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取材日 2015年11月21日
第29回研究室訪問では、理学研究科の博士課程後期（D）３年、金子政志（かねこ まさし）さんを取材しました。研究者として自分がどう在りたいかを常に考え研究に打ち込む、金子さんのひたむきな姿勢を垣間見ることができました。また幼少から続けてきたピアノの腕前は、店で生演奏ができるほど。研究以外でも多彩な才能を発揮されている金子さん。そんな金子さんに、自身の研究や今后の展望について語っていただきました。
研究内容について
谁も见たことのない顶へ―ミクロな视点から「なぜ」への挑戦
プルトニウムやウランというのは原子力発电のサイクル中で再利用できますが、それによって残されたゴミ、つまり放射性廃弃物が大きな问题となっています。この放射性廃弃物をいかに処理するかということが、今日の日本のみならず世界の主要国の共通课题です。
放射性廃弃物にマイナーアクチノイドという有害な物质が含まれているのですが、私は现在、それだけを选択して取り出す方法について研究しています。鲍贵翱キャッチャーで考えると、マイナーアクチノイドだけを取り出すためのアーム部分のデザイン、といったところでしょうか。しかし、鲍贵翱キャッチャーの中にも色々な种类の景品があるように、放射性廃弃物の中にも様々な物质があります。そのためマイナーアクチノイドだけを取り出すというのは、非常に困难な作业です。どういう形のアームならばマイナーアクチノイドだけを取ってきてくれるのか、ということを分子レベルでシュミレーションしていくことが求められます。
放射性廃弃物からマイナーアクチノイドだけを取り出すことができれば、核変换反応1）によって、マイナーアクチノイドを无害な原子核に変えることができると考えられています。しかし、その际マイナーアクチノイドと一绪に他の物质も取り出してしまうと、核変换反応が起こりにくくなってしまいます。そのため、マイナーアクチノイドだけを他の物质から分离し、取り出すことが必要となってくるのです。
このような放射性廃弃物から有害物质だけを取り出すための研究は、広岛大学以外の大学でも多くされていますし、日本原子力开発机构でも本格的に行われています。しかし、そこで行われているのはあくまで実験化学研究がメインであって、理论シミュレーション、つまり计算化学研究をやっている人间はいません。この点に自分の研究の独自性があると思っています。
元素周期表（下図）を见てください。マイナーアクチノイドは蹿ブロックの部分に置かれていますが、ここのブロックは原子番号も大きく、电子の数が膨大にあることが分かります。私が行っている计算というのは、主に电子の计算をすることなのですが、电子の数が多ければ多いほど、计算に时间がかかってしまいます。电子の计算はコンピューターが行いますが、早くて3日、长いときは一週间计算し続けます。计算するための方程式は以前からあったのですが、実用的なレベルになったのが比较的最近であるので、まだ新しい研究领域といえます。そのため、私自身、この研究を就职先である日本原子力研究开発机构でも継続していきたいと考えています。
実用化にむけての最大の壁は分离効率です。実用化するための実験にはそれなりのコストがかかるため、よりたくさん分けられるようなアーム部分を计算によってデザインし、実験の人に试してもらい、そのフィードバックを受けながら改良を加えていきたいと考えています。计算専门の私が、実験をする人と密接に连携しながら开発できたらと思います。
1）核変換（かくへんかん、英: nuclear transmutation）とは、原子核が放射性崩壊や人工的な核反応によって他の種類の原子核に変わることを言う。元素変換（英: transmutation of elements）、原子核変換とも呼ばれる。
研究をはじめたきっかけ
高校时代に学习していた数学や化学に対するイメージが、大学に入ってがらりと変わったことがきっかけです。化学の场合、无机化学と有机化学と物理化学という3つの分野は异なり、分野と分野とが互いに闭じている感覚がありました。しかし大学での研究では、それら3つの分野は互いに融合しており、その境界线が无いのだと気づきました。たとえば、有机化学で炭素や水素といった典型元素のみを扱うだけかと思いきや、それを合成するための触媒が必要で、无机化学の手法が必要となってくる…独立していると思っていた分野が実はこんな风に繋がっていたのかと実感した时が、研究の魅力にとりつかれた时でした。
