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全国高専における自然災害時の地表電位変動計測システムと防災教育への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K03264
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関佐世保工業高等専門学校

研究代表者

川崎 仁晴  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10253494)

研究分担者 高田 英治  富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (00270885)
吉木 宏之  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00300525)
須田 義昭  佐世保工業高等専門学校, その他部局等, 特命教授 (20124141)
出口 米和  群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300535)
河野 晋  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30270375)
上野 崇寿  大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30508867)
高比良 秀彰  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (80249896)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード地震予知 / 電位計測 / 教育装置 / 工学教育 / 空間電位計測 / 異常天候の予測 / 大気電界変化 / 地表電位変化 / 地震 / 災害教育 / 防災
研究開始時の研究の概要

大地震や落雷、ゲリラ豪雨等の災害は、人体やインフラなどに物理的な被害を与えるだけでなく、子どもの精神的な成長にも悪影響を及ぼすため、対策は急務である。地球と電離層の間は、電気的なコンデンサとして働くため、地震前に大気電界変動を起こすことが知られている。我々は簡易的で安価な地震予知システムを考案し、地震による電位変動を捉えてきた。この計測時に、地震以外にも天候変化、特に降雨と落雷前後に大きな電位変化が生じることがわかった。本申請では、簡易地震予知システムを豪雨や雷をもたらす積乱雲の検知にも使える装置に改造し、その効果を検証するとともに子どもたちが自然災害を正しく学習する教育システムを開発する。

研究成果の概要

近年、地震、豪雨、落雷等の自然災害が大きな問題となっている。これらは、直接的な被害だけでなく、特に若者に精神的なダメージを与えることが知られている。自然災害による心理的ダメージの原因としては、災害の原因が理解されていないこと、予測が困難であることなどが挙げられる。一方、簡易な空間電位計測装置を用いることで、地震の発生を予測することが可能であることが示唆されている。本研究では、複数の高専に設置された簡易空間電位測定装置を用いて電磁気現象を測定し、自然災害の前に電位変化が発生すること明らかにした。また、この結果を応用して自然災害に関する教育装置を作成し、出前授業などに応用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

簡易型の空間電位計測装置によって、地震予知にもつながる電位変動の計測を行った。研究結果から次のことが判った。1)地震前には、正の方向への優位な電位変化がある。これは、大地の剪断応力によって発生したイオンによるものと考えられる。2)落雷や大雨をもたらす積乱雲の接近でも、電位変化が起こる。落雷時や降雨時には電位は負になることがある。3)降雪時には負の方向への電位変化が起こる。これらの変化は、地震や降雨時前の積乱雲の接近で起こるが、電位変化のパターンからどのような気象変動が起こるかは確実には分からなかった。AI等で詳細に分析し、精度を上げれば、ある程度の精度の地震予知が可能だと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 粉体材料のスパッタリングによる各種機能性薄膜の作製2024

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 67 号: 2 ページ: 71-76

    • DOI

      10.1380/vss.67.71

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2024-02-10
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Ti and Fe Composition Gradient Thin Films by Sputtering with Mixed Powder Targets2023

    • 著者名/発表者名
      Tahahiko Satake, Hiroharu Kawasaki and Shinichi Aoqui
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 21 号: 3 ページ: 218-223

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2023-021

    • ISSN
      1348-0391
    • 年月日
      2023-02-18
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Indium-gallium-zinc oxide thin-film preparation via single-step rf sputter deposition using mixed-oxide powder targets2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Satake, Hiroharu Kawasaki and Shinichi Aoqui
    • 雑誌名

      ARCHIVES OF ELECTRICAL ENGINEERING

      巻: 72(2) ページ: 555-563

    • DOI

      10.24425/aee.2023.145425

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indium-gallium-zinc oxide thin-film preparation via single-step rf sputter deposition using mixed-oxide powder targets2023

    • 著者名/発表者名
      Tahahiko Satake, Hiroharu Kawasaki and Shinichi Aoqui
    • 雑誌名

      ARCHIVES OF ELECTRICAL ENGINEERING

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 簡易型空間電位変動検出による自然災害予測とその教育への応用可能性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴、須田義昭
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 141 号: 8 ページ: 458-463

    • DOI

      10.1541/ieejfms.141.458

    • NAID

      130008070593

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Ni-doped stainless steel thin films on metal to prevent hydrogen entry via sputter deposition with a powder target2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Hiroshi Nishiguchi, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, and Takeshi Ihara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SA ページ: SAAB10-SAAB10

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abba10

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高専における放電プラズマネットワーク (小特集 高専における核融合および原子力に関する人材育成)2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 97(6) ページ: 313-318

    • NAID

      40022635590

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of functional thin films with elemental gradient by sputtering with mixed powder targets2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko OHSHIMA, Yoshihito YAGYU, Takeshi Ihara, Kazuhiko Mitsuhashi, Hiroshi Nishiguchi and Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 61 号: SA ページ: 1-4

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac1488

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Multielements Mixture Thin Film by One-Step Process Sputtering Deposition Using Mixture Powder Target2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 49 号: 1 ページ: 48-52

