hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧実験による下部マントルの化学的・鉱物学的構成の解明

今年度行った研究は(1)MgO-Al_2O_3系圧力媒体に見合う強度を有するガスケットの開発(2)圧力3040GPa、温度2000°Cの条件で合成されたパイロライト組成高圧試料の化学分析(3)差応力の存在する高圧試料内部に起こる結晶選択配向の研究。次にこれらの研究の成果を項目ごとに記す。(1)二種の異なる材質のガスケット(前段:MgO、後段、葉蝋石)の組み合わせにより、室温下33GPaまでの条件で、プレス荷重に対して圧力がほぼ直線的に増加するガスケットの開発に成功した。このガスケットとMgO-Al_2O_3系圧力媒体の使用により、近い将来、圧力60GPaの発生が可能になると期待される。(2)北海道大学設置の分析透過電子顕微鏡を用いで、高圧合成試料の超微小領域化学分析を行った。その結果、圧力38GPa、温度2000°Cの条件から回収された高圧合成試料の内部に、遊離した金属鉄(直径0.1μm)が発見された。この発見は、下部マントル内部に遊離した金属鉄が存在する可能性を示すものである。(3)昨年度開発した差応力の評価方法を応用して、高圧室温下で円筒対称応力場におかれたMgO多結晶体内部に起こる結晶選択配向の評価を行った。その結果、差応力の方向によって、MgO単結晶の220面が系統的に選択配向を起こすことが見出された。これらの研究から得られた成果は、今後の下部マントルの物質構成、および下部マントル内部の結晶選択配向の研究に対して、いずれも大きな影響を与えると期待される。さらに、本年8月10日より18日まで、米国アルゴンヌ国立研究所の放射光施設Advanced PhotonSourceにおいて、超高圧試料内部の熱圧力の評価を行う実験プロジェクト(プリンストン大学の研究チーム主宰)に参加し、ダイヤモンドアンビル高圧装置を用いた放射光X線回折実験法について学んだ。我々の焼結ダイヤモンドを用いた実験でこれまでに達成された最高圧力は54GPaであるが、この世界記録は本研究を基礎として樹立されたものであることを最後に強調したい。今年度行った研究は(1)MgO-Al_2O_3系圧力媒体の発生圧力の評価(2)かんらん岩の圧力40GPa、温度2000°Cまでの条件での相関係の決定(3)高圧下における圧力媒体内部の差応力状態の評価。次にこれらの研究の成果と来年度の予定を項目ごとに記す。(1)焼結ダイヤモンドアンビルを用いた圧力発生試験により、室温下35GPaまでの条件では、従来の圧力媒体に比べて圧力発生効率が約20%向上することが確認された。来年度はMgO-Al_2O_3系圧力媒体に見合う強度を有する適切なガスケット材を探索し、圧力50GPa、温度2000°Cの安定発生を目指す。(2)SPring-8における高温高圧その場観察X線回折により、圧力3040GPa、温度2000°Cまでの条件では、Mgペロフスカイト、Caペロフスカイト及び(Mg,Fe)Oの3相が共存することがわかった。EPMAを用いて回収試料中の各相の化学組成分析を試みたが、結晶粒が小さいため、Mgペロフスカイト以外の相は分析不能であった。来年度は適当な融剤を試料に混合して高温高圧実験を行い、各高圧相の結晶成長を試みる。(3)高圧相の圧力-温度-体積関係を精密に決定するためには、高圧下におかれた試料内部の差応力状態を評価することが不可欠であるが、本研究により従来のその場観察X線回折データから差応力を評価する方法が確立した。昨年度行われた鉄の高温高圧その場観察実験から得られた回折データを解析した結果、圧力39GPaまでの条件では、圧力媒体内部の差応力は室温下で2GPa程度、高温下では高々0.5GPa程度であることがわかった。来年度は一連の実験から得られた主要な相の単一相を高温高圧合成し、各相の圧力-温度-体積関係の決定を行い、下部マントル深部の鉱物構成と化学組成の推定を試みる。今年度予定されていたメジャライトとコンドライト-ペロフスカイト岩の相関係の決定は来年度行う。

(3)昨年度開発した差応力の評価方法を応用して、高圧室温下で円筒対称応力場におかれたMgO多結晶体内部に起こる結晶選択配向の評価を行った。その結果、差応力の方向によって、MgO単結晶の220面が系統的に選択配向を起こすことが見出された。これらの研究から得られた成果は、今後の下部マントルの物質構成、および下部マントル内部の結晶選択配向の研究に対して、いずれも大きな影響を与えると期待される。さらに、本年8月10日より18日まで、米国アルゴンヌ国立研究所の放射光施設Advanced PhotonSourceにおいて、超高圧試料内部の熱圧力の評価を行う実験プロジェクト(プリンストン大学の研究チーム主宰)に参加し、ダイヤモンドアンビル高圧装置を用いた放射光X線回折実験法について学んだ。我々の焼結ダイヤモンドを用いた実験でこれまでに達成された最高圧力は54GPaであるが、この世界記録は本研究を基礎として樹立されたものであることを最後に強調したい。
古文書の文字認識に向けて-くずし字画像からの筆順推定と認識辞書の作成-