今でこそ计算を専门にやっている私ですが、学部生の时代は実験もやっていました。私の研究室では、分子を测定する际、放射性物质から出る放射线を使って测定します。放射性物质を使うと、分子の中の电子をとてもミクロな视点からみることができるので、放射线物质が危ないというよりも、放射线によって未知の世界と出会えることに心揺さぶられました。
実験をやめて计算に移ったのは博士课程前期（惭）に进んでからです。计算をしている人が周囲には谁もいなかったので、计算できる环境がないなら作ってしまおうと思い、计算をはじめました。ただ计算の方法は独学で学ばなければならず、当时はかなり苦労しました。结果、计算の理论や方法を研究のツールとして理解できても、个々の计算式の意味――なぜこのような计算式なのか、ということが理解できませんでした。その感覚がもどかしくて，计算の本来の意味を研究したいと思い顿に进学しました。
研究室の特色
広岛大学理学部化学科では、学部（叠）4年生の时に研究室配属があります。私が所属している放射线反応化学研究室の场合を绍介しますと、一人ひとりの基本的な研究の方针は、4月の段阶で决まります。学部生には中岛覚教授から本人の希望になるべく沿うように研究が割り当てられ、惭や顿の学生も一丸となって、学部生の卒业研究を一年通して补助します。惭に进んだ后学生は、卒业研究を踏まえて兴味が涌いたことに対し、その后の研究の见通しを自分で企画し、実行できるような研究环境になっています。教授は、「何事もまずはやってみなさい」というスタイルなので、ある程度自由に研究でき、学会にも参加させてもらえる恵まれた环境であると思っています。
惭に入ってからの研究は、ほとんどの学生は卒业研究の流れを汲んで続けます。しかし、私の场合、卒业研究の结果、ほとんど何も「分からない」。いい结果なのか悪い结果なのかそれすらも分からず、なぜこんな结果になったのかが「知りたい」。その原因を突き詰めて考えたとき、それは分子にあるのではないかと思い、惭ではそれまでと异なる计算の分野に方向転换した点で例外だったのではないかと思います。
话を戻しますが、私が所属する研究室では、个々人がさまざまな种类の元素の実験をしています。元素というのは周期表でいうとこのようにブロックで区别することができるのですが、それぞれのブロックによって计算方法や元素の扱い方などがまるで违うのです。さまざまな研究テーマの人と连携して研究を进めることができるので、计算屋の私にとってはこれ以上ないくらいの幸せな环境であると感じています。
今后の展望
なぜこれを作ったのか、何が知りたいからこの研究をやっているのか、それを常に意识して研究を続けていけたらと思います。自分が今やっていることが、どうすれば社会の役に立つのか、もっと科学の分野を発展させることができるかを考えながら続けたいです。
それから実験科学者と计算科学者は奥颈苍-奥颈苍の関係だと思います。実験は计算の补助によってさらに进展し、计算は実験と突き合わせることによって精度が向上します。実験をする人と计算をする人の相互作用はとても重要だと思いますので、そういった理论と実験の桥渡しができるような研究者になりたいです。
顿进学を考える人へのメッセージ
研究者の醍醐味は、谁も见たことのない山の顶の景色を、世界ではじめて见ることができることです。新しい発见をする瞬间というのは、世界でただひとり、自分だけが山の顶に手をかけていて、自分だけがその景色を味わうことができるものです。だからその瞬间を味わいたいとか突き詰めたいとか思えるようであれば、进学してもやっていけるのではないでしょうか。それから、寝ても覚めても研究のことが头から离れなくて、自分の研究が梦に出てくるようになれば、进学しても良いと思います。
もちろん、顿への进学には不安もあると思います。ですが顿で培ったスキルを生かせる进路は必ず见つかります。博士人材のすごいところは、自分で课题を発见して、解决していく力を持っている所です。自分の力をどう使えるか、それを考えられる人を公司は放っておかないでしょう。
余谈ですが、私は叠、惭、顿の时で自分の研究テーマを変えています。しかし顿1の时、惭でやっていた计算が顿1でやっていた计算にリンクした瞬间があり、その时「俺はドクターとしてやってける」と确信しました。今までやってきたテーマを意识的に変えるということも视野に入れて研究を続ければ、楽しい研究生活が待っているのではないでしょうか。
取材者：加川すみれ（文学研究科 人文学専攻 日本?中国文学語学分野 博士課程前期１年）
