| 2009年度 フロンティアクラス |
| 課外授業 （環境問題を考えるシリーズ） |
| ＪＨＦＣ 日曜こども教室 「燃料電池自動車と水素」 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ２０１０年 １月１７日（日） 午前１０：００～午後１２：３０ 場所： 鶴見区 大黒町 ＪＨＦＣパーク ① 講義 燃料電池の歴史・しくみ・燃料となる水素の話など ② 工作 ミニ燃料電池車をつくる ③ ショールーム見学 車の部品としくみを知ります ④ 水素ステーション見学 水素の作り方・貯め方は？ ⑤ 試乗 水素燃料電池車に乗って近くをドライブします サイトのご案内 JHFCパーク - 燃料電池自動車(FCV)と水素エネルギーの最新情報と未来がわかる体験型施設 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
| 小学生対象 「ストップ 地球温暖化！」 実験と工作 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
２０１０年 １月３０日（土） 午後 ２：００～午後 ４：００ 場所：鶴見区本町通 潮田地区センター [実験] 燃料電池のしくみといろいろなエネルギーの話 [工作] 備長炭電池作り |
 |
 |
| ひととゆめのネットワークのみなさん | いろいろなエネルギーの話 |
 |
 |
| 備長炭電池が完成しました。 | 今日の感想を絵と言葉で表しています。。 |
| 課外授業の下見として先日、鶴見区大黒町にあるＪＨＦＣパークに行ってきました。ＪＨＦＣパークは燃料電池自動車と水素ステーションの実験をしている施設です。 今の車の燃料となっているガソリン（石油）は限りある資源で、あと数十年後にはなくなってしまいます。また温暖化現象など、地球にも深刻な問題を与えています。 私たちの未来のためには環境に優しく省エネルギーに役立つ「水素」を使った燃料電池自動車が必要です。そこで、トヨタの燃料電池自動車「ＦＣＨＶ－adv」に試乗してきました。 ＪＨＦＣ = Ｊａｐａｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ＆ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ ジャパン ハイドロジェン フューエル セル （日本 水素・燃料電池）のデモンストレーション・プロジェクトの頭文字です |
 |
 |
| 向こう側はみなとみらい地区です。 富士山や丹沢の山並みが見えました |
ここで水素を製造して自動車に補給します 全国に１５か所あり、１台５分で充てんします |
 |
 |
| 燃料自動車を保管する場所です | ショールームです |
 |
 |
| 燃料電池のしくみです | モーター |
 |
 |
| 本日試乗する燃料電池自動車です | 車の名前です |
 |
 |
| エネルギーモニターです | スポーツ車のように加速がスムーズです |
 |
 |
| 音がほとんどしません | ブレーキのエネルギーも電気に変えます |
| トヨタ ＦＣＨＶ－adv 定員 ５名 最高速度 時速１５５ｋｍ 燃費 水素満タンで約８３０ｋｍ走行 |
| ① 現況 現在、日本にある燃料電池自動車は約６０台。国や地方公共団体・その他いろいろな企業にリースされ、利用されています。今はいろいろなデータを集めるために試験などを行っていますが、２０１５年の普及を目指しています。 ② 燃料電池自動車のしくみ 水素と酸素の化学反応によって燃料電池で発電した電気エネルギーを使って、モーターを回して走ります。走行時に発生するのは水だけで、有害な排気ガスは出ません。 ③ 燃料電池 燃料電池の原理は、皆さんが学校で習った「水の電気分解」を逆にしたものです。  水素 電気 水   酸素  燃料電池は、外から供給する水素と空気中の酸素を化学反応させて電気をつくる小さな発電所のようなものです。ガソリンエンジンに比べて効率よく燃料を使います。また水にしかなりませんからクリーンなエネルギーです。
④ 水素製造について 水素エネルギーはこれから需要が急激に増えると予想されています。しかし、現在では水素の製造には主にガソリンや天然ガスなどの化石燃料が使われています。地球環境のために将来の技術として原子力による水素の製造の研究が進められています。 原子力は大量の水素の生産が可能で、さらに生産時にＣＯ２の排出がほとんどありません。 技術開発の成果が待たれるところです。 |
| 燃料自動車が現在のハイブリッドカーよりも優れているところ ※ バッテリーで走る電気自動車のように、長時間の充電が必要ない。 ※ １回の充填による走行距離も今の電気自動車よりも長い。 ※ 騒音や振動がより少なく、静かである。 |
| １２月１０日（木） エコ博 ＩＮ 鶴見総合庁舎 |
 |
 |
| 鶴見区役所の１階です。 | エコを研究している企業がたくさんあります。 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| ひとりひとりの小さな心がけが大切です。 | 京三製作所のマイクロ風力発電装置 |
| 家庭ごみの利用法 |
| 家庭ごみ | 利用できるもの | 使い方 |
| コーヒーかす | 針山 | 乾燥させ。布に詰める |
| 脱臭剤（冷蔵庫） | 乾燥させストッキングに詰める | |
| 脱臭剤（灰皿） | 灰皿の中に入れる | |
| 茶がら | 脱臭剤（靴） | 乾燥させストッキングに詰め、靴に一晩入れておく |
| ふりかけ | シラス干しを加え炒った後、甘辛く味付けする | |
| 茶がら風呂 | 乾燥させ木綿の袋にいれ、湯船に浮かべる | |
| 米のとぎ汁 | ワックス | フローリングの床を磨く |
| アク抜き | 大根・たけのこのアクを抜く | |
| 植物の肥料 | 活力剤として使用する | |
| 食器洗い | 汚れが落ちやすく、手にも優しい | |
| たまごのカラ | 茶渋落とし | 茶渋や水筒などのぬめり取り |
| 植物の肥料 | 砕いて土に混ぜる。根腐れを防ぐ | |
| ストッキング | 靴磨き | 使いやすい大きさに編んで使う |
| ほこりとり | 針金ハンガーにかぶせすき間のほこり取り | |
| 保存ネット | 玉ねぎなどの野菜を吊るして保存する | |
| ボトルキャップ | ポリオワクチン | ８００個で子ども一人分のワクチンになります |
| １１月２１日の土曜日に、下見として朝早く出発して、小田原にある神奈川県立 生命の星・地球博物館に行って来ました。まずミュージアムシアターで、「生命の輪舞」というビデオ（１５分間）を見ました。 地球上に生命が発生してから徐々に進化していく過程の内容でしたが、同時に生物の不思議さを実感できる映像でした。 それから各展示室へ移動しましたが、地球・生命・神奈川の自然・自然との共生を考えるという、それぞれのテーマにしたがった興味ある展示物が数多くありました。特に３Ｆでは「地球と共に生きる大切さ」を大勢の人に訴えかけているような気がしました。 それでは、私達が自然と共生するためにはどうしたらよいでしょうか。緑に覆われた森林やどこまでもきれいな海、流れが清らかな川などに行くと、誰もが心を洗われたような気持ちになります。そして、そこには微生物から大きな動物やいろいろな植物まで数え切れないほどの多くの命が息づいています。 私達が自然から安らぎを与えられるのは、そこには見えていなくても、私達と共に生きている多くの生命の姿を無意識に感じ、慈しむ心が元々備わっているからかもしれません。 現代の忙しい日々の生活の中でも、自然を感じ、共に生きているという感覚を常に持つことが必要であるような気がします。２００２年から小学校に導入された「総合的学習の時間」で自然環境の中で遊んだり、稲や野菜を育てて食べてみたりしたのも環境に対する関心を育むのに効果があったと思います。 そして、環境に関する知識を身につけることはもちろんですが、それをリンクさせる知恵を身につけることも必要です。（ＹＳＦＨスーパーアドバイザー 和田先生の受け売り・・） そうすることによって、しいては、動物・植物に限らず自分のまわりの人たち、さらに民族や国を越えた全ての人との共生を考え,それらを守るために自発的に行動できる心を持つことができるようになるのではないでしょうか。 |
平成２１年 １１月２１日（土）
 |
 |
| 箱根登山鉄道 入生田（いりうだ）駅 | 箱根の山々が近くに見えます。 |
 |
 |
| 地球博物館 正面 | １Ｆ エントランスホール チンタオサウルス |
| １１月１５日（日） 横浜サイエンスフロンティア高校 「鶴見川河口付近の水辺の観察」 |
 |
 |
| ４年生１名・５年生３名・６年生１名 | 新しく入った染色体のモデル |
 |
 |
| 青少年サイエンスセンターから本日の説明 | 開会式 ＹＳＦＨ Ｍ先生のお話 |
 |
 |
| 指導は、ＹＳＦＨ Ｋ先生 | スタッフは、ＹＳＦＨ１年生の皆さん |
 |
 |
| ＹＳＦＨ校内の水槽を見ています。 | 屋上の巨大ソーラーパネル |
 |
 |
| 今日は富士山がよく見えました。 | 屋上から見た本日の採取場所 |
 |
 |
| みなとみらい地区 | 横浜火力発電所とベイ・ブリッジ |
 |
 |
| 臨港鶴見橋を渡っています。 | 対岸を歩いています。 |
 |
 |
| 到着しました。 | 網を仕掛けます。 |
 |
 |
| 何が入っているのでしょうか？ | みんなも探します。 |
 |
 |
| 獲り方を説明しています。 | 数回繰り返します。 |
 |
 |
| 小学生が挑戦します。 | うまくできるかな？ |
 |
 |
| 獲れたものを聞いています。 | そろそろ上がります。 |
 |
 |
| 小さなカニが獲れました。 | ＹＳＦＨ前に戻ってきました。 |
 |
 |
| 前日網を仕掛けておきました。 | 引き上げます。 |
 |
 |
| 何が入っているでしょうか？ | 別の場所です。 |
 |
 |
| みんな集まってきました。 | 捕集網の説明です。 |
 |
 |
| この中に入っています。 | プランクトンの採集です。 |
 |
 |
| 学校に戻ります。 | 今日のまとめのお話です。 |
 |
 |
| プランクトンが動いているのが見えます。 | エビの頭を金でコーティングしています。 |
 |
 |
| アリの頭部 | 触覚の先 |
 |
 |
| 電子顕微鏡で見た髪の毛 | いろいろな質問が出ました。 |
１１月８日（日） 地層観察 ＩＮ 城ヶ島
 |
 |
| 京急三崎口からバス乗車（城ヶ島大橋から） | 城ヶ島灯台から西方向に下りたところ |
 |
 |
| 海に向かって下りていきます | 先端は海水の浸食で凸凹しています |
 |
 |
| 斜めに階段状になっています | スランプ構造 スランプとは、海底に積もった堆積物が海底 の地すべりなどで斜面を滑り落ち固まらない 内に他の堆積物が不規則に積もる構造です |
 |
 |
 |
| 京急ホテル前 海方向の隆起海食台地 |
シルト層とスコリア層の互層 シルト（灰色）は砂より細かく 粘土より粗い砕屑（さいせつ） 物が多く、固まったものです。 砕屑物とは固形の火山噴出 物で溶岩以外の物のことです |
スコリア（黒色）は玄武岩質の マグマが噴火によって地下深 いところから上昇し減圧され、 マグマに溶けていた水などが 泡となって揮発し、できました そのため、多孔質となりました |
