室内だからといって安心できません。

キプロスのニコシア大学（University of Nicosia）で行われた研究によって、核攻撃による爆風が室内をどのように広がるかシミュレートしたところ、最も安全な場所が明らかになりました。

研究では、コンクリート製の頑丈な建物内にいる場合を想定しており、爆発が起きた方向に面した「壁の裏」に隠れることが最も安全である可能性が示されました。

一方、ドアや窓そして廊下では風速が最も早く、最大で体重の18倍に相当する力で体を吹き飛ばされる可能性がありました。

研究内容の詳細は2023年1月17日に『Physics of Fluids』にて公開されています。

核爆発が襲ったとき室内で最も安全な場所を発見！

ロシアによるウクライナ侵攻がはじまってから、世界の人々は再び核戦争の恐怖を身近に感じるようになってきました。

しかし多くの人々は核戦争が起きたときにどうするべきか、具体的には、核爆発が起きてから爆風が到達するまでの僅かな間にどう身を守るべきかを知りません。

1951年にアメリカで核戦争時の民間防衛のために作られた映画「ダック・アンド・カバー」によれば、屋外で核爆発を目撃した場合、とにかく「屈んで身を隠す」ことが重要であると告げられています。

ですが多くの人々にとって核戦争は屋内で「体験」する可能性が高いため、屋内における最適な隠れ場所を知っておくことは重要でしょう。

そこで今回ニコシア大学の研究者たちは核爆発によって発生した爆風が屋内をどのように通り抜けるかをシミュレートし、屋内の安全地帯を探すことにしました。

研究では上の図のように、破壊力750ktの戦略核クラスの爆発を爆心地からやや離れた「中規模被害範囲」で受けた場合を想定しています。

中規模被害範囲では木造家屋の多くは倒壊すると考えられていますが、コンクリート製の頑丈な建築物なら爆風に耐えられるとされています。

また屋内の間取りは上の図のように4つの部屋と廊下で構成されており、爆風は「１」と書かれた部屋の窓から入り込むとされました。

結果、上の図のように、室内を進む爆風の強さは場所によって大きく異なり、ドアや窓といった爆風の出入り口が最も危険であり、次いで廊下でもかなり大きな力がかかることが判明します。

一方で、爆発が起きた方向に面した「壁の裏」は比較的安全であることがわかりました。

また核攻撃が起きたときに運悪く廊下にいた場合でも、ドアや窓のそばにいるよりも、隅に隠れているほうが安全であることも示されました。

研究者たちは爆発の瞬間から爆風が到達するまではわずか「数秒」であるため、素早く移動することが重要であると述べています。

「九死に一生」をテーマにしたテレビ番組などでは、ちょっとした位置取りの差が人生の明暗を分けたケースがよく紹介されますが、それは核爆発の衝撃においてもあり得ることのようです。

いざという時に備え、自分の家や職場で安全地帯となる場所を探しておくのもいいかもしれません。

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参考文献

元論文

　「送電線の下はチョウの楽園」――東京農工大学、東京大学、クィーンズランド大学（オーストラリア）による研究チームは9月3日、送電線の下には、周囲のエリアより多くの種類のチョウがいることが、調査によって分かったと発表した。

【その他の画像】

　日本の人工林を通る送電線の下は、樹木が送電線に触れないよう定期的に伐採が行われ、草地になっている。このため、草原を主な生息エリアにするチョウが、周りの樹林などより多くいるという。チームは「送電線下がチョウ全体の保全に寄与する可能性も示された」としている。

　戦前の日本では、野焼きや薪の採取などで人工的に草地が維持され、草地を主な生活場所とするさまざまな生物が生活してきたが、戦後以降はそういった活動が激減し、草地が減少した。さらに、林業の低迷や、人工林の生育期間の長期化（植栽後40～50年→80～100年）により、若齢の人工林も減少傾向にあるという。

　一方で、送電線の下では定期的に樹木が伐採されるため、草地や幼齢の人工林といった、異なる植物群落が連続的に存在している。

　調査では、送電線下の草地、周辺の幼齢の人工林、壮齢の人工林、人工林内の道路（林道）で、チョウの種数や個体数を観察・比較した。各調査地では季節によって出現するチョウの種や植生の状態が異なることを考慮して5月、7月、9月に調査を行い、平均値を出した。

