hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分子複合膜イオン素子におけるイオン輸送ベクトルの光制御

本研究ではまず始めに高分子複合膜イオン素子におけるイオン輸送ベクトルの光制御の基礎となる正荷電層と負荷電層を張り合わせた構造を有するバイポーライオン素子における多価イオンの輸送と膜荷電構造との関係を検討した。その結果、Ca^<2+>イオンなどの多価カチオンは負荷電層におけるイオンコンダクタンスが高くなるため、その層における濃度降下が最大となり、この層の荷電密度、層厚がイオン素子全体のイオン輸送に大きく影響を与えることが計算機実験において判明した。この結果をポリビニルアルコールを基にして作製したバイポーライオン素子におけるCaCl_2の透過実験から確認した。次にこの結果に基づいて、電解質を駆動力にしたK^+イオンとCa^<2+>の輸送ベクトルと膜構造との関係について検討した。その結果、K^+イオンと、Ca^<2+>イオンがその濃度勾配に逆らって輸送される、いわゆる逆輸送の方向は、駆動力電解質のカチオンとアニオンの移動度比及び、その濃度勾配に対する膜荷電構造の配置により依存することが判明した。つまり正荷電層が高濃度となる系においては駆動力電解質のカチオンに対するアニオンの移動度比が1以下のとき、移動度が減少するとイオン輸送ベクトルは逆転した。また負荷電層が高濃度となる系では、この移動度比が1より大きい場合、イオン輸送ベクトルの逆転現象がみられた。またこれらの現象は負荷電層の荷電密度及び膜厚に大きく依存した。これらの結果より多価イオンを含む多成分イオン系においては、多価イオンと反対符号を有する荷電基の荷電密度が光照射により変化する光応答性膜と、この光応答性膜とは反対符号の荷電を有する荷電膜層により複合荷電膜イオン素子を作製すれば、より顕著なイオン輸送ベクトルの制御が可能であることが判明した。
人工衛星の軌道の揺らぎから紐解く地球の質量分布の時空間的な変動

本研究は、衛星レーザ測距(SLR)から推定される地球の時間変動をもとに、地球上の陸・海・氷床との間で取引される水の移動量(質量収支)の時間変化を定量推定し、その原因となった地球物理現象の解明に迫るものである。本年度は、まず、研究分担者が代表となって開発を進めている宇宙測地データ統合解析ソフトウェアを用いて、SLRデータから次数6までの地球重力場の変動解を推定した。そして、正則化最小二乗法によって、世界の9つの陸域(南極、グリーンランド、アジアなど)と,3つの海域(太平洋・インド洋・大西洋)の質量収支の時間推移を定量推定した。なお、ここで推定する質量物質は、陸水、陸氷及び海水である。その結果,1994-2015年の期間において,南極では約150Gt/yrの質量減,グリーンランドでは約200Gt/yrの質量減,アジアでは約100Gt/yrの質量減,その他の大陸では総量で約100Gt/yrの質量減,太平洋では質量変化はほぼ均衡しており,インド洋では約50Gt/yrの質量増,大西洋では約500Gt/yrの質量増が推定された.陸域については、他の測地観測とも整合した傾向が得られたが、海域については、特に大西洋で異なる特徴が得られた。SLRデータから推定された重力解は、1994-2000年の期間で極めて誤差が大きく、この影響が海域の質量収支の推定に不確定性もたらしている可能性がある。今後、SLR解析戦略の更なる高度化に取り組む必要がある。地球の重力場以外の力学モデルの誤差は、地球重力場解の誤差要因となる。本年度はそのうち地球輻射圧による加速度計算を高精度化した。具体的には、MERRA-2全球時系列気象データから雲量やアルベドのデータを抽出して、時々刻々変化する地球表面での反射光量および赤外再輻射の量を計算し、そこから測地衛星へ作用する加速度を求める。その評価は今後取り組む。SLR重力解から全球質量収支を推定する逆解析手法については、計算プログラム等の開発は完了し、陸域の質量収支に関しては概ね良好な結果を得ている。その初期成果は、昨年度開催された国際会議(AOGS2018)にて、発表を行っている。今後は特に、SLRデータの解析手法の高度化に取り組み、全球質量収支の高精度な推定に臨む。SLRデータの解析手法については、(1)大気質量を補正するためのモデルの改良(AOD1B05モデル⇒AOD1B06モデル)、(2)衛星の軌道決定を行うために必要な国際測地基準座標系の更新(ITRF2008⇒ITRF2014)、(3)衛星の初期軌道を与えるための背景重力場モデルの更新(GOCO05Sモデル⇒GOCO06Sモデル)、(4)衛星に作用する太陽と月の引力(3体問題)で生じる軌道擾乱を補正するために必要な暦の更新(DE421⇒DE430)、(5)海洋潮汐による重力及び地球変形の影響を補正するためのモデルの改良(EOT11aモデル⇒FES2014モデル)、(6)SLR重力解の推定時の各SLR観測局の重量の最適化、(7)地球姿勢パラメータの更新(IERS08⇒IERS14)などに取り組む予定である。加えて、非保存性の接道モデルの試験や軌道生成計算誤差を抑制するアルゴリズムの試験なども並行して実施する。また、現在課題となっている1994-2000年の期間におけるSLR重力解の推定誤差は、SLR衛星の追尾データの欠如も大きな要因と考えられることから、本研究で未使用のままになっているGFZ-1衛星の追尾データなども追加して解析を進める。以上のような再解析によって新たに導出したSLR重力変動解を、昨年度に実施したような逆解析手法によって、全球質量収支を再推定する。また現在、ヨーロッパの研究グループが中心となって、SLR重力変動解の相互比較と統合化に関する国際プロジェクトが進められている。我々も本プロジェクトに参画し、本研究のSLR重力変動解を提供することで、その更なる高精度化に向けた情報を収集するとともに、地球の重力変動の更なる理解への貢献を果たす。

