hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多元素インサート材の添加元素蒸発による等温凝固を用いた耐熱部材の接合

セラミックスや第V・VI族金属などの高融点材料に対し、低温で接合可能でありながら、得られた接合体が高温で使用可能であるような接合法が求められている。しかし、これら2つの要求は通常トレードオフの関係にあり、現状技術で容易に達成することはできない。本研究課題では、これらを両立できるような接合法を開発するため、材料とプロセスの両面からのアプローチで取り組んでいる。平成30年度の主な取り組みとして、SiとMgの混合ペーストをセラミックス同士の間に挟み込んで接合する方法を検討した。この組み合わせでは、1100°C程度以下の低い接合温度でもSi-Mg共融液相が生成する。一方、Mgは蒸気圧が非常に高いため、接合温度での保持中にMgのみが接合部から蒸発し、残ったSiがその温度で等温凝固する。その結果、Si主体の接合部が形成され、その耐熱性は本来のSiの融点(約1400°C)と同等程度に維持できると期待される。具体的な実施内容としては、セラミックス材料(アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミなど)を、種々のMg組成を有するSi-Mgペーストを用いて、真空中・1100°C・10分保持で接合した。いずれも接合可能であった。特にアルミナ接合体では、室温引張試験でアルミナ自体が破壊するような高強度のものも得られた。その他のセラミックス接合体についても試験実施中である。上記アルミナ接合体の接合部断面の元素分布解析等の結果、期待通りSi主体の接合部が形成されていた。種々の接合条件(接合温度、ペースト組成など)の違いが接合部の微細組織に及ぼす影響を明らかにし、接合強度向上の指針を得た。それらの接合部の耐熱性を評価するため、大気中において接合温度よりも高い試験温度1200°Cで高温曲げ試験を行った。目標値以上の高温曲げ強度を有する試験片もあり、本研究で提案する接合法の有効性を示す結果を得ることができた。平成30年度前半は、実験環境の構築等を行うとともに、多元素インサート材に用いる元素や被接合材を選定するための種々の予備実験を行った。その結果、Si-Mg混合ペーストを用いてセラミックス(アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミなど)同士を接合するという取り組みの方針とその実験手法を具体化することができた。年度後半は、接合体作製や接合強度試験、接合部微細組織観察などの実験を進めた。当初の計画通り、接合条件(接合温度、ペースト組成など)の違いが接合部の微細組織に及ぼす影響を明らかにし、室温接合強度の向上の指針を得ることができた。これらの実験が順調に実施できた結果、当初は平成32年度(令和2年度)に実施する予定だった高温強度試験について、予定を前倒しして平成30年度から取り掛かることができた。そのため、本研究で提案する接合法の有効性を示す結果をいち早く得ることができた。これらの成果をもとに、学会発表への申し込みにつなげることができた。一方で、論文などによる成果発表のためには、再現性の確認や接合機構の詳細な考察などが不足している部分があり、今後の課題とした。(1)上述のアルミナ接合体について、室温強度試験結果の再現性を確認するなどしてデータの確度を高めるとともに、より詳細に接合部微細組織観察を行うなどして考察を深める。それらの結果を総合し、室温で高強度を有する接合体の作製指針を明らかにし、論文等で成果発表を行う。(2)平成30年度には、アルミナ接合体に対して大気中での高温強度試験を実施し、本手法の有効性を示す結果を得た。それらの結果を手掛かりとして、令和元年度には、接合条件(温度やペースト組成など)が高温強度や耐酸化性などに及ぼす影響などを系統的に調査し、それらを向上させるための指針を明らかにする。(3)アルミナ以外のセラミックス(炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミなど)についても、Si-Mgペーストを用いた接合の実験を進め、界面微細組織を明らかにする。アルミナとその他のセラミックスでは化学成分が異なるため、界面微細組織に差異が生じる可能性があり、室温接合強度試験の結果とも総合することで、高強度接合体作製の指針を得る。また、これらの接合体についても(2)と同様に高温強度試験を実施する。(4)タングステンやタンタルなどの高融点金属の接合に有効な多元素インサート材の作製を検討し、予備実験を進める(室温引張試験を実施し、強度値を出すなど)。

具体的な実施内容としては、セラミックス材料(アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミなど)を、種々のMg組成を有するSi-Mgペーストを用いて、真空中・1100°C・10分保持で接合した。いずれも接合可能であった。特にアルミナ接合体では、室温引張試験でアルミナ自体が破壊するような高強度のものも得られた。その他のセラミックス接合体についても試験実施中である。上記アルミナ接合体の接合部断面の元素分布解析等の結果、期待通りSi主体の接合部が形成されていた。種々の接合条件(接合温度、ペースト組成など)の違いが接合部の微細組織に及ぼす影響を明らかにし、接合強度向上の指針を得た。それらの接合部の耐熱性を評価するため、大気中において接合温度よりも高い試験温度1200°Cで高温曲げ試験を行った。目標値以上の高温曲げ強度を有する試験片もあり、本研究で提案する接合法の有効性を示す結果を得ることができた。平成30年度前半は、実験環境の構築等を行うとともに、多元素インサート材に用いる元素や被接合材を選定するための種々の予備実験を行った。その結果、Si-Mg混合ペーストを用いてセラミックス(アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミなど)同士を接合するという取り組みの方針とその実験手法を具体化することができた。年度後半は、接合体作製や接合強度試験、接合部微細組織観察などの実験を進めた。当初の計画通り、接合条件(接合温度、ペースト組成など)の違いが接合部の微細組織に及ぼす影響を明らかにし、室温接合強度の向上の指針を得ることができた。これらの実験が順調に実施できた結果、当初は平成32年度(令和2年度)に実施する予定だった高温強度試験について、予定を前倒しして平成30年度から取り掛かることができた。そのため、本研究で提案する接合法の有効性を示す結果をいち早く得ることができた。これらの成果をもとに、学会発表への申し込みにつなげることができた。一方で、論文などによる成果発表のためには、再現性の確認や接合機構の詳細な考察などが不足している部分があり、今後の課題とした。(1)上述のアルミナ接合体について、室温強度試験結果の再現性を確認するなどしてデータの確度を高めるとともに、より詳細に接合部微細組織観察を行うなどして考察を深める。それらの結果を総合し、室温で高強度を有する接合体の作製指針を明らかにし、論文等で成果発表を行う。(2)平成30年度には、アルミナ接合体に対して大気中での高温強度試験を実施し、本手法の有効性を示す結果を得た。それらの結果を手掛かりとして、令和元年度には、接合条件(温度やペースト組成など)が高温強度や耐酸化性などに及ぼす影響などを系統的に調査し、それらを向上させるための指針を明らかにする。(3)アルミナ以外のセラミックス(炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミなど)についても、Si-Mgペーストを用いた接合の実験を進め、界面微細組織を明らかにする。アルミナとその他のセラミックスでは化学成分が異なるため、界面微細組織に差異が生じる可能性があり、室温接合強度試験の結果とも総合することで、高強度接合体作製の指針を得る。また、これらの接合体についても(2)と同様に高温強度試験を実施する。(4)タングステンやタンタルなどの高融点金属の接合に有効な多元素インサート材の作製を検討し、予備実験を進める(室温引張試験を実施し、強度値を出すなど)。
副腎チトクロームP-450酵素活性とエピトープ解析

