J. Plasma Fusion Res. Vol.97, No.6 (2021)３
０７‐３１２

小特集

高専における核融合および原子力に関する人材育成
Human Resource Development on Nuclear Fusion/
Fission in National Institute of Technology

１．核融合・原子力の関連と高専における人材育成
1. The Relation of Nuclear Fusion/ Fission and Human Resource Developmentin KOSEN高 田 英 治，齋 藤 誠 紀１）
TAKADA Eiji and SAITO Seiki１）
独立行政法人国立高等専門学校機構 富山高等専門学校，１）山形大学（原稿受付：２
０
２
１年２月２
０日）

国立高等専門学校（高専）では，原子力分野の人材育成をめざし，文部科学省・国際原子力イニシアティブ
事業を１０年以上にわたり実施している．核融合と原子力は，反応前後の結合エネルギーの差を利用してエネル
ギー生産をめざす点，高速中性子や高温環境が存在する点などで共通点が多い．そのため，高専では，原子力関係の事業の中で，核融合関連の内容にも積極的に取り組んでいる．第１章では，国立高専の沿革や教育システム
や高専教員の業務について紹介する．また，核融合と原子力の共通点・類似点および相違点について解説すると
ともに，高専全体としてのこれら分野の人材育成の取り組みについて概説する．また，高専生の当該分野に関する意識等についても紹介する．
Keywords:
National Institute of Technology (KOSEN), nuclear fusion, nuclear fission, human resource development

１．
１ 本小特集の概要

い．また，高専では，核融合以外にも，例えば，原子力発

日本の研究者・技術者たちは，世界の核融合研究を牽引

電所の「廃炉」など，現在の日本の社会から必要とされてし，大きな成果を上げてきた．成功の一因として，核融合いる技術の必要性と大切さを伝える魅力的な取り組みも行発電を含む原子力技術が魅力的な技術として日本の若い学われている．本小特集では，現在行われている高専での教生を魅了してきたことがあると考えられる．しかし，近年，育活動を紹介することで，教育活動の大切さを読者に伝え「核融合」というキーワードは若い学生を引き付ける魅力

たい．さらに，若い学生が核融合・原子力技術にどのようを残念ながら失いつつあるようにも感じる．例えば，ITER

なこと感じているのかということも紹介しながら，本コ

での日本人研究者・技術者の割合が他国に比べて低いなど

ミュニティが将来も継続して発展していくための材料を提の状況も伝え聞く．ITER 計画の後，核融合研究は，原型炉

供したく，本小特集を企画した．

に次いで商業炉建設フェーズに突入し，炉設計技術を有す

本小特集では，まず本章で国立高専の状況や，国立高専

る実践的な技術者が求められる時代がやってくると思われで実施している原子力人材育成事業やその中での核融合のる．その時，今以上に日本が国際社会にその存在感を示す

取り扱いについて，概略を解説する．第２章以降では，高ためには，核融合研究や関連する原子力技術の面白さと大専全体を対象とした放電プラズマネットワークによる人材切さを大学入学前の若い学生たちに伝え，興味を持っても育成・研究に関する取り組みや，活発に活動している各高

らうことが何よりも大切である．高等専門学校（以下，高専での取り組み状況を紹介する．プラズマ・核融合分野の専と呼ぶ）では核融合・原子力技術に興味をもってもらう

研究者の方々と高専教員がさらに連携し，学生を当該分野ために様々な取り組みがなされている．高専での教育を通に導くための取り組みが活発となることを期待する．

じて大学・大学院に進学し核融合の研究者をめざす例も多National Institute of Technology, Toyama College, TOYAMA 939-8630, Japancorresponding author’s e-mail: takada@nc-toyama.ac.jp

３０７!2021 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

１．
２ 国立高等専門学校の沿革と教育システム

このような多彩なキャリアパスの中から，学生たちは各自

昭和３６年度に高等教育機関として工業高専が制度化さの適正に合わせて進路を選択する．

れ，現在の高専の歴史が始まった．翌年からの４年間に４３

高専本科・専攻科から就職した学生，大学・大学院に進校の工業高専が設置され，その後も工業高専，電波高専，

んだ学生の多くが，企業・大学・大学院から高く評価され商船高専が設置され，高専数が増加した．平成１６年度にはている．高専からプラズマ・核融合を専攻とする大学・大独立行政法人国立高等専門学校機構（以下，高専機構）が学院に進んだ学生の中にはそのまま当該分野で研究を続け発足し，４箇所での高度化再編を経て，令和３年１月時点ているものもいる．

で，全国で５１校の国立高専が存在する．全国立高専を束ね

１．
３ 高専における原子力分野の人材育成と核融合との関連についてることで，スケールメリットを生かした教育を実施している．
初等・中等教育において６‐３‐３制を採用している我が国高専機構では，モデルコアカリキュラム（以下，MCCにおいては，中学校を卒業後に３年間の高等学校，４年間と呼ぶ）を策定し，全国の高専における教育の質を保証すの大学学部を経て就職または大学院に進むことが一般的でる取り組みを行っている．MCC のうちコア部分についてある．一方で高専生は，中学校卒業後に５年間の本科課程

は，各専門分野で必ず履修すべき内容が定められ，学生はを経て，①２０才で職を得る，②さらに２年間の高専専攻科卒業までに必ず履修することが求められている．その中課程に進む，③大学３年生（一部大学は２年生）に編入学

で，核分裂に関連する内容としては，電気系学科の「電力」

する，という多様な進路を選択できる（図１）．産業界から分野において，「原子力に関して説明できる」との記述がの強い要望に応えるため，設立当初から実践的技術者を養あるが，他には記述がない状況である．そのため，原子力成することを目的としていたため，実験・実習を重視したに興味を持つ学生がいても，そのための授業が各高専で必実践的な教育を行うことを旨としている．

ず準備されているわけではない．このような状況の改善を中学校から高専に入学した学生は，他の高校に進んだ生

めざし，高専機構では文部科学省の国際原子力人材育成イ

徒と同様に，まず数学，物理及び化学の基礎科目だけでな

ニ シ ア テ ィ ブ 事 業 に 申 請 し，平 成２２年 度 の Feasibility

く，社会科学，語学，保健体育及び芸術等の科目を履修す

Study（FS）を経て，平成２３年度以降，採択されている．事る．その一方で，これらの基礎科目と専門科目が５年間を業の中では，高専生に対してオンライン講義を行うととも通じて効果的に配置され，低学年の間から専門科目を学に，e ラーニング教材の開発等を行っている．また，原子力

び，勉強の進度の各段階に応じて理解力と問題解決能力が関連企業や高専生が多数進学する長岡技術科学大学（以増すように構成されている．学科ごと，また年度ごとに進下，長岡技科大と呼ぶ）において学生に原子力関係の実践

学率・就職率は異なるが，本科の５年間を修了した学生の的な実習の場を提供している．また，低学年学生等にバッ

６０％程度がその時点で就職する．残りの４０％は専攻科課程

クグランド放射線について理解させることを目的に，ポに進学するか，大学に編入学する．２年間の専攻科課程を

ケット線量計測定や NaI（Tl）
シンチレーションサーベイメー

修了した学生は，就職するか，または大学院に進学する．

タによる測定を行っている．
さらに，日本原子力産業協会（以下，原産協会と呼ぶ）と連携し，原子力関連企業によるキャリアセミナーを行うとともに，大学・大学院に進学を希望する学生を対象に，関連大学・大学院を紹介するセミナーを予定している．これ
らを通じ，学生に当該分野のキャリアパスについて興味を持たせることをめざしている．以下，これらの内容について実施例を紹介する．
（１）オンライン講義，e ラーニング教材
高専機構においては，全国立高専を接続する形のオンラ
イン会議システムを従来から整備してきた．一方で，所属する教職員および学生全員について，Microsoft Office 365のアカウントも契約し，授業や会議等に活用できる状態となっていた．そのため，付随するオンライン TV 会議アプ
リケーションである Teams も自由に使える環境にあった．
これらのシステムを活用し，原子力・放射線について学ぶ
機会の少ない高専生を対象に，平成２６年度からオンラインによる TV 講義を実施してきた．MCC に明示的に記載されていない内容について講義するものであり，講義後にとったアンケートでは，「貴重な講義を聴講する機会であった」
等のコメントが多かった．開始時点においては，このよう

図１

高専の教育システム［１］．

なオンライン講義による多高専同時配信は例のないもので
３０８

Special Topic Article

1. The Relation of Nuclear Fusion/ Fission and Human Resource Development in KOSEN

E. Takada and S. Saito

あり，本取り組みを参考にして，他分野においても高専機開発，日本原電，日本原燃の各社で実習を実施した．また，構内で同様の取り組みが進んだ．また，令和２年度の新型

長岡技科大では，高専から大学・大学院への進学を考えてコロナ禍においても，これらの取り組みの経験を踏まえ，いる学生を主な対象とした実習を実施した．これらの実習

高専機構内では順調にオンライン講義の実施が可能であっに参加した学生が令和元年度には１００名に達するなど，着た．

実に実施してきた．

一方，リアルタイムで行うオンライン講義では，各高専

電力会社等での実習は２日間のものが多く，内容的にの講義・実験実習や行事等により聴講できない学生が存在は，した．そこで，平成３０年度からはオンディマンドで聴講で・放射線，原子力に関する講義

きる e ラーニング教材の開発を行ってきた．開発した教材

・施設見学をまとめ，e ラーニング高等教育連携事業（eHELP）［２］の・原子炉シミュレータ体験実習

枠組みの中で，富山高専電気制御システム工学科５年生の・環境放射能測定実習

単位互換科目（「システム工学」）として配信している．扱・OB との懇談会（電力会社での業務説明）

う項目は以下のようなものであり，放射線の基礎から放射等が多い．終了後のアンケート結果でも，有意義であった，

線応用まで幅広い内容の概略をカバーしている．

理解できた，職業としての関心が高まった，との良好な意①日本のエネルギー政策と原子力技術の開発見が多かった．図２に北陸電力における実習の様子を示②世界の原子力発電を巡る最近の動向と今後の展望

す．

③放射線の基礎と放射線計測（４）ポケット線量計測定④放射線の検出原理と信号データ処理

高専の低学年学生にバックグランド放射線について理解⑤原子力発電所の仕組みと機械工学させることを目的に，ポケット線量計測定を実施してい⑥原子力材料基礎

る．事務局でポケット線量計を用意し，希望する高専に順⑦原子力安全の基本的な考え方（１） 安全の考え方と原次巡回することで，各高専４０名程度が１週間の継続測定を

子力の安全設計行う．主に下級生の物理学や物理実験等の科目で実施して⑧原子力安全の基本的な考え方（②） 安全マネジメント

いる例が多い．測定したデータは各高専の結果をヒストグ⑨リスクコミュニケーション

ラムで表し，地域による分布の違いを学生に紹介してい⑩原子力分野における化学工学と核燃料サイクル

る．令和２年度に富山高専で実施した測定結果を図３に示⑪高レベル放射性廃棄物の地層処分についてす．測定期間中の落下や，携帯電話の近くでの放置等の理⑫加速器基礎由でデータとして使用できなくなる例もあるが，数日でも⑬核融合発電データがあればその期間だけで平均を求めるなどして，で⑭放射線の医学応用−核医学−

きるだけデータを有効活用している．

⑮放射線の医学応用−核医学物理（５）NaI（Tl）
シンチレーションサーベイメータ測定（２）高専生向けテキスト

高専機構として原子力人材育成関係の予算に応募・採択

高専生に原子力・放射線に関する知識を習得させるた

された直後に，希望高専で NaI（Tl）
サーベイメータを調達

め，和文テキストおよび英文テキスト（２冊）を作成した．

し，毎月数回の測定を継続してきた．高専機構としてまと

和文テキストの内容は以下の通りであり，e ラーニング教

まることで，全国的な測定ネットワークを実現したもので材と同様の内容としている．

あり，毎年度３月に「フォーラム」として事業参加高専が

１．原子力とエネルギー集まる際に集計結果を報告している．測定結果の一例とし

２．放射線とはて，令和元年度の各高専での平均線量率を図４に示す．ま３．原子力プラント入門

た，継続的な測定により，福島第一原発事故直後には高４．原子力プラントの安全と防災

かった福島高専における空間線量率が徐々に小さくなり，

５．核融合炉

令和元年度時点でほぼ富山高専と同程度（0.1 μSy/h 弱程

６．放射線とその応用度）まで低減したこともわかった．富山高専では物理学やまた，英文テキストは主に和文テキストを英訳する形で作他の専門科目等で放射線について触れる際，このような成した．これらのテキストは高専機構内および長岡技科大

データも活用して説明することで，バックグランド放射線内で行われる授業でのみ使用可能な状態であるが，英文テに関する理解を深めるとともに，福島第一原発事故の経験

キスト第２分冊については著作権に関する処理も完了し，が風化しないようにしている．

広く配布可能な状態となっている．

（６）キャリアセミナー，大学・大学院紹介（３）実習

事業ではこれら以外にも，原産協会と連携することで原

高専生に原子力や放射線の基礎について理解させるとと子力関係の企業によるキャリアセミナーを実施している．

もに，産業の現場を経験させることで，進路として原子力

また，令和２年度からは，進学希望者を対象に原子力・放関連産業に導くことをめざし，電力会社等における実習を

射線に関連する大学・大学院の合同説明会も開催予定であ企画・実施している．令和元年度には北海道，東北，東京，る．これらの取り組みを通じ，学生が当該分野に進むこと

中部，北陸，関西，中国，四国，九州の各電力会社，電源を促すように努めている．
３０９

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

図４

各高専における空間線量率測定結果（令和元年度）．

１．
４ 原子力材育成における核融合・プラズマの位置づけと高専生の意識
高専における原子力人材育成事業を実施するに当たっては，放射線の基礎や応用，原子炉の仕組み，核燃料サイクル等に関する内容とともに，核融合関係の内容を常に含めるようにしてきた．このことについては，事業実施の過程
でも，「なぜ原子力の人材育成の中に核融合を含めるのか」というコメントをいただいてきた．ここではその位置づけについて述べる．
まず，原子力と核融合は，原子核反応における質量欠損
をエネルギーとして取り出すという点で類似のものである．高専生にそれらを説明する際にも，結合エネルギーの説明から始めることが多い．
図５に原子核の質量数と核子あたりの結合エネルギー：［３］．結合エネルギーは原子核を陽子と中性子に!
! を示す
バラバラにするために必要なエネルギーと定義されている．言い換えると，!
! が小さい原子核は !
! が大きい原子核に比べバラバラの状態からの静止エネルギーの減少量が小
図２

