hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粉末粒子の自由配列により極低欠陥で超高強度の精密セラミックスを得る高速遠心成形法

本年度の研究では,昨年度までの研究に引き続き高速遠心成形法(以下HCPとする)における成形条件と成形体特性の関係を明らかにするとともに,それらが焼結体の特性におよぼす影響を確認した.また,昨年度までとは異なるアルミナ粉末を使用して成形焼結を行い,昨年までの結果と比較することで,研究の検証を行った.さらに,アルミナでの結果を踏まえて高速遠心成形によるWC材料の作製も行っている.昨年度までの結果を踏まえて,本研究の結果を以下に総括する.(1)HCPの成形原理は加圧鋳込み成形法のそれと基本的に異なるため,本質的に鋳込み法よりも成形速度が速い.その成形速度は,ロータ回転数の2乗にに比例して増加すると共に,泥漿初期濃度の影響を受けないため,薄目の泥漿をより高速で成形することで,成形効率を上げることが出来る.なおHCPの着肉速度は修正したKynchの理論により定量的に予測できる.(2)ロータ回転数が速いほど,成形体の粒子充填率は上昇し,また泥漿中の欠陥をより分ける力が大きくなる.従って,出来るだけ速いロータ回転数で成形することで,短時間に緻密で低欠陥の成形体が得られることになる.(3)HCPアルミナの機械的特性が優れるのは,組織が緻密で微細なことに加えて,低欠陥であるためである.他のアルミナとの特性の比較より,HCPアルミナは現存するアルミナ焼結体のうちで,最も欠陥が少ないものの一つと考えられる.(4)上に示したHCPの様々な特徴は,WC微細粉末の成形においても発揮される.ヘプタンを分散媒とした泥漿により,短時間の成形で緻密な成形体が得らる.またこの成形体はCo等の助剤を添加なしでもほぼ100%まで緻密化し,そのビッカース硬さはHv2300と非常に高い.本年度の研究では,昨年度までの研究に引き続き高速遠心成形法(以下HCPとする)における成形条件と成形体特性の関係を明らかにするとともに,それらが焼結体の特性におよぼす影響を確認した.また,昨年度までとは異なるアルミナ粉末を使用して成形焼結を行い,昨年までの結果と比較することで,研究の検証を行った.さらに,アルミナでの結果を踏まえて高速遠心成形によるWC材料の作製も行っている.昨年度までの結果を踏まえて,本研究の結果を以下に総括する.(1)HCPの成形原理は加圧鋳込み成形法のそれと基本的に異なるため,本質的に鋳込み法よりも成形速度が速い.その成形速度は,ロータ回転数の2乗にに比例して増加すると共に,泥漿初期濃度の影響を受けないため,薄目の泥漿をより高速で成形することで,成形効率を上げることが出来る.なおHCPの着肉速度は修正したKynchの理論により定量的に予測できる.(2)ロータ回転数が速いほど,成形体の粒子充填率は上昇し,また泥漿中の欠陥をより分ける力が大きくなる.従って,出来るだけ速いロータ回転数で成形することで,短時間に緻密で低欠陥の成形体が得られることになる.(3)HCPアルミナの機械的特性が優れるのは,組織が緻密で微細なことに加えて,低欠陥であるためである.他のアルミナとの特性の比較より,HCPアルミナは現存するアルミナ焼結体のうちで,最も欠陥が少ないものの一つと考えられる.(4)上に示したHCPの様々な特徴は,WC微細粉末の成形においても発揮される.ヘプタンを分散媒とした泥漿により,短時間の成形で緻密な成形体が得らる.またこの成形体はCo等の助剤を添加なしでもほぼ100%まで緻密化し,そのビッカース硬さはHv2300と非常に高い.本年度の研究では,高速遠心成形における成形条件(ロータ回転数,成形時間,泥漿初期濃度,原料粉末平均粒径)が,成形速度と成形体の粒子充填性におよぼす影響を調べた.また,浸液透光法によって成形体内部の直接観察を行い,成形条件が残留欠陥状況におよぼす影響を調べた.更に,WC粉末を使用して高速遠心成形を行い,高比重粉末泥漿の調整方法とその評価方法,成形体内部への焼結助剤の添加方法および焼結法に関して検討を行った.得られた結果を以下にまとめる.(1)高速遠心成形法における成形速度は,泥漿の初期濃度には全く影響を受けないが,平均粒子径およびロータ回転数に関してストークスの式と同様の依存性を持っている.(2)成形体の粒子充填率は成形機構に関わらず成形中に圧密領域に加えられる圧力によって一意的に決まる.また,アルミナ粉末の場合,成形体に加えられる圧力が1MPa以上になるような条件(3,000rpm以上)で成形することによって,粒子充填率が62%以上に高密度に充填された成形体を得ることが出来る.(3)浸液透光法を用いた成形体内部の直接観察よると,高速遠心成形アルミナ成形体は加圧鋳込みアルミナ成形体に比べてはるかに低欠陥である.また,より低粘度の泥漿を使用して,早いロータ回転数(遠心カを大きく)で成形すると,より協力な欠陥除去機能が発揮される.(4) WC粉末はへプタン溶媒中で良好に分散され,泥漿を長時間自然放置した後にできる自然沈降体の高さが低いほど分散性に優れる.