　個体数は、草原を主な生息場所にするチョウ、人里周辺を主な生息場所とするチョウ、森林を主な生息場所とするチョウ、それぞれで、送電線の真下の草地が最も多いという結果に。種の数でも、草原性・荒地性のチョウは、送電線の下の草地が最多だった。

　チョウがエサにする植物（食餌植物）も調べたところ、荒地性種と森林性種の食餌植物は、送電線下に最も多く存在すること判明。成虫の食物となる、花を咲かせた植物も送電線の下に多くあり、「豊富な餌資源の存在が送電線下のチョウ類相を支える要因と考えられる」としている。

　研究結果について、「送電線下がチョウ全体の保全に寄与する可能性も示された」とし、「今後、送電線下の植生を適切に管理し、生物の生活場所としての価値を高めることによって、世界的に進行している生物多様性の喪失を防ぐことに貢献できる」とみている。

　研究成果は、オランダの昆虫学誌「Journal of Insect Conservation」オンライン版（9月3日付）に掲載された。

■カフェインと作業効率の関係についての研究が発表された

こんなとき、あなたならどうしますか？

いかがでしょう？　働き方改革が叫ばれる中、最近では「ムリせず寝る」という答えが主流かもしれません。とはいえ正直なところ、急ぎの仕事ではそう言ってもいられないこともありますよね。

それより、コーヒーやエナジードリンクに含まれるカフェインの助けで眠気を覚まし、少し無理をしてでも最後まで終わらせたほうがよさそうな気もします。

いったい、どちらが良いのか？　意外と悩ましいこの問いを調べた研究の結果がこの5月、発表されました。

研究を行ったのは、米ミシガン州立大学心理学部の研究グループ。実験の参加者は累計276人にのぼる大規模な実験です。

参加者はまず、ある日の夕方に研究室を訪ねるように指示され、2つのテストを受けました。ひとつは「画面に数字が表示されたら、できるだけ早くボタンを押す」というような単純なテスト。もう一つは、画面に次々と数字や文字が表示され、「アルファベットに下線が引かれていたらそれを報告する」「赤い色の数字が右に表示されていたら色を、左に表示されたら数字を報告する」というような複雑な判断を必要とするテストです。

■4つのグループに分けて実験

テストを受けた後、参加者は2つのグループに分けられました。1つのグループは、そのまま研究室に残り、徹夜します。もう1つのグループは、家に戻っていつも通り睡眠をとります。

その翌朝、参加者たちはまた研究室に集められ、実験用のカプセルを渡され、飲むように言われました。半分のカプセルにはレギュラーコーヒー2杯分ほどのカフェインが入っており、もう半分には入っていません。つまり参加者は、自分がカフェイン入りのものを飲んだのか、そうでないかは分からないことになります。「自分はカフェインを飲んだのだから、作業ができるはずだ」という思い込みによる影響（プラセボ効果）が起きないようにするためです。

つまり276人は下記の4グループに分けられたことになります。

①徹夜してカフェインをとらなかった人
②徹夜してカフェインをとった人
③睡眠をとってカフェインをとらなかった人
④睡眠をとってカフェインをとった人

飲料を飲んだのち、参加者は全員、改めて先ほど紹介した2つのテストを受けました。こうしてグループそれぞれの成績を比較することで、睡眠不足とカフェインの影響を調べたわけです。

結果はどうだったか。

■単純な作業は成績向上、複雑な作業は成績低下

まず①の「徹夜してカフェインをとらなかった」グループです。当然と言えば当然ですが、単純なテストも複雑なテストも徹夜後は正答率が下がりました。もちろん睡眠を十分にとった③や④と比較した場合でも、悪い成績でした。

気になる②の「徹夜してカフェインをとった」グループはどうだったか？　実は面白いことに、単純なテストと複雑なテストで違う傾向が見られました。

単純なテストについては、前日と比べても成績は落ちず、③・④並みのスコアを叩きだしました。カフェインをとったことで、睡眠不足の影響をカバーすることができたわけです。しかし一方、複雑なテストのほうは前日と比べ成績ダウン。①の「徹夜してカフェインをとらなかった」グループとそれほど変わらないところまで悪くなってしまったのです。

