第7回のメインレクチャー、サブレクチャーは、2022年11月13日(日)前後の日程で、受講者自身が予定を調整しながら講義動画を視聴できるオンデマンドの形式で行いました。

メインレクチャーは、理学部附属放射科学教育研究推進センターの近田拓未先生が「海水から太陽をつくる〜核融合炉が拓く未来〜」というタイトルの講義を担当しました。

　核融合炉は、国際的な協力のもとに開発されつつある発電方法です。現在、人類はエネルギー(Energy)問題、環境(Environment)問題、経済(Economy)問題の３Eのトリレンマを抱えています。また日本は、化石燃料などエネルギー資源の90%を海外からの輸入に頼っています。持続可能なエネルギー利用方法として、再生可能エネルギーの開発などが試みられていますが、エネルギー資源の獲得には広大な施設が必要となります。そこで、3Eのトリレンマを解決する有効な方法として核融合炉に期待が集まっています。

　核融合炉は、水素の同位体である重水素と三重水素の原子核どうしが衝突することで発生する大きなエネルギーを発電に用いるものです。核融合炉がうまく稼働すれば炉内で原料となる三重水素を再生産し、自給自足の体制を作ることができると考えられています。

　しかし核融合炉開発では、解決しなければならない技術的課題があります。核融合反応が起こるためには、原子を高温にあたためてプラズマをたくさんつくり、それらを小さな空間に閉じ込める必要があります。プラズマを閉じ込める方法として、磁場を用いる装置などが試作されています。また、核融合で発生した大きなエネルギーの中性子を冷却材で熱に変換する装置をブランケットと言い、これには中性子の衝突と高温に耐え、同時に中性子を遮蔽する素材が必要となります。

　現在、国際的な協力体制の下で核融合炉の実用化に向け、国際熱核融合炉(ITER)がフランスに建設されています。あと数年後に核融合の実験が始まる予定ですが、ここでの研究成果は各国の核融合炉開発に反映され、日本も21世紀中ごろに核融合炉を用いた発電の実用化を目指しています。

　受講生が講義後作成したレポートには、世界のエネルギー問題に対する考えが書かれていました。技術革新の必要性、新たな技術に対するメリットとリスクの評価、世界人口の増加がエネルギー需要に与える影響、国際協力の重要性など、未来を担う高校生としての率直な意見を知ることができました。

「統計学　その２　群間の比較」のサブレクチャーでは、静岡大学の公開講座として収録されている「数理・データサイエンス入門」を視聴しました。

　様々な統計調査において、母集団の一部を抽出して得た標本をもとに、母集団を推定する手法が用いられます。これを標本調査と言い、世論調査や不良品の検査など社会科学や科学技術で用いられ、調査方法を適切に管理すれば確率的に母集団を推定できる方法です。

　しかし、標本という見える世界の情報から、母集団という見えない世界の性質について判断を下すためには、適切な手順を踏む必要があります。複数の母集団間に差があるかどうかを判断するために、仮説検定という手法で標本を検定します。その結果、標本間に有意差があると母集団間にも差がある可能性があるという結論になります。ただ、このような統計処理にも、100%正しい判断は不可能であることを自覚する必要があります。

　実際のデータ分析はコンピューターを用いて行われるため、コンピューターが処理しやすい形式のデータに前処理する必要があります。表データでは、データ形式を整形します。また外れ値や欠損値を適切に処理します。このような前処理をすることで分析精度を高めることができます。

　研究者や場所や時代が変わっても同じ結果が得られるよう再現性を追求することで、研究から恣意的な歪を取り除くことが大切です。特に、仮説に都合の良いひとつかみのデータである「チャンピオンデータ」を、実験結果の中から採用することは避けなければいけません。そのためには、データの分布状況について適切な統計処理をもとにして判断することと、自らの研究倫理意識が重要になります。

　サブレクチャー受講後、受講生はGoogle Classroomのシステムから小テストを受けました。いずれの受講生も高得点であり、理解度の高さを確認することができました。