(5)高速遠心成形WC成形体中に硝酸塩を加圧含浸し,その後還元処理を行うことでCoやNiの焼結助剤を添加することが出来,これにより微量の焼結助剤でWC成形体の焼結性が改善する.(6)高速遠心成形法によるWCは,緻密で微細かつ均質な組織を持ち,ビッカース硬さが約Hv2200と非常に優れる.本年度の研究では,様々な条件で成形を行い,成形途中の泥漿挙動を詳細に検討すると共に,泥漿中の粒子の沈降速度と着肉速度の定量的な関係付けを行った.また,浸液透光法によって成形体内部の直接観察を行い,高速遠心成形法の欠陥除去機能におよぼす成形条件と泥漿調節条件の関係を検討した.得られた結果を以下にまとめる.1.高速遠心成形法の成形原理は加圧鋳込み成形法のそれと基本的に異なり,高速遠心成形途中の泥漿は,泥漿初期条件や成形条件に関わらず上から上澄み領域,沈降領域,着肉領域の三領域に別れ,沈降領域と着肉領域の境界部分の泥漿濃度は約50vol%となる.2.上澄み領域の成形速度は粒子の見かけの沈降速度と等価と考えられ,沈降速度Vは泥漿濃度φが増加すると急激に減少し,その関係はV=K(1-φ/0.63)^<0.63n>で表される.ここでKとnはそれぞれ実験係数で,泥漿の調整条件によって変化する.3.高速遠心成形法の着肉速度は,沈降速度とは対照的に泥漿初期濃度に関わらず一定となる.また,着肉速度はロータ回転数の2乗,粉末の平均粒径の2乗に比例して増加し,定性的にはストークスの沈降式に一致する一方,泥漿調整条件の影響はあまり受けない.4.粒子の沈降速度式から各濃度における粒子の沈降流束を求め,ここからKynch曲線を作製することが出来る.そして,この曲線の濃度φ=50vol%の部分の傾きから,着肉速度を定量的に予測することが出来る.5.高速遠心成形法の欠陥除去機能は,着肉速度とは対照的に泥漿の調整条件に大きな影響を受ける.分散剤濃度が過剰で粘度が高い泥漿を使用すると,急激に大量の欠陥が成形体内部に残留するようになる.本年度の研究では,昨年度までの研究に引き続き高速遠心成形法(以下HCPとする)における成形条件と成形体特性の関係を明らかにするとともに,それらが焼結体の特性におよぼす影響を確認した.また,昨年度までとは異なるアルミナ粉末を使用して成形焼結を行い,昨年までの結果と比較することで,研究の検証を行った.さらに,アルミナでの結果を踏まえて高速遠心成形によるWC材料の作製も行っている.昨年度までの結果を踏まえて,本研究の結果を以下に総括する.(1)HCPの成形原理は加圧鋳込み成形法のそれと基本的に異なるため,本質的に鋳込み法よりも成形速度が速い.その成形速度は,ロータ回転数の2乗にに比例して増加すると共に,泥漿初期濃度の影響を受けないため,薄目の泥漿をより高速で成形することで,成形効率を上げることが出来る.なおHCPの着肉速度は修正したKynchの理論により定量的に予測できる.(2)ロータ回転数が速いほど,成形体の粒子充填率は上昇し,また泥漿中の欠陥をより分ける力が大きくなる.従って,出来るだけ速いロータ回転数で成形することで,短時間に緻密で低欠陥の成形体が得られることになる.(3)HCPアルミナの機械的特性が優れるのは,組織が緻密で微細なことに加えて,低欠陥であるためである.他のアルミナとの特性の比較より,HCPアルミナは現存するアルミナ焼結体のうちで,最も欠陥が少ないものの一つと考えられる.(4)上に示したHCPの様々な特徴は,WC微細粉末の成形においても発揮される.ヘプタンを分散媒とした泥漿により,短時間の成形で緻密な成形体が得らる.またこの成形体はCo等の助剤を添加なしでもほぼ100%まで緻密化し,そのビッカース硬さはHy2300と非常に高い.
水中移動マイクロマシーン用の振動翼による推力発生機構の研究(移動境界適合座標による解析)

水中移動のマイクロマシーンの推進力発生の方法としては,スクリューのように回転機構を持つものよりも,薄板の屈曲ピッチング運動により推力を発生させる機構の方が構造が簡単になりマイクロ化が容易であると考えられる.そのような推進機構への応用をめざし,水中で薄い板をピッチング振動させて推進力を発生させる機構の開発のための基礎研究を行った.一様流中または静止流体中で薄い弾性板が,魚が泳ぐときのように曲げ変形を伴った屈曲ピッチング運動をする場合の流れ場を,ナビエ・ストークスの式により解析した.振動する弾性薄板とともに移動する格子系を形成し移動境界適合座標系により,基礎式を差分化した.いくつかの計算を行い精度検定,可視化実験との比較を行いプログラムの正当性を確かめた.振動する板の周りの流れ場の解析から流速分布,圧力分布を求め,振動板に作用する流体力を求めた.ピッチング振動の形態の相違(正弦振動か三角波振動か,片振動か両振動か等),振動数,回転中心の違いが流れ場に与える影響を解析し,その結果から,ピッチング振動するときに推進力が発生する状況を考察した.薄板が魚のように屈曲変形しながら振動する場合は,屈曲運動を伴わない剛体板が振動する場合よりも大きな推進力が生じることを見いだした.水中移動のマイクロマシーンの推進力発生の方法としては,スクリューのように回転機構を持つものよりも,薄板の屈曲ピッチング運動により推力を発生させる機構の方が構造が簡単になりマイクロ化が容易であると考えられる.そのような推進機構への応用をめざし,水中で薄い板をピッチング振動させて推進力を発生させる機構の開発のための基礎研究を行った.一様流中または静止流体中で薄い弾性板が,魚が泳ぐときのように曲げ変形を伴った屈曲ピッチング運動をする場合の流れ場を,ナビエ・ストークスの式により解析した.振動する弾性薄板とともに移動する格子系を形成し移動境界適合座標系により,基礎式を差分化した.いくつかの計算を行い精度検定,可視化実験との比較を行いプログラムの正当性を確かめた.振動する板の周りの流れ場の解析から流速分布,圧力分布を求め,振動板に作用する流体力を求めた.ピッチング振動の形態の相違(正弦振動か三角波振動か,片振動か両振動か等),振動数,回転中心の違いが流れ場に与える影響を解析し,その結果から,ピッチング振動するときに推進力が発生する状況を考察した.薄板が魚のように屈曲変形しながら振動する場合は,屈曲運動を伴わない剛体板が振動する場合よりも大きな推進力が生じることを見いだした.
光合成初期化学反応過程の理論的研究

1.分子間電子移動の素過程に対する可能な種々の機構を多電子系の分子軌道理論に基いて分類定式化し、いくつかの新知見を得た。まず、電子移動の行列要素は互いに独立な過程を表わす4つの項、即ち、弾性的トンネル機構(【T_1】)、占有分子軌道を介した2重交換機構(【T_2】)、非弾性的トンネル機構(【T_3】)及び、非断熱機構(【T_4】)からなる。特に【T_3】は電子と分子内電荷のプロモーティングモード振動との相互作用に由来し、その電荷が電子移動径路に近在するとき径路の凝一次元性のため著しく増大し、【T_1】よりもはるかに大きく成り得る。2.電子移動速度のフランクコンドン因子について、分子振動の非調和(3次と4次)性を考慮した理論公式を多体問題のグリーン関数法を用いて導出し、その寄与を評価した。この効果はせいぜい1ケタの速度変化を与えるにすぎないが、バクテリアの【(Bchl)(^+-2)】I【Q(^-+A)】→【(Bchl)_2】I【Q_A】反応における負の活性化エネルギーを良く説明する。3.極性溶媒中分子内電子移動反応に対するMarcus理論が破れる領域において、C-C結合やC-H結合等の高振動数伸縮振動が及ぼす量子効果を分子対毎に評価して実験結果をほゞ満足に説明できた。4.上記4つの内プロモーティングモードフォノン誘起トンネル機構(【T_3】)が支配的であろうことは、チトクロムC酸化の【H_2】O/【D_2】O同位体効果より明らかである。5.バクテリアの反応中心複合体における電荷分離過程について、既報のX線回析構造中に水素結合を含み且つ最短の電子移動径路を探索し、上記【T_3】を評価して各素過程の速度を計算したところ実測値との良い一致を得た。6.光合成的水分解反応の分子機構を筆者の2核Mnの作るミクロな触媒界面モデルに基いて確立するため、非経験的分子軌道法による構造最適化を【S_0】と【S_1】状態について行ないEXAFS解析の結果と良く一致するMn-Mn原子間距離を得た。又【S_1】が【S_0】よりも安定であるという結果も得た。
高齢者ケア施設で死を看取る看護師のグリーフアセスメントに基づくケアモデルの構築

