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羽田野研究室
Hatano Lab.

本研究室では空間線量率の長期予測モデルを提案しています。

研究室説明会について

研究室説明会についてを参照してください．

研究内容

自然環境中における汚染物質の運命予測・移行現象の解明

　本研究室では自然環境中を汚染物質がどのように広がっていくかについて研究しています。

大気汚染や地下水汚染をはじめとする環境汚染の研究は 1950年代から盛んに行なわれており、 特に比較的狭い範囲での汚染物質の挙動については現在までにかなりの成功をおさめています。 しかし長期かつ広域にわたる汚染に関しては、観測データの不足からなかなか困難な面がありました。

　最近になって、環境汚染に関する広域・長期観測データが現われてくるにつれ従来のモデル ではうまく表せない未知の現象があることがわかってきました。
これらの現象は 通常の移流拡散方程式ではあまりうまく表せません。 そのためまったく新しいタイプの移流拡散方程式が提案され、実測データがより正確に再現されるようになってきました。

　さらに、このような新しい移流拡散方程式はフラクタルな性質を持っており、いろいろな 媒体に共通ではないかと予想されるようになってきました。
例えば、地下に埋設された有害物質が地下水に溶け出して広がっていく場合と、 地表に沈着した汚染物質が大気の運動により広がっていく場合とを見てみると、 前者では汚染媒体は地下水、後者では空気と、全く違います。 しかし汚染物質の広がり方の本質的な部分は非常に良く似ており、 上記の方程式などでのモデル化が有望と考えられています。 本研究室では以上のことをもとに長期・広域の汚染現象のモデル作りを進めています。

また、必要に応じて実験も行っています。

　

　

フラクタルの概念

フラクタルを一言で言い表せば「特徴的な長さが存在しない図形」ということが できます。特徴的長さとは、たとえば球を考えるならばその半径のように図形そのものに付 随する長さのうちの代表的なものを指します。自然界においてフラクタルは無数に発見でき ます。例えば海岸線などは典型的なフラクタルの例です。

　フラクタル図形は自然界だけに存在するのではなく人工的に作ることも可能です。 左の図はコッホ曲線と呼ばれている有名なフラクタル図形です。この図形の各所に全体の形 と完全に相似な部分を見いだすことができます。

　「特徴的長さがない」ということは「拡大しても縮小してもその図形の特徴が 変化しない」ということに置き換えることができます。当研究室ではこのことを利用し、工学でおなじみの無次元数(Re数, Pr数など)のように、フラクタルを応用した便利な道具を開発することを目標にしています。