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北海道大学工学部
機械知能工学科
大学院工学院

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エネルギー環境システム専攻

専攻の概要

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。

本専攻の最新情報、各研究室の詳細については、以下のホームページをご覧ください。

エネルギー環境システム専攻ホームページ：http://www.eng.hokudai.ac.jp/edu/div/eneenv/

エネルギー環境実験〜風洞実験室の様子エネルギー環境実験〜風洞実験室
風洞実験室は1972年札幌冬季オリンピックの3年前に建設されました。
当時のスキージャンプの実験から始まり、建築、自然環境、台風、風車、自動車空力など様々な実験が行われています。

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エネルギー生産・環境システム講座

■原子炉工学研究室

地球温暖化防止のエネルギー供給の切り札として世界中で原子力発電所が建設されています。原子力を身近で安心できるものにするために、故障や事故の予兆を検知して安全を確保する発電知能ロボットや惑星間航行用原子力宇宙船の開発を行っています。

原子力推進宇宙船に搭載する小型高速増殖炉《研究テーマ》

  • 熱・電・水素エネルギー供給用小型次世代炉の開発
  • 原子炉発電所の安心・安全を支援する発電知能ロボットの研究
  • 原子力発電所の長期サイクル運転・増出力・保全研究
  • 惑星間航行用原子力推進大型宇宙船の開発と炉心設計
  • 高速増殖炉の蒸気発生器の信頼性を向上させる研究

■原子力安全工学研究室

ナトリウム冷却高速増殖炉および軽水炉の安全性にかかわる物理・化学現象の解明と関連する計測法の開発や、安全性および信頼性が高い金属燃料小型ナトリウム高速炉の開発を行っています。

《研究テーマ》

    液滴ナトリウムの着火燃焼過程
  • ナノ粒子分散ナトリウムの物性と燃焼研究
  • ナトリウム用ボイド率計測法とナトリウム-水反応の研究
  • 放射性物質のナトリウムへの移行量計測技術の開発
  • 炉心溶融物の冷却材中での分散と冷却過程の研究
  • 沸騰の限界熱流束機構の解明とナノ流体の沸騰熱伝達

■原子力環境材料学研究室

地球温暖化を原子力利用で食い止める。課題は放射性廃棄物の処分。目指すは、地下埋設処分の超長期安全評価技術の確立。これで数十万年先の環境まで確実に評価します。原子力工学、地球科学、放射性物質取扱技術を極めた人材が地球環境の未来を担います。

地下深部模擬環境下での放射性核種の移行実験風景《研究テーマ》

  • 地質媒体中の放射性核種の化学形態とそれらの移行メカニズムの研究
  • 放射性廃棄物容器材料の地下深部処分環境下での超長期健全性研究
  • 長半減期・高発熱性超ウラン元素の低減を考慮した新しい核燃料サイクルの検討
  • 地下深部処分環境下での放射性核種の移行に対する人工バリア材の性能研究
  • 放射性有機炭素の地中移行挙動に及ぼす微生物影響に関する研究
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応用エネルギーシステム講座

■エネルギー変換システム研究室

環境調和型社会のために、高効率でクリーンなエネルギー変換技術の開発と、理想的な社会エネルギーシステムの提案を目指します。これらの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」の解決に挑戦します。

内部可視化用燃料電池セル《研究テーマ》

  • 固体高分子形燃料電池内の移動現象解明と高度化
  • 寒冷地向け燃料電池内の凍結現象解明
  • 混合制御による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
  • 北海道および日本の経済・エネルギーシステム解析

■流動場システム工学研究室

理論や計算では発見できない実験ならではの流体力学の面白さを味わうことができる研究室です。最新鋭の計測原理を応用開発し、不思議な流れを発見して、流れの制御技術に活かします。船舶や風車など今世紀の地球環境を守るアイデアで賑わっています。

大型船の省エネ技術洋上実験とアート形垂直軸風車の風洞試験《研究テーマ》

  • 船舶の摩擦抵抗低減〜メカニズムからクルーズまで
  • 風力発電システムの高機能化・低騒音化・アート化
  • 大風洞を活用した空力実験と立体画像処理技術の開発
  • 超音波ドップラーによる液体金属や複雑流体の透視法
  • 乱流遷移のサイエンスとマイクロバブル流体力学

■応用熱工学研究室

人間生活に欠くことのできない熱エネルギー変換技術であるエンジンシステムの排気改善と効率向上、燃料性状からのクリーン化のアプローチ、次世代燃料利用技術の確立を基軸とし、人間社会に調和した熱エネルギー変換技術を考案することを最終目標としています。

《研究テーマ》

    高圧燃料噴射化で進化するディーゼル燃焼
  • 新コンセプトディーゼル燃焼の燃料性状依存性解明
  • ディーゼルエンジンにおける低アップグレーディング燃料の燃焼改善
  • ディーゼルエンジンにおけるバイオエタノールの適用
  • エタノールの低温酸化反応抑制効果による予混合圧縮着火燃焼の着火制御
  • DME-SCRによるディーゼルNOx浄化システムの開発
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