SLRデータから推定された重力解は、1994-2000年の期間で極めて誤差が大きく、この影響が海域の質量収支の推定に不確定性もたらしている可能性がある。今後、SLR解析戦略の更なる高度化に取り組む必要がある。地球の重力場以外の力学モデルの誤差は、地球重力場解の誤差要因となる。本年度はそのうち地球輻射圧による加速度計算を高精度化した。具体的には、MERRA-2全球時系列気象データから雲量やアルベドのデータを抽出して、時々刻々変化する地球表面での反射光量および赤外再輻射の量を計算し、そこから測地衛星へ作用する加速度を求める。その評価は今後取り組む。SLR重力解から全球質量収支を推定する逆解析手法については、計算プログラム等の開発は完了し、陸域の質量収支に関しては概ね良好な結果を得ている。その初期成果は、昨年度開催された国際会議(AOGS2018)にて、発表を行っている。今後は特に、SLRデータの解析手法の高度化に取り組み、全球質量収支の高精度な推定に臨む。SLRデータの解析手法については、(1)大気質量を補正するためのモデルの改良(AOD1B05モデル⇒AOD1B06モデル)、(2)衛星の軌道決定を行うために必要な国際測地基準座標系の更新(ITRF2008⇒ITRF2014)、(3)衛星の初期軌道を与えるための背景重力場モデルの更新(GOCO05Sモデル⇒GOCO06Sモデル)、(4)衛星に作用する太陽と月の引力(3体問題)で生じる軌道擾乱を補正するために必要な暦の更新(DE421⇒DE430)、(5)海洋潮汐による重力及び地球変形の影響を補正するためのモデルの改良(EOT11aモデル⇒FES2014モデル)、(6)SLR重力解の推定時の各SLR観測局の重量の最適化、(7)地球姿勢パラメータの更新(IERS08⇒IERS14)などに取り組む予定である。加えて、非保存性の接道モデルの試験や軌道生成計算誤差を抑制するアルゴリズムの試験なども並行して実施する。また、現在課題となっている1994-2000年の期間におけるSLR重力解の推定誤差は、SLR衛星の追尾データの欠如も大きな要因と考えられることから、本研究で未使用のままになっているGFZ-1衛星の追尾データなども追加して解析を進める。以上のような再解析によって新たに導出したSLR重力変動解を、昨年度に実施したような逆解析手法によって、全球質量収支を再推定する。また現在、ヨーロッパの研究グループが中心となって、SLR重力変動解の相互比較と統合化に関する国際プロジェクトが進められている。我々も本プロジェクトに参画し、本研究のSLR重力変動解を提供することで、その更なる高精度化に向けた情報を収集するとともに、地球の重力変動の更なる理解への貢献を果たす。2018年度は、研究代表者が1年間の海外留学に赴いており、国内及び海外出張や物品購入が計画通りに行えなかったため、次年度に使用することとなった。2019年度は、国内及び海外出張、論文投稿料等に予算を使用する予定である。
非安定K理論とリー群のホモトピー的巾零性

