「応用理学部門」対策

【選択科目 III】

◆令和6年度応用理学部門「物理及び化学」試験問題

太陽光発電はこの十数年の間に急速に普及拡大したが、それに伴い近い将来耐用年数を過ぎた発電パネルが大量に排出されることが予想されている。持続可能な社会の実現に向けて、経年劣化した大量の発電パネルを、廃棄やリサイクルによって適切に処理することは、我が国だけでなく世界的にも取り組むべき大きなテーマである。太陽光発電にかかるこのような状況を考慮し、以下の問いに答えよ。

（1）発電パネルの処理に関して、技術者としての立場で多面的な観点から課題を3つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

【直前模擬試験問題】

2050年カーボンニュートラルへ向けたトランジションの中において、太陽光発電の大幅な発電容量拡大が世界的に求められ、太陽光発電パネルの急速な普及に繋がった。一方で、長期劣化や故障により、2030年代から太陽光発電プラント等からの太陽光パネルの大量廃棄への対応などが、今後大きな課題となる。さらに、今後シリコン以外、ペロブスカイト型太陽電池等も社会実装されてくると予想すると、さらなる将来には複数種類の太陽光パネルが廃棄されることになる。したがって、新たな太陽光パネルを開発、生産するにあたり、LCA（ライフ・サイクル・アセスメント）をより一層考慮する必要がある。このような状況下を考え、以下の問いに答えよ。

（1）複数種類の太陽光パネルが混在して使用される社会にあって、LCAを考慮した開発設計を行うに当たって、技術者の立場で多面的な観点から3つ課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、それを解決するための複数の解決策を示せ。

（3）すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

◆令和6年度応用理学部門「地球物理及び地球化学」試験問題

2024年1月に発生した令和6年能登半島地震は、過疎化、高齢化が進んだ地域に発生する自然災害に対する対応の課題を浮き彫りにしている。全国的に急速な少子高齢化が進む我が国においては、今後とも、過疎化、高齢化が進んだ地域において大規模な自然災害が発生することが懸念される。こうした状況を踏まえて、以下の問いに答えよ。

（1）過疎化、高齢化が進む地域における自然災害に対する対応に関して、技術者としての立場で多面的観点から3つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。

（2）前問（1）で抽出した課題の中から、最も重要と思われる課題をその理由とともに述べたうえで、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対応策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

【通信教育添削問題】

大規模な災害が発生した場合、自治体はその災害情報を迅速かつ的確に配信し、確実に住民に届けることが肝要である。一方、地球物理及び地球化学の技術者は、自然災害に関する観測や解析を実施して、その解析データを自治体に提供する立場にある。そのため、自治体が住民に災害情報を伝える際に、自然災害に関する観測・解析データなどをうまく活用できるように、技術者は情報提供の工夫を考える必要がある。以下の問いに答えよ。

（1）自然災害に関する観測や解析技術を１つ取り上げ、観測・解析データ等を自治体にうまく活用してもらうために、技術者としての立場で多面的な観点から3つ課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

（2）前問（1）で抽出した課題のうち最も重要と考えられる課題を1つ挙げ、その課題に対する解決策を、専門技術用語を交えて複数示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても残りうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

【選択科目 II】

◆令和5年度応用理学部門「地質」試験問題

原位置で岩盤の透水性を把握するための単孔式試験方法を1つ挙げ、その概要を示せ。また、その具体的な試験手順と試験における留意点を述べよ。

【通信教育添削問題】

ダムの建設など、透水性が問題となる現場ではルジオン試験が用いられることが多い。このルジオン試験の方法について留意点を含め説明せよ。また、ルジオン試験は、対象とする岩盤の状況により不適切な場合がある。不適切な場合の岩盤の状況を説明すると共に、ルジオン試験に代わる試験法について述べよ。

【必須科目 I】

◆令和4年度応用理学部門　必須科目試験問題

我が国は2020年10月に2050年までにカーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指すことを宣言した。これを受け、経済産業省が中心となり「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」が策定されるなどカーボンニュートラル実現に向けて様々な取組が本格化してきた。この「グリーン成長戦略」では、産業政策・エネルギー政策の両面から成長が期待される産業群として以下を挙げ、実行計画を策定している。
エネルギー関連産業
輸送・製造関連産業
家庭・オフィス関連産業

あなたは専門分野の関連技術を活用して、上記の産業群に関連したカーボンニュートラル実現に向けたプロジェクトに取り組むこととなった。上記のような状況を踏まえて、以下の問いに答えよ。

（1）始めにプロジェクトを設定し、そのプロジェクトにより期待されるカーボンニュートラルへの貢献を述べたうえで、プロジェクトを実施する際の課題を、技術者としての立場で多面的な観点から3つ抽出し、それぞれの観点を明記して、その課題の内容を示せ。

（2）抽出した課題のうち、最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

（4）前問（1）〜（3）の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理及び社会の持続可能性の観点から題意に即して述べよ。

【通信教育添削問題】

令和3年3月に閣議決定された「科学技術・イノベーション基本計画」では、2050年までにカーボンニュートラルを実現することが謳われている。そのための重点的な国家戦略の一つとして「環境エネルギー」が位置付けられている。具体的には、「カーボンニュートラルの実現に向けては、グリーンイノベーション戦略推進会議などの議論をもとに、省エネルギーの徹底、電化の促進と電力の脱炭素化（再生可能エネルギーの最大限の導入に向けた技術の加速度的普及、安全最優先での原子力利用）を進めるとともに、次世代型太陽電池、CCUS^※/カーボンリサイクル、水素等の革新的イノベーションを強力に推進する。」ものである。

このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
　※Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage（CO₂回収・有効利用・貯留）の略

（1）あなたの専門とする分野において、多面的な観点から「環境エネルギー」を推進するための課題を3つ抽出し、その内容を観点とともに示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

（4）前問（1）〜（3）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を述べよ。