創造基礎工学系(高松キャンパス)
機械工学科
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 中学生の質問箱
1番目から10番目までの質問と回答

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□ Q10

1999/10/15

徳島県 中学2年生

質 問:

臨界事故が話題になっていますがどうゆう事故なのですか?
詳しく知りたいのでこっそりスマートに教えてください。

■ A10

これまたうちの機械工学科に関する質問をありがとう(^^; 鴨島一中ですか。うちにもたくさんの先輩が入学してるし,先生にも鴨島一中出身の先生が居ますよ。

さて,臨界事故ですか。大変な事故が起こりましたね。あの事故は原子力発電所の事故ではなく,核燃料を処理する会社で起きた事故です。事故の細かい内容は新聞でも読んでもらうとして。ここでは,「放射性原子とは?」「臨界って何のことか?」と「事故の本当の原因」についてお話しします。

1. 放射性原子とは

「核」あるいは「原子核」と呼ばれるものは,地球上のあらゆる原子が持っているものです。この原子核の中には陽子と中性子が幾つかずつ入っていて,陽子の数(原子番号)でその原子の種類(元素名)が決まります。例えば,ウラン(U)の陽子数(原子番号)は92,また,ヨウ素(I)は53です。ところがこの世には,陽子の数は同じで,中性数の異なる原子核が存在します。すなわち同じウランやヨウ素であっても原子核の違いによって何種類かの異なるウランやヨウ素が存在するわけです。これらを同位体と呼びます。通常これらの同位体を区別するときには,中性数と陽子数を足し算した値=「質量数」で表します。例えばウランには,ウラン235,ウラン233,ウラン238,・・・などがありますし,一方,ヨウ素にも質量数の異なる同位体が幾つか存在するわけです。これらの同位体は自然界にもある割合で存在しますが,化学的性質は全く同じで,通常の生活上および自然科学の上では何ら区別する必要なく混合したまま扱われています。しかしながら,一部の同位体の原子核にはには放射線や中性子線を放出する特徴を持つものがあり,人体に影響を与えるため取扱上問題が生じるわけです。一番問題なのは,化学的性質が他の害のない原子核と同じですから,体内に取り込まれたら全く分離することは不可能になることです。今回の事故で放射性原子がまき散らされたとすると,自然界の正常な原子に混じり込んだ放射性原子はいつまでも自然に残り,放射線を放射し続けるのです。

2. 臨界とは

現在発電に使われている様な「核分裂」は,一度始まると核分裂によって放射された中性子線が次の核燃料原子核に衝突し,これが繰り返されることで連鎖反応が起こります。同じ原理を用いる原子爆弾でも分かるようにこの連鎖反応はほおっておくと一気にすすみ,大爆発を起こしてしまいます。原子力発電などの技術の中核となるのはこの連鎖反応のスピードをいかに遅く制御するかの技術です。この制御がうまくいかないと大爆発事故が起こってしまうわけです。すなわち臨界とは,連鎖反応が起きないための限界のことです。これをこれを超えてしまうと手のつけられない大事故になってしまうわけです。

3. 事故の本当の原因

科学者・技術者のモラル云々ということがマスコミ等で取り上げられるかもしれませんが,ちょっと違うと思います。科学者・技術者の立場から言わせてもらうと,人々の生活に必要不可欠な電力を創り出すために科学者・技術者がこれまで努力を続けた結果,現在の原子力発電が可能になったわけであり,それは金儲けのためでもないし,人々の生活に害を与えるためでもありません。科学者・技術者は,人々の役に立ちたいという純粋な思いから自分の仕事に誇りを持って生きています。すなわち,優秀な科学者・技術者によって開発された技術が,優秀な科学者・技術者によって運用されている限り今回のような事故が起きるわけがありません。では今回の事故の原因は何でしょう。今回の事故はそもそも,非常に危険な・想像をはるかに上回るほど危険な核物質を民間の1企業か取り扱っていたことにあると思います。企業というのはいわゆる生産性が一番重要な目標です。儲からない仕事はできません。この理由から今回事故を引き起こした会社は経費削減のために科学者・技術者は雇わず,十分な教育を施していない危険性に関して無知な社員にいい加減な作業をさせ,おまけに,法律を破ってまで経費のかからない作業マニュアルに書き換えていたのが原因です。これら事故を引き起こした人たちの中には有識者であるところの科学者・技術者は居ないわけで,そもそも,居ないことがこの事故の最大の原因になっているわけです。結局,会社の経営者にその責任があるわけですが本当の原因はもっと他にあると思います。簡単に言うと,核燃料などの放射性物質を民間の1企業に取り扱わせていた国の管理体制にそもそもの最大の間違いがあるのです。例えば,あの恐ろしい大陸間弾道ミサイルの核弾頭を一般の人が自由に持って良いとしたらどうでしょうか?恐ろしいことだしそんなことは認められないはずです。核の恐ろしさを良く知っている,有識者である科学者・技術者に法案を任せてくれるならば,核を民間にゆだねるような法案は作らないでしょうね。