 |
 |
| 火炎構造（フレーム構造） 中央下の白い部分 下層と上層との間の層理面が炎のように 不規則になった構造をしています。地層が 固まらない内に、すぐその上に他のものが 堆積すると密度の大きい砂が下方に移動 し、下層の細かい粒子が上層のすき間を 埋めるようにして上昇していきます。そして ゆらめく炎のような形状になっていきます |
これから、東の方へ移動していきます。 |
 |
 |
 |
| 地層が右下に傾斜しています | 向斜地形（傾きが左右で逆） | 左下方向に傾斜しています |
 |
 |
| 馬の背洞門 関東大震災（１９２３年）によって、約１．５ｍ 隆起しました。高さ・８ｍ 横・６ｍ 厚さ・２ｍ バス停「白秋碑前」から海岸方向へ７００ｍ |
上から見た背洞門 自然がつくった洞穴で長い歳月をかけ波・風 等に侵食されてこのような形になりました。比 較的軟らかい岩質で今も侵食が進んでいます |
 |
 |
| 断層の境界 左は三浦層群三崎層・右は初声（はっせ）層 草木で見えにくいですが断層面があります。 三崎層は約１２００～４００万年前,初声層は ４００～３００万年前に堆積した地層でどちら も凝灰岩でできています。右下は洞穴です 馬の背洞門より北西３００ｍの所にあります。 |
コンボリュートラミナ（convolute lamination） 完全に固まっていない堆積物から急な脱水 が起こると形成されます。キャベツを半分に 切ったような曲がった葉理構造をしています。 葉理とは礫（れき）や砂・泥の粒子から構成さ れる、薄い最小単位の層のことをいいます。 地震によって、軟弱な地層で脱水現象が起き 脱水が上方向に向かう時に、地層を構成して いる粒子が引きずられて上方に伸びるように 乱され形成されていったと考えられています。 この露頭では、石灰質砂岩が堆積しコンボリ ュートラミナができた後上部が侵食されその 上に現在下の層が堆積し、最後に逆転して 、現在の地層になったと考えられています。 |
| 三浦層群 三崎層 時代 新生代 新第三紀 中新世中期～鮮新世後期 （１２００万年～２８０万年前 / ナノ化石年代） 層の厚さ 北部 約２１５０ｍ 南部 １９００ｍ 以上 岩石 泥岩、スコリア質凝灰岩、砂岩・泥岩の互層、軽石質砂岩 ※・神奈川県の天然記念物に指定されています。・ |
| 堆積岩 （Sedimentary Rocks） 岩石の破片や鉱物片が、他の場所で積もって固まったものを砕屑（さいせつ）性堆積岩とよんでいます。 粒度（りゅうど・粒の大きさ）と構成物の種類によって分類されます。 粒度による分類では、２ｍｍ以上を礫（れき）岩、２ｍｍ～１/１６ｍｍを砂岩、１/１６ｍｍ以下を泥（でい）岩とよんでいます。また、泥岩のうち、１/２５６ｍｍ以上のものをシルト岩、１/２５６ｍｍ以下のものを粘土岩といいます。 構成物は、石英・長石・岩石片と基質（火成岩では石基に相当するところで堆積岩の細かい粒子の部分・マトリックスとも言う）の量によって区分されます。
|
| 夜空を眺めて |
 |
 |
| １１月４日（水） 満月（月齢９７％） | １１月６日（金）（月齢８３％） |
天体望遠鏡 ＤＳ－２０７０ＡＴ（ＭＥＡＤＥ） カメラ ＣＡＳＩＯ ＥＸ－Ｚ１０８０ ２２時頃・学院前
| ＩＳＳ（国際宇宙ステーション）をＹＳＦＨの前で見ました。 |
| 観測場所 横浜市・鶴見川河口付近（ＹＳＦＨ前） 南西方向 北緯 ３５．４４’ 東経 １３９．６４’ 観測日時 平成２１年１１月７日（土） １８時１０分３０秒～１８時１２分３０秒 観測方法 デジタルカメラで動画撮影後、一コマずつのモーションプリント |
 |
 |
 |
| 観測日時 平成２１年 １１月９日（月） １７時２１分００秒～１７時２６分００秒 南西～北東 ※ 観測場所・観測方法は７日と同様です。 |
 |
 |
 |
 |
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
| 流星 １１月９日（月） １７時２６分０１秒 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
| |
|
|
|
|
|
| 流星についての基礎知識 |
| 星という名前がついていますが、流星は星ではなくて元は宇宙空間に無数にある宇宙の塵（チリ）です。宇宙塵（うちゅうじん）といいます。 そのチリが地球の大気に突入する時、動きながら一瞬光を放って輝き、星が流れているように見えるので「流星」という名前がつきました。 オリオン座流星群を例にとってお話します。太陽の周りを回っている天体は、私たちの地球や水星・火星・金星などの惑星の他に彗星という星があります。ハレー彗星などが有名ですが、そのハレー彗星からこぼれたチリが太陽を回る軌道上にたくさんあります。 そして、太陽の周りを公転している地球がチリの密集している彗星の軌道上にさしかかると、そのチリが流星となって地球に降ってきます。この時、オリオン座の方向にチリがあるので「オリオン座流星群」とよんでいます。オリオン座からやってくるわけではありません。（チリは彗星の軌道を通らない時でも毎日何万トンも地球に降り注いでいます。） では一体、流星の元となるチリのかたまりの大きさはどのくらいあるのでしょうか？ １ｍ、１０ｍ、いやあれだけ光っているのだから１００ｍくらい・・・ いや実はとても小さいのです。 明るい流星でも直径はわずか１ｃｍほどしかありません。中には砂粒程度の数ｍｍしかないものもあります。しかし地球に突入する時のスピードは非常に速いです。なんと秒速約７０ｋｍです。音の速さ（マッハ１）が秒速３４０ｍですから、音速の約２００倍の速さで飛んできます。マッハ２００です。横浜から大阪まで約７秒で着いてしまいます。 そのような猛スピードで地球の大気の中に入ってきますから、空気との摩擦熱ですぐ燃え尽きてしまいます。温度は約１万度にもなります。流星から放たれる光は長さ３０ｋｍ、幅は１００ｍくらいです。そして流星がガスに変化した後を追うように緑の光が見えます。 その正体は流星痕（りゅうせいこん）と呼ばれているもので、大気に突入した時の大量のエネルギーにより電子が発生し、その電子が大気中の酸素とぶつかり、酸素が緑色の光を放ったものなのです。長いもので数十秒見えることもあります。   流星痕 |
観測前の首都高速の上空 南西方向から現れます
観測地の選択 - ISSを見よう
上記サイトが参考になります。
| ＩＳＳ（国際宇宙ステーション）の概要 |
| ＩＳＳは、地球から約４００ｋｍ上空にあります。地球１周を約９０分で周回しています。地球１周が約４００００ｋｍですから、時速約２７０００ｋｍになります。飛行機の約３０倍、新幹線の約１００倍のスピードです。 大きさは、縦・１０８．５ｍ 横・７２．８ｍでサッカー場と同程度の広さです。重さは約４２０トンあります。 ＩＳＳの主な目的は、地上とは異なる宇宙という特殊な環境の中で、さまざまな実験・研究を長期間に渡り行い、そこで得られた結果・成果を基にして地球上の科学技術の進歩・発展に役立てていくことにあります。 また、ＩＳＳには、各国から選ばれた宇宙飛行士が交代で滞在しています。２０００年１１月２日から有人実験施設となり、最近では日本の若田光一氏が３月中旬から７月中旬までの約４ヶ月間、クルーの一員として長期滞在しました。 最近のＴＶニュースで、若田さんがＩＳＳの中で「魔法のじゅうたん」（ＮＨＫで昔放送していた黒柳徹子さん主演のドラマでじゅうたんに乗って空間を移動します）を実演してみたり、１人でピッチャーとバッターを演じる（自分で球を投げた後、すばやく移動して、自分でその球を打つ）のをご覧になった方も多いと思います。  映像提供：ＪＡＸＡ 下記サイトでＩＳＳ内で行われたいろいろな実験をご覧になれます。 おもしろ宇宙実験JAXA宇宙飛行士によるISS長期滞在 - 宇宙ステーション・きぼう広報・情報センター - JAXA ビデオライブラリ - 宇宙ステーション・きぼう広報・情報センター - JAXA ＩＳＳは、これからの宇宙開発をリードしていく重要な施設でありますが、同時に各国の宇宙飛行士が協力して作業を進めていくということから世界平和の象徴ともなっています。 |
| 横浜市立大学八景キャンパス 「植物の生殖過程を顕微鏡で見る」 |
| 植物は、動物の場合と異なり、精細胞を卵細胞まで届ける花粉が重要な役割を果たしています。私達にとって身近な花粉ができるまでのみちのりと花粉が成長する過程を実際に顕微鏡観察し、花粉の構造と機能を知ることによって、植物の有性生殖の理解を深めます。 |
 |
 |
 |
| 首都高速ベイブリッジを渡ります | 横浜市立大学到着 | この顕微鏡で観察します。 |
 |
 |
 |
| １人１台ずつ使います | まず植物の有性生殖の講義 | 受精するまでの過程です |
 |
 |
 |
| スライドグラスに寒天培地をのせます | 花粉を均一に散布します | ツバキの花粉（１０倍） |
 |
 |
 |
| テッポウユリの花粉 | 細胞内の減数分裂観察 | 染色液はプロピオン酸オルセイン |
 |
 |
 |
| 分裂後の花粉四分子 | 花粉管の伸長観察 | ほぐして拡大してみました |
写真は顕微鏡の接眼レンズにデジタルカメラを接して撮影したものです。
１０月１８日（日）の科学実験ショーの模様
 |
 |
 |
| 場所は横浜銀行１階のホールです | 水道に関するプレゼンもありました | 実験ショーが始まります |
 |
 |
 |
| 紫の風船にリモネンを塗ると・・ | 中から青の風船が現れました | リモネンはゴムを溶かします |
 |
 |
 |
| 空気の弾が飛び出しました | お馴染みの実験です | ペットボトルの中身が変化します。 |
 |
 |
 |
| イソジンとカルキ抜きで実験できます | コイルに磁石を出し入れすると・・ | 電流が流れます |
 |
 |
 |
| 発電機を使って・・ | 豆電球を光らせます | みんなで力を合わせて |
 |
 |
 |
| １０ｗの電球が光りました | グレープフルーツに亜鉛と銅版をさすと | 乾電池になりました |
| ９月２６日(土）夜の天体観測 |
 |
 |
| 上弦の月・画像は上下左右逆になっています | 大きなクレーターです。（今日の月齢は５３％） |
 |
 |
| ひときわ明るく輝いているのは、木星です。 | 木星と月は接近中です。（アストロアーツより） |
天体望遠鏡：ＤＳ－２０７０ＡＴ（ＭＥＡＤＥ） カメラ：ＣＡＳＩＯ ＥＸ－Ｚ１０８０ ＩＳＯ ２００ Ｆ２．８ コリメート撮影
| 大きな期待が寄せられている未来の画期的医療システム |
| 秋葉原のコンベンションホールで開催された「中枢神経系の再生医学」という講演会と国際シンポジウムに参加してきました。 現在、治療法が見つかっていない「脊髄損傷」に, 将来、iPS（人口多能性幹細胞）が救世主になれることを確信させる内容でした。まだ、いくつかの問題点はありますが、５～１０年先ぐらいには、iPS細胞によるさまざまな難病・疾病の治療が始まっているような予感がしました。 |
| 今日のプログラム （２００９年 ９月１９日） ① iPS細胞の可能性と課題 山中伸弥 （京都大学教授） ② 幹細胞移植による脊髄損傷治療 ハンス・キーステッド （カリフォルニア大学准教授） ③ 脊髄性筋萎縮症患者のiPS細胞作成 アリソン・エバート （ウィスコンシン大学助手） ④ 筋萎縮性側索硬化症患者さんにできること 糸山泰人 （東北大学教授） ⑤ 脊髄損傷の再生医学 岡野栄之 （慶応大学教授） ⑥ パネルディスカッション 司会 長谷川聖治 （読売新聞科学部次長） |