群という代数的な構造と、図形としての構造を併せ持つリー群では、その代数的な構造を幾何的に考察するという興味深い研究課題が成り立つ。例えばユニタリ群のように行列を要素とする集合の群では、一般に積の順番を入れ替えると結果が変わってしまう(代数的性質:非可換性)が、このことは2つの行列AとBに対して、その交換子ABA^<-1>B^<-1>が単位行列にならないことを意味する。しかし個々の行列ではなく、2つの行列から交換子への写像として捉えると、この写像を連続的に変形して常に単位行列になるようにできるかという問題(位相幾何的性質:ホモトピー可換性)になる。本研究では、ユニタリ群等について、このホモトピー可換性をさらに拡張したホモトピー巾零性について研究した。非安定K理論とは空間Xに対してXからユニタリ群U(n)やΩU(n)へのホモトピー類のなす群を対応させる関手である。これはnが大きいときには通常のK理論と一致するが、nに比べ空間の次元が大きいときは非可換性が現れる。この非可換性はユニタリ群のもつホモトピー的な非可換性の現れに他ならない。実際、空間Xの次元が2nのとき非安定K理論はK^1理論の中心拡大になっており非可換な例が生じる。また次元が2n+1のときは一般にK^1理論の部分群に2段階の中心拡大をした群となり、巾零性のクラスが3となる例が存在する。さらに次元が2n+2についても巾零性が4となる例が見つかった。このようにU(n)の高いホモトピー的非可換性が明らかとなった。また、重要な非安定K理論の例としてU(n)の自己ホモトピー群がある。U(n)の準安定ホモトピー群の生成元を明らかにし、それらの間のSamelson積を具体的に調べていくことでnが4以上の場合にはSU(n)の自己ホモトピー群の巾零性のクラスはすべて3以上であることが分かった。さらに非安定K理論の応用として、ゲージ群のホモトピー型の分類がある。M.C.Crabb及びW.A.Sutherlandにより、底空間Bとリー群Gを固定して、B上のすべてのG-主束Pを考えたとき、Pに付随するゲージ群G(P)のホモトピー型は有限種であることが示されているが、これの具体的な例として4次元球面上のSU(n)-束に付随するゲージ群のホモトピー型の分類について非安定K理論が有効に働く。さらに6次元球面上のSU(3)束のゲージ群についても完全な分類に成功した。実際、空間Xの次元が2nのとき非安定K理論はK^1理論の中心拡大になっており非可換(巾零性のクラスが2)な例が生じる。その後、空間Xの次元が2n+1、2n+2と上がるにつれ、Xの非安定K理論で巾零性のクラスが3、4と高い例がみつかった。このようにU(n)の高いホモトピー的非可換性が明らかとなったが、これについて論文をまとめた。また、このような巾零性をさらに詳しく調べるため、U(n)をどのような素数pで局所化したときに、どれくらいの巾零性が残るかについて、20年度にむけて現在研究を進めている。さらにこのような非安定K理論の応用として、ゲージ群のホモトピー型の分類が考えられる。M.C.Crabb及びW.A.Sutherlandにより、底空間Bとリー一群Gを固定したとき、B上のすべてのG-主束Pを考えると、Pに付随するゲージ群G(P)のホモトピー型は有限種であることが示されているが、これの具体的な例として4次元球面上のSU(n)-束に付随するゲージ群のホモトピー型の分類について非安定K理論が有効である。この手法をさらに進めて、6次元球面上のSU(3)束のゲージ群についても完全な分類に成功し、これを論文としてまとめた。リー群とは群の構造をもった多様体であるが、トーラスなど特殊なものを除いて、ほとんどが非可換である。非可換とは、交換子写像が自明になること、と言い換えることができる。

これを交換子写像が定値写像にホモトープであるという条件に変えたものが、ホモトピー的可換性であり、交換子写像を入れ子にしたn重交換子写像がホモトピー的に非自明になるのはnがどれくらいまでか、を調べることがホモトピー的巾零性を調べるということになる。さらにホモトピー論には空間の局所化という手法があり、これを用いることで、群の局所化のように、空間の性質を素数p毎に切り分け、局所化して調べることが可能になる。どのような素数で局所化したときに、どのようなホモトピー的巾零性が現れるかは興味深い問題である。ホモトピー的な巾零性を調べる際には、交換子写像を用いて定義されるSamelson積と呼ばれるホモトピー群の間の積が重要となる。従来、古典的なユニタリ群であっても、非安定なホモトピー群のSamelson積はあまり系統だって計算されてこなかった。その理由としては、準安定なホモトピー群の群構造の決定は多くなされてきたが、その計算の中で安定ホモトピーの手法が使われており、具体的な生成元がはっきりしなかりた点が挙げられる。今年度は、ホモトピー巾零性を考察する際に重要となる、素数pで局所化したユニタリ群のSamelson積について、具体的な生成元を確認しながら系統立ててを計算し、その結果をまとめ、発表した。その結果は現在論文としてまとめている途中である。また、その他、Sp(2)や例外型リー群についてもSamelson積の計算を行い、そのホモトピー的巾零性等について調べた。この結果についても、現在論文を投稿中である。
犬バベシア症の血小板減少症における分子病態の解明

バベシア原虫の寄生に起因するバベシア症は、溶血性貧血とともに必ず血小板減少症が起こる。本研究では犬バベシア症の血小板減少症における分子病態の解明を目的に、以下の2つの機序を証明する。一つは抗BgHSP70抗体などの原虫由来蛋白質に対する抗体が宿主である犬の血小板蛋白質と交差反応を示すことによる血小板減少症発症機序、二つ目は原虫が表面あるいは放出蛋白質を介し血小板の活性化を誘発し、結果として血小板の凝集や大量消費を招く可能性である。本研究の遂行により、これまで血小板への直接的関係が不明であったバベシア症の血小板減少症発症機序の解明ならびに血小板感染防御や治療・制圧のための標的分子発見ができる。
中国産天然ガスの炭素同位体比の測定と大陸内部での二酸化炭素放出フラックスの見積り

本研究は中国本土の天然ガス試料の炭素化合物の炭素同位体比を測定し、炭素化合物の起源を調べることと、希ガスの濃度や同位体組成のデータと組み合わせて、大陸下のマントルの化学的特徴を明らかにすることが目的である。既に200個以上の試料の炭素同位体比の測定を、二酸化炭素からC5化合物までについて行った。多くの試料ではメタン、プロパン、n-ブタン、n-ペンタンの炭素同位体比の間には、δ^<13>C_1<δ^<13>C_2<δ^<13>C_3<δ^<13>C_4<δ^<13>C_5の関係があった。これは、ケロゲンや石油のような高分子炭化水素の熱分解反応によってこれらの分子が生成される場合に予想される同位体分別効果を反映しており、炭化水素が熱分解起源であることが明らかになった。二酸化炭素の同位体比は大きく変動しているが、二酸化炭素の濃度が20%以上である試料のδ^<13>Cは-2-8‰だった。この値はマントル起源の二酸化炭素の同位体比とほぼ一致する。こうしたマントル起源の二酸化炭素は東部の鄰廬断裂帯周囲のガス井から得られた。マントル起源の二酸化炭素を含む試料については全希ガス測定を行い、マントル起源の同位体的特徴を持つ、ネオン、アルゴン、キセノンを確認した。このデータは大陸下マントルの化学的特徴を考えるうえで重要である。化学組成の点では大陸下のマントルは海洋下のマントルに比べヘリウム濃度が低い可能性を示すデータが得られた。二酸化炭素/ヘリウム比から二酸化炭素のフラックスを推定するために、この結果は現在検討中である。
NPOによる戦略的情報発信に関する研究

