日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会(2019/12/5)

クルッス管プロジェクトシリーズ発表(2)中学校理科での放射線教育の現状
保物企画セッション
教育現場での低エネルギーＸ線に対する安全管理〇森山 正樹 (札幌市立白石中学校)
秋吉 優史 (大阪府立大学)
掛布 智久 (日本科学技術振興財団)
川島 紀子 (文京区立文林中学校)
佐藤 深 (札幌市立北栄中学校)
宮川 俊晴 (放射線教育フォーラム)2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

1

(文部科学省,2017)

(文部科学省,2017)

(文部科学省,2017)

(文部科学省,2017)

次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 総則編より
現代的な諸課題に関する教科等横断的な教育内容

・伝統や文化に関する教育 ・環境に関する教育・主権者に関する教育 ・放射線に関する教育
・消費者に関する教育 ・生命の尊重に関する教育・法に関する教育 ・知識財産に関する教育
・心身の健康の保持推進に関する教育
・郷土や地域に関する教育 ・食に関する教育
・海洋に関する教育
・防災を含む安全に関する教育(pp204-245)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス6次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 総則編より
現代的な諸課題に関する教科等横断的な教育内容→「放射線に関する教育」

放射線の科学的な理解や科学的に探究する態度などの充実を図り、放射線に関する科学的な理解や科学的に考察し、情報を正しく理解する力を育成すること→各学校でカリキュラム・マネジメントを(pp53-54)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

7

放射線教育の位置づけ(現行)
中学校

物 理

3 年

エネルギー

(140時間)2 年(140時間)1 年(105時間)

化 学

生 物

地 学

放射線

イオン

遺伝・生態系

宇 宙

電 流

化学変化

動 物

気 象

光・音・力

物 質

植 物

大 地

現行：「科学技術と人間」の単元において，原子力発電の短所としての放射線が出てくる。３学年の受験前に学習するため，教科書を読んで終わることが多い。(1/385h)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

8

放射線教育の位置づけ(次期)
中学校

物 理

3 年

エネルギー

(140時間)2 年(140時間)

1 年(105時間)

放射線化 学

生 物

地 学

イオン

遺伝・生態系宇 宙

第２学年でも放射線を扱う

電 流
放射線光・音・力化学変化

動 物

気 象

物 質植 物大 地

次期：２学年の「電流」の単元において，クルックス管の陰極線に伴ってＸ線が発生することを触れる。科学的に放射線を扱うことができるようになる。→大きなチャンス！
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

9

現行(H20年告示)と次期(H29年告示)の比較
中学校学習指導要領解説 理科編より
現 行

次 期

雷も静電気の放電 電流が電子の流れに関係していることを扱
第 現象の一種である うこと。また，真空放電と関連付けながら放２ ことを取り上げ，高 射線の性質と利用にも触れること。また，雷電圧発生装置(誘 も静電気の放電現象の一種であることを取学 導コイルなど)の放 り上げ，高電圧発生装置(誘導コイルなど)
年 電やクルックス管 の放電やクルックス管などの真空放電の観などの真空放電の 察から電子の存在を理解させ，電子の流れ観察から電子の存 が電流に関係していることを理解させる。そ在を理解させ，電 の際，真空放電と関連させてＸ線にも触れ子の流れが電流で るとともに，Ｘ線と同じように透過性などのあることについて 性質をもつ放射線が存在し，医療や製造業理解させる。などで利用されていることにも触れる。
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

10

現行(H20年告示)と次期(H29年告示)の比較
中学校学習指導要領解説 理科編より
現 行

次 期

核燃料は放射 放射線については，核燃料から出ていたり，第 線を出している 自然界にも存在し，地中や空気中の物質からことや放射線 出ていたり，宇宙から降り注いでいたりするこ
３は自然界にも となどにも触れる。東日本大震災以降，社会学 存在すること， において，放射線に対する不安が生じたり，関年 放射線は透過 心が高まったりする中，理科においては，放射性などをもち， 線について科学的に理解することが重要であ
医療や製造業 り，放射線に関する学習を通して，生徒たちが自ら思考し，判断する力を育成することにもつなどで利用されていることな ながると考えられる。その際，他教科との関連どにも触れる。 を図り，学習を展開していくことも考えられる。
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