 |
 |
| 秋葉原コンベンションホール | これからパネルディスカッションが始まります |
|
※ 山中教授にラスカー賞（読売新聞より・一部抜粋） 米ラスカー財団は１４日、全身の様々な細胞に変化できる人間の新型万能細胞（iPS細胞）の作成に世界で初めて成功した山中伸弥・京都大教授（４７）に今年のラスカー賞・基礎医学賞を贈ると発表した。 山中教授は２００６年、マウスの皮膚細胞に４種類の遺伝子を導入し、受精卵に近い状態まで若返らせることに成功。人間の皮膚細胞からも、様々な臓器や組織の細胞に成長できるiPS細胞を作成した。 受精卵を壊して作る胚性幹細胞（ＥＳ細胞）に比べ倫理面で問題が少なく、多くの研究者が追随、ガン化する危険がより少ない作成方法の研究が進んだ。将来は、拒絶反応がない臓器を作り移植するなど、再生医療への応用が期待されている。 |
| ラスカー賞 |
| １９４５年創設。米国で最も権威のある医学賞とされ、受賞者の多くが後にノーベル賞に輝いている。 ４部門あり、日本人は過去に利根川 進（とねがわ すすむ）・マサチューセッツ工科大教授を含む４人が基礎医学賞、昨年は遠藤 章・東京農工大特別栄誉教授が初の臨床医学賞を受賞した。 |
| iPS細胞 （induced Pluripotent Stem cell) [人工多能性幹細胞] とは？ |
| 去年、学院の課外授業で「プラナリア」を探しに行きましたが、プラナリアの体には、一見何のはたらきもしていない細胞があちこちに散らばっています。これが幹細胞です。 学院でも実験をしましたが、プラナリアの体を切断すると、体中の幹細胞が筋肉や神経、腸などを作る細胞になり、失った部分を補ってくれます。 １匹のプラナリアが２匹にも３匹にもなるのです。幹細胞は人の体にも含まれていますが、決定的に異なるのが、プラナリアの幹細胞は「どんな細胞にもなれる」という点です。 生物学では、これを全能性（totipotent・トウティパテント)とよんでいます。この全能性の幹細胞をもつおかげで、プラナリアは体のどの部分を失おうと再生できるのです。  昨年採取したプラナリア 南足柄市 狩川・関場  神経細胞  万能細胞  筋肉細胞一方、ヒトの体も幹細胞を持っていますがプラナリアとは異なります。例えば皮膚の幹細胞は皮膚の細胞にはなれますが、筋肉や神経の細胞にはなれません。全能ではないのです。 もし人類が「全能性をもつヒトの幹細胞」を作り出すことができれば、病気やケガで損傷した部分を新しいものにとりかえて治せることが可能になります。
しかし、そのような細胞が、実はすでに存在しているのです。それは、ＥＳ細胞（Embryonic Stem cell エンブリアニク・ステム・セル 胚性幹細胞）といい、受精卵の胚から取り出した幹細胞です。 中学生の皆さんは理科の教科書で「胚」という言葉を目にしたことがあると思います。動物でいう「胚」とは、胎児と呼ばれるようになる前の、細胞がかたまりになった状態をいいます。そして初期の胚のうち、受精卵が７回ほど分裂して、※１００個ほどの細胞のかたまりになったものを「胚盤胞」とよんでいます。 ※ 細胞分裂を、ｎ回繰り返したあとの細胞数は、２のｎ乗で表すことができます。 この内側にある細胞のかたまりは、※胎盤以外の人体のあらゆる細胞になる能力をもっています。 ※ ご存知のように、胎盤とは胎児のへその緒の先にある、母体から栄養を得るための組織ですが、胚盤胞の外側にある細胞層から作られます。 １９８１年、イギリスでマウスの実験により、この細胞のかたまりを試験管の中で無限に増殖することに成功し、ＥＳ細胞が胎盤以外のあらゆる細胞になれることが確かめられました。 そして、１９９８年、アメリカのジェームズ・トムソン教授が、「ヒトのＥＳ細胞」を作り出すことに成功しました。「万能細胞」という言葉が使われ始めたのもこの頃です。 しかし、１０年以上経過した現在でもＥＳ細胞が治療に使用された実績はありません。それは試験管の中で、ＥＳ細胞から希望する細胞や臓器を作り出す技術がまだ完成していないからです。そしてそのほかにも問題点を抱えています。
不妊治療では１０個余りの卵子を試験管の中で人工授精させ、初期胚まで育ったもののうち、１～２個を子宮に戻しますが、残った胚は「余剰胚」とよばれ、子宮には戻されません。ヒトのＥＳ細胞は、人工授精を行った夫婦から、その余剰胚の提供を受けて、胚盤胞にまで育て、ほぐして取り出します。 しかし胚を壊してＥＳ細胞を作るということに対して、「胚」には生命が宿っているという考えを持つ人や、宗教的な思想から、強く反対する風潮が少なからずあるのが現状です。
ＥＳ細胞は、余剰胚を提供した両親の遺伝子を受け継いでいるため、移植を受ける患者の体にとっては、異物となります。よって、ＥＳ細胞から作った細胞や組織を移植に使う場合には、拒絶反応の心配が伴います。
それを解決したのが、iPS細胞です。山中教授は、胚を壊さずに、また拒絶反応の心配がない患者自身と全く同じＤＮＡをもつ万能細胞を作り出したのです。 初め、山中教授がめざしたのは、大人の皮膚細胞をＥＳ細胞のような万能細胞に作り変えることでした。そしてＥＳ細胞の中で活発にはたらくタンパク質を突き止め、そのタンパク質の設計図である遺伝子を送り込めば、細胞が初期化され、皮膚細胞はＥＳ細胞に変わるのではないかと考えました。 そして２０００年から、その遺伝子探しの研究に取り組んでいきました。遺伝子は多くの種類があり、ヒトの遺伝子は約２５０００個あるといわれています。その中からどの遺伝子が初期化に必要なのか？ 山中教授は、その手がかりを理化学研究所のデータベースの中に見つけ、そのデータベースを解析して、ＥＳ細胞に特にはたらく１００個程度の遺伝子リストを作り上げました。 さらに４年をかけて、とくに大事な遺伝子を２４個にしぼりました。次に山中教授は、レトロウィルスベクター（遺伝子を運ぶもの）を使ってこの２４個の遺伝子を全て、マウスの皮膚細胞の中に送り込みました。     遺伝子 レトロウィルスベクター マウス （遺伝子を細胞内に運ぶウィルス）
すると皮膚細胞は見事に初期化され、ＥＳ細胞とそっくりな細胞になったのです。山中教授はさらに２４個の遺伝子をひとつずつ検証し、初期化に必要のない２０個を洗いだしました。 そしてついに、初期化になくてはならない４個の遺伝子にたどりついたのです。その４つの遺伝子の名前は、「Oct ３/４」オクトスリーフォー ・ 「Sox ２」ソックスツー ・ 「Ｋｌｆ ４」ケーエルエフフォー ・ 「c-Myc」 シーミック です。 イメージ図     オクトスリーフォー ソックスツー ケーエルエフフォー シーミック 山中教授はこの成果を、２００６年８月１０日の学術誌「Cell」 電子版に発表しました。そしてこの万能細胞は、山中教授によって、iPS細胞と名づけられました。 induced Pluripotent Stem cell （人工的に誘導された、多能性をもつ幹細胞という意味です） そして、２００７年１１月２０日「ヒトの皮膚細胞からiPS細胞を作成した」と前回同様に「Ｃｅｌｌ」電子版に発表しました。さらに１０日後の１１月３０日、山中教授は４個の遺伝子のうち、c-Mycは、効率は落ちるけれども、なくてもよいことを確かめたと報告しました。 これにより、ガンを引き起こす「ガン遺伝子」 C-Myc（シーミック）が不要だとわかり、iPS細胞の安全性が向上しました。 参考文献 ニュートン
ＥＳ細胞とiPS細胞は作られ方は異なりますが、見た目や能力はほとんど区別できません。 |
| 補足 |
| 最近の研究では、”iPS細胞の元となる細胞が、体のどの組織の細胞かで移植時の安全性に差が出る”ことが、マウスの実験でわかりました。 山中教授と岡野教授らは、マウスの複数の組織の細胞から３６種類のiPS細胞をつくり、安全性の評価を行いました。その内容は、iPS細胞から、脳の神経細胞の元となる「神経系前駆細胞」のかたまりをつくり、それをマウスの脳に移植して経過を調べるというものです。 iPS細胞の元となる細胞には、マウスの成体の尾、肝臓、胃、胎仔（たいじ）の胴体部分から取り出したものが使われました。腫瘍（悪性ではない）の発生する割合を調べたところ、最も少なかったのは胃で、次に胎仔、肝臓は３割程度の発生があり、尾は８割以上の発生が見られ、衰弱または死亡してしまったということです。 腫瘍の発生は、iPS細胞が神経系前駆細胞に分化する際に全てが分化しきれずに未分化な細胞が残ってしまったことが原因だと考えられています。 ただ、iPS細胞の元となる細胞の種類によって、未分化な細胞が残る割合が異なる理由はまだわかっていないそうです。 |
| 最新情報 |
| 専門誌によると、平成２１年１０月１８日、米国スクリプス研究所のチームが、iPS細胞の培養期間を２分の１に短縮し、効率も２００倍に高めることに成功したと発表した。 研究チームのシェン・ディン准教授らは、細胞表面にあるタンパク質の中に、iPS細胞をできにくくしているものがあることに着目。 大人の皮膚細胞に４種類の遺伝子を導入した後、これらのタンパク質を阻害する化合物３種類を加えると、従来の方法ではシャーレ１枚あたり数個しかできなかったiPS細胞が数百個出現し、培養期間も短縮できた。 |
| ８月２２日（土） 青少年科学技術フェスティバル ロボット工作をしながら動かすしくみを知ろう |
 |
 |
| 開始まであと１５分ぐらいあります。 | 今日のプログラム |
 |
 |
| 挨拶 ＫＡＳＴ 高木専務理事 | 科学技術講座 サレジオ高専 米盛先生 |
 |
 |
| 剣道をするロボット | ロボットつくりが始まりました。 |
 |
 |
| 大勢の中、学院・小６トリオがいち早く完成させました。 | リモートコントロールでいろいろな方向に動かします。 |
| ８月２３日（日） 多摩川 水質検査 |
 |
 |
| １番目のポイントは日野市の落川 | 自然の多いところです。 |
 |
 |
| 河原に降りる場所を探しています。 | ありました！ |
 |
 |
| 静かな流れです。 | 小さな魚がたくさん泳いでいます。 |
 |
 |
| 鯉もいました。 | ２番目のポイントは、東京狛江市の狛江高校前 |
 |
 |
| ３番目は川崎市川崎区殿町３丁目付近 | 干潟になっています。 |
 |
 |
| 対岸は羽田空港です。（管制塔が見えます） | 飛行機が離陸しています。 |
 |
 |
| こちらは着陸です。 | アサリやシジミを獲っています。 |
 |
 |
| 石を伝わって水を採取します。 | ポリチューブに入れています。 |
| 今日の検査項目 （５種類） |
 |
| 水中にある物質が酸化剤によって酸化や分解される時に消費される酸素量のことです。 |
 |
| 生活排水・工場排水・田畑の肥料分などが流れ込んでいるかを調べます。 |
 |
| この値が高いと比較的近くで汚れが流れ込んでいる可能性があります。 |
 |
| 川の上流まで流域一帯で多くの汚れが流れ込んでいると予想されます。 |
 |
| 川の外から食べ物のかすや、肥料などの汚れが入っていることになります。 |
| ３地点の比較 |
| 日野市 落川 河口から約４０ｋｍ |
狛江市 狛江高校前 河口から約２５ｋｍ |
川崎区殿町 ３丁目 河口から約３ｋｍ |
| ＣＯＤ・化学的酸素要求量 | ＣＯＤ・化学的酸素要求量 | ＣＯＤ・化学的酸素要求量 |
 |
 |
 |
| 測定値 １ | 測定値 ８ | 測定値 ７ |
