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00:00古代ギリシャの哲学者エンペドクレスは、この世界に存在する全ては、4つのものからできていると考えた。
00:30火、水、空気、土、これらを万物の源、元素と呼んだ。
00:53しかし、世界を作り出す源は、4つでは足りなかった。
01:00物質を構成する基本単位、元素。
01:07現在、100種類以上が発見されている。
01:14その一つ一つに割り当てられている、原子番号。
01:21数字が大きいものほど、重い元素だ。
01:27そして、ある数を超えた元素は、特別な名前で呼ばれるようになる。
01:34104よりも重いものを、特に超重元素というふうに言っているわけです。
01:41超重元素。
01:45軽い元素から順番に並べた周期表の中で、終盤に登場する、その名の通り、重い元素だ。
01:56自然界には存在せず、加速器などを使って、人工的に作る必要があります。
02:03人の手で作り出す元素。
02:09一体、どんなものなのか。
02:14この時の組み合わせで、それが安定になったり、不安定になったりするんですね。
02:20できても、まあ、寿命が千分の一秒とか、そんなもんですから。
02:26誕生しても、一瞬で消えてしまう。
02:32なぜ、そんなものを追い求めるのか。
02:36超重元素、新元素を作り出す意義ですけれども、
02:41周期表はどこまで広がるのか、元素は一体どこまで存在するのかという、
02:47根源的な問いに答える挑戦であると考えております。
02:53未知なる超重元素の追求。
02:58そこに、世界の謎を解く鍵が存在するのか。
03:06そこに、未来を変える希望が待っているのか。
03:15物質の根源、元素のフロンティアに迫る。
03:21地球上に存在するすべてのものは、元素の集合体だ。
03:36地球上に存在するすべてのものは、元素の集合体だ。
03:42国立専門大の辻本拓地と申します。
03:49私の専門分野は何かというと、特にですね、元素の起源と進化について研究を続けています。
04:01元素は、宇宙の始まりと共に誕生した。
04:08138億年前に、宇宙の大爆発が起きます。
04:14それを、我々はビッグバンと呼んでおりますけれども、
04:17そのビッグバンという爆発現象の際に、
04:21宇宙に初めての元素が誕生します。
04:24その時に誕生した元素というのは、水素、ヘリウム、
04:43そして、わずかな量のリチウムという3つの元素が作られました。
04:48最初は、たった3つから始まった。
04:58では、現在地球中に存在する、あるいは我々の生命を生み出している、
05:05最も重要な元素とも言える炭素とか酸素、
05:09そういったものは、どこでできたのかというと、
05:11それは、星の中でできました。
05:13さらに重い元素をですね、次から次へと作っていってですね、
05:23基本的には、現在の周期表の中にある鉄までの元素、
05:29軽い元素から鉄までの元素を、
05:32思うの子が作ることができます。
05:35太陽の10倍以上の質量をもっと不死というのはですね、
05:40最後に大爆発を起こします。
05:43つまり、星の内部で色々な元素を作ってきたわけですけれども、
05:47それを最後に、爆発という形で宇宙にばらまうわけです。
05:54地球や生命の材料は、別の星がばらまいた元素だったというわけだ。
05:59元素は、言うなれば、宇宙の始まりとともに誕生した、小さな粒の集まり。
06:12それらが融合して、どんどん種類を増やしていったのだ。
06:22今わかっているすべての元素をまとめた周期表。
06:26それぞれの元素に定められた、原子番号の順に並んでいる。
06:31そして、この番号は、元素の重さを表している。
06:39軽い元素、重い元素という言い方をします。
06:42元素の重さは、何で決まるのか。
06:58原子番号6番の炭素を例に、元素の構造を見てみよう。
07:04まばゆい輝きを放つダイヤモンドは、炭素だけでできた結晶だ。
07:12どこまでも拡大していくと、一つ一つの炭素の粒が見えてくる。
07:18これが、元素の構造を見てみよう。
07:23これが、炭素原子だ。
07:38周りを回る電子は極めて小さく、ほとんど重さがない。
07:43一方、中心の原子核は、2種類の粒の集まりで、重さがある。
07:56この原子核の重さが、元素の重さを決めている。
08:02原子核は、陽子と中性子から構成されています。
08:07陽子と中性子は、非常によく似た粒子でありまして、
08:10陽子は電気を持っていますけれども、
08:14中性子は、電気的には中性です。
08:17実は、原子核の中に何個の陽子がいるかによって、
08:21我々を構成している物体とか、
08:23あるいはいろいろな物体の化学的な性質は、
08:27実はそれを構成している原子核の性質によって決まっている。
08:33原子核の中にあるプラスの電気を持った陽子。
08:38その数を、原子番号で表している。
08:42水素は、陽子1個でできているので、1番。
08:48ヘリウムは、陽子が2個なので、2番。
08:53炭素は、6個持っているので、6番といった具合だ。
09:04原子番号が大きくなるほど、陽子と中性子が増えるため、大きくて重い元素になっていく。
