求められる原子力人材という選択肢　ー国内大学最大級の原子力教育・研究の拠点、東京都市大学理工学部原子力安全工学科を訪ねてー

理工学部　原子力安全工学科とは？どんな分野が学べるのか

本学科は原子力工学、原子力安全工学、放射線工学、サイクル工学という原子力工学の４つの柱を、原子力システム工学、原子力安全工学、放射線工学の３分野【表】にアレンジしており、10の研究室を設置しています。基礎から応用に至るまで、原子力工学のほぼ全ての分野をカバーした研究を行うとともに、倫理観を持って原子力の安全を支え、新しい時代を担う原子力技術者の養成を目指した教育も行っています。

また、大学院もユニークで、日本国内における連携大学院の先駆けとなった『共同原子力専攻』を早稲田大学と共同で設置しています。

教育の特徴は？

日本技術者教育認定機構（JABEE）※1に認定されているように、技術者として必要な知識と能力を身に付けるためのプログラムが組まれていて、「世界に通用する技術者」になるための学びが用意されています。まず１、２年生では、講義を通して基礎知識※2を学ぶとともに、電気・機械・放射線に関する実験を通して基礎的な技術を身につけます。多くの高校では教科書中心の学びだと思いますが、本学科では、電磁気学や力学など多くの分野を実際の実験装置を使って学んでいきます。工学は「物を創る学問」であるからこそ、物に触れ、手を動かして学ぶことは効率的で、卒業後に社会で「即戦力」として活躍する場も広がっています。

※1　JABEE：（一社）日本技術者教育認定機構。1999年設立。「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から“教育プログラム”を審査し、認定する非政府系組織。通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応する。認定プログラムの技術者教育は国際的に同等であると認められる。

※2　代表的な講義が工学教養の一つ『原子力汎論』。これは他学科や他大学の学生も受講可能。

本学科卒業生の約半数が大学院に進学

学部３年次からは、専門性の高い各研究室に分かれ、大学院生とも関わりながら、最先端の研究に触れていきます。研究室によっては原子力発電にかかわることだけでなく、医療用の放射線や加速器を使った資料の分析技術なども学べますから、学部や大学院を問わず、就職先は電力会社や原子力プラントメーカー以外にも様々な業種・業態に広がっています。

また、本学の原子力研究所では、放射線を用いた外科手術によって多くの患者の命を救ってきただけでなく、放射化分析による環境中の微量元素の解析等でも国際的な研究成果を収めています。

私の専門と、ここまでの道

学部および大学院の原子力安全工学分野において、原子力プラントの安全性を高めるための研究を行っています。具体的には熱流体工学※3という学問をベースに、プラント内部を循環する「流れ」の中から、安全性向上の観点から重要なものを取り上げ、基礎実験とコンピュータシミュレーションを駆使してその「流れ」を詳細に分析し、制御する方法を研究しています。実は私が博士号を取ったのは原子力とは一見関係のない化学工学という分野で、生体内における血液の循環システムに関する研究でした。現在は、それを原子力プラント内の循環システムの研究に活かしているわけです。

自然科学では、全く異なる対象であっても同じ原理や方程式が当てはまることがよくあるのです。私は高校時代、天体の動きを説明する万有引力の法則が、プラスとマイナスの微小な荷電粒子の振る舞いにも当てはまることを知り、目から鱗が落ちる経験をしました。これも異なる対象に同じ原理が働いているという良い例です。

大学院で博士号を取得した後に原子力分野の研究へ進んだのは、日本のエネルギーの将来を考え、資源の多くを輸入に頼る日本において、原子力という選択肢がとても魅力的に思えたからです。日本の研究所でポスドクを終えた後、ドイツの大学で４年間、EUやIAEAが進めるプロジェクトに参画し、その思いは一層強くなって現在に至っています。ちなみにドイツは20年近く前、国内のすべての原発を廃止することを決めて順番に稼働を止め、つい最近、最後の原発が停止してしまいました。しかし、ロシアのウクライナ侵攻をきっかけに、エネルギー供給に不安を感じる国民の６割が原発の再稼働を望んでいるという調査もあり、歴史の皮肉を感じます。