本研究の目的は、「情報の発信者」としてのNPO(非営利組織)の社会的役割を実証的に探究することである。今日、社会問題の解決を担う主体として注目を集めているNPOは、1市民からの支持獲得、2社会問題の解決に向けた過程への参加機会の提供、3情報公開への対応およびアカウンタビリティの達成という3点から、戦略的に情報を発信することが求められている。本研究は、NPOが情報発信に際して利用する「媒体」と発信する「内容」に注目しながら、その戦略性を把握・分析するものである。本年度は、主に以下6つの活動を行った。1最新研究をレビューし、学術的な整理を行った。また、実務家が集まる「ファンドレイジング日本2018」に参加し、NPOによる情報発信の最新状況を把握した。2緊急支援NPOと連携し、Facebookでの情報発信とオンライン寄付との関係を、寄付者が反応した情報の媒体と内容に着目して分析した。国際学会・国内学会にて発表し、投稿論文の準備を進めた。また、実務的にも学術的にも意義のある共同研究を進めるためのポイントを分析し、国際学会で発表した後、投稿論文(査読有)として発表した。3NPOのオンライン広告に対する人々の反応を自由記述で収集し、計量テキスト分析から、着目される広告の要素を抽出した。国内学会にて優秀発表賞を受賞し、学術ジャーナルに投稿した。4NPOの資金調達活動に関するデータを用いて、情報発信の媒体選択と内容の戦略性に作用する要因を分析し、国際学会で発表したほか、学術ジャーナルに投稿した。5NPO経営者へのインタビューから、NPOが「誰」に対し、どのような方法や情報発信でアカウンタビリティを果たそうとしているのかを分析し、学術ジャーナルに投稿した。6東日本大震災からの復興に従事するNPOに着目し、ソーシャルメディアでの情報発信と年間寄付額との関係を分析し、書籍の章として刊行した。本研究は、「情報の発信者」としてNPO(非営利組織)を捉え、その社会的役割の実証的な探究を目的としている。本研究は、NPOがその際に利用する「媒体」と発信する「内容」に注目しながら、その戦略性を把握、分析するものである。本年度は、以下5つの活動を行った。1関連する学問分野における最新の文献・論文のレビューを行った。また、日本全国からNPOの実務家が集まる「ファンドレイジング日本2017」に参加し、情報収集を行った。2東日本大震災からの復興に従事するNPOが利用した情報発信の「媒体」を調査し、独自のデータベースを構築した。中でも、その特性からソーシャル・メディアの利用に着目し、FacebookとTwitterを通じた情報の発信頻度や内容の分析を行い、結果として多くの寄付を集めている団体による情報発信の特徴を明らかにした。3「非営利セクターの資金調達に関する調査プロジェクト」の一環として、アンケート調査を実施し、日本で活動する1,433団体が情報発信のために利用している「媒体」に関するデータを得た。4「NPOのアカウンタビリティに関する国際比較調査」の一環として、NPO実務家にインタビューを行い、誰に対し、どのような説明責任を果たす必要があると考えているのかを調査した。その中で、情報発信の位置づけに着目した分析を行った。5臓器移植意思表示を推進するNPOのアクションリサーチに参加し、人々の行動を変容させる情報発信の在り方を探求した。先行研究から具体的な介入のメッセージや媒体をデザインし、その結果として見られた意思表示行動の変容を分析した。本年度は、日本で活動するNPOが情報発信に利用する「媒体」の傾向を明らかにすることを目的とし、データベースの構築を計画していた。結果、上記活動2において、震災復興に従事するNPOを対象とした独自のデータベースを構築できたほか、活動3では、複数の法人格・活動分野を網羅した1,000以上の団体による「媒体」利用に関するデータを得、その傾向を分析することができた。さらに活動4では、「媒体」選択に際する戦略性についても、分析を深めることができた。次年度以降着手予定としていた、情報発信の「内容」分析にも、本年度から踏み込むことができた。活動2では、震災復興に従事するNPOが発信した情報の内容を分析したほか、活動5では、NPOが発信する情報発信をデザインする過程に関わり、情報の「受け手」の反応を分析することができた。今日、社会問題の解決を担う主体として注目を集めているNPOは、1市民からの支持獲得、2社会問題の解決に向けた過程への参加機会の提供、3情報公開への対応およびアカウンタビリティの達成という3点から、戦略的な情報発信を求められている。本年度は、以下7つの活動を行った。1日本のNPO研究をレビューした雑誌論文を発表し、その中で本研究の成果に言及した。2東日本大震災からの復興に従事するNPOの情報発信に関するデータベース(昨年度構築)をもとに、対象団体がソーシャルメディアを通じて発信した情報の内容を分析し、年間寄付額との関係を分析した。国内学会で1回、国際学会で2回発表を行ったほか、書籍の章が2018年5月に刊行予定である。