北陸電力における実習の様子（令和元年度）．

さい状態である．すなわち，結合エネルギーの総和が小さい状態から大きい状態に変化することで，結合エネルギー

図３

図５

富山高専におけるポケット線量計測定結果（令和２年度）．

３１０

質量数と核子あたりの結合エネルギー：fB の関係［３］．

Special Topic Article

1. The Relation of Nuclear Fusion/ Fission and Human Resource Development in KOSEN

E. Takada and S. Saitoの差に相当するエネルギーが放出される．図５に示すようについて聞いた結果を図１０，１１に示す．今回，調査対象とに， "!付近でピークを持ち，それよりも !が大# は !!"

した学生においては，原子力発電，核融合についての学習

きい領域では，!の増加とともに減少する．

意欲はほとんど変わらない結果となった．これが今回の調原子炉で利用されている核分裂反応はこの領域で発生

査対象だけの現象なのか，高専全体として同じ傾向となっ

し，!が２３５と大きい２３５Uが !＞６０の領域にある２つの小さているのかについてはさらに調査が必要であるが，福島第い原子核に分裂する際に "#が増加し，その差が静止エネル

一原子力発電所事故のような大事故を起こしたにもかかわ

ギーの減少として放出される．一方，核融合炉で利用されらず，原子力発電に関する学習意欲が高いことは，高専にる反応は，!が，２，３と小さい重水素，三重水素が結合おける原子力人材事業の継続実施によるものである可能性

し，!!"!以下の大きい原子核に変化するため，ここでももある．

"#が増加し，エネルギーが放出される．このように核分裂，次に，これまでに高専機構が実施してきた実習等による核融合のエネルギーの放出は，ともに "#の変化によって説効果を見るため，実習等への参加の有無による各回答の変明でき，両者をともに扱うことが学生の理解につながると化を見た結果を図１２に示す．図１２（a）より，実習等に参加し考えている．

たことのある学生の方が明らかに知識が多いことから，知また，他の類似点としては，核分裂，核融合ともに放射線，特に高エネルギー中性子を扱うことが上げられる．高エネルギー中性子による材料の損傷は両分野で共通の研究テーマであるし，放射線計測の面からも同様の方法論が適用される．以上のような点から，原子力人材育成の中に核融合が含まれていることは理解の促進に効果的である．
次に，核分裂，核融合に関し，高専生を対象にアンケー
ト調査を行った（回答数：５７０）．本特集記事を執筆した複数の教員の所属する高専で調査したものであり，他の高専
よりは原子力，核融合に関する学習機会が多いことが予想されるが，その点はご容赦いただきたい．内訳は図６，図７の通りであり，まんべんなく各学年にばらついている．
性別は男子が多く，全体の約８割を占めている．
原子力発電や核融合の原理や仕組みに関する知識につい図７て聞いた結果を図８に示す．今回の調査では原子力発電に

アンケート調査回答者の性別．

ついてある程度知っていると答えた学生が７０％弱に達したのに対し，核融合では４０％程度であった．核融合に関する知識をどこで得たか，との問いに対する回答は図９の通りである．多くの学生が授業またはインターネットを選択した．
次に，将来的な原子力発電，核融合の必要性について質問した結果と，原子力発電，核融合について学習したいか

図６

アンケート回答者の学年．

３１１

図８

原子力発電，核融合に関する知識．

図９

核融合に関する知識を得た場所．

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

図１
０ 原子力発電，核融合の将来的な必要性．

図１
１ 原子力発電，核融合に対する学習意欲．

識面では実習の成果が認められる．また，図１２（b）から，実習参加の有無によらず，原子力発電，核融合ともに高専生には必要性が認識されている．図１２（c）から，勉強意欲についても知識量と同様に，実習等に参加した学生の方参加していない学生よりもやや高い．原子力発電と核融合を比較
すると，知識量，勉強意欲ともに原子力発電の方が高い傾向であった．原子力発電所の再稼働がなかなか進まない中でこのような結果となったことは，やや意外にも感じる．
核融合については，今後，必要性や学術的な面白さなどについて，高専生にアピールしていく必要があるのではないかと思われる．
図１
２ 実習参加濃霧による回答の変化．

１．
５ まとめ
高専および高専機構の沿革や教育システムについて紹介

シャルは高い．今後，今までにもまして核融合関係の大するとともに，高専の行っている原子力人材育成事業につ学・研究所の先生方と連携し，高専における核融合関係のいて整理した．MCC でもほとんど扱いのない原子力につ

人材育成にも取り組んでいきたいと考えている．

いて学生に学習機会を提供するため，継続的な取り組みを行ってきた．その結果として，アンケートにも見られるよ

参考文献

うに，原子力発電に関する知識や学習意欲は，核融合に関［１］高専機構 HP
https://www.kosen-k.go.jp/ nationwide/feature/hj̲112tokushoku.html［２］e ラーニング高等教育連携事業（eHELP）
HP https://www.ltc.kyutech.ac.jp/business/ehelp/［３］原子力ハンドブック編集委員会：原子力ハンドブック，（オーム社，２００７）978-4-274-20443-2.

するものと遜色がなく，むしろそれ以上であることが分かった．逆に言えば，核融合については今後，より高専生にアピールする必要があると考えられる．正確な統計をとったことはないが，高専における原子力，核融合に関連する教員数については，特に若手においては核融合関連の教員の方が多いように思う．すなわち，高専生に対して核融合関係の学習機会を今まで以上に提供するためのポテン
３１２

J. Plasma Fusion Res. Vol.97, No.6 (2021)３
１３‐３１８

小特集 高専における核融合および原子力に関する人材育成

２．高専における放電プラズマネットワーク
2. Discharge Plasma Network in KOSEN川崎仁晴
KAWASAKI Hiroharu
佐世保工業高等専門学校（原稿受付：２
０
２
０年１
０月１
２日）

現在の国立高専は，全国に５１ヶ所存在するが組織としては１法人であるというユニークな教育機関であり，多くの「放電」「プラズマ」「核融合」関連研究者が教員として在籍している．ほぼすべての県に同じ組織に属するプラズマ関連の研究者が在籍している，という特徴を活かして，これまで離散的であった研究テーマを系
統的にマッチングし，困難であった教育・研究に対する問題の解決を図るとともに，新しい研究テーマの発掘を行うため「放電プラズマネットワーク」を設立した．本章では，「放電プラズマネットワーク」の形成経緯と，このネットワークを活かしたこれまでの教育・研究実践例を述べるとともに，今後の展望について述べる．
Keywords:
KOSEN, education, network, plasma, discharge, fusion

２．
１ はじめに力で，細々と進められているのが実情である［５］．

改めて記載するのは「釈迦に説法」かもしれないが，工

著者は，１９９８年に佐世保高専に就職したが，それまでの業高等専門学校とは，「実践的・創造的技術者を養成する大学（九州大学，長崎大学）で行ってきたプラズマの研究ことを目的とした高等教育機関」であり，高校と短大を合と同程度の内容を行うには，人的にも，スペース的にも設わせたような教育機関である．本科卒業生は准学士，専攻

備的にも不足していた．そこで，プラズマを用いた材料の科卒業生は学士の資格をもって就職するか，あるいは大作製に関する研究を行っていた同じ電気工学科の須田義昭

学，大学院へ進学する．多くの卒業生が，就職先企業で活准教授（現，石川高専校長）にお願いして，装置を共同で躍し，そのことが高く評価されたこと等から，その教育方利用させていただき成果を共用することを提案したところ

法が近年注目されるようになってきた［１‐３］．

快く了承していただいた．真空容器や高電圧発生装置，高第１章でも記載があったように，全国で５１校の国立高専

出力レーザーなどを共同で利用させていただき，教員２名

は，独立行政法人国立高等専門学校機構（以下，高専機構）

分の卒業研究生とともに研究を行って，予想以上にスムーとなり，スケールメリットを持つ世界的にも稀有な技術系

ズに研究成果を出すことができた．このことは，専門分野

高等教育機関として学生教育に当たっている．高専の教員が多少異なっていても，うまく協力することで物理的かつ数は全国で約４千人であるが，「高等教育機関」であるこ

人的な研究環境を向上させることができることを示唆してとから，そのほとんどが学位を持ち，教育者としてだけでいる．その後，本校電気工学科だけでなく他学科あるいはなく，専門の研究者としての顔を持つ．その中には，放電

近隣（九州内）で同じような内容の研究を行っている教員

やプラズマに関連した研究を専門に行う教員も多くいる．

に声をおかけし，それぞれの専門領域で放電やプラズマが

例えば，放電やプラズマ関連の教員を「国立高専研究情報

利用できそうな場合は，それを利用した共同研究を行えな

ポータル」［４］で調べると， 放電

関連教員数が３６名， プ

いか模索した．現在では全学科につながりを持つ教員がお

ラズマ

関連教員数が６８名ヒットする．これ以外にも，プり，それぞれの強みを活かして協力しながら研究を行ってラズマの持つ熱的な非平衡性や高い電子エネルギーを利用いる．このつながりは外部資金の獲得にも良い効果をもたして，新しい機能を持つ材料創生を行う教員も散見され，らし，科学研究費補助金だけでなく，環境・エネルギーに

実際にはもっと多くの教員が放電やプラズマを利用した研関連する財団や，殺菌や滅菌等第一次産業関連分野の財団究を行っていると考えられる．ところがそれらの高専教員

等様々な分野の財団資金の獲得にもつながっている．

同士の直接的な繋がりは弱く，交流も盛んとは言えない．

一方，高専機構でも全国５１の国立高専の複数地区の高専

さらに，放電やプラズマを用いた研究は，実験系のテーマの教員が共同で研究を行うことを奨励し，それによって研が多く，学位取得時やその後の大学勤務時と同じ研究環境究が飛躍的に進展するとともに，その結果をもとに国プロを準備するのは困難である．そのため，研究は各個人の努やサポインなどの事業へ申請できるようになることが期待

National Institute of Technology, Sasebo College, NAGASAKI 857-1193, Japanauthor’s e-mail: h-kawasa@sasebo.ac.jp

３１３!2021 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

できるグループに補助金を与える「研究ネットワーク」事①松江高専，②熊本大学，③明石高専，④豊橋技科大，業の公募が始められた．そこで，上述の本校内部のグルー⑥北九州高専，⑦長岡技科大，⑧群馬高専，⑨名古屋

プも，この公募に「放電プラズマネットワーク」として申大学，⑩鶴岡高専，⑪富山高専，⑫大分高専，⑬都城
高専

請し，２０１７年度に採択された（図１）．
本論文では，この時に行った「放電プラズマネットワー（３）学会発表，ディスカッション

ク」の形成経緯と２
０１７−２０１８年度に行った事業を述べる．

①２０１７年１２月６日：日本MRS：プラズマ部門，
高専部門

また，このネットワークを活かしたこれまでの教育・研究②２０１８年３月１４日：電気学会全国大会

実践例を述べるとともに，今後の展望についても述べる．

③２０１８年３月１６日：応用物理学会（春）２．
２ 放電プラズマネットワーク形成の経緯と活動内容〈２０１８年度〉（１）第２回放電プラズマネットワーク会議の開催

前述のように，国立高専機構では平成１６年度に１法人と日時：２０１８年１２月４日! １３：００〜１４：３０

なった．これを活かして２０１７年に研究ネットワーク事業構
築の募集が行われた．そこで全国の放電プラズマ関係の研

場所：大阪大学

究や，それを利用して研究を行っておられる方にお声がけをし，ネットワークの構築を行った．目的としては①装置

会議室（２）２０１８年プラズマ核融合学会年会オーガナイズドセッ
ション（３）学会発表，ディスカッションの共有，②研究協力，③分析協力を行うことで，研究の質①２０１８年１２月３日：「プラズマ新領域研究会」およびや量の向上を図ることにある．２０１７年度には，国立高専を「プラズマ・核融合学会専門委員会」

中心に全国の高専に協力者を募った．最終的には，１３の高②２０１８年１２月１８日：日本 MRS専（釧路，鶴岡，群馬，石川，富山，長岡，和歌山，明石，③２０１８年９月１８日：応用物理学会（秋）松江，北九州，有明，大分，都城：教員は当時の所属）の

１９年３月９日：応用物理学会（春）④２０

１３名，および，５つの大学（名古屋大学，長岡技術科学大学，豊橋技術科学大学，岩手大学，熊本大学）の７名から

上述の２０１８年度（２）は，著者が名古屋大学の大野哲靖教

賛同を得た．また，これらの教員とともに，次のような事授に依頼した，佐世保高専５年生に対する核融合関連の特業を行った．

別講演の際に打診され，同教授の尽力で設定された．このセッションでは，各高専で行われているプラズマや核融合〈２０１７年度〉

に関する研究やプラズマを用いた材料開発等の講演が行わ（１）第１回放電プラズマネットワーク会議の開催

れ，いくつかの共同研究に結びついた例もある．同時に行

日時：２０１７年１０月６日! １３：００〜（受付１２：００〜）

われた「プラズマ新領域研究会」および「プラズマ・核融

場所：佐世保高専

合学会専門委員会」では，高専だけでなく大学も含めた学

多目的教室

生へのプラズマ教育の重要性が再確認されるとともに，ど（２）各連携グループ関連高専，大学への協力依頼と研究室

うすれば高校生までの生徒にプラズマと接触する機会を与見学

えられるのかについて話し合われた．
これ以外で，この放電プラズマネットワークが行っている事業として以下のものが挙げられる．
（１）
プラズマ技術に関する相談窓口としてのHP作製と広報［６］佐世保高専の HP に「放電プラズマの研究ネットワーク」のHPを立ち上げた．そこで，プラズマや薄膜に関する研究
あるいは技術的相談を行う．基本的には，メールで相談を受け，関連の深い先生に回答してもらう形式にする．
（２）研究等で利用できる装置の共用，分析
各高専で保有している分析装置をまとめ，可能な範囲で共同利用できる様にする．共用できる分析装置は上述のホームページだけでなく，ブロックごとのネットワーク報
告書にまとめた．
（３）科研費あるいは各種助成金への共同申請
複数の高専教員が協力して科学研究費等の助成金に申請を行った．その結果，後述する「地震等の教育及び予測装
置」等，いくつかの採択につながっている．また，研究助
成金だけでなく学会や学術論文への共同投稿も進めている．
図１