本研究の目的は、死の看取りを多く経験する看護師が、自身の悲嘆やグリーフワークをたどることを支援するために、高齢者ケア施設における看護師のグリーフアセスメントに基づくケアモデルを構築することである。平成29年度は、看護師のグリーフワークの様相を踏まえた看護師支援の基盤となる理論を構築するために、文献検討を主に進めていった。しかし、看護師のグリーフアセスメントのケアモデルとなる先行研究の抽出が不足していたため、平成30年度も引き続き文献検討とともに介護老人保健施設における看取りの教育に関する実態について調査を実施した。その結果、老健での看取りが推進される一方で、看護職と介護職は老健での看取りにやりがいや自信が持てないことが明らかになった。看取りに消極的な介護職は、自分自身が看取りに関する教育を受けていないことを理由に挙げていた。このことは、老健に入居する利用者が死別後、悲しむ時間を持たないまま、死後すぐに次の利用者のケアや介護を行わなければならず、無力感が生じることが明らかになった。看護師は専門職ゆえ、患者の死に対して悲しむことは医療者として相応しくないと一般的に解釈されているだけでなく、家族や遺族の前で涙を見せることは専門職として望ましくない姿であるといった見方もある。看護師自身に生じた悲嘆や喪失した感情を抑圧したり、悲嘆を回避してしまう可能性があり、看護師自身も度重なる喪失経験によるグリーフの蓄積が起こることがこのたびの文献検討および調査結果から示唆された。高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を行なう実施計画であったが、グリーフワークの様相を踏まえた看護師支援の基盤となる理論を構築するためにも、まずは看護師のグリーフアセスメントに関する文献検討の作業を優先したため、当初の実施計画が遅れた。看護師のグリーフワークの様相から抽出された看護師支援の基盤となる理論の構築、高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を実施し、ケアモデルの抽出を行なうこととする。平成29年度は、研究の第1段階として、まず看護師のグリーフワークの様相から抽出された看護師支援の基盤となる理論の構築、高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を行なうことであった。本年度は、看護師のグリーフワークの様相を踏まえた看護師支援の基盤となる理論を構築するためにも、看護師のグリーフアセスメントに関する文献検討を中心に実施した。文献検討の結果、看護師は日常的に患者の臨終や看取りの場面に遭遇し、患者の回復あるいは安らかな死を迎えるための支援をしていた。そのなかで、看護師自身も信頼関係を築きながらかかわった患者を失うことでのグリーフを経験していた。危機的な状況のなかで、終末期の患者・家族の感情が露わになり、患者・家族は看護師に対して様々な感情をぶつけてくることが多く発生していた。看護師は自身の無力感や喪失感、否定的な思いを抱くなど、感情を常に揺さぶられていた。一方で、患者の臨終の場にかかわることが多い看護師は、患者の死を十分に悲しむ時間を持たないまま、患者の死後すぐに次の患者のケアを行わなければならず、無力感が生じることも明らかになった。看護師自身に生じた悲嘆や喪失した感情を抑圧したり、悲嘆を回避してしまう可能性があり、看護師自身も度重なる喪失経験によるグリーフの蓄積が起こることが示唆された。まず看護師のグリーフワークの様相から抽出された看護師支援の基盤となる理論の構築、高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を行なうこと実施計画であったが、グリーフワークの様相を踏まえた看護師支援の基盤となる理論を構築するためにも、まずは看護師のグリーフアセスメントに関する文献検討の作業を優先したため、当初の実施計画が遅れた。

このことは、老健に入居する利用者が死別後、悲しむ時間を持たないまま、死後すぐに次の利用者のケアや介護を行わなければならず、無力感が生じることが明らかになった。看護師は専門職ゆえ、患者の死に対して悲しむことは医療者として相応しくないと一般的に解釈されているだけでなく、家族や遺族の前で涙を見せることは専門職として望ましくない姿であるといった見方もある。看護師自身に生じた悲嘆や喪失した感情を抑圧したり、悲嘆を回避してしまう可能性があり、看護師自身も度重なる喪失経験によるグリーフの蓄積が起こることがこのたびの文献検討および調査結果から示唆された。高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を行なう実施計画であったが、グリーフワークの様相を踏まえた看護師支援の基盤となる理論を構築するためにも、まずは看護師のグリーフアセスメントに関する文献検討の作業を優先したため、当初の実施計画が遅れた。看護師のグリーフアセスメントに関する文献検討の成果をまとめた後、引き続き、看護師のグリーフワークの様相から抽出された看護師支援の基盤となる理論の構築、高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を実施していく。看護師のグリーフワークの様相から抽出された看護師支援の基盤となる理論の構築、高齢者ケア施設における利用者および家族のエンド・オブ・ライフ・ケアに携わっている看護師1520名を対象に、個別に面接調査を実施し、ケアモデルの抽出を行なうこととする。高齢者ケア施設での調査が遅れ、調査開始時に執行予定であった旅費、物品購入の執行が遅れたためによる。順次調査開始とともに執行予定である。本調査において、高齢者ケア施設に勤務する職員に対して調査を実施する予定であったが、平成30年10月平成31年3月の時点で、調査実施を一時的に見合わせてほしい旨依頼があった。そのため年度内完了が困難となった。新年度を迎え、再び当該施設での調査実施が可能となったことから、翌年度に執行完了する見込みである。
自己組織化による並列微小電極の多機能化

バイオセンサーの集積化・多機能化のために微小領域に対して個別の生体材料を固定化する方法が求められている。しかし異なる生体材料を順次固定化する方法は種類の増加に対応することが困難になり、固定化位置を指定する方法では微小化が進むにつれて制御が困難になる。そこで本研究では、電極の大きさ程度の担体に種々の生体材料を固定化した後、各々の電極にひとつの単体を無作為に組み合わせて同時に固定化することにより集積化された多機能な電極を作製した。固定化担体であるガラスビーズを液中で用い、3次元微細構造を有する電極に対するマイクロメートルオーダーの自己組織化により、電極上に配置し、その特性を得ることを目的とした。n型シリコンチップに対して異方性エッチングにより、一辺が130μmのエッチピットを複数個形成させた。さらに絶縁用の熱酸化膜を形成後、金を蒸着してパタ-ニングを行いエッチピット部分を電極とした。フォトレジストによりエッチピット以外を覆い絶縁した。200meshのガラスビーズに対して種々の酵素を固定化した。形成させたエッチピット上に酵素を固定化したガラスビーズを展開して、チップ全体を傾斜させておくと、ビーズはゆるやかに移動し、エッチピットに再現性よく、ほぼひとつのビーズが配置された。この機能を確認するためにバッチ式で化学発光反応に対する画像解析を行った。まず、ペルオキシダーゼが固定化されたビーズのみを用いて配置し、ルミノールと過酸化水素により化学発光を起こさせた。実体顕微鏡をとおし2次元高感度画像解析システムで解析したところ、ガラスビーズを有するすべてのエッチピットから化学発光を確認することができた。さらに、グルコースオキシダーゼ固定化ビーズと混合したビーズを展開したときは一部のエッチピットでのみ発光が見られた。このように複数の酵素を用いて、微小電極に酵素を固定化することができた。
交換型ＭＨＤ不安定性の飽和機構とヘリカルプラズマ閉じ込め性能への影響の研究