09:14重い元素にはいろんなものがあるんですけれども、
09:20その中でも、陽子の数が104よりも重いものを、
09:27特に超重元素というふうに言っているわけです。
09:30森本浩二です。
09:40理化学士研究所で、超重元素の研究を進めています。
09:46超重元素とは、周期表の下の方に位置します。
09:50原子番号の大きな元素のことを指し示します。
09:55一般的には、104番元素、ラザフォージウムより大きな元素のことを示します。
10:03現在では、118番元素まで、その存在が認められております。
10:10現在は特に、新元素である119番元素の探索を行っています。
10:20自然界には存在せず、
10:25加速器などを使って人工的に作る必要があります。
10:30119番元素は、周期表上では第8周期に乗る元素となります。
10:38その元素の合成に成功したならば、
10:41人類で最も大きな原子核を持つ元素の発見ということになります。
10:47元素の中には、地球上にわずかな量しか存在しないため、
10:55人工的に合成されているものがある。
10:58一方、104番以降の超重元素は、
11:05人工のもの以外、存在が確認されていない。
11:09まだ、どこにも存在しない、119番目の元素を生み出す。
11:22そのために欠かせないのが、最先端の加速器だ。
11:27理科学研究所、西名加速器科学研究センター、
11:32学科学研究開発室の幅広光です。
11:35西名加速器科学研究センターには、
11:38RIビームファクトリーと呼ばれる、
11:40世界最先端の14加速器施設があります。
11:43この施設では、水素からウランまで、
11:45あらゆる元素のイオンを、
11:48大強度で、高エネルギーに加速することができます。
11:56加速器で、新たな元素を作る。
12:00その原理は、至ってシンプルだ。
12:05まず、2種類の元素を用意。
12:09一方、加速器で加速し、ビームとして発射。
12:13もう一方を、その標的とし、
12:18両者をぶつけて融合させる。
12:22基本的には、標的の原子番号と、
12:26ビーム分原子番号を合わせたものが融合して、
12:30新しい元素の原子番号となります。
12:33ですので、119番元素を作ろうとすると、
12:37足し合わせて119になる組み合わせのものを用います。
12:44なるべく大きな原子番号を持つ標的に、
12:50なるべく小さな原子番号を持つビームという
12:55組み合わせの合成がしやすいんですけれども、
12:59キュリウムを標的にして、
13:00バナジウムを照射して合成しようというふうに
13:04試みております。
13:06原理はシンプルだが、作るのはとてつもなく難しい。
13:132つの元素の原子核。
13:18実は、そう簡単にぶつかってくれるものではない。
13:23もう一度、原子のモデルを見てみよう。
13:29原子核とその周りを回る電子。
13:33構造を分かりやすく表現するために、
13:38この比率になっているが、実際はどうかというと。
13:42この原子の中の大きさの間隔をお伝えしたいと思いますので、
13:52まず原子が全体として、東京ドームぐらいの大きさになっていたとします。
13:57そうしますと、そのままで電子は、東京ドームのガイアとか、
14:03あるいは観客席のあたりをこう、ガラガラガラと動き回って、
14:07そういうときに、原子核はどのくらいの大きさかというと、
14:11ガラス玉、1センチでもならないガラス玉になっています。
14:17原子核がとてつもなく小さいため、
14:20ぶつかべ確率が極めて低いのだ。
14:23問題はまだある。
14:28ちょうどいいスピードが必要。
14:31遅くてもダメで、速くてもダメで、
14:34原子核同士、プラスの電荷を持っていますので、
14:38近くまで寄ってくると、プラスとプラスの電気の反発力を感じることになります。
14:43速度がゆっくりだと、近くまで行って、
14:47反発力に負けて、表面同士が触れ合います。
14:53また、速度が速すぎると、表面同士が触れ合って、
14:59原子核同士が衝突するんですけれども、
15:01勢い余って、また2つに分離してしまいます。
15:06ですので、ちょうど原子核同士が触れ合うスピードで、
15:13衝突を起こすということが大変重要なことになっています。
15:17その原子核同士が、ちょうど触れ合うスピードを生み出してくれるのが、
15:27線形加速器。通称、リラックだ。
15:31光の速さの10%という最適な速度で、原子核を加速させる。
15:382018年に始まった、119番元素の合成実験。
15:49今もなお、実現を目指して続けられている。
15:55これほど長い時間をかけ、なぜ新しい元素を作るのか。
16:06119以降というのは、非常にこれから格段にですね、
16:13合成が難しい実験になってきております。
16:17超重元素、新元素を作り出す意義ですけれども、
16:21周期表はどこまで広がるのか、
16:25元素は一体どこまで存在するのかという、
16:28根源的な問いに答える挑戦であると考えております。
16:39新しい元素は、すぐには人の役に立つものではございません。