放電プラズマネットワークの概要．

３１４

Special Topic Article

2. Discharge Plasma Network in KOSEN

２．
３ これまでのネットワーク利用例

H. Kawasaki

ことから，炭化水素ガス中の熱炭化によって膜中の Ni と C

放電プラズマネットワークも，高専機構のスケールメの比率が変化し，電気的特性に影響することがわかった．

リットを利用して形成されており，そのことが特徴的な効

次に，蒸着で作製した Ni 薄膜を窒素と水素の混合ガス中果を生み出す．以下は，これがある程度の成果を上げた具で熱窒化することで Ni 窒化物薄膜の作製を行った．松江高

体的な取り組みをいくつか紹介する．なお，あまり放電プ

専の分析ではこの薄膜は，オーミック性から整流性へ変化

ラズマにこだわりなく進めたため，プラズマ・核融合学会

することが明らかとなった．これについても上述同様に，に不適切な研究成果もあることをご容赦いただきたい．

佐世保高専において XPS による分析を行った（図３）．計２．
３．
１ 専門が異なる高専研究者の協力による研究成果

測結果から，この方法では膜中の N 原子の取り込みはごく

新しいパワーデバイス用ワイドバンドギャップ

わずかに確認されたが，そのほとんどが Ni-O 結合の可能性（WBG）半導体材料として，近年遷移金属である Ni の窒化が高く，Ni と N の結合（Ni3N 等）ピークは明確には得られ物材料が注目されている．ここでは松江高専で熱 CVD 法，

なかった．以上の結果は，蒸着で作製した Ni 薄膜中に炭化佐世保高専でパルスレーザデポジション法を用いて，同じ水素ガスによって，熱的に C を導入することは可能である

WBG 半導体である Ni 窒化物薄膜を別々の装置で作製したが，同じ Ni 薄膜中に窒素と水素などの混合ガスによって，結果と，作製した薄膜をお互いに提供し，佐世保高専では熱的に N を導入させることは難しいことを示唆している．

XRD,XPS，ホール効果測定を，松江高専では電気特性の測最後に PLD 法を用いて，Ni ターゲットを NH3 ガス中でアブレーションし Ni 窒化物薄膜の作製を行った．XRD 測定を行い比較検討した結果を示す．
まず，松江高専において熱 CVD 法を用いた Ni 炭化物の定において，Ni と Ni3N の混晶であることが確認され，NH3合成を行った．SiO2/Si 基板上に Ni 蒸着し，その後 CVD

ガス圧力と基板温度の増加によって Ni から Ni3N へ結晶成

炉内に炭化水素ガスを導入，冷却とともに端子が Ni 表面に長することが確認された（図４）．これは XPS 測定におい炭素が析出し，Ni と炭素が合成されることを利用した．作
製後，一旦薄膜の特性を調査し，さらに炭化水素ガス中で，炭化を進めたところ，作製した Ni 炭化物の電気特性が，反応時間とともに強い整流性からオーミック性に変化することが明らかとなった．そこで，結晶性や化学結合状態を調べるために佐世保高専で XPS による測定を行った．図２はNi と炭素の反応時間を変化させて作製した Ni 炭化物のXPS 測定結果を示す．反応から１分で Ni のピークが減少
し，炭素のピークが明確に大きくなることがわかる．この図３

図２

Ni炭化物のXPS測定結果（表面をArイオンで５秒間スパッタ後）上段：Ni2p，中段：C1s，下段：O1s，左から反応時
間 0 min，1 min.

Ni窒化物のXPS測定結果（表面をArイオンで５秒間スパッタ後）条件：N2：H2 ＝ 560：140 sccm，上段：Ni2p，中段：
N1s，下段：O1s，左１
２０分処理，右６
０分処理．

図４

３１５

PLD で作製した Ni 窒化物薄膜の XPS 測定結果．

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

る［１１］．

て，Ni2p ピークと N1s ピークより，Ni-N 結合に由来するピークが観測されたことからも明らかである（図５）．そこの太陽電池に関して，高専のスケールメリットを利用

こで，PLD法により作製したNi窒化物薄膜の電気特性を調した共同研究として，１９９８年前後に高専に導入された太陽べた．図６は NH3 ガス 5 Pa 中で PLD によって作製した Ni

光発電システムに関する利用状況と発電状況の調査が挙げ窒化物薄膜の電気特性測定結果を示す．これより NH3 ガス

られる［１２］．これはプラズマ技術が深く関与して作製され5 Pa で作製した薄膜は整流性を示すことがわかる．このこるシリコン系（単結晶または多結晶）40 kW 級の太陽光発とは，プラズマプロセスである PLD 法によって熱 CVD

電を全国５５国立高専のうち３９高専に設置し，その発電効率法などに比べ，比較的簡単に N 原子を膜中に含むNi3N薄膜のデータを調べるものである．その結果については，筆者を作成できることを示している．

は直接関わっていないため詳細は記載しないが，発電効率

このように，各々独立している複数の高専で同じ機能・が太陽電池の設置角度に大きく依存しているという結果が同じ目的の材料をプラズマプロセスとそれ以外の方法で作得られていた．筆者らは，その後，太陽電池が約２０年間で製し，その性質を同じ分析装置で比較することは，材料作

どのように劣化するのかを調べた［１３］．２０１５年度前後に劣製のメカニズム解明やその確実性制御性向上に高い効果を化度を調査した結果，現在でも稼働している発電システム有すると考えられる．この放電プラズマネットワークを利は３５高専であった．このうち設置時と同じ状況で稼働して用すれば，同様の共同研究が比較的簡単に行え，高専でもいた高専は１２，パワーコンディショナー故障が２１，パネル

学術的に高評価を得る研究が進むと予想される［７‐９］．

故障（発電不可）が２，あった．残り４高専は建物改修等

２．
３．
２ 全国に設置された太陽電池の劣化状況に関する研究で利用していないかあるいは不明（現在見当たらない）と高専教員が行っている研究テーマのうち太陽電池に関すいうことであった．パネルを交換せず稼働中の３３高専のうる研究は比較的多い［１０］．例えば，長岡技科大の片桐教授

ち，発電データの蓄積が行われていた高専は２６あり，このは，プラズマプロセスの１種であるスパッタリング成膜法

うち，５％以上の明確な発電劣化が認められた高専は比較で，材料に全く有害なものを含まない CZTS（Cu2ZnSnS4）

的東側（太平洋側）に位置した１２高専であり，残りの１４高系の太陽電池開発にいち早く取り組み，これまで何度も専では５％未満であった（図７）．一方，目視（写真）に世界一の変換効率を持つ太陽電池の 作 製 に 成 功 していよってパネル自身を観察したところ，特に九州地区のパネ
ルには剥離が多くみられた（図８）．特に都城高専や大分高専では６〜７割近くのパネルで剥離が見られたが，発電量の劣化は１０％未満であった．なお，この結果は，２０１５前後であったため，２０２１年より再度，調査を行う予定にしている．
一方において，プラズマプロセスを用いた薄膜型太陽電

図７

図５

図６

劣化が少なかった１
４高専の所在地（a）と５％以上の明確な劣化が認められた１
２高専の所在地（b）．

PLD で作製した Ni 窒化物薄膜の XPS 測定結果．

PLD で作製した Ni 窒化物薄膜の電気特性試験結果．

図８

３１６

九州地区の太陽電池パネルの劣化の様子．

Special Topic Article

2. Discharge Plasma Network in KOSEN

H. Kawasaki

池は，クラスターの除去でこの太陽電池の劣化を抑える技

つか進めている．例えば，近年頻発する地震や豪雨災害は，術開発に成功している．この結果を，放電プラズマネット

予知が難しいとされている．一方，早川らによると，地震ワークを利用して再度フィールドテストに活かすことがで前には大地浅部，深部の断層や岩石層の破壊から，摩擦等

きれば，プラズマプロセスの重要性が見直されると考える．

で一時的に電荷分離が発生し，大気中の電界（電位）観測

２．
３．
３ 学生の理科離れに対するアンケート調査

である程度の変化が生じると考えられている．水野らは，

理科離れ が叫ばれて久しいが，高専は，中学生時点で非常に簡単な装置でこれを捉える研究を行っており［１５］，

理数系科目に興味がある学生が受験することが多い．すな

いくつかの有益な結果が得られているが，その情報は，地わち高専生は理科離れしていない学生ということもでき

震多発地域に限られていたため，より広い領域でのフィーる．筆者らは，長崎大学の准教授とともに若年者の理科離

ルドテストが望まれる．このテストに，放電プラズマネッ

れに原因探求に関する研究を行っている．その研究の一部

トワークを利用できれば，ほぼ日本全国で同じ時間の有益として，高専生（理系）と近隣の理系以外の若年者（文系：な情報が得られる．筆者はこれを行うための研究も進めて

近隣私立大学文系学科低学年生等）にアンケート調査を行いる．

い，幼少期の生活環境と理科離れの関連を調査した
［１４］．

２．
４ おわりにその結果を簡単に述べると，幼少期の生活環境に技術系の要素が大きいほど，高専に入るモチベーションが上がるこ

これまで述べてきたいくつかの例からもわかるように，とがわかった（図８）．このアンケート中に「幼少期に放電

全国に５１ヶ所存在するが組織としては１法人であるというやプラズマという言葉を聞いたことがあるか」，「幼少期にユニークな教育機関となったことで，装置の共有が比較的核融合という言葉を聞いたことがあるか」というアンケー

スムーズにできるようになったことは，これまでの高専にト調査を行った．結果，高専４年生の９割近く，文系学生おける研究の問題点を解決する方法として手段が増えたこ

でも５割以上がプラズマという言葉を聞いたことがあるととを意味している．以降は私見となるが，以前の高専においうことであった（図９）．京都大学の門の研究 に よる

ける研究環境は，特に放電・プラズマ・核融合が専門の研と，２０１４（平成２６）年時点で高校の教科書でも，プラズマ究者にとって，人的にも時間的にもスペース的にも経済的が現れるのは，わずかに「地学」分野であり，それほど多にも少なからず障壁があった．具体的には，同じ学科内に，くない．にもかかわらず，プラズマの認知度が高いのは，同じ専門の教員が少なく，学位をとった研究内容を行うに

空気清浄機などに利用されているプラズマクラスターといは，その組織（大学等）との繋がりに頼るしかない．実験う言葉によるものだと予想される．一方，核融合に関してスペースも１〜２スパンしかないため，実験装置を１つ置

は，高専生でも幼 少 期 の 認 知 度 は 低 い こ と が わ か った

くのが限度である．学生の研究は本科５年生（大学２年生）（図１０）．この結果は佐世保高専が存在する佐世保地区の結の卒業研究に頼る（現在は専攻科もある）ことになるが，果であるため，放電プラズマネットワークを利用して全国

その時間は週１日〜１日半しかない．放課後自主的に卒研の高専とその近隣文系学生等に協力依頼を行い，同様な傾に来る学生はいるが，未成年であるため，（特に女子学生

向があるかどうかを調査する必要がある．

等は）日が暮れる前には帰宅させなければならない．教員側も授業コマ数に加え，学生実験の直接指導があり，教務

上述以外にも，このネットワークを活かした研究をいく

は大学の教員と同程度以上時間が必要である．加えて高専特有のクラブ活動の指導，試合の引率などが加わる．研究に使える費用は，近年は大学教員も同様だが，十分とは言えず，関東の学会に年１回行くとそれでほぼなくなる．
以上の点から，高専では困難であった放電プラズマ関連の研究も，今回のようなネットワークを有効利用すれば，比較的行いやすくなると考えられる．また，今回いくつか紹介した様な，高専のスケールメリットとネットワークをうまく利用した研究ができれば，大学にはできない，特徴

図９ 「幼少期に近くに工場はあったか」に対する回答．

的な研究も可能となる．今後は，このネットワークを利用して，紹介した様な「高専ならでは」の研究が多く行われ，高専の研究が今まで以上に進むことを期待する．

謝辞

本稿の執筆は，プラズマ核融合学会専門委員会の活動費，および名古屋大学低温プラズマ科学研究センターのご協力によって行われた．研究成果は，佐世保高専：大島准教授，松江高専：市川准教授，岡山理科大：重松教授，長
崎大学：森野准教授の協力を得た．ここに謝意を表す．

図１
０ 「幼少期にプラズマという言葉を聞いたことがあるか」に対する回答．

３１７

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

（２
０
１
８）
．
［１
０］T. Yamaguchi et al., J. Nanoelec. Optoelec. 12, 976 (2017).
［１１］T. Mise et al., Improving the photovoltaic performanceof co-evaporated Cu2ZnSnS4 thin-film solar cells by incorporation of sodium from NaF layers", Prog. Photovolt:
Res. Appl. (2016).
［１２］佐藤岳志：高専に設置された 40 kW 太陽光発電設備モデルの基礎研究，平成１３年電気関係学会関西支部連合
大会 G140 (2001).
［１３］重松利信 他：太陽光発電施設のフィールド調査，電気学会・教育フロンティア研究会FIE-14-3, pp.11-15 (2014).
［１４］川崎仁晴，森野美央：理系と文系への同じアンケート
９ 電気・情報関係学会九州
理科離れに関する考察 I,H２
支部連合大会予稿集 p235 (2017).
［１５］木下洋輔 他：大気電界の測定と地震との関連，静電気学会講演論文集 pp7-8 (2011).