ステロイド21-OH遺伝子のpoint mutationは酵素活性を減弱させ、さらにPro453 mutationは21-OH自己抗体の結合にも影響を与えることを報告した。これに加えてin vitroでは21-OH自己抗体が21-OH酵素活性を阻害することも報告した。我々は21-OH遺伝子の5カ所の異なるpoint mutationをin vitro transcription/translarionシステムとイ-ストであるSaccharomyces cerevisiaeを用いてrecombinant proteinを作製した。そしてこれらと21-OH自己抗体の結合能を検討した。Human 21-OH cDNAをsite-directed mutagenesis法を用いてCys428Ser,Arg,Phe,Pro30Ser,IIe172Asnの5つのpoint mutationを作製した。Pro30,IIe172変異は自然界に存在し21-OH酵素欠損症の原因となっている。Cys428変異の報告は無いが、この部位はhaembindingに重要と考えられている。各種タンパクはSDS-PAGEで分析した後、自己免疫性アジソン病患者血清を用いてWestern blottingを実施した。コントロールとして健常人血清とrabbit 21-OH antibodyを使用した。^<35>Sでラベルした21-OHタンパクはimmunoprecipitation assayにて自己抗体との反応性を検討した。イ-ストに発現させた。Cys428変異タンパクは3つ共全て自己抗体との結合能が著しく阻害されていた。(Cys428Phe:88%,Cys428Arg:58%,Cys428Ser:39%)In vitroシステムにおいても同様に自己抗体結合能が阻害されていた。一方、Pro30Ser変異は抗体結合能に全く影響を与えなかった。IIe172Asnは僅かに結合能の低下を引き起こした。これらの研究結果より副腎21-OH自己抗体の結合部位は21-OH酵素活性部位と関連があり、C端と中心部位が重要であることが判明した。
金属基板SOIを用いた超高精度超高速アナログ集積回路の研究

デバイスシミュレータを用いて,SOIデバイスの動作機構の解析を行った。相互コンダクタンスが最大値を示す低ドレイン電圧で駆動することにより,インパクトイオン化によるキンク効果や,パンチスル-現象が抑えられて高いドレイン抵抗が得られるため,増幅器等に用いる場合に最適な条件であることを明らかにした。さらに,求められた最適バイアス条件範囲で動作する低振幅動作増幅回路を設計した。従来設計では,低周波数領域でSOIデバイス特有の利得劣化が見られるが,今回設計した回路では,低周波数領域においても高い利得が得られることが明らかになった。さらに,低振幅動作増幅回路を用いた高精度パイプライン型A/D変換回路を設計した。超高速な信号を精度良く伝播させるための最適配線構造の解析を,Maxwellの方程式に基づく電磁界シミュレーションにより実施した。一般的なシリコン基板構造に代わり金属基板構造にすることで信号の減衰・位相遅れが抑えられ,100ps程度のパルス信号が2mm程度伝播可能であることが分かった。しかし,金属配線の寸法が,信号周波数で決まる表皮深さより小さくなる領域では,配線自身の抵抗による減衰が生じ,信号伝播特性が劣化することが明らかになったが,気体絶縁配線構造にすることにより効果的に信号減衰を防止できることも分かった。SOIウェハのSOI層/埋め込み酸化膜界面特性に由来するノイズがデバイス特性に与える影響について実験的に検証した。高精度アナログ回路応用には,雑音特性に優れたエピタキシャル成長法による張り合わせSOIウェハを使用することが重要であることが明らかになった。また,高速動作のための金属ゲートMOSトランジスタ構造を作成する製造プロセスを開発した。高密度プラズマスパッタ法によるTaNx/Ta/TaNx構造により信頼性の高い金属ゲート電極構造が形成できることが実証された。本研究は,我々が提案している金属基板SOIデバイス技術を,まったく新しくアナログ/デジタル融合集積回路に適用するものである。(1)物理に基づくSOIデバイスの動作機構の詳細な解析主にデバイスシミュレータを用いて,SOIデバイスの動作機構の解析を行った。高電界下のインパクトイオン化によるキンク効果や,パンチスルー現象によるドレイン抵抗の劣化等,SOIデバイスの高精度アナログ応用で特に問題となる現象を防止する為には,低ドレイン電圧でトランジスタを駆動する必要がある。相互コンダクタンスが最大値を示すあたりのドレイン電圧で駆動することにより,同時に高いドレイン抵抗が得られ,増幅器等に用いる場合に最適な条件であることが明らかになった。(2)SOIデバイス動作解析に基づく高精度アナログ回路設計の研究SOIデバイスの性能が最大限発揮でき,不安定効果が防止できる印加電圧範囲に安定にバイアスする回路構成について研究を行った。オペアンプを例に取り,(1)で得られた最適バイアス条件範囲で動作する回路を設計した。テレスコピック型のカスコード回路構成により,低ドレイン電圧駆動が実現できることを回路シミュレーションにより確認した。従来設計では,オペアンプ利得の周波数特性において低周波数領域でSOIデバイス特有の利得劣化が見られるが,今回設計した回路では,低周波数領域においても高い利得が得られることが明らかになった。(3)SOIデバイス最適構造を実現する高精度デバイス製造技術の研究SOIウェハのSOI/埋め込み酸化膜界面特性がデバイス特性に与える影響について実験的に検証した。SIMOX(酸素イオン打ち込み)法によるSOI基板は,固有のエネルギーレベルに局在する高密度の欠陥が生じていることをはじめて明らかにし,高精度アナログ応用には張り合わせ法によるSOI基板が必要であることを明らかにした。本研究は,我々が提案している金属基板SOIデバイス技術を,アナログ/デジタル融合集積回路に適用し高精度高速集積回路を実現するものである。超高速な信号を精度良く伝播させるための最適配線構造の解析を,Maxwellの方程式に基づく厳密な電磁界シミュレーションにより実施した。

