hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無容器過冷却凝固法による新しいマルチフェロイック物質の探索

代表者らはこれまでにRFeO3(R :希土類元素)において、無容器プロセスにより大きく過冷したメルトからの急速凝固は磁性と誘電性を兼ね備えたマルチフェロイックな性質を示す準安定な六方晶の相(h-RFeO3)を生成することを明らかにしてきたが、h-RFeO3の磁性はほとんどの場合反強磁性であり、そのため実用性は乏しいことが課題としてのこされていた。この点を解決するには強磁性相と強誘電性相のコンポジット化が一つの方法と考えられることから、組成および生成条件の検討から、Feの一部を2価のMn2+に置換することにより、h-LuFeO3の構造を安定化させて安定相の斜方晶(o-LuFeO3)の晶出の抑制を図ったLu(FexMn1-x) 2+yO4+z ;が有望であることを明らかにした。代表者らは,これまでに正方晶のペロブスカイト構造が絶対的に安定なRFeO_3(R:希土類元素)においても,希土類元素のイオン半径が小さい場合は,過冷したメルトからの急速凝固により,マルチフェロイック物質の候補と考えられている空間反転非対称の構造(六方晶,空間群:P6_3cm)の化合物が,特に低酸素分圧下で得られやすいことを実験的に明らかにした.これは,正方晶と六方晶の相選択においては酸素ポテンシャルが重要な役割を演じていることを示唆することから,本研究では,任意の過冷度で核生成させるためのトリガー機構を備えたガスダイナミック浮遊炉(ADL)を新たに用意し,超高速ビデオによるその場観察と併せて,正方晶と六方晶の相選択に及ぼす酸素ポテンシャルの影響を明らかにすることを目的とした.このため平成21年度は,ADLを酸素分圧の制御が可能な高真空チャンバー内に設置し,最大撮影速度が65万フレーム/秒の超高速ビデオを組み合わせた実験・観察システムにより,希土類・遷移金属酸化物を試料に用いて,過冷凝固時の挙動,特にリカレッセンス挙動と凝固界面形態の詳細な観察を可能にするための実験手法の確立を行った.その結果,LuFeO_3では六方晶が安定に得られるのの,酸素分圧を10^5Paに高めてもFe^<3+>→Fe^<2+>によると考えられる高導電率のFe_3O_4の生成を伴うことが分かった.強誘電性と強磁性を兼ね備えたマルチフェロイック性の出現には,強誘電性を示す六方晶LuFeO_3と併せて強磁性の代表的物質であるスピネル型フェライトとのハイブリッド構造が一つの解となるが,本研究で得られたFe_3O_4では,高導電率のためその目的に適わないことは明らかである.このため,平成22年度は,Feイオンの一部をMn等に置換する等,Fe^<3+>→Fe^<2+>の抑制を狙った実験によりマルチフェロイック性の出現の調査を予定している.代表者らは、これまでにペロブスカイト構造が安定なRFeO_3(R:希土類元素)においても、イオン半径の小さいLu, Yb等では、過冷したメルトからの急速凝固により、磁性に加えて強誘電性(マルチフェロイック性)が期待される空間反転非対称の構造の化合物(h-RFeO_3)が得られることを報告してきた。しかしながら、ほとんどの場合、磁性は反強磁性であることから、実用的なマルチフェロイック物質とするには、強磁性であることと併せてT_c(キュリー温度)が少なくとも室温以上であることが不可欠となる。この点から本研究では、h-LuFeO_3とFe_3O_4のハイブリッド構造となるコンポジットの生成を試みた。実験は、LuFe_2O_<4+x>と、Feの一部をMnに置換したLu(Mn_xFe_<1-x>)_2O_<4+y>^*を試料に、酸素分圧(Po_2)をパラメターにして、ガス浮遊炉(ADL)による過冷凝固を行った。その結果、Po_210^4Paにおいてh-LuFeO_3を初晶とするFe富化相との共晶組織が得られた。同組織をVSMにより調べたところ、850Kにおいて顕著な磁気変態を示したことから、このFe富化相はFe_3O_4、あるいは(Mn_xFe_<1-x>)_3O_4であることが強く示唆される。すなわち強磁性と強誘電性のハイブリッド構造の実現への可能性が明らかとなった。

この点から、次年度では、R(Mn_xFe_<1-x>)_2O_<4+y>において希土類元素の選択、すなわちYの適用およびPo_2並びx, yの最適化を指向して本研究を総括する。^*Feの一部をMnに置換した理由は、Fe_3O_4は酸化物としては電気伝導度が大きく、マルチフェロイック性を損なう恐れがあるためである。筆者らは、これまでにRFeO_3(R:(重)希土類元素)において、大きく過冷したメルトからの急速凝固により磁性と誘電性を兼ね備えたマルチフェロイックな性質を示す六方晶相(h-RFeO_3)が準安定相として生成することを明らかにしたが、同相の磁性はほとんどの場合、反強磁性であり、しかもその磁気変態点は200Kと低く、実用性としてはこの点が障害になると思われた。これを改善するには、単相組織に替わって強磁性相、特にFe_3O_4とh-RFeO_3のナノコンポジット化が有力な方法と考えられることから、23年度は組成および生成条件を検討することにより、強磁性と強誘電性を兼ね備えたマルチフェロイックコンポジットの創製を指向した。このような観点から、先ず過冷凝固したRFeO_3の断面組織写真を詳細に調べたところ、強誘電性のh-RFeO_3が初晶として粗大晶出し、後段になって強磁性のFe_3O_4相とh-RFeO_3が微細な共晶として現れることが示唆されたので、Fe_3O_4とh-RFeO_3のナノコンポジット化を図るべく、組成と凝固条件を検討した。その結果、組成としてはFeの一部をMnに置換したLu(Mn_xFe_<1-x>)_yO_<3+z>(x:0.33,y:3+a,z:6+b)においてサブミクロンレベルの共晶組織が得られることを示し、併せて六方晶相の安定性を評価する指針として、h-RFeO_3を構成するイオン半径の幾何学的関係の考察から(r_R+r_O)/√2(r_<Fe>+r_O)≦0.87(r_R:R^<3+>のイオン半径、r_O:O^<2->のイオン半径、r_<Fe>:Fe^<3+>のイオン半径)が安定性の条件になることを提唱し、戦略的に入手が困難になっている希土類元素に替わって、Sc、Bi等の利用の可能性を示した。
自由主義的行財政改革におけるコ-ポラティスト的執行の比較研究