参考文献［１］細川幸一：東洋経済オンライン（２
０
１
９．
１
０．
８）
．
［２］H. Newby et al., OECD Reviews of Tertiary Education
japan, p.16 (2009).
［３］黒田孝春：「高専教育の現状と課題」，日本機械学会
技術と社会部門ニュースレター No.14（２００４）．
［４］https://research.kosen-k.go.jp/［５］岩崎寛希：独法化時の「高専」と今後の進む道，全大教
時報 42, No.4 (2018).
［６］https://hiroharu0714.wixsite.com/mysite［７］R. Morioka et al., Nickel nitride semiconductor was synthesized by thermal chemical vapor deposition, Proc. 41 Int.
Symp. Dry Process, Vol. 42 (2018).
［８］丸田健太 他：プラズマプロセスによる窒化ニッケル薄膜の作製，第２８回日本 MRS 年次大会（２０
１
８）．
［９］森岡璃久 他：Ni の熱窒化により作製した Ni 窒化物半導体の酸素依存性，第１５回薄膜材料デバイス研究 会

３１８

J. Plasma Fusion Res. Vol.97, No.6 (2021)３
１９‐３２３

小特集 高専における核融合および原子力に関する人材育成

３．炉心プラズマ研究を用いた高専での学生教育の実践例〜岐阜高専での取り組み〜
3. Practical Example of Student Education at KOSEN by Researchon Fusion Core Plasma〜An Approach in NIT, Gifu College〜
柴田欣秀
SHIBATA Yoshihide
岐阜工業高等専門学校（原稿受付：２
０
２
１年２月２
２日）

炉心プラズマ研究は多くのお金や人員が必要であり，高専のような小さい研究室では独自に装置を開発して研究を実施するのは難しい．岐阜高専は，同じ県内に核融合科学研究所があり，共同研究を行うには地理的に優位な場所にある．また，高専では１名の教員が１０名程度の学生の世話をするなど，とても１名の教員では密接な学生教育を行うことが困難である．そこで，岐阜高専では共同研究を実施している研究所，大学などと協力して炉心プラズマに関する学生教育を実施している．本章では，高専での学生研究の実態から，研究所，大学と協力して実施している学生教育について紹介する．また，岐阜高専では外部機関と連携した原子力教育も盛んに実施しているため，それについても紹介する．最後に岐阜高専では炉心プラズマ研究の派生として医工連携をめざした医療データ解析を実施しているため，少し紹介する．
Keywords:
core plasma, fusion, student education, experience-based learning３．
１ はじめにディープラーニングコンテスト（通称，D コン）などがあ

岐阜工業高等専門学校（通称，岐阜高専）は岐阜県本巣り，それに出場する学生の指導などがある．また，高専を市（岐阜市の西側）にあり，本科としては機械工学科，電対象としたコンテストやクラブ活動の地区，全国大会は各

気情報工学科，電子制御工学科，環境都市工学科，建築学高専が持ち回りで実施しているため，大会の主管校になっ科の５学科，専攻科としては先端融合開発専攻の１専攻がた年はそれらの業務で忙殺されることがしばしばある．

ある．本科生は１クラス４０名程度であるため５学科５学年

読者の皆さんが前述の文章を読むと，キャリアとしてので約１０００名程度，専攻科生は２学年で７０名程度の学生が在高専教員という選択肢を無くしてしまう可能性もあるが，籍している．学生の多くは本巣市，岐阜市，大垣市などの残念ながらこれが近年の高専での状況である．しかし，高近隣地域に住んでいるが，滋賀県に高専がないことから滋専での教育研究活動にも良い点はあり，多くの高専教員は賀県の琵琶湖より東側に居住する学生や，愛知県は一宮な

様々な工夫を実施して研究時間の確保を行い，研究成果をどの尾張地域の学生も在籍している．また，建築学科は限出している．本章では岐阜高専で実施している炉心プラズ

られた高専にしかなく，岐阜高専にも日本全国より学生がマ研究を用いた学生教育を例に，高専での共同研究などの集まっている．そのため，岐阜高専には学生寮があり，２００

枠組みを利用した学生教育の利点・欠点などを紹介する．

名程度の学生が敷地内に設置された学生寮で生活してい高専では各教員に研究テーマの設定が任せられているたる．さらには，高専では政府派遣・私費の長期留学生の受め，比較的自由に研究を実施することができる．著者の専け入れを行っているため，数名程度の留学生も在籍してい門は核融合の炉心プラズマ研究であるが，最近では核融合る．

分野で培ったデータ解析技術を医療データ解析に応用する

近年の高専での業務は多岐にわたっており，授業や研究研究を実施しており，他大学の医学部の研究者と連携して室に所属する学生の教育に加え，クラス担任や校内の各種研究を行っている．そのため，医療データ解析を例に，高委員会の業務，クラブ活動の支援などがある．近年では全専での研究活動についても紹介する．

国の高専生を対象としたコンテストが増え，映画にもなっ３．
２ 高専での学生教育・研究活動たロボットコンテスト（通称，ロボコン），建築系の学生を対象としたデザインコンペティション（通称，デザコン），

多くの高専では大学のような講座制ではなく，助教からNational Institute of Technology, Gifu College, GIFU 501-0495, Japanauthor’s e-mail: shibata.yoshihide@gifu-nct.ac.jp

３１９!2021 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

でも自身の研究室を持ち，自身の研究を通じて卒業研究な

るプラズマ崩壊現象であるディスラプション現象に関する

どの学生の指導を実施している．そのため，各教員は自由研究を実施している．ディスラプション現象についての詳に研究テーマを設定することができ，教育寄りの研究テー

細は割愛するが，本誌でもたびたび取り上げられており，

マから本格的な研究テーマまで全国の高専で様々な研究が現象や制御技術に関する解説［２］やシミュレーションにつ実施されている．高専でどのような研究が行われているか

いての解説記事［３］が掲載されているため，興味を持たれはホームページに公開されており［１］， 高専

た読者はご参照いただきたい．

ズ

研究シー

と検索していただければ各高専の研究シーズ集を閲覧

本研究室では，ディスラプションシミュレーションコーすることが可能なので，興味のある読者は是非ご覧いただ

ドを用いたシミュレーション研究をはじめ，名古屋大学にきたい．本節では高専での本科生を対象とした卒業研究，ある小型トカマク装置 HYBTOK-II を用いた MHD 不安定

専攻科生を対象とした特別研究について述べ，教員が学生性に関する実験研究などを実施している．また，大型装置

教育を通じて自身の研究をどのように行っているのかを紹との共同研究を利用して LHD（核融合研），D3D（General

介する．

Atomics），JT-60U（量研機構）の実験データ解析を実施し

３．
２．
１ 高専での卒業研究・特別研究ている．高専では若い研究者も単独で研究室を持てること

他の高専も同じく，岐阜高専では本科５年生が研究室で実施する研究活動をが利点であるが，各個人が自由に研究テーマを設定してい卒業研究 ，専攻科生が実施するもる性質上，実験装置の引き継ぎはなく，実験を行う場合にと呼び，区別をしている．専攻科は大学

は一から作製する必要がある．そのため，高専などで炉心３，４年生に相当するため，専攻科における特別研究は大プラズマ研究を実施するために必要な実験装置を作製する学における卒業研究と同等である．また，それらの活動はことは難しく，実験などを行う場合には共同研究などをう

授業として授業時間割に組み込まれている．図１に岐阜高

まく利用する必要がある．岐阜高専では図２に示すように

専電気情報工学科の電気電子コース５年生の２０２０年度後期

多くの大学・研究所との共同研究に参加しており，可能での授業時間割を示す．２０２０年度は新型コロナウィルスの関あれば学生も参加させている．高専での共同研究で注意が係で通常より休み時間の確保を実施しているため，授業時必要なことは学生の旅費の取り扱いである．多くの共同研

間は８０分となっているが大学と同じく通常は９０分授業を実

究では参加している学生の旅費を支出することが可能であ

のを

特別研究

施している．２０２０年後期では図１に示すように卒業研究はるが，高専の場合，専攻科生でも大学生に相当するため，

週４コマ確保されているため，研究室に所属する学生はそ共同研究に参加できず，学生の旅費は研究室の経費で負担の時間を使って各研究室で卒業研究を実施している．高専

しなければならないことがある．最近では核融合研との共では卒業研究が授業時間に組み込まれているので，最低限同研究では専攻科生の参加を認めるなど，状況は変わりつの時間を確保することが可能となっている．一方で，卒業つあるが全ての共同研究で高専の学生の参加が認められて研究が授業時間割に組み込まれているため，学生の中でそいないのが現状である．

の時間以外に研究しなくても良いという認識が芽生えやす

本研究室の２０２０年度の学生の構成は，専攻科生３名，本く，うまく指導をしないと研究が進まないという状況にな

科５年生３名，本科４年生が４名の１０名である．岐阜高専

りやすい．専攻科は本科での研究活動を経験しているた

電気情報工学科では４年次から学生を研究室に配属し，研め，大学での卒業研究に比較的近い形になるが，中には本究を実施している．研究室に教員は１名しかいないため，科での卒業研究の形式を引きずってしまう学生もいる．

高専では１０名程度の学生を１名の教員が面倒をみることに

３．
２．
２ 高専における炉心プラズマの研究室なる．そのため，研究室に所属する全学生の指導を１名で著者の専門は磁場閉じ込め核融合における炉心プラズマ

実施することは困難であるため，岐阜高専では外部機関との研究であり，特にトカマク型磁場閉じ込め装置で発生すの共同研究を利用して学生教育を実施しているため，次節にて詳しく説明をする．

３．
３ 外部機関との共同研究を利用した学生教育
２．
１節で示したように高専では１週間にかなりの数の授

図１

岐阜高専電気情報工学科電気電子コース５年生の２０
２０年度
後期の時間割．

図２３２０

岐阜高専が行っている共同研究先一覧．

Special Topic Article

3. Practical Example of Student Education at KOSEN by Research on Fusion Core Plasma

Y. Shibata

業が予定されており，授業期間中に学生を高専外部に連れかったが，現地にいる MHD 不安定性，ディスラプション

出すのは困難である．しかし，高専は大学と同様に夏の長の専門家と議論を実施し，DIII-D におけるディスラプショ

期休暇期間は２ヶ月程度あるなど，長期休暇期間に研究のン時の電流減衰時間の実験解析を実施している．学生はイ

ために外部に行くことは可能である．また，岐阜高専の専

ンターンとして参加しているため，インターン最終日には

攻科では１年次の夏期休暇時に民間会社や共同研究先の大受け入れ担当の研究者に滞在期間中に実施した研究成果を学・研究所などに３週間以上のインターンにいくことが義

英語で発表し，成果について評価も実施していただいた．

務化されており，参加した学生は卒業に必要な単位を取得

インターン終了後に学生にきいたところ，海外で最先端のできる．本節では当研究室に所属していた専攻科生が核融研究を実施している研究所でのインターンは学生にとって合研，General Atomics にてインターンとして研究を実施

とても魅力的な経験であり，特別研究のモチベーション向

したことを経緯なども含めて紹介する．

上につながったと話していた．

３．
３．
１ 核融合科学研究所との共同研究を利用した学生教育

３．
３．
３ 研究機関の学生参加型研修プロジェクトを利用した学生教育

核融合科学研究所では一般共同研究［４］など数多くの共同研究が用意され，２０２０年度には一般共同研究は３９５件採

核融合研（総研大）では夏の長期休暇時に大学生，高専

択されており，６件の研究テーマが高専からの応募であっ生を対象とした夏の体験入学［５］を，量研機構ではサマーた．２０２１年度から高専の専攻科生は正式に共同研究に参画

スクール［６］を実施している．専攻科生であれば，核融合科

できることになったため，共同研究のルールに則した出張学研究所の共同研究に参加できるなど学生の旅費の確保がであれば共同研究の予算から学生の旅費を出すことが可能

比較的行うやすいが，本科生は共同研究者として認められである．核融合科学研究所では高専生のインターンの受けていないため，学生が最先端の研究所での実習や見学を希入れを実施しており，学生は長期間核融合研に滞在し，研望した際には旅費の確保が必要である．もちろん，学生自究することが可能である．今回は共同研究者である核融合身が望んでいるため，学生が負担すればよいという考えも科学研究所の渡邊清政教授に協力を仰ぎ，事前に共同研究あるが，なるべく学生の負担なく実施できた方がよい．上の枠組みで研究をスタートさせ，当研究室の専攻科１年の記で紹介した核融合研（総研大）の夏の体験入学や量研機

学生を２０１７年度の夏期休暇中にインターンとして３週間程

構のサマースクールは１週間程度のプログラムであり，か度核融合科学研究所に派遣した．学生は３週間の間にシつ全額ではないが旅費の支給がある．まだ研究を始めたば

ミュレーションの基礎となっている Fortran 言語の学習か

かりの本科５年生に最先端の研究の現場に行かせることはら，研究のテーマであった磁場閉じ込め核融合装置におけ研究のモチベーション向上につながるため，岐阜高専ではる磁力線追跡計算のコードの使い方，解析の基礎について

なるべくこれらの制度を利用して，学生の教育を実施して学んだ．岐阜高専ではプラズマ関連の授業は少なく，かついる．

プログラミング言語も C 言語しか学んでいないため，高専

３．
４ 他機関と連携した学生の原子力教育

教員だけで学生を教育するのは非常に難しい．また，教員１名で受け持つ学生数も非常に多いため，学生一人当たり

著者は核融合の専門家であるが，原子力を専門としていに充てることができる時間も少なく，より深い専門教育をないため，学生に原子力に関する教育を行うことは難し行うためには，上記のような外部の研究機関と連携し，実い．しかし，高専に所属する多くの学生は技術者として電施することが重要であると考えている．参加している学生