一般的なシリコン基板構造では,シリコン基板中に浸透する電磁界によるロスのため信号が著しく劣化するが,抵抗の十分低い金属基板構造にすると減衰・位相遅れが抑えられ,100ps程度のパルス信号が2mm程度伝播可能であることが分かった。しかし,金属配線の配線寸法が,信号周波数で決まる表皮深さより小さくなる領域では,配線抵抗による減衰が生じ,信号伝播特性が劣化することが分かった。層間絶縁膜を従来のシリコン酸化膜から気体(He等)にすることにより効果的に信号減衰を防止できることが分かった。高精度・高速信号配線構造として,金属基板・気体絶縁配線構造が最適であることが理論的に実証された。さらに,高精度SOI MOSアナログ回路動作に影響を与える雑音特性について検討した。二種類の製法,すなわち水素イオン注入による手法とエピタキシャル成長による手法による張り合わせSOIウェハを用いてSOI MOSトランジスタのノイズ特性を評価した。前者では,ドレイン空乏層中の生成・再結合中心の存在により雑音が増大するが,後者では,純粋な1/f雑音しか観察されず,良好な特性が得られた。高精度アナログ回路応用には,雑音特性に優れたエピタキシャル成長法によるSOIウェハを使用することが重要であることが明らかになった。また,高速動作のための金属ゲートMOSトランジスタ構造を作成する製造プロセスを開発した。高密度プラズマスパッタ法によるTaNx/Ta/TaNx構造により信頼性の高い金属ゲート電極構造が形成できることが実証された。
東京裁判における日本側戦犯対策の研究

平成24年度は、これまでの調査・研究で得られた成果を踏まえ、活字論文化のための作業や研究成果の公表を重点的に行った。また新たな資料収集・分析も行い、これまで充分に検討してこなかった東京裁判の被告たちの戦争責任観・戦争観・戦後社会観についても活字論文化の作業を行った。これまで作業を行ってきた日本側の裁判対策の内容や審理での弁明、検察側の方針と審理での立証内容、そしてこれらが判決に与えた影響については、弁護側と検察側の関係資料や『極東国際軍事裁判速記録』(全10巻、雄松堂書店、1968年)などの資料を再度検討しつつ作業を進めた。海軍側の裁判対策と審理での動向については、研究論文が近く公表される予定である。東京裁判の被告の戦争責任観・戦争観・戦後社会観については、既に研究論文として研究成果を発表している。なお、「通例の戦争犯罪」に関する検察側・弁護側の立証・反証内容、及び判決での言及内容について、平成24年度は、これまで充分に検討出来ていなかった大蔵省、企画院、木戸幸一などの弁明内容についても明らかにすることが出来た。平成24年度は本研究課題の最終年度に当るが、3年間の調査・研究の結果、(1)東京裁判における日本側の戦犯対策過程と対策内容の全容、(2)検察側の戦争犯罪追及方針の全体像(特に「通例の戦争犯罪」に関する方針)、(3)日本側の戦犯対策が、内容によってはかなりの程度「成功」する場合があり、審理過程や判決に大きな影響を与えるケースが存在したこと、(4)外務省関係被告(特に重光葵)について、裁判審理や報道が裁判後の権力基盤温存や「復権」への追い風となった可能性があること、(5)東京裁判の被告たちの戦争責任観・戦争観・戦後社会観の一端、がそれぞれ明らかになった。22年度は1.『極東国際軍事裁判速記録』(雄松堂書店、1968年)、書証類などの分析、2.日本側の戦犯対策の具体的内容と変遷の解明の2点について重点的に研究を進めた。1.の作業では、連合国側が日本側(具体的には海軍・陸軍・外務省・大蔵省)の何をどのような根拠によって追及しようとしたのかを検討した。特に22年度は、外務省(具体的には重光葵と東郷茂徳)関係事件に関する追及内容と審理過程を解明することが出来た。陸軍側や大蔵省側についても同内容の作業を進めており、近日中に作業が完了する予定である。1.の作業を通じ、これまで明らかにされてこなかった連合国側の日本側への具体的追及事件の内容、及び追及根拠の全体像を解明することが出来た。2.の作業では、1.で解明した連合国側の追及に対して日本側が如何なる対応策を講じたのかを明らかにすることを目指した。本作業では特に、外務省側や大蔵省側の裁判対策に関する分析を重点的に行った。外務省と大蔵省については国立公文書館所蔵資料(法務省司法法制調査部「戦争犯罪裁判関係資料」に含まれる、関係者による聴取記録、「極東国際軍事裁判弁護関係資料」など)を収集・分析し、大きな成果を挙げることができた。従来、外務省側と大蔵省側の戦犯裁判対策内容は不明な点が多かったが、こうした新資料を基に、外務省側や大蔵省側による裁判対策内容の一端を明らかにすることが出来た。また陸軍側についても、国立公文書館において木村兵太郎関係の弁護関係資料(前述の「戦争犯罪裁判関係資料」に含まれている)を中心に収集・分析を行った。2.の作業によって、日本側の行った裁判対策の全容をかなりの程度解明することが出来た。今後はこれらの対策が実際の東京裁判での審理過程でどのように実施され、如何なる効力を発揮したのかについて詳しく解明していきたい。平成23年度は、1、連合国側(統合参謀本部、GHQ、国際検察局)の動向把握、及び2、日本側戦犯対策が東京裁判の審理過程や判決に与えた影響の解明を行った。1、の作業では主に国際検察局が日本の戦争犯罪追及に関して如何なる議論を展開していたのかについて検討を行った。検討対象としたのは、検察側の政策決定文書や戦犯容疑者等に対する尋問調書である。この作業によって、法廷で行われた検察側の立証を検察側内部でなされた議論と関連させて検討することが可能となり、検察側の追及に如何なる特徴や問題点があったのかを実証的に明らかにすることが出来た。今後はこうした検察側の追及が、弁護側の反証や判決に如何なる影響を与えたのかを検討したい。2、の作業では『極東国際軍事裁判速記録』(全10巻、雄松堂書店、1968年)の分析を通し、日本側の裁判対策が審理過程においてどのように展開され、審理全体に如何なる影響を与えたのかについて検討した。ここでは特に外務省に関する分析を進め、大きな成果を収めることが出来た。具体的には、外務省関係被告に関する証拠・証言の内容、彼らの主張が検察側・判事側から如何に受け止められたかを解明した。分析は陸軍側や海軍側の弁明と比較しながら行い、外務省側の弁明が日本側の弁明全体の中でどのような特徴を持っているのかを把握するよう努めた。これらの検討を経て、外務省関係被告の多くが「通例の戦争犯罪」関係事件について、軍への責任転嫁を行うことで、自身の戦争責任回避を試みていた事実などを解明することが出来た。また平成22年度に引き続き、「戦争犯罪裁判関係資料」(国立公文書館所蔵)に含まれる関連資料の分析も進めた。