行政改革は、「小さい政府」、「民間活力の応用」、「規制緩和」などをスロ-ガンとして行われたものである。ところが、その実施過程ならびに結果において、コ-ポラティスト的性格が強く現れるというパラドックスが見られた。例えば、電電公社の民営化を通じて、自由化や規制緩和が促進されたことは言うまでもないが、他方で、民営化の過程ならびにその結果において、コ-ポラティスト的特徴は一層強まった。第一に、全電通は、電電三法の国会審議に対し、総力を挙げて圧力行使を行ったが、その過程で従来からの社会党を介した影響力のチャネルばかりでなく、自民党との直接の接触のル-トを開拓、利用した。全電通が、単なる労働条件や雇用の問題を超えて、産業政策についての自らの主張を確立し、それを代表させるチャネルを確立していったという意味で、(メゾ)コ-ポラティズムへの一歩であるといってよい。また、自民党の側も、それまでの労働組合(特に総評系労組)の政治参加のアクセスを拒否する態度から、政治参加を容認、奨励するあり方へ転換した。転換した。この意味でも、日本政治が、行政改革を通じてコ-ポラティズムに一層近付いたと解することができる。他方、経営との関係でも、全電通は、民営化に関して経営者との利害を一致させ、むしろ積極的に民営化を推進したと言って過言ではない。全電通の主張は、経営側とほとんど同じものであり、いわば経営側の尖兵として政治活動を行ったのである。この(ミクロ)レベルでも、自由主義的改革は、コ-ポラティズム的労使協調を一層促進させたのである。また、電電公社の民営化は、一人の解雇者も出さずに実現された。実は、カッツェンシュテインの分析したスイスやオ-ストリアの例が示すように、(国際的)自由化は、国内のコ-ポラティズムを生み出す基礎たりうるのであり、この例と比較すれば、日本が特に特異な構造を示しているというわけではない。「国益」ないしは「企業の利益」という観点が貫徹すれば、国際市場、国内市場における競争のために労使が協力するのは当然のことであるからである。この観点に立てば、ミクロ・レベルのコ-ポラティズムが自由主義的改革によって一層進行したことは何等驚くべきことではない。転換した。本年度は、行政改革の内、国鉄と電々公社の民営化に力点を置いた研究を行ってきた。1.日本の行政改革および財政再建に関して書かれたルポルタージュを書籍、雑誌記事、新聞報道などを、国会図書館などを通じて、体系的に収集、調査した。2.JR、NTT、関係官庁(運輸省、郵政省、大蔵省など)、自民党政務調査会各部会、労働組合(国鉄労組、電々労組)等によって公刊された資料あるいは内部資料をできるだけ収集した。3.行政改革、財政担当のジャーナリスト、国鉄、電々関係者、自民党関係議員、担当大臣経験者、野党の国会対策委員等に対するインタビューを、実施した。4.以上にもとづいて、現在、国鉄、電々についての簡単なケース・スタディを暫定的にまとめつつある。5.同時に、西ドイツおよび米英(とくにサッチャー政権)についての70年代末から80年代におけるイデオロギー上の変化と行財政改革の実際についての著作、報告書などを収集し、研究した。

これらの研究を通じて、日本においては、行革イデオロギー(経済的自由主義)と実施の実態とのズレが非常に大きく、自由主義イデオロギーによってコーポラティスト的構造が一層進行しているというパラドックスが明らかになってきた(とくにNTTについて)。なお、この研究の過程で、「新保守主義の時代のイデオロギーと政治」と題する講演を行い、成果の一部を公表するとともに、批判を仰いだ。また、理論的問題の検討のため、政治学理論誌に小論「テクノクラート理論の再編」を執筆、間も無く公刊の予定である。「小さい政府」、「民営化」、「規制緩和」をめざした行政改革は、80年代における日本の最も重要な政治争点であったが、それは、戦後における経済的自由主義と社会民主主義とのイデオロギ-的な対立の循環的サイクルの一つと捉えることができる。ところが、この行改イデオロギ-と実施の実態との間には、重大なズレがあり、実際には自由主義イデオロギ-の浸透によって、コ-ポラティスト的な構造が一層進行しているのではないか、というのが本研究の出発点であった。こうした観点から、本年度ではまず、理論的分析として、ピ-タ-・カッシェンステインのモデルの再検討を行った。彼のモデルでは、自由主義イデオロギ-とコ-ポラティスト的実態との結びつきがヨ-ロッパの小国においてもしばしば見られることを指摘しており、日本との比較の上で興味深い洞察を与えると判断したからである。そして事実、このモデルによって、昨年実態調査を行った民営化の過程におけるNTT・全電通の労使関係の変化が、適切に解釈できることが明らかになった。他方、本年度の研究対象であった予算過程における各官庁、自民党各政務調査会部会、利益団体間のコ-ポラティスト的協調体制の一層の展開も同様の枠組みで理解できることが明らかになった。なお、本年度、規制緩和、民営化の一環としての建設省の土地利用政策が、土地の価格の高騰を招き、それが「土地臨調」を誕生させた過程を分析した。この過程は、行政改革の一環をなすものであるが、理論的にも興味深い研究課題を提供している。それを一つのきっかけとして、労働組合の発言力が強化され、社会民主主義イデオロギ-の再生につながったが、同時に、連合のコ-ポラティスト的参加に一層の拍車がかかったからである。今後は、引き続き、行政改革の副産物たるこの土地問題の研究を以上の枠組みによって検討する作業を続けたい。
海洋科学との接続性を考慮した海洋ガバナンスの構築

