hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非可換同変不変量による3次元トポロジーの研究

本年度は、特に非可換な被覆変換群を持つ被覆空間から3次元多様体の位相構造を捉えることを目的として、基本群のn次元表現のモジュライ空間であるn次元指標代数多様体のideal pointと呼ばれる無限遠点から基本群の2次元的な分解を捉える研究、円周上のファイバー束であるような有限被覆空間の存在を縫い目付き多様体論の枠組みにおいて捉える研究を行った結果、以下のような成果が得られた。1.Culler-Shalenにより、基本群の2次元指標代数多様体のideal pointに付随して、3次元多様体内に本質的曲面が構成されることが知られていた。この理論をより一般のn次元指標代数多様体の場合にまで拡張することに取り組んだ。まず、n次元指標代数多様体のideal pointに付随して、基本群がbuildingと呼ばれる特別な単体複体への非自明な作用が得られることを示した。また、そのような作用から3次元多様体内に性質の良い分岐曲面が構成され、基本群にgraph of groupsの拡張概念である2-complex ofgroupsの構造が誘導されることを発見した。2.Agolにより、「非球面的3次元多様体がRFRSと呼ばれる性質を満たす基本群を持つならば、円周上のファイバー束であるような有限被覆空間を持つ」ことが示されていた。最近、Agol、Liu、Przytycki-Wiseらにより、RFRSな基本群を持つ3次元多様体の分類が完了している。Agolはnormal surface理論の枠組みによる組み合わせ的な手法を用いて証明を与えていたが、縫い目付き多様体論の枠組みによるより位相的な手法による別証明を与えた。これはAgol、Gabaiらによってより自然なアプローチの可能性として指摘されていたものである。平成24年12月15日に特別研究員を辞退している。本年度は、非可換な被覆変換群を持つ被覆空間から3次元多様体の位相構造を捉えることを目的として、同一曲面の間のホモロジー同境であるホモロジーシリンダーの成す代数構造の位相不変量ライデマイスタートーションを用いた研究、位相不変量ねじれアレクサンダー多項式が持つ対称性についての研究を行った結果、ホモロジーシリンダーに対する新しい研究手法が確立され、一般化されたアレクサンダー多項式の一つの基本性質が明らかになった。1.非可換ライデマイスタートーションによるホモロジーシリンダーの成す代数構造の研究ホモロジーシリンダーの成すモノイドに曲面群の可解商列に対応する新しいフィルトレーションを導入した。そして、第一Betti数が正である曲面に対して、それら特別なホモロジーシリンダーのホモロジー同境群が曲面の写像類群の異なる拡大を与えることを示した。また、第一Betti数が正である境界付き曲面に対して、曲面群の同様の可解商に自明に作用する既約なホモロジーシリンダーたちの成すモノイドが無限ランクのアーベル群を商として持つことを示し、当群からある無限生成アーベル群への準同型写像を構成した。2.ねじれアレクサンダー多項式の次数とThurstonノルムの関係Stefan Friedl氏、Taehee Kim氏と共に、値が精密化されたライデマイスタートーションに対する双対定理を示した。この双対定理によって、例外的な場合を除いて、3次元多様体のねじれアレクサンダー多項式の次数の偶奇性が常に表現の次元とThurstonノルムの積に一致することを示し、多くの場合に偶数になることが予想されていた問題を肯定的に解決した。応用として、ねじれアレクサンダー多項式を不定性を持たない形に自然に正規化する方法を与え、基本群の表現空間からの正則関数として不変量を捉えなおす視点を導入した。当初計画していた高次アレクサンダー多項式の研究はまだ成果が得られていないが、その代わりに、2年目以降に計画していたホモロジーシリンダーの研究が大きく進展した。

また、遅れることなく2年目に予定している計画に着手できるため、全体として、順調な進展と言える。平成24年12月15日に特別研究員を辞退している。1年目に予定していたもののまだ成果が得られていない高次アレクサンダー多項式の研究については、2年目に専門家であるケルン大学のStefan Friedl教授と密接な研究打ち合わせをする予定である。また、2年目に計画しているねじれアレクサンダー多項式による結び目の種数の最良評価性の研究については、既に、いくつかの結果が得られており、今後も予定通り研究を進めて行く。更に、1年目に得られた成果牽講演等により積極的に発信することを心がけ、更に研究を深化させていくことを試みる。
等価変換に基づくプログラム生成システムの構築

1.メタ計算の一般理論の構築分離記述と呼ばれる新しい表現システムのクラスを基礎として、プログラム生成の一般的な枠組みを構築した。また、プログラム変換とルール生成の本質的な差異が明らかになった。さらに、プログラム変換によるプログラム生成は、本研究のプログラム生成の真のサブクラスであり、ルール生成部分を最小限にしたものとみなすことができることを示した。2.一階論理表現を処理できるシステムへの拡張一階論理表現を含むメタ記述の概念を定義し、その変換により,ルールそしてプログラムをつくり出す実験を行ない、いくつかの例題で成功を収めた。たとえば、言語を一階述語表現で記述し、それを認識する有限オートマトンを自動生成することに成功した。3.メタ計算の拡張より広いクラスのルールを生成できるように、メタ表現を拡張した。具体的には、変数に対する制約条件を扱えるように表現の拡張を施し、それに対するメタ計算の理論を開発した。これによって、条件部を持つルールの生成が可能となった。また、それに対する理論的な基礎を検討した。たとえば最大値を求めるプログラムでは、ルールに変数の大小比較の条件が必要になる。これはメタ変数に不等式条件をつけ、それを用いて正しくメタ計算することで達成できる。4.作成したプログラム自動生成システムの評価構文解析プログラムを自動生成する問題に適用した。その結果、著しい高速化が達成され、実用的に意味のあるプログラムが得られることが判明した。ただし、得られたプログラムは、さらに高速化できる可能性がある。それは実行部の最大化や、決定性プログラムへの変換である。それについても手動で検討したが、完全な自動化については今後の課題として残された。本研究の目的は,問題の仕様(確定節集合)が与えられた時,その問題を高速に解くプログラムを自動生成するための理論を開発し,システムを構築することである.本研究では,プログラムを(優先度付きの)等価変換ルールの集合と見なして,従来のプログラム生成よりも強力で拡張性に富むシステムの構築を達成する.本研究では、メタ計算により等価変換ルールを生成し、等価変換ルールの集合としてプログラムを得る。これは宣言的プログラムのプログラム変換(等価変換)によるプログラム生成とは異なる方法であり、より広範囲のプログラムを生成できる方法であることを理論的に示した。また、プログラム生成システムを試作し、それを用いて小規模な問題の実験を行い、良好な結果を得た。以下に,本研究で作成したシステムの核の部分(=ルール生成アルゴリズム)の概要を示す.1.ルールの初期集合を準備する.2.メタルールの初期集合を準備する.3.問題の仕様(確定節集合)から作られるメタルールをメタルールの集合にいれる.4.問い合わせから得られる記述を(現在の)ルール集合中のルールで変換し,最終記述を得る.5.最終記述が十分簡単化された記述なら蓄積されたルール集合を出力して終了.6.最終記述から1つのアトムを選び,それをメタアトムに持ち上げ,メタ記述を作る.7.そのメタ記述をメタルールで変換し,最初と最後のメタ記述からルールを生成する.そのルールをルール集合に追加する.8.最終記述を新たなルール集合中のルールで変換して,新たな最終記述を得る.5に行く.本年度の研究実績は以下のとおりである。(1)メタ計算の一般理論の構築分離記述と呼ばれる新しい表現システムのクラスを基礎として、プログラム生成の一般的な枠組みを構築した。それにより、計算とプログラム変換は、論理プログラミングにおいてはレゾリューションとアンフォールド変換という類似の操作に対応するが、一般には全く異なる量を保存する変換であり得ることが示された。また、従来のプログラム変換とルール生成の本質的な差異が明らかになった。さらに、従来のプログラム変換によるプログラム生成は、本研究のプログラム生成の真のサブクラスであり、ルール生成部分を最小限にしたものとみなすことができることを示した。