ヘリカル型磁場核融合発電炉で、高圧プラズマの維持に大きな障害となる交換型不安定性の閉じ込めに与える影響を調べるために、大型ヘリカル装置(LHD)にマイクロ波反射計を設置し、不安定性による磁場容器の揺らぎや磁場容器上のプラズマの流速を計測した。また、不安定性の原因を解明するために数値シミュレーションを行った。その結果、LHDで観測される圧力が急激に減少する現象(コラプス)は磁気島を持つ不安定性が関与していることが分かった。この性質は、通常の交換型不安定性と異なる性質を持つが、シミュレーションによると、成長率は通常型より下がるが、磁気島構造を持つ交換型不安定性が存在することを発見した。1.平成24年度以前に既設の揺動計測器(SX、ECE、磁気計測器)で収集したLHDの実験データを解析して、交換型MHD不安定性の出現、消滅が起こる実験条件を特定した。そのうち一つの磁場強度条件の実験を行い、不安定性の出現前後の閉じ込め特性の変化に関するデータ収集を行った。2.磁場強度11.5T,プラズマ密度2040兆個/ccの密度揺動強度分布を計測するための「ミリ波反射計」の設計、製作を行った。空間8点の計測が可能なシステムを設計し、本年度は空間的に離れた4点分のミリ波発信器部と送受信アンテナ部の機器製作を行った。3.抵抗性交換型MHD不安定性によるヘリカル型核融合炉心プラズマの閉じ込め性能の影響を予測するための数値シミュレーションコード(ヘリカル非線形不安定性解析コード)の開発を行った。本コードは円柱体系の簡約化MHD方程式というシンプルなモデルに基づくが、プラズマ外部の磁場搖動を取り扱うことのできる自由境界安定性コードとなっている。交換型不安定性の特徴として、同じ有理面で不安定となる不安定性では波長が短いほど成長率が高くなる。一方、実験では、波長が長い不安定性ほど強い振幅を持つことが知られているため、実験を再現する仮説として、波長が短い不安定性は粘性の効果により安定化されるというモデル化を適用した。さらに、外部共鳴摂動磁場による不安定性の抑制研究にも適用可能なように、磁気面平均したポロイダル流の効果を取り込める機能を追加した。開発したコードを使って初期的な計算結果を得た。1.徳沢氏と渡辺が協力して、平成26年度の実験開始に間にあうように平成25年度中に製作した送受信アンテナをLHD真空容器内に設置した。昨年度、製作を保留していた4チャンネル分の計測器も製作し、上記の作業と合わせて、LHDに取り付けた。LHD実験にミリ波反射計測を適用し、計測の最適化やデータ収集の整備を行い、磁場強度11.5T、プラズマ密度2040兆個/ccのプラズマの搖動分布を計測した。密度搖動分布の空間分布をいくつかの放電で計測し、初期的な結果を学会等で発表した。現在、密度搖動強度の絶対値校正実験の準備を進めてている。1.平成26年度までにLHD実験で習得したミリ波反射計による交換型不安定性の搖動計測値の校正手法の開発が進み、従来、軟X線の搖動分布計測で得られていた搖動振幅の1/4の大きさをもつ不安定性の内部構造を同定することに成功した。その結果、従来より搖動強度が小さい領域でも、内部揺動の振幅とプラズマ外部で計測した磁場搖動強度の振幅は比例関係にあること、内部搖動の広がりは磁場搖動強度にはほとんど相関しないこと、小半径方向の構造は線形解析で予測されるモード構造と矛盾しないことが明らかになった。2.外部共鳴摂動磁場は、交換型不安定性の飽和搖動強度に強い影響を与えることが知られているが、その影響は共鳴有理面付近の圧力勾配の変化を通してではなく、摂動磁場の境界条件を通して影響を与えている可能性が高いことがLHDの実験解析で示された。3.マイナーコラプスを起こすような放電で観測される不安定性(ロックトモード様不安定性)の内部搖動の小半径方向の構造に、搖動強度の反転面があることを発見した。これは、ロックトモード様不安定性では、磁気島が形成されていることを示唆しており、通常の交換型不安定性と異なる内部構造を持つことが分かった。平成27年度、LHD(大型ヘリカル装置)の実験が行えなかったため、不安定搖動強度の低いプラズマに対してのミリ波を使った不安定性の内部構造と磁場計測の相関を調べるための実験データが取得できなかったため1.平成26年度までにLHDに設置したミリ波反射計によるプラズマ速度の空間分布の計測から、マイナーコラプスを起こすような放電で観測される不安定性(ロックトモード様不安定性)発生時に共鳴有理面付近で速度がゼロになる領域が観測された。これは、磁気島の形成を示唆し、通常の交換型不安定性と異なる内部構造を持つことが分かった。また、ロックトモード様不安定性発生時の周波数減少時のプラズマフローの計測結果より、不安定性の揺動はEXBドリフトとともに回転しており、周波数の減速は、前半は共鳴有理面が径電場が小さい領域に移動すること、後半は径電場自体が小さくなることで起こることを明らかにした。また、回転変換や電子の密度、温度分布の計測結果を基にロックトモード様不安定性発生時のMHD平衡を再構築し安定特性を数値的に解析した結果、ロックトモード様不安定性発生時には、交換型不安定性の安定性指標であるメルシエ条件が大きく不安定化するだけでなく、テアリング不安定性の安定性指標であるΔ'も大きく不安定化していることが分かった。