3緊急支援NGOと連携し、Facebookでの情報発信とオンライン寄付との関係を分析し、国際学会で発表した。4国際協力NGOのインターネットバナーに対する大学生の反応に関するデータを収集・分析した。5日本のNPOによる資金調達活動に関するデータ(昨年度収集)を用いて、情報発信の媒体選択と内容の戦略性を分析した。国内学会で1回、国際学会で2回発表した。6NPO経営者へのインタビューデータをもとに(昨年度実施)、NPOが「誰」に対し、どのような説明責任を、どのような方法で果たす必要があると考えているのかを分析し、国内学会で発表した。活動7臓器移植意思表示を推進する市民団体のアクションリサーチに参加し、イベントでの情報発信による行動変容結果を分析し、国際学会で発表した。「媒体」という観点からNPOによる情報発信を分析した昨年度の研究成果を踏まえ、本年度は発信される情報の「内容」に着目した分析を進めた。活動2では、震災復興に従事するNPOが、ソーシャルメディアを通じて発信した情報の「内容」の具体的な分析を行い、双方向のコミュニケーションを目指した発信が多い団体の方が、結果として集めている寄付が多いことを明らかにした。また震災後に設立された新しいNPOにとって、ソーシャルメディアがもたらす影響についても分析を進めており、2018年6月に国際学会での発表が決定している。さらに、ソーシャルメディア利用とNPOの財政構造との関係を分析した論文を、2018年7月に国際学会にて発表予定である。活動3では、一つのNPOによる情報発信を深く掘り下げるケース・スタディを行った。緊急支援NGOのスタッフと協働し、情報発信の内容やタイミング、頻度を分析し、オンライン寄付との関係を分析した。活動4では、あるNPOが実際に使用したことのある、内容や見せ方の異なるインターネットバナーに対する大学生の反応を自由記述で収集し、計量テキスト分析を用いて、人間が広告のどういった点に着目しているのかを明らかにした。2018年6月に国内学会での発表が決定している。活動5では、情報公開に関する法的要件が、日本で活動するNPOによる情報発信に及ぼす影響の分析に着手した。2018年7月に、国際学会での発表が決定している。活動6では、昨年度の学会発表論文を、雑誌論文として投稿予定である。活動7でも、同様に学会発表論文を投稿論文とする準備を進めているほか、臓器移植意思表示について、内容や見せ方の異なる紙媒体のリーフレット8種類を分析し、一般市民が寄せる反応との関係性の分析に着手している。本研究の目的は、「情報の発信者」としてのNPO(非営利組織)の社会的役割を実証的に探究することである。今日、社会問題の解決を担う主体として注目を集めているNPOは、1市民からの支持獲得、2社会問題の解決に向けた過程への参加機会の提供、3情報公開への対応およびアカウンタビリティの達成という3点から、戦略的に情報を発信することが求められている。本研究は、NPOが情報発信に際して利用する「媒体」と発信する「内容」に注目しながら、その戦略性を把握・分析するものである。
心拍動下胸腔鏡を用いた心房細動の外科治療

現在、不整脈に対する外科治療が広く行われているが、とりわけ近年心房細動に対する外科治療(MAZE)手術が注目され世界的に普及してきた。これは、心房を迷路状に切断し、心房の電気的興奮伝播と心房収縮を温存しながら心房細動を消失させる術式であるが、切開縫合線の複雑さ、大動脈遮断時間の延長、出血時の止血の困難さなど、問題点も多い。レーザーも臨床応用が試みられているが、設備が大がかりで高価であり、凝固深達度も調節できず、心房アブレーションには不適である。そこで我々は、凍結凝固器に注目した。凍結凝固器はすでに不整脈外科において多用されているが、MAZE手術においては弁輪部の凝固に用いられている。我々が最近行った実験において心拍動下であってもある条件下において凍結凝固器MAZE手術により心房除細動が可能なことを確認した。本法は人工心肺を用いないために、手術手技が確立されれば開胸操作を必要とせず、将来胸腔鏡を用いて施行可能になる可能性が高い。本法が実現すると、弁疾患を伴わない孤立性あるいは発作性心房細動患者に対しての手術適応が広がり、心房細動が原因となる頻脈や血栓症を持つ多くの患者がその症状改善、生活の質の向上を得ることができるようになることが期待される。心拍動下凍結凝固を用いた心房細動手術は、人工心肺を用いて臨床例で7例経験した。本法による臨床例は世界でも未報告である。2003年にAnnals of Thoracic Surgeryに掲載された。赤外線を用いた胸腔鏡下肺静脈隔離術は豚を用いた実験でその有効性が確立された。臨床においては1例2004年に右心耳アブレーションが行われたが、炭化を生じてブロック作成が出来なかった。照射時間のみならずエネルギーをコントロールする必要があるため改良型凝固器を設計し、完成した。あとは臨床応用を待つばかりである。凍結凝固器はフック型の物を作成し、犬で背静脈アブレーションに成功し、Annals of thoracic Surgeryに掲載された。さらに肺静脈を挟み込むピンチプローブを作成し、豚で成功した。以上は2005、日本心臓ペーシング電気生理学会総会シンポジウム(宝塚)で発表された。他施設ではRadiofrequencyあるいはMicrowaveを用いた不整脈手術の研究、臨床が多く行われるようになってきたが、穿孔などの問題点も多く、本研究が心房アブレーションの新法として、またMAZE手術の新法として今後注目されていくことと思われる。今年度は、赤外線凝固による心房アブレーションの効果と、凍結凝固による心房アブレーションの効果を、犬を使った実験で確認した。凍結凝固に関しては、臨床応用を5例に適応し、現在良好な結果を得ている。