| アンモニウム態 窒素 | アンモニウム態 窒素 | アンモニウム態 窒素 |
 |
 |
 |
| 測定値 ０．２ | 測定値 ０．２ | 測定値 ０．６ |
| 亜硝酸態 窒素 | 亜硝酸態 窒素 | 亜硝酸態 窒素 |
 |
 |
 |
| 測定値 ０．０１ | 測定値 ０．０２ | 測定値 ０．０８ |
| 硝酸態 窒素 | 硝酸態 窒素 | 硝酸態 窒素 |
 |
 |
 |
| 測定値 ２ | 測定値 ３ | 測定値 ２ |
| リン酸態 りん | リン酸態 りん | リン酸態 りん |
 |
 |
 |
| 測定値 ０．１ | 測定値 ０．３ | 測定値 ０．２ |
| ８月２３日（日） 東京電力 横浜火力発電所 見学 横浜市 鶴見区 大黒町 トゥイニー・ヨコハマ |
 |
 |
| これから１８０ｍのタワーに上ります。 | 入り口まで電気自動車で移動します。 |
 |
 |
| 傾いているわけではありません。 | 展望台からのつばさ橋 |
 |
 |
| 大黒埠頭に保管されている輸出車 | ＭＭ地区 |
 |
 |
| 展示物の一部です。 | 体験できます。 |
| 原子力発電用の燃料資源 |
 |
| 発電のしくみ |
| 火力発電は、石炭・石油・天然ガスなどを燃やした熱で水蒸気を作り、蒸気をタービンで受けてその圧力で発電機を回し、電気を作っています。また、燃料を船で運び、蒸気を水に戻すために海水を使うので、火力発電所は大きな港の近くに建設されます。
原子力発電も火力発電と同様に炉内で水を沸騰させ、その蒸気でタービンをまわし発電しているので、基本的なしくみは火力発電所と同じです。ただ原子力発電所で使われているのは「ウラン２３５」です。ウラン２３５は中性子１個が核に入り込むと、二つに分裂して莫大なエネルギーを生じます。 ウラン２３５が分裂すると、ガンマ線や中性子線といった放射線が発生して、分裂してできた原子も激しく飛び散り燃料自体が超高温になります。このエネルギーを使って発電しています。ウラン１ｇで、石油２．１５ｔ を燃やしたエネルギーに匹敵します。 ガンマ線や中性子線の発生  ○  ○  ○ ○中性子 ウラン２３５の原子核 二つの原子核に分裂  莫大なエネルギーの発生 |
※ 参考資料
| 火力発電用の燃料消費量の移り変わり |
| １０７０年 | １９８０年 | １９９０年 | ２０００年 | ２００６年 | ２００７年 | |
| 石炭（千ｔ） | １８８２１ | ９７７６ | ２７２３８ | ５７７８５ | ７９５２３ | ８４２０５ |
| 重油（千ｋｌ） | ３４６４６ | ３５６８９ | ２３８０６ | １１７５０ | ８９７８ | １４２３９ |
| 原油（千ｋｌ） | ７２３９ | １３４３２ | ２１８５９ | ７５１０ | ６１２０ | １１３０１ |
| ＬＮＧ（千ｔ） | ７１７ | １２９８７ | ２７６２４ | ３８６６３ | ３８１７８ | ４２１０５ |
| ＬＰＧ（千ｔ） | ０ | ７３６ | ８９２ | ３８９ | ４４６ | ４４５ |
石炭の消費量が増加し、石油（重油・原油）は減少傾向です。ＬＮＧは伸びつつあります。
| ＬＮＧ |
| ※ ＬＮＧとは、液化天然ガス（Liquefied Natural Gas）の略です。メタンを主成分とした天然ガスを冷却した無色透明の液体です。化石燃料のひとつで、太古の動植物の死骸が長い間、地中で圧力と高熱を受け、変化したものと考えられています。 天然ガスは、－１６２℃の極低温で冷却すると液体になります。また気体の状態に比べて体積が約６００分の１になるので、大量輸送・貯蔵が可能になります。 石油・石炭など、他の化石燃料に比べて、燃焼時のＣＯ２の排出量が少なく、液化する過程で不純物が除去されるので、燃やしても大気汚染物質である硫黄酸化物は発生しません。環境に優しいクリーンなエネルギー資源です。 |
| ＬＰＧ |
| ※ ＬＰＧは、液化石油ガス（Liquefied Petroleum Ｇａｓ）の略です。プロパン・ブタンを主成分とする炭素と水素の化合物です。 ＬＰＧガスも加圧・冷却することによって簡単に液体にすることができます。液化する温度は、プロパンで－４２℃、ブタンで－０．５℃で、ＬＮＧ（液化天然ガス）と比較すると容易です。液化すると体積は約２５０分の１になります。 用途としては、家庭・商店・工場などの燃料、タクシーなどのＬＰガス自動車、カセットボンベ・ライター・スプレーなどに利用されています。ＬＮＧ同様に排ガス中のＣＯ２は少なく、硫黄の含有量もほとんどなく、窒素も含まれていません。ススや灰分も出ません。 |
| 世界の石炭産出量ベスト５と埋蔵量 ２００５年 |
| 国名 | 産出量（単位：百万ｔ） | 割合（％） | 可採埋蔵量（単位：百万ｔ） |
| 中国 | ２２０４．７ | ４８．９ | ６２２００ |
| アメリカ合衆国 | ５３１．８ | １１．８ | １１２２６１ |
| インド | ４０７．０ | ９．０ | ５２２４０ |
| オーストラリア | ２６５．４ | ５．９ | ３７１００ |
| 南アフリカ共和国 | ２４６．３ | ５．５ | ４８０００ |
| 世界の石炭貿易 ２００５年 |
| 輸出国 | 百万ｔ | 割合％ | 輸入国 | 百万ｔ | 割合％ |
| オーストラリア | ２３１．３ | ２９．６ | 日本 | １７４．７ | ２２．７ |
| インドネシア | １１１．０ | １４．２ | 韓国 | ７３．９ | ９．６ |
| ロシア | ７９．７ | １０．２ | イギリス | ４４．０ | ５．７ |
| 中国 | ７１．７ | ９．２ | ドイツ | ３７．１ | ４．８ |
| 南アフリカ共和国 | ７１．４ | ９．２ | インド | ３６．９ | ４．８ |
日本だけで世界の５分の１以上を占めています。
その６０％以上をオーストラリアから輸入しています。
| 世界の原油産出量ベスト５と埋蔵量 ２００８年 |
| 国名 | 産出量（単位：万ｋｌ） | 割合（％） | 確認埋蔵量（単位：百万ｋｌ） |
| ロシア | ５５１２３ | １３．４ | ９５４０ |
| サウジアラビア | ５１８２５ | １２．２ | ４２００９ |
| アメリカ合衆国 | ２９６０８ | ６．７ | ３３８９ |
| イラン | ２２５８０ | ５．３ | ２１６４８ |
| 中国 | ２１３８２ | ５．２ | ２５４４ |
| 主要国の原油需給 ２００６年 単位 万トン |
国全体の原油消費量の多い順です。
| 国名 | 産出量 | 輸入量 | 輸出量 | １人当たりの消費ｋｇ | 原油自給率（％） |
| アメリカ合衆国 | ２５３２６ | ５３７８５ | １２５ | ２６４３ | ３２．０ |
| 中国 | １８４７７ | １４５１８ | ６３４ | ２４６ | ５７．３ |
| ロシア | ４５７６６ | ２３２ | ２４８４５ | １４７０ | ２１８．５ |
| 日本 | ２８ | １９７８１ | ０ | １５６１ | ０．１ |
| インド | ３３９９ | １１０８６ | ０ | １３０ | ２３．５ |
| 韓国 | ５ | １１９８９ | ０ | ２４５２ | ０．０ |
| ドイツ | ３３８ | １０９６５ | ５５ | １３５５ | ３．０ |
| サウジアラビア | ４５８９５ | ０ | ３５８３７ | ４２４７ | ４５６．３ |
| イタリア | ５７７ | ８７０１ | ９１ | １５６１ | ６．３ |
| カナダ | １２９８３ | ４１４７ | ８２４４ | ２７５６ | １４４．３ |
| ブラジル | ８７８１ | １７０１ | １８７１ | ４６５ | １０１．２ |
| フランス | １０６ | ８１７０ | ０ | １３４９ | １．３ |
| イギリス | ６９６７ | ５１４５ | ４４９２ | １２５２ | ９１．９ |
| メキシコ | １７０６０ | ０ | ９９１３ | ６７９ | ２３９．７ |
| イラン | ２０１２０ | ０ | １３０２２ | １００５ | ２８３．５ |
| スペイン | １４ | ６０４７ | ０ | １３６８ | ０．２ |
| ベネズエラ | １４４８４ | ０ | ８９２５ | ２０５５ | ２６０．７ |
| シンガポール | ０ | ５２７９ | １９ | １１７４１ | ０．０ |
| 台湾 | ２ | ５１６８ | ０ | ２２６１ | ０．０ |
| オランダ | １３５ | ４７７２ | ６５ | ２９８４ | ２．８ |
石炭と同じく地下資源の多くを輸入に頼っていることがわかります。２００９年 国勢図絵より
| これからの発電システム 太陽光発電の将来性 |
| ① 降り注ぐ太陽エネルギー |
まずは、太陽についての基礎知識から・・
| （１） 太陽の９割は水素からできている。 太陽に占める水素の割合は９２．１％で、次に多いのがヘリウムで７．８％です。この二つの元素で９９．９％になってしまいます。残りの０．１％がその他の元素ということになり、多い順に言うと、酸素・炭素・窒素と続きます。非常にわずかですが、硫黄・カルシウム・鉄・銅・コバルトなどの元素も見つかっています。 （２） 太陽は核融合反応でつくられるエネルギーで光っている。 太陽は、地球の空気中でものが燃えるしくみ（燃焼）とは異なる方法で光っています。太陽の中心部は１５００～１６００万℃、気圧は地球の２５００億倍という超高気圧の状態になっています。 このような状態の中で、水素の原子は猛スピードで動き回っています。そして激しくぶつかり合っています。そして４つの水素がぶつかるとヘリウムに変わります。このときに光や熱のエネルギーが生まれます。このしくみを「核融合」と呼んでいます。 熱・光 ○ Ｈ ○ Ｈ ↓ ○ Ｈｅ↑ ○ Ｈ ○ Ｈ 核融合が起こる時にγ（ガンマ）線という非常にエネルギーの高い光が発生して放射されます。このガンマ線は太陽内部を伝わる時、まわりのガスに吸収されて、熱エネルギーへと変わります。このようなしくみで太陽は絶えず光り輝くことができるのです。 さて、太陽の中心で生まれたこのエネルギーが太陽の表面にたどり着くのにどのくらいかかるのでしょうか。最近の研究では、なんと約１７万年かかることがわかっています。また、太陽は誕生してから約４６億年輝き続けています。そしてさらに５０億年以上輝き続けると言われています。 |
| ② 太陽エネルギーを利用する。 |
横浜サイエンスフロンティア高校のソーラーパネル（２００８年８月撮影）
|
毎日、太陽から地球に降り注いでいる光のエネルギーは膨大な量です。電力に換算すると、１８万テラワットになります。テラは１兆ですので１兆の１８万倍ワットということになります。 このうちの３０％が大気や雲で反射され、残りの１２万６０００テラワットが地表面や海面に到達しています。これでも太陽が全方向に放射しているエネルギーのわずか２０億分の１にすぎませんが・・ もし、この光エネルギーを全て電気に変えることができれば、たった１時間の日射量で、全人類が消費する１年間分のエネルギーをまかなうことができます。太陽の寿命はあと５０億年以上と推測されていますから、今のところそのエネルギーは無尽蔵にあるといえます。 太陽エネルギーを利用する太陽光発電のよいところは、燃料代がかからない上にクリーンなエネルギーであるということです。ＣＯ２や、大気汚染ガスを放出することはありませんし、原子力発電のように放射能の危険性もありません。これからの地球環境に優しいエネルギーであると言えます。 |