(2)一階論理表現を処理できるシステムへの拡張一階論理表現を含むメタ記述の概念を定義し、その変換により,ルールそしてプログラムをつくり出す実験を行ない、いくつかの例題で成功を収めた。たとえば、言語を一階述語表現で記述し、それを認識する有限オートマトンを自動生成することに成功した。(3)ルール統合機能の追加複数のルールをまとめて1つのルールにする機能をプログラム生成システムに付加した。これによって、いくつかのプログラムが格段に高速化されることが確認された。たとえば、リストをコピーするための再帰ルール(2つのルールで構成される)は、同一のリストを出力する1つのルールに変換される。これにより、どんなに長いリストでも、単位時間で処理することが可能になる。1.メタ計算の一般理論を発展させた。より広いクラスのルールを生成できるように、メタ表現を拡張した。具体的には、変数に対する制約条件を扱えるように表現の拡張を施し、それに対するメタ計算の理論を開発した。これによって、条件部を持つルールの生成が可能となった。また、それに対する理論的な基礎を検討した。たとえば最大値を求めるプログラムでは、ルールに変数の大小比較の条件が必要になる。これはメタ変数に不等式条件をつけ、それを用いて正しくメタ計算することで達成できる。2.作成したプログラム自動生成システムを評価した。(1)構文解析プログラムを自動生成する問題に適用した。その結果、著しい高速化が達成され、実用的に意味のあるプログラムが得られることが判明した。ただし、得られたプログラムは、単数ボディのNルールのプログラムである。これは、計算途中で分岐はないものの、非決定性は残っていることを意味する。したがって、実行部を拡大したり、さらには完全な決定性プログラムへ変換したりして、さらに高速化できる可能性がある。それについても実験的に検討したが、その過程の完全な自動化は今後の課題として残された。(2)一階論理表現を用いて書かれた仕様からプログラムを生成する実験を行った。これもいくつかの例題で著しい高速化が達成された。たとえば、ある言語を受理するオートマトンを自動生成することができることが確認された。しかしその適用例はまだ少数であり、どの程度一般的にうまくいくかは充分解明されていない。とくにメタ計算のコントロールの問題は今後検討すべき重要な課題である。
多様体上の拡散過程

平成元年度にひき続き,多様体の崩壊の際のその上のブラウン運動の系列の収束を調べているが,本年度は新たに以下のことが解った.1.リ-マン計量の系列の単調性について:典型的な例では,リ-マン計量は単調に減少しながら退化した計量に近づくが、これをディリクレ形式に直すと,単調に増加して部分的に無限大の値をとる対称形式に近づく.これについては,加藤,Davies,Simonの仕事があり,彼らの結果を用いると,レゾルヴェントや半群等の解析的諸量がある極限に収束することが解る.一方,双対計量を,可積分接分布に付随するFrobenius座標系でみたときの非対角成分は,計量列が単調であるという条件から,好ましい量で抑えられることが解る.これらを結び付ける事により,対応する拡散過程の収束について,すっきりした定理を得ることができた.2.無限次元の場合について:Wiener空間上のOrnsteinーUhlenbeck過程のMalliavinの意味での非退化Wiener写像の像について,Airaultがそのある意味での生成作用素をもとめている.これに,上の有限次元の場合の考え方を適用する事により,多様体の崩壊という視点からの新しい意味付けを与える事ができた.3.新しい適用例について:昨年度までの具体的な適用例では,本質的に直積多様体上のリ-マン計量の系列を与えていたが,本年度はBerger球を用いることにより,新しいタイプの適用例を与えることが出来た.4.tightnessについて:連続関数空間上の拡散過程が決める測度の弱収束を言うのに必要なtightnessのための条件をよく吟味した結果,PapanicolaouーStroockーVaradhanのより詳しい技法により,条件を大幅に弱めることができた.直径と曲率と次元が有界で、体積が下から正の数で抑えられているリ-マン多様体の集合は、リィップシッツ距離とハウスドルフ距離による位相で、距離空間全体の集合の中で相対コムパクトになっているが、このとき、これらの多様体上のブラウン運動の系列も、適当な空間の上の拡散過程として実現出来、その上の連続関数の空間の測度としてタイトであることが解った。次に、体積についての条件を外すと、多様体が崩壊する場合を許すことになり種々の興味ある現象が起こる。極限の空間はもはやリ-マン多様体とは限らないが、グロモフや深谷は、各多様体の正規直交標構束をとると極限も多様体となり、それらを直交群で割ることにより、目的とする空間の構造を解明するという手法により大きな成果を得ている。これを、そのまま拡散過程の収束の理論に適用するのは困難であるが、収束する多様体の正規直交標構束が同相の場合は、以下の解析が出来ることが解った。同相な場合は、一つの多様体の上の計量の系列に距離を入れることに帰着出来、それと測度の系列を対にするとディリクレ形式が定義出来、半群と拡散過程が対応する。このとき、計量と測度の系列がある意味で有界ならば、これらに対応する半群の系列が、二乗可積分の空間の強位相で相対コムパクトであることが解った。次に、このことを用いて、計量と測度が収束し、更に極限の計量の退化の構造が比較的簡単ならば、対応する半群が収束することも解った。対応する拡散過程については、連続関数の上の測度としての弱収束はしないが、有限次元分布の収束はすることが解った。また、固有値と固有関数の収束についての結果も言える。応用例としては、直積多様体の一方が退化する場合や、歪直積拡散過程についての極限定理などがある。更にこれらの結果は、パパニコラウ・ストゥル-ク・ヴァラダンによるドライヴ・ドリヴン過程理論の簡単な場合の多様体への拡張にもなっている。平成元年度にひき続き,多様体の崩壊の際のその上のブラウン運動の系列の収束を調べているが,本年度は新たに以下のことが解った.1.リ-マン計量の系列の単調性について:典型的な例では,リ-マン計量は単調に減少しながら退化した計量に近づくが、これをディリクレ形式に直すと,単調に増加して部分的に無限大の値をとる対称形式に近づく.これについては,加藤,Davies,Simonの仕事があり,彼らの結果を用いると,レゾルヴェントや半群等の解析的諸量がある極限に収束することが解る.一方,双対計量を,可積分接分布に付随するFrobenius座標系でみたときの非対角成分は,計量列が単調であるという条件から,好ましい量で抑えられることが解る.これらを結び付ける事により,対応する拡散過程の収束について,すっきりした定理を得ることができた.2.無限次元の場合について:Wiener空間上のOrnsteinーUhlenbeck過程のMalliavinの意味での非退化Wiener写像の像について,Airaultがそのある意味での生成作用素をもとめている.これに,上の有限次元の場合の考え方を適用する事により,多様体の崩壊という視点からの新しい意味付けを与える事ができた.3.新しい適用例について:昨年度までの具体的な適用例では,本質的に直積多様体上のリ-マン計量の系列を与えていたが,本年度はBerger球を用いることにより,新しいタイプの適用例を与えることが出来た.4.tightnessについて:連続関数空間上の拡散過程が決める
地盤材料の変形局所化に対する解析手法の確立と支持力実験による妥当性の検証