赤外線凝固により、犬においては心房のアブレーションが心拍動下で可能であり、電気的ブロック作成も心拍動下において全ての場所;左心耳、右心耳、左心房自由壁、肺静脈において可能であることが確認された。しかし、凝固組織が萎縮するのが欠点であり、特に肺静脈においては狭窄あるいは閉塞をきたす可能性があるために臨床応用はこの部位を避けるべきであると考えている。また、左心房後壁のアブレーション時にも、海外において高周波アブレーション時に食道穿孔をきたし縦隔炎を起したとの報告があり、同じ熱凝固を本質とする本法では、臨床応用に際して注意が必要である。凍結凝固においては、新たに開発したフック型プローブを用いて実験した結果、肺静脈電位は消失し電気的隔離に成功した。しかし、心房自由壁にたいしては心拍動下では無効なことも判明し、何らかの工夫が必要であると考えられる。臨床においては人工心肺下に左心房自由壁を心房切開なしに心外膜側から凝固し、電気生理学的に隔離されたことを証明した。本法により、術後数ケ月から1年あまり経った現在。5例中4例が心房細動から洞調律に、1例が粗動になっている。胸腔鏡を用いて低侵襲的に心房細動を根治するための実験を重ねている。具体的には、胸腔鏡下で心外膜アプローチ法により赤外線凝固および凍結凝固プローブを用いてMAZE手術あるいは肺静脈周囲を隔離することを予定しているが、今後の検討によっては他の心房領域においても隔離術を行うことも想定している。この低侵襲的な心房細動根治療法の実現に向けてこれまで実験及び臨床的検討を重ねてきた。赤外線凝固に関しては、胸腔鏡に用いられるように斜めからの照射が行えるような曲がりのロッドと斜めにカットされた先端チップを作成し次年度は動物実験を行う予定でいる。凍結凝固に関しては胸腔鏡用凝固プローブ第2世代が完成し、第3世代の改良型を現在作成中である。これも豚を用いた動物実験を行う予定でいる。臨床例においては開胸下ではあるが凍結凝固を用いた心外膜アプローチによる心房細動治療(左房切開をおかないために大動脈遮断時間を延長しないのが特徴)を既に6症例で行った。これらの症例においては、術後の電気生理学的検査で貫壁性の伝導途絶が得られており、1例心房粗動となったものの全例心房細動発作から解放されている。次年度は先述した如く豚での胸腔鏡下で赤外線および凍結凝固を併用したMAZE手術または肺静脈隔離術および臨床における赤外線凝固器使用を実行する予定でいる。臨床においては、比較的安全で、肉眼的にもその効果が直接確認できる右心房から行い、その効果を電気生理学的に確認して行きたいと考えている。従来の研究実績を元に、今年度は赤外線凝固器および凍結凝固器の改良と臨床例の追加を主な目的として発展させることができた。以下にその成果をまとめる。凝固器の改良赤外線凝固器従来の実験から、ほぼ臨床応用可能な状態に仕上がった。残る問題点として、プローブ本体が、長時間の凝固により高熱を帯びてしまい、不必要な組織まで凝固してしまうところにあった。今年度はこの冷却装置を開発することに成功した。これは、特に高熱を帯びるプローブ先端を中空金属製のキャップで覆い、その中に水を循環させる水冷式冷却器である。この完成により、プローブの熱が周囲に及びやすい心横隔洞部の凝固においても安全性の高い凝固が可能になることとなった。冷凍凝固器第2世代の胸腔鏡用冷凍凝固器を開発した。
深海における生態系食物網の生元素安定同位体を用いた解析

