレスは人間の神経系統を犯すわけであります.

第 22図は，タバコのそザイクウィノレスの電子顕微鏡写真であります.このウィノレスはタパコの棄に褐色の斑点を生ずる伝染病の病原休であります.写2
1
2
真からわかるように，ごのウィルスは
大体一定の長さをもった棒状のものであります.
このウィノレスは 1
9世紀の終りに発見されたものですが，

1
9
3
5年にアメリカのロックフエラー研究所のスタンレー
によって結晶状にとり出されたもの

9
4
6年度のノー
で，この功績に対して 1
ベル化学賞が彼に授与されております

第23図はタバコのエソ病ウィノレスの結品の顕微鏡写真です.
第24図はノミクテリオファージがパグ
第

2
2 図

第

23 図

テリアの休内で殖えて，ついにバグテ

第

24 図

e

放射線の生物作用とその機序

第

2
5 l
'
i
!
l

第

2
1
3

2
6 図

リアのこわれるところを模図的に示したものです.ノミクテリオファージというのはバクテリアを犯すウィノレスです.

第25図はノミクテリオファージが大腸菌についたところを示す電子顕微鏡写
真で，大腸菌の浮遊液にバクテリオファージを入れてすぐにとったものです.バクテリオファージはオタマ
ジャクジのような形をしていて，柄の方から大腸菌にくっついております.

第26園はしばらくして大腸菌の体内に非常にたくさんのメクテリオ
ファージが殖えたところです.

第27図はついに大腸菌がとけてパクテリオファージがみんなタトに出たところです.
第27 図

さて，ウィルスに対しては放射線2
1
4がどんな影響を及ぼすかという問題ですが，ウィルスは放射線により増殖する能力を失いB

フド活性化し、たします.

間接作用を消して実験した結果によると，殖える能力をもった活性ウィル
スの数Nは，放射線量 D とともに指数函数的に減少いたします.すなわち

N=Noc‑kD
このことからウィノレスの木活性化の現象は ， 1個の電離に起因する現象と結論され，また感受性体積が求められます.ウィノレスの中には感受性の部分があって p そこで電離が起ったときに限って活性がなくなるわけです.放射棋の種類によってイオン密度が違うので ，k とイオン密度との関係を調べてみることは興味のあることです.
ウィノレスに紫外線を長時間照射しますと，突然変異を起し，あるいは木活

60mμ の波長がー呑有効です.この波長は核性化いたしますが，その場合 2酸の吸収の極大と一致しており，核酸が遺伝や増殖と密接な関係にあることを示しています.おもしろいことに，紫外線で不活性化したバクテリオファ
ージをノミクテリアといっしょにして光を当ててやると一部活性を回復します.
最後に放射棋の生物作用の特徴ということに放射線の生物
ついて一言申しておきたいと思います.すでに作用の特徴申しましたように，放射線が物質に当たりますと，まず電離を起し，それによって遊離基がつくられ，それがもとになって複雑な化学変化が起って，これが生物作用をひき起すわけです.ただ不思議なことは，化学変化としてはきわめてわずかしか起らないような総量で大きな生物作用が現われるということです.これはいったいどう解釈したらよいかという問題ですが，それに対してはいくつかの考え方がだされております。
そのひとつは，放射棋によって蛋白質や核酸が分解して有毒生成物を生じ，それの毒作用により微量ながら生物体に甚大な影響をおよぼすのだという考え方です.第二の考え方は，感受体積の一部での変化が増幅拡大されるとい放射線の生物作用とその機序

2
1
5うのですーとの立場に立てば，放射棋の生物作用は，たとえば酵素系の木活性化にあるのではなくて，細胞質内部の構造が乱されるためということにな
ります.いうまでもなく生物体の構造はきわめて秩序の高いものでありまして，生命の起原から考えてみても数億年という長い時聞を経てあらわれたものであり，一朝一夕に試験管内で作られそうにはありません.生物体が高度の秩序をもった系で、あればこそ，電離によって甚大な影響があらわれるものと考えられるのであります.
たとえば，非常によく整頓された機械工場というものを考えてみますに，
その破壊は単に個々の工作機械が破壊される場合だけではなく，工作機械か
ら工作機械へと品物を受け渡しするメカニズムが破壊される場合もあるわけであります.実はこのような内部機構が非常に重要なのでして，それが最高度に発達したものが生物体と考えられるのです.
ジャガイモを切ると，切り口がすぐ褐色になります.これはジャガイモの細胞の中にディハイドロオキジブェニノレアラニソという物質があって，これがトリプシナーゼという酵素によって酸化されて褐色の色素となるからであります.すると生きた無傷の細胞の中では 3 ディハイドロオキシフェニ/レア
ラニ γ とトリプジナーゼとが反応しないようなメカニズムがあるはずです.
このように細胞というものは，酵素に関してだけでもその配列が規則正し
く秩序をもっているものであり，酵素に限らずあらゆるものがそういうように秩序をもった休系であります.このように考えますと 1個の酵素の分子の1中において，なにか電子が 1個とられたというだけでも分子の形は変り，触媒の働きはなくなるでしょうし，あるいはまた，

もっと甚大な変化が起って酵素のつぎの受け渡しということができなくなるというようなことが起れば p
当然生物の生活機能というものは低下するわけであります.放射線の作用というのは，このように一般にじわじわとその結果が現われてくるのが特徴であります.長時間ご静聴ありがとうございました。