11

Ａ社の教師用指導書(現行)の扱い
2012年度版中学校理科第２学年教師用指導書「放電管から１ｍも離れれば漏洩Ｘ線の影響はほとんどない」
2016年度版中学校理科第２学年教師用指導書「Ｘ線の影響に配慮し、演示は行わず、教科書の写真や図のみでの説明にとどめる」という表記に変更
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス12

2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス13

2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

14

放射線教育の現状
・現行(平成20年告示)の学習指導要領で，30年ぶりに「放射線」の授業が復活
・移行措置を含め，昨年度に大学を卒業した生徒は，中学校理科の第３学年で，「放射線」の学習をしている
・教える側の理科教師の大部分は「放射線」について習っていない → 受験を控え，教科書を読んで終わっている実態
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

15

中学校理科教師の実態(N=13)

2018年６月に，ある地域の中学校理科教師にとったアンケートの結果。演示をする先生は，「本物・実物を見せたい」という理由を述べている。
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

16

(秋吉,2019)

放射線教育の現状
・平成23年(2011年)の東日本大震災における福島第一原子力発電所の事故により，放射線教育の必要性が叫ばれたが，社会情勢等から，現場では放射線教育を扱いにくい実態
・観察・実験を通して科学的に放射線を扱ってきた教師は，ほんの一部にすぎない・平成29年告示の学習指導要領において，中学校の第２学年から放射線について触れることが示された(現行では中学校第３学年)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

18

中学校理科教師の実態
・クルックス管内の陰極線に伴う漏洩Ｘ線の存在を知らなかったり、知っていても不安を感じながら演示実験をしたりしている理科教師(高校の理科教師も同様)が多い・歯科用のデンタルフィルムを用いてクルックス管から出る漏洩Ｘ線を用いたＸ
線撮影の演示実験を行う実践例もある
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

19

現場の中学校理科教員の声
ベネフィット(便益)・生徒が実験を見ることによる意欲の向上や動機づけの教育的効果が大きい
・教科書を読むだけより，理解が深まる
リスク
・教師や生徒が放射線から受ける影響がそもそもわからないので，なんとなく不安・具体的なリスクは何か(どのような確率的影響があるのか)？
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

20

授業(中２)における演示実験の様子
・高電圧に対する安全性と，生徒が目の前で観察する効果を鑑み，前方で生徒をイスに座らせる
・近い所にいる生徒と装置との距離を１ｍ前後に保つ
・数分間の演示実験
を行っている2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス21

授業(中２)における演示実験の様子↑デンタルフィルムを 用いた実験
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

22

中学校での放射線教育の例(中３)線量率と距離の実験
2019/12/5

遮蔽物の実験

東北大学 青葉山新キャンパス

23

クルックス管による実験の実態
・演示実験をする教師は，50cm程度の距離の所にいて，操作しながら説明する。
・50分の授業の中で，延べ５分程度か。
・大きな規模の学校だと，第２学年４～５学級を担当する。予備実験を含めても，３年間の中で30分程度の時間，クルックス管から50cmの所にいる(１年間で10分間)と考えることができる。 ※歯科用デンタルフィルムでX線撮影の実験をする場合は，その時間を加える必要がある。
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス24

中学校における装置の実態
・クルックス管や誘導コイル等の装置は高額であり，学校が統廃合しても引き継がれる・昭和の時代に購入した装置を備品として理科室に保有している学校が多く，装置は多様・高価かつ使用頻度が１年に１回などの理由から，中学校の現場では新しい装置に買い替えるのは困難
2019/12/5
東北大学 青葉山新キャンパス25

