危険な建物の問題、自分の研究分野が生かせないだろうか

鉄 筋コンクリートの建物は、鉄 筋とコンクリートとが一体となったものでつくられる建物です。それぞれの強い部分がうまくはたらくため、本来は安全な建物です（写真２）。ところが、鉄 筋の数を減らしたり、鉄 筋を細くしたりする、危険な鉄 筋コンクリートの建物があることが日本では問題になっています。この問題に対して、東京大学地震 （じしん）研究所の田中宏幸（たなかひろゆき）先生は、自分の研究分野の一つである宇宙 線ミューオンが生かせるのではないかと考えました。

宇宙線ミューオンは、地球でも飛びかっていて、何でも通りぬけてしまう

宇宙 には、宇宙 線というものが飛びかっていて、ふだんは感じられませんが、地球にも飛んできています（図1）。その一つがミューオンです。ミューオンは、地上にとどく宇宙 線の中で最も多い物質です。わたしたちの身の回りにも、さまざまな方向に、手のひらくらいの面積当たり1秒間に1個くらいの割合（わりあい）で、ミューオンが飛びかっています。また、ミューオンは、どんな物でも通りぬけることができ、鉄 やコンクリート、1kmの岩でさえも通りぬけます。（図2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　

ミューオンは、鉄を通りぬける時は曲がる

ミューオンには、進み方に特長があります。鉄 を通りぬける時、進路が曲がるという性質があります。（図3）

ミューオンは、素粒子の一つ

あらゆる物質は、素粒子 という、たいへん細かい粒（つぶ）の物質でできています。素粒子 は12種類あるといわれていますが、ミューオンもその一つです。先日、日本人3人の、2008年ノーベル 物理学賞受賞が決定しましたが、研究は素粒子 に関するものでした。

かべや柱をこわさず、中の鉄筋の様子が知りたい。ミューオンを利用する装置の研究開発

田中先生は、ミューオンの鉄 を通りぬける時に曲がる性質を利用して、鉄 筋コンクリート内部の鉄 筋のようすを見る装置（そうち）ができないかと考えました。現在、建物をこわさないでこれを調べる方法はありません。もし装置ができれば、建物をこわすことなく、かべ・床・柱などの中の鉄 筋の様子を知ることができます。田中先生は、高エネルギー 加速器研究機構などとの共同で、ミューオンを観測する装置（そうち）の研究開発に成功しました（写真3）。ミューオンがあたると光を出し、その光を電流 に変えて、ミューオンをとらえる装置です。

ミューオンで、外から、かべや柱の中の鉄筋の様子を明らかにする装置のしくみ

この装置で、鉄 筋コンクリートを通りぬけるミューオンの数を調べます。鉄 筋があるところではミューオンが曲がるので、観測できるミューオンの数が少なく、鉄 筋がないところではミューオンがまっすぐ通るので、ミューオンの数は多くなるはずです。実際に、この装置を使ってミューオンを観測したところ、予想どおりの結果が得られました。これは、世界で初めてのことで、今回の新しい発見です。 （図4）

開発した装置の実用化に向けて

開発した装置が実際の建物の検査に使えるようになれば、危険な鉄 筋コンクリートの建物かどうかを調べるのに役立ちます。そのためには、今後、建築の研究をする人たちや、建築の会社などとも協力 して、装置に改良を加え、その実用化に向けての研究を進める必要があります。まだ時間はかかりそうですが、この装置が実用化されれば、わたしたちの生活の安全のために、たいへん役立つことになるでしょう。

別の素粒子で、地球の内部を調べる計画も進行中

現在、田中先生がかかわっている計画に、ニュートリノ （ミューオンと同じく素粒子 の一種）を利用して地球の内部を調べるというものがあります。南極に80本の穴をほり、全部で4800個の観測装置をつるして、地球を通りぬけてきたニュートリノ をとらえ、地球の内部がどうなっているかを調べるのです。観測は2009年から始まる予定で、地球内部の図ができるまでには10年以上かかる見こみです

田中先生からみなさんへのメッセージ

「わたしは、知らないことを明らかにすることが大好きです。今回の成功は、見えないものを見てやろうと する気持ちから生まれたとも言えるでしょう。また、自分の研究を人々のために役立てたい、という気持ちも大きかったと思います。みなさんも、そういう気持ちを持ってくれたらうれしく思います。今まで、素粒子 を研究することが何の役に立つのかと言われることもありました。しかし、現在では、絶えず宇宙 からふってくる素粒子 を、わたしたちの生活に役立てる新しい研究が行われています。これからも、この研究を進め、さまざまな分野に応用していきたいと思っています」（写真4）

かべ・床・柱の中、地球の中、さて、今度は何の中を明らかにしてくれるのでしょうか。