平成17年度は,2値化された毛筆文字画像から筆の軌跡(ストローク)を抽出する新しいアルゴリズムを開発した.アルゴリズムの詳細は[1]で発表している.本研究の貢献には以下のものがあげられる.-毛筆文字画像から筆の中心が通過したことが確実な領域と、そうでない領域(交点や接触点を含む領域)を分離する手法を開発したこと.領域の判別は,新たに考案した角度距離グラフ(各黒ピクセル中心から,周囲360度方向に対して白ピクセルが現れる距離を測定し,これをX軸に角度、Y軸に距離としてプロットしたもの)を用いて行う.角度距離グラフは,交差部分の判定や,ストロークの直線性などを容易に判定できる,優れたツールであると考えている.-交点や接触点を含む領域の内部で,筆の中心がどのように動いたかを推定することは困難であったが,これを計算幾何学的手法により推定する方法を考案したこと.-筆文字でよく見られる折り返し(筆の動きが一旦停止し,その後逆方向に動くこと)を考慮したストローク抽出方法を提案したこと.-ある文字を描くために考えられるストロークの組み合わせ方は非常に多いため,すべての組み合わせを計算することは事実上困難であるが,これを実用的な計算量で推定する方式を考案したこと.提案手法を「くずし字解読辞典」(東京堂出版)から抽出した40文字の画像に適用した結果,ストローク抽出結果第1位での正答率は80%、第10位までの累積正解率は95%程度となった.これは,問題の困難さを考えると悪くない結果である.また,評価関数を見直すことで,より高い正解率が得られると考えている.今後,ストローク同士のつながり方(筆順)推定を組み込み,ストローク辞書を作成することで,筆文字のオフライン文字認識へと向けた努力を行う予定である.[1]安倍広多,柴山守."計算幾何学を用いた毛筆文字画像からのストローク抽出"信学技報,Vol.105,No.615,pp.73-78,(2006-2).(PRMU2005-214)平成16年度は,くずし字画像に適用可能なストローク認識手法の研究を行った.まず,2値化された文字画像(「くずし字用例辞典」(東京堂出版)をスキャンして取り込んだもの)を,交点や端点で区切られた部品(セグメント)の集合に分割する手法を開発し,得られたセグメント集合からストロークを復元することを試みた.しかし,この方法では文字の空白部分が潰れていたり,さらに潰れているところを別のストロークが横切っているような複雑な場合には対応が困難なことが明らかになった.このため,現在は次のような新しい手法を開発中である.文字画像中の全黒ピクセルに対し,周りの全方向(360°)に線を伸ばしたときに最初に遭遇する白ピクセルまでの距離を測定する.これを,X軸を角度,Y軸を距離とするグラフに描画すると,このグラフは当該黒ピクセルに関する有用な情報源となる.例えば以下のようなことが簡単に分かる.-グラフ上で極小となる個所が2つで,極小値がどちらも一定値以下ならば,このピクセルは単純なストロークの一部であり,交点等には属さない。また,極小値の角度±90°がストロークの方向である.-極小となる個所が1つならば,ストロークの端点である.このような情報を利用することで,確実にストロークや端点を認識できる部分と,(つぶれなど複雑な交点等の)認識が困難な部分に画像を分割することができる(プログラム開発済み).現在は,認識できた部分をヒントに,認識が困難な部分にどのようにストロークが通っているかを推定する手法の検討を行っている.具体的には,(1)ストローク候補を自動的に生成し,(2)そのストロークを実際に描いたときに,どの程度実際の文字画像と適合するかを評価することでそのストロークの確からしさを評価する手法を検討している.平成17年度は,2値化された毛筆文字画像から筆の軌跡(ストローク)を抽出する新しいアルゴリズムを開発した.アルゴリズムの詳細は[1]で発表している.本研究の貢献には以下のものがあげられる.-毛筆文字画像から筆の中心が通過したことが確実な領域と、そうでない領域(交点や接触点を含む領域)を分離する手法を開発したこと.領域の判別は,新たに考案した角度距離グラフ(各黒ピクセル中心から,周囲360度方向に対して白ピクセルが現れる距離を測定し,これをX軸に角度、Y軸に距離としてプロットしたもの)を用いて行う.角度距離グラフは,交差部分の判定や,ストロークの直線性などを容易に判定できる,優れたツールであると考えている.-交点や接触点を含む領域の内部で,筆の中心がどのように動いたかを推定することは困難であったが,これを計算幾何学的手法により推定する方法を考案したこと.-筆文字でよく見られる折り返し(筆の動きが一旦停止し,その後逆方向に動くこと)を考慮したストローク抽出方法を提案したこと.-ある文字を描くために考えられるストロークの組み合わせ方は非常に多いため,すべての組み合わせを計算することは事実上困難であるが,これを実用的な計算量で推定する方式を考案したこと.提案手法を「くずし字解読辞典」(東京堂出版)から抽出した40文字の画像に適用した結果,ストローク抽出結果第1位での正答率は80%、第10位までの累積正解率は95%程度となった.これは,問題の困難さを考えると悪くない結果である.また,評価関数を見直すことで,より高い正解率が得られると考えている.

今後,ストローク同士のつながり方(筆順)推定を組み込み,ストローク辞書を作成することで,筆文字のオフライン文字認識へと向けた努力を行う予定である.[1]安倍広多,柴山守."計算幾何学を用いた毛筆文字画像からのストローク抽出"信学技報,Vol.105,No.615,pp.73-78,(2006-2).(PRMU2005-214)
外的因子により制御される新たな脳回形成メカニズムの解明

本研究は、霊長類などの大脳にみられる脳回・脳溝(シワ)の形成が発生期にどのような因子によって制御されているのか明らかにすることを目的としている。特に、脳回がニューロン産生が完了した大脳発生後期に形成されることに着目し、その時期に起こるグリア細胞の産生、神経線維の投射、血管の発達などの外的要因の関与を検討する。本年度には、脳回をもつげっ歯類であるモルモットの胚操作により、グリア細胞の増殖を促進する分子や血管形成を制御する分子の大脳における過剰発現を行った。その結果、異所的な脳回・脳溝の誘導や、脳溝形成の阻害が見られたことより、これら外的因子が脳回形成に関わっていると考えられた。また、これら因子は脳回に多く分布するため、分布を制御する分子を同定することで脳回形成の分子メカニズムを明らかにする目的で、脳回に特異的に発現する遺伝子のRNA-seq解析を行った。特異的発現を示す遺伝子が複数得られ、マウス胚を用いたグリア細胞増殖能や神経線維配向への作用を解析した。脳回を持つモルモットの胚操作により、外的因子であるグリア細胞増殖因子や血管形成関連因子の過剰発現が脳回形成に変化を与えることを見出したため。また、脳回に発現する遺伝子の網羅的探索についても予定していたRNA-seq解析を完了し、いくつかの候補については発現確認とマウスにおけるグリア細胞増殖や神経線維投射についての機能解析を行ったため。脳回に特異的に発現する遺伝子の探索について、既知の大脳のsingle RNA-seqデータなどを活用しながら今回のRNA-seq結果のデータをより詳細に解析して候補遺伝子を追加し、in situ hybridizationによる発現確認とマウスを用いた機能解析を進める。その後、モルモット胚への遺伝子導入により脳回特異的な発現パターンを乱したときに脳回形成に影響が出るかどうか調べる。脳回特異的な遺伝子探索のために行ったRNA-seqのデータ解析において初段階で挙がってきた候補遺伝子群の中に期待されるグリア細胞増殖能や神経線維の配向への作用が見られるものが含まれなかったため、その後のモルモットを用いた脳回形成への作用解析に進まなかった。また、13月に出産に伴う休暇により研究代表者が研究を中断した。以上の理由により次年度使用額が生じた。今後の使用計画としては、RNA-seqデータ解析をより詳細に行い候補分子を追加し、その後の機能解析に進める。
前近代の潟湖河川交通と遺跡立地の地域史的研究