| ③ 太陽光発電のしくみ |
|
太陽電池の材料はシリコンなどです。これらを使った半導体素子に光が当たると、マイナスの電荷をもった電子とプラスの電荷を持った正孔（電子が抜けた穴）が生まれます。その結果、電流が流れ、電力を取り出すことができるのです。
＋ |
| ④ 太陽光発電の未来 |
|
太陽光発電は、オイルショックをきっかけに、石油の代替エネルギーとしての有効利用が政府主導で始まりました。サンシャイン計画といいます。１９７４年に始まりました。当時は太陽電池の生産は０に近かったですが、徐々に生産量が増え、１９９９年にはアメリカを抜いて世界１になりました。 ２００５年の資料では、日本の生産量は８３３ＭＷ（メガワット）で、世界全体の４８．２％を占めています。しかし太陽光発電はコストが高く、一般家庭では容易に導入することができませんでした。 しかし最近になって、太陽光住宅について政府・地方自治体が補助を行い、普及を促しています。２００９年７月現在、日本では「余剰電力買い取り」制度が導入されています。太陽光発電が生みだした電気から、自宅で使用した後の残りの電気を電力会社が買い取るというものです。 現在の買い取り価格は電力会社の電気の販売料金と同じになっています。しかし、政府は今年の２月に「２０１０年から余剰電力の買い取りを、電力会社の販売料金の約２倍に相当する、１キロワット時あたり５０円で買い取ることを向こう１０年にわたって義務化する」という発表を行いました。 この制度に加えて、現在実施されている、設置時に国や県などの自治体から支給される補助金なども合わせると以前よりも早い段階で元が取れそうです。 さらに将来は、宇宙空間に太陽光発電施設を建設し、マイクロ波で地上に電力を送るという計画もあります。（学院では昨年、ＹＳＦＨの自己表現活動の模擬問題として出題しました）次回、また詳しく説明していく予定です。 |
| ８月１１日（火） ガリレオ クラブ 東京 ＮＥＣ本社 |
 |
 |
| ＮＥＣ本社（向かいは東京女子学園です） | これから始まります。 |
 |
 |
| まずは、先日の日食写真（硫黄島にて） | ダイヤモンドリング |
 |
 |
| コロナ | クレーター |
 |
 |
| ここからは太陽系の惑星（地球） | 木星 |
 |
 |
| 土星 | 太陽の黒点 |
 |
 |
| 月への人類第一歩 | 「かぐや」からの映像 |
 |
 |
| 北アメリカ大陸 | 実験が始まります。まずは重力の話 |
 |
 |
| 斜面を転がる球の運動 | 角度を変えます。 |
 |
 |
| 振り子の運動 | 望遠鏡の制作 |
 |
 |
| キットが配られます。 | 親切な説明で作っていきます。 |
 |
 |
| 屈折望遠鏡の仕組みを学びます。 | 学院で復習 |
 |
 |
| 台を取り付けます。 | 鏡筒をネジで止めます。 |
 |
 |
| ファインダーを付けます。 | 完成しました。 |
| ８月９日（日） 科学の祭典 神奈川県立青少年センター |
 |
 |
| 午前１０時から開館します。 | 一階では光陵高校の説明会が行われます。 |
 |
 |
| 受付です。 | 超伝導は１９１３年、オランダの物理学者 カマリン・オンネスによって発見されました。 |
 |
 |
| 超伝導を発生させるため極低温の世界を 液体窒素（－１９６℃）で作ります。 |
バラの花を液体窒素の中に入れてみます。 |
 |
 |
| 取り出して手で触れると粉々になりました。 | コイルを液体窒素の中に入れてみます。 |
 |
 |
| コイルの抵抗が小さくなり豆電球が明るくなりました。 | 超伝導体セラミックスを液体窒素で冷やします。 |
 |
 |
| その上に磁石を置くと、磁石が浮きます。 | ピン止め効果の現象です。 |
 |
 |
| 光触媒を小学生に説明しています。 | 電磁波はファラデーが予言し、ヘルツがその 存在を証明しました。 |
 |
 |
 |
 |
| 電子レンジに電球を入れてＯＮにすると光ります。 | 同じ実験を蛍光灯でするとまぶしいくらいに光ります。 |
 |
 |
| ＮＸＴでプログラムを作りロボットを動かします。 | 顕微鏡室です。 |
 |
 |
| イクオリンとＧＦＰを使った実験です。 | イクオリンの青い光を受けて緑色の蛍光を出します。 |
 |
 |
| モーターの軸を利用した電子工作です。 | スイッチを入れるとテーブルの上でくるくる回りました。 |
| ７月２１日（火） 光触媒の不思議 ＩＮ ＫＡＳＴ 神奈川科学技術・アカデミー （川崎 溝ノ口） |
|
 |
 |
| 藤嶋先生による解説 | 空気の浄化と消臭効果 |
 |
 |
| 殺菌効果 | カビ発生抑制作用 |
 |
 |
| くもり防止効果 | 汚れの付着防止と除去作用 |
 |
 |
| 酸化チタンの化学式は、TiO2です。 | ルチル・アナターゼ・ブルッカイトの結晶形があります |
 |
 |
| ほぼ全ての有機物を分解できます。 | 有機物を炭酸ガスや水など無害な物質に変えます |
 |
 |
| チタン表面は水分との反応でOH基がついています | 水滴がついても一様な膜になって曇りがつきません |
 |
 |
| これから実験に入ります。 | 光触媒タイルにスタンプを押し光をあてると消えます |
 |
 |
| 実験で確かめました。 | 湯気の中に鏡を近づけてひっくり返します |
 |
 |
| 光触媒をぬった部分の鏡は曇りません | フィルムの油汚れに水をかけるときれいになります |
 |
 |
| 小学生の質問に答えています。 | 学院生のＵ君が抽選に当たりました（倍率１０倍くらい） |
| 小・中・高校生のための補足説明 |
（１） 触媒とは？
| 触媒は化学反応の際に、自分自身は変化せず、他の物質の仲立ちとなって反応の速度を早める物質のことです。（反応速度を遅らせる触媒は負触媒と呼んでいます） 触媒が固体の場合、触媒が働いて反応が進むためには、反応物が触媒の表面に接触する必要があります。 そのため、触媒の表面積が大きいと反応物が接触しやすくなって反応が効率よく進みます。そこで、触媒の性能を上げるために、触媒を孔のたくさん開いた状態（多孔質）にして、表面積を大きくして使用されることもあります。 |
（２） 酸化チタンとは？
| 酸化チタンは白色顔料として広く使用されています。日用品としては、歯磨き粉や化粧品にも使われています。室温では絶縁体ですが、光をあてると半導体になります。 酸化チタンの表面は水分との反応によって水酸基（ＯＨ基：水の分子から水素１原子を取った原子団）がついており、親水性があります。水との接触角は０度で水滴を落としても膜になって曇りません。 光触媒として耐久性・耐摩耗性に優れ、経済性・安定性・実用性などの利点を持っています。 |
| 環境問題を解決する光触媒 |
| 水の浄化 以前、学院で下水処理施設を見学しましたが、そこでの汚水処理法は「活性汚泥法」といって微生物を用いた処理法が行われていました。 しかし有機塩素化合物などの処理が難しく、余剰汚泥の発生が問題となっています。光触媒処理では分解が困難な化学物質の処理が可能で余剰汚泥も発生しません。 また、きれいになった水と光触媒を簡単に分離する装置も開発され、連続的に水を処理することができるようになりました。 光触媒を用いると重金属イオンが水に溶けない酸化物となり沈殿物となって除去することができます。 |
| 大気中の汚染物質の除去 大気汚染は自動車排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）が主な原因となっています。 現在でも深刻な問題となっており、何年も前からさまざまな公害訴訟が行われています。 酸化チタン光触媒を用いると、大気汚染の原因物質である一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素（ＮＯ２）などの窒素酸化物や硫黄酸化物を硝酸イオンや硫酸イオンに酸化することができます。 光触媒を建物の外壁などにコーティングしておくと、太陽の光を使ってイオンに酸化出来ます。建物に付着したイオンは、雨で流されるので繰り返し光触媒反応が進みます。 イオンを洗い流した雨水のＰＨは、空気中の粉塵などに含まれるアルカリ物質により中和されてほぼ中性になることもわかっています。この方法は大気汚染対策として期待を集めており、道路の路面や防音壁などへの応用も開発されています。 |
| 環境ホルモンの分解 環境ホルモンとは、私たちの生活環境中に存在する化学物質のことです。ごく微量で人体のホルモンに似た働きをするので、そこから名前がつきました。 環境ホルモンの疑いのあるものとしては、ＰＣＢ・ＤＤＴ・有機塩素系溶剤・有機リン系農薬・有機スズ化合物・可塑剤などがあげられます。発ガン性、生殖・免疫機能障害が疑われているダイオキシンも環境ホルモンの１種です。 現在、これらの環境ホルモンは人の行動異常や知能低下をもたらすという研究結果も報告されており、胎児や乳児への大きな影響も指摘されています。 酸化チタン光触媒を用いれば、太陽光などの自然エネルギーにより、微生物が分解しにくい環境ホルモン物質を炭酸ガスや水に分解できることが確認されています。 |
| 土に染み込んだ有害物質の除去 工場や工場跡地近辺での土壌汚染は数年前から問題になっていて、ＴＶや新聞などでも時々報道されています。 これは、ハイテク工場やクリーニングなどで、溶剤や洗浄剤などの使用した有機化合物質やドラム缶などの容器が腐食して流れ出した有害物質が土壌に染み込んで汚染したものです。 これらの有機化合物質は微生物によって分解されにくいため、自然浄化されにくく、地中に浸透し地下水や井戸水へ汚染を拡大していきます。 光触媒を用いると、土壌を汚染している有機化合物質を分解・無害化することができます。その方法は、 ① 光触媒粒子を土壌にまく。 ② 掘り起こした土壌に光触媒粒子を混ぜ、光にあてる。 ③ 掘り起こした土壌を加熱して、または真空吸引して、有機化合物質をガスにして追い出し、それを光触媒で分解処理する。 その他、重金属や重金属イオンも除去することができます。これからの更なる研究開発が期待されています。 |
| ７月１９日（日）実験授業 γーポリグルタミン酸精製 |
| 「γ（ガンマ）ーポリグルタミン酸」という名前をどこかで耳にしたことがある方もいらっしゃると思います。 γーポリグルタミン酸は、皆さんがよく朝食に召し上がる納豆のネバネバの主成分で、アミノ酸の１種であるグルタミン酸が３０～５０００個、鎖のように結合してできた天然のポリマー（高分子体）です。 自然界では納豆菌が発酵のプロセスで作り出します。γーポリグルタミン酸の特性をいくつかに分けて説明します。 |
| 保水性 | 保水力は非常に高く、自重の約５０００倍の水分を含むことができます。 |
| 親水性 | 水になじみやすく、分子量が低いと水に対する溶解度がさらに高くなります。 |
| 増粘性 | 水に粘り気を与えます。分子量が大きいほど粘性は強くなります。 |
| 生分解性 | 自然界の微生物によって、最終的には水と二酸化炭素に分解されま地球環境への負担が少なくなります。 |
| 凝集性 | 重金属との共存により、凝集作用を示します。 |
| Ｃａ吸収促進 | 小腸内でカルシウムがリン酸等との不溶物との生成を防止して、腸管での カルシウムの吸収を助ける働きがあります。 |
|