力会社など原子力に関連する企業に就職することが多く，に聞き取り調査を実施したところ，学生自身も最先端の研そのような学生への原子力教育の必要性を感じていた．

究を実施している研究施設での研究は高専では体験するこ

１章で述べられているように高専機構ではスケールメリッとができないため非常に新鮮であり，モチベーションの上トを利用して全国５１高専を対象に原子力教育を実施してい昇に繋がったと話していた．

るため，興味のある学生はそちらの原子力教育に参加させ

３．
３．
２ General Atomicsとの共同研究を利用した学生教育ていたが，各高専で授業日程などのスケジュールが異なる

岐阜高専では，前述したように夏季休暇を利用して国内ことからうまく参加できないことがあった．そのため，岐外の企業，研究所での１ヶ月程度のインターンを行うこと

阜高専では原子力関連の他機関と連携し，岐阜高専独自にが必須である．岐阜高専では１３の海外の大学と提携してお原子力教育を実施しているため，本節にて詳しく紹介すり，海外でのインターンを希望する学生がいる場合にはそる．

れらの大学でインターンを実施している．しかし，多くの３．
４．
１ 日本原子力文化財団と連携した原子力教育

場合には学生自身が研究している研究テーマとは全く異な

日本原子力文化財団は原子力の平和利用についての知識る研究をインターン中に実施しており，相違が発生していの啓蒙活動を行い，原子力が明るい文明社会の形成に寄与た．そのため，著者が共同研究を実施している General

することを目的として設立された団体［７］である．日本原Atomics にインターンの受け入れを依頼し，１ヶ月のイン

子力文化財団では無料で講師（専門家）を派遣するなど全ターンを実施した．General Atomics では中型トカマク装国で様々な原子力に関する活動，イベントを実施してい

置 DIII-D を所有しており，国内外から研究者が集まって実る．また，原子力発電環境整備機構（NUMO）と協力し，地験を実施している．学生がインターンを行った期間は DIII-D層処分事業の理解に向けた選択型学習支援事業［８］も実施

では実験を行っていなかったため参加することはできなしている．この事業では地層処分に関する学習・活動を希３２１

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

表１

望する団体に対して，活動や活動に伴う費用を最大１００万円まで支給する制度となっている．支給された費用は地層

日本原子力文化財団の事業で行った原子力関連施設の見学
一覧．

年度

処分に関する施設見学の旅費として使用することが可能である．この事業では支給を受けた団体が活動を通じて学習

２
０
１
７

したことを情報発信することが義務付けられている．
岐阜高専では表１に示すように２０１７−２０１９年度に４回の

２
０
１
８

施設見学を実施している．２０１７，２０１８年度には青森県六ヶ所村にある日本原燃株式会社の再処理工場とその敷地の隣

２
０
１
９

見学先
日本原燃 六ヶ所再処理工場
QST 六ヶ所核融合研究所
JAEA 瑞浪超深地層研究センター
日本原燃 六ヶ所再処理工場
QST 六ヶ所核融合研究所
JAEA 幌延超深地層研究センター

参加学生
１
３名
２
３名
１
３名
１
３名

にあるQST六ヶ所核融合研究所の見学を実施し，それぞれ１３名の学生が参加した．その時の見学時の様子を図３，４に示す．２０１９年度には北海道幌延町にある JAEA 幌延超深地層研究センターの見学を実施し，１３名の学生が参加した．見学後にアンケートを実施したところ，参加した学生の満足度は高く，今回の見学が原子力発電，核融合発電を知ることができる良いきっかけになったと話す学生もいた．このように座学の授業だけでなく，学生の学習の質を高めるためには施設見学などの体験型の授業を行うことが重要であると考えられる．事業の詳しい内容やどのような施設が見学できるかは日本原子力文化財団のホームページなどを参照されたい．
３．
４．
２ 日本原子力産業協会と連携した原子力教育
日本原子力産業協会は原子力の開発と平和利用を推進することを目的に，「社団法人

日本原子力産業会議」として，民間組織が結集し発足した組織であり，設立５０周年である２００６年に「日本原子力産業協会」に名称を変更した［９］．日本原子力産業協会では大学，高専を対象に原子力，高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する出前授業を実施している．岐阜高専ではその制度を利用し，専攻科生の授業において原子力，高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する授業を実施したので，本節ではその内容について紹介する．
専攻科生に実施した出前授業は２日間に渡り実施しており，１日目には日本原子力産業協会の講師によるエネル
ギーミックスから原子力の基本的な情報，ガラス固化体な

図３

六ヶ所原燃PRセンターでの見学の様子．職員の方から学生は模型を用いて原子力発電の基礎から再処理に関する説明を聞いている．

図４

QST 六ヶ所核融合研究所での見学の様子．学生は事前に核融合に関する基礎的な講義を受講し，その後施設見学を実施した．

どの高レベル放射性廃棄物の基本的特性から製造方法，廃棄物の処分方法の検討について情報提供が行われた．２日
目には１日目に受けた講義の情報を基に（１）情報提供時にわからなかった・質問したい項目，（２）「自分なら高レベル
放射性廃棄物の処分問題をどのように解決するか」という内容についてグループディスカッションを実施し，講義の最後に各グループで議論した内容を発表するというものである．原子力のことを知らない学生も１日目の講義で習うことができ，２日目のディスカッションに参加できるため非常に良い講義が提供されるものとなっている．
以上のように日本原子力産業協会が提供している出前授業を利用すれば，原子力の専門家がいない高専，大学においても困ることなく学生に教育を実施できるため，利用価
値は非常に高いと考えられる．出前授業の詳細は日本原子力産業協会にお問合せいただければ幸いである．

３．
５ 医工連携をめざした医療データ解析
本節で述べる内容は本小特集にはあまり関係ない内容で
３２２

Special Topic Article

3. Practical Example of Student Education at KOSEN by Research on Fusion Core Plasma

Y. Shibata

あるが，自由に研究が実施できる高専ならではの研究であ点であると考えている．岐阜高専で行っている医療データ

るため，どのような経緯で研究を実施したのか，研究の内解析について詳細に知りたい方は是非ご連絡いただきたい．

容について少し紹介させていただきたい．

３．
６ おわりに事の発端は，著者が２０１８年度に University of California，
San Diego への１年の在外研究に行っていた際に著者の子

炉心プラズマは様々な物理現象が関係しており，１名のどもが川崎病に罹患したことにある．小児疾患である川崎

教員で高専のように大学低学年に対しての教育を行うこと

病はアジア人（特に日本人）に多く，発見されてから５０年は非常に難しい．そのため，岐阜高専では研究所，大学等ほど経ったいまでも発症原因は不明である．５０年経過しての力をお借りして，学生教育を実施してきた．また，原子も解決できてないところに核融合と通じるものを感じる

力教育においても，著者は核融合の分野の人間であるたが，日本で発症が多いことから発症原因の特定が急務とさめ，赴任当時に原子力教育は素人であった．しかし，紹介れている．アジア人に多い病気のため，アメリカでは発症したように外部機関と連携することにより，素人でも質の数が少ないが，サンディエゴ地域には全米でも一，二位を高い原子力教育を実施することができた．本稿が学生教育

争う川崎病研究チームが存在していた．子どもの治療を通に苦労されている先生の参考になれば幸いである．

じてその研究チームに在籍する日本人の医師の方と出会

参考文献

い，これが医工連携をめざした医療データ解析を始めた
きっかけとなった．

［１］国立高専研究情報ポータル 各高専シーズ集，https://
research.kosen-k.go.jp/research/college̲seeds/（閲 覧日 2021/2/20）．
［２］河野康則，杉原正芳，飛田健次：プラズマ・核融合学会
誌 86, 3 (2010).
［３］松山顕之：プラズマ・核融合学会誌 95, 589 (2019).
［４］核 融 合 科 学 研 究 所 共 同 研 究（閲 覧 日 2021/3/16），
https://www.nifs.ac.jp/collaboration/index.html［５］国立大学法人総合研究大学院大学物理科学研究科核融合科学専攻 夏の体験入学（閲覧日 2021/3/16），https://soken.nifs.ac.jp/archives/open/opencampus［６］国立研究法人量子科学技術研究開発機構 QST サマースクール（閲覧 日 2021/3/16），https://www.qst.go.jp/site/collaboration/1091.html［７］一般社団法人日本原子力文化財団（閲覧日 2021/3/16），
https://www.jaero.or.jp［８］一般社団法人日本原子力文化財団 地層処分事業の理解 に 向 け た 自 主 企 画 支 援 事 業（閲 覧 日 2021/3/16），
https://www.jaero.or.jp/kikakusien/index.html［９］一般社団法人日本原子力産業協会（閲覧日 2021/3/16），
https://www.jaif.or.jp［１０］A. Rajkomar et. al ., New Eng. J. Med. 380, 1347 (2019).

核融合，特に炉心プラズマ分野ではプラズマが高温であるため，炉心のプラズマパラメータの計測には直接計測できるプローブ等を使用することができず，様々な工夫をしながら炉心プラズマの計測を実施している．そのため，限られたデータから創意工夫しながら多くの情報を引き出す
データ解析技術が発達している．一方，医療現場では臨床と研究を両立させることは非常に難しく，かつ医師は人を治す専門家であってデータを解析する専門家ではないた
め，データ解析技術が他分野に比べて遅れている．最近では AI を用いた医療画像解析の成果が報告されており，医療画像診断の分野では近い将来に AI がベテランの専門医を上回るとも言われている［１０］．
岐阜高専ではサンディエゴで出来た人脈を利用し，国内の大学の医学部，医科大学（自治医科大学，東京女子医科大学，滋賀医科大学など）との共同研究を実施し，医療
データ解析を実施している．具体的には，国内における川崎病の医療データを使用して，川崎病発症原因をデータ解
析の観点から探り出すという研究を実施している．このように他分野と気軽に共同研究が始められるのも高専の良い

３２３

J. Plasma Fusion Res. Vol.97, No.6 (2021)３
２４‐３２８

小特集 高専における核融合および原子力に関する人材育成

４．高専におけるエネルギー構造材料研究と人材育成〜久留米高専の取り組み〜
4. Research and Human Resource Development
for Energy Structural Materials in KOSEN〜An Approach in NIT, Kurume College〜
岩田憲幸
IWATA Noriyuki
国立高等専門学校機構久留米工業高等専門学校（原稿受付：２
０
２
１年４月９日）次世代原子炉や核融合炉を実現するためには，過酷環境下で使用可能な材料の研究開発とそれを支える人材育成が必要不可欠である．しかし，今日の我が国の国立高等専門学校（高専）において，材料系の学科を単独で設置している高専は，全国５１校中，僅か３校に過ぎない．本章では，それらのエネルギー構造材料研究を行っている久留米工業高等専門学校（久留米高専）を取り上げ，これまでの関連研究の経緯や最近のトピックスなどを紹介する．また，この材料分野の人材育成の取り組みを概説し，今後の展望について著者の考えを述べる．
Keywords:
nuclear material, fusion reactor material, ODS ferritic steel, mechanical alloying, human resource development

４．
１ はじめに名称変更され，現在に至っている．

地球規模の CO2 排出削減や世界のエネルギー需要の拡大

このような状況下で，原子炉や核融合炉の材料の研究をなどに対応すべく，次世代原子炉や核融合炉の技術開発を行っているのは，上記３校の中で久留米高専だけである．

継続的に推進するためには，高温で高照射量の中性子照射

加えて，原子力・核融合炉材料分野の高専研究者は，機械という過酷環境で使用可能な材料の研究開発とそれを担う系学科を含めても極めて少数であることも論を俟たない．

人材育成が不可欠である．一方，原子力工学や核融合工学

ここでは，久留米高専でのこれまでのエネルギー構造材料

は，各炉に関する物理の他，機械工学，材料工学，電気電研究の経緯と最近のトピックスなどを紹介する．また，こ子工学，制御情報工学，応用化学，土木建築工学などからの材料分野の人材育成の取り組みを概説し，材料研究者と構成される総合工学であり，多くの先端理工学分野を内包して，今後どのように人材育成を進めるべきか，将来の展している．特に，材料工学は，炉内構造物の健全性を確保

望について私見を述べてみたい．

することにとどまらず，システムの安全性向上に係る技術開発を進めるという点でも，将来のエネルギー施策の要であるといっても過言ではない．
２００３（平成１５）年の日本金属学会会報の特集「工学教育の新潮流」において，我が国の国立高等専門学校（高専）の黎明期から当時までの高専材料工学科の変遷についてまとめられている．現在（２０２１（令和３）年４月）全国５１校の中で，材料系の学科を単独で置く高専の所在を図１に示す．
東から西の順に，鈴鹿工業高等専門学校（鈴鹿高専），新居浜工業高等専門学校（新居浜高専），および久留米工業高等専門学校（久留米高専）の３校しか存在しない．いずれの材料系学科も，当初は金属工学科として設置されたが，その後の時代や社会的な要請の変化に対応して，それぞれ材料工学科（鈴鹿高専），環境材料工学科（新居浜高専），

図１

材料システム工学科（久留米高専）に改組あるいは改組・材料系の学科を擁する高専．

National Institute of Technology (KOSEN), Kurume College, FUKUOKA 830-8555, Japanauthor’s e-mail: iwata@kurume-nct.ac.jp

３２４!2021 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Special Topic Article

4. Research and Human Resource Development for Energy Structural Materials in KOSEN

４．
２ 久留米工業高等専門学校の概要

N. Iwata

４．
３ エネルギー構造材料研究の経緯

久留米高専（福岡県久留米市）は，新設された他の高専

これまでに著者は，原子力・核融合炉材料の研究に取りとは大きく異なり，旧制の官立久留米高等工業学校の創設組んできたが，始まりは京都大学エネルギー理工学研究所

以来８０余年の歴史と伝統を有し，我が国の高等教育機関と（京都府宇治市）へ博士研究員として赴任した時である．同しての高専教育において，先駆的な役割を担ってきた高専研究所のある宇治キャンパスは，自然に囲まれ，歴史と文の一つである．図２に久留米高専のキャンパス写真を示化に彩られた宇治川の右岸に位置し，研究所がメインのす．本キャンパスは，九州随一の河川である筑後川とそのキャンパスであることから，落ち着いた研究環境にある．

