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2011年7月17日 (日)

宇宙物理学研究施設「スーパーカミオカンデ」「カムランド」見学

宇宙物理学最先端の研究施設「スーパーカミオカンデ」や「カムランド」を見学するGSA(ジオ・スペース・アドベンチャー)にやっと当選しました。

GSAは地中1000mにある物理学研究施設の探検イベントで、当選すれば2日間のうちの指定された時間に見学できます。

しかし、この応募に当選することは至難のことでした。応募すること10回以上、10数年掛かってやっと当選しました。

以前は応募期間は5月中旬から6月中旬で、往復はがきでしか受け付けていませんでした。新聞にもこの応募要項が出ていましたが、最近は見なくなりました。

10回以上は応募しました。しかしこの2年は諦めもあり、新聞にも出なくなって応募期間を見逃したりで、応募しませんでした。

しかし今年はたまたま5月31日インターネットで応募要項を見ると、締め切りが5月31日となっておりました。時刻は夜の10時です。はがき受付だから間に合わないと諦めました。しかしインターネットでも受け付けるとありました。以前とは変っていました。

後2時間しかありません。早速応募しました。何の知らせか、この日のこの時間にインターネットを見、しかもインターネットで応募も受け付けている、滑り込みセーフで間に合いました。何かが、誰かが知らせてくれたとしか思えません。幸運というより、何かに誰かに感謝したいと思います。しかしまだ応募が間に合っただけで当選したわけではありません。

このGSAは2002年には小柴さんがノーベル賞を受賞し、一躍を注目を浴びました。その前から応募していますが、2002年あたりの応募というのは、いったいどのくらいあったのでしょうか。そのころは諦めていました。

今年はカミオカンデで新発見のニュースがありました。6月15日つくば市の高エネルギー加速器研究機構で発射されたμ型ニュートリノを、約300km離れた「スーパーカミオカンデ」で観測したところ、電子型ニュートリノに変換されていたということです。

これはニュートリノが質量を持った粒子であり、物質や宇宙の解明につながるということです。これでまた「スーパーカミオカンデ」が注目されることと思います。

そして6月16日に念願のチケットが送られてきました。これが当選の知らせです。間際の応募そして当選、何か憑いていました。

しかし応募に当選したからといって、後が簡単というわけでもありません。チケット代が3500円要ります。また高山市神岡にあるので一泊しなければなりません。

こんな経過を経て、待望の施設見学ができることになりました。ちょうどよい機会なので、奥飛騨温泉郷の福地温泉に泊まり、前日は福地温泉に登山口のある福地山に登ることにしました。

肝心のGSA見学の説明する前に、前書きが長くなりましたが、ここからが宇宙物理学最先端研究施設の説明になります。

見学日は7月16日(土)・17日(日)で、時刻は一日11回に分かれております。希望どおり16日6回目10:20分からとなりました。解散は15:05です。見学時間は4時間45分掛かります。

神岡町公民館に集合し、シャトルバスで坑口に向かいます。ここで説明があり、さらに坑内用シャトルバスに乗り換え、地下1000mにある坑内に入ります。地下1000mといっても山の下に入るので、道は水平です。約2km入りましたが、神岡鉱山の坑道は延べ1000kmにもなるということです。

Dsc00829 入坑前の説明

Dsc00826 この坑口よりシャトルバスで入りました

気温は大変寒く真冬並みです。坑内には3時間滞在することになるので、防寒着が必要です。懐中電灯を持ち、ヘルメットをかぶっています。

まず重機の実演、鉱山の歴史の紹介です。1回で14トンの鉱石がすくえるシャベルローダ、1分で1m掘削できる掘削機の実演は迫力のあるものでした。

Dsc00848 巨大なシャベルローダ

Dsc00841 掘削機の説明

鉱山の歴史はプロジェクターでの説明と実演です。江戸時代の赤フンでの掘削、明治時代のツルハシでの掘削の実演もありました。子供たちも多く来ているので楽しませているようです。

Dsc00832 古の掘削風景

Dsc00834 明治時代の掘削風景

つぎに東京大学の「スーパーカミオカンデ」の見学です。「スーパーカミオカンデ」は5万トンの純水の入った巨大なタンクです。その周りと上下には1万1千二百個の光電管が取り付けてあります。直接見ることはできません。この模型は来る途中の道の駅「宙ドーム・神岡」にありました。

Dsc00824 スーパーカミオカンデの模型

Dsc00825_2 スーパーカミオカンデ内部全面に取り付けられている光電管

ここではプロジェクターによるニュートリノの説明がありました。さらにボランティアグループによるニュートリノについての紙芝居がありました。これだけの巨大装置でも1日に観測できるのは10の23乗ほど来る中の10個ほどということです。

お楽しみコーナーは光が7色であることの観察、放射線を霧箱で観察する手作りコーナーなどありました。

つぎには東北大学の「カムランド」の施設説明や研究内容の説明がありました。「カムランド」も「スーパーカミオカンデ」と似ています。光電管で検知するのでなく、シンチレーション(液体の発光)を利用しています。これも装置が大きくて見ることはできません。

「カムランド」は東京大学の「スーパーカミオカンデ」の前に行っていた「カミオカンデ」をそのまま譲り受け使用しているということです。「カミオカンデ」のときは純水の量は3000トン、光電管の数は1000本ということでした。

東京大学の「スーパーカミオカンデ」は1996年より稼動、2001年光電管70%破損、2008年再稼動、東北大学の「カムランド」は2002年より稼動してます。

これで見学は終わりました。時刻は14:00です。食事・売店コーナーがあり、寒いのでカレーうどんを食べました。地元の神岡の人たちが協力しています。

来たときと同様シャトルバスに乗り、集合場所に帰りました。子供たちには内容は難しいですが、どんなことにでもよし興味を持ってくれたらよいと思います。

1日11便、2日間の参加者合計は約1000人ということです。倍率は2倍ということでした。10年以上待ったにしては少ないと思いました。

なお神岡鉱山は今は採掘はしていません。しかし精錬所は稼動をしています。それは鉱石を外国から輸入し、精錬しているということです。1000km(約東京・博多間)にも及ぶ坑道、長い掘削の歴史 時代は変わりました。神岡鉱山の技術者は、海外の鉱山の技術指導を行っているそうです。

追記

帰ってきた翌々日7月18日の新聞にこんな記事がありました。「地熱の半分は原始の熱、残り半分は地中の放射性物質が崩壊するとき出す熱ということが分かった。」これはニュートリノの個数を調べることで分かるということです。

つまり東北大学の「カムランド」で地球ニュートリノを観測しています。「2002~2009年間に106個のニュートリノを捉えた。これだけ観測されるために必要な放射性物質が崩壊に伴う発熱は、地熱の半分が必要」ということだそうです。

「スーパーカミオカンデ」や「カムランド」がなぜ地下1000mなのか、巨大タンクはなぜ必要なのか、なぜ純水でなければならなのか、光電管の数の多いのはどうしてか、ニュートリノとは何か、この研究は何の役に立つのか、「スーパーカミオカンデ」と「カムランド」の構造の違いは何か、小柴昌俊教授のノーベル賞はどういう研究で受賞したのか、などについては、百科事典 カミオカンデ スーパーカミオカンデ などで分かります。

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