ご挨拶

一般社団法人プラズマ・核融合学会では,これからの世界を担う高校生の皆さんが最先端の科学や技術に触れ,自ら考える機会を提供することを目的に,2003(平成15)年から「高校生シンポジウム」を開催しています.本年は9月22日(土),岐阜県土岐市の核融合科学研究所において「未来をつくるプラズマ ―体験してみよう! 総合工学のフロンティア-」と題して第16回高校生シンポジウムを開催します.皆さんの自主的な研究を発表する機会を設けますので,奮ってご参加ください.発表分野はプラズマや核融合に関するテーマだけでなく,その他の科学・技術分野を広く受け入れます.


 さらに今回からは,プラズマ・核融合学会の会員が全国的なネットワークをつくり,高校生の皆さんに大学の研究室で「総合工学のフロンティア」を体験してもらう「事前プラズマ実習」を受け入れます.研究の最前線を体験できるユニークな実習課題が提案されていますので,奮って応募ください.この実習による成果をシンポジウムで発表していただくことを推奨しています.遠隔地でシンポジウム当日に発表会場(核融合科学研究所)に来ることが困難な場合は、TV会議での発表も可能です.


 本シンポジウムでは発表の審査をおこない,優秀な口頭発表,ポスター発表に対して,プラズマ・核融合学会より表彰があります.ぜひ本シンポジウムでの発表にチャレンジしてください.


科学技術に興味ある多数の高校生ならびに高専の1〜3年生の皆さんからのご参加をお待ちしています.また,発表はしなくても,聴講のみの皆さんの参加も歓迎いたします.

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実施案内

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「事前プラズマ実習」について

概 要 ☆ 実習の流れ ☆ 実習受入研究室一覧 ←順次追加していきます


概 要:
少人数の高校生のグループ(数名),個人に対して,下記の実習受入研究室にて,研究者および大学院生の指導のもと,プラズマに関するテーマの実習を行い,プラズマに関わる最先端科学への理解を深めます.基礎科学の研究がどのように行われ,社会で利用される革新的技術につながるのかを体験学習できるプログラムがいろいろ用意されています.実習内容は,基本的に高校生シンポジウムで発表して頂くことを推奨しております.遠隔地で発表への参加が困難な場合などは,学会事務局にご相談ください.インターネット接続により各自の高校からネット中継で発表に参加することができます.


実習の流れ:
(1)参加申し込み:プラズマ実習を希望される方は,2018年6月11日(月)までに,申込書をダウンロードしてご記入後,学会事務局までご送信ください(この期日に間に合わない場合には,事務局までご相談ください)。
電話052-735-3185 / email: plasma@[アットマーク]jspf.or.jp)]
(2)事前打ち合わせ
(3)実習(1〜2日)(6月−8月)
(4)事後打合せ(データ解析,発表準備)
(5)高校生シンポジウムにて発表(9月22日)


★「事前プラズマ実習」受入研究室一覧 [5/10現在]
 学校名をクリックすると説明文にリンクします。研究室は順次追加していきます

北大(佐々木研)東北大(安藤・高橋・小室研)筑波大(坂本研)東大(吉田・西浦研)東大(高瀬・江尻研)日大(浅井研-1)日大(浅井研-2)日大(荒巻研-1)日大(荒巻研-2)日大(高杉研)東海大(利根川研)富山大(波多野研)金沢大(上杉・田中研)核融合研(八木研)核融合研(吉村信研)名大(大野・梶田・田中研)名大(豊田研)京大(門研)阪大(上田研)兵庫県立大(永田・福本・菊池研)広島大(難波研)広島大(桧垣・伊藤研)愛媛大(神野研・前原研)九大(出射研)



北海道大学(プラズマ応用工学研究室)
実習テーマ:レーザーを使って見えないものを見てみよう

実施場所:北海道大学
http://tyche.qe.eng.hokudai.ac.jp/
内容:レーザー光は整った波としての性質を持っていて,この点が普通の光と異なります。このテーマでは,レーザー光を使ってCD, DVD, ブルーレイディスクに記録された目には見えない細かなパターンを調べてみます。CDには音楽しか記録できないのにブルーレイディスクには高精細な映画を記録できる理由が理解できるようになるでしょう。このようなレーザー光の性質はプラズマの性質を調べる実験でも役立てられています。

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東北大学(安藤・高橋・小室研究室)
実習テーマ:大気圧プラズマで空気の流れを制御しよう
左:飛行機の翼の模型にプラズマ電極を取り付けた写真
右:風車のブレード上でプラズマを発生させた時の発光写真