本研究の目的は、越後平野における各時代の内水面跡を縦軸に、その歴史的な様相を横軸にした歴史的環境を復元し、地域史を復元することであった。とくに渟足柵(ぬたりのさく)に的を絞った各時代の文献・古絵図、発掘データ等による調査地を特定し、そこにボーリング調査と発掘調査とによる方法で、その発見にも迫まることにあった。その成果は、次の点にあった。(1)新潟市の旧沼垂(ぬったり)町の王瀬を渟足柵推定地として貞享(じょうきょう)絵図から現在地を定め、王瀬を貫くJR貨物臨港線下でボーリングし、線路下18m前後に5000年前の沼沢(ぬまさわ)火山灰の流路堆積を確認し、新砂丘IIIの形成が従来の古墳時代成立説を書き換え、縄文中期以前である新事実を明らかにした。(2)深さ5m前後で古表土層を発見し、その直上堆積植物遺体のC14が1180±30年となる数値を得た。地下水位が高く地震探査用ジオスライサーを発掘調査に替わり創(はじ)めて用いた。採集古土壌から平安以前の稲作水田利用の古環境が判明し、この地層に蒲原津(かんばらつ)や渟足柵(ぬたりのさく)が埋没している可能性が明らかになった。(3)平野形成がデルタ作用、砂丘バリアシステム、地殻構造によるとする解明が進んだ。また渟足・磐舟柵(いわふねのさく)が内水面でつながる様相を明らかにし、中世沼垂津、蒲原津、新潟津の三津が水系割拠的支配下にあり、近世では阿賀・信濃両水系を股に掛けた下條船(げじょうせん)の活動から、近代への自生的な発達の地域相をとらえた。(4)以上の成果をイギリス、アメリカ、韓国の日本研究者と共に検討し交流する「地域と学際・国際シンポジウム」を行い、地域史の方法や世界の研究者に広げる上での評価を得た。また市民報告シンポジウムを行い、成果の地域社会への還元を行った。(1)文献班においては、古代・中世の文献研究が先行し、出土文字資料群の網羅的整理を進め、またその古代と中世の地域的な内水面交通網について、考古班による遺跡分布や地質班による空中写真による旧河道の検討の支援をえて、渟足柵・磐舟柵間の内水通路存在の仮説をえた。近世担当は地元近世絵図の分析と商品流通における近世河川交通に取り組んでおり、又近代担当は聞き取りで、新潟市内東港線山の下橋橋脚工事における木杭の出土証言をえた。次年度ボーリング調査の重要な一試点がえられた。(2)列島の海を介した交通について、遺跡と文物において見られる北海道から九州の間について、その広い範囲の交流について現地に足を運んだ調査と資料収集を進め、古代越後地域の交通上の位置、また東北地方や東アジアにおける意味について知見をえた。(3)考古班は、越後地域の頚城平野山麓部の新発見古墳の調査を中心に、越後地域全体の考古資料の検討を進める視角を確立しようとしている。(4)地質班は、青田遺跡の調査検討と蒲原平野の埋設地形の層位的検討を画期的に進めたその第一は、湿地が排水工事などで次第に干拓され、一方向的に陸地化する理解に対して、たえず埋没し、湿地化が起こり、潟が誕生する変化の仮説をつかんだ。

第二は、遺跡とテフラによる詳細な層序理解と共に汽水域、湿地・ガツボ層、浜の変遷過程を「ガツボの理論」で導き出し、位相を異にしたボーリング資料の共時的読みとりを可能にし、蒲原郡埋設地層の歴史的時代分析への道を切り開いた成果は画期的である。以上については、研究経過報告書(平成13年3月刊)にとりあえずまとめている。(1)古文書古絵図班は、『温古栞』(1892)の王瀬山「古墳」記述や寛文12年絵図の王瀬地区比定図作成により渟足柵=王瀬地区への確信を高めた。通船川は王瀬地区に当時掘削された堀割との新知見を得、またボーリング調査地を王瀬地区中心部に特定する成果を得た。また近世・近代河川交通についてもその豊かな特色をとらえることができた。(2)考古班は、ボーリング調査地周辺の考古学調査データを集積した。その結果、内陸砂丘部では、7世紀代を除く前後の時代の遺跡が少なくないこと、しかし該当地区については遺跡と遺物が周辺で現在まで全く確認・採集できていないことに行き当たった。(3)地形地質班は、王瀬地区に地下30メートルの浅層地層のオールコアポーリング調査を行った結果、沼沢火山灰が見事に検出された。その結果、新砂丘IIIは、表面採取土器片により古墳時代に成立したとの通説に対し、それはすでに5000年前までに形成され、阿賀野川が流れていたとする重要な新知見が得られた。また地下5メートル前後の層からC14で、1180年±30の結果を伴う植物遺体含有層の下にある旧表土層を検出した。(4)各班の調査に指針を与え、促進を図る打合会と公開研究会を各4回開催したほか、アメリカ人研究者を招き、またドイツ人研究者との研究打合せを行い、学際的な本研究が持つ豊かな現代的な意義についても理解を深めた。地域の期待に直接応えるために、3月3日に人文学部と新潟市や地元研究団体との共催で、一般参加も呼びかけたシンポジウムを開催した(280名)。3月中に平成13年度成果の経過報告書を刊行する。(1)古文書・古絵図班は、昨年度、貞享古絵図により淳足柵の故地王瀬を現地比定したことに続き、本年度は延喜式記載の古代蒲原津の位置を古絵図砂丘金鉢山(蒲原神社旧地)付近に求め、4つの現地点と古絵図との対比を手がかりに位置を確定して古絵図をデフォルメし、さらに砂丘地と非砂丘地とを昭和39年新潟地震液状化.調査結果と対照して、現地比定図を作L戊する成果を上げた。(2)考古班は、地形・地質班と協力し、ジオスライサーによる王瀬地区地層調査での考古遺物の検証を行った。土器等の明瞭な遺物を採取できなかったが、昨年度来のC_<14>=1180±30年の数値がある地層直下の古土壊の花粉、プラントオパール、珪藻等の分析結果から、稲作の行われていた古環境が復元できた。これは、貞享絵図における王瀬田地とある記載を事実として裏付け、またその起源を遡らせるとともに、調査付近における平安末期集落の所在を推定せしめる成果となった。(3)地形・地質班は、昨年度のボーリング調査に引き続き、今年度は地震調査用のジオスラィサーによる初めての考古学的調査に使用するという方法に途を切り開いた。同時に得られた精緻な地層標本により、河口地帯の砂丘と平野との形成に、デルタシステムのみならず、ラグーンバリアーシステムの2つの営力と仕組みが作用しているとする新しい見解を得るという成果があった。(4)各班の調査研究打ち合わせと公開研究会・シンポジウムとを各3回、また今年度は特に関係地域の情報・研究交流会を行うことができ、次年度のまとめと補充調査への参考とした。また研究会とシンポには日本人研究者のみならず、連合王国と合衆国との研究者を招請して、課題と問題の共有を図り、次年度における地域的具体的な成果の普遍性追求と、世界的視野からのアプローチを準備する成果があった。平成1215年度の研究実績をまとめること、補充調査に重点がおかれた。
女性労働と子育て世帯間の所得格差に関する研究