変形の局所化を予測・再現しうる新しい連続体理論を構築し、その理論に基づき硬岩の静的圧縮試験の解析を行い、圧縮強度を拘束圧の関数として求め、報告されている実験結果と一致することを示した。微視的構造間の相互干渉を表すため、相互干渉場という新しい場の変数を導入した。その新しい場の変数に対応して、新しい支配方程式が導かれるが、その新しい支配方程式は積分方程式となる。さらに、この理論を硬岩のクリープ挙動に適用した。微視クラックの応力腐食割れをモデル化し、変形の局所化を予測・再現しうる連続体理論に従って定式化を行い、得られる支配方程式を離散化し数値解析を行った。平面ひずみ二軸圧縮試験の解析を行なった。各要素内のクラックは時間とともに成長する。初期の段階ではクラックの成長はほぼ均一であるが、クラックの進展は局所化し、最終段階では一部の要素におけるクラック進展が急激に加速され、破壊に至る。予測された破壊時間と試験結果は良好な一致を示している。支持力試験の解析を行うためには、材料の構成則と変形局所化の条件をモデル化し、さらに材料パラメータを決定しなくてはならない。そのために、人工軟岩の平面ひずみ二軸圧縮試験を行った。鉛直方向の載荷にはサーボパルサーを用い、水平方向の載荷には圧縮空気を用いた。変位場計測法として新たにマッチング法を開発し、試験中の試験体表面の変位場をそのマッチング法により測定し、変形局所化の過程を観測した。結果として、ピーク前の応力ひずみ曲線だけでなく、すべり面における構成則を求めることが出来た。さらに、人工軟岩の支持力試験を行った。マッチング法により、試験体表面の変位場を高精度で求め、変形が局所化し、すべり面が形成され、さらにそのすべり面が成長する過程を観測した。
夫餘の考古学的研究

東北アジア諸民族の考古学的研究の一貫として、中国東北地方の遼寧・吉林・黒龍江省各地の現地調査を実施した。夫餘は、『三国志』魏書東夷伝にみえ、8万戸(4050万人)の国として記載されているが、その実態については把握されていなかった。本研究では、夫餘国の領域をとらえるために、夫餘だけでなく、隣接する漢魏の遼東郡・玄菟郡、高句麗、東沃沮、〓婁の地域の調査をおこなった。中国と北朝鮮の国境を流れる鴨緑江上流の延辺朝鮮族自治州の長白鎮付近で、34世紀の高句麗積石塚の存在を確認した。高句麗領域の北東界で、その北方の松花江上流域で夫餘と接することをあきらかにしえた。その成果は「高句麗初期の領域と積石塚」(『日本人と日本文化』ニュースレター15,2001,1.31)として報告した。いっぽう夫餘の墓制である木棺墓・木槨墓や銅〓・鉄〓・帯鉤・鉄製武器(刀剣矛)などの遺物の研究をすすめた。銅〓・鉄〓は、夫餘の老河深遺跡など吉林省から遼寧省、平壌、慶州、金海、対馬、和歌山などの東北アジアに分布する。漢・三国に並行する時期である。韓国の金海良洞里や大成洞遺跡のものは、夫餘ではなく、楽浪郡から流入したものである。また馬形帯鉤は、紀元1世紀ごろに出現し、4世紀前半ごろまで存続する。遼寧省西豊西岔溝や吉林省老河深などの夫餘地域で発達する獣形帯鉤、戦国から漢代にかけての曲棒形帯鉤の影響のもと、朝鮮半島南部地域で生まれたものである。馬形帯鉤は、馬韓・弁韓・辰韓の三韓の地域に分布するが、伝岡山県榊山古墳の馬形帯鉤は3世紀前半ごろ、馬韓や弁韓地域から倭国に流入したものであることを明らかにした。日本文化、日本人の起源をさぐるうえで、東北アジア諸民族の歴史と文化の研究は不可欠であることをあらためて認識した。
人類学的手法を用いた武術思想の実践的研究：新陰流を事例にして

