量子論は物質の根源である原子、電子、原子核、素粒子等ミクロの世界を記述する新しい学問体系です。エネルギー量子理工学コースでは、量子という観点から地球規模のエネルギー・環境問題に取り組むため、量子力学、原子核物理学、物性物理学などの基礎科目から、原子力・核エネルギー工学、応用物理学、エネルギー環境論などの応用科目までを学びます。それをもとに核エネルギーや新エネルギー利用の新しい方式、放射線の発生・計測・利用、エネルギー利用および環境保全のための先進的機能材料、多様な機能物質および種々の複雑系の特性とその発現機構等について研究を行います。

　加速器ビームは基礎科学研究やがん治療、医療・産業用RI製造などに利用されていますが、将来的には放射性物質の変換処理やエネルギー増幅器への応用が期待されています。私たちはこれら新規技術を実現するため、FFAG加速器の開発、放射線測定技術の高度化、原子核反応の実験・理論研究を進めています。

　本教育分野では、原子、原子核、中性子、プラズマ等に関する物理を基礎として、核融合炉のプラズマ物理や原子炉の中での中性子のふるまいについての理論的な研究に取り組んでいます。これらの成果を元に新しい原子力エネルギーシステムやその安全性に関する教育と研究を行っています。

　原子力エネルギーを安全で効率的に利用するため使用済み燃料からウランやプルトニウムを取り出して再利用するリサイクル、残りの放射性廃棄物を安全に処理処分する方法、発電所事故で発生した破損燃料や廃棄物を安定に処理・貯蔵する技術の研究に取り組んでいます。将来のエネルギーと環境の調和ついて一緒に考えましょう。

　本教育分野では、エネルギー粒子である電子線やX線をプローブとしてその散乱・吸収現象を利用し、物質・材料について原子レベルでの状態解析に取り組んでいます。さらに高いエネルギーを有す電子や重イオンなどのエネルギー粒子が材料に照射された場合の放射線照射効果についても研究・教育を行っています。

　エックス線、ガンマ線、中性子線などの量子線の物質透過性や量子線と原子・原子核との反応は、原子核工学、物理学、医学など様々な分野で利用されています。量子線利用の高度化のために、物質を通過する量子線の振舞いの計測・シミュレーションや超伝導現象などを利用した新しい検出器の開発に関する研究を行っています。

　原子炉システムを安全に運転・制御するには、エネルギーの輸送・変換に介在する現象の詳細を解明することが重要です。本教育分野では、原子炉システムの安全性向上のため、伝熱・流動・相変化・核的挙動が複合する現象の実験的解明と数値シミュレーション技術、過酷事故時の安全評価手法のための研究開発を行っています。

　現在我が国において大きな社会問題となっている環境問題や資源枯渇問題は様々の要因が複雑に絡み合っており、解決の為には、様々な分野の研究を有機的に行う必要があります。そこで本教育分野では理学・工学を横断する応用物理学的な視点を持って、実践的技術開発から基礎原理の探求にわたる幅広い研究を行っています。

• 量子物性
  量子多体効果が顕著に現れる環境（温度、磁場、圧力、サイズ）を実現し、現象に応じた最適な測定手法により本質探究を目指しています。
• 表面物理
  原子層1層の新物質（グラフェンなど）を形成し、更にナノ構造化によって現れる新奇表面物性を探索し、新しいデバイスへの応用を目指しています。