16:43しかし、元素は、物を作る大事なもとであります。
16:47新しい元素が発見されれば、その元素が秘めた新しい知識を
16:53人類は得ることができます。
16:55新しい元素の新しい応用を生み出すことにつながっていきます。
16:59新たな元素を生み出すという、
17:05途方もなく高い壁に、先人たちはどう挑んできたのか。
17:10森本は、かつて日本初となる、ある大発見に携わっていた。
17:20難しい研究であることは分かっていましたから、
17:31何年もかかるだろうなとは思っておりました。
17:35よろしくお願いします。
17:36九州大学高等研究院の森田浩介と申します。
17:482016年、日本が初めて合成に成功した長寿元素が周期表に刻まれた。
17:57発表された元素の名前は、ニホニウム。
18:07森田は、その研究を率いた中心メンバーだ。
18:13現在、元素として認定されているのは118種類あるんですけども、
18:19原子番号1番の水素から、118番のオガネソンという元素まであるんですけども、
18:24その中でニホニウムというのは、第113番目に相当していまして、
18:30113番元素ということができるんですが、
18:32原子番号83番のビスマスという原子核に、
18:37原子番号30番のアエンという原子番号の原子核をぶつけまして、
18:4483番元素が合成されたということが、結論として出せました。
18:48えっと、まああの、1980年代の初めぐらいからですね、
18:56私、理科学研究所に着任したのが1984年なんですけども、
19:01そのころから実験をスタートしております。
19:04当時、超重元素の合成に成功していたのは、
19:09アメリカ、ロシア、ドイツの3カ国だけだった。
19:13そういう、原子の合成を行えるような実験装置が、
19:28それほどアジアに数多くはなかったということなんですが、
19:32日本の理科学研究所で、新しい仮想機ができましたので、
19:37その仮想機を用いて、新しい研究という形で、
19:42震源層を探索する、そんなの試みが始まりました。
19:47森田が率いるプロジェクトのメンバーだった、森本。
19:57その当時は、最先端部分の超重元素というのは、
20:04112番であったりしてたんですけれども、
20:08その先をですね、ロシアのグループがどんどんと合成に成功していって、
20:14まさに114番、115番、116番、何番とか、
20:20そういうところを、どんどん合成に成功したという、
20:24論文を出していた時期なんです。
20:28それまで日本は、そういうところに関与できていなかったんですけれども、
20:32超重元素を作る装置ですね、加速器はあったんですけれども、
20:39その分離装置ですね、超重元素用の分離装置というものが、
20:43なかったので、そもそもそういう実験が行われておりませんでした。
20:48これは、現在119番元素の合成にも使われている、
21:01線形加速器、リラック。
21:041秒間に、2.4兆個の原子核を打ち出すことができる。
21:11この、世界屈指のビーム強度で、
21:17新元素の合成確率を高めようとしている。
21:20打ち出された原子核が、標的と正面からうまく衝突し、
21:28後ろの検出器が捉えると、
21:32新たな元素ができたことがわかる。
21:35しかし、この時、
21:40土系の粒子も大量に発生する。
21:45原子核が砕け、欠片が飛び散ったり。
21:52うまく融合しなかった原子核が飛んできたり。
21:56そもそも小さいので、空振りすることも多い。
22:04こうした余計な粒子が、検出器に届くと、
22:09実験の精度が大幅に落ちる。
22:16そのため、必要となるのが、分離装置だ。
22:21当時、森田は、新たな分離装置を一から設計した。
22:32完成したのが、ガリスだ。
22:39余計な粒子を、磁石の力で曲げて、
22:43壁側に追いやり、
22:44うまく衝突した原子核の機能を、
22:48一番奥の検出器まで誘導する。
22:54加速器を使って、
22:56ビームを飛んでこさせて、
22:59標的にぶつけて、そこから飛び出してきて、
23:01その標的の中で、
23:03飛び出してきたものを効率よく捕まえるという装置を、
23:07自分たちで工夫して作って、
23:11ちゃんとしたものができているということを確認しながら、
23:15あとはもう、街の実験にまで持っていくということですね。
23:25何もひたすら待っているだけなんですけども、
23:27じっとですね、
23:29実験中はひたすら待っているだけです。
23:33亜鉛とビスマスの反応を始めてしまうと、
23:38予兆というか、そういうのは全くなくて、
23:43あるとき、突然ポンと本物が来る。
23:48そろそろ来そうだとか、そういうのは、
23:52全くデータには現れませんので、
23:54もう完全にその確率です。
23:58で、待つしかないと。
24:03実験の体制が整い、本格的に稼働し始めたのは、
24:082003年。
24:12始めたときに、
24:17予想では、
24:20数百日に一つぐらいは、
24:23来るんじゃないかという予想で、
24:25始めていましたので、
24:271日2日とか、1週間とか、