2018年度は"Martial Arts Studies"(https://masjournal.org.uk/)という国際誌に原著論文"JAPANESE MARTIAL ARTS AND THE SUBLIMATION OF VIOLENCE: AN ETHNOGRAPHICSTUDY OF SHINKAGE-RYU"が掲載された。これは本研究で調査している新陰流の民族誌的な研究である。従来、文献や言語資料を用いた歴史学的・社会学的な研究が主だった日本の武道研究に、人類学的なフィールドワークを導入したことで、オリジナリティのある研究成果が生み出せたと考えられる。内容としては新陰流の稽古法について概観し、その稽古がどのような目的で行われるのかを考察したものである。稽古の目的については調査地の人々も明瞭に答えられない(修行の途上で試行錯誤している)ので、こちらで歴史資料を補って考察することになった。結果的に当該調査地の稽古には、相手の身体に袋竹刀を当てる直前の局面に技術的な工夫があり、その直前の工夫によって勝利を得ようとする様子がみられた。このことから、相手を殺傷する技術の質的な転換、すなわち殺傷する手前で勝敗をつける技術が殺傷を目指す技術の中に胚胎しているのではないかという指摘をした。文献研究者が練り上げてきた型概念をフィールドワークで得られた知見から相対化する試みは2018年度中に成果として挙げたかったが、論文として成果を発信するには至っていない。2019年度は前年度から引き続き論文を作成し、所属学会に投稿したい。その後、次の課題、すなわち、調査地の人々が自流派の伝書をどのように読み、そこからどのように過去の形を復元するのかを調査している。この復元方法に学術的な基礎付けを与える研究を今後予定している。それによって武道の技術史が発展すると考えられるためである。本年度は流派武術のなかで武道伝書がどう読まれるのかを検討するため、まず道場での稽古の実態を詳細に検討した。これが分からなければ、当該流派の担い手たちの武道伝書の読み方に関する基本的な前提が判明しないからだ。結果として、我々が通常、認識している形の稽古の在り様とはいささか異なる実践がなされていることが明らかとなった。例えば研究代表者が調査した流派は新陰流であるが、この流派では「非切り」、「砕き」といった稽古をしていた。これらの稽古は通常、定められた手順に従って行われると考えられる形の稽古とは異なり、非切りはこちらの太刀筋が甘ければ反撃してくる稽古であり、砕きは相手もある程度自由に動きながら、互いに勝負の主客が替わり得るような勝負性のある稽古であった。こうした稽古が競技にならないのは刀法と呼ばれる太刀の相対の角度を追求する態度が根本にあるためである。これは競技試合の審判規定のような約束事ではなく、相手との相対の中で物理学的(数学的)に確かな太刀の角度を即興で繰り出すことを目的とした稽古である。こうした稽古の目的は勝敗ではなく太刀の角度を検証し、その経験知を積み重ねることにあるのだ。こうした刀法と呼ばれる概念が調査地の実践を検討する上で重要になってくるが、調査を進めるうちに彼らが刀法を思考の枠組みとして用いている様子も見えてきた。つまり、「良い角度で太刀を振るにはどうすればよいのか?」という問いに毎回応えようと試行錯誤することが調査地の新陰流の稽古だったのである。今後、刀法という視点から彼らが伝書の記述をどう読解するのかが課題となる。ひとまず、彼らの稽古の日常から刀法という概念を引き出せたことが本年の成果といえるだろう。平成29年度では、新陰流における形の構造の研究に着手することを目的としていた。結果的に刀法という形の構造をなす概念を発見できたことは成果といえるだろう。また、当年度の研究実績としては平成30年3月26・27日の日本スポーツ人類学会第19回大会にて「源了圓の「型」論再考:新陰流の稽古法を事例にして」と題して研究発表した。当初は、『スポーツ人類学研究』に当該研究内容を投稿する予定であったが、結果としてはそこに至らず、研究発表留まりとなった。しかし、この研究発表の内容はいま論文化している最中であり、今年度内には投稿できる準備が整っている。

このことから、相手を殺傷する技術の質的な転換、すなわち殺傷する手前で勝敗をつける技術が殺傷を目指す技術の中に胚胎しているのではないかという指摘をした。文献研究者が練り上げてきた型概念をフィールドワークで得られた知見から相対化する試みは2018年度中に成果として挙げたかったが、論文として成果を発信するには至っていない。平成30年度は稽古の習熟が流儀の思想の把握とどう連関しているのかを明らかにするものである。これに関連する議論を昨年10月に“Martial arts studies Journal(http://masjournal.org.uk/)"という海外学術ジャーナルに投稿し、現在、査読中である。いささか研究計画の順序が逆転してしまったが、この投稿中の論文は平成30年度の研究計画の一部しか達成しておらず、むしろ、平成29年度の課題とつながる実践知・身体知的な側面へのアプローチという側面が強い。平成30年度の課題は、改めて正面からとりくまなければならないのが現状である。2019年度は前年度から引き続き論文を作成し、所属学会に投稿したい。その後、次の課題、すなわち、調査地の人々が自流派の伝書をどのように読み、そこからどのように過去の形を復元するのかを調査している。この復元方法に学術的な基礎付けを与える研究を今後予定している。それによって武道の技術史が発展すると考えられるためである。論文投稿等の研究計画の遅れに伴い、これに要する経費が未使用となった。未使用額については2019年度の物品費のための経費に充当する。
雰囲気制御による高温超伝導体および関連物質の合成と物性

高温超伝導体および関連酸化物について、高酸素圧から水素還元雰囲気までにわたる様々な雰囲気下での合成を行い、酸素量の制御と酸素量・構造・相関係・相転移および核磁気共鳴による微視的電子状態の解明を行った。結果、以下のような成果を得た。(1)La_2CuO_<4+δ>においては、基本的な相関係は、過剰酸素を高酸素圧により導入するか、電気化学的に導入するかで似ているが、前者の場合はあまり過剰酸素を導入できず、しかも、過剰酸素は相分離現象を示すのに対し、後者では、多量の過剰酸素を導入でき、その結果T_C=40KのFmmm相が生成し、また、相分離現象は見られない。(2)La_2NiO_<4+δ>については、水素還元雰囲気から高酸素圧雰囲気(300気圧)まで変化させることにより、0(〕SY.ltoreq.〔)δ(〕SY.ltoreq.〔)0.18の過剰酸素を含む試料を合成し、五つの相と四つの相転移および相分離現象を観察し、平衡状態図を確立した。これらは、高温超伝導体関連の構造・相転移や相挙動をすべて含んでいて、それらを理解する上でのモデル物質である。(3)La-Sr-Cu-O系においては、新物質(La,Sr)_5Cu_5O_<13>、(La,Sr)_4Cu_4O_<10>を見出すとともに、相関係を確立した。(4)TI_2Ba_2CuO_yについて、酸素同位体^<17>Oを含む化合物を合成し、核磁気共鳴実験により微視的電子状態を調べた。T_C=0Kのオーバー・ドープ状態のTl_2Ba_2CuO_yにおいては、CuO_2面のCuサイトと酸素サイトのナイトシフトの値は、T_C=85Kのものに比して大きく、オーバー・ドーピングによってナイトシフトのスピンパーツが増加していて、Cuサイトと酸素サイトの超微細相互作用係数が増加するためと考えられる。また、オーバー・ドープ状態でも、緩和時間T_1の異方性は存在し、反強磁性相関も弱いけれど残っている。
ファブリペロを用いたインコヒ-レント光負帰還によるDFBレ-ザの安定化と雑音低減