本研究では、海洋科学と有機的な相互作用を実現する海洋ガバナンスついて、主に国際ガバナンスの事例研究に基づく検討を行った。本研究の成果として、海洋科学と意味ある応答を可能とする海洋ガバナンスの設計要素として、1)「手に入る最良の科学(的根拠)」に対するコンセンサスは存在するものの、2)科学的情報の供給については、科学委員会の設置から非公式な情報収集まで多様な方法が存在し、3)科学的情報がガバナンスの意思決定に対して持つ拘束力についてもバリエーションがあり、4)参照条項により規制等の柔軟性を確保する方法も明らかになった。しかし近年、科学と政治の接続に係る問題はさらに複雑化している。海洋科学の検討結果を国際法や国内政策へと一方的に反映させるのではなく、科学的検討と海洋ガバナンスの間での有機的な相互作用を実現することで、両者の緊密な協調(意味のある応答)は実現可能だろうか。多様なアクター、すなわち政策の意思決定者、海洋の利用者、海洋環境に価値を見出す者などによる討議を前提としつつ、自然科学や工学の知見を適切に利用することで、科学的根拠に基づく政策形成過程を実現できれば、それは頑強な海洋ガバナンスであると言えよう。本年度は、そのような海洋ガバナンスのあるべき姿を検討するにあたり、海洋科学と交錯する海洋ガバナンスについて、事例調査を行うことで、海洋科学と海洋ガバナンスの接続領域における現実の課題や検討の着眼点を把握した。具体的には、船舶に係る環境対策における事例、国連海洋法条約に基づく大陸棚限界委員会、中西部太平洋まぐろ類委員会における「管理基準値」に関する議論、気候変動枠組み条約に関する議論の4事例に着目した。いずれの事例でも、科学技術が大きなインプリケーションを有すると同時に、政治的交渉と、科学技術の検討を接続することの難しさが明らかになっている。特に、専門家集団の選定や検討の場の設定の妥当性が問題となること、科学委員会であっても政治介入によって政治的機能を果たしてしまうことなどの問題がいずれの事例にもみられた。よって、科学と政治を完全に切り離し、独立した専門家集団による検討結果を政治が受け取って判断するという理想的なリニアモデルに基づく海洋ガバナンスを実装して機能させることは極めて困難で、意味ある応答を可能とするモデルの確立が必要だと考えられる。本研究は、科学的検討と有機的な相互作用を実現しうる海洋ガバナンスの姿を検討するものである。平成26年度は、海洋科学と交錯する海洋ガバナンスについて、事例調査を行うことで、海洋科学と海洋ガバナンスの接続領域における現実の課題や検討の着眼点を把握した。具体的には、国際海運を含む国際交通分野における地球温暖化対策の経済的手法、海洋の生態系に基づく管理のためのバイオリージョン化、中西部太平洋まぐろ類委員会におけるboundary workの分析の3事例に着目した。海上輸送、資源管理、水産という異なる領域における海洋ガバナンスの事例を調査対象とすることで、海洋ガバナンスとしての網羅性と、それぞれの海洋ガバナンスで必要とされている「科学」のディシプリンの多様性に留意した。特に、個別の社会的意思決定における科学者の人選・要件、科学顧問など社会的意思決定に科学者が関与する制度、エビデンスとして必要とされる情報と科学者が提供できる情報のマッチング、科学者の側から社会や意思決定者に対して問題提起する方法論などについてより一層の検討が必要であることが明らかになった。これらの側面を踏まえて、科学と政治との間で意味ある応答を可能とするモデルの確立が今後の研究により必要だと考えられる。また、平成26年度には海洋分野における科学とガバナンスの接続の実態をより理解するため、WWFカナダのDaniela Diz博士にBioregionalizationとBBNJの最新動向について、ブリティッシュコロンビア大学のWilliam Cheung准教授に地球温暖化が水産に与える影響の科学的研究が社会に与える意味について話題提供いただくシンポジウムを開催した。当初計画どおり、国内外の科学と政治の接続を必要とするガバナンスメカニズムに関する事例研究を概ね終えることができている。シンポジウムの開催については年度の繰越が必要であったものの、それ以外は平成26年度中に順調に調査研究を遂行することができたと考えている。平成27年度は、制度的な視点から、複数の国際条約体制における科学的知見の位置づけに関する比較検討、BBNJ条約に関する予備的調査、行政学の視点から規制評価や体制についての検討、パリ協定等に向けた政府内の実際の地球温暖化対策策定過程に基づく検討、そして政策シミュレーションを用いた実証的な検討を行った。これまでの検討の結果、体制面での特徴と、意思決定における科学的知見の位置づけについていくつかの知見が得られた。体制面では、国際条約等において科学的機関を明示的に実行体制の一部分に位置づける事例が多くあるが、研究者等の組織に対しMOUを結んで委嘱する方法論もあり得る。国内では、審議会のほか、アドホックな部会や委員会等も同様の役割を果たしている。また、非公式な科学的知見の供給も重要な役割を果たしうる。海洋法条約のように憲章的役割を果たす枠組みでは参照事項により最新の科学的知見を反映する余地を残すことも有効である。意思決定における科学的知見の位置づけは、科学的知見が意思決定に対しどのような影響力、拘束力を具体的に持ちうるのかについて曖昧さが残されている。また、科学的機関等の役割を、意思決定機関からの要請に基づく科学的知見の提供に限定するかどうかは選択の幅がある。

また、科学的知見の反映を通じて政治的影響力を行使された結果、規制等が利害関係者に囚虜されるリスクについて十分に注意が必要である。さらに不確実性が高い状況では、順応的管理の方法論を導入することが適切な場合もある。当初計画どおり、過年度までの事例研究を踏まえ、政策シミュレーションを含め、ガバナンスのメカニズムに求められる機能の研究を開始することが出来ている。海洋科学者による科学的検討と、国際法や国内の海洋ガバナンスの間で有機的な相互作用を実現することで、両者の緊密な協調(意味のある応答)を実現することは可能だろうか。本研究では、多様なアクターによる討議を前提としつつ、自然科学や工学の知見を適切に利用することで、科学的根拠に基づく政策形成過程を実現する海洋ガバナンスのあるべき姿について、主に国際ガバナンスの事例研究に基づき、検討してきた。平成28年度は、これまでの研究成果を包括的にとりまとめ、海洋科学と海洋ガバナンスの接続のあり方について検討したほか、現在国連で進行中のBBNJの保全に関する国際ガバナンスの検討を念頭に置き、具体的な制度設計についても検討を行った。また、海外の研究者を招聘した国際シンポジウムを開催し、本研究の成果を発表するとともに、BBNJを通じた生態系再生の議論やロールプレイによる政策研究について情報を得た。とりまとめの結果として、海洋科学と意味ある応答を可能とする海洋ガバナンスの設計要素としては、1)「手に入る最良の科学(的根拠)」に対するコンセンサスは存在するものの、2)科学的情報の供給については、科学委員会の設置から非公式な情報収集まで多様な方法が存在し、3)科学的情報がガバナンスの意思決定に対して持つ拘束力についてもバリエーションがあり、4)参照条項により規制等の柔軟性を確保する方法も明らかになった。しかし近年、科学と政治の接続に係る問題はさらに複雑化している。BBNJについては、第3回準備会合までに、最良の科学的根拠に対するコンセンサスが形成され、科学的機関の提案もでてきているが、新たなガバナンスの対象領域がまだ定まらないため、科学的機関の具体化は政府間外交会議に持ち越される見込みである。具体化の段階で、科学的機関の機能、委員等の選定、トランスサイエンス問題への対応などが論点になると想定される。新海洋像は自然科学の多様な領域をカバーしており、結果として、その検討結果は多様な海洋ガバナンスに対して示唆を持ちうる。これら多様な海洋ガバナンスのメカニズムと海洋科学との接点が本研究課題の焦点である。今年度は、第一に、ガバナンスにおける科学の位置づけについて検討を行った。科学技術社会論等の研究成果をもとに、大衆の科学理解、欠如モデル、トランスサイエンス、モード2等の概念整理を行った。第二に、国際海運からのCO2の排出削減に向け2011年7月に採択されたMARPOL条約附属書VIの改正案に着目した。
ギンツブルグ・ランダウ理論を用いたカラー超伝導相の相構造の研究