24:30ですぐ来るとは思っていないので、
24:33その辺は、みんなメンバー落ち着いて、
24:37実験を行っていたと思います。
24:40きっとそのうち来るんだろうな、
24:42というような気持ちで、
24:44毎日やっていた。
24:46サイコロの、
24:48例えば200ある目のサイコロを用意して、
24:511個だけ当たりがあって、
24:52それを毎日コロリーン、
24:55コロリーンって振るようなものなんです。
24:57なので、
24:59200回振っても出ないときもあるし、
25:021回目で出るときもあるし、
25:04もう、神のみぞを知る。
25:07だから、よく実験やっているときに、
25:09いろんな人が来て、
25:11そろそろ、そろそろ、
25:13例えば、
25:15100日とか経ったら、
25:17100日経ってるから、そろそろじゃないのとか、
25:19そういう問題じゃなくて、
25:20もう、過去は全部、
25:24何にもならないんですよ。
25:26100日溜めたから、
25:28出やすいとか、そういうのなくて、
25:30毎日200分の1の、
25:32確率のサイコロを振るだけなんで。
25:35何の兆候も見られない実験を、
25:39ひたすら繰り返す日々。
25:41開始から1年がたった、
25:482004年7月23日。
25:52これ、みんな徹夜で、徹夜で、
25:55徹夜で、シフト組んで、
25:57晩をしながらやっているんですけども、
25:58ちょうど、私が夜シフトというか、
26:04深夜のシフトをやっているときに、
26:08ディスプレイを見やがら、ひたすら待っていたんですけども、
26:13当時はですね、
26:16森田さんがシフトで、
26:18この部屋におられて、
26:20他の仕事をされていて、
26:22私は夕方だったんで、
26:24帰ろうと思って、
26:26森本さんが、
26:28部屋にやってきて、
26:30もう、交代しますねって言って、
26:32部屋を出ていこうとするときに、
26:35画面を見ていて、
26:37何かそれらしいものができているってことに、
26:38気がついたんですね。
26:40今日はこれで帰りますって、
26:41挨拶をしに、この部屋に入ってきて、
26:44この画面をパッと、
26:46チロッと見たらですね、
26:48ここにあります、
26:50赤い窓が開いているんですけども、
26:53これは普段、開いてないんです。
26:55震源層がやってきたら、
26:57ある条件に引っ掛かった、
27:00データが引っ掛かったらですね、
27:02この窓を開いて、
27:04その条件に引っ掛けたデータを
27:06ここに表示しろっていう、
27:07プログラムで組んでやったんですけども、
27:08その窓が開いていてですね、
27:11多分これは森田さん、
27:13本物できてますよっていうふうに、
27:15彼が言うので、
27:17ディスプレイを見ますと、
27:19確かにそんな兆候だねって言って、
27:21白い四角っていうのが、
27:23まず重い元素がやってきたっていう信号で、
27:26同じ位置に、
27:28即座にアルファ線がいくつか観測されている
27:31という絵なんですけれども、
27:32こちらの画面、
27:39新たな元素を検出するセンサーの形を表している。
27:44白い四角の部分に、
27:50重い元素がぶつかったことを示している。
27:55そして、四角の中に、
27:57×印が4つ重なって表示されている。
28:02これは、
28:04アルファ粒子を4回捉えたという意味だ。
28:08ここから何が分かるのか。
28:10寿命が短いですので、
28:13すぐにアルファ崩壊っていうのをするんですけれども、
28:16アルファ崩壊をして、
28:182つ原子番号の小さい元素が変わります。
28:23この元素は、
28:26誕生後、わずか千分の2秒で壊れていた。
28:30そして、この時、
28:33陽子2個、中性子2個のアルファ粒子を放出して、
28:37別の元素に変わっていた。
28:41アルファ粒子が飛び出すと、
28:45原子番号が2つ減った元素になる。
28:48これを、アルファ崩壊という。
28:52このアルファ崩壊っていうのを、
28:55いくつか繰り返すんですね。
28:57私たちがここから作って、
28:59こういう風に崩壊で下へ落としましたっていう、
29:02下との整合性を見て、そこが合っていれば、
29:04確かにこれを作っていましたよね、
29:08っていうような証拠として言うんですけれども。
29:11合成された元素自体は、
29:14一瞬で別の元素に変わってしまう。
29:17そのため、アルファ崩壊の回数が、
29:22合成に成功していた証拠になる。
29:24解析の結果、
29:28原子番号105番の、
29:31ロブニウムという元素ができていたことまでは分かった。
29:35ここから、
29:39捉えることができた、
29:414回分のアルファ崩壊を逆算して考える。
29:44107番、
29:48109番、
29:51111番、
29:54すると、
29:56最初にできていたのは、
29:58113番の元素ということになる。
30:01つまり、
30:03新たな元素が合成されていたことが分かったのだ。
