この世の中は、裸の王様社会

雷の内容、非公開文章に繋がる。

非公開→ 公開 生産研究 287 「LEMP― 雷放電に伴う電磁界インパルス」 石井 勝 (東京大学生産技術研究所 教 授)

興味をそそられる論文を見つけた。
いや、形式がちょっと違う。

ただいまご紹介いただきました人間社会大部門の石井で
す…と自己紹介から始まっているから、学会か？シンポジウムみたいなところでお話しされた内容を、誰かが筆記したものなのかな？



生産研究 287

「LEMP― 雷放電に伴う電磁界インパルス」 石井 勝 (東京大学生産技術研究所 教 授)


ただいまご紹介いただきました人間社会大部門の石井で す。電力工学関係の研究を主にやっています。

(OHPl) 電力工学関係のなかでも,私が主に研究しているのは雷に関係した事項です。今日の講演会のキーワードが 「環境」 ということなんですが,環 境で電気電子ということに絞り 込むと,EMCと いう単語があります。

これはどのぐらい市民権を得ている単語なのか私はよく知らないのですが, あまりいい日本語訳があ りません。

学問分野 としては確立 しているのですが,学 問らしい名前がついていない。直訳 しますと,電 磁両立性ということになりますが,強 いて学 を付けると,環 境電磁工学というような名がついておりま す。この分野で実際にやっていることは,ア ンテナエ学に おける色々な計算などとほとんど同じなのですが,違 うと ころは,あ っては困るような有害な電磁界,そ れを扱うと いうことです。

計算手法としてはまったく無線通信屋さん がやっているのと同じで,た だその電磁波を発生するもの
も受けるものも,ま ともに設計されたアンテナではなくて, そんじょそこらにある100Vの 屋内配線ですとか,プ リン
ト基板などであるという,そこがちょっと違うところです. ですから対策のキーとしては,そ ういう有害な電磁波の放 射を抑えるように設計をする。それから,そ ういう放射が
どうしょうもなく出てきているような環境の中では,ど う いう対策を受け側で施すか,そ ういうことに尽きるわけで す.

EMC,電 磁両立性あるいは環境電磁工学の学問分野で やられていることはそういうことですが,そ のなかの一つ に雷による電磁界というのがあります。LEMPと か Lightning EMPという代物です。
(OHP2)

雷は,こ れは有り難いといって使う応用分野は少なく,
大抵は,余 計ものというだけではなくて,あ まりそばでこ れが発生すると,色 んな機器等が壊れてしまうということ があります。雷は発生佃1で抑えるというのはなかなか難し くて,そ ういう環境が否応なく生じてしまう。従って工学屋としては,で きるだけ少ない費用で,な るべく雷なんぞ でいろんなものが壊れたり障害を起こしたりしないように
したいというのが昔からやってきたことです。 


ただ,LEMPと いう単語はそれほど昔にできた単語では ありません。もともとEMPと いう,Lを 取つてしまった 単語が先にありました。これは何かといいますと,こ れも EMC分 野で非常に人気のあった研究テーマだったのです
が,核 爆発が起こりますと,強 烈な電磁界のパルスが発生 します。これが軍で問題になりましたのは1960年頃です。 この強烈な電磁界バルスのことをEMPと いつていました。

冷戦が終結したのと,大 気圏内とか大気圏外の核実験と いうのは現在ほとんど実施できなくなってしまったことか ら,そ れによる脅威は最近は薄れたということで,そ れに 関わっていた学者も,予算も減りますし,リストラもけっ こうありまして,皆 さん続々とほかの分野に転向してきま
して,そ の人たちの一部が流れ込んできたのが雷の電磁界 の分野です。

そういうことがありまして,い ろんな毛色の 変わった人がこの研究を始めました。L]跡Pと 区別するた め,も ともとの核爆発による電磁界パルスはNuclear EMP とかNEMPと 呼iゴれるようになっています。

IECという電気関係の国際規格のなかで,雷 害防止関係 のところでも,こ のEMPと いう単語は使われています。 狭い意味でのEMC分 野の話ですと電磁界だけを扱うんで すが,実 際に物が壊れたりするのには,電 磁界だけではな
く,雷 の電流も関与していることが少なくありません。そ こで雷の電磁界に限らず,雷の電流も含めて対策を論じて
います。そんな訳で 日のお話も 磁界 ,今 ,電,電
ひっくるめて話をさせていただきます。 (OHP3)
流を全部雷の電流が直接入つてくるのを直撃といいます。雷の電 流が分流して入ってきても,大 抵はただでは済みません。 例えば配電線があまりちゃんと対策を施されていない国で は,雷 が鳴ると停電がよく起こります。日本はかなり対策 が進んでいますので,最 近は滅多に雷による停電は起こらないのですが,た しか一昨年でしたか 通機関等に大きな影響があった年もありますし,発 展途上国なんかに行き ますと,ホ テルの部屋にロウソクが置いてあったりします よね.日 本ではそういう風景は全然お目にかかりません
が.