2. LHDではECE(電子サイクロトロン放射)を使った電子温度の揺動観測からも不安定性の空間構造の観測を行っている。3次元の磁場配位構造を持つLHDにおいては、不安定性の空間構造を複数の視線での揺動測定が望まれる。一方、既設のECE計測装置はミラーを用い設置に広い空間を必要とし、複数設置することが困難である。そこで、金属レンズで直線型のコンパクトなECE受信システムを設計し、既設型のミラー方式のECE計測装置と同等の空間分解能を備えることができるかの検討を行った。LHDの典型的な実験条件(中心磁場1.5T)で利用するWバンド(75110GHz)帯の電磁波について、レンズの設計と試作、性能試験を通じて、金属レンズでコンパクトなECE受信システムが構築可能なことを実証した。ヘリカル型磁場核融合発電炉で、高圧プラズマの維持に大きな障害となる交換型不安定性の閉じ込めに与える影響を調べるために、大型ヘリカル装置(LHD)にマイクロ波反射計を設置し、不安定性による磁場容器の揺らぎや磁場容器上のプラズマの流速を計測した。また、不安定性の原因を解明するために数値シミュレーションを行った。その結果、LHDで観測される圧力が急激に減少する現象(コラプス)は磁気島を持つ不安定性が関与していることが分かった。この性質は、通常の交換型不安定性と異なる性質を持つが、シミュレーションによると、成長率は通常型より下がるが、磁気島構造を持つ交換型不安定性が存在することを発見した。初期に設定した項目がほぼ予定通り進展しているため1.平成27年度はLHDでの実験ができなかったので、最終年度である28年度も引き続き、LHD実験において、幅広いベータ値と磁気レイノルズ数を持つプラズマパラメータ領域に対して、磁場揺動とミリ波反射計による電子密度揺動を系統的に取得する。また、これまでの実験データを再解析し、磁場搖動強度とプラズマ揺動の内部構造特性(モード幅や振幅)、電子圧力分布の劣化度や劣化範囲の系統的な比較を行い、低次のMHD(電磁流体力学的)不安定性のLHDプラズマの閉じ込め性能に与える影響知見をまとめる。また、外部共鳴摂動磁場やプラズマフローの不安定性内部構造に与える影響についてのデータ取得も試みる。2. FREMSコード(円柱体系における簡約化自由境界不安定性解析コード)を使って、非線形飽和時の不安定性の内部構造とプラズマ外部での磁場揺動強度が、どのような関係を持つか、幅広いベータ値、磁気レイノルズ数、磁気丘高さ、磁気シア強度のプラズマに対して解析を行う。また、外部共鳴摂動磁場やプラズマフローの不安定性内部構造に与える影響についての解析も行う。3. 2.を元に、非線形飽和状態の理論予測のモデル化を行い、その結果を核融合炉と同等の高ベータ、高磁気レイノルズ数プラズマに適用し、低次の抵抗性交換型MHD不安定モードのプラズマ閉じ込めへの影響のシミュレーションを行うとともに、研究課題のまとめを行い、成果を発表する。28年度が最終年度であるため、記入しない。核融合・プラズマ理工学1.密度搖動計測の絶対値校正実験を行うことにより、定量的な値として密度搖動強度空間分布、小半径方向変位分布のプラズマパラメータ依存性データベースを作成する。その結果を磁場搖動強度や電子搖動分布等と比較して、MHD理論モデルと計測結果との最適な比較手法について検討を行う。
FGF21による食餌選択行動と脳内メカニズムの解明

絶食による飢餓からの回復時に、炭水化物嗜好性が増強し、速やかに全身エネルギー状態が回復する。またヘパトカインであるFGF21が絶食時に肝臓から分泌される。本研究によって、FGF21が視床下部室傍核に存在する、炭水化物嗜好性制御CRH産生ニューロンに発現するFGF21受容体を介して直接活性化を促し、炭水化物嗜好性を惹起する事を明らかにした。食餌選択行動を制御する視床下部PVH-CRHニューロンにおけるAMPKを活性化する、末梢組織からの刺激因子として、ヘパトカインであるFGF21に着目し、FGF21シグナルの視床下部内作用点と脳内ネットワークを解明を進めている。FGF21受容体であるFGFR1cに対するshRNAにより視床下部PVHまたはSCNでの受容体発現を抑制すると、絶食時に高まる炭水化物食嗜好性が完全に遮断された。このFGF21の作用が、PVHに存在し食餌嗜好性制御ニューロンと位置づけたCRHニューロンへの直接作用か否か、検討するためにPVHのCRHニューロンにshRNAを特異的発現させ絶食すると、やはり高炭水化物食嗜好性は完全に消失した。これはPVH-CRHニューロン自体が、絶食時に肝臓で産生され血中濃度が増加するFGF21を直接感受し、CRHニューロンの活性化に寄与している事を示唆する。CRHニューロンの神経活動がFGF21添加によって実際に活性化するのか、FGF21によってCRHニューロン活性機構の機能維持がなされているのか解明する為にも、食餌嗜好性制御CRHニューロンの細胞同定示標の探索を先ず進める予定である。PVHのCRHニューロンに対するFGF21の効果はFGF受容体に着目して検討中だが、受容体複合体を形成するβklothoシグナルの検討や、SCNにおけるFGF21の効果について細胞体同定等の実験が遅れている。また狂犬病ウィルスを用いて、CRHニューロンの上流入力先の探索を29年度の研究計画に掲げて準備を進めていたが、つい最近、全く同様の方法を用いて上流探索を行った報告(Natue 532, 103-106 (2016))がなされ、視床下部内からのCRHニューロンへの入力は予想通り多いが、匂いストレス刺激においては扁桃体からの入力経路が重要であるという報告であり、私の注目するSCNからPVHへの入力経路は主要経路では無い事も含まれていた。今後はFGF21のニューロン細胞への機能維持効果に対する作用も考慮し、先ずはCRHニューロンにおけるFGF21の生理的機能解析に焦点を絞る予定である。食餌選択行動を制御する視床下部PVH-CRHニューロンにおけるAMPKを活性化する、末梢組織からの刺激因子として、ヘパトカインであるFGF21に着目し、FGF21シグナルの視床下部内作用点と食事嗜好性制御における脳内ネットワークを解明を進めている。このFGF21の作用が、PVHに存在し食餌嗜好性制御ニューロンと位置づけたCRHニューロンへの直接作用か否か、検討するためにCRH Creマウスを用いて、PVHのCRHニューロンにshRNAを特異的発現させた後に絶食すると、予想通り高炭水化物食嗜好性は完全に消失した。これはPVH-CRHニューロン自体が、絶食時に肝臓で産生され血中濃度が増加するFGF21を直接感受し、CRHニューロンの活性化に直接的に寄与している事を示唆する。このCRHニューロンの上流探索を進める予定で準備を進めていたが、狂犬病ウィルスを用いた上流探索に関する報告が既になされてしまったので、炭水化物嗜好性に寄与するAMPK反応性CRHニューロン自体の特徴決定に方針転換を行った。これまでに明らかにした炭水化物嗜好性に寄与するAMPK反応性CRHニューロンのうち、FGF21受容体を発現するCRHニューロンをCell sortingして回収したところ、PVHの0.1%未満の細胞集団数100個を回収出来た。現在微量試料からのcDNAアレイ解析の準備を進めている。外因性FGF21投与により、甘み感受性を低下させ、肥満状態に於いても砂糖摂取量を低下させるという逆の効果を示す報告が2報発表(Cell Metabolism 23, 1-6及び23,335-343 (2016))され、肥満者の糖分過剰摂取を防ぐ治療応用として期待されている。しかし、この報告で使用されたFGF21の濃度は生理的範囲を100倍以上逸脱しており、治療目的での利用への可能性を示すが、本来のFGF21の機能とは考えにくい。FGF21は絶食時に肝臓で合成が高まるが、肥満時に生じる脂肪肝においても合成が高まる事も報告されているので、FGF21の生理的機能解明が重要で有ると考えている。また狂犬病ウィルスを用いたCRHニューロンの上流探索を行い、私の注目するSCNからPVHへの入力経路は特に主要経路では無い報告(Natue 532, 103-106 (2016))がなされた。そこで、CRHニューロンへの入力経路探索ではなく、嗜好性制御コマンドニューロンとしてのAMPK反応性CRHニューロン自体の特性を解明する事に方策を転換した。またその計画方針の転換と同時に自身の所属異動に伴って実験の遅延が生じた。

