豊川高校探Q部

豊川高校探Q部は、楽しいこと、面白いことを探求し、その真理を探究する部活動です。どんな新しい出会いがあるかな?

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スーパーカミオカンデ探訪記パート4

2018-04-05 19:57:57 | 探Q活動
ブログのタイトル「スーパーカミオカンデ探訪記」だが、ここからは東北大学の「KamLAND」だ。
スーパーカミオカンデより坑内をさらに奥へと入っていく。
平坦なスーパーカミオカンデに対して、坂もきつい。


Kamlandは、円柱形のスーパーカミオカンデに対して球形の装置で実験している。

手にしているのが、その模型。
また水でタンク内を満たしているカミオカンデに対して、こちらは油だそうだ。
この油、光に反応する。

また太陽など外からのニュートリノを観測するカミオカンデに対して、原子力発電所から出るニュートリノを捉えるのがKamLANDらしい。

近々、中央にキセノンを入れる実験を行う。中央のオレンジがキセノンを溶かし込んだものを入れた容器らしい。

キセノンは非常に高価な希ガス。ヘンリーの法則で溶かし込み、同じ要領でガスを抜き取るそうだ。
いうなればソーダ水を作るのと同じ。理系の生徒は化学で習ったとウンウン頷いていた。

なんでも質問していいよってことで、生徒もいろいろ質問した。
施設全体が緑色のペンキでコーディングされていたので、理由を問う。

特に意味はないらしい。しかし、ここに来ないと分からないことなので、良い質問と褒められた。

神岡鉱山には、東北大学だけでなく、東大や京大など多くの実験施設があるが、仲は良いのか?ライバル心はないのか?
時折、懇親会があり、結構仲が良いらしい。ライバル心はないといえば嘘になるが、同じような研究だけど、分野が違うので、互いの研究を尊重しながら自分たちも頑張るぞ!という感じらしい。

説明してくださった方は12年ぐらい研究しているそうだ。
それだけ勤務している中で、あぶない経験ってないか?
実は・・・あった。鉱山の入り口付近で一回火事があった。大事には至らなかったけど、やはり鉱山なのでヤバイと思った。

気さくに話してくださった。

鉱山から抜けて、最後に記念撮影。


スーパーカミオカンデを後にした・・・

一路、豊川へ・・・と思ったが、
「先生ぇ、KamLANDってのがお土産物屋かと思っていたので、さっきの道の駅で売っていた「パズル」買い忘れちゃったんですけど・・・」と一人の部員が言い出した。
まあ、そうは来られないので少し遠回りだが、立ち寄った。

早速作ったのがコレ。


まだまだ勉強が必要だと痛感した「スーパーカミオカンデ」ツアーだった。

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スーパーカミオカンデ探訪記パート3

2018-04-05 19:18:36 | 探Q活動
スーパーカミオカンデはこの扉の向こう側にある。
扉は2重扉になっており、中はスリッパに履き替えてはいる。
2重扉の理由は、坑内の岩石が微弱ながら、放射線を発しており、その微弱な放射線でさえ観測に影響を与える可能性があるからだ。


2重扉は同時に開けないことになっているらしい。

施設内では、研究員の方が説明をしてくださる。

小柴教授、梶田教授など歴代の研究者の方々の言葉が書かれたホワイトボード


道の駅で見た光電子増倍管が11200本設置されている真上まで行った。



中を覗くことはできない。光電子増倍管は微弱な光を増幅して捉えるため、蛍光灯のわずかな光でも刺激が強すぎて、壊れてしまうからだ。
2001年に大規模な破損事故がおき、存続の危機もあったそうだ。