本研究では子育て世帯間の所得格差について母親の働きかたや世帯類型の違いに着目し分析を行った。具体的には、(1)育児休業給付金が女性の継続就業率に及ぼす影響の実証分析、(2)母子世帯の貧困リスクと児童扶養手当の制度改正についての実証分析、(3)女性就労とワーク・ライフ・バランスについての国際比較を含む実証分析、(4)パネルデータを用いた子育て世帯間の所得格差についての実証分析、を行った。平成24年度の研究実績は以下の通り。第1に、子どものいる世帯の中でも貧困リスクが高いことで知られる母子世帯に着目し、就労率が高いにも関わらず貧困である理由について、離別した父親の人的資本や所得を含むデータ(労働政策研究・研修機構が実施した調査の個票)を用いて1母親の労働時間と賃金2養育費受給率の低さ3児童扶養手当という3つの面から分析を行った。結果の一部を紹介すると、米国タイプの養育費ガイドラインを導入することにより、現在は60%弱に達する母子世帯の貧困率を最大で15ポイントほど引き下げることが可能なことが分かった。研究成果はラトガーズ大学社会政策大学院のSocial Welfare Lecture Seriesにおいて報告し、米国の社会政策研究の専門家と親の人的資本の違いが世帯間所得格差に及ぼす影響や米国タイプの養育費施策を日本に適用する可能性について議論した。また、成果論文はディスカッション・ペーパーとして刊行したほか、労働政策研究・研修機構の報告書(近刊)に収録されるほか、この問題と家族政策全体についての概説を「日本経済新聞朝刊・経済教室」「週刊社会保障」に寄稿し啓発と普及に努めた。第3に、10月よりNational Bureau of Economic Research(全米経済研究所)ニューヨーク支所に滞在し、Wen-Jui Han氏(ニューヨーク大学)、Chien-chung Huang氏(ラトガーズ大学)とライフサイクルにおける女性の就労パターン変化と子どものウェルビーイングについて意見交換を行い、共同研究の手法について調整を進めた。平成25年度の研究実績は以下の通り。第1に、子どものいる世帯の中でも貧困リスクが高いことで知られる母子世帯に着目し、離別した父親からの養育費徴収を強化した場合にどの程度の貧困削減効果が見込まれるかについて、平成24年度に作成したシミュレーションの改訂を行った。成果論文は国立社会保障・人口問題研究所のディスカッション・ペーパーとして刊行したほか「週刊社会保障」に寄稿し啓発と普及に努めた。23年度の研究実績は以下の通り。第1に、育児休業給付金が女性の継続就労に及ぼす効果について分析を行い、投稿準備を進めている。第2に、子どものいる世帯の中でも貧困リスクが高いことで知られる母子世帯に着目し、現在の貧困状況やセーフティーネットからの脱落、正規就労からの脱落がライフサイクルのどの段階で生じているかについて、過去の就業履歴を含むデータ(労働政策研究・研修機構が実施した調査の個票)を用いて分析を行った。結果の一部を紹介すると、母子世帯になってからの期間は貧困リスクの軽減につながっておらず、児童扶養手当のタイム・リミット設定を見直す必要があることが示唆された。第3に、母子世帯の貧困の一因である養育費受給の低さに着目し、離別男性の社会経済的属性を国立社会保障・人口問題研究所「社会保障実態調査」に基づき分析した。その結果、離別男性の不安定就労や世帯規模の喪失による生計費負担の増加が背景にあることが示唆された。第4に、「くらしと家族に関する健康調査」に基づき、母親の就労が子どもの健康にもたらす影響について分析を行い、8月の国際会議で報告した。第5に、日韓台香港における女性の就労とワーク・ライフ・バランスについて、Asian Consortium for Social Qualityで作成された国際比較データに基づく分析を行い、ソウル国立大学で開催された国際会議で報告した。第6に、7月にボストンで開催されたNBER Summer Instituteに参加し、研究交流を行うとともに最新の研究動向の把握に努めた。第7に、広島大学助教・野崎祐子氏の科研と共同して12月に30名の研究者の参加を得て、「女性の就労と家族、子どもの教育に関するワークショップ」を東京で開催し、研究成果のブラッシュアップと普及に努めた。平成26年度(最終年度)の研究成果は以下の通り。第1に、公刊論文(「児童福祉:ウェルフェアからウェルビーイングへ」)では戦後日本の児童福祉政策の変遷について特に児童手当と児童扶養手当を中心に研究レビューを行い、それらの施策が子育て世帯間の所得格差に及ぼす影響について考察した。第2に、公刊論文("Do Part-time Jobs Mitigate Workers' Work-Family Conflict and Enhance Wellbeing?: New Evidence from Four East-Asian Societies")では日本・韓国・台湾・香港の研究者と共同して4か国における女性の就労パターンの相違に着目し、とくにパートタイム就労が仕事と家庭の両立や幸福度に及ぼす影響が日本と他の国々とで異なる点を明らかにした。第3に、子どものいる世帯の中でも貧困リスクが高いことで知られる母子世帯に着目し、貧困が母親のメンタルヘルスに及ぼす影響について第18回世界社会学会議で報告を行った。

第4に、他の研究者や科研プロジェクトと合同で2014年末に台湾にてアジア各国の家族政策に関する国際ワークショップを開催し、母親の働き方が子どもに及ぼす影響について研究報告を行うとともに、意見交換を進めた。第5に、イギリス、アメリカに出張し、それぞれの家族政策・児童福祉政策について現地の研究者・政策担当者との意見交換やヒアリングを行い、その成果は書籍の一部および研究論文として公刊された。第6に、子育て世帯間の所得格差について「21世紀出生児縦断調査」を用いて研究を進めた。研究期間全体を通じて子育て世帯の中でも顕著に貧困である母子世帯の状況を改善するための政策的示唆を得たとともに、アジアを中心とする研究者との連携・共同研究を進めることができた。労働経済学、社会保障論親の人的資本格差が子育て世帯間の格差に及ぼす影響については労働政策研究・研修機構の調査データ個票をもとに母子世帯と二親世帯の差に焦点をあてて研究を進め、論文としてとりまとめたほか研究報告も行っている。海外ジャーナルへの投稿準備も進めているところである。ACSQデータを用いた女性就労とワーク・ライフ・バランスの国際比較研究は順調に進展しており、香港・台湾・韓国の研究者と共同論文を作成して社会政策学会の研究大会で報告した。2013年は国際会議で報告するほか海外ジャーナルへの投稿準備を進めている。24年度に予定していたHan氏とHuang氏の招聘は、先方のスケジュール調整が困難だったため、両名を招聘する代わりに研究代表者である大石がニューヨークに滞在して意見交換と共同研究への調整を行った。滞在中は両氏のほか多数の研究者との意見交換が可能となった。海外研究者を招へいして国際ワークショップを開催する予定であったが、先方とのスケジュール調整が不調で実施できなかった。また、マイクロデータの目的外使用申請を行ったが、許可の出るのが遅れたため、ライフサイクルにおける所得格差の分析が遅れている。このため、平成26年度に実施できるように研究期間延長申請を行った。育児休業制度と女性就労については、ACSQ参加のアジア各国の研究者や米国の研究者と交流を行うとともに、論文としてとりまとめている。ACSQによるアジア各国についての国際比較データについては整備が進み、利用可能な状態となった。7月には当初計画通りNBER SummerInstituteに参加し、研究交流を進めるとともに、12月には広島大学・野崎祐子氏と共同ワークショップを開催して研究成果の普及・啓発に努めるなど、当初予定以上に進んでいる部分もある。公的統計データの個票利用申請については当初予定より遅れている部分があるが、「社会保障実態調査」など、当初予定していなかった新たなデータの利用が可能となり、分析を進めている。
分散型システムの制御方式に関する研究