コヒ-レント光通信用光源として半導体レ-ザの周波数を安定化するとともにそのスペクトルを狭窄化する必要がある。本研究では、DFBレ-ザに高フィネスのファブリペロ共振器を装荷して、その波長を共振カ-ブの正の傾斜点に制御し、それからの反射光をTM光に変換後、光負帰還することによってこれを実現することを当初の目的とした。この方法はキャリヤ効果のみに基づく活性層の屈折率変化により負帰還が可能なこと、レ-ザの寄生容量やリ-ド線インダクタンスによるロ-ルオフを伴わないことなどの利点がある。しかしながら、研究の過程において、(a)高フィネスのファブリペロを用いると高感度となるが狭帯域化すること、(b)反射光帰還を利用しているのでファブリペロの入射端面からの直接反射光が大きいこと(c)偶数次の反射光により残留コヒ-レント(TE)光帰還を生じること、など多くの問題が存在することがわかった。実験的には、光負帰還による利点は確かにあるが、ファブリペロ共振器を採用する利益が特に著しいとは言えず、マイケルソンなどの他干渉計を装荷した場合と甚本的な差異はないとの実験結果を得た。一方、最近になって半導体レ-ザに対するTM光注入効果を、その動的パラメ-タの測定、波長変換、短パルス発生、偏波双安定などの目的に応用する研究が相ついで報告されている。そこで我々は、これらの応用の基礎となるTM光注入の基礎的な性質の解析に研究の主目的を転換することにした。その成果として、TM光注入時における利得圧縮係数の新しい測定法を開発した他、DFBレ-ザの偏波双安定機構の解析等について成果を得て、それぞれ外国学術誌に投稿した。1、実験的研究初年度計画のファグリペロ共振器とλ/4板を用いた光帰還回路構成では、偶数次反射光がTE偏光となるのでコヒ-レント光帰還効果が残留する。その結果本来必要なインコヒ-レント光帰還効果がマスクされてしまうことが判明した。そこで光アイソレ-タを組込んだ光ル-プ形の帰還回路を構成し、純粋なTM偏光帰還を実現したが帰還量が不足している。現在のところ短波長帶半導体レ-ザの実験に比較すると、αパラメ-タの大きい1.5μm帶では、明らかにインヒ-レント光帰還効果が大きいことが確認されている。しかしながらレ-ザの安定化については満足できる実験結果を得ていない。そこで半導体レ-ザの安定化の実験と並行して、TM偏光を別のレ-ザから注入したときの基本的性質を特定する見地から、近い波長をもつ外部光(度調および無変調)をTM偏光で半導体レ-ザに注入したときの影響を調べた。現在資料を整理中であるが、その結果は平成3年5月金沢で開催予定の電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会で報告する予定である。2.理論的研究半導体レ-ザへの外部TM光の注入効果については、すでにいくつかの研究があるが、定量的なものは〓き及んでいない。我々は松下光エルクトロニクス研究所の森氏らの手法を拡張したモデルを用い理論式を導いた。これにナロ-ストライプ形BHレ-ザのパラメ-タを代入し詳細な数値計算を行った。その結果はいくかの興味ある実験事実と一致することがわかった。現在Electron Letter誌に投稿準備中である。以上研究実績を報告したが、今後とも実験,理論両面から研究を進めるととも、当初の研究目的を完成する計画である。初年度については、当初共焦点形高フィネスファブリペロは反射鏡のみを購入しホルダ-等は自作する計画であった。しかし手持ちの工作機の精度が不十分なことが判ったので、共焦点形ファブリペロはホルダ-付きとしPZT制御用コントロ-ラと併せて一式を購入した。

そのため当初予算(512千円)を362千円も上回ることになった。当初予算に計上していた3次元ステ-ジについては他の研究からの転用で間に合わすことが出来たので、備品の総額はほぼ計画通りに納めることが出来た。研究成果報告書にも述べたように、共焦点形ファブリペロを反射形で使用すると偶数次元射波によるTE光帰還が残留するだけでなく、ファブリペロ端面からの直接反射が邪魔になるので、アイソレ-タを挿入した通過形として実験を行った。その結果、帰還系の感度と帯域の間にトレ-ドオフがあることが実験的にもわかった。即ち高フィネスファブリペでは、低周波の雑音は強く抑圧出来るかわりに低減可能な雑音帯域が狭くなる欠点を生じる。一方、最近になって、TM光注入効果について種々の応用が考えられ多くの研究が報告されている。そこでTM光注入に関する基礎的な特性の解明が不可欠と考えられる。次年度では、主としてこの様な観点から研究を実施した。その結果、TM光注入が存在する場合の利得圧縮係数の新しい測定法の開発、およびTM光注入によるDFBレ-ザの偏波双安定の解析などの成果を得て、これらをそれぞれIEEE Photonics Technology LettersおよびIEEE J.of Lightwave Technologyに投稿し、現在、受理された段階である。従って、さしあたり印刷費の予算も謝金および消耗品として執行せざるを得なかった。
シリサイドフラックス法による大型β-SiC単結晶の育成

SiCは,バンドギャップの大きい半導体で,高温動作可能な高周波用パワーデバイス素子どして期待されている.しかし,SiCは常圧では2400°Cで昇華するため,昇華法やCVD法などの気相法により作製されている.本研究では,多くの遷移金属シリサイドとSiCは共晶を形成し,共晶点よりSiC-rich側ではSiCが融体から初晶として晶出するという我々が最近得た知見をもとに,シリサイド融液をフラックスとして,欠陥を殆ど含まない高品位大型SiC単結晶インゴットを作製するための新たな方法を開発することを目指した.フラックスとしてWSi_2,MoSi_2,TaSi_2,NbSi_2,VSi_2,CrSi_2,COSi_2の7種を試し,溶解の容易さを調査し,Mo-,Cr-,Co-シリサイドを選定した.ルツボにはSiCを選定した.6H-SiC単結晶を種結晶として温度勾配下で直下にSiC結晶を連続的に成長させるには,フラックスの長時間安定性が結晶成長の支配因子であり,安定性が悪い場合,種結晶近傍に多量にSiCの析出は,起こるものの,連続的に単結晶成長することはできない.いずれのフラックスを用いた場合でも,mm単位のSiCが初晶として晶出し,そのポリタイプは,いずれの場合も,大部分がβ(3C)タイプであった.SiC結晶の遷移金属からの汚染はEDS分析でも収束電子線回折でも検知できず,SiC結晶中の遷移金属不純物の混入は極めて微量であるといえる.MO-,Cr-,Co-シリサイドの中ではCo-シリサイドがフラックスとして最も適しており,10時間程度の安定した結晶育成が再現性良く可能であった.その結果,6H-SiC単結晶種結晶上に,C面内でmm単位,C軸方向で50μm程度の単結晶が育成できた.ルツボ容積を大きくし,フラックスの垂直方向の温度勾配を増大させれば,さらに大型の単結晶育成が可能である.SiCは,バンドギャップの大きい半導体で,高温動作可能な高周波用パワーデバイス素子どして期待されている.しかし,SiCは常圧では2400°Cで昇華するため,昇華法やCVD法などの気相法により作製されている.本研究では,多くの遷移金属シリサイドとSiCは共晶を形成し,共晶点よりSiC-rich側ではSiCが融体から初晶として晶出するという我々が最近得た知見をもとに,シリサイド融液をフラックスとして,欠陥を殆ど含まない高品位大型SiC単結晶インゴットを作製するための新たな方法を開発することを目指した.フラックスとしてWSi_2,MoSi_2,TaSi_2,NbSi_2,VSi_2,CrSi_2,COSi_2の7種を試し,溶解の容易さを調査し,Mo-,Cr-,Co-シリサイドを選定した.ルツボにはSiCを選定した.6H-SiC単結晶を種結晶として温度勾配下で直下にSiC結晶を連続的に成長させるには,フラックスの長時間安定性が結晶成長の支配因子であり,安定性が悪い場合,種結晶近傍に多量にSiCの析出は,起こるものの,連続的に単結晶成長することはできない.いずれのフラックスを用いた場合でも,mm単位のSiCが初晶として晶出し,そのポリタイプは,いずれの場合も,大部分がβ(3C)タイプであった.SiC結晶の遷移金属からの汚染はEDS分析でも収束電子線回折でも検知できず,SiC結晶中の遷移金属不純物の混入は極めて微量であるといえる.MO-,Cr-,Co-シリサイドの中ではCo-シリサイドがフラックスとして最も適しており,10時間程度の安定した結晶育成が再現性良く可能であった.その結果,6H-SiC単結晶種結晶上に,C面内でmm単位,C軸方向で50μm程度の単結晶が育成できた.ルツボ容積を大きくし,フラックスの垂直方向の温度勾配を増大させれば,さらに大型の単結晶育成が可能である.SiCは,バンドギャップの大きい半導体で,高温環境下で動作可能な高周波用パワーデバイス素子として期待されている.しかし,SiCは常圧では2400°Cで液相を経ずに昇華するため,昇華法やCVD法などもっぱら気相法により作製されている.しかし,気相法では,大型の結晶を育成できない上に,積層欠陥など電気的特性劣化させる多くの欠陥が存在する.最近の我々の研究で,多くの遷移金属シリサイドとSiCは共晶を形成し,共晶点よりSiC-rich側ではSiCが融体から初晶として晶出することがわかった.本研究の目的は,シリサイド融液をフラックスとして,Si単結晶インゴットに匹敵するような,欠陥をほとんど含まない高品位の大型SiC単結晶インゴットを作製するための新たな方法を開発することにある.フラックスとしてMo-,Cr-,Co-シリサイドを用いた.フラックスの融点はこの順に減少する.結晶成長は水冷銅ルツボ中でフラックスを溶かすことにより行った.溶融フラックスの温度を徐々に下げることにより,6H-SiC単結晶を種結晶としてその下にSiC結晶を連続的に成長させるよう試みたが,種結晶近傍に多量にSiCの析出は起こるものの,連続的に単結晶成長することはなかった.これは降温速度が速かったためと考えられる.いずれのフラックスを用いた場合でも,mm単位のSiCが初晶として晶出した.このSiC結晶のポリタイプを電子回折法で決定すると,いずれの場合も,大部分がβ(3C)タイプのものであった.フラックスの融点が高くなるほどαタイプが混入する確率が高くなった.