BCS理論が提唱されて以来、超伝導・超流動現象は、固相(金属超伝導)、液相(超流動ヘリウム)では観測されてきたものの、気相においての実現は実験的な困難のために憚られてきた。しかし、近年遂に、超低温でのアルカリ原子気体を用いての超流動現象が観測され、話題をよんでいる。この系の特徴は原子間の相互作用の大きさを実験的にも自由に調整できることであり、これにより実験による観測と理論計算との比較が広範囲の相互作用領域にわたって行えるところにある。理論的にはこの系は相互作用の弱い極限ではBCS理論で、強い極限ではボース凝縮として良く記述されているが、この二つの全く異なる理論が相互作用の大きさという一つのパラメータで連続的に結ばれる。私は本年度、ヨーロッパ核物理センター(ECT*,イタリア)において、理論的立場から厳密繰り込み群という手法を用いて全ての相互作用領域にわたってこの現象を記述する試みを行っている。今まで行われてきた手法では特定の相互作用の大きさだけでの記述や揺らぎの考慮が不十分なものであったが、この手法ではあらゆる相互作用の大きさの領域が記述できるので系の連続的変化が明瞭になり、しかも従来よりも精度の高い計算が可能となる。現在、この手法の核となる繰り込み群方程式の数値的解析を進めている。この手法は非摂動的なものであり、標準的な摂動論ではわからない比較的強い相互作用領域での系の振る舞いや理論の根本的な構造が明らかにされると期待される。今後更に、クォーク物質や核物質にもこの解析を応用して様々な密度領域での物質の振る舞いを明らかにしていきたい。本年度は、最近急速に理解が深まりつつある高密度QCDにおいて、中性子星観測との比較が可能である渦生成の機構を明らかにした。論文は現在、Physical Review D誌に投稿中である。この結果をGordon conference (Bates univ.USA)でポスター発表、BNL(USA)でセミナー発表、熱場研究会(基研)で口頭発表を行った。また、高密度QCDの相構造に大きな影響を及ぼすゲージ場の熱揺らぎの効果について新しい知見を得、その結果を物理学会(Hawaii)で発表した。これについては、現在論文を作成中である。以下に研究の概要とその結果をまとめる。全ての物質は、その密度を極限的に高くすると(原子核の飽和密度の6倍程度)超伝導状態になると考えられ、カラー超伝導と呼ばれる。しかし、その実現が期待される系としては中性子星のコア部分に限られる。従って、天体観測と結びつく特徴的な現象を提唱することは意味深い。私はその重要な鍵となる渦生成の研究をスタートした。この結果、次のことが分かった。まず、カラー超伝導における基本渦は、超流動渦と、ゲージ束との両方の性質を兼ね備えるというエキゾチックな特徴を持つ。また、この渦を構成するカラー磁場と通常の磁場と構成比はカラー超伝導を特徴付ける量の一つであり、渦と中性子星に存在する様々な粒子との散乱断面積に結びつく。従って、ここから観測との比較ができる。次に、カラー超伝導の相構造に大きな影響の期待されるゲージ場の熱揺らぎの効果を考察した。これまでの研究ではカラー超伝導の有限温度相転移は、ゲージ場の熱揺らぎによって一次相転移になると考えられてきたが、超伝導相の対称性の揺らぎによる変化までは考えられてこなかった。しかし、実際にいくつかの凝縮に対してエネルギーの比較を行ったところ、相転移温度付近で対称性の違った相が出現する現象が見られた。
トリチウム理工学ー融合炉燃料サイクル、廃棄物処理・処分および安全閉じ込めの基礎

本研究は全国各大学よりの23名のトリチウム理工学関連の研究者によって組織され、融合炉燃料サイクルにおけるトリチウムの効率良い定量的取り扱い法の確立、トリチウムを含む放射性廃棄物の安全な処理・処分法ならびに固定化法の策定、およびトリチウムを核融合炉で取り扱う際の放射線安全対策の確保を目的として、基礎的データの追加と今まで行われて来た研究結果の整理とまとめおよび今後の核融合研究の進展と共に出来するトリチウム関連問題点の検討が行われた。本研究では数多くの成果が得られたが代表的なものを以下に列挙する。1)2種の同位体交換反応、酸化反応、吸着反応等を考慮したトリチウムの挙動の解析法の確立とそのトリチウム捕捉回収操作やトリチウム測定におけるメモリー効果除去への応用(九大・西川)2)水素同位体の分離係数の飛躍的増大が見込まれる冷却面を液体窒素温度とした深冷壁熱拡散塔の改発(名大・山本)3)セメント中のトリチウムの挙動の把握とこのソークィング現象への応用、ならびにセメント表面への各種ペイント塗布の与える効果についての実験的検討(東大・田中)4)室温で水素解離圧が低く且つ高温では高いというウランとチタンの長所を併せ持つ燃料サイクルに適したトリチウム貯蔵用合金Zr_9Ni_<11>の開発(富山大・松山)5)融体トリチウム増殖材中のトリチウムの拡散係数の測定と放出化学形の確認(東工大・河村、高木、武蔵工大・堀内)6)融合炉構造材候補金属材料や合金中のトリチウムの拡散係数についてのデータの蓄積(九大・杉崎、東北大・飯島)7)グローブ材料として使用される高分子中のトリチウムの拡散係数と捕捉される量の実験的検討(阪大・江間、明大・仲川)本研究は全国各大学よりの23名のトリチウム理工学関連の研究者によって組織され、融合炉燃料サイクルにおけるトリチウムの効率良い定量的取り扱い法の確立、トリチウムを含む放射性廃棄物の安全な処理・処分法ならびに固定化法の策定、およびトリチウムを核融合炉で取り扱う際の放射線安全対策の確保を目的として、基礎的データの追加と今まで行われて来た研究結果の整理とまとめおよび今後の核融合研究の進展と共に出来するトリチウム関連問題点の検討が行われた。1)2種の同位体交換反応、酸化反応、吸着反応等を考慮したトリチウムの挙動の解析法の確立とそのトリチウム捕捉回収操作やトリチウム測定におけるメモリー効果除去への応用(九大・西川)2)水素同位体の分離係数の飛躍的増大が見込まれる冷却面を液体窒素温度とした深冷壁熱拡散塔の改発(名大・山本)3)セメント中のトリチウムの挙動の把握とこのソークィング現象への応用、ならびにセメント表面への各種ペイント塗布の与える効果についての実験的検討(東大・田中)4)室温で水素解離圧が低く且つ高温では高いというウランとチタンの長所を併せ持つ燃料サイクルに適したトリチウム貯蔵用合金Zr_9Ni_<11>の開発(富山大・松山)5)融体トリチウム増殖材中のトリチウムの拡散係数の測定と放出化学形の確認(東工大・河村、高木、武蔵工大・堀内)6)融合炉構造材候補金属材料や合金中のトリチウムの拡散係数についてのデータの蓄積(九大・杉崎、東北大・飯島)7)グローブ材料として使用される高分子中のトリチウムの拡散係数と捕捉される量の実験的検討(阪大・江間、明大・仲川)
微小電子ビーム陰極を用いた小型遠赤外チエレンコフFELの開発

