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「環境人材育成コンソーシアム」とは

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北海道大学大学院 工学院 エネルギー環境システム専攻

更新日 2012-04-13

エネルギー環境システム専攻の紹介

新しいエネルギーの探求,そして環境保持の仕組み

地球環境維持に貢献する、水素燃料電池・先進エンジン、各種エネルギーシステムの計測・制御、次世代原子力システム、超長期放射性物質環境安全予測 の研究等を行います。現在、大気中の炭酸ガス濃度は380ppmを越えており、現在の上昇速度では560ppm(産業革命以前の2倍の濃度)を越えるのは 時間の問題であると考えられています。グリーンランドや南極の氷を使って過去65万年間の大気中の炭酸ガス濃度を調査しても300ppmを超えていた期間 はありません。地球温暖化の機構には正のフイードバックがあり、一旦閾値を越えると予想を遥かに超える事象が発生します。エネルギー環境システム専攻で は、熱エネルギー、電気エネルギー、原子力エネルギー、水素エネルギーおよび自然エネルギーの高効率発生と利用の研究として、燃料電池、ディーゼルエンジ ン、水素エンジン、軽水炉、高速増殖炉、核燃料サイクルの研究と全研究を網羅する流体の研究を行い、研究を通して気候変動の課題に対して世界的に貢献でき る人材育成に取り組んでいます。

氏名 役職 研究室 分野
奈良林 直 教授 原子炉工学研究室 エネルギー
生産・環境システム
辻 雅司 准教授
千葉 豪 助教
森 治嗣 教授 原子力安全工学研究室
坂下 弘人 准教授
佐藤 正知 教授 原子力環境材料学研究室
小崎 完 准教授
渡邊 直子 特任助教
近久 武美 教授 エネルギー変換システム研究室 応用エネルギー
システム
田部 豊 准教授
鈴木 研悟 助教
村井 祐一 教授 流動場システム工学研究室
(流れ制御研究室)
田坂 裕司 准教授
熊谷 一郎 特任准教授
大石 義彦 助教
小川 英之 教授 応用熱工学研究室
柴田 元 准教授
 
原子炉工学研究室

持続可能な循環型未来社会を支える安全・安心な原子力エネルギー利用を目指した研究を行っています。原子力発電所の安全で効率のよい運転・制御を支 援する研究に加えて、熱電供給や水素生産などへの多目的的利用を目的とした安全性に優れた都市近接設置可能な小型原子炉の研究や、プルトニウム(Pu)や トリウム(Th)などの核燃料資源の有効利用のため溶融塩燃料炉の研究を行っています。また、将来の外惑星探査用の原子力推進宇宙船などの時代のニーズを 先取りした各種の研究も進めています。

《研究テーマ》
  • 被覆粒子燃料小型原子炉の研究
  • 熱電供給システムの最適化設計
  • 溶融塩炉によるPu&Thの有効利用
  • 原子炉信号解析による炉心保全監視
  • 外惑星探査用原子力宇宙船の研究
原子力安全工学研究室

原子力の安全性に関わる伝熱・流動の問題について研究しています。軽水炉で深刻な事故が起こった場合でも事故が安全に終息することを明らかにする研 究や、将来の原子炉として期待されている高速増殖炉の事故時に生じる液体ナトリウム-水反応挙動の実験、ナノ粒子を利用してナトリウムの化学活性を抑制さ せる研究、沸騰や二相流の伝熱機構を実験とシミュレーションで解明する研究、などを行なっています。研究を通じて、原子力の安全性をさらに向上させること を目指しています。

《研究テーマ》
  • 高温溶融物と冷却材の相互作用
  • ナノ粒子分散ナトリウムの物性研究
  • ナトリウム-水反応の流動伝熱特性
  • 限界熱流束発生機構の解明
  • 沸騰伝熱面近傍の気液微細構造
原子力環境材料学研究室