国が,核の取扱いに関して根本的に見直しを行うことを期待しています。

(1999/10/19 by Y.Suzaki)


□ Q9

1999/10/14

香川県 中学2年生

質 問:

高速増殖炉って何ですか!? 詳しく教えてください!!!

■ A9

高松高専機械工学科に関する(?)ご質問ありがとうございます。珍しい名前ですね(笑)

うちの卒業生は原子力発電所を設計していますから,うちの機械工学科と関係ないとは言えませんね(^^; 4年生の専門科目「応用物理2」で「高速増殖炉」の原理について勉強します。ぜひうちに入学してください。(^^)/

現在全国で実用運営されている原子力発電所の動力炉では,核燃料としてウラン235,プルトニウム239,ウラン233の三種類が主として使われています。ところが,それらのうち天然に産するのはウラン235だけで,そのウラン235も天然ウランのうちわずか0.71%の含有率でしかありません。そのため,ウラン235の含有率を増した濃縮ウランを作製してから使うことが多いです。一方,プルトニウム239とウラン233は,天然ウランの99.275%を占めるウラン238に原子炉中で中性子線を衝突させて人工的に作り出します。いずれにしても,動力炉で核燃料として使用する前に前処理が必要なわけです。また,ご存じのように使用済み核燃料は放射性廃棄物となります。これは再処理を行って一部を核燃料として再利用し,使えない残りを放射性廃棄物として保管します。このように,原子力発電では作業工程がかなり多く。そのため危険も増すわけです。

そこでこのような多くの行程を1つの動力炉の中でいっしょに並行して行うために,日本において研究され始めたのが高速増即炉です。高速増殖炉では,ウラン238とプルトニウム239を混合して核燃料とし,以下の2つの核反応を1つの動力炉の中で行おうとするものです。

  1. ウラン238に速い中性子を衝突させ,中性子を捕獲させプルトニウム239を作る。(核燃料の作製,増殖)
  2. プルトニウム239に中性子を衝突し核分裂反応をおこしエネルギーを取り出す。(核分裂反応)

すなわちこの動力炉の中では,核燃料の作製(増殖)と核分裂によるエネルギーの取り出しとを同時に効率よく行うことが可能なわけです。このような炉を高速増殖炉といいます。かなり画期的な期待できるアイデアだと思われますが,安全性に以下の問題点があります。

  1. プルトニウムは毒性が強いこと。
  2. 冷却用に液体ナトリウムが必要。このナトリウムは空気に触れると発火・爆発を起こすもので大変危険であること。(以前,「もんじゅ」で起きた事故はこのナトリウム漏れが原因でした。)

これらの問題点から,他の国では研究・開発を断念していたわけです。ただ1国この優位性に賭けて研究・開発を続けてきた日本においても,1995年の冬に起きた,温度計の設計ミスによる液体ナトリウム漏れの事故で打ちきりになってしまったわけです。

太陽光発電や風力発電など,その他の安全な発電システムの開発が急がれます。

(1999/10/14 by Y.Suzaki)


□ Q8

1999/10/7

宇和島市 中学2年生

質 問:

弓削商船が無くなるという事を聴いた事があります。
本当なのでしょうか? 高松高専は大丈夫なのですか?