EDS分析ではSiC結晶には遷移金属からの汚染は検知できなかったが,収束電子線回折による格子定数の決定では,用いたフラックスによりSiC結晶の格子定数が微妙に異なり,ppmオーダーでの遷移金属不純物の混入があるものと考えられる.SiCは,バンドギャップの大きい半導体で,高温動作可能な高周波用パワーデバイス素子として期待されている.しかし,SiCは常圧では2400°Cで昇華するため,昇華法やCVD法などの気相法により作製されている.本研究では,多くの遷移金属シリサイドとSiCは共晶を形成し,共晶点よりSiC-rich側ではSiCが融体から初晶として晶出するという我々が最近得た知見をもとに,シリサイド融液をフラックスとして,欠陥を殆ど含まない高品位大型SiC単結晶インゴットを作製するための新たな方法を開発することを目指した.フラックスとしてWSi_2,MoSi_2,TaSi_2,NbSi_2,VSi_2,CrSi_2,CoSi_2の7種を試し,溶解の容易さを調査し,Mo-,Cr-,Co-シリサイドを選定した.ルツボにはSiCを選定した.6H-SiC単結晶を種結晶として温度勾配下で直下にSiC結晶を連続的に成長させるには,フラックスの長時間安定性が結晶成長の支配因子であり,安定性が悪い場合,種結晶近傍に多量にSiCの析出は起こるものの,連続的に単結晶成長することはできない.いずれのフラックスを用いた場合でも,mm単位のSiCが初晶として晶出し,そのポリタイプは,いずれの場合も,大部分がβ(3C)タイプであった.SiC結晶の遷移金属からの汚染はEDS分析でも収束電子線回折でも検知できず,SiC結晶中の遷移金属不純物の混入は極めて微量であるといえる.Mo-,Cr-,Co-シリサイドの中ではCo-シリサイドがフラックスとして最も適しており,10時間程度の安定した結晶育成が再現性良く可能であった.その結果,6H-SiC単結晶種結晶上に,C面内でmm単位,C軸方向で50μm程度の単結晶が育成できた.ルツボ容積を大きくし,フラックスの垂直方向の温度勾配を増大させれば,さらに大型の単結晶育成が可能である.
熱帯泥炭圃場の土壌細菌による亜酸化窒素放出に対する生物合理的抑制技術の開発

亜酸化窒素(N_2O)生成の簡易評価を可能にする、ジェランガム半流動ゲルを用いるsoilless N_2O emission assay法を確立した。また、このアッセイ法を用いて、インドネシア・スマトラ島リアウ、同国・カリマンタン島パランカラヤ、並びにマレーシア・サラワク州シブの各サイトで、プランテーション、二次林、耕作放棄地、農地等、土地利用形態の異なる近接地から採取した土壌より、N_2O生成細菌の検索を行った。その結果、開墾した熱帯泥炭地圃場の土壌懸濁液からのみ強力なN_2O生成活性ぶ得られ、これらを無糖培地で培養したものからのみ、強力なN_2O生成細菌が分離された。得られた高活性細菌について、それぞれ土壌物理化学条件とN_2O生成との相関からN_2O生成制御機構を精査するため、インドネシアとマレーシアの熱帯泥炭土壌、並びに北海道の黒ボク土壌から分離した亜酸化窒素生成細菌について、それらの炭素源に対する反応とpHに対する応答を調べた。熱帯泥炭土壌から高亜酸化窒素生成細菌株として分離されるものはBurkholderia属が圧倒的に多く、他には同じβ-プロテオバクテリアのJanthinobacterium sp.が得られた。これらはほぼ例外なく、現地土壌pH3.8-4.0に収まる培地pH範囲で高いN_2O生成能を示し、培地に0.5%-1%の糖(グルコースorスクロース)を添加した培地ではCO_2の排出量に同調してN_2O放出が100-400倍増加した。これに対して、黒ボク土壌から分離したものは糖に対する反応がほとんどなく、最大でも6倍に留まった。N_2O生成の至適pHは熱帯泥炭土壌のものに比べるとやや高く、pH4.7付近に比較的狭い至適値を有していた。亜酸化窒素抑制には、熱帯泥炭土壌では急激な土壌分解による土壌CN比の低下、黒ボク土壌では圃場の窒素肥料投入が重要な要因になると考えられた。熱帯泥炭土壌は、条件が合えば世界で最も強力な亜酸化窒素(N_2O)生成能を示す潜在能力を持つ土壌である。この地域でN_2O生成にあずかる主要な土壌微生物としてβ-プロテオバクテリア群に含まれるJanthinobacterium属細菌Al-13株を単離し、森林が消失した酸性泥炭土壌で活発に活動すること(これを「ピノキオのナシ効果」と名付けた)、さらには森林自体がその活動を抑制していることを明らかにしてきた。今年度は北海道大学北方生物圏フィールド研究センター静内牧場(北海道新日高町)内にある黒ボク土壌の畑地圃場からN_2O生成細菌の検索を試み、Janthinobacterium属細菌Al-13株との比較研究を行った。KNO_3塩をNO_3-Nで500ppm含む無糖培地を0.3%ゲランガムで固めたN_2Oアッセイ用培地を、静内牧場の化学的土壌環境に近づけるためpH6.0に調整した半流動ゲル培地に、10mg/10ml土壌懸濁液上清24サンブルをそれぞれ100ml接種した。また。各土壌懸濁液をプレートに播き、主要な出現コロニーの純粋分離を試みた。培養5日目に4000ppmかそれ以上のN_2O生成が土壌懸濁液6サンプルに認められた。116株を取得した分離菌株では、明らかなN_2O崇生成能を示したものが6株あり、そのうちStreptomyces sp.とKitasatospora sp.の放線菌2株、グラム陽性悍菌Paenibacillus sp.1株、グラム陰性β-プロテオバクテリアBurkholderiales目細菌1株の計4株を同定した。Paenibacillus sp.とBurkholderiales目細菌は共にpH4.5付近の酸性域で強力なN_2O放出活性を示し、それよりも培地pHが高い(>pH5.0)あるいは低い(<pH4.5)場合には、共にN_2O放出活性が抑制された。これら2株の無機代謝生理学的傾向は、熱帯泥炭のN_2O放出細菌Janthinobacterium sp.Al-13株の性質に類似していた。また、Kitasatospora sp.を活性の高い土壌懸濁液と混合接種すると、培養物全体のN_2O生成量を劇的に低減させることが分かった。そのため、この菌株のN_2O発生の生物的抑制技術への応用を目指して現在その抑制機構の解明を進めている。