実施場所:東北大学工学部 (青葉山キャンパス)
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/space/
内容:いつでもどこでも簡単に発生させることのできる大気圧プラズマを使えば、飛行機やヘリコプターなどの翼の周りの空気の流れを制御でき、流体機器の性能を向上させることが出来ます。実験では、様々な形状の翼の上でプラズマを発生させ、空気の流れがどのように変化するかを観測します。翼自身の性能にプラズマの力を併せることで、流体機器としての性能をどれだけ上げられるか挑戦してみよう。

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筑波大学(坂本研究室)
実習テーマ:プラズマからの光を分解して見てみよう
小型のプラズマ生成装置の中で水素のプラズマが光っている!

実施場所:筑波大学
https://www.prc.tsukuba.ac.jp/wp/
https://www.prc.tsukuba.ac.jp/~sakamoto/
内容:プラズマはオーロラのようにきれいな色で光ります。プラズマからの光は、プラズマを作っているイオンの種類によって異なります。どのような波長の光が含まれているのでしょうか?分光器と言われる光を分解する装置を使って、水素やヘリウム、ネオンなどのプラズマから出てくる光の波長を調べます。実習では、高周波を使ってプラズマを作る体験もします。高周波のパワーを上げていったらプラズマはどうなるでしょう。
実習では、世界最大のタンデムミラー型プラズマ閉じ込め装置の見学も行います。その大きさを実感しよう!

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日本大学(理工学部・プラズマ理工学(浅井)研究室)
実習テーマ:秒速500km! プラズモイド衝突を観測しよう

実習場所:日本大学理工学部 船橋キャンパス
http://www.phys.cst.nihon-u.ac.jp/~plasma/
内容:衝撃波の発生を伴うプラズモイド衝突は高温プラズマを生成する方法としても注目され,日本大学では全長およそ10mの直線型装置を使い,音速をはるかに超える速度でプラズモイドを衝突させる実験を行っています。太陽フレアなどでも観測されるプラズモイド加速やそれにともなう衝撃波の発生の様子を,超高速度カメラやレーザー干渉計などを使って観察し,プラズマの性質や計測方法について勉強してみましょう。


日本大学(理工学部・プラズマ理工学(浅井)研究室)
実習テーマ:プラズマ超電磁砲?! プラズマガンを見てみよう

実習場所:日本大学理工学部 駿河台キャンパス
http://www.phys.cst.nihon-u.ac.jp/~plasma/
内容:磁化同軸プラズマガンは,「レールガン」と同様に電磁力でプラズモイドを加速・射出します。この実習では,まず,小型のレールガンをつくってその原理を理解します。次に透明石英製の真空容器に設置された磁化同軸プラズマガンを使ってプラズモイドを打ち出し,その様子を超高速度カメラで撮影,プラズマの振る舞いについて調べます。


日本大学(生産工学部・荒巻研究室)その1
実習テーマ:レーザーを使ってプラズマの氷を作ろう
左:レーザー冷却の光学系。カルシウムを同位体分離してイオン化するとともに、レーザー冷却するため、複数のレーザーを制御してプラズマに照射します。
右:レーザー冷却法によって固相になるまで冷却されたプラズマ。温度は数十ミリケルビン程度と、絶対零度に近い値になっています。

実施場所:日本大学津田沼キャンパス
http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/
内容:実験室や自然界では、プラズマの多くが高温な気体として存在しています。しかし、レーザー冷却といわれる技術が開発されたことで、不思議なことですが、レーザーを使ってプラズマの温度を非常に低温まで下げることができるようになりました。レーザーをうまく制御すれば、プラズマの温度を絶対零度近くまで下げてプラズマの氷を作ることができます。実習では、レーザー冷却の原理を学んだ後、レーザーを操作してプラズマの氷作りに挑戦してみましょう。


日本大学(生産工学部・荒巻研究室)その2
実習テーマ:光の位相を制御して光の渦を発生させよう
一番左:光渦を生成させるためのホログラム。
真ん中と右:生成された光渦と平面波の干渉模様と位相の空間構造。

実施場所:日本大学津田沼キャンパス
http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/
内容:近年、電磁波の位相制御技術を用いた応用がさまざまな分野で進められています。例えばフェイズドアレイレーダーは小さなアンテナの集合体で、それぞれのアンテナから放射される電波の位相を制御することで、広い範囲を瞬時に観測することが出来ます。光の分野でも、空間光変調器と呼ばれる装置を使って、光の位相構造を制御できるようになってきています。この実習では、光の基礎的な事項と位相変調による電磁波の制御について学んだ後、計算機生成ホログラムと空間光変調器を用いて渦状の位相構造をもつ光(光渦)の生成実験を行います。