大型化するFELの中にあって、通常の実験室でも利用できるFELの開発研究は極めて少ない。しかし最近の急速なTHzブームにのって大型FELの研究者にも、電波と光の境界領域の遠赤外FELをも考慮に入れた研究がなされ出した。このことからも、デスクトップ型遠赤外FELの開発は重要となる。小型FELの実現には、マイクロウィグラーを用いるFELが考えられるが、この方式でも他のTHz光源のサイズにまで小型化することは困難である。汎用性あるデスクトップに近い大きさのFELとするには、ウィグラーを用いない種類のFELを考えなければならない。ここに本研究では、電界放出型の超小型低エネルギー電子ビームを用いたチェレンコフFELの開発研究に取り組んだ。小型チェレンコフFELを実現するには(1)微小電子ビーム源の開発、(2)電子ビーム収束系および伝搬系の開発、(3)各種誘電体の分光測定による複素屈折率の評価、(4)その導波路の開発を並行して進めなければならない。我々はそれらの研究を推進すると同時に、チェレンコフFELの理論的取り扱いとそのシミュレーションコードの開発、新しい陰極材料候補としてのカーボンナノチューブ(CNT)の生成の研究も行った。開発したシミュレーションコードでチェレンコフFELの利得解析をした結果、エネルギー50keV、電流lmAの電子ビームと、誘電体として厚さ650μm、長さ10cmのSi結晶を用いた場合、46.4GHzのチェレンコフ光に対し約10%の小信号利得が得られることが分った。そして共振器を構成して約300往復で飽和に達することが分った。また電子ビームを磁束密度5Tの磁場中を伝搬させると、約12μmの直径で伝搬することが求められた。これらの結果を下に、長さ11cmで2層のSi結晶から成る共振器をステンレス製円筒ユニット内に納め、電界放出スピント陰極と共に縦型超伝導磁石内に装填した。それらのアライメントは上方外部からの調整機構で行った。チェレンコフ光は上方の45°鏡で取り出される。以上のようにして面積0.7×0.7m^2、高さ2mの小型チェレンコフFEL装置を組み上げることができた。近日中に放射光が得られる予定である。また電界レンズのみで縦磁場を用いない装置も開発中である。電界放出陰極用CNTとしてエキシマレーザーアブレーション法でCNTを生成した。他の方法と異なり純度の高い単層CNTが生成され、レーザー波長が短くなるほどCNT直径が大きくなることが見出された。このCMを陰極として用いたが、安定した電流を得るまでには至っていない。

遠赤外線は光と電波の境界に位置する電磁波であり、THz光としても注目され、いろいろな発生技術や応用研究がなされつつある。自由電子レーザー(FEL)も有力なTHz光発生装置の一つである。我々はFEL開発に向けてタングステンやカーボンナノチューブ(CNT)の電界放出陰極の研究を行って来た。特にCNTはタングステン以上に有力なFELへの陰極としての候補となりうることが分かった。また最近は電界放出電子銃アレイ(FEA)も実用化されるに至っている。本研究では、これらの優れた陰極をFEL用電子ビーム源として完成し、誘電体表面近くに電子ビームを走らせ、チェレンコフ効果による放射光を利用し、通常の実験室でも使用できるコンパクトFELについての基礎を確立することを目指す。チェレンコフFELを実現するには、微小電子ビーム源の開発・電子ビーム収束系及び伝搬系の開発・各種誘電体の分光特性測定による複素屈折率の評価・およびその導波路の開発、などがある。今年度においてはそれらの準備を進めながら並行して各シミュレーションコードの開発あるいは整理を主として行った。CNTは通常直流アーク放電法やレーザーアブレーション法あるいはCVD法で合成されるが、CVD法で得られた剣山状CNTは高電圧下での電界放出には電流安定性・耐久性に問題がある事が分かり、その破壊過程をSEM観察を通じて詳細に調べた。また今まで殆ど報告の無い紫外レーザー(波長308nm)を用いたCNT合成を試み、どの方法よりも純度の高い単層CNT(ラマン測定より直径1.21.7nmと評価)を得ることに成功した。一方、FEA(1000tip)を用いた電界放出実験では、少なくとも1mAの電流が容易に得られ、現在その安定性は10%でさらに真空度を上げるなどして改善する必要がある。電子ビーム伝搬系については、実験的にも調べると同時に、E-gunコードを用いてシミュレーション実験を進めており、できる限り早く結論を得たい。チェレンコフ放射実験では、誘電体として、現在Siを用いて行う準備を進めているが、さらに優れた材料を得るべく干渉分光法で位相情報をも得て、複素屈折率評価できるコードの開発を完了した。以上のように各部の詳細実験を進めると同時に、総合実験に向けた陰極およびチェレンコフ放射発生実験用真空容器の設計を行った。我々はカーボンナノチューブ(CNT)や電界放出電子銃アレイ(FEA)を微小電子ビーム源として用い、誘電体表面近くにそれらからの電子ビームを走らせ、チェレンコフ効果による放射光を利用し、通常の実験室でも使用できるコンパクトFELについての基礎を確立することを目指して研究を行っている。本年度はそれらの研究を以下のように並行して行った。(1)においては、主としてCNTの紫外レーザーアブレーション法による生成と、FEAを用いた電子ビーム発生実験を行った。前者では赤外や可視レーザーの場合とは異なるCNT生成過程を見出すことができた。
新規手法の開発によるパリトキシン類縁体オストレオシンの構造決定

底性渦鞭毛藻Ostreopsis.siamensisの大量培養を行い、600L相当の培養論体から主要有毒成分としてオストレオシンDを約6mg単離した。_1H-_1H COSY、HSQC-TOCSYなどの詳細な2次元NMRスペクトルの解析、およびESIMSのフラグメンテーションのパターンから、オストレオシンDがパリトキシンの単純な脱メチル、脱水酸基体ではなく、水酸基の結合位置が異なる類縁体であることを明らかとした。その結果、オストレオシンDの構造は、パリトキシンの3位と26位のメチル基および、18位と44位の水酸基が水素に置換し、42位が水酸基化された構造と推定し、分子量が2500を越える巨大分子の構造決定に成功した。さらに、微量成分として、0.1mg単離したオストレオシンBの構造をマススペクトルとNMRスペクトルの解析により、オストレオシンDの44位が水酸基である構造と推定した。昨年度確立したNMRとFAB CID MS/MSを相補的に組み合わせた新規構造決定手法を応用し、アイルランドで発生した新規貝毒原因物質アザスピロ酸、強力な肝臓毒性を有する下痢性貝毒成分の一つであるペクテノトキシン,の新規類縁体ペクテノトキシン-2セコ酸およびイエッソトキシンの1位硫酸基が水酸基に置換した1-デスルフォイエッソトキシンの構造決定に成功した。渦鞭毛藻Ostreopsis. siamensisの大量培養を行い、オストレオシンA-Eと命名したパリトキシン類縁体5成分を単離した。O. siamensisの^<13>C強化培養の予備実験を行い、とりすバッファー量を2分の1に減らした、培地組成の改変により^<13>Cの藻体への取り込み量が数倍上昇することが判明した。また、精製法の改善を行った結果、従来の精製法に比べて大幅に収率が上昇した。2-スルホ安息香酸無水物を0°Cで反応を行うことにより、1級水酸基に選択的に導入する方法を確立した。この方法を用いて、2-スルホ安息香酸無水物を赤潮毒ブレベトキシン-3の1級水酸基に導入し、FAB CID MS/MSを測定したところブレベトキシンの構造情報を反映したフラグメントイオンが顕著に観測され、ブレベトキシン-3の構造が確認された。本方法が酸性官能基を持たない生理活性物質の構造決定に有用であることを見いだした。また、ニュージーランドで発生した神経性貝毒原因物質ブレベトキシンB2を単離し、NMRとFABCID MS/MSを用いることによりその構造決定に決定した。ブレベトキシンB2はブレベトキシンの側鎖にシステインが付加し、その後スルフィドがスルフォキシドに酸化された全く新規の化合物であることが明らかとなった。この結果は、永年の間不明であった神経性貝毒の原因物質がブレベトキシンその物ではなく、貝体内中で代謝変換を受けた化合物であることを初めて証明した。
チームプレイスポーツのスキル向上を支援する情報技術の研究