2
1
6

あとがき
この本は，仁科記念財団が設立以来 4年間に開催した定例記念帯寅会でおこなわれた 7つの講演の記録をまとめたものであります.
わが国の原子物理学の草分けであった故仁科芳雄博士は，戦後困難な経済情勢の中で，株式会社科学研究所社長として，科学と産業の結合による日本の復興のために奮闘されましたが，にわかに病をえて 1
95
1年 1月 10日
， 60才で逝去されました.その逝去は，世界中の学界から惜しまれると共に，圏内
では学界のみならず，ひろく政界，実業界その他各方面から哀悼の意が表されたのであります.没後，故博士の徳を永遠に記念するために，記念事業をおこそうという声が学界からあがり，欧米の学界および日本の各界の指導的な人々の賛同をえて，約 2千万円の寄付金があつめられ，仁科記念財団が発足しました.仁科記念講演は，この財団が 5つの事業のうちの 1つとしておこなっているものであります.
故仁科博士は量子論，原子核および宇宙棋の物理学の専門分野で，偉大な業績をのこされましたが，それとともに，倦むことのない啓蒙家として，講演や執筆を通じて，この方面の科学に対する理解をわが国において広めるのに大きな寄与をされました.ことに，故博士の講演は，幻燈やデモ γ スト Vー ツ ョ γ を準備した力のこもったものでした.今日では原子物理学に関する通俗読物はありあまるほどになりましたが，しかしよく準備された力のこもった通俗講演はむしろ少なくなった感があります.そこで仁科記念財団でおこなう講演は，幻燈や映画を利用し，またできるだけデモ γ スト v‑γ ョ
ソも用意して，特色のあるものにしようというのが，財団関係者たちの念願するところであります.
記念講演会は第 1回を 1
95
5年 1
2月6日，財団の発会式のあとでおこない，

2
1
7
その後，定例のものを毎年 1
2月6日におこなってきました. 1
2月6日は故博士の誕生日にあたる日なのであります.講演会は，財団の広報活動の不慣れのため，いつも盛会とは申せませんでしたが，聴衆に深い感銘をあたえ，好評を博しました

そして，これをただそれだけに終らせるのは惜しい，録音をもとにして講演集をつくって出版すべきだ，という声がきかれるようになりました.そこでその準備にとりかかったのですが，担当者の不慣れのため，予想外に手間どり，今日になってようやくできあがったのであります.
申すまでもなく，講演と，それを活字にしたものとでは，いろいろな点で差異があります.形式上のことだけでも，たとえば1回の講演は，本にすればたかだか数十ページで，はなはだ物たりないものになります.また，講演ならば，何度かの講演で内容に多少の重複があるほうが，よくわかるし興味もわくものですが，本となると何回でも読み直しがきくから，重複はなるべくさけたほうがよい.図の説明の点でも，講演では眼と耳とが同時にはた
らいて，すらりとわかるところを，本では，

くどくどと説明しなくてはならず，そのためまたかえってわからなくなるおそれがあります.
もっと本質的に言って，講演では，講演者の話術の妙が重要な因子になります.きいておもしろかった講演を，そのまま活字にしても，必ずしもおも
しろいとはかぎりません.だからといって，記念財団の編集担当者は，多忙な講演者たちに，講演とは別に，手ごろな本を 1冊ずつ書いていただくというようなことはいたしませんでした.財団の事業としては，あくまで講演が主体であって，その講演をすこしでも理想に近い形でおこなうことが第ーなのであります.
この講演集の編集にあたって，私どもはいま述べた市Jj約を考えたうえで，この本を少しでもよく講演のおもかげをったえるものにしようと努力しました.たとえば講演のときにつかわれた幻燈は，ほとんど全部，挿図としてと寅者におみせして加筆
ゆいれました.本文は録音から原稿にしたものを，諸j218
していただきました.挿図の説明では，講演者は申すまでもなしそれ以外貸の準備を手伝ってくださったかたがたに p お骨折りをねがし、ましにも，講jた.この本が出せるようになりましたのは，ひとえに，講演者ならびにそれらの協力者たちのご好意のたまものであります.

2月 6日に定例の仁科記念財団の講演会は，まえにも述べましたように， 1
ものがおこなわれます.そして，その際に，その年度の仁科記念賞の発表がおこなわれることになっております.そのほかに，財団は東京以外の地方の95
7年には岡山で，かたがたのために地方講演をおこなっております. 1

1
9
5
8

年には名古屋で，それぞれ地元の新聞社の協力をえて，講演会を開催しましたa

それらの講演会は，非常に盛況であり，このような事業がいかに有意義であるかを証明しました.
仁科記念財団では，このほかに今竿から中学校・高等学校の理科教育にたずさわるかたがたを対象とする講演会を大いにやろうと企てております.これはまず，東京でおこなうつもりですが，成功すれば，これを地方にもおよぼすことを考えております.このような講演が成功するかどうか，期待した効果をあげるかどうかは，財団側の努力によることはもちろんですが，それにもまして，各方面の多くのかたがたが財団の活動について理解してくださるかどうかに依存します.財団のそのほかの事業についても，まったく同様のことがいえます.そこで，この本のあとがきに続いて，仁科記念財団の目
的および事業の概要の招介をのせたいと思います.
1
9
5
9年 4月 22日

仁科記念講演集
編集代表者

玉木英彦