支流の宝満川の合流地に位置し，自然豊かな水と緑に囲ま周辺には，インゲン豆を日本に伝えたとされる中国の僧，れた「小森野」の地から，これまでに１万３千余名の人材

隠元禅師によって開かれた黄檗山萬福寺，さらに少し足をを産業界に輩出している．

運べば，１０円硬貨の表に刻印されている世界遺産，平等院

その長い歴史を紐解くと，１９３９（昭和１４）年に創設された鳳凰堂などがある．この一帯は著者の息子２人が幼い頃，

官立久留米高等工業学校を起源とし，１９４４（昭和１９）年の学

よく一緒に散策した懐かしい場所でもある．

制改革により，久留米工業専門学校へと改称された．１９４９

それはさておき，京都大学エネルギー理工学研究所在籍（昭和２４）年には第二次世界大戦後の学制改革により，九州中（２００４（平成１６）年７月〜２０１３（平成２５）年３月）は，エネ

大学に包括されて九州大学久留米工業専門学校となり，九ルギー機能変換研究部門エネルギー貯蔵研究分野（現：エ州大学教養部第二分校と九州大学生産科学研究所が併設さ

ネルギー基盤材料研究分野），附属エネルギー複合機構研れた．１９５１（昭和２６）年に旧制工専は閉校されたが，当時の究センターに順次所属し，粉末冶金法により製造される先高度経済成長に伴う産業界からの要請に応じて，１９５８（昭進鉄鋼材料の合金設計とプロセスの改良を行う，いわゆる和３３）年に全国初の工業短期大学として久留米工業短期大鉄鋼材料とその製造技術の高度化をテーマとした調査が主学が新設された．その後，我が国初の５年一貫の工業教育な研究であった．一般にフェライト系鉄鋼材料は，中性子システムの構築に向けたモデル校として，１９６１（昭和３６）年

照射下における組織安定性や耐スウェリング性に優れていに附属工業高等専門学校が付設された．

ることはよく知られており，次世代原子炉・核融合炉のい１９６
４（昭和３９）年には久留米工業短期大学とその附属工業ずれにおいても，各システムの実現のために鉄鋼材料が果

高等専門学校から移行して，今日の久留米工業高等専門学

たす役割は大きく，低放射化材料の開発や材料の照射効果

校が設立され，１９６６（昭和４１）年３月には他の高専より１年など，取り組むべき多くの課題がある．

早く，全国初の高専卒業生を社会に送り出している．そのその後，２０１３（平成２５）年４月に著者が京都大学から久留後，１９９３（平成５）年には５年制の本科の上に２年制の専攻

米高専に准教授として赴任以来，材料工学科（現：材料シ科が設置され，現在の各学科・各専攻の教育課程の原型がステム工学科）に所属し，材料プロセス工学研究室を運営完成した．本科に関しては，機械工学科，電気電子工学科，している．図３に示すように，高機能材料の創製をめざし

制御情報工学科，生物応用化学科，および材料システム工て，金属，セラミックス，およびそれらの複合材料から構学科の５学科により構成されている．その上の専攻科に関成される無機系エネルギー材料・バイオマテリアルの研究

しては，機械工学科，電気電子工学科，ならびに制御情報開発を進めている．なお，後者の研究についてはここでは工学科を母体とした機械・電気システム工学専攻，さらに言及しないが，従前からのエネルギー構造材料研究を継続

生物応用化学科と材料システム工学科を基盤とした物質工

しつつ，人工骨や人工関節などのバイオマテリアルの生体学専攻の２専攻がある．

活性化技術に関する研究なども行っている．

図２

久留米高専のキャンパス．

図３

３２５

材料プロセス工学研究室の研究概略図．

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

次世代原子炉・核融合炉用のエネルギー構造材料研究に

LBE 中においては，鉄鋼材料の腐食が重要な課題とされて関しては，高温，高圧，高腐食，高線量中性子照射というおり，高温強度特性や耐照射性能だけでなく，それらの冷過酷環境に耐える先進鉄鋼材料の創製に取り組んでいる．

却材に対する耐食性の確保が必須となる．しかしながら，材料プロセス工学研究室は，著者，材料システム工学科の相反する要件を全て満たす鉄鋼材料を創ることは非常に難

本科５年生，および物質工学専攻の専攻科生から構成されしく，多くの場合はトレードオフが発生する．新しい材料

る．通常，研究テーマにエネルギー構造材料研究を選択しの開発という観点からは，これを解消するために合金添加た学生は，後述する粉末冶金法を用いた鉄鋼材料の製造プ

元素の有効活用が重要であり，いわば隠し味のような微量

ロセスに関連する研究を中心に活動している．所属学生の合金元素の果たす役割も重視されている．

教育課程としての卒業研究，専攻科研究基礎，専攻科研究

従来，我が国でナトリウム冷却高速炉（Sodium-Cooled

論文の研究活動で得られた成果は，学生自身が研究会や学

Fast Reactor: SFR）用に開発された 9Cr-ODS 鋼は，SCW

会などで毎年発表を行っている．久留米高専のエネルギー

や LBE 中の耐食性に問題があり，SCW や LBE 冷却システ

構造材料研究は，活動を開始してから今年で９年を迎える

ムの燃料被覆管としての適用は困難であった．そこで，こに至っているが，この間，学内外の教育・研究助成，外部の問題を抜本的に解決するために，京都大学を中心として機関との共同研究や外部資金の獲得などにより研究環境は「スーパー ODS 鋼」の開発研究が進められてきた［３‐１１］．

おおむね整備されている．

図４にスーパー ODS（15Cr-4Al-Zr）鋼の材料特性のまとめを示す．同じフェライト系鉄鋼材料である Fe-9Cr鋼やSUS

４．
４ 酸化物分散強化フェライト鋼の開発

430（18Cr）鋼に比べて，室温での強度をはじめ，７００℃で核融合炉の開発においては，高線量の中性子照射によるのクリープ寿命（高温強度特性），研究用原子炉（High

材料中の格子原子の弾き出し損傷，また核変換ヘリウムやFlux Isotope Reactor: HIFR）を利用した中性子照射試験後水素の生成による材料劣化の促進作用が懸念されており，の室温引張伸び（耐照射性能），さらに SCW 中の腐食試験

これらに耐える「革新的な材料」の開発が不可欠であるによる腐食増量（耐食性）のいずれにおいても，極めて優［１］．一方，次世代原子炉の開発においては，高燃焼度対応れた特性を有していることがわかる．なお，合金設計の考型燃料被覆管の開発が重視されており，ここでも材料開発

え方や材料特性の発現機構に関しては，次の特許や論文，がシステム実現の鍵を握っている［２］．

解説記事などにおいて，京都大学の木村晃彦先生が論じて第４世代 原 子 炉（Generation IV: GEN-IV）シ ス テムでおられるので，詳細についてはそれらを参照されたいは，冷 却 材 と し て 超 臨 界 圧 水（Super-Critical Water:［２，
１２，１３］．このように，我が国で開発されたス ーパー

SCW），液体鉛や鉛ビスマス共晶（Lead-Bismuth Eutectic:

ODS 鋼は，高温強度特性と耐照射性能に加えて，耐食性にLBE）合金 な ど を 使用 す る タ イ プ の 超 臨 界 圧 水 冷却炉も優れていることから，現行軽水炉のジルカロイ被覆管に（Super-Critical Water-cooled Reactor: SCWR）や鉛冷却高代わる事故耐性燃料被覆管として使用することが検討され

速炉（Lead-cooled Fast Reactor: LFR）などの実用化に向けており，次世代原子炉や核融合炉の構造材料として有望視て，国際協力の下で技術開発が進められている．SCW やされている．

図４

我が国で開発されたスーパー ODS 鋼の材料特性のまとめ．

３２６

Special Topic Article

4. Research and Human Resource Development for Energy Structural Materials in KOSEN

N. Iwata

ちなみに，酸化物分散強化（Oxide Dispersion Strengthened: ODS）鋼は，通常の鉄鋼材料中に酸化物粒子を数 nm
サイズで分散させることにより，高温強度の向上を図った
先進鉄鋼材料である．これに対して ODS フェライト鋼は，耐照射性能に優れるフェライト系鉄鋼材料中に酸化物粒子を高密度に分散させるために，汎用鉄鋼材料の製造に使用される溶解法とは異なり，各種金属元素粉末と Y2O3 粉末
をボールミルで合金化させるメカニカルアロイング（Mechanical Alloying: MA），ならびにその後の熱間固化成形を組み合わせた粉末冶金法を用いて製造される．
通常，その MA 処理は，不活性ガスのアルゴン（Ar）雰
囲気下で行われるため，高温での固化プロセスで，MA 中

図５に導入された Ar バブルが鋼中において凝集・粗大化し，ODS フェライト鋼の引張変形挙動に及ぼす雰囲気影響．

強度特性の低下を招くことはよく知られている．そこで，
Ar または水素（H）雰囲気下でそれぞれ MA 処理して作製した ODS フェライト（16Cr-4Al）鋼の室温での引張特性を比較した．この２種のODSフェライト鋼の引張変形挙動に及ぼす雰囲気影響を図５に示す．H 雰囲気下で MA 処理を施すと延性が顕著に改善され，Ar雰囲気下でMAした場合よりも良好な伸びが得られることがわかる．さらに，還元性ガスである H は，鋼中に存在する介在物や酸化物粒子の粗大化を抑制できるため，高温強度，特にクリープ強度の向上が期待できる［１４］．

４．
５ エネルギー構造材料分野の人材育成
久留米高専では，２
０１６（平成２８）
年から京都大学エネル
ギー理工学研究所，および，第１章で触れられた高専機構「国際原子力人材育成イニシアティブ事業」で協働する福図６

エネルギー材料工学インターンシップの様子．

島工業高等専門学校（福島高専）と連携し，両高専の学生を対象とした「エネルギー材料工学インターンシップ」による原子力・核融合炉材料分野の人材育成を進めている．

究を実際に体験する中で，今一度，学校で学ぶことの意義

久留米高専からは，毎年２名の学生（材料システム工学科や価値などを実感している．とりわけ高専生にとっては，の本科５年生または物質工学専攻の専攻科生）を同研究所

研究者や大学院生と直接対話することで，研究の楽しさやへ派遣し，夏季休業期間中に５日間の実習を行っている．

難しさ，奥深さを知り，大学や大学院では何を学ぶのか，

ただし，２０２０（令和２）年度は，新型コロナウイルス感染症

将来どのようなキャリアプランを立てればよいのかなど，拡大の影響により，活動自粛を余儀なくされた．

考える機会が数多く提供されるであろう．また，研究者やこのインターンシップは，京都大学エネルギー理工学研

大学院生が研究に取り組む姿を見て，研究そのものやその究所の保有する最先端の装置や施設に触れ，エネルギー材

進め方，取り組み方に対しても具体的なイメージを持てる

料研究の最前線を体験させるとともに，研究者や大学院生ようになる効果も期待できる．一方，研究者や大学院生にとの交流を通して，材料研究に対する興味や関心を高める

とっては，自分の研究や姿勢，考え方などが高専生にどのことを目的としている．図６にエネルギー材料工学インように受け止められるのかを知る機会となる．「研究」は，ターンシップの様子を示す．研究者や大学院生チューター

学問と実務の双方に知見をもたらすことが求められるが，の指導の下で，種々の金属材料（代表的な金属である純鉄，

それらを体感することで，研究に対する理解や自らの研究

汎用フェライト系ステンレス鋼，核融合炉材料としての低をより一層深化させることができると考えられる．

放射化フェライト鋼など）を供試材とし，各種の評価装置

さらに，「エネルギー材料工学インターンシップ」参加を用いて，材料と環境の相互作用による特性の変化を調査

後の進路状況を見ると，久留米高専の全参加者のうち，約する実験を行っており，短期間でもエネルギー材料研究の７５％の学生が本科卒業後または専攻科修了後にそれぞれ，魅力や醍醐味を存分に味わえる実習となっている．また，大学編入，専攻科進学，あるいは大学院進学の道に進んで福島と久留米，両高専の学生間の交流を図る場としても，いる．他方，このインターンシップの参加者ではないが，教員間の交流を深める場としても機能している．

著者が久留米高専に赴任して以降，２名の学生（物質工学

これまでに参加した学生によると，高専では見られない専攻の専攻科生）が京都大学大学院エネルギー科学研究科

先端的な装置や施設を目にし，最先端のエネルギー材料研に進学している．こうした取り組みの継続により，学生の
３２７

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

４．
６ おわりに

学業や研究に対するモチベーションの維持や意識高揚の動機付けにもなっている．一方，今春に久留米高専の材料工

環境問題やエネルギー問題をはじめ，社会全体に刻々と学科を巣立った１人の本科卒業生が東京電力 HD に入社

パラダイムシフトが生じている現代，従来の考え方や手法

し，福島第一原子力発電所（1F）の廃炉部門に配属された．

では解決できない諸課題が顕在化してきている．それゆえ本人は高専入学以前から，「将来，1F の廃炉に携わる仕事

現在を時代の転換期と捉え，社会の変化や発展に対応してに就きたい」との強い志を一貫して持ち続け，結果としていくことが必要であり，我が国の科学技術や産業の将来を

その道を拓いたのである．これを機に，次代に向けた道標

牽引する人材を育成するために，組織・分野横断的な研究となる業務に係る本人に敬意を表し，そして材料技術者と者・技術者の交流の促進，さらには産官学相互の有機的なしての今後の活躍を期待したい．

連携が様々な形で重点的に実施されるであろう．

ところで，京都大学エネルギー理工学研究所では，最近，

原子力・核融合分野に限らず，材料研究者は，多角的な文部科学省認定共同利用・共同研究拠点「ゼロエミッショ

観点から材料を理解し，基盤技術開発から社会実装までの

ンエネルギー研究拠点」活動が展開されており，この一環

研究動向と社会的要請を把握しつつ，それらを研究に反映として，高専の専攻科生を対象としたインターンシップのさせることが重要である．そして何よりも，ものづくりを受け入れが随時行われている．該当する分野は，太陽光，通して，次世代を担う若い世代や将来を創る子どもたちのレーザー，バイオ，先進原子力システム，プラズマなど，多好奇心を育むことが肝要であろう．