スーパーカミオカンデでとらえたデータを解析するコントロールルールも訪れた。

スーパーカミオカンデがどうやってニュートリノをつかえるか。なぜ地下1000mにないといけないか。
ニュートリノはほとんどの物質に干渉しない。それ以外のものは1000mの土があると干渉しあって届かない。
つまり、1000mで実験を行うのは、ニュートリノ以外を除外するためのものである。
しかし、そこまでしてもニュートリノを捕まえることは難しい。
サッカーゴールのネットに小さな石ころを投げても多くはすり抜けるが、ごくまれに網に当たる小石もある。それがニュートリノの観測なのだ。
このたとえ話は最も分かりやすかった。
丸と長方形のモニター分かりやすくフリップを使って説明してくれる。入ってくる場所と出ていった場所を測定。ニュートリノだとチェレンコフ光というものを発する。
それを捉える。

研究者はモニターを観測している。この方はフランスの方。「Where are you from?」と聞いたのに、「I`m Poul」と応えられた。「OH!ポーランド」と感動していたが、国ではなく名前だった。
4技能は必要である。

ポール(たぶん)は、積極的にフリップを持ち、お手伝いしていた。良い人だ。

研究者の方々はこの施設でデータ観測や機器のメンテナンスを行っている。メンテナンスが主だというので、工学系かと聞くと、工学系の方もいるが、やはり断然理学系の方だそうだ。
工学系の知識は現場で覚えていくそうだ。研究者に対していうのも失礼な話だが、やはりいつまで経っても勉強であり、必要に迫られて勉強すると身につきやすいということだろう。

スーパーカミオカンデの見学を終え、東北大学の実験施設「KamLAND」に向かう。
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スーパーカミオカンデ探訪記パート2

2018-04-05 18:36:14 | 探Q活動
かなり遅れて、宇宙線研究所に到着。



DVDを見た。
しまった!道の駅神岡の展示室で流れていたのと同じだ・・・
言うに言い出せず、20分見た。

いよいよカミオカンデに入る。その前にトイレ休憩。全員がそろうまで待っている間、施設の職員の清水さんにお話をうかがう。

東大レゴ部がつくったスーパーカミオカンデがあった。

ホワイトボードに計算式が残っていた。

なんかカッコいい!本当に漫画みたいに学者の先生方が計算しながら議論しているかと思うと・・・
「撮ってもいいですか?」と聞くと
清水さんは割と軽く「ええ、どうぞ」
シャッターを切りつつ「撮ったところで何が書いてあるか分からないですけど・・・」というと
清水さんも「私もです。私は事務職で、経済学部出身です」と。

経済学部?つまり、宇宙線研究所に就職するということか核心迫ってみた。
「あはは、実は私たちは正確には富山大学から出向職員でして、ああでも一応東大職員ですけどね」

さぁ、神岡鉱山へ向けて、飛騨観光バスが誇る低公害バスに乗り込む。
研究所から15分ほど。細道を抜けて、鉱山事務所に到着。

安全保安員の方から黄色いヘルメットが配られる。

運転手の方も赤いヘルメットをかぶっている。聞いてみた。
坑内だけに排ガスの規制も厳しく、入り組んでおり、低公害バスは車両だけでなく、運転手も登録しなくてはならないらしい。

見にくいだろうが、ヘルメットには名前も入っている。マイヘルメットだ。


地下1000mの実験施設と言われているが、鉱山入り口から入って、少し下っているようにも感じるがほぼ水平に移動している。
はて?安全保安員の方が説明してくださった。
「地下1000mというが、地面の下にもぐっているわけではない。カミオカンデの上には1300mの池ノ山がある。その山頂から約1000m。つまり実験施設の上に1000mの土がかぶっているという意味である。
少年のこころを失わない記者の冒険心をくすぐる坑内。

5分ほどでバスを降車。

目の前に、扉と看板が目に入った。

素人考えでは、すげぇ近代的な実験施設が待ち構えていると思っていたが、ここがあのスーパーカミオカンデなのか?
扉の前には下駄箱がある。些末なことに衝撃をうけつつ、いよいよカミオカンデの中に入る。

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スーパーカミオカンデ訪問記パート1

2018-03-31 14:42:51 | 探Q活動
3月23日(金) 宇宙に一番近い部活動である我が部は、岐阜県飛騨市神岡町にある東京大学宇宙線研究所とニュートリノ観測施設スーパーカミオカンデを訪れた。
今まで宇宙へは工学系のアプローチとして、「JAXA相模原キャンパス」を訪問してきたが、今回念願かなって理学系のアプローチとして、スーパーカミオカンデを訪問することにした。