    • DOI

      10.1109/tps.2020.3025306

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Trial of elemental gradient functional thin films preparation by sputtering with mixed powder targets and their applications2024

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS Nagoya University
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いた成膜機構とターゲット表面の関係I2024

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      応用物理学会 東京都市大学
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いた薄膜作製機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2022年度共同研究成果報告会プログラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遠隔で行える電気電子工学学生実験装置の開発 I2023

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2023応用物理学会全国秋 熊本大学(Hybrid:Web)2023.9.19 19a-A311-1
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遠隔で行う電気電子工学学生実験装置の開発I2023

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      教育フロンティア  日大理工学部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dependence of the film qualities on the solied densities of the targets prepared by sputtering deposition with mixture powder targets2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      Global Plasma Forum in Aomori,Wa Rasse(ワラッセ)青森
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Relation between crystallinity of the films and solid density of the target by sputtering depotion with mixture powder targets2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      PS2023  P-23 Winc Aichi(愛知)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ni and SUS mixture thin film preparation by sputteringusing NiO2 and SUS powder mixture target2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ELMECO-2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Laser Ablation Plasma Irradiation on the Sterilization of Bacteria II2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ISNTP-14
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] PVを用いたエネルギー再利用に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      教育フロンティア研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni and SUS mixture thin film preparation using NiO and SUS powder mixture target2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      IVC-22
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットプロセスによるFe, Ti混合傾斜機能性膜の作製2022

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2022応用物理学会全国秋
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Elemental gradient functional thin film production for hydrogen entry prevention using powder target2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ICRP-11 / GEC 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Elemental gradient functional thin films preparation by sputtering with NiO and SUS304 mixed powder targets2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      7th STI-Gigaku2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Elemental gradient functional thin film production for hydrogen entry prevention using NiO powder target2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      DPS2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of elemental gradient functional thin films by using mixture powder targets III2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      MRSJ2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sputtering Deposition Using Several Kinds of Mixture Powder Targets For Elemental Gradiented Functional Thin Film2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      AFM2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Trial of elemental gradient functional thin films preparation by sputtering with mixed powder targets II2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いた3次元の元素空間分布を持つ傾斜膜の作製2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Niをドープした金属表面への水素侵入防止傾斜機能性膜の作製2022

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      プラズマプロセシング研究会(SPP)/プラズマ材料科学シンポジウム(SPSM
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-elements mixture thin film preparation process by sputtering deposition using mixture powder target2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Satake
    • 学会等名
      ISPlasma2022/IC-PLANTS2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trial of elemental gradient functional thin films preparation by sputtering with mixed powder targets I2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ISPlasma2022/IC-PLANTS2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粉体ターゲットプロセスによるFe, Ni, Ti混合傾斜機能性膜の作製2022

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2022年応用物理学会春期講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ELEMENTAL GRADIENT FUNCTIONAL THIN FILM PREPARATION BY SPUTTERING WITH MIXED POWDER TARGETS2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Hybrid Materials and Processing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いたスパッタリング法による水素脆化防止膜の作製2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2020年度共同研究成果報告会プログラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットプラズマプロセスによる傾斜機能性膜の作製I2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋期講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-elements mixture thin film preparation process by sputtering deposition using mixture powder target2021

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Dry Process (DPS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粉体ターゲットプラズマプロセスを用いた傾斜機能性薄膜の作製2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第38回プラズマ核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットスパッタリングによる傾斜機能性膜の作製II2021

    • 著者名/発表者名
      須本航輝
    • 学会等名
      令和3年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of elemental gradient functional thin films by using mixture powder targets2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      MRM2021 Materials Research Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Niをドープした金属表面への水素侵入防止膜の作製2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴,大島多美子,柳生義人,猪原武士、西口廣志
    • 学会等名
      第58回プラズマプロセッシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Trial of Ni-doped thin films production for preventing hydrogen embrittlement by sputtering deposition method with powder target2021

    • 著者名/発表者名
      HIROHARU KAWASAKI, TAMIKO OHSHIMA, YOSHIHITO YAGYU, TAKESHI IHARA
    • 学会等名
      ISPlasma2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いた傾斜機能性薄膜の作製I2021

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴,大島多美子,柳生義人,猪原武士、西口廣志
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 地球をコンデンサとして捉えた地震予知装置の開発II2020

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      令和2年 第81回 日本応用物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 電磁気的な視点から考えた異常気象予知装置の開発I2020

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴, 須田義昭
    • 学会等名
      令和2年 応用物理学会九州支部
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 放電現象を考慮した異常気象予知に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴、須田義昭
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会全国
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Thin film preparation for preventing hydrogen embrittlement using sputtering deposition method2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu KAWASAKI, Tamiko OHSHIMA, Yoshihito YAGYU, Takeshi IHARA, Hiroshi NISHIGUCHI
    • 学会等名
      MRSJ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体ターゲットプラズマプロセスによる水素脆性防止膜の試作II2020

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴,大島多美子,柳生義人,猪原武士、西口廣志
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-11-21  

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