今日は、納豆からγーポリグルタミン酸を取り出す実験をしました。 ① 準備したもの 納豆 エタノール 蒸留水 キムワイプ ビーカー フラスコ 試験管 ロート 割り箸 ② 手順 （１） フラスコの上にロートを載せ、その上に折ったキムワイプ（ろ紙代わり）を置く。 （２） 納豆をパックの中でゆっくりとネバネバが十分に出るまでかき混ぜる。その際に豆をつぶさないように注意する。 （３） ３００ｍｌのビーカーに納豆を入れ、蒸留水を１５０ｍｌ入れる。ゆっくりかき混ぜ、ネバネバが水に十分に溶けたら、ロートに注ぎ、ろ過する。 （４） エタノール１５０ｍｌを新しいビーカーに入れ、その中に、ろ液を少しずつ注いでいく。 （５）白いヒモのようなものが沈殿してくるので、これを棒ですくい取る。 （６）試験管に蒸留水を１０ｍｌ入れ、棒にからみついている白いものをこの中に溶かす。γーポリグルタミン酸の溶液ができました。 |
γーポリグルタミン酸と生活環境問題とのつながり
| 農業分野 | 高吸収・高保水効果を利用して土壌改良剤・地盤改良剤として使われる。 |
| 医療分野 | 薬品・医療基材として |
| 工業分野 | 塗料の添加剤・コンクリートの硬化剤として |
| 化学分野 | 分解が困難な高分子材料の代替として |
| 食品分野 | カルシウム吸収促進・骨粗しょう症の改善・その他食品添加物として |
| 汚水処理 技術分野 |
重金属等の処理・ＰＡＣなどの代替として |
実験の模様
 |
 |
| 用意したもの | 納豆をパックの中でゆっくりかき混ぜます |
 |
 |
| ビーカー（３００ｍｌ）に納豆を入れます | 蒸留水を加えます |
 |
 |
| ネバネバが溶けるまでかき混ぜます | キムワイプをロートにつけます |
 |
 |
| ろ過します | ろ過した液体です |
 |
 |
| 新しいビーカーにエタノールを入れます | ろ液をエタノールに入れていきます |
 |
 |
| 白いヒモのようなものを棒ですくいとります | 蒸留水に入れ、γーポリグルタミン溶液を作りました |
| 平成２１年 ７月１８日（土） タンパク質複合体の質量分析 ２００２年ノーベル化学賞 田中 耕一 氏 「ソフトレーザー脱離イオン加法」 関連 |
| 質量分析の貢献 |
|
全ての物質には重さがあり、その物質を構成する分子の重さを調べることは、分子の種類や性質を調べる上で非常に重要になっています。たとえば、タンパク質の構造のわずかな違いが病気を引き起こすことがあります。 しかし、からだの中のタンパク質を調べることによって、いろいろな病気の診断が出来ます。最近では質量分析によって細胞や血液中のタンパク質を調べることにより、「ガン」の早期発見も出来るようになってきました。 このようなことから、タンパク質の質量分析は「生命科学・これからの医療」の分野で大きな役割を担っていると言えます。そして、田中耕一さんの研究グループが「タンパク質を壊さないでイオン化すること」に世界で初めて成功し、２００２年、ノーベル化学賞を受賞しました。 質量分析でタンパク質を研究する開拓者となり、その後多くの化学者・研究メーカーの技術努力により、さらに発展した装置も作られ、今では病気の診断や、新薬の開発になくてはならない存在となっています。 |
| 質量分析とは？ |
| 分子１個の重さは１０のマイナス１９乗ｇくらいでどんな精密なはかりでも計測不可能です。 そこでタンパク質の分子にレーザー光をあて、分子を壊さないでイオン化します。 そして生成したイオンに２０～２５ｋＶの電圧をかけて、運動エネルギーを生じさせます。その時、重いイオンは遅いスピードで、軽いイオンは速いスピードで飛行します。 その後、イオンはそのスピードを保って真空の管の中を一直線に通り抜け、管の端にあるイオン検出器に到達します。その到達する時間を測って質量を計算で求めます。 |
 |
 |
 |
| 横浜市大 明石先生の説明 | ※ 架橋実験 | 試料に架橋試薬を加えます。 |
 |
 |
 |
| 酢酸アンモニウム溶液を加えます。 | ※レーザーをあててイオン化します。 | ＥＳＩ法によるイオン化の説明 |
 |
 |
 |
| 試料調整をしています。 | ターゲットに滴下しています。 | ※ ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ/ＭＳ |
 |
 |
 |
| 機械の中の説明です。 | ターゲットを装置内に導入します。 | ※スペクトルを測定しています。 |
↑●軽いイオン
|
| ※ マススペクトル |
分離・検出されたイオンをもとに横軸にｍ/ｚ（質量電荷比）、縦軸に相対強度をとった棒グラフ
 |
| mass spectra of human Hemoglobin （ESI法：ヘモグロビンの質量分析） |
横浜市大・大学院 生命ナノシステム科学研究科 准教授 明石知子先生 作成
| 平成２１年 ７月１１日（土） バイオエキスパート研究 ＤＮＡからＲＮＡへの転写 |
 |
 |
 |
| 転写の仕組みの説明 | 培養標本を作っています。 | 多種の株を染色しています。 |
 |
 |
 |
| 高速振動回転させて攪拌します。 | 遺伝子を解明するシーケンサー | 内側の解明経路 |
| 転写：遺伝情報を取り出す仕組み |
|
ウィルスを除く全ての生物は、生きていく上で必要な情報をＤＮＡという形で保持しています。
|
| 平成２１年 ７月４日（土） ”カガクで遊ぼう” |
横浜市大＆理化学研究所・横浜研究所
 |
 |
| 入り口です。 | 受け付けが始まりました。 |
 |
 |
| 大勢の人が入ってきます。 | 植物の細胞です。 |
 |
 |
| ＧＦＰ（緑色蛍光タンパク質）を入れます | 青い光をあてると緑色に光ります。 |
 |
 |
| ブロッコリーからＤＮＡを取り出す実験 | ＹＳＦＨからのスタッフと記念写真 |
 |
 |
| ごくろうさまです。 | アミノ酸の分子モデルを作っています。 |
 |
 |
| 実験が始まります。 | 通電するか否かをチェックする器具を作ります。 |
 |
 |
| 発光ダイオード・トランジスタ・ボタン電池・・ | 作り方を指導してもらいます。 |
 |
 |
| 熱心に聞いています。 | うまく出来ました。 |
 |
 |
| ＤＮＡの二重らせん構造モデル | 解説講演 ここまで進んだＤＮＡ解析技術 |
 |
 |
| ６０兆個の細胞に同じＤＮＡが入っています | １０００個に１個の割合で配列の異なる塩基があります。 |
 |
 |
| 塩基の配列が異なると薬の効き方も違ってきます。 | さまざまな遺伝子があります。 |
 |
 |
| 現在の塩基配列解析スピードは昔の１０００倍です。 | 治療に必要な塩基配列を探し出します。 |
 |
 |
| ＤＮＡ | ＲＮＡ |
 |
 |
| 解説はオミックス基盤研究領域長 林崎先生でした。 | たねまる君も来ていました。 |
| 平成２１年 ６月１４日 環境問題としての酸性雨 |
| ”環境問題シリーズ”として「酸性雨」の実験をしました。 石油や石炭などの化石燃料で生じる硫黄酸化物や窒素酸化物などは、大気中で反応して硫酸や硝酸を生じます。酸性雨はそれらを取り込んで降ってくるＰＨの低い雨のことをいいます。 現在、環境庁の調査で酸性雨は日本でも確認されていますが、生態系への影響についてはっきりとした兆候は見られていません。しかしヨーロッパではドイツの「シュバルツバルトの被害」で代表されるように、森林へのダメージは深刻な問題となっています。将来、日本でもこのまま酸性雨が降り続けば何かしらの影響が出てくることが予想されます。 |
| 酸性雨を作ってみよう！ |
| （１）実験器具と用意するもの ３００mlビーカー ２個 乳鉢 ＰＨ・テストペーパー マッチ ビニールテープ （２） 実験手順 ① 一つのビーカーに氷水を８分目ほど入れる。 ② もう一つのビーカーに乳鉢を入れ、火をつけたマッチを入れる。 ③ その上に氷水の入ったビーカーを載せてフタをする。 ④ マッチが燃焼し終わったら、上のビーカーの底についた水滴をＰＨ・テストペーパーにつけ、ＰＨを測定する。 ⑤ 同様の手順で、２回目はマッチにビニールテープを少し貼って、同じ実験をする。 |
実験の模様
 |
 |
| 用意したもの | マッチに火をつけて入れます。 |
 |
 |
| 氷水の入ったビーカーを載せます。 | ビーカーの底についた水滴を調べます。 |
 |
 |
| ＰＨの数値は、４ぐらいを示しました。 | ビニールテープを少し巻きます。 |
 |
 |
| 火をつけました。 | 氷水のビーカーを載せます。 |
 |
 |
| 調べます。 | ＰＨ値は、１を示しました。 |
| 実験の説明 ① 下のビーカーの中では、マッチの燃焼で暖められた空気が上昇します。空気の中に含まれている水蒸気は氷水の入ったビーカーの底で冷やされ露点に達し、水滴となってビーカーの底につきます。 これは地球上で暖められた空気が上昇し、上空で冷やされ、雨粒になる現象と同じです。日常降る雨は空気中の二酸化炭素を溶かし込んでいるので完全な中性（ＰＨ７）ではなく、ＰＨ５．６ぐらいの弱い酸性を示します。 最初の実験では、マッチ棒を燃やしたことによって発生した二酸化炭素がビーカーの底に出来た水滴に溶け込み、二酸化炭素濃度が高くなり、ＰＨは「４」を示しました。（酸性度が高くなるほど数値は小さくなります） ② ２回目の実験では、マッチ棒にビニールテープを少し巻きつけ燃やしました。ビニールテープの成分は塩化ビニルで、中に炭素（Ｃ）・水素（Ｈ）・塩素（Ｃｌ）が含まれています。 燃やすと二酸化炭素（ＣＯ２）・水（Ｈ２Ｏ）・塩化水素（ＨＣｌ）が出来るため、酸性度がさらに強くなります。よってＰＨ・テストペーパーの値は、「１」を示しました。 |
平成２１年６月６日（土） 三鷹公会堂
日食と太陽に関する最新の研究講演
| 日食（７月２２日）と太陽研究最前線：講演会 |
会場の三鷹公会堂（東京）は約８００人の予約席で、ほぼ埋まっていました。
|
講演は、次の３項目です。
|
解説の一部
 |
 |
| 太陽の中に地球が１００万個以上入ります。 | 中心部は１６００万℃あります。 |
 |
 |
| Ｘ線を使って撮ったコロナです。 | 地球の上空を１周約９０分で回っています。 |
 |
 |
| 黒点（周りより温度が低いので黒く見えます） | |
 |
 |
| 関東地方でも部分日食が観測できます。 |
皆既日食の瞬間には、本来太陽の裏側にあって見えないはずの星が隠れた太陽の近くで見えることがあります。これは太陽の重力によって太陽の裏側の星から発せられた光が太陽付近で曲がることによって起こる現象です。（重力レンズと呼んでいます） |
| 平成２１年 ６月 ２日（開港記念日） 下水処理施設見学 |
 |
 |
| 鶴見区のＪＲ東海道線海側が処理区です。 | これから３階に上がります。 |
 |
 |
| ビデオの前に施設の歴史をお話していただきました。 | 年々、増え続けています。 |
 |
 |
| 汚水と雨水は別々の管に入ります。 | 汚水管の中です。 |
 |
 |
| 管をつなげるとこんなに長くなります。 | 下水道は衛生的で快適な生活環境を確保します。 |
 |
 |
| 雨水を速やかに排水し、浸水を防止します。 | 生活排水を、きれいにして川や海に戻します。 |
 |
 |
| 下水処理施設の概要です。 | 最初沈殿池から反応タンクに送られます。 |
 |
 |
| 最終沈殿池を経て消毒し、川や海に放流されます。 | パネルでの説明です。 |
 |
 |
| これだけの水が施設に入ってきました。 | 中央管理棟のコンピューター管理システム室 |