30:07これを見るとですね、
30:12一目、要点、
30:14待っていたものが来たというのが分かるんですけれども、
30:18これを見て、大興奮した覚えがあります。
30:24翌2005年、
30:26より確実な証拠を得るため、
30:29追試実験を開始。
30:31そして、
30:33そして、
30:35安藤井は、
30:37土曜日の夜のシフトの方が終わって、
30:40朝、僕が交代に行ってみると、
30:43その夜晩の方が、
30:45どうも、
30:47今晩、この世の中に1個できているような気がすると言って、
30:50ノートを見せてくれたんですけれども、
30:52確かにそれを見せてもらって、
30:542つ目ができているというのが分かりましたね。
30:57分かりましたね。
30:59開始から2年で、2例目の成功。
31:04満を持して、国際機関に新元素として申請した。
31:09ともが、思いがけない返事が寄せられた。
31:162個では足りないというのだ。
31:22やっぱり、まだその1つや2つでは、
31:30何か再現されている回数が足りないだろうというのが、
31:35認定側の言い分なんですけれども、
31:38でもかつても、
31:41もっと原子番号の小さい原子核が発見されたときには、
31:451つの原子の発見の報告で認定された例もありましたから、
31:50そういう前例はあったんですけれども、
31:52だんだんそういう、
31:54認めるレベルが厳しくなってきているというか。
31:59研究チームは楽天。
32:05同時に、大きな焦りも感じていた。
32:10最初に始めたときにですね、
32:13ドイツの研究所が、
32:15同時に同じ反応の実験を開始するという情報があって、
32:20一時期ですね、
32:22全く同じ実験を、
32:24日本とドイツと並行で走っていたことがあるんです。
32:27ですので、そのときに、
32:30ドイツの方が先に自傷を見つければ、
32:34それはもう負けることになりますので、
32:36それもドキドキハラハラで実験をやっていました。
32:40ところが、3つ目はなかなかやってきてくれなくてですね。
32:467年くらいかかったんじゃないかな、
32:482個目と3個目の間って、
32:50神様いい加減来てよっていう感じです。
32:52パッタリと途絶えてしまった、
32:56神元素合成のサイン。
32:59それから7年。
33:01まあ、たまたま、一緒にやってる大学院生さんがやってて、
33:14これ、なんか森田さんできてるような気がするんですけど、とか言って、
33:19電話かけてきて、
33:20状態にちゃいかんよって、
33:23実験室に飛んで行って、
33:25確認したら、
33:27本当に間違いないだろうっていうのを見つけて、
33:30すごいものを引いたよって、
33:33これをまとめまして、
33:34国際機関の方で、
33:39113番合成したと認めていいだろうということで、
33:44承認ということになりました。
33:46なりました。
33:50I hear...
33:52Declare...
33:54The 113 element name...
33:57ニホニウム
33:582016年11月30日、
34:06国際機関の発表により、
34:09新元素の名前がニホニウムに決定した。
34:15日本の科学技術が、
34:18世界の第一線にあるということの証であり、
34:22同時に、これからの未来を担う若い人たちにとっても、
34:28大きな励みになると思います。
34:31いや、まあ、
34:33できても、
34:35寿命が1,000分の1秒とかそんなものですから、
34:38それが何かの、
34:40実際の役に立つということは、
34:42100年や200年ではないと思います。
34:44でも、分かりませんので、
34:46将来、何百年がたって、
34:48これが何かの、何かの役に立つようなことが、
34:51実はあるかもしれない。
34:53ただ、何も分かりませんとしか言えないです。
34:56だから、例えば、
34:58宗教という、
35:01この中に、
35:03例えば、
35:05日本の研究者がやったと、
35:07明確に分かる形で、
35:09そういう名前がついて残ることによって、
35:11それを見た、
35:13中学生とか高校生が、
35:15日本もちゃんと、
35:17基礎研究をやっているんだということが、
35:19明確に分かる証拠になると思うんですよね。
35:21中期表に新しいものを残したということ自身が。
35:25そこはだから、若い人たちに、
35:28勇気を与えるというか、
35:30希望を与えるというか、
35:32若い人たちが、
35:34彼らに続いてほしいんですけども、
35:36我々もやってみようというきっかけを、
35:40持ってもらうために、
35:41我々やっていて、
35:42意味があるというふうに思っていますけど。
35:47森田の思いは、
35:49若い世代へと伝わっていく。
35:51私自身、ニフォニウムが昔から大好きですね。
35:59アゲドリドリと申します。
36:01幻想をモチーフにした、
36:03イラストやコンテンツを作っています。
36:05科学クリエイター、アゲドリドリ。