チームプレイスポーツ映像解析用に開発した画像センサにより取得した映像及びデータを効果的に用いるため、実写履歴画像を用いた新規画像インタフェースの開発を行った。実写履歴画像とは人物を含む移動体に搭載したカメラが撮像した過去の画像である。過去の画像に、移動体のモデルを現在の情報に従って描画することにより,第三者からのバーチャルな視点を作り出すことができる。取得した全方位画像を被験者の運動に基づき適宜処理することにより、チームプレイスポーツ時のような多数の対象が複雑な運動を行っても容易にリアルタイム、もしくはオフラインにて観測、解析することを確認した。チームプレイスポーツ映像の識別研究として、画像からの物体領域抽出の研究を行った。既存手法が単一の物体領域の抽出を目的としているが、チームプレイスポーツは画像中に複数オブジェクトが存在するので、複数の物体領域を抽出することを目標とした。第一歩として、単純な図形(ベクタ画像)を対象とした複数物体領域抽出法であるプリミティブ選択モデルを提案した。また、既存手法の動的輪郭モデルとの比較実験を行った。提案手法が複数物体領域抽出を可能とし、さらに、単一の物体領域に対しても既存手法より高速な抽出を可能とすることを示した。スポーツにおける特定の型に沿った動作(振り)の練習を支援するためにマーカと加速度センサを用いて規範データベースとプレイヤの振りとの採点システムの要素技術の研究を行った。本研究では従来のマーカのみの振りの採点システムに加速度センサを加えることで、動作の採点をより的確にすることの実証を試みた。評価実験によりマーカのみの採点システムと提案システムを比較し、加速度センサの導入効果を確認した。さらに、複雑な動作の解析の第一歩として、ストリートダンスを例にとり、加速度センサを用いた練習支援システムを試作、評価した。1.サッカーにおけるチームプレイを分類し、それをRoboCupシミュレーションのプラットフォーム上で検証した。明らかになつたことは、チームプレイは個々のプレイヤ(シミュレーションシステム内ではエージェントと呼ぶ)のプレイの質の高さをベースにしないと成立しないということである。今年度は、個々のプレイヤの各種スキルの向上というより、プレイヤ内部に簡単な自己モニター(サブエージェント)を配置し、それが個々のプレイヤのプレイの時系列一貫性や目標と行動のズレなどを内部評価し、場合によっては緊急対応措置をとるという汎用的な仕組みのプロトタイプを開発した。これをさらに敷衍し、他者の動的なモニタリングにまで拡張すれば、チーム全体の意識統一を伴ったチームプレイを実現できる見通しを得た。「セミリフレクション機能を持ったエージェントの開発」と題して発表した。2.プレイヤ動作識別法研究として今年度は人の運動計測と運動時の環境情報の収集を目的として、(1)小型無線加速度センサを用いた運動抽出と(2)全方位カメラを用いた運動推定に関する研究を行い、発表した。(1)手首や足首に小型無線センサを装着することで、身体運動を行っている際にケーブル等で運動を拘束することなく身体運動を計測することを試みた。従来の加速度センサ、ジャイロ、方位センサを組合せたセンサフュージョンを用いた手法に比べ簡便かつ安価な手法で歩行時の運動を計測できることを確認した。(2)XGAの解像度を持つCCDカメラを5つ組合せることで10/3π[sr]程度の立体角の画像情報を取得可能な全方位カメラを構成し、運動時の環境映像を実時間で取得すると共に取得画像より運動時のオプティカルフローを求めることで装置自体の回転角度・角速度を屋内にて実時間で計測する手法を開発した。3.チームプレイスポーツ映像の解析研究として、画像からのオブジェクト抽出に関する研究を行った。オブジェクト抽出に関する既存研究は、画像中に単一のオブジェクトが存在する場合を想定している。チームプレイスポーツは画像中に複数オブジェクトが存在するので、本年度は、その第一歩として単純な図形(ベクタ画像)を対象としたオブジェクト抽出手法を提案し、従来手法との比較実験を行い、提案手法の有効性を確認した。

また、高速移動する物体の実時間追跡に関する研究として、従来の物体追跡アルゴリズムを改良し、入力画像内における物体探索領域最適化の検討、プロトタイプ実装、実験を行った。さらにチームプレイを対象として、個々のプレイヤ並びにボールなどの移動オブジェクトに対する自立分散の位置同定システム研究の一環として、加速度の2階積分(相対座標)とカメラによる観測(絶対座標)を試みた。チームプレイスポーツ映像解析用に昨年度開発した画像センサにより取得した映像及びデータを効果的に用いるため、実写履歴画像を用いた新規画像インタフェースの開発を行った。実写履歴画像とは人物を含む移動体に搭載したカメラが撮像した過去の画像である。過去の画像に、移動体のモデルを現在の情報に従って描画することにより、第三者からのバーチャルな視点を作り出すことができる。取得した全方位画像を被験者の運動に基づき適宜処理することにより、チームプレイスポーツ時のような多数の対象が複雑な運動を行っても容易にリアルタイム、もしくはオフラインにて観測、解析することに成功した。チームプレイスポーツ映像の識別研究として、画像からの物体領域抽出の研究を行った。既存手法が単一の物体領域の抽出を目的としているのに対し、本研究は複数の物体領域を抽出することを目的としている。第一歩として、単純な図形(ベクタ画像)を対象とした複数物体領域抽出法であるプリミティブ選択モデルを提案した。また、既存手法の動的輪郭モデルとの比較実験を行った。提案手法が複数物体領域抽出を可能とし、さらに、単一の物体領域に対しても既存手法より高速な抽出を可能とすることを示した。スポーツにおける特定の型に沿った動作(振り)の練習を支援するためにマーカと加速度センサを用いて規範データベースとプレイヤの振りとの採点システムの要素技術の研究を行った。本研究では従来のマーカのみの振りの採点システムに加速度センサを加えることで、動作の採点をより的確にすることの実証を試みた。評価実験によりマーカのみの採点システムと提案システムを比較し、加速度センサの導入効果を確認した。
観測データに基づくモデル集合の同定とロバスト制御系設計の同時実行に関する基礎研究