岐に渡っている．なお，同研究所の研究拠点活動としての謝「高等専門学校専攻科インターンシップ」については，京都辞大学エネルギー理工学研究所の HP を参照されたい．産官

本章で紹介した研究の一部は，エネルギー対策特別会計学によるインターンシップは，実学的，かつ実践的な教育に基づく文部科学省からの受託事業として，京都大学が実プログラムであるため，広く情報共有が行われるべきであ施した「原子力システム高効率化に向けた高耐食性スーる．しかし，企業のインターンシップ情報に比べて，教育パー ODS 鋼の開発」，日本学術振興会科学研究費補助金

機関や研究機関などの情報のデータベース化が立ち後れて（15K21593），京都大学エネルギー理工学研究所「ゼロエいる現状があり，各機関からの有益な情報発信が行われてミッションエネルギー研究拠点」共同研究（ZE31A-27）のいるが，必ずしも十分に認知されているとは言い難い状況

成果です．
同じくここで紹介した「エネルギー材料工学インターンにある．
近年，我が国では少子超高齢化が急速に進行しており，

シップ」の実施に当たっては，京都大学エネルギー理工学

あらゆる科学技術や産業の基盤となる人材の確保と育成が研究所の木村晃彦教授（現：名誉教授），笠田竜太准教授

急務となっている．そのため，全ての分野をこれまでと同（現：東北大学金属材料 研 究 所 教 授），檜 木 達 也 准 教 授

じ規模で維持していくことは不可能であるが，この調整を（現：京都大学オープンイノベーション機構特定教授），

自然淘汰に委ねてはならない．それを避けるためには，産近藤創介特定准教授（現：東北大学金属材料研究所准教

官学の長期的視点での問題意識の共有が不可欠である．ま授），藪内聖皓助教らの協力を得ました．以上の先生方とた，我が国が実現をめざす「Society 5.0」や SDGs に代表さ同研究所の関係者各位に感謝いたします．

れる社会の課題解決や自然との共生という難しい境界条件の下で，産官学が連携して対話を進めるとともに，産・参考文献

官・学それぞれにおいて戦略的一貫性のある仕組みを構築［１］A. Kimura et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 60 (2007).
［２］木村晃彦 他：配管技術 52, 5 (2010).
［３］H.S. Cho et al., Fusion Eng. Des. 81, 1071 (2006).
［４］A. Kimura et al., J. Nucl. Sci. Tech. 44, 323 (2007).
［５］H. Kishimoto et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 179 (2007).
［６］N.Y. Iwata et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 191 (2007).
［７］R. Kasada et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 222 (2007).
［８］H.S. Cho et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 239 (2007).
［９］K. Yutani et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 423 (2007).
［１０］H.S. Cho et al., J. Nucl. Mater. 367-370, 1180 (2007).
［１１］N.Y. Iwata et al., ISIJ Int. 49, 1914 (2009).
［１２］木村晃彦 他：特開 2010-65302 (2010).
［１３］A. Kimura et al., J. Nucl. Mater. 417, 176 (2011).
［１４］N.Y. Iwata et al., Proc. 10th Int. Symp. Adv. Energy Sci.
Kyoto, 215 (2019).

すべきである．一例を挙げれば，少子超高齢化などの社会構造の変化に端を発した学校教育におけるキャリア教育や職業教育では，その支援の在り方がキャリア形成に関与していることを改めて再認識する必要がある．地域や企業，
および高等教育機関と初等中等教育機関との連携は次世代のキャリア形成に影響を与えるであろう．とりわけ未知の時代を切り拓く人材育成は，地域・企業・教育機関がより一層密に連携することで可能となる．現代の社会が抱えている様々な課題や問題を俯瞰してみると，これからの人材育成においては，組織や分野の枠を超えた研究者・技術者の人的交流，科学技術立国に不可欠な産官学連携の果たす役割が甚大である．

３２８

J. Plasma Fusion Res. Vol.97, No.6 (2021)３
２９‐３３３

小特集 高専における核融合および原子力に関する人材育成

５．福島第一原子力発電所の廃炉に向けた研究開発・人材育成〜福島高専の取り組み〜
5. R & D and Human Resource Development for Decommissioningof Fukushima Daiichi Nuclear Power Station〜An Approach in NIT, Fukushima College〜
鈴 木 茂 和，青 柳 克 弘，原 田 正 光
SUZUKI Shigekazu, AOYAGI Katsuhiro and HARADA Masamitsu
福島工業高等専門学校（原稿受付：２
０
２
１年２月２
１日）

福島第一原子力発電所に最も近い場所に立地している国立の工学系高等教育機関である福島高専では，福島復興への貢献を社会貢献の重要課題と位置付けている．福島第一原子力発電所の廃炉を実現するためにはこの課
題に挑戦する若い人材を育てることが，現在，喫緊の課題となっている．また，放射能汚染からの地域の環境回復や放射性廃棄物の処理・処分も重要な課題である．これらの課題解決に向けた福島高専の取り組みと ITER に関する材料研究について紹介する．
Keywords:
Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, Environmental Restoration, decommissioning, human resource development,
ITER

５．
１ 福島高専の概要

全，減災・防災，再生可能エネルギーに関する教育を実施

福島工業高等専門学校（以下，福島高専）は，東京電力してきた．この事業を通じて，学生の福島第一廃止措置へ（株）福島第一原子力発電所（以下，福島第一）から直線での興味と関心が高まってきたことから，２０１４年に文科省の45 km 離れた福島県浜通り南部のいわき市に立地してお「英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業廃止

り，浜通りで唯一の工学系高等教育機関である．学科は工措置研究・人材育成等強化プログラム」へ 申 請 を 行 っ

学系の機械システム工学科，電気電子システム工学科，化た．２０１４年は FS 採択であったが，２０１５年に正式採択とな

学・バイオ工学科，都市システム工学科と文系のビジネス

り，「廃炉に関する基盤研究を通じた創造的人材育成プロ

コミュニケーション学科の５学科を有しており準学士課程

グラム‐高専間ネットワークを活用した福島からの学際的である１年生から５年生は１００３名の学生が在籍している．

なチャレンジ‐」を開始して，福島第一廃炉に関する人材育

その上には専攻科である産業技術システム工学専攻とビジ成を積極的に進めている．

ネスコミュニケーション学専攻があり，２専攻合わせて

２０１６年度からは原子力規制庁の「原子力規制人材育成事

７７名が在籍している．

業」を開始し，地域の環境回復に関する人材育成を進めて福島高専では，２００７年の文部科学省（以下，文科省）のいる．

「原子力教授人材充実プログラム」へ応募し，採択されたこ

５．
２ ITER に関する材料研究とをきっかけに，２００９年文科省「原子力研究促進プログラ
ム」，２０１０年経済産業省「原子力地域人材プログラム」へ応

２００７年６月の ITER 計画・幅広いアプローチ協定発効を募してきた．それらの採択を受けて，地元自治体や東京電受けて，福島高専では，核融合の将来への幅広いアプロー

力と連携して原子力分野での人材育成を進めてきた．そのチ協定に基づく活動（BA 活動）の一環として，日本原子力

間，２００８年には京都大学エネルギー理工学研究所と連携協研究開発機構核融合研究開発部門核融合炉構造材料開発グ定を締結し，最先端の研究に触れることができる人材育成

ループ（現量子科学技術研究開発機構核融合エネルギー部を実施してきた．

門六ヶ所核融合研究所）と原型炉ブランケットにむけた材料工学研究開発の一部となる微小試験片強度特性評価に関

２０１
１年の東日本大震災後は，文科省の「大学等におけるする共同研究を実施している．

地域復興のためのセンター的機能整備事業」の採択により東日本大震災からの復旧復興に向けた復興人材育成プログ

核融合炉ブランケット構造材として有力視されている低ラムを開始した．復興人材育成プログラムでは原子力安

放射化フェライト鋼（F82H鋼）の強度特性を明らかにする

National Institute of Technology, Fukushima College, Iwaki, FUKUSHIMA 970-8034, Japancorresponding author’s e-mail: ssuzuki@fukushima-nct.ac.jp

３２９!2021 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

ことは，炉の設計上非常に重要であり，これまでにも様々している福島高専には全国の高専を廃炉教育の分野で牽引な研究チームによって膨大な試験結果が蓄積されてきていする立場が求められている．

る．しかしながら，引張強度に関する評価は主に強度に注

２０１５年から文科省委託事業である「廃炉に関する基盤研目しており，伸びやひずみに関する評価は少ない．原子炉究を通じた人材育成プログラム‐福島からの学際的なチャや核融合炉構造材料開発には JIS の標準試験片ではなく直レンジ‐」を開始した．その中で，福島高専が廃炉に関する

径や板厚の薄い微小試験片が用いられている．これは材料人材育成において全国の高専の中心となり，中長期的な視開発において，試験炉や加速器を用いて照射試験を行い，点での人材育成及び大学・研究機関との連携を進めるため

イオンや中性子が材料に与える影響を調べる必要があり，に「廃止措置人材育成高専等連携協議会」を２０１５年３月１７

その際に小さな試験片が用いられているためである．同様

日に設立した．また，廃炉に関する教育プログラムであるに，高経年化発電機器における余寿命評価においても，供「廃炉創造学修プログラム」を立ち上げ，新たに下記の講義用中部材からの切出し片や廃材から製作された微小試験片（１単位）を新設した．

が用いられているが，微小試験片の作製条件について明確

１年生

原子力発電基礎な規定がない．そこで，本共同研究では，微小試験片作製

２年生

放射線基礎

条件や引張強度および伸びの評価に関する研究を進めている．

３年生

廃炉と社会，廃炉ロボット概論

図１に引張試験で用いる試験片の形状（SS-J3）と図２に

４年生

廃炉工学

５年生

原子力事故総論

微小引張試験の様子を示す．
供試材は F82H 鋼を用いた．ボイラー用耐熱鋼である改

休日や長期休暇中に実施する集中講義形式で実施してい良 9Cr-1Mo 鋼をベースとした合金であり，低誘導放射化のるにもかかわらず，毎年合計で３００名前後の学生が受講し，ために Mo を W，Nb を Ta に置換したものである．そのた

原子力や放射線，廃炉について理解を深めている．

め，基本的な特性としては，改良 9Cr-1Mo 鋼に近い特性［１］と廃炉人材育成では，学生が自分の目で現場を見て，直接なっている．試験片作製条件を検討し，微小引張試験を行っ話を聞いて，肌で感じることを重要と考えているため，学た結果，試験片作製条件は，試験片ブロック側面を耐水紙

生に国内外の様々な場所を見学させている．これまでの主研磨したのち所定の厚さに加工し，試験片表面を耐水紙研

な見学先は以下の通りである．
アメリカ

磨，バフ研磨仕上げする方法が最適であることが得られた．

Hanford Site B Reactor, KURION

最近では，非接触によるひずみ計測手法確立に向けた研究も実施しており，これらの研究を通じて，学生に ITER

Pacific Northwest National Laboratory

計画，核融合炉の構造や研究開発について理解を深めさせ

University of California Berkeley

ることができた．

ウクライナ

５．
３ 福島第一廃炉に関する人材育成

ウィーンチェルノブイリ原子力発電所
国家課題である福島第一の廃炉を進めていく上で中長期IAEA的な観点からの技術者育成は，喫緊の課題であるととも代表的な例として図３にチェルノブイリ原子力発電所見に，実践的な技術者を育成している国立の高等教育機関で学の様子を示す．

ある高専の課題でもある．福島第一に最も近い場所に立地

これらの他に，同じ文科省委託事業の東京大学のプログラムにおいて下記の施設を見学させた．
スウェーデン
KTH Royal Institute of Technology，Studsvik

図１

図２

試験片形状．

微小引張試験の様子．

図３

３３０

チェルノブイリ原子力発電所見学の様子．

Special Topic Article

5. R & D and Human Resource Development for Decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

S. Suzuki et al.

Uppsala University
アメリカ
NASA
フランス
CEA Cadarache，ITER，CEA Marcoule
イギリス
National Nuclear Laboratory，Sellafield site
UKAEA，Oxford Technologies
微小試験片による研究を担当していた学生がフランス見学に参加し，建設中の ITER サイトを直接見ることができてとても感動していた．
また，２０１６年からは福島第一でのインターンシップを実

図４

グループ討論の結果．

施している．６号機使用済み燃料プール見学や車両スク
リーニング見学，地下水対策・水処理計画業務説明，アルの感想が報告されており，知識や技術の修得のみならず自プス設備視察などを通じて，福島第一の現状と廃炉に向け分達の今後の進路や役割を再認識する研修にもなった．
一方，複合型インターンシップでは立地市町村など地方た取り組みについて，学生の理解を深めることができた．

自治体でもインターンシップも重要であると考えている

５．
４ 環境回復に関する人材育成

が，除染や復興のための作業が減少し，地方自治体におけ放射能汚染からの地域の環境回復や放射性物質を含む除る学生の受入れが減少したこともあり，学生の参加はな

染除去土壌の処理・処分が，福島県の重要な課題となってかった．学生のインターンシップ参加が，将来の進路を強いる．本事業は原子力規制庁からの補助を受けて，原子力く意識する傾向にあり，大学や企業のインターンシップを

規制人材育成事業の一環として，「地域の環境回復と環境志向するようになっている．多方面から原子力や放射線の安全に貢献できる原子力規制人材の育成」を実施してい安全利用について捉えることが必要であることから，地方る．本事業では，福島高専に入学する学生を対象として，