36:11幻想を擬人化し、ファンタジー風の世界観で紹介。
36:192024年には、学習コンテンツとして、
36:25幻想をわかりやすく解説した本も出版した。
36:28私が中学2年生の頃、初めて学校の中学の教科書で
36:44元素周期表を習う頃に、
36:46お父さんが元素図鑑を借りてきてくれて、
36:5083番元素のビスマスのページを開いて、
36:54すごく美しい結晶が、写真が写っていたんですね。
36:59その元素って、本当に一番純粋な物質であるはずなのに、
37:04どうしてこんな美しい結晶を形作れるんだろうっていうところから
37:08興味を持って、その授業の合間に
37:12学んだ元素のキャラクターを描いてみたり、
37:15っていうのを繰り返すうちに、どんどん世界観ができてきて、
37:18今の創作活動に至っています。
37:21ファンタジーな世界観のゲームが好きで、
37:25自然と作るものもそれによっていったのかなと思います。
37:28キャラクターのイラストは、それぞれの元素の性質をもとにした元ネタが、
37:30だいたい何十個か仕込まれているんですが、
37:32例えば、ニフォニウムであれば、
37:33合成に使われた加速器の部品だったりとか、
37:34森田先生にインタビューして、
37:35完成前のイラストを見ていただいて、
37:37こういう要素を追加したらいいんじゃないかと言われたと
37:38そのイラストは、それぞれの元素の性質をもとにした元ネタが、
37:43だいたい何十個か仕込まれているんですが、
37:46例えば、ニフォニウムであれば、
37:48合成に使われた加速器の部品だったりとか、
37:50森田先生にインタビューして、
37:54完成前のイラストを見ていただいて、
37:57こういう要素を追加したらいいんじゃないかと言われたときに、
38:01その提案してくださった、
38:03ニフォニウムが検出されたときに出てくる赤いバツ印だったりとか、
38:07そういうものをイラストの中に入れています。
38:09そうですね、やっぱり一番最初に元素にはまったきっかけである、
38:2283番元素のビスマスと、
38:25もう一つ好きな元素があって、
38:2730番元素のアエンなんですね。
38:30なんでアエンが好きかっていうと、
38:32人間として憧れるような性質を持っていて、
38:35とにかく人間に、人間というか、
38:39他の元素に対して優しいですよ。
38:42自己犠牲の精神を持っている元素というか、
38:45そういう元素としての生き様が、
38:48人間として憧れるなと思っています。
38:50こうした元素のキャラクターが登場するゲームを制作するなど、
38:57ますます活動の幅を広げている。
38:59今目指していることは?
39:04そうですね、やっぱり教育コンテンツを作る以上、
39:13小中高生、義務教育を受けている、
39:17実際、元素を学んでいる方々に届いてほしいというのは一番ありますが、
39:23やっぱりそれだけじゃなくて、
39:25元素の魅力にまだ気づいていない、
39:27私たちと同年代の方や、それより年上の方もいらっしゃると思うので、
39:33まだ元素の魅力に気づいていない全ての方に、
39:37元素ってこんなに魅力的なんだということが伝わればいいなと思っています。
39:41発見の歴史とともに、一つ一つ名前が刻まれてきた、元素の周期表。
39:54なじみのない元素でも、その名の由来や、使われ方を知れば、不思議と身近に感じられる。
40:11まずは、国の名前に由来する元素。
40:26ゲルマニウムは、ドイツの古い呼び名、ゲルマニアから。
40:31ポロニウムは、ポーランドが由来となっている。
40:39そして、日本の名前を冠した、ニホニウム。
40:46いずれも、元素の発見者の国にちなんでいる。
40:51偉大な科学者に敬意を表して名付けられた元素もある。
41:05相対性理論のアインシュタインにちなんだ、アインスタイニウム。
41:12指導説を唱えた、コペルニクスにちなんだ、コペルニシウム。
41:26そして、アメリカの科学者、シーボーグにちなんで名付けられた、シーボーギウム。
41:33シーボーグは、生涯で9種類もの元素を発見し、ノーベル科学賞を受賞した人物だ。
41:51最先端の科学でも、さまざまな元素が役立っている。
41:56ストロンチウムは、世界で最も正確な時計、光光子時計に使われている。
42:07その誤差は、300億年にわずか1秒。
42:16ネオジムは、超強力な磁石の原料として、電気自動車のモーターなどに欠かせない。
42:23そして、人工元素、アスタチン。
42:33今、医療の現場で、新しい可能性が注目されている。
42:37今、医療の現場で、新しい可能性が注目されている。
42:50超重元素とは違い、アスタチンは、小型の加速器で大量に作ることができる。
42:5780年以上前に発見された元素だが、実用化されることは、これまでほとんどなかった。
43:06大阪大学大学院医学系研究科、渡部正と申します。
43:15大阪大学大学院医学系研究科、渡部正と申します。
43:21アルファ線という放射線を放出する、新しいアスタチンという元素を使った、がんの治療法の開発と、そういった研究を行っております。
43:31アスタチンは、数時間でアルファ崩壊を起こす。
