2023夏季サイエンスアクティビティ（相良油田・浜岡原子力発電所）

2023夏季サイエンスアクティビティの第4弾！静岡県牧之原市と御前崎市にある相良油田と浜岡原子力発電所で実施しました。

Part.1の様子はこちらからご覧ください。

Part.2の様子はこちらからご覧ください。

Part.3の様子はこちらからご覧ください。

これまでのサイエンスアクティビティはこちら。

新旧エネルギーを訪ねる旅

8月7日、静岡県の相良油田と浜岡原子力発電所へ旅しました。

まず相良油田へ（経済産業省に近代化産業遺産として指定されています）。

アニメ化もされた『Dr.STONE』で聖地にもなったこの油田は明治6年に手掘りが始まり、同年、日本で初めて機械掘りも始まりました。しかし、手掘りの井戸が多く、深さ100m以深に人が入って作業するために「たたら」という送風機で空気を送りました。

当然火気厳禁で明かりは、太陽の光を鏡で反射させて坑内に入れたそうです。写真の屋根についている出っ張りが光を入れるところです。底では月明かりぐらいだったとか。そんな困難な採掘だったので、22人の方が亡くなったとのこと。ただし、罪人も採掘に携わったのですが、亡くなっても石仏になり、数に入れられませんでした。しかし、いい給金が払われていたとのことです。

採算が合わないので採油していませんが、今も原油は地表付近にあります。相良油田資料館の館長さんが汲み上げてくれました。

下の写真は同じに日汲み上げたものですが、暗いところに置いておいたものは、青く見えます。時間が経つと青みが消えるとか。桜祭りでは、この原油を直接タンクに入れてバイクを走らせています。また、ランプに直接入れても明かりが取れます。

次に浜岡原子力発電所へ。

まず、展示施設の浜岡原子力館の実物大の原子炉の前で説明を聞きました。

それから屋上展望施設で案内を受けました。セキュリティーのため、写真は不可となっています。
そして、浜岡原子力発電所へ。こちらも写真は不可。事前に申請した見学者か、身分証明書で確認です。
セキュリティーゲートでは、車体の下までチェックします。

テレビでよく見る防波壁の前で下車して見上げましたが、とてつもない高さでした。
高台には電源車やキャタピラーのポンプ車も。

5号機の運転シミュレーターを見ながら、どんな訓練をしているかの話を伺い、失敗の回廊でいかに安全を深めていくかの話を伺いました。自由見学の時に、中部電力に就職したいと生徒たちが言い出したのは、そんな仕事にプライドを感じたのもあるかなあと感じました。

古いエネルギーも新しいエネルギーも、とても困難な課題を抱えながら取り組まれていると感じる旅でした。

生徒の振り返り

○まず、油田の見学については、地元の県の東隣の県で原油が取れるということが分かったことに驚きを感じました。そして、明治時代の古くからの採取方法で原油を取っていることがわかりました。そして、古くからの採取場所である小屋では、作業員さんの安全保障を上げるための大道具があることがわかりました。
そして、原子力館兼原子力発電所施設内の見学については、福島第1原発をきっかけに原子力発電所の安全性が向上していることがわかりました。そして、原子力発電所でも、数十年間で数回の失敗を重ねつつ、安全性が向上していることがわかりました。そして、東日本大震災をきっかけに、原子力発電所が災害の被害に遭わないように大きな対策が立てられていることがわかりました。

○相良油田は１０人ぐらいのグループで200mを手で掘って作られていることに驚きました。また、相良以外の場所で採れた石油と色や動きなどが違っているのが不思議でした。浜岡原子力発電所では福島第一原子力発電所のような事故を二度と起こさないために行なっている対策をすぐ近くで実際に見ることができたのがとても嬉しかったです。

○相良油田では、空気の入れ替えをしているたたらに実際に乗ってみた時に結構狭く感じて、4〜8人の夫人が乗っていたと書いてあるのに気づいた時にはこの横幅に2：2か4：4などの人数が乗っていたのかなと少し想像はできたが、一体どうやって空気の入れ替えをしていたのかは想像することができなかったのと、ランプをつけて見せてもらった時に匂いを嗅いでみたがストーブの匂いがしてなんか懐かしさを感じることができました。
浜岡原発では、津波での原発の事故を原因から教えてもらってそこからパイプのサポートを強化したり、また災害が起こった時に備えて防災訓練をしたり、様々なシチュエーションに遭遇しても最悪な事態にならないように様々な対策をしていることなどの浜岡原発の説明を聞いて知ることができてとてもいい時間だったなと感じることができた。

○初めてこの目で原油を見ました。相良油田で採れる原油は良質でさらさらしていることや想像していたよりも簡単に採取できることなど多くの驚きがありました。特に青みがかった赤褐色をしていることが1番驚き、不思議に思いました。原子力発電所では発電所内の構造や原子力発電方法などを知ることができました。5号館内を見学した際に入れてもらった部屋には今まで起こった事故や失敗を当時の新聞や写真、実物をもとに記録しており二度と同じ失敗を起こさないという意志が伝わりました。どれも貴重な体験で楽しかったです。