審理過程の分析と日本側の戦犯裁判対策の決定過程を同時に検討することで、日本側の裁判対策の力点がどのような点にあり、それが裁判審理の展開とともに如何に変容してゆくのかを明らかにすることが出来た。平成24年度は、これまでの調査・研究で得られた成果を踏まえ、活字論文化のための作業や研究成果の公表を重点的に行った。また新たな資料収集・分析も行い、これまで充分に検討してこなかった東京裁判の被告たちの戦争責任観・戦争観・戦後社会観についても活字論文化の作業を行った。これまで作業を行ってきた日本側の裁判対策の内容や審理での弁明、検察側の方針と審理での立証内容、そしてこれらが判決に与えた影響については、弁護側と検察側の関係資料や『極東国際軍事裁判速記録』(全10巻、雄松堂書店、1968年)などの資料を再度検討しつつ作業を進めた。海軍側の裁判対策と審理での動向については、研究論文が近く公表される予定である。東京裁判の被告の戦争責任観・戦争観・戦後社会観については、既に研究論文として研究成果を発表している。なお、「通例の戦争犯罪」に関する検察側・弁護側の立証・反証内容、及び判決での言及内容について、平成24年度は、これまで充分に検討出来ていなかった大蔵省、企画院、木戸幸一などの弁明内容についても明らかにすることが出来た。平成24年度は本研究課題の最終年度に当るが、3年間の調査・研究の結果、(1)東京裁判における日本側の戦犯対策過程と対策内容の全容、(2)検察側の戦争犯罪追及方針の全体像(特に「通例の戦争犯罪」に関する方針)、(3)日本側の戦犯対策が、内容によってはかなりの程度「成功」する場合があり、審理過程や判決に大きな影響を与えるケースが存在したこと、(4)外務省関係被告(特に重光葵)について、裁判審理や報道が裁判後の権力基盤温存や「復権」への追い風となった可能性があること、(5)東京裁判の被告たちの戦争責任観・戦争観・戦後社会観の一端、がそれぞれ明らかになった。当初の計画通り、資料の収集・分析、及び研究論文の執筆が進行しているため。外務省側の動向に関する分析が特に進展するなど、日本側の裁判対策全体の内容と審理への影響が如何なるものであったのかについて、その全体像が解明されつつあるので、ほぼ当初の計画通りに作業が進捗していると判断できる。概ね順調に研究が進展しているので、今後は未収集の資料の調査・収集を補足的に行い、研究論文の執筆に集中したい。なお、今後も審理対象となった重要事件のうち実態解明が充分になされていないものに関しては、出来る限り事件そのものの実証作業を行う。
カルシウムポンプからカルシウムが遊離する機構

1.カルシウムポンプから【Ca^(2+)】が遊離する機構を調べるため、【^(45)Ca】を負荷した筋小胞体からカルシウムポンプを通して【^(45)Ca】が遊離する速度を種々の条件下で測定した。この【^(45)Ca】の遊離は【Ca^(2+)】,【Mg^(2+)】及びATPに依存した。この結果は、筋小胞体膜のCa-ATPase(カルシウムポンプの本体)が形成するリン酸化中間体を介して【^(45)Ca】の遊離が起こることを示している。このリン酸化中間体の分解過程を解析した結果、三種類のリン酸化中間体が区別された。このうち二種類の中間体が【^(45)Ca】の遊離に直接関与し、この両者の相互変換が【^(45)Ca】の遊離の律速段階であった。第三の中間体は【^(45)Ca】の遊離に直設関与していなかった。2.CaイオノフォアA23187はカルシウムイオンの動員の研究に際し、しばしば有用な手段となる。そこで、このA23187のカルシウムポンプに対する作用を調べた。精製したCa-ATPaseとA23187をインキュベートすると、Ca-ATPaseは殆ど完全に抑制された。この抑制作用は従来全く知られていなかったものである。Ca-ATPaseを【Ca^(2+)】存在下及び非存在下でA23187とプレインキュベートした後、ATPによるリン酸化中間体の形成と分解及び形成されたリン酸化中間体のADP感受性を調べた。また、EGTAにより【Ca^(2+)】をキレートすると同時にPiを加えて、逆反応によるリン酸化中間体の形成を調べた。その結果、A23187がCa-ATPaseの反応過程における酵素異性化のステップを選択的に強く阻害することが明らかとなった。3.ナトリウムポンプに対するA23187の作用を調べた。A23187はNa,K-ATPase(ナトリウムポンプの本体)を殆ど完全に抑制した。この抑制も反応過程における酵素異性化の選択的阻害によるものであった。
シングレットビラジカル性を有する分子の合成と電子構造解明及び分子間相互作用の研究

一般的にシングレットビラジカル性を有する分子は非常に反応性に富み、安定に単離することが出来ない。私はフェナレニルラジカルの不対電子の非局在可能を活用することにより、シングレットビラジカル性を有する分子を安定に単離することに成功し、シングレットビラジカル分子の詳細な電子構造の解明と固体物性の評価を行った。二つのフェナレニルラジカルを、ナフタレン及びアントラセンで連結した化合物はそれぞれ、50%及び68%のビラジカル性を有することが量子化学計算から明らかとなった。両化合物はフロンティア軌道であるHOMOとLUMOのエネルギー差が小さいことが電気化学的測定及び電子吸収スペクトルから明らかとなり、高いビラジカル性を支持する結果が得られた。また、磁気的測定から基底一重項と励起三重項状態のエネルギー差が約2000Kと非常に小さいことが分かり、高いビラジカル性を支持していた。結晶構造は、分子内の不対電子間相互作用の弱さに由来する強い分子間相互作用に支配された積層様式をとっていた。分子は非常に小さな面間距離で積層しており、分子間に大きな軌道の重なりが存在していた。そのため充分な電導パスが形成されており、室温での電導度は10-5Scm-1という単成分炭化水素分子としては非常に高い値を示した。さらには、分子内の不対電子間相互作用の弱さに起因する、大きな三次の非線形光学特性(二光子吸収特性)が観測され、従来理論的に予測されていた中間解離電子状態の巨大非線形応答を実験的に明らかにすることに成功した。このように、シングレットビラジカル分子の単離、単分子の電子構造解明、分子集合体の電子構造解明、非線形光学特性を明らかにすることに成功した。一重項ビラジカル性を有する化合物は一般には非常に反応活性であり、単離が困難である。私はフェナレニルの高いスピン非局在化能を活用することにより一重項ビラジカル種を安定に単離することに成功した。得られた化合物は、結晶中でvan der Waals接触を下回る距離でπ-π接触していた。偏光反射スペクトルを用いた低エネルギーバンドの帰属や分子軌道法を用いた電子構造の解明から、分子内と分子間に不対電子間の相互作用が働き、固体中で無限共役一次元鎖を形成している可能性が高いことを明らかにした。単分子を集積させるだけで共役が無限に広がる可能性を始めて明らかにした結果といえる。電気伝導度を測定したところ、室温で5x10^<-5>S cm^<-1>の電導度を示す半導体であり、単成分炭化水素としては最も電気を流す物質であることが分かった。一方、一重項ビラジカル性の新たな物性探索の一環として、非線形光学特性に注目した。一重項ビラジカルの電子構造は、結合が中途半端に切れた電子構造に等しく、強い電場下で大きな非線形光学応答を示す可能性があることが理論的に明らかにされている。そこで、一重項ビラジカル化合物の二光子吸収スペクトル(三次の非線形光学応答の一つ)を測定したところ、期待通り30008000GM(GM=10^<-50>cm^4s photon^<-1>molecule^<-1>)という非常に大きな二光子吸収断面積を示した。ドナー・アクセプター置換基を有さない炭化水素としては最も大きな断面積を示し、一重項ビラジカル性が二光子吸収に優れた特性を与えることを明らかにした。