熱帯泥炭土壌から高亜酸化窒素生成細菌株として分離されるものはBurkholderia属が圧倒的に多く、他には同じβ-プロテオバクテリアのJanthinobacterium sp.が得られた。これらはほぼ例外なく、現地土壌pH3.8-4.0に収まる培地pH範囲で高いN_2O生成能を示し、培地に0.5%-1%の糖(グルコースorスクロース)を添加した培地ではCO_2の排出量に同調してN_2O放出が100-400倍増加した。これに対して、黒ボク土壌から分離したものは糖に対する反応がほとんどなく、最大でも6倍に留まった。N_2O生成の至適pHは熱帯泥炭土壌のものに比べるとやや高く、pH4.7付近に比較的狭い至適値を有していた。亜酸化窒素抑制には、熱帯泥炭土壌では急激な土壌分解による土壌CN比の低下、黒ボク土壌では圃場の窒素肥料投入が重要な要因になると考えられた。
季節性感情障害の本態と高照度光療法の作用機序に関する臨床ならびに基礎的研究

(1)臨床的研究: 1週間の無投薬期間の後,6名の季節性感情障害入院患者と1名の外来患者に光療法を行った.照射は高照度光-低照度光-高照度光または低照度光-高照度光-低照度光の順に合計30日間,午前6-8時に行った.重症度は同症用のハミルトン評価尺度を用いた.照射前に患者の光療法に対する期待度およびモ-ズレイ性格検査を行った.高照度光はハミルトン尺度得点を有意に低下させたが,低照度光は無効であった.患者の光療法への期待度には高照度光有効群と無効群間で差はみられなかった.モ-ズレイ性格検査においても両群間に差はみられなかった.これらの結果は,同症における高照度光療法の効果が非特異的なプラセボ効果に基づくものではなく,光の特異的効果に基づくことを示唆していると考えた.(2)動物実験:感情障害における生体リズムの役割を検討するために,抗うつ作用を有する2種の薬物,リチウムとイミプラミンの臨床量をラットに慢性投与し,体温リズムと行動リズムにおよぼす効果を分析した.その結果,リチウムは周期を延長させたが,イミプラミンにはこの作用はみられなかった.また,両薬はともに位相を変化させた.これらの周期,位相に対する作用には行動,体温リズム間で相違がみられた.環境の明暗サイクルを8時間後退させこれに対する再同調をみたところ,いずれの薬物もこれに対してはなんらの作用をも示さなかった.以上から,生体リズムの障害がうつ病の病態に関与していることが示唆された.(1)臨床的研究: 1週間の無投薬期間の後,6名の季節性感情障害入院患者と1名の外来患者に光療法を行った.照射は高照度光-低照度光-高照度光または低照度光-高照度光-低照度光の順に合計30日間,午前6-8時に行った.重症度は同症用のハミルトン評価尺度を用いた.照射前に患者の光療法に対する期待度およびモ-ズレイ性格検査を行った.高照度光はハミルトン尺度得点を有意に低下させたが,低照度光は無効であった.患者の光療法への期待度には高照度光有効群と無効群間で差はみられなかった.モ-ズレイ性格検査においても両群間に差はみられなかった.これらの結果は,同症における高照度光療法の効果が非特異的なプラセボ効果に基づくものではなく,光の特異的効果に基づくことを示唆していると考えた.(2)動物実験:感情障害における生体リズムの役割を検討するために,抗うつ作用を有する2種の薬物,リチウムとイミプラミンの臨床量をラットに慢性投与し,体温リズムと行動リズムにおよぼす効果を分析した.その結果,リチウムは周期を延長させたが,イミプラミンにはこの作用はみられなかった.また,両薬はともに位相を変化させた.これらの周期,位相に対する作用には行動,体温リズム間で相違がみられた.環境の明暗サイクルを8時間後退させこれに対する再同調をみたところ,いずれの薬物もこれに対してはなんらの作用をも示さなかった.以上から,生体リズムの障害がうつ病の病態に関与していることが示唆された.季節性感情障害患者に高照度または低照度の光療法を行いその効果を比較検討した。高照度光照射を行った3名では2名が著効を示したが1名は無効であった。低照度光照射を行った3名はいずれも無効であった。高照度光照射により著効を示した者にさらに低照度光照射を行ったところ無効であったが、そのあと行った高照度光照射は有効であった。現在のところまだ症例が少ないが、光療法においてはやはり照度が重要であることが示唆された。非季節性の感情障害患者12名の体温および睡眠覚醒リズムを測定しつぎの結果を得た。両リズムの位相間の差は臨床重症度と有意な相関を示した。体温リズムの周期、両リズムの位相差は抗うつ薬に対する治療反応性に有意な相関を示した。ラットの体温、行動、飲水リズムをきわめて厳重な条件下で同時に測定し、光照射時間の長短による影響を検討した。その結果、2時間明、22時間暗という条件下では12時間明、12時間暗という条件下に比べ約2時間の位相の移動が生じることが判明した。さらに光サイクルの8時間後退に対するリズム位相の再同調には2時間明の条件下では12時間明に比べ約3倍の再同調期間を要することが判明した。以上の結果は、感情障害においてはリズム障害が重要な病態ないしは病因上の意義を有し、季節性感情障害においてはこれが特に顕著な意味を有し、光療法がリズムを通して作用していることを示すものと考えられる。昨年度に引き続き,季節性感情障害における高照度光の治療的効果が光の特異的作用に基づくのかあるいは単なる非特異的効果にすぎないのかを検討するために,高,低両照度光の照射比較実験を行った/結局,さらに5例を追加し合計7例の同症患者に高照度光(3000ルクス)と低照度光(300ルクス)を交互に10日間ずつ計30日間照射し臨床効果を比較検討した.その結果,高照度光はハミルトンうつ病評価尺度で測定した重症度の有意な低下をもたらしたが,低照度光は無効であった.