日本大学(量子科学研究所・プラズマ科学研究室)
実習テーマ:軟X線を利用した微小生物の観察
左:高速カメラで捉えたプラズマ。発散型ガスパフZピンチではガスノズル前面にホットスポット(軟X線点源)が発生する
右:ccd.jpg:軟X線CCDによる微小生物の観察。体長8mm程度の蛾の撮影に成功した瞬間の写真

実施場所:日本大学理工学部・駿河台キャンパス
http://sg2.phys.cst.nihon-u.ac.jp/
内容:パルスパワーを用いた高密度Zピンチにより、軟X線を発生させることができます。アルゴンを用いると1000万度のプラズマが発生し、16価に電離したアルゴンイオンから波長3.95Åの放射が得られます。この放射を微小生物に照射して画像解析を行います。


東京大学(吉田・西浦研究室)
実習テーマ:宇宙で光るもの〜プラズマ
宇宙空間を模擬したプラズマのイメージング計測

実施場所:東京大学・柏キャンパス
http://www.ppl.k.u-tokyo.ac.jp/
内容:星は核融合でエネルギーを生み出し,宇宙へ光を送り出します.星=プラズマの中でエネルギーが光に変換されるプロセスにはいろいろなメカニズムが働いているので,光を調べることでプラズマの状態を診断することができます.地上で作った小さなプラズマをつかった実験で,プラズマから放たれる光の波としての性質を調べてみます.


東京大学(高瀬・江尻研究室)
実習テーマ:プラズマのささやきに耳を傾けてみよう
左:TST-2球状トマカク装置。高さ約2mの装置で数百万度のプラズマを生成することができる。
右:プラズマの写真。リンゴのような球状の形状がわかる。

実施場所:東京大学・柏キャンパス
http://fusion.k.u-tokyo.ac.jp/
内容:プラズマは色々な波を持っています。プラズマが自ら作り出す揺らぎは磁場、光となり、それを測定解析することは、プラズマの性質は調べる第一歩です。また、波を使ってプラズマを制御することもできます。この実習ではそんな難しいことは考えずに、色々な波を集め、それを音にして聞いてみます。マイクとオシロスープを持って、トカマク装置を探検し、百万度のプラズマが作り出す音を探しましょう。

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東海大学(利根川研究室)
実習テーマ:オーロラの光を模擬しよう
左:東海大学高熱流シートプラズマ発生装置
右:強い光を放出しながら消滅していくプラズマの様子

実施場所:東海大学(湘南校舎)
http://www.sp.u-tokai.ac.jp/~tone/Index.html
内容:太陽からのプラズマが地球の大気と衝突し、強い光を放出しながら消滅していくオーロラは、どのようなプラズマなのでしょうか?様々なガスを用いてオーロラの光を模擬し、オーロラの光の正体を調べてみましょう。

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名古屋大学(大野・梶田・田中研究室)
実習テーマ:プラズマを超高速で見てみよう
プラズマ装置とテニスボールサイズの高速カメラ

実施場所:名古屋大学
http://www.ees.nagoya-u.ac.jp/~web_dai5/j-index.html
内容:プラズマは生きもののように動いています。その動きをテレビより1000倍くらい速く見てみたらどうなるでしょう。実習では、名古屋大学にある長さ約2.5メートルの装置を使って、プラズマの動きを観察します。静かであったり、バタバタしたり、その動きには新たな発見があるかもしれません。磁場の強さや、ガス圧など、いろいろな条件を変えることで、動きの変化を調べてみましょう。


名古屋大学(豊田研究室)
実習テーマ:プラズマで表面の性質を変えてみよう
メートル幅表面処理用大気圧マイクロ波プラズマ

実施場所:名古屋大学
http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/toyodalab/
内容:大気圧プラズマをいろいろな材料に触れさせると、あっという間に表面の性質を変えることができます。実験では、大気圧プラズマを布やプラスチックなどの様々な材料に照射して、表面での水の濡れ方をかえてみます。プラズマに混ぜるガスを変えてみて、水をどれくらい強くはじくことができるか、工夫をしながら試してみましょう。

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核融合科学研究所(八木研究室)
実習テーマ:電子顕微鏡を使ってみよう
実習で使用する電子顕微鏡(元素分析装置付)