○今回は原子力発電所の中がどのようになっているのかをしれました。また発電所での失敗を活かすための施設から過去にどのような事件があったのかを知ることが出来ました。今回の見学で原子力発電所の理解が深まるいい経験となりました。
そして油田ではどのように原油が取られているかをしれてその仕組み自体は簡単であることにびっくりしました。実物を見ることで油田や発電所の知らなかった部分を多く知れて楽しかったです。

○私は、今回の見学を通して原油の採取方法や原子力発電の安全に向けた取り組みについて知ることができました。
相良油田では、今でも畑の中にあるパイプから原油が採れることに驚きました。今回、見させていただいた原油は世界的に見ても良質なものであり、同じ原油でも、採取できる場所によって、色や成分が違うことが分かりました。原油は、中東諸国で採られているイメージがありましたが、日本でも採取できる場所があることを再認識できました。
原子力発電所では、福島第一原発での事故をきっかけに安全に運営するための多くの取り組みが行われていることが分かりました。原子力発電では、効率よく発電できる反面、安全面に関して不安があるものだと思っていました。しかし、通常の建築物よりも丈夫な部品や構造によって、安全な施設がつくられていることが分かりました。
今回は、貴重な経験をさせていただきありがとうございました。

 

 

2023夏季サイエンスアクティビティ（核融合科学研究所）

2023夏季サイエンスアクティビティの第3弾！岐阜県土岐市にある核融合科学研究所（大学共同利用機関法人　自然科学研究機構）で実施しました。

Part.1の様子はこちらからご覧ください。

Part.2の様子はこちらからご覧ください。

これまでのサイエンスアクティビティはこちら。

未来のエネルギーを支える技術開発の最前線研究を探究

核融合科学研究所での実習も今年で7回目を迎えました。初めて参加する生徒だけでなく、3年連続で参加する生徒もあり、生徒の好奇心を喚起する実習として定着してきています。将来の研究分野や進路目標に大きな影響を与えています。

8月4日（金）に岐阜県土岐市にある核融合科学研究所で科学実習を実施しました。実習内容は以下の通りです。

１．核融合エネルギー研究に関する講義
２．核融合科学研究所の施設見学
３．各テーマごとの実験実習
４．実習の成果報告会

核融合エネルギー研究に関する講義

石油や石炭など火力発電に関する「資源枯渇問題」・原子力発電に関する「廃棄物処理問題」を解決する次世代エネルギーとして研究が進む「核融合エネルギー」についての講義を受けました。核融合エネルギーとは太陽などの恒星が原子を融合させたときに生じるエネルギーです。燃料の重水素は海中にほぼ無尽蔵に存在するそうです。発電中の安全性、発電後の廃棄物の安全性についてもしっかりと説明していただけました。今後は約30年後の実用化に向けた研究を実施していくそうです。

核融合科学研究所の施設見学

核融合科学研究所内の各施設を見学させていただきました。廊下の壁には施設建設の歴史・核融合反応の説明パネルがあります。また、実験スペースでプラズマに関する実験を体験することができます。プラズマとは、原子がイオンと電子に分かれた状態です。

実験実習の様子（プラズマの電気計測）

筆者は「プラスマの電気計測」の実習に参加しました。プラズマを発生させた装置に電極を差し込んだときに回路に流れる電流を測定します。中学校までに習う知識では、電流は電圧に比例します（定数は1/R）ので、直線で表せます。プラズマではどうなるかを測定するとそれとは大きく異なります。生徒たちはこの違いを話し合って探究していきます。また、プラスマの中に入れる電極を、棒状のものから板状に変えてみます。板状の電極の向きによっても電流の流れ方が異なります。とても面白い現象で、この現象を探究するために横浜の高校生が来所していました。同じ高校生同士で刺激を受け合っていました。

実習の成果報告会

実習は「プラズマの電気計測」、「コンピュータシミュレーション」から１つを選択して実習しました。これらの研究は核融合研究には欠くことのできない技術です。実習後は各自の実習結果を報告しました。

すべてのプログラムを終え、全員で記念撮影し帰路につきました。お忙しい中、ご協力いただきました核融合科学研究所の皆様には感謝申し上げます。

参加生徒の振り返り

○今回で3回目の参加なのですが、過去の参加経験と核融合の記事を読んだことにより、より深い学びを得られました。今回特に印象に残ったのは、装置内の温度を計測する方法として熱電対を使っている事です。熱電対という手法は初めて聞いたので、ネットで調べました。また新しい知識を得られて嬉しいです。また、私はB班だったため、コンピューターシュミレーション実習を受けました。プログラム言語を用いて視覚的に事象を検証できることが素晴らしいと思いました。この実習で私は、将来プログラム言語を学びたいと思う気持ちが強くなりました。
3回目の研修参加はとても有意義なものになりました。関係者の方々、本当にありがとうございました。

○講義では、日本はまだまだエネルギー資源を石油や天然ガスに頼っていること、それが問題になっており、そのために核融合発電の開発に期待がされていること、核融合発電の原理、利点、課題がわかりました。プラズマの電気計測では、プラズマが発する光から物質を特定でき、それが恒星を構成している物質の特定につながっていることに驚きました。また電気計測をするだけでプラズマの密度や温度がわかることを学びました。僕は今回のことでさらに科学への興味や関心を深めることができました。貴重な体験をさせてもらい、ありがとうございました。