※3　原子力プラントの配管内を流れる水蒸気のように、熱を持つ流体の圧縮性を考慮して「流れ」を取り扱う学問分野

原子力人材入試で、意欲の高い生徒を

本学の総合型選抜では、原子力安全工学科で教育を受けるに十分な基礎学力を有し、明確な目的を持って原子力・放射線に関する専門的な知識・技能の修得を志望している者を対象とした「原子力人材入試」を導入しています。

この入試は、原子力や放射線について学び、将来その知識・技術を使って社会に貢献したいという志のある高校生を対象にしています。年々志願者数は増えており、原子力に対するみなさんの関心が高まっていることを肌で感じています。もちろん他学科と共通の入試方式もありますから、原子力や放射線についての知識や技術を身につけ、それを土台に異なる分野の研究や課題解決に挑戦したいという人にも門戸は開かれています。

東日本大震災以降、日本では原子力規制庁が設置され、各電力会社は世界最高水準の安全性を備えた原子力発電プラントを目指しています。世界に目を向ければ、小型モジュール炉、ナトリウム冷却材を使った高速炉などの開発に積極的に乗り出している国々もあります。発電プラントに限らず、船舶用や宇宙船用の小型原子炉の実用化や、放射線を利用した様々な医療技術の開発も欠かせません。

電力エネルギー、原子力に興味がある、安定したエネルギーと豊かな生活を確保するにはどうすればいいか悩んでいる、福島事故の復興に貢献したい、さらには、安全で、新しい原子力エネルギー発電施設を作りたいなど、世界を視野に、そんな大きな夢を持った高校生のチャレンジを待っています。

高校生へのメッセージ

高校時代には、大学の研究の基礎となる様々な教科を着実に学んでおいてほしいと思います。一つひとつの教科の学びを深めていけば、他の教科との間に共通する法則などを見つける喜びも味わえるかもしれません。また、原子力や放射線というのは、社会に対してきわめて高いコミュニケーション能力が求められる研究分野です。探究学習などにおいて自ら課題に取り組み自分なりの答えを導き出し、様々な人達との議論やコミュニケーションを通して自分の答えを確かなものにしていくというプロセスも非常に重要だと思います。理系に限らず、法律や世界情勢など社会科学的な視点も交え、日本や世界の将来について議論を深めていってください。

原子力発電所の再稼働や高速増殖炉等の新型炉の開発の是非なども、理系・文系を問わず、とてもいい題材だと思います。ちなみに、今夏の本学の「オープンミッション」※において、本学科では高校生に「地震から金魚を守る」というテーマに取り組んでもらいました。様々なアイデアに基づく装置を持ち寄って実際に実験を行ってもらい、どのような方法が一番効果的に金魚を守れるのか、活発な議論が行われました。

※「オープンキャンパス」とは異なり、期間は約３か月。参加者には探究活動とその成果についてのレポート作成や発表が求められる。大学の研究施設・設備や図書館を体感しながら、大学教員やサポート学生とともに高度な探究学習に取り組むだけでなく、成果を総合型選抜などの年内入試に生かせる。入学への動機付けになるとともに志望動機を確認する手段としても注目されている。高校生にとっては、大学入学後の研究活動を短期間でシミュレートできる機会にもなる。

このような取組を可能にしているのが、近年の一連のカリキュラム改革。2021年度から導入された、ゲームチェンジ時代を切り拓く人材育成を目指す「ひらめき、こと、もの・くらし・ひと」づくりプログラムは、これまでのものづくり教育の抜本的改革を目指すカリキュラムとして、文部科学省の「知識集約型社会を支える人材育成事業」にも採択された。具体的には、新設科目を加え、従来の科目をひらめきづくり14単位、ことづくり14単位、ものづくり48単位、ひとづくり28単位に再編した。