スーパーカミオカンデは研究施設であり、一般公開は行っていない。しかし、研究機関と教育関係については、応相談とある。
我々は教育関係である。臆することなく、レッツトライ!メールしてみた。

送ったメール

見学目的 私たちは豊川高等学校探求部という部活動です。ジャンルを問わず、知的好奇心を駆り立てられるものを求めて、活動しています。

     科学実験も行っています。宇宙への関心も高く、昨夏にはJAXA相模原キャンパスで働く先輩を訪ね、最先端研究にも触れてきました。

     貴施設を見学することで、さらに宇宙物理学の分野への興味を高めていきたいと思ったからです。


意外にもすぐに返信メールが来た。見学の許可が出た。
ただし、カミオカンデ坑内に入るために、低公害バスと神岡鉱山管理会社の安全保安員を手配する必要がある。それぞれ有料である。この2項目に5万円以上掛かる。
他にも交通費(ガソリン代・高速代)など必要経費を計算すると、ざっと一人1万円ぐらい掛かることがわかった。

しかし飽くなき探究魂とご家庭の理解を得て、手配を進めていった。

スーパーカミオカンデは、東京大学の実験施設、おなじ神岡鉱山内には京都大学の「KAGURA」と東北大学「KamLAND」という施設もある。
さまざまな配慮で、スーパーカミオカンデ以外にも東北大学の「KamLAND」の見学も許可された。

朝7:30豊川高校を出発。東海北陸自動車道で一路、飛騨へ。
途中、ひるがの高原SAに立ち寄った。周囲の山々は雪化粧である。


11:40頃、道の駅神岡スカイドーム神岡に到着。昼食をとる。ここにカミオカンデでレプリカがあると聞いていたが、見当たらない。
梶田教授がにこやか笑っているだけである。隣には巨大な電球のような光電子増倍管があるが、触れないで!と書いてある。

おじさんが「なんかねぇリニューアル工事中らしいよ」って教えてくれた。

仕方がないので、梶田教授と仲良く写真撮影してみた。


そうしたらお土産物屋さんの奥に
あった!
中には光電子増倍管が並んでおり、カミオカンデの中が再現されている。

光電子増倍管を接写してみる。まるで目のようだ。

昼食で立ち寄った道の駅で、思いのほか時間がかかった。
急いで、東京大学宇宙線研究所へ。

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ゾウの歯磨き粉を作ってみた!

2017-11-13 18:23:45 | 探Q活動
今秋より理系部活動に大きく舵を切った我が探Q部。

今日は部員が選んだやってみたい実験に取り組んだ。
その名も「ゾウの歯磨き粉」こと、過酸化水素の分解実験である。


過酸化水素水に、触媒としてヨウ化カリウムを使用。その反応を確認する。確認しやすいように、洗剤と食紅を混ぜる。
過酸化水素に赤い食紅と洗剤をまぜる。そこにヨウ化カリウムを投入する




過酸化水素水は誤って目に入ると危険なので、防護ゴーグルをはめる。防護ゴーグル、少年の心をくすぐられるフォルムだ。

掛けてみた。


ヨウ化カリウムを投入!



ものすごい勢いでモコモコし始めた。
画像では確認できないが、湯気が出ている。

触ってみた。
丸底フラスコは熱いが、泡はほんのり温かいぐらい。
過酸化水素水なので、手袋をはめて触ることをお勧めする。
素手で触ると、ツーンとした匂いがする。においを消そうと、オレンジの香りのキュキュットを使っても効果はない。さらに、グレープフルーツの香りのハンドクリームを使用すると、どういう化学反応か、焼き芋のにおいになるらしい。

化学実験挑戦シリーズ第一弾。大成功!!
部員一同、おもしろ~いとおよそ探究心の欠片も感じられない感想を述べていた。
真理の探究への道は遠い!
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