原子力の平和利用において生じる放射性廃棄物の地層処分に関する研究を実施しています。とくに、地下環境下での粘土、岩石、セメント材料の長期安定 性や、そこでの地下水や放射性同位元素の移行挙動に関する研究のほか、処分環境下での化学的あるいは物理的反応機構の解明や微生物活動に関する研究に力を 注いでいます。また、核燃料および原子炉材料の基礎研究ならびに水素エネルギー関連材料の特性評価研究を行い、今後ますます深刻化するエネルギー・環境問 題の解決に向けた努力を続けています。

《研究テーマ》
  • 放射性廃棄物地層処分の安全評価
  • 粘土緩衝材中の放射性核種移行挙動
  • 岩石およびセメント中の物質移行
  • 水素エネルギー関連材料特性評価
  • 核燃料および原子炉材料研究
エネルギー変換システム研究室

環境調和型社会のためのエネルギー変換技術および理想的な社会エネルギーシステムに関する研究を行っています。燃料電池内の熱・物質・電流移動現象 を解明し高性能電池を開発すること、クリーンディーゼル燃焼法を提案し環境負荷の低いエンジンを実現すること、理想的な都市エネルギーシステムの形態や将 来型自動車の普及条件を解明すること、温暖化によるシベリア森林減少の対策法を提示することなど、ミクロおよびマクロ的な視点から「地球環境の急速な変 化」と「エネルギー資源の枯渇」の解決を目指しています。

《研究テーマ》
  • 燃料電池内移動現象の解明と高度化
  • クリーンディーゼル燃焼法の開発
  • 高性能半導体製造装置の熱流動解析
  • 低環境負荷都市エネルギーシステム
  • シベリア森林火災影響と制御法評価
流動場システム工学研究室(流れ制御研究室)

流れの科学を包括的に扱う実験主体の研究室です。風洞実験による気流の解析では自動車空力から竜巻やダウンバーストなどの自然現象を解明していま す。乱流に関する実験では、光と超音波による流動場の時空間計測を実現し、流体力学の新たなページを作り出そうとしています。乱流および混相流の解明で は、それらから発見された現象の産業技術応用を行っています。全体の狙いは、流体力学に関する研究を通して、流れ制御、流動場のモニタリングを行い、省エ ネと地球環境保持に役立てることです。

《研究テーマ》
  • 乱流遷移に関する流体力学の研究
  • 液体金属の自然対流セル構造
  • 気泡による摩擦抵抗低減現象の解明
  • 回転場と渦のダイナミクスの実験
  • 気流現象と空力現象の風洞実験
応用熱工学研究室

本研究室では、これまでエンジンの排気改善と効率向上、燃料噴霧の解明、燃料性状と排気の関係の解明、次世代燃料利用技術の検討、予混合圧縮着火燃 焼などの新たな燃焼法の検討などを行い、国際的にも注目される研究を推進してきました。今後は、エンジンシステムのさらなる高効率化およびクリーン化、燃 料改質などを利用した化学的廃熱回収によるシステム効率向上、水素やバイオ燃料など地球温暖化を抑制し得る燃料の高効率利用などグローバルなレベルでの社 会貢献が期待できる研究成果を挙げることを目標としています。

《研究テーマ》
  • 超高EGR低酸素ディーゼル燃焼
  • 多段噴射によるディーゼル燃焼の改善
  • 予混合圧縮着火燃焼エンジンの燃焼制御
  • 水素エンジンの冷却損失低減による熱効率向上
  • 直接メタノール燃料電池の性能向上
科学技術基本計画の重点分野であるエネルギー分野に対応するため、将来型エネルギー社会形成のための基盤となるエネルギー生産・貯蔵・利用システムにかか わる人材を育成することを専攻の趣旨・理念とします。具体的には、核エネルギーや自然エネルギーをベースとした高効率水素製造・貯蔵技術,高性能燃料電 池、高機能小型パワーソース、高度石油利用技術、およびそれらに必要な計測・制御技術に関する領域において、独創的なリーダーシップを発揮できる人材の育 成を行います.



■この情報の掲載元
http://www.eng.hokudai.ac.jp/edu/div/eneenv/index.html