本研究課題では,分散型システムの実現方式,特に,単一の計算機システムを複数のプロセッサを用いて制御する計算機複合体の構成方式,および,分散処理システムを利用して並列処理を行う方法の開発を行った.計算機複合体の実現方式に関連して,複数のプロセッサからなるシステムを単一のシステムとして運用するための分散型オペレーティング・システムの実現方式として,通信で結合された軽量なプロセスの集合であるプロセスネットワークを用いる方式を提案するとともに,試作システムを実現し,実際にシステムが実現できることを示した.また,試作システムの実現経験から,提案方式によるシステムの開発では,システムを構成するプロセスを,通常の利用者プログラムと同等の環境で個々独立にデバッグすることにより効率的な開発が行えることを明らかにし,そのための開発環境を開発した.さらに,提案方式によるシステムのオーバヘッドの主な原因がプロセス間通信によるものであることを確かめるとともに,プロセス間通信を直接実行するハードウェアを開発することにより,オーバヘッドを実用上無視しうる程度に削減できることを示した.これらの技術をもとに,複数の利用者が同時に利用することのできるエンジニアリング・ワークステーションAgora-Iの設計を行い,一部の実現を完了した.分散処理システム上での並列処理方式について検討した.実際に,データベースの基本演算を関数計算として実行する並列処理システムを実現した.このシステムでは,データベースの基本演算は,関数プログラムとして記述される.これにより,データベース管理システムの拡張の容易化,および,処理の並列性の抽出の容易化を図ることができる.この並列処理システム上で,関係データベースおよび演繹データベースの処理形の実現を行った.本研究課題では,分散型システムの実現方式,特に,単一の計算機システムを複数のプロセッサを用いて制御する計算機複合体の構成方式,および,分散処理システムを利用して並列処理を行う方法の開発を行った.計算機複合体の実現方式に関連して,複数のプロセッサからなるシステムを単一のシステムとして運用するための分散型オペレーティング・システムの実現方式として,通信で結合された軽量なプロセスの集合であるプロセスネットワークを用いる方式を提案するとともに,試作システムを実現し,実際にシステムが実現できることを示した.また,試作システムの実現経験から,提案方式によるシステムの開発では,システムを構成するプロセスを,通常の利用者プログラムと同等の環境で個々独立にデバッグすることにより効率的な開発が行えることを明らかにし,そのための開発環境を開発した.さらに,提案方式によるシステムのオーバヘッドの主な原因がプロセス間通信によるものであることを確かめるとともに,プロセス間通信を直接実行するハードウェアを開発することにより,オーバヘッドを実用上無視しうる程度に削減できることを示した.これらの技術をもとに,複数の利用者が同時に利用することのできるエンジニアリング・ワークステーションAgora-Iの設計を行い,一部の実現を完了した.分散処理システム上での並列処理方式について検討した.実際に,データベースの基本演算を関数計算として実行する並列処理システムを実現した.このシステムでは,データベースの基本演算は,関数プログラムとして記述される.これにより,データベース管理システムの拡張の容易化,および,処理の並列性の抽出の容易化を図ることができる.この並列処理システム上で,関係データベースおよび演繹データベースの処理形の実現を行った.通信で結合されたプロセスの集合であるプロセス・ネットワークにより分散型オペレーティング・システムを設計する方式を提案し、UNIXオペレーティング・システムと同一の仕様を持つ分散型システムAgora-Protoを開発した。開発に関連して、記述言語,デバッグ方式,プロセス間通信の実現方式について検討した。プロセスのプロセッサへの配置を、プロセス内部記述と独立に記述することにより、ハードウェア構成を意識せずにシステム記述を行なうことができる言語を開発した。Agora-Proto実現の過程において、時間に依存する非決定的な誤動作が生じにくいことを確認することができた。この特性に注目して、システムのデバッグを、実時間性を保たずに、ユーザ・プログラムと同一の環境で行なう方式を開発した。複数のプロセッサを利用したことによる利点を生かすためには、プロセス間通信機構のレスポンス・タイムを数倍程度改善する必要があることが判明した。プロセスのスケジューリングを実行する論理回路とマイクロプログラムを組み合わせることにより、プロセス間通信を、状態の切り換えに要する時間のみで実行することができる機構の設計を行なった。分散型のオペレーティング・システムの一つの応用分野として、分散型のエンジニアリング・ワークステーションの制御への適用を検討した。密結合型のマルチマイクロ・プロセッサを中心に、会話的ジョブを実行する複数の端末からなる、マルチューザ・ワークステーション構成を提案した。68010/20マイクロプロセッサを用いたコンピュータを構成要素とする、マルチューザ・ワークステーションAgora-Iを設計した。今後、Agora-Iを実現し、マルチューザ・ワークステーション・システム全体として、その性能、および、有効性に関する評価を行なう。
血中循環腫瘍細胞の新規検出方法の開発と臨床応用

血中循環腫瘍細胞(CTC)は腫瘍から遊離し血中へ浸潤した癌細胞であり癌の転移に関わるとされるが、その検出は困難であり様々な手法が試されている。既存のCTC検出方法の多くは上皮系細胞表面マーカーに依存しているため、上皮系マーカーが消失した浸潤性が強く悪性度の高いCTCを検出できない点が問題である。本研究は、非染色下に数ナノメートルの解像度で細胞を観察することができる定量位相顕微鏡と人工知能(AI)を用いた画像診断技術を利用し、表面マーカーに依存しない新たなCTC選別法の開発および臨床応用を目指す。
ナノ結晶組織制御による高疲労強度薄膜構造の創製と疲労寿命予測