現在は完全に異動先の琉球大学での実験を速やかに再開しているので、計画目的を達成できると確信している。既に目的とする、AMPK反応性CRHニューロンを分別・単離・回収することに成功している。今後cDNAアレイ解析を行い、in vivoで高発現し、判別可能な新規マーカーを同定する。その後新規判別マーカーによるマーキング動物の作出を行い、機能評価を進める予定である。絶食により全身エネルギーが低下すると、再摂食時には炭水化物食を積極的に選択摂取する本能行動を司る制御ニューロンを見出した(Cell Reports, 22, 706-721, 2018)。この炭水化物嗜好性制御ニューロンである視床下部PVHのAMPK反応性CRHニューロンを活性化させる末梢組織からの刺激因子として、ヘパトカインであるFGF21に着目し、FGF21シグナルの視床下部内作用点と脳内ネットワークを解明を進めている。FGF21受容体であるFGFR1cに対するshRNAを、CRHニューロン特異的に発現させることで、FGFR1c受容体発現を抑制すると、絶食後に高まる炭水化物食嗜好性が完全に遮断された。絶食時に肝臓から分泌されるFGF21が、直接炭水化物嗜好性制御CRHニューロンを活性化することが示唆された。そこでFGFR1c陽性、CRHニューロンをPVHからCell sortingして回収したところ、PVHの0.1%未満の細胞集団を回収出来た。得られた細胞集団とFGFR1c陰性CRHニューロンとの発現遺伝子比較をcDNAアレイ解析を用いて行なった。炭水化物嗜好性制御に寄与するFGFR1c陽性細胞では、解糖系関連酵素の発現減少といくつかの脂質代謝に関連する特徴的な遺伝子発現を認めた。さらに様々な匂い受容体の発現を認めており、これらの発現変動の確認と解析を行っている。炭水化物嗜好性制御CRHニューロンは、絶食時に非常に敏感にAMPKのリン酸化が観察されるが、解糖系酵素の活性不全により、低血糖に応じてAMPK活性が鋭敏に活性化が可能となり、適切な炭水化物摂取を促す、精妙なエネルギー調節機構の一旦を解明できたと考えられる。絶食による飢餓からの回復時に、炭水化物嗜好性が増強し、速やかに全身エネルギー状態が回復する。またヘパトカインであるFGF21が絶食時に肝臓から分泌される。本研究によって、FGF21が視床下部室傍核に存在する、炭水化物嗜好性制御CRH産生ニューロンに発現するFGF21受容体を介して直接活性化を促し、炭水化物嗜好性を惹起する事を明らかにした。外因性FGF21投与により、甘み感受性を低下させ、肥満状態に於いても砂糖摂取量を低下させる報告が2報発表(Cell Metabolism 23, 1-6及び23,335-343 (2016))され、肥満者の糖分過剰摂取を防ぐ治療応用として期待されている。絶食時に増加するFGF21によって炭水化物嗜好性を亢進させる私の仮説とは逆となるが、この報告で使用されたFGF21の濃度は生理的範囲を100倍以上逸脱しており、本来のFGF21の機能とは考えにくい。FGF21は絶食時に肝臓で合成が高まるが、肥満時に生じる脂肪肝においても合成が高まる事も報告されているので、FGF21の生理的機能解明が重要で有ると考えられ、CRHニューロンに対するFGF21の絶食時における機能解析を継続して進める。
日本版ギフテッドを定義する―才能児の実態把握と基礎資料の収集

ギフテッド(gifted)と呼ばれるアメリカの才能児の概念を日本に広めるとともに、日本のどこに、どのようなかたちで、どのくらいの割合でギフテッドが存在し、どんな特徴を持ち、支援を求めているかの基礎データを形成し、基礎資料としたい。初年度にあたる今年度は、共同研究者との研究計画と打ち合わせ、学内の研究倫理申請から始めたが、研究倫理の申請、審査に思ったより時間がかかり、まだ研究が始められていない状況である。研究倫理申請をできるだけ早くクリアし、研究にとりかかりたいと考えている。学内の研究倫理の申請、審査等に時間がかかり、研究自体が開始できなかった。よって、共同研究者との研究計画や研究の打ち合わせまでで、研究が止まっている状態である。研究倫理の許可を得て、できるだけ早く研究を開始できるようにしたいと考えている。できるだけ早く研究倫理の許可を得て、実際の研究を始めたいと考えている。研究倫理の申請、審査に時間がかかり、研究が準備段階までしか行えず、実質的には開始できなかったため。
視覚情報に基づく移動ロボット群の故障推定と耐故障隊列制御に関する研究

本研究ではカメラからの視覚情報に基づいた複数台からなる移動ロボット群の制御法と故障検出法について考察し、実験により検証した。故障推定には正常モデルと故障モデルの複数のモデルを作成し、それらモデルを使用したシミュレーションベースの推定法、パーティクルフィルタを実現した。この推定法を移動ロボットの状態推定に適用する際に、視覚情報に基づいたロボットの状態推定は照明環境の変化等により失敗することがわかった。そこで照明環境にロバストな色不変量とソナーセンサを融合した状態推定法を実現した。その状態推定法と画像ベースド制御を利用した複数台移動ロボットの隊列制御を実現し、実験により有効性を示した。本研究では、複数台移動ロボットの故障検出および耐故障隊列制御の実現を目指している。ここでは各移動ロボットにカメラを搭載させ、カメラから得られた画像情報を基に移動ロボットの故障推定と隊列制御法を開発する。平成27年度では、カメラの画像情報に基づいた移動ロボットの故障推定アルゴリズムを開発し、移動ロボットの追従制御に適用し、実験による検証を行った。移動ロボットの故障推定アルゴリズムには粒子フィルタを導入した。粒子フィルタによって現在の移動ロボットの状態を推定し、故障していない場合の移動ロボットを予測し、それらを比較することで故障推定の実現を試みた。シミュレーションによりアルゴリズムの検証を行った。提案手法を実験により検証するため、画像情報に基づいた移動ロボットによる追従制御システムの開発を行った。ここでは移動ロボットに搭載したカメラから得られた画像情報から色情報に基づいた粒子フィルタにより追跡対象を認識させ、それに基づいて追従制御を実現した。実験では追従に失敗することがあり、その原因について検証した。その結果、照明環境の変化に対応ができていないことがわかった。そこで照明環境の変化にロバストである色不変量を導入し、実験により検証した。色不変量により、照明変化の影響に対する追跡対象の認識のロバスト性を向上させることができた。さらに移動ロボットに搭載された距離センサを融合させることで環境変化にロバストであることを明らかにした。画像情報に基づいた複数台移動ロボットの追従制御では、実験環境の照明変化に対応できないことが判明した。これを解決しないと提案手法の有効性の検証が困難になると考え、ロバストな画像認識技術の開発に従事した。本研究では、移動ロボットに搭載したカメラからの視覚情報を利用した移動ロボット群の故障検出および耐故障隊列制御法の開発を目的とする。故障検出および耐故障制御を実現することで、移動ロボット群の制御性能の劣化の抑制や実環境に対するロバスト性の向上が期待できる。本研究ではカメラからの画像情報に基づいた移動ロボットの認識・推定アルゴリズムを開発し、人物追従制御および複数台移動ロボットの隊列制御に適用し、実験による検証を行った。移動ロボットの認識アルゴリズムにはパーティクルフィルタを導入した。そこでは色不変量を導入し、照明変化の影響に対する追跡対象の認識のロバスト性を向上させた。さらに移動ロボットに備え付けられているソナーセンサを融合した推定アルゴリズムを開発した。これを人物追従制御および複数台移動ロボットの隊列制御に適用した。制御にはパーティクルフィルタにより得られた情報をもとに画像ベースド制御を実現した。隊列制御の実験では、移動ロボット3台によるライン形状の隊列を形成させ、先頭のロボットをオペレータにより操縦し、他のロボットがそれに追従するように制御した。実験では提案手法により、良好な追従特性と追従対象の誤認識の低減を示した。しかしながら複数台移動ロボットの隊列制御において、搭載したカメラでは認識できる範囲が小さく、このため隊列可能な形状が制限されてしまうことがわかった。移動ロボットのカメラに広角・魚眼レンズを取り付け、視認できる範囲を広げ、提案手法を改良する。さらに故障推定アルゴリズムを融合していく予定である。照明環境の変化にロバストな画像認識技術を開発できたため、故障推定法の有効性の検証や隊列制御の実験を行う上での環境の影響が小さくなったと考えている。今後は研究計画通り進めていくが、実験検証を主体的に進めていく予定である。制御工学移動ロボットに搭載する制御用ノートパソコンが予定していた価格より安く購入できたためである。またロボットの予備用バッテリーなどが年度内の納期が難しかったため、一部機材の購入を見合わせたことが理由である。購入を見合わせたロボットの予備用バッテリーを購入する。
超高感度レーザー希ガス局所分析から制約する核－マントル共進化