相模湾深海域の水深の異なる二地点(710m・1450m)にて採取された底性生物や堆積物などについて、昨年度に引き続き有機炭素・窒素安定同位体比測定と、補足試料の採取・分析が行われた。微小生物群のうち底生有孔虫は各サンプリング地点の各種類ごとに数十数百個体が選別・収集され、種類ごとの安定同位体比測定が行われ、この結果有孔虫の種類ごとの窒素同位体比分布が、世界で始めて明らかとなった。得られたC-N安定同位体比ダイアグラムより以下のことが明らかとなった。1)二つの地点の生物窒素循環において、堆積物や沈降粒子に含まれる有機物はまず底生有孔虫群集に利用され、さらにゴカイなどの大型底生生物に利用されていた。2)有孔虫の近縁のグロミアの一種は、デトライタス食と考えられているにもかかわらず、主要な体組織とされる外膜部分の窒素同位体比が10-12‰とゴカイ類とほぼ同じとなり、他の底生有孔虫とは異なる傾向を示した。3)有孔虫群集の各種類とも窒素・炭素同位体比の双方で1-2‰の季節変動が認められた。その傾向は種類ごとにそれぞれ異なるものであった。(変動の原因については現時点では明確となっていない。)深海底の底生性有孔虫の種毎の窒素安定同位体比分布は、個々の底生性有孔虫の生態系内での位置関係の解明のほか、共生細菌を含めた深海底での物質循環系の解析においても有用な知見となることが期待された。また、本研究の推進に不可欠であった超微量窒素安定同位体比分析技術については、本研究に伴って行われた技術開発により、市販型機器より二桁の感度向上が達成された。この結果、有機炭素・窒素安定同位体比測定に必要な試料量は、窒素または炭素量でそれぞれ200ナノグラムおよび300ナノグラムと大幅に縮小された。超微量試料での窒素同位体比測定が可能となったことで、今後の底生有孔虫やグロミア種における共生メカニズム研究へ、大きく寄与することが出来ると考えている。今年度の成果は現在、国際誌での発表にむけて準備中である。2004-2005年に相模湾深海域の水深の異なる二地点(710m・1450m)にて採取された底性生物や堆積物などの約250試料について、有機炭素・窒素安定同位体比が分析された。微小生物群のうち底生有孔虫は各サンプリング地点の各種類ごとに数十数百個体が選別・収集され、種類ごとの安定同位体比測定が行われ、微小生物を含めた深海底生物についての炭素-窒素同位体食物網マップが作成された。得られた結果は以下の通りである。1)二つの地点の炭素同位体比はいずれも、ゴカイなど中・大型底生生物郡は-20-14‰、有孔虫などの微小生物郡は-20-16‰、堆積物は-21-20‰の値を示した。2)窒素同位体比はそれぞれ中・大型底生生物郡1014‰、微小生物郡612‰、堆積物は4-6‰であった。3)有孔虫群集内では各種類とも窒素・炭素同位体比の双方で1-2‰の季節変動が認められたが、その傾向は種類ごとにそれぞれ異なるものであった。4)有孔虫の近縁のグロミアの一種では、主要な体組織とされる外膜部分の窒素同位体比は10-12‰となりCNマップ上ではゴカイ類とほぼ同じ部分に位置した。現在、これらの結果を解析中であり、18年度には残りの試料の分析や、必要な補足試料の採取・分析を通じ、本年度得られた結果の解析とまとめを行う予定となっている。なお、これまで有孔虫の種類別の窒素安定同位体比の測定例はないことから、本件旧で得られた深海底の底生性有孔虫の種毎の窒素安定同位体比分布は、個々の底生性有孔虫の生態系内での位置関係の解明、共生細菌を含めた深海底での物質循環系の解析、などについての有用な知見となることが期待される。

その傾向は種類ごとにそれぞれ異なるものであった。(変動の原因については現時点では明確となっていない。)深海底の底生性有孔虫の種毎の窒素安定同位体比分布は、個々の底生性有孔虫の生態系内での位置関係の解明のほか、共生細菌を含めた深海底での物質循環系の解析においても有用な知見となることが期待された。また、本研究の推進に不可欠であった超微量窒素安定同位体比分析技術については、本研究に伴って行われた技術開発により、市販型機器より二桁の感度向上が達成された。この結果、有機炭素・窒素安定同位体比測定に必要な試料量は、窒素または炭素量でそれぞれ200ナノグラムおよび300ナノグラムと大幅に縮小された。超微量試料での窒素同位体比測定が可能となったことで、今後の底生有孔虫やグロミア種における共生メカニズム研究へ、大きく寄与することが出来ると考えている。今年度の成果は現在、国際誌での発表にむけて準備中である。
トロイダル量子群と量子可積分系の研究

従来の量子可積分系研究はほとんどがアフィン量子群の対称性を基盤とするものであった。本研究はその手法をトロイダル量子群対称性をもった量子可積分系に拡張することを目的とする。具体的には共形場理論における運動の保存量のq変形を対象とし、表現論的な方法に基づいて可換作用素族の構成とそのスペクトルの記述を行う。特に懸案であるODE/IM対応(スペクトルとある種の微分作用素族との間の1対1対応)の解明を目標とする。
Virasoro対称性を持ったKP解について

Brandeis大学のAdler,van Moerbekeと共同でKP方程式系と2次元Toda lattice系の両方についてその解空間へのW_∞algebraの作用を研究し、Orlov等の導入したBaker関数への(中心拡大をしないw_∞の)作用と京都schoolの導入したγ関数への作用との完全な1対1対応を証明した(Adler,van Moerbekeと現在執筆中)。その過程でOrlov,Krichever等と議論し、Baker関数へのW_∞の作用とKricheverのCauchy核の関連、Krichever理論の視点からその幾何的な意味などを検討した。又2次元Toda lattice系の理論でAdlerとvan Moerbekeが1980年の論文で導入した無限行列の対からなる代数の部分代数の直和への分解がKP系の理論での擬微分作用素環の微分作用素環と負の位数の擬微分作用素の環への分解と完全に同等な役割を演じることを発見し、2次元Toda lattice系の構造の理解を深め、特に本研究では2次元Toda lattice系の場合の証明を大幅に簡略化することを可能にした。本研究の本来の目的であったVirasoro対称性を持つKP解(あるいは一般にW_∞のある元の作用の固定点)の研究は、行列模型から構成される(p,1)modelからの摂動解(既知)に関すること以外では解の正則性、多価性など定性的な性質(RIMS91の際の成果の精密化)が得られたのみで構造的理解に至っていないが、そこで用いられた技法はAdlerなどとの共同研究でW_∞の作用の単射性の証明に応用された。
農業の組織経営体における組織経営能力と経営成果の関係性の解明に関する研究