私はフェナレニルラジカルの不対電子の非局在可能を活用することにより、シングレットビラジカル性を有する分子を安定に単離することに成功し、シングレットビラジカル分子の詳細な電子構造の解明と固体物性の評価を行った。二つのフェナレニルラジカルを、ナフタレン及びアントラセンで連結した化合物はそれぞれ、50%及び68%のビラジカル性を有することが量子化学計算から明らかとなった。両化合物はフロンティア軌道であるHOMOとLUMOのエネルギー差が小さいことが電気化学的測定及び電子吸収スペクトルから明らかとなり、高いビラジカル性を支持する結果が得られた。また、磁気的測定から基底一重項と励起三重項状態のエネルギー差が約2000Kと非常に小さいことが分かり、高いビラジカル性を支持していた。結晶構造は、分子内の不対電子間相互作用の弱さに由来する強い分子間相互作用に支配された積層様式をとっていた。分子は非常に小さな面間距離で積層しており、分子間に大きな軌道の重なりが存在していた。そのため充分な電導パスが形成されており、室温での電導度は10^<-5>Scm^<-1>という単成分炭化水素分子としては非常に高い値を示した。さらには、分子内の不対電子問相互作用の弱さに起因する、大きな三次の非線形光学特性(二光子吸収特性)が観測され、従来理論的に予測されていた中間解離電子状態の巨大非線形応答を実験的に明らかにすることに成功した。このように、シングレットビラジカル分子の単離、単分子の電子構造解明、分子集合体の電子構造解明、非線形光学特性を明らかにすることに成功した。
海－運河－河川を通し回遊する生物の動的な生息場適正を評価するシステムの開発

海水と淡水が交わる汽水域(内湾、運河、河口など)の環境について、そこを行き来しながら成長するマハゼを指標として、評価し改善策を検討した。検討には、市民参加型の生き物調査と汽水域の水質環境を再現する数値モデル(MEL1D-MBモデル)解析を組み合わせた。東京湾での観測と京浜運河を対象としたモデル解析により、春生まれのマハゼと夏生まれのマハゼで生き残り戦略が異なることが見いだされた。春生まれの群の保全のためには、夏場の酸素欠乏の水塊からの避難地が必要であり、夏生まれの群の保全のためには冬場の餌供給が必要であることが示唆され、浅場・運河域での浅場造成による棲み処づくりが有効であることがわかった。平成25年6月ー10月に東京湾環境一斉調査(東京湾再生推進会議)と連携し、マハゼの住み処調査を実施して、東京湾における16か所(平潟湾、横浜港、鶴見川、多摩川、京浜運河、お台場、隅田川、隅田川荒川、荒川、浦安市、船橋市、江戸川放水路、千葉市(花見川)、盤洲周辺、木更津市、富津市)から延べ117調査、約2,100匹分の全長データを得た。これらのデータを精査し、成長パターンを分類したところ、3類型に分類された。対象生物の生息状況だけでなく、実験実施への関係者の理解、許可関係の取得の可否なども含め、実験サイトとして、平潟湾、横浜港(帷子川、大岡川)、多摩川、浦安(境川)が候補として絞り込まれてきた。MEL1D-MBモデルの改良および、評価手法の概念設計については、関連の情報を収集している段階である。モデルについては、京浜運河を対象としたバロトロピックモデルの構築を試みているが、具体の水質データとの検討まで実施できていない。評価手法については、HISモデルを基本とした評価スキームに、時間的な変化、空間的な広がりを評価する項目を追加するアイデアを試行中である。調査結果については、世界閉鎖性会議(EMECS10)において口頭発表した他、論文として取りまとめ中である。評価については、東京湾再生推進会議のワークショップ等で発表、意見交換を行った。その成果は「東京湾環境マップ」等に収録され、広く一般に公開した。平成25年6月ー10月に引き続き、平成26年6月ー12月に東京湾における市民参加型のマハゼの住み処調査を実施した。前年度の16か所より調査場所が集中され、(田浦港、平潟湾、鶴見川、多摩川、京浜運河、隅田川旧中川、荒川河口、境川、江戸川放水路、三番瀬、市川市)の11か所において延べ120調査、約2,800匹分の全長データを得た。特に、重点的にモニタリングするサイトとして、平潟湾、帷子川、多摩川、京浜運河、横十間川、朝潮運河、浦安(境川)において多くのデータを取得した。これらのデータを精査し、成長パターンを分類したところ、昨年同様に3類型に分類されるとともに、夏に発生したとみられる個体群の存在が推定された。水圏環境を再現する数値モデルの改良および、評価手法の概念設計を進め、水域・海域を浅場・運河・湾内・深場の4つに分類し、数か月ごとの生活史を整理した。これにより、水質の変化とマハゼの移動パターンの概念図が構築された。この概念図の再現を目標にモデルの校正を行っていく。再現する水質の分布についても、本年度、帷子川、多摩川、京浜運河、横十間川、朝潮運河において空間計測を行い7月、8月、9月、10月、11月、12月の水質データを整理した。調査結果については、東京湾海洋環境研究会シンポジウム、東京湾再生会議モニタリング分科会・東京湾再生官民連携フォーラム共催ワークショップ、台江湿地環境教育研討会議(台湾)などにおいて口頭発表した他、日本沿岸域学会に関連論文を発表した。また、成果の一部は「東京湾環境マップVol.9」等に収録され、広く一般に公開・周知した。平成25年6月-10月、平成26年6月-12月に引き続き、平成27年6月-12月に東京湾における市民参加型のマハゼの住み処調査を実施した。本年度においては、京浜島つばさ公園、境川、金田海岸、行徳湿地、新浜湖、根岸湾、赤レンガ倉庫付近、村田川、多摩川、大森ふるさとの浜公園、鶴見川、東海緑道公園、富岡並木ふなだまり公園、平潟湾、帷子川の14か所において延べ約90調査、約2,300匹分のマハゼの全長データが集められた。また、朝潮運河においては集中調査が実施され、年3回(8月、10月、11月)、14測点で合計約330匹のマハゼの全長・湿重データを得た。特に、平潟湾、帷子川、多摩川、行徳湿地、朝潮運河、浦安(境川)において多くのデータを取得した。これらのデータを精査し、生活史を分類したところ、回遊型、滞溜型1(環境制限型)、滞溜型2(生息適地型)の3パターンが確認されるととともに、春発生群と夏発生群が全長コホート上で明確に区別され、東京湾におけるマハゼの生活史パターンの分類がほぼ検証がされた。