本年度は昨年度に実施した条件(1GPa)よりもさらに高圧下で、かつ全希ガス元素(He, Ne, Ar, Kr, Xe)について、溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の分配係数を求めることを試みた。まず希ガスを実験系内に導入するために、玄武岩粉末を数MPaの希ガスとともに金ーパラジウムカプセルに封入し、約300MPa、1,600Kに加圧昇温した後に急冷することで、希ガス入り玄武岩ガラスを得た。このガラスと金属鉄を出発物質として希ガス分配実験を行った。まず出発物質をダイアモンドアンビルセルに入れ、10-70GPaの範囲で加圧し、レーザー加熱により3,300K付近まで昇温して融解させた。溶融したケイ酸塩の30μm程度の領域から、顕微レーザーアブレーション装置を用いて希ガスを抽出し、前年度に改良した希ガス質量分析計を用いて定量した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、希ガスを抽出したレーザーピットの体積を測定し希ガス濃度を求めたところ、He以外の希ガスについてはおおむね目的としていた濃度で含まれていることが確認できた。一方He濃度は想定よりも数桁低く、昇温時に試料室から外部へ拡散して失われたと考えられる。また得られた金属鉄は直径20μm程度と、当初の目論見よりも小さく、希ガス濃度の測定が極めて難しいと見込まれたため、より大きな試料が得られるマルチアンビルセルを用いた実験を行った。8GPa、2,200Kにおける希ガスの分配係数(金属相中の濃度/ケイ酸塩相中の濃度)は1/1000程度であり、先行研究の結果(Matsuda et al., Science 1993)とは矛盾しない。本研究により、希ガスを導入した系で高温高圧実験を行うルーチンはほぼ確立されたため、今後は圧力と温度を様々に変えて試料を量産し、溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の希ガス分配係数の温度圧力依存性を明らかにしていく必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、微小な元素分配実験試料の希ガス分析を可能にするための、希ガス質量分析計用の新規イオン源を開発した。このイオン源はバックグラウンドの水素と炭化水素を低減するためにチタン製で、全ての金属部品が工作精度5μm以下で製作されている。ただしイオン源の換装後の焼き出しや調整などに数ヶ月を要することと、現状のイオン源の性能でも以下の予察的な分析には十分であることから、新規イオン源の質量分析計への実装は見合わせている。イオン源の開発と並行して、金属ーケイ酸塩メルト間のAr分配実験試料を分析した。米カーネギー地球物理学研究所のC. Jackson博士との共同研究として、鉄とケイ酸塩、液体Arを白金ーグラファイトカプセルに封じ、ピストンシリンダーを用いて1700°C、1 GPaの熔融後急冷して得られた、大きさ1mm程度の試料の10200μm程度の領域を、紫外レーザーを用いて真空中で蒸発させてArを抽出し、希ガス質量分析計を用いて定量した。試料に開いたレーザーピットの体積はレーザー顕微鏡により求めた。得られた(金属相中の濃度)/(ケイ酸塩相中の濃度)で定義されるArの分配係数は1万分の1程度であり、従来の報告値(Matsuda et al., Science 1993)より3桁も低い。また金属相から抽出されるAr量は分析ごとに大きく変動し、ケイ酸塩や気泡などの微小包有物の影響を示唆している。またより高圧での分配係数を求めるために、希ガス(Ne、Ar、Kr、Xe)を添加したケイ酸塩ガラスと鉄をダイヤモンドアンビルセル中で30 GPaの高圧にし、レーザー加熱により溶融させて希ガスを分配させた。ケイ酸塩ガラスに埋まっている金属相は未だ回収できていないが、ケイ酸塩部分には十分な量の希ガスが含まれており、想定した量の希ガスが系内に導入されていることが確認できた。新規イオン源の実装には至っていないが、低ブランク・高感度のレーザー希ガス局所分析を行うプロトコルの構築はほぼ完了しており、高温高圧実験試料を量産し、データを蓄積する段階に入っている。ArについてはJackson博士によりやや低圧ながら、Ar量を様々に変えて分配実験を行った鉄とケイ酸塩ガラス試料が多数提供されており、分析を待つばかりである。ダイヤモンドアンビルセルと用いた試料の調製がやや遅れているが、系に希ガスを導入することには成功しており、こちらも十分な量の試料を調製して分析することで、核ーマントル分離条件での全希ガスの分配係数を決定できるものと期待される。