本研究課題は,モデル集合の同定と制御系設計の同時実行に関する基礎研究である.本研究課題では,同定と補償器設計のための条件を導いた.特に,入出力観測データに矛盾しないという条件と制御仕様が必ず達成できるロバスト制御器が存在するという条件を同時に満足するモデル集合の導出法を構築した.この方法は凸最適化に基づくものであり,計算機による解析と設計を可能にしている.これにより,ロバスト制御器の存在を前提としたモデル集合の同定が可能となるので,同定と制御器設計の繰り返しや同時実行における労力を軽減するものであり,同定と制御器設計の同時実行のための理論構築のための基礎を与える.さらに,非線形現象が顕著に表れるシステムを中心に検証データの収集を行った.これらの対象は通常の線形制御を適用することが困難であり,独自の制御法が提案されている.さらに,それらの制御法はモデルの同定については考慮されていず,同定と制御系設計の同時実行には不向きである.今回,同定と制御系設計の同時実行を前提とした制御系設計法を導出した.本研究課題は,モデル集合の同定と制御系設計の同時実行に関する基礎研究である.本研究課題で明らかとなった内容は以下のとおりである.●同定と補償器設計のための条件入出力観測データに矛盾しないという条件に加え,制御仕様が達成できるロバスト制御器が存在するための条件を付加した最小モデル集合の導入が可能であることを明らかにした.●検証データの収集非線形システム(特にカオス現象がみられるシステム)を対象とし,最近注目されているカオス制御法と定性的性質に着目した制御法の二手法について考察し,同定と制御系設計の同時実行のためのデータを収集した.●最小モデル集合を同定するチューニングコントローラロバスト制御器のパラメトリゼーションに基づいて,調整可能な時変パラメータを有する制御系設計問題を考察した.制御系は,自由パラメータを含むロバスト制御器とそのパラメータを調整する条件判断のアルゴリズムからなっている.特に,対象の不確かな変動パラメータの推定値に従って,時変パラメータを適応的に調整することにより,閉ループ系の応答が改善されることを示した.この制御系の特徴は,対象のパラメータが事前に考慮された範囲内で変動する限り,安定性が保証できる点にある.本研究課題は,モデル集合の同定と制御系設計の同時実行に関する基礎研究である.本研究課題では,同定と補償器設計のための条件を導いた.特に,入出力観測データに矛盾しないという条件と制御仕様が必ず達成できるロバスト制御器が存在するという条件を同時に満足するモデル集合の導出法を構築した.この方法は凸最適化に基づくものであり,計算機による解析と設計を可能にしている.これにより,ロバスト制御器の存在を前提としたモデル集合の同定が可能となるので,同定と制御器設計の繰り返しや同時実行における労力を軽減するものであり,同定と制御器設計の同時実行のための理論構築のための基礎を与える.さらに,非線形現象が顕著に表れるシステムを中心に検証データの収集を行った.これらの対象は通常の線形制御を適用することが困難であり,独自の制御法が提案されている.さらに,それらの制御法はモデルの同定については考慮されていず,同定と制御系設計の同時実行には不向きである.今回,同定と制御系設計の同時実行を前提とした制御系設計法を導出した.
バウハウス受容期の日本における構成観の形成に関する比較デザイン論的研究

ドイツのバウハウスは、初期マイスター陣による独自の構成理論に基づいた造形教育の方法論を整備し、その後の世界のデザイン教育と実践に大きな影響を与えていった。一方、わが国明治以降のデザイン教育を振り返った場合、江戸以前より継承された「便化」手法をはじめとし、多彩な自然形態の抽象化を基にした独自の幾何学的構成手法や、中国・朝鮮の影響を積極的に取り込みながら、包容力のある構成観を培っていったことがわかる。大正期に最も重要なデザイン教育機関であった東京高等工芸学校における宮下孝雄のデザイン教育を貫く構成観には、こうした成果が幅広く反映されている。さらに、こうした日本近代に特有の構成観が、1920年代半ば以降に受容されていったバウハウス理論の理解と実践のための土壌として重要な役割を果たしていったと考えられる。その影響は、東京高等工芸学校のみならず、1930年代の川喜田煉七郎主宰による建築工芸研究所(後に新建築工芸学院)の研究教育カリキュラムに見ることができる。以上のような観点から、本研究では、バウハウス理論の受容期を基盤づけた、わが国固有の構成観の形成過程に関する文献資科の解析と関係者に対する聞き取り調査を行なった。また同時に、同時代におけるドイツと日本の構成観念の形成過程を比較するために、主にドイツに現存するバウハウス関連資料の現地調査と具体的な作品を通した作品分析を行なった。その結果、1920年代以降のわが国における構成観の形成を考えるうえで、ドイツ・バウハウスの影響のみならず、わが国に固有の構成観を基盤とする立場から論考していく必要があることを検討することができた。
映像観測解析技術による傾斜農耕地からの土壌および環境汚染物質流去動態の解明

