核融合科学研究所を見学

土岐にある核融合科学研究所を見学した。名古屋大学などが共同で水素プラズマを使った核融合研究をしていることは聞いていたが、見学したのは初めて。

柱のない厚さ2ｍのコンクリート壁で覆われた巨大な建物の中に大型ヘリカル装置（LHD）が鎮座している。少し離れたLHDの制御室には400台のPCが接続されていて、さながら宇宙ロケットのコントロールルームのよう。ドラマのロケに使われたこともあるそうだ。

プラズマとは超高温で原子核と電子がバラバラになった状態のこと。原子核は正の電荷を持っているので強力な磁場で閉じ込めることができる。LHDは、安定的にプラズマを閉じ込めるために、2本のらせん状に配置された超伝導コイルがドーナツ状のプラズマ容器を取り巻く日本独自の構造。複雑な構造で高真空を得るためには高度な溶接技術が欠かせない。
1998年に完成して以来、毎年3ヶ月間、1日に約100回のペースで、これまで19万回以上の実験が行われている。そして、水素核融合に必要とされる1億度以上のプラズマを約1時間閉じ込めることにも成功している。今はちょうど実験の合間で、装置は整備中。実物を至近から見ることができた。

ここでは水素（陽子1）もしくは重水素（陽子1・中性子1）のプラズマ実験しか行われないが、核融合発電では三重水素（陽子1・中性子2）と重水素（陽子1・中性子1）からヘリウム（陽子2・中性子2）と中性子1個が生ずる反応を利用する。この反応の前後でわずかな質量の欠損が起き、“Ｅ＝質量×光速の2乗”に相当する莫大なエネルギーが放出される。
この時に飛び出してくる高速中性子がプラズマ容器の壁に衝突する際の熱エネルギーを取り出して、蒸気タービンを回すことで発電しようというのだ。1グラムの水素から発生する核融合エネルギーは石油8トンに匹敵すると言われている。

さらに、次世代の核融合として、ヘリウム3（陽子2・中性子1）と重水素（陽子1・中性子1）からヘリウム4（陽子2・中性子2）と高速の陽子1個を生ずる反応や、ホウ素11（陽子5・中性子6）と水素（陽子1）から3個のヘリウム4（陽子2・中性子2）とＸ線を生ずる反応が注目されている。
これらの反応は、電磁場の影響を受けないため遮蔽が困難な中性子が発生しないこと、中性子と壁との衝突により放射性同位元素が生成しないことから、よりクリーンな核融合反応と考えられている。また、生じた荷電粒子やＸ線から直接電気ネルギーを取り出すことも考えられる。
しかしながら、ヘリウム3は地球上にはほとんど存在しない。そのため、豊富な存在量が期待される月の探査の動機にもなっている。
また、陽子数が多いほどクーロン反発が大きくなるため、粒子同士を衝突させるためにはさらにプラズマの温度を上げる必要がある。ホウ素11は地球上に豊富に存在するが、核融合反応を起こさせるには10億度の達成が課題となる。

建物や付属施設を除き装置だけでも数百億円を要する研究プロジェクトは従来国家主導で行われてきたが、Googleなどの巨大企業が出資して2030年代までにホウ素核融合の実用化をめざすスタートアップが立ち上がるなど、宇宙開発と同様に民間企業のプレゼンスが高まっている。

はてな？がいっぱい湧いて出る興味津々な見学だった。思いつきの質問にも丁寧に答えていただき、あっという間の2時間が過ぎた。

この中を見学。

大仏殿にたとえられる厚さ2mの壁でできた建屋の中に御本尊がある。

LHDの制御室。

建屋の上方からLHD本体を見おろしたところ。
真ん中が直径13.5mのドーナツ型円筒。この中で大半径4m・小半径0.6m・体積30㎥のプラズマを加熱する。
運転中は強磁場にさらされるため磁性のない金属（ステンレス）が使われている。
高真空のプラズマ容器に、高電圧で加速した水素プラズマを注入し、マイクロ波で追加熱する。