材料表面をナノ結晶としてき裂発生を抑制し、内部の微細粒することでき裂進展抵抗を向上を目指し、多層膜を創製した。多層膜の疲労強度は、微細粒単独の場合より表面ナノ結晶層により疲労強度は向上する。しかし、層界面に剥離が生じる場合には強度向上の障害となった。多層化による一層の強度向上を実現するためには、中間層によるひずみ緩和が必要であると考えられる。UV-LIGAプロセスにより、ニッケルナノ結晶の切欠き試験片の作成に成功し、切欠き形状と疲労強度低下率との関係を明らかにした。ナノ結晶化により疲労強度の向上が認められたが、材料中の応力集中および微小欠陥に非常に敏感となり疲労強度低下を引き起こした。1.電着法によって10μmと30μmの2種類の膜厚のニッケル薄膜を2種類の電着条件で創製し、引張および疲労特性に及ぼす膜厚の影響が膜厚内部での結晶粒径の分布が大きく影響することを明らかにした。疲労強度は膜厚が薄い方が高い。これは、同一電着条件でも、創製される薄膜の結晶粒径は、電着初期の基盤側で小さく、膜厚が厚くなるにつれて結晶粒径が大きくなることに起因する。疲労限度は溶液側の結晶粒径に支配されており、この粒径の平方根√<D>の逆数との間にHall-Pctch関係が成立する。一方、疲労き裂進展特性は、特に下限界近傍で膜厚の影響が認められ、膜厚が厚い方が下限界応力拡大係数△Kthが大きい。この膜厚効果も膜内の粒径分布に起因し△Kthは√<D>に比例して増大する。2.種々の電着条件創製したニッケル薄膜のX線回折(XRD)プロファイルをフーリエ解析することから、結晶子サイズ、微視的ひずみ、転位密度を決定する手法を確立した。一方、透過電子顕微鏡(TEM)により結晶粒径分布を測定し、X線法により求められる結晶子サイズの分布と比較した。いずれの分布も対数正規分布で表示され、平均粒径が約30nm以下ではX線とTEMの値は一致するが、これ以上では、X線による粒径はTEMの値より小さい。3.表面層にナノ結晶膜(粒径17nm)、内部に超微細粒膜(粒径322nm)を持つ多層膜を創製し疲労強度に及ぼす多層構造の影響を検討した。多層膜で、表面層が厚くなると界面剥離により疲労強度向上が達成されなかった。この原因を弾塑性有限要素法による剥離応力の解析から検討し、表面層を薄くすると剥離が抑止されることが予測された。4.UV-LIGA法により微細構造体を創製するためのシステムを構築し、最適のレジスト、露光、現像などの創製プロセス条件を決定した。陰極に研磨したステンレス板を使用すると、電着で創製した微小構造体が基板から容易に離脱することを見つけ出し、製作プロセスの改良が達成された。1スルファミン酸ニッケル浴を用いた電着法で、ナノ結晶NC (粒径約10nm)と超微細結晶UFC (粒径約600nm)および多層膜NC-UFCを創製することが可能となったが、この手法をUV-LIGAプロセスに適用し、切欠きを有するナノ結晶試験片を製作した。切欠きの形状は切欠き半径は0.1mm. 0.5mm, 2.0mmの3種類に変化させ、応力集中がS-N特性に及ぼす影響を検討した。同一切欠き材の場合には、NC材の方がUFC材より強度は高く、また同一材では切欠きが鋭いほど強度は低くなる。これらの疲労強度に及ぼす切欠き形状の影響は点応力モデルによって予測可能である。また、UFGの切欠き材の表面層にNC膜を多層化すると疲労強度が大きく上昇する。2放射光の回折プロファイルのフーリエ解析により評価したナノ結晶粒径分布を、透過電子顕微鏡(TEM)により測定した分布と比較し、平均粒径が約30nm以下ではほぼ一致した。また、幅広がりより転位密度を評価することが可能となり、繰返し負荷サイクルでのその場測定に適用する基礎が固まった。3疲労き裂進展試験をNC, UFC材料について応力比R=0.1および0.2で行い、き裂進展挙動に及ぼす応力比の影響を明らかにするともに、き裂先端近傍を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。UFC材では粒内すべりと粒界変形が認められたが、NC材では主き裂先端近傍に粒界微視き裂が形成され、それを連結することでき裂が進展する。破面にはストライエーションは認めらない。4薄膜の特性を一層明確に抽出するため、電着を46h程度の長時間行い、厚さ1mm程度のバルク材の創製を検討した。

電着液を循環して、かつpHを一定に保つことによって、断面に渡ってほぼ均一の結晶構造創製する成功した。UFC材ではバルク材の方が強度が高いが、NC材ではバルク材の方が低く、材料欠陥の影響が示唆された。1.スルファミン酸ニッケル浴を用いた電着法で、光沢剤量、浴温度、電着時間の制御により、ナノ結晶(粒径約10nm)から超微細結晶UFC(結晶粒径約600nm)までの種々の粒径の単層膜および多層膜を創製することが可能となった。UV-LIGAプロセスにより、4種類の切欠きを有するナノ結晶試験片を製作し、応力集中が疲労寿命に及ぼす影響を検討した。切欠きが鋭いほど疲労強度の低下は大きく、また切欠きによる疲労強度の低下は点応力モデルにより予測することが可能であることが明らかになった。2.種々結晶粒径を有する電着薄膜についてX線フーリエ解析法により結晶子サイズの分布の評価を行い、透過電子顕微鏡による粒径分布の評価と比較し、X線評価法の特徴を明らかにした。結晶粒径が30nm程度以下では、X線評価した結晶子サイズの分布は、TEMによる評価と一致するが、粒径が大きくなると、X線評価値は小さくなる。また、微視的ひずみから求められる転位密度は粒径が小さくなると上昇する。3.内部にUFGで、表面にNCを有する多層膜を創製し、疲労試験を行った。疲労強度はNCより弱く、UFCよりは向上したが、き裂発生が界面に生じており、界面剥離が強度を低下させる。一方、切欠き材においては強度向上が期待できた。4.ナノ結晶薄膜における疲労き裂先端近傍の結晶変形どの微視的状態を負荷状態で、SEM観察した。ナノ結晶NCでは主き裂先端に微視的な粒界割れが認められ、き裂はこの割れを連結して進展することがわかった。一方、粒径が大きいUFGでは、粒内のすべりによりき裂進展が引き起こされる。5.電着条件を長時間制御することにより、板厚1mm程度のバルク平板を製作することに成功した。このバルク平板から放電加工で切り出したバルク試験片を用いて、引張特性、疲労試験を行うことからナノ結晶特有の力学特性を明確に抽出することが可能となった。26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。電着法での薄膜では膜厚内での粒径分布が重要であることが確認された。2層薄膜の創製と疲労特性評価はおおむね達成されたが、今後、層間剥離の抑止法の開発が必要である。X線法による粒径とTEMに粒径との関係が求められたことは大きな成果で、簡便法としてX線法による微視構造パラメータの物理的基礎が確立できた。微細構造物の創製のためのUV-LIGA法によるプロセス開発は条件の詳細な検討によりほぼ確立できた。1 LIGAプロセスによるナノ結晶NC,UFCの切欠き試験片の創製と、疲労特性評価に関しては順調に進行し、材料の応力集中あるいは欠陥による疲労強度低下の定量的予測手法が構築されつつある。2ナノ結晶の疲労損傷の微視機構の解明のために、損傷が顕著である、長いき裂の先端近傍のSEM観察を行い、先端近傍に粒界微小き裂が形成され、その連結により疲労き裂が進展することは明らかになったが、定量的にモデル化するには至っていない。負荷除荷サイクルでのその場観察が必要であることが痛感された。3ニッケル浴にタングステン酸ナトリウムを添加することにより、Ni-WC合金薄膜の粒径が6nm程度までの薄膜を創製する方法を検討したが、安定的に膜を創製する条件の決定は困難を極めた。その結果、現在その条件をほぼ明らかにしたが、創製法の開発段階に留まっており、計画していた合金膜および多層膜の疲労特性評価には至っていない。
精細胞とセルトリ細胞の相互認識機構に関する超微形態学的・組織細胞化学的研究