 |
 |
| 雨量監視端末装置 レインアイよこはま | 汚れは活性汚泥（微生物のかたまり）と共に空気の 吹き込みや機械により攪拌され、取り除かれます。 |
 |
 |
| 活性汚泥は集まりゆっくり沈み、池底に沈んだ 汚泥の一部は汚泥資源化センターに送られます。 |
処理水は水道水と比較する と少し濁っている程度です。 |
 |
 |
| 汚泥資源化センターの消化タンク | 実際の施設を見学します。 |
 |
 |
| 最初沈殿池 | 汚れが活性汚泥（微生物）と攪拌されています。 |
 |
 |
| 反応タンク（下水処理施設の中心部です） | 最終沈殿池 |
 |
 |
| 明治時代の下水道を復元したものです。 | |
 |
 |
| 常緑樹による環境保全林が設けられています。 | 下水処理水の池です。 |
 |
 |
| たくさんのコイが泳いでいました。 | お世話になりました。 |
| レポート 北部第二水再生センターは鶴見川河口の東側に位置しています。主に鶴見区のＪＲ東海道線の東京湾側を処理区として水洗化の促進、浸水対策及び公共水域の水質保全などを目的に昭和５９年から稼動し、２４時間休みなく働いています。 当初の建設目的は、潮田（うしおだ）地区の洪水を防ぐための排水が目的だったそうです。事実、以前の潮田地区は台風が接近するたびに鶴見川が洪水で氾濫していました。当時、今の鶴見区栄町・潮田町辺りの住居が家の畳ぐらいの高さまで浸水し、排水に苦労していたのを見たことがあります。 今では所轄ポンプ場として鶴見区向井町に「潮田ポンプ場」が雨水排水専用ポンプ場として設置されています。 今回の見学で、下水処理施設は「ただ水をきれいにするだけでなく、処理する過程で生じた物質をいろいろな分野に有効利用している」ということがわかりました。 （１） 再生水 ここで再生された水は、隣接する資源化センターで工場向けに販売しています。（道路沿いに看板が立っていました。使った分の水量を精算して支払うシステムになっているそうです。） ※ 都築・神奈川水再生センターの高度処理された水は、街の中を流れるせせらぎ（小川）に供給され、港北で処理された再生水は、日産スタジアムや横浜アリーナに送水され、空調の熱源や雑用水として利用されているそうです。 （２） 汚泥 汚泥焼却灰を改良土・セメント原料に利用しています。汚泥処理の過程で得られる消化ガスは、発電したり燃料として利用しています。 （３） 施設の利用 水再生センターや雨水滞水池等の施設の上部を利用してグランドや広場を作り、市民利用施設として開放しています。（港北区の太尾公園などがそうです） 感想 現在の高度工業社会においては、ダイオキシン類や環境ホルモンなどの微量な化学物質が人体や地球環境に与える影響について懸念されています。それらの対策として現在、光触媒等の研究がさかんに行われていますが、まず各地で下水や放流水などの調査を行い、化学物質の流出範囲・量の調査が必要ではないかと思います。 また、河川の汚染については自然浄化として頼りにしている水中の微生物も汚染度が進むと処理しきれなくなる可能性があります。また水中生物は環境による偶然性によって増えたり急激に減ったりすることもあります。 よって、対策としては積極的に水をきれいにしていく努力をしなければならないことだと思います。私達に出来ることは、油や合成洗剤を下水道に流さない、道路の雨水ますにごみやたばこの吸い殻を捨てないなど、廃棄物が環境に与える負荷を出来るだけ減らしていくことが必要なのではないでしょうか。 |
| 平成２１年 ６月 ２日（開港記念日） 西谷浄水場見学 |
 |
 |
| これから案内していただきます。 | 初めはビデオによる説明です。 |
 |
 |
| 水源は相模湖と道志川です。 | 道志川の水は鮑子で取水されます。 |
 |
 |
| 土地の傾斜を利用して運ばれます。 | 西谷浄水場まで、約３８ｋｍの旅です。 |
 |
 |
| 浄水場の１日の浄水能力です。 | きれいになるまでの工程です。 |
 |
 |
| 横浜市の水質検査はハイレベルです。 | これからろ過の実験をします。 |
 |
 |
| 濁質（汚れ）として、カオリンという白い 粘土の粒子をビーカーの中に入れます |
全体的に白く濁った水になりました。 |
 |
 |
| この中にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）という 高分子凝集剤をスポイトで入れていきます。 |
汚れを吸着した白い塊がたくさんできました。 |
 |
 |
| ろ過装置に入れるときれいな水になって出てきます。 | ろ過池 全部で２６池あります。 |
 |
 |
| 西谷浄水場の水の約７割は相模湖からです。 | ＷＡＴＥＲ ＦＲＯＭ ＬＡＫＥ ＳＡＧＡＭＩ |
 |
 |
| 道志川からの水は約３割です。 | ＷＡＴＥＲ ＦＲＯＭ ＲＩＶＥＲ ＤＯＳＨＩ |
 |
 |
| ゆっくりと水を送り出しています。 | 横流式沈殿池（傾斜板付）原水に凝集剤が注入 され浮遊物は粒子（フロック）となり沈降します。 |
 |
 |
| 急速ろ過池 沈殿池で取り除かれなかった 浮遊物を砂と砂利の層を通して取り除きます。 |
今、歩いているこの下に配水池が３池あり ます。水需要に応じて水量が調節されます。 |
 |
 |
| 配水池貯水量は、１８０５００立法メートルです。 | ランドマークの上を飛行船が飛んでいました。 |
 |
 |
| 新横浜方面 | 東京・新宿のビル群（ズームアップしています） |
 |
 |
| ここから水質検査の見学です。初めは化学検査室 | 異物検査室（電子顕微鏡がありました） |
 |
 |
| 原虫検査室（メダカやエビの変化を観察します） | |
 |
 |
| 水中の生物の有無を詳しく検査します。 | |
 |
 |
| いろいろな薬品があります。 | インキュベータ（培養器） 発見された菌を 培養して調べます。どこかで見たような・・ |
 |
 |
| 大腸菌の検査です。（黄色くなると陽性です。） | 菌の繁殖実験です。 |
 |
 |
| 無菌室（細菌の有無を調べるために外部から 菌を入れないよう完全滅菌してから入ります） |
ＬＣ－ＭＳ分析室（精密機器による分析を行います） |
 |
 |
| 天秤室 １０円玉を量ったら、４．５０５１ｇありました。 | |
 |
 |
| 農薬や匂いのもとの粒子をナノ単位で測定します。 | |
 |
 |
| 高い精度と迅速な分析が可能です。 | できたての水を飲んでいます（軟らかい感じがしました） |
| レポート （１） 水道水の水質基準 ① 病原生物に汚染され、または病原生物に汚染されたことを疑わせるような生物、もしくは物質を含まないこと。 ② シアン、水銀その他の有毒物質を含まないこと。 ③ 銅・鉄・フッ素・フェノールその他の物質をその許容量を超えて含まないこと。 ④ 異常な酸性、アルカリ性を示さないこと。（ＰＨの許容範囲数値は不明でした。） ⑤ 外観は、ほとんど無色透明であること。（透明度を数値で測る機器は見当たりませんでした） （２) 横浜市独自の水質検査 横浜市では、国が検査を義務付けていない水質管理目標項目を設けています。 ① トルエン・ベンゼンなどの揮発性有機化合物や農薬類の最低基準を設けています。 ② ダイオキシン類や病原性微生物である”クリプトスポリジウム”（人の体内に入ると激しい水様性下痢と腹痛を起こします）などの検査を行い、より高い安全性を高めています。 感想 昔から、横浜市の水はきれいで安全性が高いと言われていましたが、実際に水質検査の現場を見学してその理由が理解できました。最後に出来たばかりの水を飲んでみましたが、いわゆるカルキ臭は全く感じませんでした。係りの人の話によると、極力、最後の消毒に使用する次亜塩素酸ソーダ（塩素消毒）の濃度を濃くしないように努力しているそうです。 しかし将来、酸性雨などの地球環境の悪化により水源の水質低下も考えられます。いつまでもおいしい水が飲めるように、大気汚染防止や水源地域の環境保全に努めることが必要ですね。 |
| ５月２３日（土） 国立天文台 定例観望会 |
|
２３日の土曜日、東京三鷹の「国立天文台」へフロンティアクラスの生徒と一緒に「定例観望会・土星の観測」に行ってきました。昼間は晴れていたので、何とか夜までもってくれるようにと期待を込めて出発しました。 しかし、電車に乗っている間に徐々に怪しげな空になり、全天があっという間に雲でいっぱいになってしまいました。それでも午後７時半頃観測所につくと、受付場所の掲示板に「あなたの行い次第でひょっとして土星が見えるかも？」と書いてありましたので、淡い期待を持ちながら頂いた観測順番を表す番号札を握りしめ、観測前の解説教室へ入っていきました。 土星と輪の詳しい説明と、土星の最大衛星「タイタン」の最新の研究成果を土星探査機 ”カッシーニ”とタイタン着陸機 ”ホイヘンス”からの詳しい画像を使ってお話していただきました。 また今後の探査として、「タイタン」の大気が地球と非常に似た組成や構造を持っているため、生命の発見や生命が発生する過程などを探ることが計画されているそうです。 すでに面白い実験も行われていて、着陸機 ”ホイヘンス”に４曲のロックミュージックを積み込んで、「タイタン」に着陸した後、それらの音楽を流したそうです。楽しい実験ですね。「タイタン」で流された曲は、http://music2titan.com からダウンロードできるそうです。 解説は２０分ほどで終わり外に出ました。空を見上げましたが星が全く見えません。それでも解説者の方と一緒に暗闇の中を天体ドームへと向かいました。中に入ると口径５００ｍｍの大きな反射式天体望遠鏡がありました。しかし自動開閉式の屋根は閉められたままです。 やはり今夜は観測不可能ということでした。そこで反射望遠鏡の仕組みを詳しく説明していただきました。いろいろな質問もでましたが、「この天体望遠鏡はいくらぐらいするのですか？」「全部含めて約１億円です。」という応答で終わりになりました。 ドームの外に出たら、雨がポツポツ降り始めてきました。次回に期待しましょう！ |
模様
館内での撮影許可をいただいています。
 |
 |
| 正面玄関前 | 天体の解説授業 |
 |
 |
| 土星の衛星の数は６４個（２００９年５月現在） | １５年周期で土星の輪が消えます。 |
 |
 |
| 反射式５００ｍｍ天体望遠鏡 | 屋根が動きます。 |
 |
 |
| 暗闇の中の天体ドーム | 晴れてもこれほどはっきりは見えませんが・・ |
| ５月１０日（日） 酸とアルカリ |
| １０日（日）のフロンティアクラスの授業で、PH（水素イオン濃度）の変化に関する実験 Vol．1 を行いました。 ※ 今は、”ペーハー”ではなくて”ピーエイチ”と呼ぶのがふつうです 最初に、紫キャベツ指示薬を作りました。 |
 |
 |
| 紫キャベツを千切りにします。 | 純度99.5％以上の無水エタノールを注ぎます |
 |
 |
| 鍋に入れて、１０分程度煮出します。 | 液が紫色になったら、茶こしでこします。 |
 |
 |
| 出来ました。 | 薬瓶の中に入れていきます。 |
 |
|
| しっかりキャップをして保存しておきます。 |
これで、紫キャベツ液が出来ました。次回以降の実験に使えます。