■ A8

ご質問ありがとうございます。

かなり大きい質問ですね。まず,最初に言っておきますが,弓削商船や高松高専が将来どのように変革・発展していくかは,両高専とも国立の学校ですから国の政策による問題です。何年か前に日本にいくつか,外国の大学の日本校が設立されたけど,すぐに閉校してしまったことがありましたよねえ。あれは民間のいわゆる「会社」ですから,何かの理由で倒産したわけです。でも,うちにはそんなことは無いわけです。あるいは,子供の減少による,小中学校の統廃合のようなものを思い浮かべているのでしょうか?

機械工学科学科長の高畑先生から下記コメントをいただきました。

(1999/10/08 by Y.Suzaki)

高畑です (^^)/

弓削商船がなくなるというはなしを高松高専では聞いたことはありません。 しかし、高専に限らず大学も含め、小子化(子供の数が少なくなること) により学校に入学する生徒の数が今後減ってくることは確かなため どんな学校でもその存続が将来に亘って保証されているわけではありま せん。高松高専では決して学校が無くなることはないよう、学生にとって また、社会からも魅力のある学校であり続けるよう努力していきますので そのような心配はしなくても良いと思います。

(1999/10/08 by H.Takabatake)


□ Q7

1999/10/6

中学3年生

質 問:

うちの学校の先生が、大学生のころ「エコラン」というのをやっていたらしいのですが、「あまり良い成績は出せなかった」と言ってました。「エコラン」とは何ですか?また、良い成績を出すコツとかあるのですか?先生に話したいのでできればくわしくおしえてください。

■ A7

ご質問ありがとうございます。

「エコラン」はうちの機械工学科の高橋先生が学生といっしょに参加していますよ。エコカーホームページを見てください。このエコカーは,中学生向けの体験入学や学生祭などで公開しています。

(1999/12/02 by Y.Suzaki)


□ Q6

1999/9/30

高松市 中学3年生

質 問:

ぼくはたくさん資格がとりたいのですが、どのような資格が取れますか

■ A6

ご質問ありがとうございます。

最近,手に職のあること,すなわち,ある種の技術を身につけておくことが将来のために重要であることが一般的に知られるようになりました。高松高専を卒業するといわゆる技術職に就くことになります。もちろん,普通科を卒業した人や別の分野の学校を卒業した人ではこの職務には就くことができません。

橋尾君はたくさん資格が取りたいのですね。なるほど意欲的でよいと思います。でも待ってください!たくさん取るったって,弁護士と薬剤師と看護士と・・・をぜーんぶ。。。とれませんよネェ。それぞれ専門的な勉強を何年もしないといけないし,実務経験も必要です。ちょっと勉強して試験受ければはいどうぞと言うのではないのです。橋尾君は資格って,本1冊読んで試験に受かればもらえるとか,運転免許証のように自動車学校に通えばたいていもらえるというような,短い時間で比較的単純にとれるものだと勘違いしてはいないでしょうか?

機械系技術者関係の資格もたくさんありますが,その多くはそれぞれの細分化された職務に対応した資格で,実務経験を積んだのちに資格を受けるものが多いです。君が多くの資格を取りたいと言うのはわからないではないですが,資格を取るためにその資格に関係する職務に就いて実務経験を積んで,それから資格を取って,また次の資格を取るために職務を代わって・・・ン?何かおかしいですね!

機械系技術者として社会にでて働いて行くにつけて,資格って何でしょう?手に職をつけるってどういう意味でしょう?君が会社に入ったとき,あるいは自分で会社を設立するとき,国際社会の中で機械系技術者として頑張ってやっていけるための資格っていったい何でしょうか?詳しくは以下のページを見てくださいネ。

(1999/10/05 by Y.Suzaki)


□ Q5

1999/9/12

徳島県 中学2年生

質 問:

自動車が動くしくみを教えて下さい。ガソリンを入れてキーを回すだけでなぜ車が動くのですか?ガソリン以外のどんな燃料で動くのですか?
小5の弟に聞かれて答えられませんでした。こっそり教えて下さい。
できれば図をつけて教えて下さい。

■ A5

 ご質問ありがとうございます。

 「こっそり」というのでホームページに載せて良いものかどうか迷いましたが,ここで回答しないとしかたないので載せました。「ガソリンを入れてキーを回すだけでなぜ・・・」というのがなかなかいい表現ですね。それは,頭のいい機械技術者のみなさんがそうなるように車を設計しているからなんですけどね。そうなっているからそうなっている。。。のでは回答にならないですね。機械工学科の賢い先生方に聞いてみますね。ちょっと待っててください。とはいえ,図書館に行って百科事典をこっそり見て予習しておいてくださいね。