各種哺乳類の精巣を材料として用い,種々のレクチンの結合性を光顕および電顕で観察することによって,精細胞の分化における糖鎖構造の存在と意義を検討した。まずヤギ精巣においては,SBA(Soybean agglutinin),GSーII(Griffonia simplicifolia II),PNA(Peanut agglutinin)が精子細胞の尖体系に強陽性を示した。SBAはゴルジ相,頭帽相,尖体相および成熟相の各精子細胞の尖体系にのみ反応したのに対し,GSーIIは尖体系のみならず細胞質内にも顆粒状の反応を示した。またPNAはlate pachytene spermatocyte以降の精細胞の細胞膜および細胞質にその反応が認められたが,この時期以前では細胞質内に微弱な反応をあらわすにすぎなかった。したがって,この時期,特に細胞膜においてDーガラクト-スを含む新たな糖鎖構造が出現する可能性が示唆された。このようにPNAは精細胞の発育過程で細胞膜における結合性が変化することから,新しいマ-カ-としての有効性が考えられる。近年,食虫目に属する実験動物として注目を集めているスンクスにおけるレクチン結合性は,ヤギとやや異なっていた。GSーIIは初期の尖体にはあらわれず,尖体の伸長の開始に伴って出現した。これは尖体物質の糖鎖の修飾が,発育中の尖体内でも継続して起こることを示唆する。ヤギ,ラット,ゴ-ルデンハムスタ-,トゲネズミでは,Con A(Concanavalin A),WGA(Wheat germ agglutinin)以外のレクチンはセルトリ細胞に結合性を示さなかったが,スンクスでは,Con A,WGAの他,RCAーI(Ricinus communis I),BPA(Bauhinia purpurea)およびPNAがセルトリ細胞に反応した。これらのレクチンの結合性は,精上皮の周期に伴って大きく変化した。その反応部位は,電顕観察からセルトリ細胞の細胞内膜系であり,出現時期は精子細胞の尖体の伸長時期と一致する。この時期,セルトリ細胞内には尖体を含む精子細胞頭部の形態形成に関わって,細胞内骨格系の活発な動きなどの著明な変化が生じている。したがって,これらのセルトリ細胞の動態に応じて,細胞内膜系に存在する複合糖質に変化が起こることが今回明らかとなった。またゴ-ルデンハムスタ-では,GSーI,BPAが精子細胞の尖体に反応した他,GSーIIが精子細胞尾部に結合性を示した。季節繁殖動物であるトゲネズミでは,その繁殖期においてSBA,GSーIIが尖体に,PNAが精子細胞,精母細胞の尖体,細胞質,細胞膜に反応した。一方,その非繁殖期の精巣では,精子細胞の脱落からSBA,GSーIIの反応性は消失したが,PNAは依然として精母細胞の細胞質,細胞膜に反応した。

一方,その非繁殖期の精巣では,精子細胞の脱落からSBA,GSーIIの反応性は消失したが,PNAは依然として精母細胞の細胞質,細胞膜に反応した。
画像診断の標準化と質的リアルタイム病理診断に向けた総合生体物性モデルの構築

本研究では、申請者らが開発した技術を用いて取得する多種の「生体組織の物理特性」データについて、計算機モデルを介して「病理学的知見」と結びつけることにより、統合的な生体物性モデルを作成し、臨床応用において「非侵襲な病理診断」を実現することを究極的な目標とした。期間内においては主に肝臓について「細胞小器官レベルでのミクロ特性」と「複数小葉単位でのマクロ特性」についてマルチスケールで階層的に結び付けることにより、「三次元多層生体音響特性モデル」を構築することを行った。その発展として、病理診断スケールの音響特性を考慮した音波伝搬の計算機シミュレーションを具現化し、肝臓内の微小組織が生体組織の硬さ診断のスタンダードであるシアウェーブエラストグラフィに与える影響などについて検証を行った。また、特に平成30年度においては、同領域の複数の研究者との連携研究に応用され、他種の生体組織におけるミクロスケールでの音響特性解析と病理像との融合について大きく進展した。加えて、細胞単体の音響特性を高精度に三次元評価するための基礎技術を提案し、計算機シミュレーションでの検証を踏まえて実測に応用するに至った。上記の成果について、3編を学術論文化するとともに、多数の国際会議および国内学会で発表し、複数の発表が受賞している。なお、エコー信号解析による定量診断技術のいくつかについては、臨床データでの検討も進んでおり、実臨床での早期の展開が期待できる状況にある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、申請者が開発した技術を用いて取得する生体組織の音響物性データについて、計算機モデルを介して病理学的知見と結びつけることにより、統合的な生体物性モデルを構築し、臨床における非侵襲病理診断を実現することを最終目標としている。本年度においては、正常、肝炎、脂肪肝、NASHモデルのラットの肝臓を中心として多様な生体組織を複数帯域の超音波を用いて計測し、各々の取得データから異なる空間スケールで散乱特性と音響特性を解析し、それらを二次元の物性マトリクスとして計算機上に再現可能とした。生体組織の計測については、超音波のみでなく光やMRIなどの研究者と連携して同一生体を計測および評価し、異種モダリティ間での情報統合についても検討した。特に、薄切生体試料における光学像と音響特性像の融合について、肝臓のみでなく脳やリンパ節での応用も行い、それぞれの対象における情報統合の手法について検討した。また、音響特性解析については生体から摘出した臓器などを計測する機構を大幅に変更するとともに、信号取得時のノイズの低減や解析時の精度向上などに関する新技術を併せて提案している。提案技術によって、同一生体試料について臓器単位でのマクロな音響特性から細胞以下のサイズでのミクロな音響特性までを評価可能となっており、その成果を受けて、領域研究内の他の研究グループとの連携などの新展開も進んでいる状態にある。各種生体組織の物理的性質の評価について、これまでに数mm四方の領域での解析が限界であったが、100mm四方の領域で安定した計測が可能となっている。また、信号解析と物性の評価においては細胞小器官単位での評価精度が担保されており、当初想定を超える条件での解析結果を得ることができた。また、上記の成果などを受けて、領域研究に参加する多くの研究者との新規連携が進み、これまでに研究対象とされてこなかった臓器などへ提案技術を応用することができており、研究領域としての今後の発展が期待できる状況となった。本年度までに取得した各種生体組織の物理特性、音響特性、病理学的知見を計算機モデルとして構築する。将来的に任意周波数の超音波で組織性状を評価するためにはマルチスケールでのモデル化が必須であることから、計算機科学系の研究者と連携の上でモデル化を進める。また、生体の計測および信号解析の各技術についての高精度化も併せて実施し、モデル化に必要となる情報を常にアップデート可能な状態とする。対象組織は、肝臓、リンパ節、脳、膵臓を主なターゲットとし、それぞれについてマルチスケールかつマルチモダリティで使用可能なモデルを構築する。
メカノケミカル処理を用いた精密微細混合によるバイオマスからの水素生成反応の低温化