| 次に、紫キャベツを使って焼そばを作りました。 ① 用意したもの 紫キャベツ・袋焼そば（スーパーで市販されているもの）・水・ガスコンロ・フライパン・菜箸 ② 実験の手順 （１） フライパンに水を１００ｍｌ入れ、火にかけます。 （２） 水が沸騰したら、一口大に切った紫キャベツをフライパンに入れ、煮ます。 （３） 紫キャベツの色素が十分に抽出され、水が紫色になったら、中に焼そばの麺を入れ、よくかき混ぜ、色の変化を観察します。ついでに味見もしてみます。 （４） 酢をを入れて、よくかき混ぜ、再び色の変化を観察します。 （５) ハーブティーの１種であるアロマブルーを焼そばと一緒に入れてみます。 （６） 色の変化を観察した後、ソースを入れてどう変化するかを見ます。 |
 |
 |
| 大きめに切ります。 | フライパンに水をいれ、沸騰させます。 |
 |
 |
| 紫キャベツを入れます。 | 水の色は初め、青ですが・・ |
 |
 |
| 時間が経つと紫色になります。 | 焼そばの麺をほぐします |
 |
 |
| 紫キャベツの中に入れると緑に変色 | お酢を入れてかき混ぜると・・ |
 |
 |
| 黄色になりました。 | 今度はアロマブルー（ハーブティー）で実験 |
 |
 |
| 同じく緑色になりました。 | 試食・・よくわからない味です。 |
 |
 |
| 今度はソースを入れました。 | 試食・・おいしかったです。 |
アロマブルーを水に溶かし、重曹を入れて水溶液を青色にした後、ドライアイスを入れて色の変化を観察しました。
 |
 |
| アロマブルーを水の中に入れます。 | ガラス棒で混ぜます。 |
 |
 |
| 紫色になりました。 | 重曹（炭酸水素ナトリウム）を入れます。 |
 |
 |
| 青色になりました。 | ドライアイスを入れます。 |
 |
 |
| 紫色に戻りました。 | 色が薄くなっていきました。 |
 |
 紫キャベツも、アロマブルーも身近な食品 ですが、酸・アルカリを判定する指示薬と して、さまざまな実験に使われています。 |
| 最後に酢を入れるとピンク色になりました。 | レポートを作成しました |
５月２日（土）のミニ実験
 |
 |
 |
 |
| ドライアイスを水の中へ | 今度は８０℃のお湯の中へ | しぼんだビニール袋 | 中にドライアイスを入れると |
| ドライアイス（固体）が二酸化炭素（気体）に変わる昇華の実験です。ドライアイスは二酸化炭素を固体にしたものですが、見えている白いけむりは二酸化炭素ではなく、出てきた二酸化炭素に冷やされた空気中の水分です。 二酸化炭素は無色透明なので見ることは出来ません。お湯の方が氷の膜が出来にくいのでたくさん発生します。 ビニール袋の中にドライアイスを入れると二酸化炭素で膨らんできます。集めて石灰水に通すと白く濁ります。 |
| ４月１９日（日) 鶴見川水質検査 |
| フロンティアクラスの今年度テーマの一つである”環境問題に取り組んでみよう”第１弾として「鶴見川の水質検査」を行いました。 午前７時３０分に学院前を車で出発し、東京都町田市の鶴見川源流に向かいました。鶴見川は蛇行しながら全長４２．５ｋｍありますが、面白いことに車で行ってもほぼ同じ距離でした。約１時間３０分ほどで到着しました。 車での経路は、鶴見から新横浜まで行き環状２号線・保土ヶ谷バイパス（１６号線）を使って、淵野辺を右折して、５７号線に入り鶴川方面に進みました。 図師大橋という交差点で左折し、鶴川平山八王子線に入るとしばらくして右手に「日大三中・三高」が見えてきました。そこを過ぎると急に山あい田舎の風景に早変わりです。とても東京とは思えません。 小山田緑地を過ぎると、道も狭くなり「源流まで３００Ｍ」の看板が見えてきました。安全な所に車を止めて、検査を始めます。 検査方法は、「パックテスト」といい、発色試薬の「過マンガン酸カリウム」という酸化剤を使って物質を酸化・分解する時に使われる酸素量を測定します。 ＣＯＤ測定といわれています。 Chemical Oxygen Demand （化学的酸素要求量）という意味で、特定の物質のことではありません。 ＣＯＤ値が高いと水中に酸素と反応しやすい物質がたくさん入っていることを意味し、河川の場合は、生活排水や汚水が流れ込んでいる可能性があります。 実験方法ですが、まず、試薬の入っているポリエチレンのチューブの下半分を強くつまみ、中の空気を追い出します。そしてスポイト式に半分くらいまで調べる水を吸い込み、軽く５～６回振り混ぜて、標準色の上に乗せて比色します。標準色の色と色の間の時は中間の値を読みます。  ０が最もきれいな水で、１０を過ぎると汚染度がかなり高くなります。 今回のパックテストＣＯＤは、汚染度の高いものに適しています。 きれいな水の細かい測定には、ＣＯＤ（Ｄ）が適しているそうです。 |
本日の模様
 |
 |
| 小山田緑地 | 田園風景 |
 |
 |
| もうすぐです。 | 到着しました。 |
 |
 |
| 泉が湧き出ています。 | 繁殖の池 |
 |
 |
| 検査開始 | ０～５の間のようです。 |
 |
 |
| 谷戸と呼ばれる浅い谷に入っていきました。 | ０に近い色です。 |
 |
 |
| これから中流に向かいます。 | 途中、ＪＡＸＡに寄りました。 |
 |
 |
| もうすぐ新横浜です。 | 調べる場所は、鳥山大橋右岸付近です。 |
 |
 |
| 近くに日産スタジアムがあります。 | 河口から約１５ｋｍ |
 |
 |
| 意外ときれいです。 | 判定が難しい色でしたが１０以下のようです。 |
 |
 |
| 河口０ｋｍ | 首都高湾岸線です。 |
 |
 |
| 対岸の水で検査しました。 | １３を超えていました。 |
 |
 多摩川 |
| お昼です。 | 次回までの課題は、判定の精度です。 |
|
レポート
|
| ３月２５日 ＪＡＸＡ 相模原キャンパス 見学 |
| ４月からのフロンティアクラスで訪問予定の「ＪＡＸＡ 相模原キャンパス」に事前見学に行ってきました。施設の周りは「保存緑地」を含んでいて非常に緑が多く、自然公園の中にいるような感じでした。 |
行く途中も森の公園の中のような道路でした。
アクセス
ＪＲ横浜線「淵野辺駅」から徒歩２０分、または循環バス３６・３７系統「市立博物館前」下車
 |
 |
| 鶴見から約１時間少しで到着しました。 | まず、門衛所で受付をします。 |
開館時間 ９：４５～１７：３０ 休館日： 土・日・祝祭日・年末年始
最初に屋外に展示してある２機のロケット原寸模型を見学しました。
Ｍ－３ Ｓ Ⅱ ロケット
| 惑星間空間に探査機を打ち上げる能力を持ったろけっとです。初仕事は、１９８５年に打ち上げられた「さきがけ」 「すいせい」の２機による”ハレー彗星”の探査でした。 その後、 １９８７年 Ｘ線天文衛星「銀河」 １９８９年 磁気圏観測衛星「あけぼの」 １９９０年 工学実験探査機「ひてん」 １９９１年 太陽観測衛星「ようこう」 １９９３年 Ｘ線天文衛星「あすか」 を打ち上げ、日本の宇宙科学の発展に大きな力を発揮しました。 |
Ｍ－Ｖ ロケット
| 全段固体ロケットとして、世界最高性能を誇ります。１９９７年２月の初号機の打ち上げ以来、２機の惑星探査機・４機の地球周回天文衛星を軌道に乗せ、７号機の「ひので」の打ち上げをもって役目を終了しました。 |
月周回衛星 かぐや（ＳＥＬＥＮＥ）
| 「かぐや」は、２００７年９月１４日、種子島宇宙センターからＨ－ⅡＡ ロケットにより打ち上げられ、順調に月まで飛行し、今もなお月を周回してさまざまな画像やデータを地球に送ってきています。 下は、ＪＡＸＡの展示ロビー内のＤＶ画像です。 |
 |
 |
| 大きなクレーターです。 | 小さなクレーターが数多くあります。 |
 |
 |
| 「地球の出」です。 | 「地球の入り」です。 |
 |
 |
| 半分沈みました。 | 月平線に沈みます。 |
 |
 |
| Ｘ線天文衛星「すざく」 縮尺５分の１ | 赤外線天文衛星「あかり」 縮尺５分の１ |
 |
 |
| 太陽観測衛星「ひので」 縮尺５分の１ | スペースシャトル搭載 高感度カメラ |
 |
 |
| 国際宇宙ステーション | 展示ロビーフロア 玄関です。 |
| ３月２１日（土） ＪＡＭＳＴＥＣ 公開セミナー |
| 本日、ＪＡＭＳＴＥＣ（海洋研究開発機構）で開催される「気象に関する公開セミナー」受講と超高速スーパーコンピューター「地球シミュレータ」の見学に行ってきました。 公開セミナーの演題は、「熱帯気象の主役 積乱雲」です。 室内実験を交えながら、対流のしくみを学び、積乱雲の出来かたや熱帯地方の大規模雲群・集中豪雨など、さまざまな気象現象を解説していただきました。 |
ニュートン１０月号積乱雲から
| また後半は、大規模なスーパーコンピューター施設「地球シミュレータ」に入館して、計算速度がいかに優れているかの説明を受けました。 ここでは、地球シミュレータを使って、地球のしくみや地球の未来がどうなっていくのか等の研究をしています。 |
 |
 |
| 横浜研究所（横浜市磯子区） | アクセス |
 |
 |
| 太陽系モデルの前にて | 映像ドーム |
 |
 |
| 地球深部探査船「ちきゅう」 | 見学の前にビデオによる説明 |
 |
 |
| 地球シミュレータ | 外側から |
| ３月２０日（金・祝） 特別課外授業 |
| ダイヤモンド富士の観察 「ダイヤモンド富士」を撮影するために、３月６日（金）には、鶴見川河口０Ｍ地点（横浜サイエンスフロンティア高校前）・翌７日（土）は、大黒大橋に行ってみましたが、あいにくの曇り空となってしまい、太陽も富士山も見ることが出来ませんでした。 そこで、本日は松ノ内公園・馬の背遊歩道（横浜市磯子区・京急杉田駅から徒歩１５分）に３度目の正直があるかもしれないと思い、学院の生徒と一緒に行ってきました。 午後４時３０分頃つきましたが、すでに何人かの方が三脚にカメラをセットして待機されていました。 しかし、太陽は出ていますが、富士山があるはずの方向を見ても、大きな雲があるだけで富士山は全く見えません。日中に星が見えないとの同じ理由で、逆光になっているせいだと思い、日没近くまで、じっと待つことにしました。（時間が経つにつれ、冷たい風が吹いてきました） そして、５時４０分少し前頃になって、周りから「富士山の輪郭が見え始めたぞ！」という声が上がり、太陽を見てみると、その下にうっすらと富士山らしき形が認識できました。 すると、太陽が富士山の頂上にかかった途端、急に富士山がはっきりと見え始めました。 周りのカメラマンから「ほー！」という声が上がり、一斉にカメラのシャッターを切る音が鳴り始めました。 太陽が富士山の頂上に沈んでいくにつれ、富士山の姿がくっきりと現れてきます。感動しつつ、写真を撮り続けていきました。時間でいうと５分もなかったのではないでしょうか。あっという間の出来事でした。 天候条件のよい時に、限られた場所で１年に２回しか見ることが出来ない「ダイヤモンド富士」をついに見ることが出来ました。 |
撮影の様子です
 |
 |
| 関東富士見百景の一つになっています。 | 反対側の海方向の風景です。 |
 |
 |
| 階段の下にも大勢のカメラマンがいます。 | まだ富士山の形は見えません。 |
 |
 |
| まだです。 | 富士山らしき頂上に太陽が到着したようです。 |
 |
 |
| 半分ほど沈みました。 | ほぼ沈みました。 |
 |
 |
| 完全に沈みました。 | 天体望遠鏡で頂上付近を撮影しました。 |
 |
肉眼で太陽を見続けると目を傷めます。 日食グラスをかけることをお勧めします。 天体望遠鏡では、望遠鏡用のサングラス が必要です。そのままでは観察不能です |
| きれいな「赤富士」です。 |
－
は、電流の向きを表しています。（電子の流れの向きとは逆になります。）
転写
翻訳