高照度光照射による効果と,非特異的うつ病症状またはうつ病相数との間には関連が示唆されたが,同療法に対する患者の治療前の期待度またはモーズレイ性格検査で測定した性格の関与を示唆する結果は得られなかった.以上から,同症において高照度光療法は光自体の特異的作用により臨床効果をもたらすものと考えた.動物実験は昨年の明暗条件下の実験に加えて,あらたに恒常暗条件下における効果を明らかにした.すなわち抗うつ作用を有する2種の薬物,リチウムとイミプラミンの臨床量をラットに慢性持続投与して、行動,体温リズムにおよぼす効果を分析した.その結果,リチウムは周期を延長させたがイミプラミンはこの作用を示さなかった.位相に対しては両薬はともにこれを変更させる作用を示した.また,これらの周期,位相に対する作用には行動、体温リズム間で相違がみられた.環境の明暗サイクルを8時間後退させこれに対する再同調をみたところ,いずれの薬物もこれに対してはなんらの作用をも示さなかった.以上から,生体リズムの障害がうつ病の病態に関与していることが示唆された.
高速炉構造材の熱時効・照射による強度劣化機構の実験的研究

本研究では材料評価手法としてTEM内引張試験その場観察法により熱時効および照射により生じる組織要素の硬化因子パラメータの定量評価を行い、熱時効および損傷発達過程に伴う高温強度特性変化を予測評価した。Bcc金属の純Vおよび純Feでの研究結果から運動転位と空孔型欠陥集合体であるボイドの相互作用が直接観察され、材料因子による障害物強度について測定した。その結果、ボイドによる照射硬化は母材の剛性率などに依存せず、ボイド形状因子が硬化量に対して支配的であるであることが示された。上記手法を用いた信頼性の高い原子力構造材料寿命評価解析手法を確立した。高速増殖炉の実用化に向け、一次冷却系配管構造材(SUS316FR鋼および高クロム鋼)における熱時効劣化及び照射劣化などの高温照射劣化に伴うマクロ的機械的性質データ(高温強度、クリープ)の充実に伴い、ミクロ組織変化機構とマクロ的機械性質の相関則の構築による寿命評価が必要になる。本研究では、材料強化評価手法として、「電子顕微鏡内『その場』観察法により、熱時効及び照射により生じる組織要素の硬化因子パラメータの定量的評価を行い、機構論的かつ現象論に即したモデルを作成して予測評価することを目的とする。平成23年度は、磁性体である高クロム鋼などの前段階の実験として、非磁性体である純バナジウムを用い、イオン照射により発生したボイドにおける硬化因子パラメータを求めた。加速電圧190KeV、照射温度600°Cにて、Heイオンを0.2dpa照射し、照射後1100°C×2時間の追加熱処理によりボイド径を変化させた2種類のバナジウムを用いて実験・評価を行った。ボイド径の成長に伴い転位線が交差すべりを起こす割合が高くなり、硬化因子パラメータはボイド径の成長とともに大きくなるサイズ依存性を示した。TEM内引張「その場」観察法に必要なTEM内引張ホルダーなどの機材について整備し、磁性体試料をTEM内にて引張試験を行うため試料形状を検討し、治具開発・作製やFIBによる試料作製の試行を行った本研究では材料強化評価手法として「電子顕微鏡内引張試験『その場』観察法」により熱時効及び照射により生じる組織要素の硬化因子パラメータの定量的評価を行い、熱時効および損傷組織発達(欠陥組織発達および析出物粗大化)に伴う高温強度特性変化を予測評価した。同時に上記手法を用いた信頼性の高い構造材料寿命評価解析手法を構築した。薄膜化したステンレス鋼およびBcc金属の純Feおよび純Vにイオン照射試験を実施してTEM内引張『その場』観察法を用いて引張変形中の照射欠陥(ボイド)と運動転位の動的相互作用を観察し、その結果から運動転位に対するボイドの障害物強度を定量的に評価した。ステンレス鋼では転位チャネル形成による局所的な転位運動が生じることが直接観察されたが、欠陥集合体と運動転位の相互作用については直接反応が観察されなかったため十分な検討がなされなかった。一方、Bcc金属における研究結果から運動転位とボイドの相互作用が観察され、材料因子による障害物強度への影響は確認されず、ボイドが導入された材料の硬化量は母材の性質にかかわらず同じ挙動を取るとした従来の理解を支持する結果が得られた。純Fe、純Vにおける転位-ボイド相互作用の結果から、ボイド径に対する障害物強度は4nm14nmのボイド径において0.50.7で分布し0.02nm^-1で系の増加とともに増加する関係にあることが確認された。この結果は,機械的特性試験及び計算機シミュレーションによる報告での知見と良い一致を示した。このことから得られたボイドの障害物強度の値は今後の軽水炉や高速炉における構造材料健全性評価において、照射損傷発達モデルによる機械的特性の照射劣化予測研究に信頼性の高いパラメータとして提供が可能となった。本研究では、材料強化評価手法として、「電子顕微鏡内『その場』観察法(以下、TEM内引張「その場」観察法)」により、熱時効及び照射により生じる高速炉構造材料の組織要素の硬化因子パラメータの定量的評価を行い、熱時効および損傷組織発達に伴う高温強度特性変化を、機構論的かつ現象論に即したモデルを作成して予測評価することを目的としている。平成24年度はSUS316FR鋼に対する転位-照射欠陥相互作用について研究を行った。京大エネルギー理工学研究所のDuET照射試験装置にて6.4MeV Fe+イオンを773Kにて、ピーク位置損傷量1dpaで照射した。照射後電子顕微鏡内で引張試験を常温で行い試料薄膜内の転位運動の動的「その場」観察を行った。この照射条件では転位ループが形成された。TEM内引張試験により欠陥集合体が掃破されて欠陥が集合しない帯状の組織が形成され、その中を転位が運動するいわゆる転位チャネリング運動が観察された。しかしながら当初目的としていた運動転位と単一欠陥集合体の相互作用の直接観察はなされなかった。平成25年度も継続して研究を行う。