水圏環境を再現する数値モデル(MEL1D-MBモデル)を東京湾の京浜運河を対象に水域・海域を浅場・運河・湾内・深場の4つに分類して適用した。バロトロピックな循環の精度向上のため、潮汐の増幅率をモデルに追加して浅場・運河域での再現性を向上させ、水質の季節変化の様相を把握することができた。観測により整理されたマハゼの生活史パターンと合わせることで、動的な生息場の様相を把握でき、浅場・運河域での生息場造成(浅場造成)が系としての生息場適性の向上につながることを示唆する成果を得た。こうした結果については、国内外の学会における発表の他、東京湾再生会議モニタリング分科会・東京湾再生官民連携フォーラムでの発表や「東京湾環境マップ(Vol.9, 10)」の発行等等を通して、広く行政・市民にも周知、啓発した。海水と淡水が交わる汽水域(内湾、運河、河口など)の環境について、そこを行き来しながら成長するマハゼを指標として、評価し改善策を検討した。検討には、市民参加型の生き物調査と汽水域の水質環境を再現する数値モデル(MEL1D-MBモデル)解析を組み合わせた。東京湾での観測と京浜運河を対象としたモデル解析により、春生まれのマハゼと夏生まれのマハゼで生き残り戦略が異なることが見いだされた。春生まれの群の保全のためには、夏場の酸素欠乏の水塊からの避難地が必要であり、夏生まれの群の保全のためには冬場の餌供給が必要であることが示唆され、浅場・運河域での浅場造成による棲み処づくりが有効であることがわかった。研究目的に記されている生物の資源量の簡易測定法の開発の内、マハゼについては、個体数・全長分布だけでなく、水質関連のデータも含め、予定を上回る資料の収集が進められており、たいへん順調に実施できている。しかし、ウナギについては、横浜において試行調査を実施したものの、ウナギが採捕されずデータが得られなかった。モデルの改良、評価手法の拡張については、おおむね予定通りの進捗である。マハゼの復活を港湾環境の再生の目標の一つと位置付け、調査計画、活動記録、データなどを紹介するWebページ沿岸域生態系保全研究計画については、当初予定通り変更せず、研究を推進していく。ただし、ウナギについて2年連続でデータが取得できなかったため、当面モデル化・評価の対象魚種をマハゼに重点を置く。特に、生物生息状況の把握においては、選定された場における周年の観測を実施するとともに、年度間の変化を追跡できるよう、マハゼの継続モニタリングを実施していく。モデルの構築においては、整理された実測水質データ、構築された概念図をターゲットとして、実証計算の実施、精度向上を図っていく。評価手法については、時空間的な広がりを持った説明変数間の相関関係に着目し、手法確立を目指す。研究目的に記されている生物の資源量の簡易測定法の開発の内、マハゼについては、予定した調査データを上回る資料の収集が進められており、順調に実施できている。しかし、ウナギについては、調査手法の試行場所の確定・確保が難しく、25年度中の調査場所確定ができなかったため、調査計画の若干の遅れが生じている。研究計画については、当初予定通り変更せず、研究を推進していく。特に、生物生息状況の把握においては、選定された場における周年の観測を実施するとともに、年度間の変化を追跡できるよう、マハゼの継続モニタリングを実施していくとともに、ウナギの調査手法の試行を目指す。モデルの改良においては、実験場所周辺へのモデルの適用を念頭に、実証計算の実施、精度向上を図る。評価手法については、説明変数間の相関関係に着目し、詳細設計の段階に進める。
読書困難生徒を支援する日本語文章提示システムの改善・活用に関する研究

読書障害は,学習全体に大きな影響を与える.読書困難を示す児童は多様であり,個々に適切な援助を行う必要がある.本研究では,読書困難児を援助するために,日本語文提示システム「よもーヨ」を利用して,読書困難の状況,要因を明らかにする方策を提案実現した.「よもーヨ」の利用記録から読書困難要因の推定,および読書形態の分類方策を提案実現した.さらに,不器用さが読書困難などを含む学習困難の要因として注目されるなか,運動調節機能の計測評価方式を提案実現し,運動調節機能の発達状況を明らかとした.日本語文提示システム「よもーヨ」の機能の拡充を行い,「よもーヨ」利用者の読書行動を自動的に記録解析できるようになった.拡張した機能は,利用者の読書状況映像および音声を記録する機能である.最近のPCでは,カメラおよびマイクは内蔵されているものが多く,ハードウェアの追加なしにこの機能拡張ができた.単一利用者環境では,音声記録から読書状況を容易に推定することが可能である.しかし,「よもーヨ」が学級の中で多くの生徒により同時に利用される状況では音声記録には,他の生徒の音声も同時に記録され,読書状況を推定することは困難となる.映像観測は,その処理量は多くなるが,利用者がPCの前で利用するので,利用者の顔映像を容易に記録できる.顔映像から口の動きを検出することにより読書状況が推定できることは確認できた.映像を用いる読書状況推定は,周囲の環境に依存せず,多人数の生徒が同時に「よもーヨ」を利用している通常の教室環境においても有効に利用者の読書状況の推定が可能となる.小学校において,ほぼ全生徒を対象とする「よもーヨ」利用読書実験を実施した.その結果,「よもーヨ」で計測される利用者のシステム操作記録から読書困難生徒の検出,読書困難要因の推定などが行えることを確認し,研究会および国際会議において発表した.また,教師が行う読書能力評価とシステム操作記録を比較すると,教師の読書能力評価の低い生徒においては,読書能力評価の低い生徒では,読書速度が低下する.一方,読書能力評価が通常以上の生徒に追いては,読書能力評価と読書速度には関係が見られない.このことから,教員は,読書速度とは異なる要因で読書能力評価が通常以上の生徒を評価していることが明らかとなる.現在,「流暢さ」がその要因であろうと予測し,前期の詳細な読書状況計測を実現し,実験を行おうとしている.今後,実際に公立小学校などで利用可能となるように機種依存から脱却し,Python+Pyglet+OpenCVなどの機種独立環境で「よもーヨ」を再構成した.また,25年度実利用実験から要望の大きかった振り仮名機能を追加した.これにより,Windows環境,iOS環境,linax環境,Andoriod環境など現在広く利用されているすべての計算機環境において動作可能な状態で「よもーヨ」が実現された.大人数利用実験結果を詳細に解析し,集団の特性,特に教師の評価と「よもーヨ」で把握可能な読書行動間にどのような関係があるかについて解析し,教師の読書能力評価と「よもーヨ」で得られる読書行動間の関係を明らかにした.結果として,読み速度と教師の読み能力評価は逆相関にあり,教師評価の良い生徒は,ゆっくりと文章を読む.また,読み速度の変動を見ると低学年(2,3年)では顕著な特徴は見られないが,高学年(4,5年)では,教師評価の高い生徒は安定して読んでいる.各種の教育方式実践が行われているオランダにおいて,調査を実施し,ICT機器が「その機能が大きくなくとも普段の授業の中で様々な形で利用されている.」ことにより,いつでも手軽に簡単に利用されている実態を確認した.これにより,「よもーヨ」の改善方針の中で,いつでもどこでもだれでもうまく使える方向の重要性を確認した.「よもーヨ」使用記録,音声記録および映像記録を解析し,「よもーヨ」利用者の読書行動を把握するための基礎機能を実現した.実現した機能は,利用者が実際にいつ発声しているのかを認識する.この機能により,より詳細に読書行動把握が可能となり,「よもーヨ」利用者への自動的な援助を行うための基礎となる利用者の状況把握が実現可能となる.26年度に各種の教育方式実践が行われているオランダにおいて,調査を実施し,ICT機器が「その機能が大きくなくとも普段の授業の中で様々な形で利用されている.」ことにより,いつでも手軽に簡単に利用されている実態を確認した.これにより,「よもーヨ」の改善方針の中で,いつでもどこでもだれでもうまく使える方向の重要性を確認した.「よもーヨ」利用者の読書行動を認識することの重要性・必要性を確認し,「よもーヨ」使用記録,音声記録および映像記録を解析し,「よもーヨ」利用者の読書行動を把握するための基礎機能を実現した.実現した機能は,利用者が実際にいつ発声しているのかを認識する.この機能により,より詳細に読書行動把握が可能となり,「よもーヨ」利用者への自動的な援助を行うための基礎となる利用者の状況把握が実現可能となった.これらの結果を,国際会議において発表するとともに,論文として公開した.音読時の発声認識と顔画像認識による読書行動把握において相互に補完して計測情報を解釈することにより,一般教室における多人数同時使用時にも頑健に動作する読書行動把握・認識方式の基礎を検討,一部実現し,国際会議においてその成果を発表した.読書障害は,学習全体に大きな影響を与える.読書困難を示す児童は多様であり,個々に適切な援助を行う必要がある.