「カフェインは、単純な仕事においては睡眠不足の影響を補える。しかし頭を使わなければできない複雑な仕事の影響をカバーすることはできない」ということがわかりました。

■カフェインの効果と使うべきタイミングは

なぜ、このようなことが起きたのでしょうか。それを理解するために、まず「なぜ眠い時にコーヒーを飲むと、眠気が覚めるのか」について考えてみます。

起きている時、脳の神経細胞は活発に働きます。すると活動の副産物として「アデノシン」という物質ができます。脳には、このアデノシンの量を調べるセンサー（アデノシン受容体）があり、アデノシンが増えてくると活動にブレーキをかけます。このときに感じるのが、いわゆる「眠気」という感覚です。脳の働きすぎを監視し、休息をとれるように促すシステムが、私たちの体には備わっているわけです。

コーヒーなどに含まれるカフェインは、アデノシンと似た形をしています。そのため、アデノシンの量を調べるセンサーにくっつくことができます。カフェインがくっつくと、センサーはアデノシンの量を量れなくなります。その結果、脳にかかっていたブレーキが緩み活動が活性化。そのうえ眠気もとれる、というわけです。

「おお、素晴らしいじゃないか！」と思ってしまいそうですが、ちょっと考えればわかる通り、脳は「自分が働きすぎているかどうか」を認識できなくなっているだけで、働きすぎている状態は変わりません。脳のパフォーマンスは、休息十分な時と比べれば落ちているので、単純な作業はできるようになっても、複雑な作業ではミスを犯しやすくなります。ミシガン大学の研究結果は、このような状態のあらわれであったと考えられます。

■効果があるからこそ怖い「過信」のリスク

「でも単純な作業であれば、カフェインをとれば良いってことよね？」と思われた方がいるかもしれません。でも、この研究を行ったミシガン州立大学心理学部のキンバリー・フェン准教授によれば、その考えこそが危ないのだそうです。

「カフェインは、眠気を減らして気分を改善させてくれます。しかし睡眠不足が解消されたように感じても、より複雑な仕事のパフォーマンスは低下してしまうのです。これが、睡眠不足が非常に危険である理由の1つです」

先ほどお伝えしたように、カフェインは脳が自分の働きすぎを監視するシステムを狂わせます。眠気がおさまり、自覚的には、通常と比べて変わらぬ仕事ができるように感じさせてくれます。でも、もしかすると脳のパフォーマンスが思った以上に落ちていて、自分では「単純作業」と思っているような内容でさえミスを犯しやすくなっているのに、気が付けなくなっているかもしれないのです。長距離バスの運転手や、緊急手術を担当する医師などの職業の人がこのような状況にあったら、命に関わる事故の原因にもなりかねません。

また最近の研究では、別の問題も見えてきています。従来、睡眠は「脳の休息」という意味しかないと思われていましたが、もっとさまざまな役目を持っていることが分かってきました。例えば、脳の神経細胞に蓄積したゴミを掃除したり、複雑になりすぎてしまった神経細胞のネットワークを刈り込んで、より効率よく活動ができるようにしたりすることです。睡眠は単なる休息ではなく、よりよく活動ができるよう脳をメンテナンスする役割があることが分かってきたのです。それゆえ、睡眠不足をカフェインで紛らわせることは、1～2日なら良いかもしれませんが、それが長く続くと悪い影響がより強く出てきてしまうかもしれません。

■複雑な作業なら取りあえず寝るのが正解

この研究結果を踏まえて冒頭の問いに答えるとすれば、次のような内容になります。

「もし、ごく単純な作業をするのであれば、カフェインをとって眠気をさまして終わらせてしまうという選択肢もあるかもしれません。ただミスが許されないような複雑な作業であれば、取りあえず寝て、明日の朝からすることをオススメします。なお単純な作業だとしても、数日にわたって睡眠不足が続くようだと、カフェインの助けを借りても十分にできなくなるかもしれません」

睡眠不足とカフェインの関係について、見えてきた新しい知見。良かったら日々の生活に、生かしてみてくださいね。

参考資料
Caffeine selectively mitigates cognitive deficits caused by sleep deprivation
Michelle E Stepan et al. J Exp Psychol Learn Mem Cogn. 2021 May 20
Study:Don’tcountoncaffeinetofightsleepdeprivation
MSU TODAY May 26, 2021

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