実施場所:核融合科学研究所
http://www.nifs.ac.jp/
内容:電子顕微鏡は高い倍率で材料を観察できるだけでなく、「何の元素」が「どれぐらい」含まれているのかを調べることができます。電子顕微鏡の原理や基本動作を学び、核融合炉に関連した材料(合金、接合材、腐食試験試料など)や、身の回りのものを観察・分析してみましょう。


核融合科学研究所(吉村信次研究室)
実習テーマ1:プラズマの流れを測ってみよう
直線型高密度プラズマ発生装置HYPER-I

実施場所:核融合科学研究所
http://www.nifs.ac.jp/
内容:プラズマは高温の電離気体ですが、その運動は流体として取り扱うこともできます。方向性プローブと呼ばれる計測器を使ってプラズマからイオンの電流を取り出すことで、プラズマの流れ速度を測定してみましょう。どんな条件にすれば速い流れができるのか?台風のような渦はできるのか?いろいろ調べてみましょう。実験にはHYPER-Iという装置を使います。
または
実習テーマ2:プラズマで電車を走らせよう
実施場所:核融合科学研究所
http://www.nifs.ac.jp/index.html/
内容:プラズマは負の電荷をもつ電子と正の電荷をもつイオンの集合体です。これらの荷電粒子の数にアンバランスが生じることでプラズマと装置の壁の間には電圧が発生します。この電圧を利用して、模型の電車を走らせてみましょう。どんなプラズマをつくって、どんな形の電極をどこに入れれば、より速く電車を走らせることができるのか調べてみましょう。実験にはHYPER-Iという装置を使います。

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富山大学(波多野研究室)
実習テーマ:プラズマを使って物質を作っている元素を分析しよう

実施場所:富山大学五福キャンパス
http://www.hrc.u-toyama.ac.jp/jp/
内容:プラズマ中の粒子に大きな運動エネルギーを与えて物質に照射すると、物質を構成する原子をはじきとばします。はじき飛ばされた原子はプラズマに飛び込み、その中で発光します。光の波長を測定することで、物質を構成する元素の種類がわかります。この実習では身の回りにある物質を、グロー放電発光分析と呼ばれる方法で分析します。


金沢大学(上杉・田中研究室)
実習テーマ:1万度のプラズマを使って何でも溶かして、自然界には無い役立つ微粒子を作ってみよう
左:原料投入時の超高温誘導熱プラズマからの発光。分子からの発光が見られます(分子発光の強度をカラー表示),右:誘導熱プラズマで大量に生成した機能性TiO2ナノ粒子

実施場所:金沢大学
http://epel.w3.kanazawa-u.ac.jp/
内容:熱プラズマは,ガス温度10000度にも達する「超高温高気圧のプラズマ」です。この熱プラズマに固体材料粉体を投入すると,溶融・蒸発し,さらに原子化できます。この実験では熱プラズマ中での粉体蒸発の様相を高速度カメラで観測します。熱プラズマで原子化した粒子の急冷過程を制御することで「役立つナノ粒子」を生成できます。

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京都大学(門研究室)
実習テーマ:真空放電が開くプラズマ科学の扉
希薄な空気の真空放電(実は真空ではないのだ)

http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/new-iae/organization/conversion/complex.html
内容:中学で学んだ「真空放電」は,より正確には「低圧グロー放電」というプラズマ生成装置の歴史的名称で,量子力学,原子分子物理,放射線,プラズマ科学等の発展に大きな役割を果たしました。実習では,人工的に生成したプラズマから放出される光のスペクトル計測を通じ,発光の原理を学び,量子状態を調べます。先人達の思考の軌跡を辿るとともに,現代科学のツールを用い,現象を見つめる「目」を養いましょう。


大阪大学(上田研究室)
実習テーマ:プラズマで金属を彫刻してみよう
実施場所 大阪大学吹田キャンパス
http://www.eie.eng.osaka-u.ac.jp/~supraweb/
内容:金属にプラズマを当てると、その表面に微細なナノ構造が形成されることが知られています。大阪大学のプラズマビーム装置を使ってこのプラズマによる彫刻を行い、どのようなナノ構造ができたのか電子顕微鏡で観察します。ナノ構造の形成メカニズムや、ナノ構造をどのように応用できるか、そのためにはどういうナノ構造の形状が最適か、考えてみましょう。