本研究では,読書困難児を援助するために,日本語文提示システム「よもーヨ」を利用して,読書困難の状況,要因を明らかにする方策を提案実現した.「よもーヨ」の利用記録から読書困難要因の推定,および読書形態の分類方策を提案実現した.さらに,不器用さが読書困難などを含む学習困難の要因として注目されるなか,運動調節機能の計測評価方式を提案実現し,運動調節機能の発達状況を明らかとした.iPadなどの特定の機器への「よもーヨ」の移植は,行わなかったが,「よもーヨ」をPython+Pyglet+OpenCVなどの機種独立環境で再構成したことにより,現在利用されそうな各種計算機環境のすべてに基本的に対応可能となった.「よもーヨ」の利用者の行動把握が可能となり,利用者の状態を推定する基礎を実現することができた.通常学級では,生徒を個人指導することは基本的に不可能であり,ICT機器を導入する場合においても如何に全生徒がうまく使いこなせていくかが学級運営上の大問題となる.利用者の状態を推定することが可能となれば,ICT機器自体で利用者に対する適切な援助方法を選択して,利用者に対する援助を実現できる範囲が大きく拡大する.これにより教師はICT機器自体で援助不能なごく少数(我々の見積もりでは3名程度)の面倒を個別に見ることが可能となり,学級全体の運営上ICT機器を利用することが容易になる.この方針に基づく,教育現場におけるICT機器導入方策が明確になったことが最も重要な事項である.この方策は,各種発表の前書き部分に述べるに留まっているが,研究全体の中の基本方針として最も重要である.「よもーヨ」は,日本語提示システムの情報を公開.きらきら星プロジェクトは,両手協調動作による運動調節機能計測・評価に関する情報を公開している.情報工学「よもーヨ」において利用者の状態を推定・認識するための基礎となる機能の実現は完了したので,実利用環境において多数利用実験を実施し,利用者の読書行動と利用者状態の関係を明らかとして,利用者状態の推定・認識を実現することを主目的とする.前記目的が達成されれば,「よもーヨ」の各種状態を制御することは極めて容易であり,利用者への「よもーヨ」自体での援助が実現できる.これにより,通常学級で個別全員が同時利用するICT機器の一つのあるべき姿を実現して学会発表などを通じて世に問う.また,必然的に実現される利用者状態推定・認識方式についても今後の教育現場で利用されるICT機器開発の一つの指針となるので各種発表などを通じで世に公知する.広範な生徒を対象として,「よもーヨ」利用実験を実施することができた.ほぼ1小学校の全生徒(1年を除く)を対象として,初見音読状況を記録し,教師の読書能力評価と比較対照しての読書状況と教師の読書能力評価の関係を明らかとした.読み速度から読書困難を示す読み位置を自動的に検出することが可能となった.検出した読み困難位置の性質に基づいて,その利用者が示す読み困難要因を推定する手がかりが得られる.また,教師がABCDの4段階に読み能力を評価し,その評価と読み速度の関係から,読み能力が低いCとDについて,読み速度において読み能力の高いBと明確な差があった.また,読み能力の高いAとBの間では,読み速度に関しては差がなく,教師の読み能力評価が読み速度以外の流暢さなどに依存していることが明らかとなった.
３次元輻射流体計算による円盤からのガス噴出現象と活動銀河核の吸収線の起源の研究

本研究課題は、輻射流体シミュレーションを用いて活動銀河核(AGN)アウトフローのダイナミクスを調査し、輻射スペクトルに現れる吸収線の起源を解明することを目的としている。本年度はまず、平成26年度に作成したコード[流体計算コード(Takahashi & Ohsuga 2013)に自作の輻射輸送コードを結合させたもの]を用いて行った輻射駆動型円盤風のシミュレーション結果の詳細な解析を行った。ここで行った計算は降着円盤の回転軸に対して軸対称を仮定した2次元シミュレーションであえる。解析の結果、ラインフォース(金属元素が降着円盤から放射されたUV光を束縛-束縛遷移吸収するときに受ける力、以下LF)によって円盤表面から密度が高く、光速の約10%の速度を持つ円盤風が噴出することがわかった。また、円盤風の速度、電離状態、柱密度はUltra Fast Outflow(UFO)と呼ばれる高速アウトフローを示唆する吸収線の観測的特徴と矛盾しないことがわかった。さらに、X線観測グループとの共同研究によりここで得られた円盤風の密度及び速度分布を元に輻射輸送を計算し、理論的にスペクトルを計算した。その結果、UFOに対応するような大きく青方偏移した高階電離状態の鉄の吸収線が現れた。これはLF駆動型の円盤風がUFOを再現する有力なモデルあることを示す重要な結果である。本年度後半には上記計算コードを空間3次元に拡張し、円盤風の3次元構造を調査した。その結果、非軸対称で複雑な密度構造が現れることがわかった。今後このような構造を観測した場合にどのような吸収線の時間変動を引き起こすのか調べる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は輻射流体シミュレーションを用いて活動銀河核(AGN)におけるアウトフローの加速メカニズム及び構造を調査し吸収線の起源を解明することである。近年一部のAGNの輻射スペクトルに金属元素による青方偏移した吸収線が発見され、アウトフローの存在が示唆された。中でもUltra-fast outflow (UFO)は質量放出率、エネルギー放出率が大きいため、AGN中心の巨大ブラックホールの成長過程や母銀河の星形成に影響を与える可能性があり、非常に注目されている。しかしながらアウトフローの正体は未解明である。現在有力なモデルがラインフォース駆動型円盤風モデルである。これはブラックホールをとりまくガス円盤表面の金属元素がUV光を束縛・束縛遷移吸収するときに受ける力(ラインフォース)で噴出する円盤風であり、アウトフローの電離状態と加速を同時に説明できる。本研究はこのモデルに着目している。今年度は自作の輻射輸送コード(Nomura et al. 2013)を流体計算コード(Takahashi & Ohsuga 2013)にこ組み込み、2次元輻射流体シミュレーションを実行し円盤風の噴出メカニズムと構造を調査した。そして、シミュレーション結果から得られた電離度、柱密度、速度をUFOのX線観測と比較した。その結果、ラインフォースによって円盤風が噴出し、その円盤風は極角70度付近から観測した場合に、UFOの特徴を再現することがわかった。ラインフォース駆動型円盤風モデルはこれまでの先攻研究ではUFOに適用されておらず、この結果は本研究によって得られた重要な知見である。加えて、広いパラメータ領域でシミュレーションを実行することで初めて、UFOの検出の有無は観測角度のみならず、円盤光度およびブラックホール質量に依存することがわかった。当初平成25年度内に行う計画であった3次元輻射流体シミュレーションは現時点ではテスト計算段階である。

