H29 理数科「先端科学研修」 ニュースバル,SPring-8,SACLA訪問

津山高校から高速道路を使ってバスで1時間,理数科2年次生は兵庫県の播磨科学公園都市に到着し,世界最先端の研究施設であるにニュースバル,SPring-8,SACLAの3つの施設を見学しました。
この3つの施設は,「放射光」という光を使って物質を原子レベルで分析することのできる巨大な施設で,特にSPring-8,SACLAは世界一の性能を誇ります。

① ニュースバル(兵庫県立大学高度産業科学技術研究所)
ニュースバルでは,極端紫外光から軟X線領域の放射光を用い,さまざまなナノテクノロジー開発を行っています。研究員の方から施設や研究内容の説明を受けた後,蓄積リングのあるビームライン内を見学させていただきました。実験機器には,機械の熱放射を防ぐためにアルミホイルが巻かれていました。
見学後,研究員の方から質問タイムを用意していただきました。施設のことや研究内容のこと,そして研究の進め方などの質問で盛り上がりました。現在2年次生は課題研究に取り組んでいる最中であり,研究員の方のお話は大いに参考になったはずです。

昼食は,兵庫県立大学の学生食堂を利用させていただきました。メニューは安くてボリュームが
あり,生徒はちょっとしたキャンパスライフを体験。大学を身近に感じる良い機会となりました。

② SPring-8&SACLA
SPring-8は円形加速器から発生する放射光を利用する大型実験施設であり,SACLAは世界でも数少ないX線自由電子レーザーを発生することができる施設です。
放射光普及棟でSPring-8(Super Photon Ring 8GeV)とSACLA(SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser)の概要について説明を受け,いよいよSPring-8とSACLAの見学へ。
SPring-8では,まずその施設の巨大さに圧倒されました。夏休みの点検で運転が止まっていたため,中に入って見学させていただきました。1周1.4 kmのリングの大きさも,午前のニュースバルと比べながら体感できたことで,生徒の驚きも大きかったようです。

続いて,SACLAの実験棟へ移動。実際にこちらで研究を行っている本校卒業生の登野先輩から,施設や研究についての説明をしていただきました。「なぜSACLAは直線型なのか」「原子や分子レベルのものを見るための困難をどう乗り越えてきたのか」といった研究に関する専門的な内容から「電気代など1年でどのくらいかかるのか」といったものまで,多くの質問に答えていただきました。
「世界中で,この施設でしか見ることができないものがある。そのために,たった数日間に何千万円という費用をかけて世界中から研究者が集まってくる。」という話に,驚かされました。
また,その施設が日本にあること,そこで津山高校の先輩が働いていることについて,理数科生徒は大変誇らしく感じたのではないでしょうか。

<生徒の感想(抜粋)>

  • 今回の見学を通じて,物理学が実生活の中でとても活かされていると感じた。SACLAでは主にタンパク質の構造と似た医薬品を作ることで,医療に貢献しているということがわかった。一見,遠い分野であると思っていた物理学と医学が驚くほど影響を与えあっていて感動した。ニュースバルでは,2025年の将来を見据えて研究に取り組んでおり,世界的な大企業とも連携を取っているなど,改めて世界で通用する施設なんだと感じた。科学が先を見据えて確実に進歩していっていると実感した。
  • 放射光と聞くと,放射線を出す光だというイメージがあったが,全く違っていることがわかった。より小さい物を見るために,強く集中した光が必要だったり,高エネルギーすぎて試料自体が爆発してしまったりと,様々な困難に打ち勝ってきたということがとても強く伝わってきた。施設に関しても,100mほど進むと地球は丸いので地面に1~3mm沈み込むことまで考えていることに驚いた。莫大な資金がかかるので,少しのずれも許されないとても厳しい世界で作り上げられたSPring-8,SACLA,ニュースバルは,日本の物理学者のみならず数学者,化学者,生物学者,そして建設者たちの努力の結晶だ。
  • 原子レベルで物体を見ることにより,分子モデルを作るということが医療に大いに関係していると聞いてとても興味を持った。施設内にあるビームラインに貼られたポスターをみていると,タンパク質の分子モデルが描かれていたりして,本物の最先端だということを知った。私も早く研究がしたいと思った。
  • 小さな物質を見るためには,より明るい光を当てなければならないということを初めて知り,驚きました。いろいろなことを教えていただきましたが,まだ私が知らない原理・現象が多くて大まかにしか理解できませんでした。私は薬学に興味があるので,SPring-8で新薬の開発の研究ができるように,もっと物理を勉強してそのしくみを理解できるようになりたいです。