溶融したケイ酸塩の30μm程度の領域から、顕微レーザーアブレーション装置を用いて希ガスを抽出し、前年度に改良した希ガス質量分析計を用いて定量した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、希ガスを抽出したレーザーピットの体積を測定し希ガス濃度を求めたところ、He以外の希ガスについてはおおむね目的としていた濃度で含まれていることが確認できた。一方He濃度は想定よりも数桁低く、昇温時に試料室から外部へ拡散して失われたと考えられる。また得られた金属鉄は直径20μm程度と、当初の目論見よりも小さく、希ガス濃度の測定が極めて難しいと見込まれたため、より大きな試料が得られるマルチアンビルセルを用いた実験を行った。8GPa、2,200Kにおける希ガスの分配係数(金属相中の濃度/ケイ酸塩相中の濃度)は1/1000程度であり、先行研究の結果(Matsuda et al., Science 1993)とは矛盾しない。本研究により、希ガスを導入した系で高温高圧実験を行うルーチンはほぼ確立されたため、今後は圧力と温度を様々に変えて試料を量産し、溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の希ガス分配係数の温度圧力依存性を明らかにしていく必要がある。上でも述べたとおり、希ガスの分配係数決定についてのプロトコルは確立しているので、高温高圧実験試料を多数調製し、その分析により分配係数のデータセットを充実させていく。一方次年度に進める計画であった、原子炉での中性子照射により希ガス同位体に変換することによる超高感度分析技術を用いた、ハロゲン(Cl、Br、I)や、Mg、K、Ca、Ba、Uといった元素の、金属ーケイ酸塩メルト間での分配係数を希ガスと同時に求める試みは、利用予定であった原子力研究開発機構のJMTR材料試験炉の廃炉が決定したため、もう一つの照射先として想定していた京都大学原子炉実験所のKUR研究炉は6月頃に再稼働の予定であるものの、照射できる試料数が大幅に制限されると予想される。このため地球惑星科学的にも最も重要度の高い希ガスの、核ーマントル間での分配挙動を精確に決定することに重心を置きつつ、将来その他の研究用原子炉が利用可能になった場合に備えて、照射試料の希ガス同位体分析用の質量分析計の改良も当初計画通り進めておく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
道の空間構成における水の文化の重層性に関する研究

(1)本研究では、「道」を社会文化的に構成される空間としてとらえる視点から、高速文明が「道」の意味を支配する傾向を強めるなかで、現在でも「道」の社会文化的豊かさを再生産しているように思われる「四国遍路道」の空間構成的特質を、道と交差するさまざまな形態の「水」を切り口としてみることを試みた。その際とくに、水の安全性、水の商品化・消費文化化、名水スポットとしての選定などの水に対する現代社会のまなざしの変化と、道沿いの水に対する立場の異なる人びとのパースペクティヴの交錯に注目し、現代社会のメカニズムの中で、水を巡る道空間の文化的意味が重層的に再構成されている様子を、四国全体で19スポットの事例研究を通じて明らかにした。(2)平成13年度の段階で、四国遍路道沿いの空間的スポットを構成する水の形態(湧き水、滝、河川、海など)と、遍路道空間の類型(霊場空間、移動空間、休息空間)とのマトリックスによって四国遍路道全体から抽出した調査対象候補を位置づけ、現地調査を通じて、主要な研究対象スポットを選定した。その後、平成13年度後半から14年度にかけて、10名前後のスタッフにより、各調査対象地域に数回赴き、歴史的資料収集および現地での住民、業者、行政、霊場関係者等へのインタビューを行った。(3)その結果、現代の四国遍路道沿いの文化としての水の意味が重層化していく契機、あるいは意味の変容を促す契機についてさまざまな知見を得た。とくに、かつては沿道住民の生活や信仰に重要な意味を持っていた水が、上下水道の発達や自動販売機の普及により、伝統、文化、観光資源としての意味合いを帯びる水へと変化してきつつも、決して元の意味を失うことなく、水を巡る道の文化的意味の重層性の再生産を可能にしていることを明らかにすることができたように思われる。四国遍路道を具体的なフィールドとし、道の文化的意味の豊かさとその変質傾向を現代社会の特質を背景に考察するのが、本研究のねらいである。道の文化的意味を歴史的に堆積された「水の文化的重層性」という側面からとらえ、沿道生活者と巡礼者の水をめぐる交渉形態に注目することによって、その現代的意味を、現代社会の水に対する価値観、水の利用形態を相対化しつつ考察しようとするものである。平成13年度の段階では、調査開始も7月以降にならざるをえないこともあり、主として四国各地での沿道住民、寺院関係者、郷土史研究家などへのインタピューと資料収集を通じて、地域を選定するための予備的作業にほとんどの時間を費やした。その過程で、遍路文化の一部としての水が、沿道地域住民と巡礼者の間のダイナミックな関係を構成する上で重要な接点としての意味を、かつて色濃く持っていた地域、現在でもかなり重要な意味を持っている地域、近年になってから沿道生活者と巡礼者の交流の契機としての意味を持ち始めた地域に注目するとともに、研究対象とする水の形態としては、河川(吉野川、四万十川など)、溜池、湧き水にとくに注目し、それらが沿道生活者、巡礼者にとって持つ多様な意味がどのような側面で接点を有するのか、また有していたのかを、歴史を遡って探っていく必要があることが確認された。そのための有効な方法として、水に関する「伝説」が採集される地域スポットを選定することが提案され、さまざまな伝説の収集と類型化の試みを参照するとともに、伝説の分析方法についての検討と現地での伝承者の発見、巡礼者の側での伝説との接触メディアの広がりと接触頻度などについての予備的調査が行なわれた。

平成14年3月以降、地域を確定し本格的な調査に入る予定であり、現在は研究分担者の間で担当する地域の分担を決めた段階である。道の空間構成を「道の文化意味の歴史的重層性」という観点からとらえるために、四国遍路道を具体的なフィールドとし、道の文化の一段面としての「道沿いの水の文化」に注目した。まず平成13年度の段階で選定した、四国遍路道沿いの水の基本的諸形態としての、湧き水、滝、河川、海、温泉などを、遍路者にとっての道空間の基本形態、霊場空間、移動空間、急速空間の3つに便宜的に位置づけ、それぞれの水の文化的意味が、道の形態の変化、沿道生活者の生活様式の変化、巡礼者の移動手段の多様化等を通じて、衰退、生成、変容するメカニズムを明らかにするための調査枠組みを整理し、平成14年度にインテンシヴなインタビュー調査と歴史的資料収集を開始した。その過程で、湧き水(徳島県の霊場空間における「井戸寺の水」、愛媛県の移動空間上の「臼井の水」、「芝の井の水」、「剃りの川」、徳島県の「お杖の水」、香川県の屋島寺付近、大窪寺付近の「お加持水」など)については、近年の衛生保健行政による水質検査の徹底化、上下水道の発達、清涼飲料水の自販機設置などによって、生活用水や飲料水が身近な湧き水に依存しなくなってきた一方では、歩き道としての遍路道の伝統や文化的意味の見直しの動きを背景にして、湧き水や滝(徳島県の「灌頂の滝」)のあらたな整備や伝説的意味の掘り起しなどが活発化している事例などが見出され、河川では、「尻なし貝伝説と橋梁」、さらには高知県、岩本寺付近の河川にかつてあった渡し舟、四万十川の渡し舟、浦度湾に今でも運行されている渡し舟などの事例では、河川に大きな橋梁が建設されることにより、「尻なし貝」という貝の記憶が失われ伝説が無意味化した経緯が明らかになり、渡し舟が廃業に追い込まれる一方、逆に、現代における遍路道文化の見直しを通じて、「水の文化的意味」の新たな生成と伝説化の契機などが幅広く明らかになりつつある。