しかしながらその前段階である2次元計算において広いパラメータ領域での計算を行いUFOの観測との比較を行うことで、アウトフローの起源の解明という大きな目標にせまる重要な知見が得られた。研究の大きな流れとしては順調に進んでおり、今後の研究の準備がかなり進んだ段階にあるため、達成度を2とした。今後は研究実績で述べたシミュレーションを3次元に拡張し円盤風の非軸対称性、分裂を含むより現実的な構造を調査する。計算コードのベ一スとなる流体計算コードはもとから3次元を想定して開発されており、3次元への発展は容易である。既にテスト計算も行っている。また2次元輻射流体シミュレーションの結果を元に幅射スペクトルを理論的に計算し、観測結果との直接比較を行う。この計画に関しても、国立天文台の吉田鉄生氏を中心に共同研究者と共にCloudy(光電離プラズマ解析の公開コード)を用いたテスト計算を行うなど、準備を進めている。
X線・ガンマ線観測による活動銀河核の放射機構の解明

TeVガンマ線を出しているブレーザー天体Mrk421の多波長同時観測を1998年4月に行った。同時観測初期に、BeppoSAXおよびWhipple望遠鏡によりフレアが観測され、その3日後にASCA衛星の観測が始まった。約1日のタイムスケールのX線フレアが次々に観測され、TeVガンマ線の変動と相関していることが分かった。また、X線変動のライトカーブのラグを計算したところ、ソフトおよびハードの両方が見つかった。もし、天体の放射機構に依るものならば、加速と冷却のタイムスケールが同じであることを見つけた(高橋共著)TeVガンマ線を出しているもう一つのブレーザー天体PKS2155-304を1994年にASCAで2日間観測し、フレアが観測された。フレア中は、硬X線の変動が軟X線に先行する「時計回りループ」現象が見られた。様々なエネルギーバンドの時間変動を調べ、磁場の大きさが0.1Gであることを見つけた。さらに、エネルギーが高くなるほど、フレアの振幅が大きくなること、フレアの継続時間は、エネルギーに依存しないことを見つけた。また、時間発展SSCモデルを用いて、スペクトルをフィットし、磁場が0.1ないし0.2G、放射領域の大きさが0.01pc、ビーミング因子20ないし30のモデルで記述できることを示した(片岡共著)。BL Lac天体BL Lacertaeが1997年にアウトバーストを起こしたときに、EGRETおよびRXTEと同時にASCAでX線観測した。観測されたX線強度は歴史的に高く、軟X線領域で見られた、2つの変動ピークが、硬X線領域には見られなかった。これは、シンクロトロン放射の高エネルギー端と逆コンプトン散乱による放射の両方が見えており、軟X線領域の短い変動のタイムスケールが、放射領域の大きさを反映していることを見つけた(谷畑共著)。遠方のクエーサーRXJ1028.6-0844(z=4.3)をASCAでX線観測し、他のクエーサーに比べてX線吸収量が多いこと、さらに、X線で極めて明るく、強度が2×10^<47>ergs/sであることを見つけた(Yuan共著)。1.ガンマ線強度の大きい活動銀河核3C279を紫外線領域、X線領域およびガンマ線領域で観測し、X線強度とガンマ線強度が紫外線強度と相関していることが分かった。この結果は、紫外線の放射過程はシンクロトロン放射、X線とガンマ線は、シンクロトロン放射している電子による逆コンプトン過程で放射されているとするモデルとよく一致しており、活動銀河核の放射、特に中心核から高速で吹き出しているジェット流の放射機構に対して強い制限を与えた。以上の結果は、Pian他との共著論文(1999)で発表した。2.ガンマ線強度が大きく、変動の激しい活動銀河核の多波長観測の結果から、その放射機構について考察し、0.1-1ガウスの磁場中に存在する高エネルギー電子からの放射であることを解明した。また、ガンマ線の放射過程は、逆コンプトン散乱だと考えられているが、電子と衝突する光子の起源は謎であった。多波長観測の結果から、ガンマ線放射がTeV領域まで伸びている活動銀河核の場合はシンクロトロン光子、TeV領域まで伸びていない活動銀河核の場合は、シンクロトロン光子に加えて、ジェット流外部からの光子も、ガンマ線放射に寄与していることが分かった。以上の結果は、Takahashi他との共著論文(1999)で発表した。3.赤方偏移が2以上の遠方で、電波強度の弱い活動銀河核を5天体、X線領域で観測し、エネルギースペクトルの傾きが、電波強度の弱く近傍の活動銀河核の傾きよりも小さく、遠方の電波強度の強い活動銀河核と同じであることが分かり、活動銀河核の形成を解明する上で貴重な結果となった。この結果は、Vignali他との共著論文(1999)で発表した。

観測されたX線強度は歴史的に高く、軟X線領域で見られた、2つの変動ピークが、硬X線領域には見られなかった。これは、シンクロトロン放射の高エネルギー端と逆コンプトン散乱による放射の両方が見えており、軟X線領域の短い変動のタイムスケールが、放射領域の大きさを反映していることを見つけた(谷畑共著)。遠方のクエーサーRXJ1028.6-0844(z=4.3)をASCAでX線観測し、他のクエーサーに比べてX線吸収量が多いこと、さらに、X線で極めて明るく、強度が2×10^<47>ergs/sであることを見つけた(Yuan共著)。