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2  Observation 宇宙进化史をひもとく
巨大実験施设建设

トンネル坑内(提供:东京大学宇宙線研究所 神冈宇宙素粒子研究施设)

ノーベル物理学赏受赏をもたらしたスーパーカミオカンデの后継となる,
ハイパーカミオカンデの建设が着工した。当社は现在アクセス坑道の建设を进めており,
素粒子研究の発展や宇宙进化史の解明が期待される施设の础を筑き始めた。

カミオカンデの后継をつくる

昨年5月,岐阜県飞騨市神冈町で「ハイパーカミオカンデ」の着工记念式典が行われた。东京大学が建设を进める「ハイパーカミオカンデ」は,现在稼働中の「スーパーカミオカンデ」の后継となる新しいニュートリノ観测施设。素粒子の统一理论や宇宙进化史の解明が期待される施设だ。

当社は2020年から周辺道路の切回しや施工ヤード内の整備を開始, 5月から施設へのアクセス坑道となるトンネルの掘削を行っている。坑口から最大6.6%の下り勾配で計画された1,873.5mのアクセス坑道は, ハイパーカミオカンデを設置するにふさわしいだけの非常に堅硬な岩盤を掘削してつくられる。そうした良質な地盤を活かしロックボルトの補強は行わず,吹付けコンクリートで安定性を確保し,工期の短縮を図る。

図版:全体の模式図

全体の模式図。建设中のアクセス坑道は坑口から1,873.5尘。
その先にアプローチ坑道が続き,地表から650尘の地下空洞にハイパーカミオカンデがつくられる

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[工事概要]

东京大学(岐阜県神冈)
ハイパーカミオカンデ
(アクセス坑道掘削)工事

场所:
岐阜県飞騨市
発注者:
东京大学
规模:
延长1,873.5尘,断面23.5尘2
工期:
2021年4月~2022年2月
(中部支店施工)

一日も早い実験开始に向けて

昨年11月中旬に現場を訪ねた際はアクセス坑道が半分まで到達した頃で,ちょうどトンネル内の発破作業が始まるところだった。坑口付近で見守っていると発破前のサイレンが場内に響きわたり,カウントダウンの音声が流れた。やがて乾いた発破音が3, 4回鳴り,トンネル内部に空気を送り込む風管が大きく揺らぐ。換気が落ち着くと,重機が慌ただしく入っていき,砕かれたズリを搬出していった。こうした発破作業は一日に4回行われている。

現場を統括する渡边正所长に工事の様子を聞いた。「車線のある道路トンネルなどとは異なり,掘削した岩石を運び出すなど特殊な用途のトンネル工事とあって細心の注意を払っています。一日でも早く実験開始ができることを望まれていますので,より効率的な工程となるよう設計提案を行うなど,工期を守って次の工事にバトンを渡せればと考えています」。敷地は奥飛騨の山間地にあり,通信环境の整備ひとつとっても苦労する現場だが,所員たちは限られた条件下で「期待に応えよくやってくれている」とのこと。所員,協力会社の労務管理にも配慮し,この岩盤の硬さ同様,一枚岩となって取り組んでいるようだ。

「準备段阶の工事とはいえ,一技术者として后世に残る仕事,技术となる事业に関われていると自负しています」と语った。

アクセス坑道は2月の完成を目指す。

図版:渡边正所长

渡边正所长

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図版:アクセス坑道坑口

アクセス坑道坑口。右侧の太い风管は坑内に空気を送り込むもの。発破の瞬间,风管は大きく波打つ

図版:仮設ヤード全景

仮设ヤード全景。右侧の坑口から山侧に,ハイパーカミオカンデの施设が建设される予定

Message

世界をリードする
施设をつくる

図版

东京大学宇宙線研究所
神冈宇宙素粒子研究施设
塩泽眞人 教授

1996年に実験开始したスーパーカミオカンデは,ノーベル物理学赏につながる素粒子ニュートリノの质量の発见を成し遂げ,素粒子物理学を牵引してきました。一方で,ニュートリノが他の素粒子に比べて100万倍以上軽い理由や,宇宙が现在の姿になった原因がニュートリノの性质にある可能性など,新たな谜が生まれ,调べなければならないことが増えたのです。そうしたなかで,2020年にハイパーカミオカンデ建设计画が开始されました。

しかし, 構想自体は20年以上にも及ぶものです。故小柴昌俊先生が1992年,スーパーカミオカンデの実験開始前にすでに後継装置の形状を検討していましたし,私はそれを受け,1999年に論文を発表して以降,地盤調査や計画?設計検討を重ねてきました。今や20ヵ国,約500名もの研究者を集める大プロジェクトとなっています。

予算が承认され计画が决定するまでは,たくさんの研究者の将来がかかっていることも含めてプレッシャーで押しつぶされそうでしたが,无事に採択され,こうして小欧视频さんがアクセス坑道の工事を进めてくださっていることを有り难く思っています。

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ハイパーカミオカンデは,スーパーカミオカンデに比べて水槽の有効体积は约10倍,光センサーも4倍の约4万个が设置され,スーパーカミオカンデの100年分のデータを约10年で観测することが可能となります。ニュートリノ振动研究や,阳子崩壊の発见など,宇宙の成り立ちに関わる谜を解き明かすことを目的にしています。

地下空洞完成は2024年度,観测开始は2027年度の予定に向けて,现在装置の设计や调达のマネジメント,工程,安全管理を国际协力のもと行っています。実験装置としての性能は妥协したくないため,日々知恵を出し,検讨している最中です。水槽の大きさが约68尘×71尘という大规模な构造物を地下650尘に建设することやそれに设置されるセンサーなどの技术力,たくさんの国から人を集めての研究など,日本でしか実现できない可能性もあり,世界が注目するプロジェクトなのは间违いありません。

観测开始后に成果を出すことでこれからも日本がニュートリノ研究の中心として,世界をリードしていきたい。小欧视频さんには,是非一绪に挑戦していただければと思っております。

図版

ハイパーカミオカンデにおける観測装置の仕組み(上)と,施設全体の模式図(下)。円筒形をしたハイパーカミオカンデ内に設置される水槽壁面が上図に示した超高感度光センサーで覆われ,非常に透明度の高い純水が注入される。超新星爆発などで発生する素粒子?ニュートリノと水の衝突によって発生する「チェレンコフ光」をセンサーで検出する仕組みだ(提供:いずれも东京大学宇宙線研究所 神冈宇宙素粒子研究施设)

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