近年の集中豪雨の頻発により、傾斜地の露地野菜畑等における土壌粒子・栄養塩,有害重金属等を含んだ表面流出の発生頻度とその強度が増大する傾向にある。表面流出は突発現象であり,現場で発生状況を直接観察できないことが多い。そこで,表面流出や土壌侵食の発生状況を自動的にコマ撮りおよび動画撮影する装置を開発し,従来型の流量計および自動採水器とともに屋外の黒ボク土傾斜枠圃場に設置した。複数作期の観測実験の結果,汎用の降雨ー表面流出発生モデルを黒ボク土に適合するよう改良し,亜鉛の流出動態を明らかにするとともに,画像解析による流出量および流出速度の非接触計測の可能性を示した。傾斜農耕地からの環境負荷実態予測モデルを改良するため、従来の直接サンプリング法に加えてデジタル画像の自動撮影とリモートセンシングなど先端分野で開発されつつある最新の画像処理技術を組み合わせて、迅速・低コストの表面流出量および土壌由来懸濁物濃度等の水質の新たな近接自動無人計測手法を開発するとともに生産現場における流出量と有害重金属負荷量との関係をサンプル分析により明らかにする。25年度は、(1)降雨感知カメラの改良版を人工傾斜畑施設に設置し、豪雨時の表面流去の模様を撮影するとともに降雨量および、実流出量を計測した。(2)昨年度に撮影された可視カラー画像から大量流出時の瞬時表面水(貯留水面域)の画素数を目視判別で計測し、その増減と10分ごとの積算降雨量および流出量との間に密接な関連性を見出した。(3)水面上の浮遊物などを利用した粒子画像速度計測法(PIV)適用の可能性を検討する目的で、動画撮影可能なシステムを導入した。大量流出時に自動で撮影を開始するセンサとその性能を評価する室内実験を実施した。(4)黒ボク土充填人工傾斜枠においてこれまでに観測された流出率は、既存の流出モデル(WEPP)を用いた結果よりも顕著に小さく、この一因としてモデル内で土壌水分変動が適切に表現されていない可能性が考えられたため、表層土壌の水分変動をモニタリングし、黒ボク土における降雨流出率の辺土条件を検討した。(5)2011年に長野県の高冷地野菜畑(全面ビニルマルチ)で現地観測した流出量と降雨感知カメラによる映像とを分析した。ビニルマルチ栽培のうね間に置かれた土壌の移動現象を経時的に観測できた。流出水サンプルの分析により、当該畑の懸濁物および総リン濃度の変化パターンを明らかにした。近年の激甚降雨の多発にともない傾斜農耕地では降雨時に土壌粒子・肥料成分・重金属さらには地域によって放射性降下物等を含んだ表面流が生じ、流域排水系、居住地、交通路や自然生態系への流れ込みによる負荷増大が危惧される。そこで傾斜農耕地からの環境負荷実態予測モデルを改良するため、従来の直接サンプリング法に加えてデジタル画像の自動撮影とリモートセンシングなど先端分野で開発されつつある最新の画像処理技術を組み合わせて、迅速・低コストの表面流出量および土壌由来懸濁物濃度等の水質の新たな近接自動無人計測手法を開発するとともに生産現場における流出量と有害重金属負荷量との関係をサンプル分析により明らかにする。24年度は、(1)現有の降雨感知カメラまたはその改良版を人工傾斜畑施設に設置し、豪雨時の表面流去の模様を撮影した。可視カラー画像へのスケール写し込みと土壌・水面判別法のアルゴリズムを作成し、瞬時表面水量の推定方法を検討した。(2)水面上の浮遊物などを利用した粒子画像速度計測法(PIV)適用の可能性を検討する目的で、現有カメラよりも高速度で撮影可能なシステムを導入した。撮影装置を試作し、撮影方向や距離、画像の分解能および撮影インターバルなどに関する基礎的な室内実験を準備している段階である。(3)(1)においてカメラ撮影と同時に、採水ロボットによる流去水のサンプリングを行った。人工傾斜畑に、有機物施用処理区を設けて、流出量および流出水に含有される栄養塩類(リン、窒素)および重金属類(亜鉛など)を分別定量分析した。黒ボク土傾斜枠における降雨ー表面流出モニタリングの結果、豚ぷん施用区の降雨流出率は黄色土と比較して同程度か、むしろ高い可能性が指摘された。(4)ある高冷地野菜団地にテストサイトを選定し、3ヶ月程度の連続モニタリング実証試験を行った。傾斜農耕地からの環境負荷実態予測モデルを改良するため、従来の直接サンプリング法に加えてデジタル画像の自動撮影と最新の画像処理技術を組み合わせて、迅速・低コストの表面流出量および土壌由来懸濁物濃度等の水質の新たな近接自動無人計測手法を開発するとともに生産現場における流出量と有害重金属負荷量との関係をサンプル分析により明らかにする。

25年度までに、(1)降雨感知カメラの改良版を茨城県つくば市の黒ボク土人工傾斜畑施設に設置し、豪雨時の表面流去の模様を撮影するとともに降雨量および、実流出量を計測した。(2)可視カラー画像から大量流出時の瞬時表面水(貯留水面域)の画素数を目視判別で計測し、その増減と10分ごとの積算降雨量および流出量との間に密接な関連性を見出した。(3)水面上の浮遊物などを利用した粒子画像速度計測法(PIV)適用の可能性を検討する目的で、動画撮影可能なシステムを導入した。26年度は、(4)黒ボク土人工傾斜畑において、引き続き、降雨流出過程の画像撮影と流量計測を実施し、(5)黒ボク土における降雨-流出現象を妥当に表現する数値モデルを構築し、実データを用いた検証と改良を行った。また(6)土壌および降雨-表面流出水中懸濁物のサンプル分析により、圃場から流出する亜鉛等重金属の物理的・化学的特性を明らかにした。一方、(7)画像解析により流出時の時系列画像の貯留水面域の実面積を計測するとともに水深の簡易推定により貯留量を推定し、流出実測値とつきあわせたところ、両者間の相関関係がより密接となり、画像による流出量推定の可能性が強く示唆された。(8)前年度に試作した流出検出センサを装備した動画撮影システムを同人工傾斜畑に設置し、流出時の動画を取得した。鹿児島大学で室内実験により求めた各種パラメータを用い、PIV法により現場撮影画像から流出速度を推算することに成功した。リモートセンシング新規に導入した降雨感知カメラ2号機の動作に不具合が見つかり、その原因調査と改修に時間を要していることにより、当初の年度計画より遅れ気味となっている。年度途中の8月に研究代表者の勤務先が独法研究所から国立大学法人に変わり、さらに関東から九州への転出を伴ったことなどから、特に画像撮影の野外実験時のトラブルの発見が遅れ、データの一部が欠測となってしまった。また新規の撮影装置の設計および試作品のテストが、研究環境の整備などに時間を要していることにより、当初の年度計画より遅れ気味となっている。茨城県つくば市の人工傾斜畑において、降雨流出過程の画像撮影と流量および懸濁物質量等の計測および分析実験を実施する。黒ボク土における降雨-流出現象を妥当に表現する数値モデルを構築し、実データを用いた検証と改良を行う。前年度に引き続き、流出時の時系列画像と流出実測値とのつきあわせにより、画像による流出量推定の可能性を検討する。前年度に試作した流出検出センサを装備した動画撮影システムの動作試験やパラメータ設定ののち、人工傾斜畑での撮影実験を行う。茨城県つくば市の人工傾斜畑において、24年度に実施した流出過程の画像撮影と流量および懸濁物質量等の計測実験を再度実施する。流出時の時系列画像と流出実測値とのつきあわせにより、画像による流出量推定の可能性を検討する。前年度に試作した流出検出センサを装備した動画撮影システムの動作試験やパラメータ設定実験を室内および水流模擬実験施設などで実施する。黒ボク土充填人工傾斜枠において昨年度までに観測された流出率は、既存の流出モデル(WEPP)を用いた結果よりも顕著に小さく、この一因として、モデル内で土壌水分変動が適切に表現されていない可能性が考えられた。そこで黒ボク土傾斜畑を対象に、降雨による表面流出を妥当に表現する数値モデルを選定または構築する。試作カメラ装置の不具合により、観測現場への設置が一部遅延している。
マーモセットナイーブ型胚性幹細胞樹立の試み

マウスでは、生殖系列キメラを作製することができる着床前胚由来ES細胞(naive型)と生殖系列キメラを作製することができない着床後胚由来ES細胞(prime型)が樹立されている。一方、ヒトを含む霊長類では、ES細胞が着床前の胚から樹立されるにも関わらずprime型であり、その理由は明らかになっていない。本研究では霊長類ES細胞がどうすればキメラを作製できるのかを解明するため、naive型とprime型で発現制御機構が異なっているOct4エンハンサーに着目する。この発現制御機構の相違点を利用し、新たにマーモセット胚性幹細胞の樹立を試み、新たに樹立したES細胞がキメラを作製するのか解析をする。