現在のクルックス管の表記

2019/12/5東北大学 青葉山新キャンパス26

おわりに・クルックス管を用いた演示実験ならびに放射線の学習による教育的効果は極めて大きい(科学としての放射線教育)
・教師が自信をもって授業を行っていくには，どのような条件下(時間・距離・電圧等) で実験すべきかの指針が必要
・放射線教育がますます発展するように，専門家の方々の力をぜひお借りしたい
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

27

日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会(2019/12/5)

クルッス管プロジェクトシリーズ発表(2)中学校理科での放射線教育の現状
保物企画セッション
教育現場での低エネルギーＸ線に対する安全管理〇森山 正樹 (札幌市立白石中学校)
秋吉 優史 (大阪府立大学)
掛布 智久 (日本科学技術振興財団)
川島 紀子 (文京区立文林中学校)
佐藤 深 (札幌市立北栄中学校)
宮川 俊晴 (放射線教育フォーラム)2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス28

現行(平成20年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より
中２ (3) 電流とその利用 (内容の取扱い)(ｴ) 静電気と電流について‥‥。また，雷も静電気の放電現象の一種であることを取り上げ，高電圧発生装置(誘導コイルなど)の放電やクルック
ス管などの真空放電の観察から電子の存在を理解させ，電子の流れが電流であることについて理解させる。」(p.36 )2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス29

現行(平成20年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より
中３ (7) 科学技術と人間 (内容の取扱い)
イ 放射線の性質と利用にも触れること(ｲ) エネルギー資源について‥‥，核燃料は放射線を出していることや放射線は自然界にも存在すること，放射線は透過性などをもち，医療や製造業などで利用されていることなどにも触れる。」(pp.53-54 )2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス30

次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より改善・充実した主な内容(p.13)
・第３学年に加えて，第２学年においても，放射線に関する内容を扱うこと
中２ (3) 電流とその利用 (内容の取扱い)
エ ‥，電流が電子の流れに関係していることを扱うこと。また，真空放電と関連付けながら放射線の性質と利用にも触れること。
(p.41)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

31

次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より
中２ (3) 電流とその利用 (内容の取扱い)㋓‥。また，雷も静電気の放電現象の一種であることを取り上げ，高電圧発生装置(誘導コイルなど)の放電やクルックス管などの真空放電の観察から電子の存在を理解させ，電子の流れが電流に関係していることを理解させる。 その際，(p.43)‥‥
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス32

次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より
中２ (3) 電流とその利用 (内容の取扱い)㋓‥。その際，真空放電と関連させてＸ線にも触れるとともに，Ｘ線と同じように透過性などの性質をもつ放射線が存在し，医療や製造業などで利用されていることにも触れる。
(p.43)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

33

次期(平成29年告示)中学校学習指導要領解説 理科編より
中３ (7) 科学技術と人間(内容の取扱い)㋐‥。放射線については，核燃料から出ていたり，自然界にも存在し，地中や空気中の物質から出ていたり，宇宙から降り注いでいたりすることなどにも触れる。
東日本大震災以降，社会において，放射線に対する不安が生じたり，関心が高まったりする中，理科においては，‥‥(p.65)
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス34

次期(平成29年告示)
中学校学習指導要領解説 理科編より
中３ (7) 科学技術と人間(内容の取扱い)㋐‥。理科においては，放射線について科学的に理解することが重要であり，放射線に関する学習を通して，生徒たちが自ら思考し，判断する力を育成することにもつながると考えられる。その際，他教科との関連を図り，学習を展開してい(p.65)
くことも考えられる。
2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス35

本プロジェクトでの測定の様子

ガラ
スバッ2019/12/5

ジ東北大学 青葉山新キャンパス36

本プロジェクトでの測定の様子

ッジ
ガラスバ2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス37

本プロジェクトでの測定の様子↓赤外線カメラで撮影 ↓ガンマ線 用の測定器で計測 ↑2019/12/5

東北大学 青葉山新キャンパス

38