LHDドーナツ型円筒の上部へ。

ギネスブックに登録されている。コンクリート製、厚さ2ｍ、重さ720tの世界一重い扉。
仮に中性子が発生してもここから外には出さない構造。

Ｗｈｙ ｉｔ ｓｈｒｉｎｋｅｄ ？

温泉水を入れてきたペットボトルですが、行きのコンビニで買った580mlのBIGボトルだったはずなのに、なんだか小さいのです。
容量を量ったら、すり切りいっぱいで約500ml。一方、新品のBIG580mlボトルは640ml入ります。
なんで、山で水筒代わりに使っているうちに縮んでしまったのでしょうか？
一つ考えられることは、山小屋でポットの熱湯を入れたことです。本当にお湯で縮んでしまうことなんてあるのでしょうか？

そこで、実験をしてみました。動画をご覧ください。
（左が新品、右が山から持って帰ったボトルです。）
実験では沸いたばかりの熱湯を使ったため、縮みが更に大きく、410ml程まで小さくなってしまいました。

では、なぜ縮むのか？　お湯の重みで伸びたって良いじゃないですか？
これ、興味ありませんか。

私の勝手な推測ですが、たぶん、製造過程で、熱可塑性のPET樹脂を型に入れて風船のようにボトルを膨らませて、冷却、硬化していると思うのです。そこで再度暖めると、柔らかくなって伸びた風船が元に戻ろうとしてしまうのではと想像しています。
実際、製造過程についてこんなサイトがありました。参考まで。
→ https://www.petbottle-rec.gr.jp/basic/made.html
　

なんとなくフラクタル

子宝弁慶草（コダカラベンケイソウ）という多肉植物（サボテンの仲間）をご存じでしょうか。葉の縁に小さな自分の分身がいっぱいできてきて、それが地面に落ちると、それがまた一人前に成長して、分身を作り続けます。
上から2番目の写真は、ベンケイソウの葉先を拡大したもの。3番目の写真は葉先にできた分身を土の上に置いてしばらく経ったものです。

「自己相似性（図形の全体をいくつかの部分に分解していった時に全体と同じ形が再現されていく性質）を有する幾何学的構造をフラクタルと呼びます。樹形、シダの葉、動物の血管、雲、海岸線など、自然界には「フラクタル」がいっぱいあります。
　　　→ 右図をクリックで「同じ形の再現」が見られます

フラクタル - Wikipedia

この世界を支配する美しき法則「フラクタル」《宇宙一わかりやすい科学の教科書》

頭がボーっとしてくるフラクタル図形を見よう (quizknock.com)

フラクタルってなに？～その特徴と歴史その②～ (wakara.co.jp)

健康診断によくありそうな素朴な疑問

今月初めに人間ドックを受けたので、お酒の飲み過ぎに気をつけていました。飲酒のせいでこれまで異常が出たことはありませんが、不摂生には注意するに越したことはありません。

ところで、胃の検診と言えば「バリウム」がつきものですね。

　→胃のレントゲン写真を撮るときに、どうしてバリウムを飲むのでしょうか？: つれづれログ 

今回の検査項目には含まれていませんが、PET検診というのを聞いたことがあると思います。

　→PETでなぜ癌がわかるのか？: つれづれログ 

疑問に答えます。

「夏休み子ども教室」「ICTプログラミング講座」のご案内

もうすぐ夏休み！ 子ども向けの教室や体験イベントのご案内です。

　→夏休み子ども教室の紹介記事.pdf（広報ひがしうらより）をダウンロード

ICTプログラミング講座もあります。申込受付中です。

　→ICTプログラミング教室／東浦町HP

「切り株の年輪の幅が広い方が南」はウソだった！

これは知らなかった！　ボーイスカウトでも習った気がする？！けど

年輪が偏心するのは、樹幹の傾き、土地の傾斜、樹体の重心の偏りなどで、方角は関係ないのだそうです。

詳しくはこちら ↓

🌲 目からウロコの木のはなし（ブログ編） この切り株のどちらが南の方角でしょうか？ (fc2.com)

🌳 「切り株の年輪、幅の広い方が南側」は間違い！？ 農学博士の発信に「信じ込んで50年」 (msn.com)