自治体での研修機会を維持していくことが課題である．

高専の準学士課程・専攻科の７年間にわたる環境安全学修インターンシップとしては参加できなかった施設についプログラムを構築して教育を実施している．

て理解を深めるために，施設見学に学生を派遣した．学生

環境安全学修プログラムは，原子力規制に関する授業，の参加募集の際に課題を与えて選考し，事前学習をさせた

複数の機関で実施する複合型インターンシップ，COOP

後に見学を実施した．これまでに，イギリスのセラフィー（Co-operative）教育による PBL（Problem Based Learning）

ルド社，Low Level Waste Repository，シェフィールド大型学生研究から構成されている．これらを通じて地域の学，JAEA

幌延深地層研究センターを訪問した．

課題に取り組み，環境モニタリングや環境放射能量の低減

セラフィールド社，Low Level Waste Repositoryでは，施化手法などの知識や技術を修得して，地域課題の解決に貢設の概要や警備，廃棄物のレベルと処分方法，施設内で行献できる人材や放射線利用における安全性に配慮できる人

われている研究について学習し，原子力災害が社会や地域材の育成を実施している．

におよぼす責任の重さを再確認するとともに日本の原子力授業の一つである４年生を対象とした環境安全学・演習

発電所と警備や放射性廃棄物処理方法の違いなどを理解す

では，除染除去土壌をテーマに座学に加えてフィールドることができた．また，シェフィールド大学では材料科学

ワークやグループ討論により，中間貯蔵や最終処分につい分野の研究室で放射性廃棄物を包むセメントについての研て理解を深めた（図４）．

究や放射性廃棄物を収納する際の圧縮機器の開発研究につ複合型インターンシップは，福島第二原子力規制事務所

いての説明と意見交換を通して，レベルの高い研究成果やをはじめとし，地域の環境回復や放射性廃棄物の処理処分

企業との共同研究に学生自身が主体的に関わる研究環境に等に関する業務や研究を行っている企業や大学・研究機

触れることができた（図５）．

関，原子力災害からの復旧・復興に関わっている自治体等

COOP 教育による PBL 型の学生研究では，地域の環境回で実施した．令和元年度では８機関でのべ２７人の学生が研復や環境安全，放射性廃棄物の処理処分など地域課題の解修に参加した．参加学生は，福島県浜通り地域で行われて決のために指導教員や学外研究者等の支援を受けて学生自いる原子力発電所事故対応や原子力規制業務，さらには地身が設定した研究課題について，学外研究者等の協力を得

域の環境回復や再生に関する業務の実際を体験することがながら，基礎的な学修で得た知識を活用して課題の解決にできた．

向けた研究の取り組みを行った．学生研究課題は学内公募

これらのインターンシップに参加した学生からは，原子で実施した．４月から学生研究が開始できるように，前年力を利用する際の危険性や責任感の大きさが再確認でき

度の１月末に学生が応募し，学内審査を経て研究課題を採た．原子力や放射線を管理する規制業務の内容とそれを遂択した．審査においては以下の点を考慮した．

行する職員のすばらしさを肌で感じることができた．原子・原子力発電所事故による放射能汚染から地域の環境を回力発電所の内外の安全に対する環境整備を体験できたなど復するという地域課題に取り組み，地域の環境回復に貢３３１

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

施している．主な内容は以下の通りである．
・東海村研修（原子力関連企業での研修）
・六ケ所村研修（再処理，放射性廃棄物処理処分に関す
る研修）・JAEA 楢葉研修・イギリス研修・カナダ研修２０１８年度と２０１９年度は５日間の東海村研修と六ケ所村研
修，３日間の JAEA 楢葉研修，約２週間のイギリス研修とカナダ研修を実施し，福島大学の学生や福島高専の学生が参加した．
２０１９年のイギリス研修では，東京電力ロンドン事務所や
図５

セラフィールド社見学の様子．

世界原子力輸送協会（WNTI），世界原子力協会（WNA）
を訪問し，それぞれの機関と業務内容について理解を深め献するとともに，放射線利用における安全性に配慮できた．その時の様子を図６に示す．

る人材の育成を目的としていることから，原子力発電所

また，オックスフォード近郊の Culham にある英国原子事故からの地域の環境回復に資する課題解決型の研究で力公社の RACE（Remote Applications in Challenging Envi-

あること

ronments）を訪問し，トカマク型核融合装置である欧州ト・学外研究者からの支援が可能であること

カマク型核融合実験装置（Joint European Torus，JET）の・関連するフォーラム等での成果発表が可能であること

モックアップを見学した．遠隔操作によるアームでタイル

２０１
９年度は１１件の学生研究を実施し，主な研究課題は以交換の訓練の様子を見学したところ，３人で連携した作業

下の通りである．

と学生と同年代の若い職員が核融合研究の最前線で活躍し・段ボール構造を有する遮へい材の機械的特性評価ているのを目の当たりにして，とても驚いた様子であっ

・鉄含有ジオポリマーの作製と評価た．また，自分も負けられないという強い思いを抱いたよ

・植物中に含まれるセシウム等の輸送のイメージングうであった．JET 見学の様子を図７に示す．

・環境水中に含まれる放射起源物質の影響評価

その他に，セラフィールド社を訪問し廃止措置や放射性・動物細胞の増殖における環境放射能とガンマ線の影響

廃棄物について理解を深めた．研修の後半はシェフィール

・降雨時の河川濁水に含まれる放射性セシウムの調査

ド大学での研修を予定していたが，新型コロナウィルスの学生研究の成果は原子力関連分野，環境関連分野の学会影響により，研修を途中で打ち切って帰国したことはとて等で学生自らが発表する事を義務付けており，成果発表にも残念であった．

参加した学生からは，「発表会やフォーラムの中では関連ができて参考になる意見をいただいたことは今後地域の環５．
６ Japan-IAEA 原子力エネルギーマネジメント
スクール

境回復に関する課題に取り組むうえで励みになった」，「次将来，各国のリーダーとなることが期待される若手人材

第に薄れていく原子力災害の影響や復興の状況などをもっに原子力に関連する幅広い課題について学ぶ機会を与えると情報発信すべきである」，などの感想が聞かれた．

ことを目的として，原子力政策・規制組織の担当者，技術するテーマはとても少なかったが，専門的な方と意見交換

者・研究者を対象に，２０１０年にイタリアのトリエステで初

５．
５ 福島県内の大学生向け原子力人材育成
１F 廃炉や福島県の環境回復を進めていく上での重要な点として，放射性廃棄物や除染除去土壌の処理処分が挙げられる．これまでは主に福島高専の学生を対象とした原子力人材育成を実施してきたが，福島県内の大学生が廃炉を含めた原子力と向き合うことが重要と考え，また，原子力産業を支えている関連企業への理解を深めることが重要と考え，２０１８年に文科省の「機関横断的な人材育成事業」へ「グローバルな視点から原子力関連企業とバックエンド事
業を理解する実践的人材育成」というタイトルで応募し採択を受け２０２０年度までの事業を実施している．
本事業では原子力関連企業とバックエンド事業を理解することを目的として，福島県内の大学生を対象に国際的な視点とコミュニケーション能力を持ち，科学的・技術的な
図６面から原子力と向き合える人材を育成するための取組を実
３３２

世界原子力輸送協会訪問の様子．

Special Topic Article

5. R & D and Human Resource Development for Decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

S. Suzuki et al.

生との英語による交流セッションを実施し，研修生が福島高専の学生と直接意見交換を行い，学生にとっては国際交
流の良い機会となった．

５．
７ まとめ
１F の廃炉作業は今後３
０年〜４０年かかると言われており，安心安全な廃炉作業を進めて行くためには若い世代の人材育成が非常に重要である．また，環境放射能汚染を受けた福島県にある高等教育機関として，原子力災害に対する風化を抑えつつ地域の環境回復に貢献できる人材の育成も重要である．
廃炉は一般的に負の印象を持たれがちであるが，未知の世界で放射線量の高い環境下において遠隔操作による作業
図７

は，宇宙開発とほぼ同様である．また，工学的，技術的にJET 見学の様子．

は，他の分野に比べると新しいことに挑戦可能な分野であめて原子力マネジメントスクールが開催された．２０
１２年かる．福島だけではなく全国の高専生に，廃炉を研究や技術らは毎年日本でも開催しており，２０１４年からは原子力人材開発として，とてもやりがいのあるテーマであると，前向

育成ネットワーク，JAEA，東京大学原子力専攻，日本原子きに捉えてもらえるような取り組みを継続していきたい．

力産業協会，原子力国際協力センターの主催で開催している．３週間の研修であり，１週目と３週目は東京大学本郷

参考文献

キャンパスで講義やグループワークを実施し，２週目は東［１］芝 清之 他：６．低放射化フェライト鋼データベースの現状と課題，プラズマ・核融合学会誌 87, 187 (2011).

京を離れて施設見学などを実施している．
２０１７年度のマネジメントスクール開催検討にあたって，福島の見学が検討されたことから，高専機構を通じで福島高専へ協力依頼があり，高専機構および福島高専が主催に加わり協力することとなった．
２０１７年のマネジメントスクールは，２０１７年７月１８日から８月３日の日程で開催し，外国人研修生２０名（インドネシ
ア，カザフスタン，ブルガリアなど１６か国），日本人研修生
１５名の合計３５名が参加した．福島研修では，１Fと２Fの視察，JA 福島さくらでの農作物の放射能全量検査や破壊式検査，ワンダーファームにおけるトマトハウス栽培の見学，JAEA 楢葉遠隔技術開発センターでの VR システムや遠隔操作ロボット見学を実施した．図８にワンダーファー
ム見学の様子を示す．
ハウス栽培のため，放射能汚染が無いにも関わらず，福島というだけで作物が売れなくなった風評被害の話を聞

図８

き，研修生は原子力事故の問題を実感するとともに，風評ワンダーファーム見学の様子．

被害克服に向けた努力に感動していた．
１F は視察，旧エネルギー館で概要説明を聞いた後に，原子炉建屋屋上の瓦礫除去や使用済み燃料プールからの燃料取り出しの進捗状況を視察し，舗装や地下水汲み上げポンプ，凍土壁，多核種除去施設などを視察した．２F視察はビジターズホールで概要説明を受け，１〜４号機海水熱交
換器建屋の津波侵入跡や震災時の仮設ケーブル敷設ルー
ト，４号機原子炉建屋内で使用済み燃料プールやペデスタ
ル内部の視察を行った．発電所に到着すると，研修生たちの表情は変わり，真剣そのものであった．事故から６年が経過した状況を直接見ることで，原子力事故の重大さ，廃炉作業の状況や安全の重要性を実感してもらうことができた．図９に１F 視察の様子を示す．
また，福島での研修最終日には，福島高専において高専

図９

３３３

1F 概要説明聴講の様子．

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.97, No.6 June 2021

!!
たか

だ

えい

小特集執筆者紹介

じ""しば

高 田 英 治たよしひで

柴 田 欣 秀独立行政法人国立高等専門学校機構富山高等専門学校教授，
博士（工学）（東京大学）．トリトン燃焼計測等のための高速中性子検出器の開発に従事．他にも医療用放射線検出器の開発などを行っています．
さい

とう

せい

岐阜工業高等専門学校電気情報工学科准 教
授．２
０１
２年名古屋大学博士（工学）取得．日本
原子力研究開発機構博士研究員を経て，２０
１
５
年より現職．トカマク 型 核 融 合 炉 に お け る
ディスラプション現象の実験解析を本職としているが，最近では医療データ解析を行なっており，現在医学雑誌に２本の論文を投稿中．医療データ解析は自身が UCSD に海外留学中に子供が川崎病にかかり（９万ドルぐらいの医療費がかかりましたが，献身的な治療もあり無事に完治），それがきっかけで始まった研究です．学生時代にはまさか医学雑誌に論文投稿をするとは夢にも思っていませんでした．最近は家づくりをしているため，３DCAD に挑戦中．

き齋 藤 誠 紀山形大学・准教授．２
０１
３年名古屋大学博士（工学）取得．釧路高専に職を得た後２
０
１
８年から現
職．プラズマ‐材料相互作用を分子動力学法で研究．釧路高専にいた と き に お 誘 い い た だき，原子力人材育成育成事業に楽しく関わらせていただきました．本事業で学んだ教育的視点は，現職でも学生との関わりの中で役立っています．最近は庭のDIYにハマり，モルタルを練って階段を作ったりと家族に白い目で見られながら楽しい
週末を過ごしています．今はウッドデッキを計画中．
かわ

さき

ひろ

いわ

た

のり

ゆき

岩 田 憲 幸国立高等専門学校機構久留米工業高等専門学
校材料システム工学科教授，博士（工学）．主に原子力・核融合炉材料の研究開発に従事．
こ の 他，生 体 材 料 の 開 発 な ど も 行 っ て いる．１
９７
６年和歌山県和歌山市生まれ，同県紀の川市出身，和歌山県立粉河高等学校卒業．桐蔭横浜大学先端医用工学セン
ター博士研究員，韓国東義大学校客員研究員，京都大学エネル
ギー理工学研究所博士研究員および特定助教，久留米工業高等専門学校材料工学科准教授を経て，２
０
２
１年４月より現職．

はる

川 崎 仁 晴佐世保工業高等専門学校電気電子工学科 教授．１
９９
３年長崎大学博士（工学）取得．主として，プラズマを用いた機能性薄膜の作製や微粒子の発生成長機構解明の研究に従事．高専では工学教育にも注力している．最盛期には 120 km/h 程度出せたが，今は５０肩と成り下がり，10 m も投げられず，長年勤めた野球部員に失笑をかう．北海道にいらっしゃる恩師とのキャッチボールのため左投げに転向し，逆星飛雄馬になるべ
く目下努力中．

すず

き

しげ

かず

鈴 木 茂 和福島工業高等専門学校機械システム工学科准教授．２００
６年に長岡技術科学大学大学院博士課程を修了（博士（工学））．２００４年に福島高専
採 用，２００
９年 か ら 原 子 力 人 材 育 成 事 業 に 関
わっています．材料の強度特性評価が専門ですが，最近は接合に関する研究や遮蔽材開発にも取り組みながら，地元企業と連携して福島第一での活用に向けたロボット開発にも関わっています．車とお酒が好きで何故か陸上の A 級公認審判です．

３３４