43:50その性質を使って、がんを狙い撃つ治療法の開発が進められている。
43:56まず、アルファ線というのは、放射線の一種ですね。
44:01アルファ線というのは、ヘリウムの原子核で、陽子と中性子が2つずつくっついている。
44:06結構、サイズ的には大きいんですね。
44:10このアルファ線治療、広い括りで言いますと、核薬治療とか内照射療法とも言われたりしますけれども、
44:16これは、お薬として全身に投与しますので、全身にがんが、
44:22転移があったり、散らばっていたとしても、
44:25そこに、そのお薬自身が自発的に届いてですね、
44:29それぞれの場所で、アルファ線、
44:33否定の短い放射線を体内から出して、がん細胞を攻撃する。
44:37この方法では、人工元素、アスタチンは、
44:44容器の中で液体に溶かした状態になっている。
44:53それを、患者の体内に直接注射で入れるのだ。
44:58アスタチンは、血管を通ってがんまで到達し、
45:05表面に取り付いて、アルファ線で攻撃する。
45:10アルファ線は、威力は大きいが、
45:14飛距離が極めて短いので、通過する血管を傷つける心配はない。
45:19利点は他にもある。
45:25アスタチンは、体の中で変化し、
45:28外に向かってX線を放出する。
45:36これを捉えることで、
45:38薬が、体のどこに作用しているか、
45:42つまり、がんがどこにあるかを、
45:45くまなく知ることができる。
45:50これは、体内に投与した薬が発するX線を捉えた画像。
45:57明るく光っている部分が、薬が作用している場所だ。
46:01これを、最近は治療・セラピーで、
46:09ダイアグノスティックス、
46:11これは診断なんですけども、
46:13これを合わせてセラノスティックスという形で、
46:15画像診断から治療までを、
46:19一連のフローで一貫して行うという形が、
46:24最近は一般的になってきてますね。
46:27アスタチンを使った治療法の開発は、
46:33南地性甲状腺癌、そして南地性全粒腺癌でも、
46:39治験がスタートした。
46:41アスタチンの治療薬開発、それから臨床応用という点では、
46:52日本が先に住んでますし、
46:55大阪大学では2つの医師の治験もやっていて、
46:58さまざまな治療薬開発をしておりますので、
47:01まさに世界をリードしている状況かなと思います。
47:04医療の未来を、重い元素が明るく照らそうとしている。
47:15アスタチンのように実用化できるものは、
47:28超重元素の中にもあるのか。
47:31最大の課題は、その寿命だ。
47:36多くの超重元素は、極めて不安定で、
47:42ほんの一瞬しか存在できない。
47:49もし安定な超重元素というものが見つかれば、
47:52ずっと安定に存在し続けるので、
47:55全く普通の物質のように扱うことができるので、
47:58極めて貴重な、重要なものとなります。
48:07こういったものに使えるよというふうなものを
48:11予測されているというのは、ほとんどないと思います。
48:14ですけれども、元素が見つかれば、
48:16それはいろんな応用を切り開くものになっていくと、
48:19元になるものなので、
48:21長い寿命であれば実用化されるというものは、
48:24出てくる可能性はあると思います。
48:28安定で、長い寿命の超重元素を見つけようとする
48:33研究も続けられている。
48:34安定の島には、長寿命の長重元素が存在すると予測されています。
48:44原子核は、ある陽子の数と中性子の数で、
48:50安定化することが知られています。
48:53これは、角図表と呼ばれる、安定した元素と不安定な元素を細かく表した表。
49:05縦軸が陽子の数、横軸が中性子の数。
49:17つまり、原子核を作る粒子の数で、元素の種類を表している。
49:25右上に行くほど、重い原子核になる。
49:30例えば、炭素は、この列に並ぶ、すべての点が炭素を表している。
49:42同じ元素でも、中性子の数が違うものを、同位体という。
49:52青い丸は、自然界に安定して、長く存在する同位体。
50:02黄色い丸は、不安定で寿命の短い同位体だ。
50:08同じ炭素でも、寿命の長いものと短いものがある。
50:12どんどん右上の、重い方へたどっていくと、
50:24あるところから、青い点がほぼなくなっている。
50:33さらに上、長寿元素の領域になると、
50:41安定同位体を示す青い丸は、一つもなくなってしまう。
50:47でも、まだ同位体が発見されていない、この水色の領域には、
50:55理論上、安定して存在し続けられる、寿命の長い同位体があると考えられている。
51:05この領域を、安定の島と呼びます。
51:10今見つかっている、長寿元素の、さらに先の領域、安定の島。
51:17ニホニウムの同位体も、この領域に含まれている。
51:30そうした、長寿元素の安定同位体を見つけることを、研究者たちは目指している。
51:37安定の島にたどり着く一つの道は、実際にさまざまな新元素を作り続けること。
51:50一方、理論を用いて、より重い元素を探そうという研究も行われている。
51:58原子核は、合計して数個から数百個の陽子や中性子が集まって、塊になっています。