日本でも実は,雷 による大きな被害は発生していまして,
例えば石油タンクが燃えるとか大型変圧器が壊れてしまう とかの事故がありました.た だ幸いなことに,そ ういった 事故による死傷者は日本では出ていませんので,あ まり報 道はされません.そ ういった大事故が派手な夕1としてあり ますが,小 さいものですと,例 えば皆さんのお宅のパソコ ンが壊れるとかがあります。最近,損 害保険の請求がけっ こう増えているらしいのですが,な かなか保険屋さんはそ の辺の情報開示をして下さいません.ア メリカの統計です と,数 百万 ドルオーダで毎年そういう請求がきているとい
辺の大きな島が沢山ある領域です。こういったことからす ぐ想像がつくのですが,太 陽のエネルギーが積乱雲の発生 を通じて雷のエネルギーに変換されているわけです。その 変換効率がいいのは陸上で,赤 道の近 くということになり ます。この図で見ますと日本は世界的に見ると雷が少ない ほうですが,そ れにもかかわらず2000年はけっこう異常 な年でして,熱 帯の半分くらいに活発な雷が夏に, とりわ け栃木県,群 馬県あたりで発生していたということがわか りました。
(OHP5)
落雷を光で見ますと,雲 の底から現れますが,そ の上は
雲にさえぎられてしまってなかなか見えないわけです。こ の写真に示した放電路には下向きの枝分かれが出てますか ら,こ れは上から来てるんだなということがわかります。
う話があります.大小取り混ぜると,金銭面で見た社会的 (OHP6)
な損失は,か なりのものになると思います。 極端な例としては亡くなる方もけっこういらっしゃる.
日本でお亡くなりになる方は平均で毎年10名ぐらいです。 日本はあまり雷が多くなく,ま た雷に関する知識が行き渡 ってきていることが寄与 しているのかも知れません。アメ リカ辺りだと,一 桁増えて100名とかそのくらい。雷が多
いのと,外 でよく遊ぶということもあるのでしょう。発展 途上国ではあまり統計がちゃんとしてないのですが,遊 ん でいるときではなくて働いているときに亡くなる方が多い
ようです。 派手な事故は雷の直撃によることが多いのですが, もうこの図は,雷 放電路がどんなふうにして下りてくるかと いう様子を時間分解をして,絵 で描いたと思っていただけ ればいいのですが。上からずるずるとなにやら下りて来ま すが,こ の段階ではまだ電流は流れていないのです。ずる ずると下 りてきたものが地上のものにくつつきますと,こ こでやっと電流が流れる回路が形成されまして,雲 の電荷 が中和するといいますか,大 電流がここに流れます。マイ ナスの電荷が落ちてくる雷ですと,こ れが一番多いのです が,そ れを1秒以内に数回繰り返すということもよくあり ます。注意してご覧になっていると,雷 が一回ぱっと光る のではなくて,チ ラチラッと数回点減したりということが 肉眼でも見えますが,そ の場合にはこんな現象が起こって いるわけです。
一つの誘導雷というのが,先 ほどお話ししました狭い意味
でのEMCに よる障害関連ということになります。雷が落
ちたところとは,線 などで直接つながってはいないのです
が,ち ょっと離れたところで被害を被る。雷の電流という
のは時間的に早く変化するものですから,電磁波としてエ 高さの建造物からを除き,まず観測されません。今ご覧に
ネルギーが伝送されてしまう。直接雷が落ちて入ってくる ようなところ,例 えば通信や放送用のアンテナですとか, 送電線,配 電線などではそれなりの対策はするのですが, 直接つながってなンヽところには厳重な対策は施されませ ん。よくある例は電子装置です。直接壊れないまでも寿命 等に影響するというお話もございます。情報がもうちょっ
と欲しいところです。 (OHP4)

障害のもとになるのは雷放電ですが,合 理的な対策を施 すためには,そ の環境をまず把握しなくてはいけない。こ れは地球上の雷放電の分布を人工衛星が観測した結果で す。25年ほど前の古い観測ですが,残 念ながら世界中の 雷の発生状況を常時観測する人工衛星はまだ上がっていま せん。すぐおわかりになるように,海 洋上ではほとんど雷 が発生していません。多いのは赤道の周辺。

とりわけアフリカが多くて,あ と南北アメリカ,そ してインドネシア周 38
いれているのは冬の夕1です.さ っきと逆に上方に向かって 放電路が枝分かれしている様子がわかります。これは送電 線の鉄塔から発生しています。冬にはこのタイプのものが 日本海倶1でよく発生します.冬 は当然,雷 の数は夏に比べ て非常に少なく,同 じ1日雷が鳴ったところで,せ いぜい 数としては5分の1とかそんなものでしようが,そ の代わ
りこういう高いところに集中して落ちるというか,発 生し ますから,電 力設備の被害は夏とくらべてあまり変わらな いという地域もあります。
(OHP8)
先ほどの写真では雲の下だけ見えていたのですが,こ の 写真だと上まで見えています。.普 通見えるところは2 km
ぐらいの高さまで.そ の上が実はありまして,そ れが雷放 電の性質に関係するわけです。

(OHP9) これは雷雲の中の電荷分布の有名な想像図です。積乱雲
(OHP7) 下から上がっていくタイプもあります。夏には数百mの

 54巻4号 (2002)
生産研究
の底が2kmぐ らいのところにあり,上 は,夏 の背の高い 描いていた,放電路が上から地上に向けて伸びてくる様子, 雲だと14~5蜘nに達します。









※所々、文字化けして読み難いですが、そのまま転載しました。

ご了承下さい。





★この記載に注目

冷戦が終結したのと,大 気圏内とか大気圏外の核実験と いうのは現在ほとんど実施できなくなってしまったことか ら,そ れによる脅威は最近は薄れたということで,そ れに 関わっていた学者も,予算も減りますし,リストラもけっ こうありまして,皆 さん続々とほかの分野に転向してきま
して,そ の人たちの一部が流れ込んできたのが雷の電磁界 の分野です。　




研究論文は、あと5ページありますが、私の頭では解読はムリです。



大 気圏内とか大気圏外の核実験をされていた研究者は、ほかの分野に転向し、その人たちの一部が、電磁界に流れこんできたのが、雷の電磁界の分野だと