　
常識を疑ってみることも大切です。
　

「動物言語学」・・・紀元前からの常識が覆る！

これ、おもしろい。
「動物も文法のある会話をしている」
世界初、「動物言語学」を創始。
動物語通訳AIもありかも。

→ 「動物言語学」…紀元前からの常識が覆る！ 東大で”鳥語博士”が始める世界初の学問の驚くべき中身 (msn.com)
　

話題の「画像生成ＡＩ」を調べてみた。（再掲）

昨日は「文章生成ＡＩ」についての話題でした。
昨年「画像生成ＡＩ」について調べた記事があるので、以下、再掲します。
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テキストでキーワードや状況を表す文を入力すると、入力した言葉から起想される画像をＡＩが人工的に合成してくれる、そんなネット上のサービスが話題になっています。中には、手軽に無料で画像を生成することができるサイトもあります。以下は、それらの紹介です。

→「画像生成AI」はどんな種類や違いがある？「Midjourney」「DALL・E2」「Stable Diffusion」などを比較 [インターネットサービス] All About

　
実際に『Stable Diffusion』のデモ機能を使って、画像を作ってみました。

まず、「an evil dragon and a cute rabbit are shaking hands on the moon」と入力して生成したのがこれです。同じ言葉を入力しても毎回異なる画像が生成します。でも、邪悪なドラゴンとかわいいウサギが混成してしまうのが残念です。

つぎは、「dancing people who wear golden costume listening to Pink Floyd's music "The Dark Side of the Moon"」と入力して生成したものです。虹やプリズムのようなものが入ってピンク・フロイドのジャケットのイメージがありますね。

『Midjourney』もやってみました。Midjourneyを始めるには「Discord」というチャットサービス上のアカウント登録が必要となりますが、無料で画像生成を試すことができます。先のStable Diffusionと同じ言葉を入力して得られたのが以下の画像です。

　
Midjourneyの使い方については、こちらに解説があります。
→Midjourneyとは？話題の画像生成AIの使い方・初心者向けのコツも徹底解説！ - 起業ログ (kigyolog.com)

『DALL・E 2』についての記述はこちらにあります。これは有料です。
→高性能AI画像生成サービス、「DALL・E（ダリ） 2」がいよいよ一般公開開始 ｜ARTnews JAPAN
→DALL·E 2 (openai.com)

こちらは、画像生成ＡＩについての基礎知識です。
→誰もが知っておくべき画像生成AI「Stable Diffusion」の仕組みと使い方：Stable Diffusion入門 - ＠IT (itmedia.co.jp)
→AI（ディープラーニング）による画像分類とその活用法【初級者向け】 (sint.co.jp)
→AI（ディープラーニング）による画像分類とその活用法【中級者向け】 (sint.co.jp)

話題のＣｈａｔＧＰＴを試してみたら・・・

ＡＩによる文書生成で話題になっているＣｈａｔＧＰＴの実力を試してみました。

「GPT」とは、"Generative Pre-trained Transformer" の略で、OpenAIが開発した自然言語処理のための人工知能技術の1つなのだそうです。ChatGPTは、GPTを利用してチャットボットとして機能するように設計されたシステムです。

ＯｐｅｎＡＩの ＧＰＴ－４（https://openai.com/product/gpt-4） のサイトから ログイン画面 に入って、
自分のメールアドレスと携帯の電話番号を入力してアカウントを作れば、無料でChatGPTを試すことができます。

ＣｈａｔＧＰＴの使い方については、
ChatGPTとは？始め方や使い方、料金も紹介【4月11日更新】 | ギズモード・ジャパン 
（https://www.gizmodo.jp/2023/01/chat-gpt-openai-ai-finance-ai-everything-we-know.html）が参考になります。

下にあるのがChatGPTの入力画面です。いたってシンプル。画面下の空欄に「やってほしいこと」を入力します。

まず、簡単なところから、地球の大きさを聞いてみます。入力画面で、how big is the earth? と入力すると、即座に答えを返してきます。earth の綴りを間違えて earce と入力すると、ちゃんと、そんなものは知らんからもっと情報が欲しいと返してきます。