52:11塊になることによって、粒子間の力がよく効くようになって、塊全体を安定化します。
52:18溶子と中性子を結びつけている、結合エネルギー。
52:36長寿元素が安定するためには、この結合がより強くなければならない。
52:42では、原子核がどういう状態のとき、結合が最も強くなるのか。
52:52大塚は、スーパーコンピュータ、富岳を使って、シミュレーションによる解析を行った。
53:02300時間に及ぶ計算の末、ある結論にたどり着く。
53:09結合を強めるカギは、原子核の形にあったのだ。
53:16原子核の形にあったのだ。
53:20量子論が木を使って調べていくと、
53:24アーモンドこそが、原子核の最もふさわしい形であるということを見つけました。
53:31アーモンドでは、この長さ、それからこの長さ、そしてこの長さ、全部違います。
53:46このように全部違うものが、こういうものが最も結合エネルギーが大きくなるということを見つけたわけです。
53:57これは、ただ形に着目したというだけの研究ではない。
54:05それまでの結合エネルギーの理論では考慮されていなかった、量子力学を取り入れた、全く新しい理論なのだ。
54:15全然この事柄のスケールは違いますけれども、
54:24天動説から地動説への転換というのと似ているところもあると思います。
54:30我々、これを、新しい理論を見つけることができたおかげで、
54:36今まで取り込まれていなかった、いろんな性質を含んだ理論を作ることができました。
54:48軽い原子核から重い原子核に変わっていくと、その内部の構造は進化していきます。
54:55そして、長寿元素はもっと重い原子核ですから、この進化の、いわばこういう頂点にあるわけですね。
55:02この頂点を極めるものはもちろん大事なことなんですけど、いきなり頂点に行くということはできません。
55:09ですから、その長寿元素を極めるという研究には、その途中の原子核をちゃんと調べていくということが重要なわけです。
55:19そのような研究が、世界のいろんな研究拠点で進められています。
55:26理論と技術で、世界のライバルたちをリードできるか。
55:32やっぱり新しい原子核を作る動きというのは、例えばロシアの研究所、118番まで作ったロシアの研究所であったり、アメリカの研究所ですね。
55:50あと、新しくですね、中国の研究所も新原子核の研究を開始しました。
55:56次の119番、120番という新原子核がですね、どこの期間から出てくるかというのも、それはもう、どこから出てきてもおかしくないというような状況になっております。
56:09日本が目指す、全人未踏の119番元素。
56:19周期表の空欄を埋めるべく、日々、新たな挑戦が続いている。
56:25日本のリラックはですね、より大強度で、さらに高いエネルギーまで安定してビームを供給するためにですね、まずは日本源というものが新しく開発されたものに置き換わりました。
56:43そして、加速タンクの一部がですね、加速空洞の一部が超電動を用いた加速空洞というものに置き換わりました。
56:54これによって、これまでよりも大強度、かつ安定したビームを供給できるように改造されました。
57:03確率が小さいから、的に毎秒あたり投げる球の数を増やしているんです。
57:09毎秒10個当ててたのが、毎秒100個当てるとか、そういうイメージです。
57:16118までの放送は大体もう報告されていますので、まだ事例も報告がない、その一つというの119番元素というところを、
57:26世界中の研究者が追っかけているんですが、我々もその中の一つです。
57:31日本が先進国なんだということを示す一つのマルメーターではあると思うので、
57:3410年ぐらいは、いくら早くてもかかるだろうなと思っています。
57:40だから、少なくとも意味のあることをやっているんだというふうに、
57:47自分が満足できるかどうかですよね。
57:50この世界を構成する万物の根源、元素。
58:05世界の源を、人が新たに作り出せるようになった今。
58:06世界の源を、人が新たに作り出せるようになった今。
58:20研究者たちは、周期表のさらなる先を目指して、進み続けている。
58:26世界の源を、人が新たに作り出せるようになった今。
58:32研究者たちは、周期表のさらなる先を目指して、進み続けている。
58:38フロンティア、火山島西之島、6年ぶりの上陸調査に密着。
58:53フロンティア、火山島西之島、6年ぶりの上陸調査に密着。
59:08植物だ。
59:10なんてこと。
59:13BS世界のドキュメンタリー。
59:16公約を次々実行に移してきた2期目のトランプ大統領。
59:22アメリカではどう受け止められているのか、今夜放送。
59:28スポーツヒューマン、ブラックフットボール、大見ゆりか。
59:32ただ一途に世界へ。
59:34一緒に一度のチャンスかもしれない。
59:36そこに全部そこをつくしかない。
59:43カーリング、ミラノコルティナオリンピック、世界最終予選をNHKBSで連日放送中。
59:49女子、男子ともに出場役は残り2つ。
59:53オリンピックへの切符をつかみ取る。
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