(1999/09/14 by Y.Suzaki)


□ Q4

1999/1/25

岡山県 中学3年生

質 問:

機械工学科ではジェットエンジンのしくみについて教えてくれるのでしょうか。

■ A4

 YES.ジェットエンジンは機械工学によって作られるものです.「熱工学」の授業において、原理をガスタービンの一部として教えています。ジェットエンジンを実際に設計・製作するにはその他の機械工学の知識も,もちろん必要になってきます.したがって,機械工学科を卒業することで,ジェットエンジンを作ることができるようになります.

(1999/01/26 by Y.Suzaki)


□ Q3

1999/1/23

岡山県 中学3年生

質 問:

高専の機械科の生徒が設計したもので実際に実用化されたり活躍したりしたものにはどんなものがありますか。

■ A3

どんなものがあるか先生方に聞いてみました.

○ NHKアイデア対決ロボットコンテストに毎年,優秀なロボットを設計・製作して参加しています.
詳しくはここ「ロボット研究会ホームページ」を見てください.

○ 5年生の卒業研究で設計・作製したソーラーカーが,いろいろな大会で優秀な成績を上げています.新聞/テレビにも登場してますよね.

○ 5年生の卒業研究では,「エコカー」も作っていますよ.数多くの大会で良い成績あげています.

○ 20年ぐらい前に機械工学科の学生がミニ機関車を設計・製作し,人を乗せて走らせたことがあります。

○ 現在は,制御情報工学科に移られましたが,吹田先生の研究室では5年生の卒業研究において宇宙空間で利用可能な溶接技術を開発しました.現在,宇宙ステーションの建造への利用を検討しています.

(1999/01/26 by Y.Suzaki)


□ Q2

1997/5/30
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school : 坂出市
year : 中学3年生
comment :
高専の機械科は5年の製図がたいへんらしいのですがなにの製図をしているのですか

■ A2

 正確な科目名は「卒業設計製図」です。機械工学科に入学してくる学生には,自動車や自動2輪に興味のある人が多いです。このような輸送機械には,ガソリンを燃料として動くエンジンがついています。現在,機械工学科の5年生はこのガソリンエンジンの設計を行っています。エンジンの設計は機械工学の多くの専門分野の集大成ですが,最近,高専でも大学の工学部でも授業から姿を消しつつあります。エンジンの設計は大変手間がかかり広い範囲の知識が必要になるので,教えることのできる教官がいないことと,広い範囲の専門科目の学習についてこれる学生がいなくなっているためです。

 高松高専機械工学科では,機械系専門科目の総まとめてしてエンジンの設計を続けています.優秀な先生と優秀な学生のおかげでエンジンの設計を続けられているのです。

 まずは,担当の先生のページを見てください.

(1998/01/19 by Y.Suzaki)


□ Q1

1996/11/23
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school : 高松市
year : 中学3年生
comment :
リニアモーターカーは、いつごろになると実際に使用できる様になるのですか?早く見てみたいと思います。

■ A1

 なかなか良い質問ですね。この件に関して,建設環境工学科の田村先生が「もうすぐ横浜に実用線ができるよ!」と教えてくれました。下のページを参照して下さい。

 リニアモーターは、普通のモーターに比べて平べったい特徴も持っています。それの特徴を生かしたようです。大阪の花博の時にできた地下鉄もリニアモーターを使用していますが、この電車にはタイヤがあって、推進力だけにリニアモーターを使っているようです。この地下鉄もリニアモーターの薄さを利用して電車を小型化し、トンネルの工事費を少なくしたものです。

 子供向けの科学本に乗っているような超超超特急は,「超伝導磁気浮上式鉄道」と呼ばれるもので,1962年に旧国鉄技研で研究が開始され,現在,鉄道技研とJR東海により実用化に向けた実験が開始されています。以前,日本テレビの「特命リサーチ200X」で,この実験車両の運搬の様子が紹介されましたし,最近実験開始のニュースが流れたと思います。この車両の写真が日本機械学会誌に載っていましたので,解説論文の抜粋と一緒に紹介します。(1997/6/15 by Y.Suzaki)





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