日本語で 「地球の大きさは？」 と入力しても、問題なく流ちょうな日本語（漢字仮名交じり文）で結果を返してきます。

日本語で、もう少し難しい問題を聞いてみます。例えば、自己紹介文を書くにはどうすれば良いか聞いてみましょう。

立派な日本語が返ってきます。それも結構まともな答えです。

それでは、化学の知識を問う問題を入力してみましょう。
瞬間接着剤が硬化する原理について聞くと、即座に答えが返ってきます。
私が、以前このブログで解説した内容と基本的には矛盾していません。

行政関係の質問もしてみました。こちらも一応それなり？の答えが返ってきます。　

「人口減少対策」や「選挙での多選」などについても、一応、もっともらしい？？文章が返ってくるので、試してみてください。

国際情勢についても、ネット情報を足して２で割った？ような答えが返ってきます。ただし、返事が来るまで若干時間が掛かりました。

緒川小学校の個別化・個性化教育については、よく調べてあるようです。

しかし、実際に緒川小学校をよく知る教職員に添削してもらったら、「学力に応じて」ではなく、「個の興味・関心に応じた学習計画を立て、児童一人一人に合わせた教育を行っている。」「学校だけの学びではなく社会に開かれた教育課程を組んで一人一人の個性を伸ばしている。」などの点について、加筆・修正の指摘を受けました。

ところで、
ちょっとブレイクスルーの必要なクイズ問題を出すと、平気で間違った回答を出してきます。

問題を理解できていないのか、支離滅裂なことを書いてくるので要注意です。クイズに答えるAIではないと言われればそれまでですが。
正解は、こちら と こちら でご確認ください。

日本の歴史については苦手のようです。於大の方のことを聞いたら、出生地は静岡県富士市ですとか、結婚相手が違っていたり、めちゃくちゃな答えを平気で返してきます。さらに、“Regenerate response” で回答をやり直させたのですが、ウソがどんどん酷くなっていきます。

ほかにも、いろいろ試してみました。テーマを設定すると、ちょっとした小説風の文章も創作してくれます。皆さんもトライしてみてください。

こんな感じで、内容によって文章生成の得意、不得意があるようですが、上記いくつかの例では（所要時間も考えれば）人の文章作成能力を凌駕していると思われるものもあります。

それだけに、自分で作文をせずについついＡＩに頼ってしまう危険も指摘されています。
自分の意見を持たずにまずＡＩに聞いてみるというのも危ない気がします。
政策を作るときにAIに意見を聴いてみるとか、政治決断にAIの意見を参考にするとか、場合によっては、民主主義の危機にもつながりかねない問題をはらんでいます。
人々の思考や意見が、ＡＩの作る作文に翻弄されるとすれば怖いことです。

前述のサイトでは、ＣｈａｔＧＰＴの影響として、次のようなことを挙げています。

・ 大学の小論文がなし崩しになり、学問の機能不全につながる。

・ 人間のライターがいらなくなる。

・ 事実と異なる記事を作ることがある（実際にありました）。

・ フェイクニュース記事が大量生産できる。

・ サイバー犯罪のハードルが下がり、マルウェア作成が容易になる

・ 多くの人が仕事を失う。
・ 情報の流出が問題になることも。
　

名古屋大学市民講演会「“かたち”の数学と物理 ～トポロジーと量子計算、超伝導～」のご案内

名古屋大学からこんな案内をいただきました。

物理学の最先端を一般の方にも分かりやすく、オンライン市民講演会を行います。

１月２８日（土） １３:００～１５:００
講演会「”かたち"の数学と物理　～トポロジーと量子計算、超伝導～」

1. エニオン　～二次元空間の不思議な粒子と量子計算～
加藤 晃太朗 氏　(名古屋大学 大学院情報学研究科 数理情報学専攻 助教)　

2. 超伝導体におけるトポロジーとその応用
矢田 圭司 氏　(名古屋大学 大学院工学研究科 応用物理学専攻 助教)

参加ご希望の方は下記のフォームからご登録ください。
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfQ_j7EbkSJhBwBx46twkIfzf9RUFwNX8t4gp9k5Vf2EVxTGQ/viewform

講演日前日までに登録いただいたメールアドレスにTeams ビデオ会議の接続先アドレスと接続方法をご連絡します。

（問い合わせ先）名古屋大学大学院工学研究科　川口 由紀　
kawaguchi.yuki.i6@f.mail.nagoya-u.ac.jp