兵庫県立大学(永田・福本・菊池研究室)
実習テーマ:プラズマ銃でプラズマリングをつくって飛ばそう
磁化プラズマ銃で生成したプラズモイドをターゲットチャンバー内に入射する実験装置

実施場所:兵庫県立大学
URL
内容:プラズマをつくる方法は色々とありますが、その中でもプラズマ銃でつくって飛ばす方法を実習します。プラズマ銃口に磁石をつけて、水素やヘリウムガスを入れて放電させるとドーナツ形状の磁化プラズマができて、遠くに飛ばすことができる。このプラズマリングは色々と面白い性質を持っており、その磁場構造が宇宙太陽で爆発的に起きているプラズマ現象と類似している。その磁場の空間分布を計測してプラズマの自己組織化の特徴を調べます。

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愛媛大学(神野研究室、前原研究室)
実習テーマ:プラズマで細胞を光らせてみよう 〜プラズマ医療・プラズマ遺伝子導入の実用化〜
胚盤に蛍光分子が導入され、孵化したスマの稚魚が緑の蛍光を示している様子。丸の中は沿面放電処理の様子。

実施場所:愛媛大学工学部
URL
内容:プラズマの新しい利用法として、医療やバイオ・生物学の分野での利用についての研究が盛んになっています。愛媛大学ではiPS細胞の作成や遺伝子医療への応用、寒さに強い魚を生み出したりする農水産物の品種改良などへの利用を目指して、プラズマを細胞に作用させて細胞に遺伝子を導入する「プラズマ遺伝子導入法」の実用化研究を進めています。みなさんには、このプラズマ遺伝子導入の実験に参加して、緑色蛍光を発するタンパク質を生む遺伝子を細胞に導入して光る細胞を作成し、どのようなプラズマで細胞に遺伝子が導入されるのかを調べ、プラズマにより細胞に遺伝子が導入される理由を考えてもらいます。

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広島大学(難波研究室)
実習テーマ:強力なプラズマを作って魔法の窓を実現しよう 〜プラズマウィンドウの開発〜
当研究室では高密度アークプラズマを発生させ,大気と真空を隔離できる革新的な窓(プラズマウィンドウ)を開発しています.本実習ではプラズマが実際に圧力隔壁として機能するかを調べる実験を行います.

実施場所:広島大学西条キャンパス
http://home.hiroshima-u.ac.jp/plasma/
内容:非常に圧力が高い強力なプラズマを発生させると,空気は通過できないが,X線やイオン・電子は自由に行き来できる魔法の窓やカーテンになります.この魔法のカーテンが実現できれば,真空中を航行する宇宙船は巨大な金属製扉がなくても居住空間であるスペースコロニーに簡単に出入りできることになるでしょう.このテーマでは実際に強力なプラズマを作ってみて,本当にこのような窓(プラズマウィンドウ)が実現可能であるのかを様々な方法で調べます.


広島大学(ビーム物理研究室:桧垣・伊藤)
実習テーマ:電子やイオンを閉じ込めてみよう
電子プラズマをフォスファースクリーンで計測した例

実施場所:広島大学(東広島キャンパス)
http://home.hiroshima-u.ac.jp/hhigaki/jindex.html
内容:プラズマを長時間閉じ込めるには様々な工夫が必要で、技術的な困難を伴うこともあります。一方で、電場や磁場を使うと大量の電子やイオンなど(プラズマ)を真空中に閉じ込めることが可能になるのは事実で、特殊な状況では陽電子や反陽子を閉じ込めることも可能になります。この実習では実際に電子やイオンのプラズマを真空中に閉じ込めて様々な振動現象の観測や画像計測を行います。

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九州大学(出射研究室)
実習テーマ:電波を使ってプラズマを調べてみよう
実施場所:九州大学筑紫キャンパス
https://www.triam.kyushu-u.ac.jp/ideiken/index.html
内容:電離層は上空、高度100 km 程度に存在するプラズマ領域で、入射された電波は、屈折、吸収、反射されます。屈折現象を使って、プラズマの密度を計測することができます。携帯電話よりかなり高い周波数の電波を扱います。今回、「シン・ゴジラ」に登場したフェイズドアレイアンテナを使って、目に見えるよう(可視化で)直接、電波を捉える基礎実験を行います。その上で、電波を使ってプラズマ密度を測ってみます。

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会場・交通



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お問合せ

★問合せ先:
一般社団法人 プラズマ・核融合学会
〒464-0075 名古屋市千種区内山3-1-1-4F
Tel. 052-735-3185
E-mail:plasma@[アットマーク]jspf.or.jp

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