バイオマス由来の炭材を原料とする水素のこれまでの製造方法においては,20気圧以上の高圧,1000°C以上の高温,高価な触媒が必要であり,常圧下,低温化,廉価な触媒の探索が望まれている.そこで本研究では,微細化と綿密混合を同時に達成できるメカノケミカル法により,炭材に水酸化カルシウムと水酸化ニッケルを混合した試料を作製し,その試料を水蒸気雰囲気で加熱した.その結果,比較的廉価な水酸化物をガス化剤と触媒を用いて,かつ常圧下で水素を製造する方法に成功した.また,その時の反応温度は従来より400°C以上低い,600°Cと大幅に低減することに成功した.炭材からの水素生成に及ぼす炭材種ならびに混合方法の影響を検討した。炭材として、木炭、備長炭、活性炭、グラファイト、カーボンの5種類を準備し、水素生成実験に使用した。炭材はすべて炭素からできているものと仮定して、まず、炭材7mol、水酸化カルシウム6mol、水酸化ニッケル1molの組成になるように、混合した。つづいて、その混合試料を水蒸気雰囲気下にて600°Cで加熱し、水素生成を試みた。なお、混合には、乳鉢と遊星ミルを用い、その混合方法が、水素生成に及ぼす影響を検討した。乳鉢を用いて混合した場合、木炭、グラファイト、備長炭、カーボン、活性炭の順に、水素が12.3g/炭材kg、10.5、10.1、9.0、8.7、それぞれ生成した。乳鉢を用いて今後した場合は、水素の生成が10g前後であり、それほど炭材種による影響は顕著ではないことがわかった。混合を遊星ミルを使用して行った場合は、木炭、カーボン、活性炭、備長炭、グラファイトの順に水素が、112.3g/炭材kg、59.5、43.3、30.0、9.1、それぞれ生成した。グラファイトの場合を除いて、乳鉢で混合するよりも遊星ミルで混合した方が、水素の生成量が飛躍的に増加し、木炭の場合で約9倍、備長炭で約3倍、活性炭で約5倍、カーボンで約6倍増加した。これらの原因を探索するために、それぞれの炭材を空気雰囲気と窒素雰囲気にて熱分析を行った。遊星ミルで混合した場合の試料を窒素雰囲気で熱分析を行ったところ、600度付近でいずれの試料でも鋭い発熱ピークが検出され、乳鉢の混合では、それに相当する発熱ピークが観察されなかった。この発熱ピークが水素生成と大きく関係しているものと考えられ、粉末X線回折により、その発熱ピークがどのような反応によるものかを解析している。昨年度は、5種類の炭材を用意し、それぞれに水酸化カルシウム、水酸化ニッケルを混合し、水蒸気雰囲気下で加熱することにより水素生成実験を行い、炭材の種類により、水素の発生量が大きく異なることが判明した。本年度は、炭材に混合している、水酸化物の種類が水素生成に及ぼす影響を検討した。水酸化カルシウムの他、水酸化ランタン、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用した。一方、水酸化ニッケルの他、水酸化アルミニウム、水酸化銅、水酸化マグネシウムを使用した。水酸化ランタンや水酸化マグネシウムを混合した場合は、水素の発生量が水酸化カルシウムに比べ、半分程度に減少する。水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムを使用した場合は、水酸化カルシウムの場合に比べ水素の発生量が増加し、特に水酸化ナトリウムを使用すると1.5倍ほど増加した。一方、水酸化ニッケルの代わりに用いた、水酸化銅、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムでは、水酸化ニッケルを上回るほどの水素が発生することはなく、水酸化銅で、水素の発生量が約半分、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムの場合は、水酸化ニッケルを入れない場合とほぼ同じである。それぞれのコストを計算すると水酸化ニッケルが最も低くなることが判明した。初年度は,5種類の炭材にそれぞれに水酸化カルシウム,水酸化ニッケルを混合し,水蒸気雰囲気下で加熱する水素生成実験を行い,炭材の種類によって水素の発生量が大きく異なることを明らかにした.2年度目は、炭材に混合する水酸化物の種類が水素生成に及ぼす影響を検討した.実験の結果,水酸化ナトリウムと水酸化ニッケルの組み合わせが最も水素を生成する量が多いことを明らかにした.最終年度では,反応メカニズムをより明確にするために,炭材に混合する物質を一種類にし,水素の生成実験を行った.また,そのときの粉砕時間ならびに加熱温度が水素の生成量に与える影響についても検討を行った.炭材に混合する物質として酸化チタン,酸化亜鉛,酸化鉄,酸化銅,水酸化ニッケルを使用した.水酸化ニッケル以外の物質を粉砕,混合して加熱しても水素の生成量はごくわずかであったが,水酸化ニッケルを使用すると飛躍的に生成量が増大することがわかった.そこで,炭材にそれぞれニッケルメタル,酸化ニッケル,水酸化ニッケルを混合した場合を比較したところ,水酸化ニッケルを使用した場合が他のものに比べ,非常に水素の生成量が多いことがわかった.水酸化ニッケルを使用した場合,加熱過程で脱水し,比表面積が増え,反応性が向上し,それが炭材ならびに生成した水素によって還元されたニッケルが触媒として機能したものと考えられる.また,粉砕時間が長いほど,加熱温度が高いほど,水素の生成量が増大することもわかった.これらの結果から、メカノケミカル処理を用いることで,水素生成温度を大幅に低下させることに成功した.