本研究では「農業の組織経営体における経営者と従業員の能力の相互作用から発揮される組織経営能力の解明とそれら能力と経営成果との関係性の解明」を目的に,初年度においては,現在,法人および法人化予定である組織経営体における経営者および経営継承予定である後継者固有の経営者能力とそれら能力の獲得方法の把握を実施した。今年度の成果から,これら農業の組織経営体における経営者の特徴的な経営者能力については,就農前後における多様な技術獲得プロセスに起因する経営者能力の多様性が確認出来た。具体的には,前職経験を有する後継者の場合,就農後に自家経営の即戦力として経営参画するため,先代の作業を現場で確認しながら農業技術を獲得するとともに,前職経験で獲得した技術を活用すること経営を展開していることがわかった。また,技術獲得の場の特徴として,就農前は前職の職場を,就農後は自家経営内を中心とし,前職経験を活用することで他産業者らとの交流による技術獲得を実施していることがわかった。一方の,前職経験が無い後継者においては,就農前から既に戦力として自家経営のサポートを実施しているため,実際の就農前に生産・管理技術などの農業技術を獲得することが可能であった。就農後は,他の地域内の農業者らとの交流・研修や農協,自治体が主催する研修制度を活用することで,次期経営者として不可欠な能力である「経営管理・分析」をはじめとした経営技術の獲得を目指していることがわかった。技術獲得の場については,就農前から自家経営内を技術獲得の場とし,農業技術の獲得を実施しているが,就農後は生産者組織を場とした技術獲得を志向しており,地域内の農業者とともに技術獲得を目指していることがわかった。また,学卒後の就農であり,農業経験が長期化しやすいことから,地域内の農業者を牽引するリーダーシップ能力を発揮することで技術の獲得を志す傾向がみられた。当初予定していた調査予定地のひとつであった,新潟県上越市の農業の組織経営体での調査が,調査対象者の経営上の都合によって困難になったため,初年度は北海道内における農業の組織経営体の調査を中心とした。これら北海道内の調査については,次年度以降も継続して実施する予定である。しかしながら,耕地面積の差異や,畑作と稲作といった営農類型の違いによる組織経営能力の特徴を明確にすることにより,より特徴的な組織経営能力が明らかになることが想定されるため,次年度以降,新潟県上越市で大規模稲作経営を展開する農業法人にヒアリング調査を実施する予定である。なお,調査対象者については,現在,訪問日程等の調整中であるとともに,調査・研究内容について同意を得ている。以上のことから,本研究課題の進捗はおおむね順調に進展しているといえる。平成31年度(令和元年度)においては,家族や常雇いの労働力である従業員などの組織構成員における能力の解明と経営者能力に対する補完性および能力育成の方向性の解明を目指し,調査予定地である北海道岩見沢市,北見市,函館市を中心に,当該地域における代表的な農業の組織経営体の経営者と従業員の能力およびそれら能力の獲得方法について明らかにする。また,初年度に調査が困難であった,本州の大規模稲作経営への調査を実施し,営農類型の違いによる組織経営能力とその獲得プロセスについての比較・分析についても同時に実施する。

しかしながら,耕地面積の差異や,畑作と稲作といった営農類型の違いによる組織経営能力の特徴を明確にすることにより,より特徴的な組織経営能力が明らかになることが想定されるため,次年度以降,新潟県上越市で大規模稲作経営を展開する農業法人にヒアリング調査を実施する予定である。なお,調査対象者については,現在,訪問日程等の調整中であるとともに,調査・研究内容について同意を得ている。以上のことから,本研究課題の進捗はおおむね順調に進展しているといえる。平成31年度(令和元年度)においては,家族や常雇いの労働力である従業員などの組織構成員における能力の解明と経営者能力に対する補完性および能力育成の方向性の解明を目指し,調査予定地である北海道岩見沢市,北見市,函館市を中心に,当該地域における代表的な農業の組織経営体の経営者と従業員の能力およびそれら能力の獲得方法について明らかにする。また,初年度に調査が困難であった,本州の大規模稲作経営への調査を実施し,営農類型の違いによる組織経営能力とその獲得プロセスについての比較・分析についても同時に実施する。当初,調査対象者として予定していた,新潟県上越市の農業法人が先方の経営上の都合によって調査困難となったため,道内調査が中心となったことから,次年度使用額が発生した。平成31年度(令和元年度)計画において,同地域の大規模稲作経営への調査を調整中である。
パッチクランプ法によるレセプタ-作働性カルシウム流入とその制御機構の解明

リガンドによる刺激-分泌連関の過程に重要な役割を果たすと考えられるレセプタ-作働性カルシウム(Ca)流入のメカニズムを解明する目的で、ラット腹腔内肥満細胞にパッチクランプ法を行ない、分泌刺激物質によって誘起される電流の性質を解析した。分泌刺激物質のcompound 48/80で刺激すると、細胞外Caに依存する内向き電流が生じ、その活性化が脱分極にはよらず、なんらかのセカンドメッセンジャ-によるものと推定された(Kuno et al.,1989)。肥満細胞浮遊液に蛍光性Ca指示色素fura-2を負荷し、刺激後の細胞内Ca濃度の変化を測定したところ、2峰性の上昇が観察され、第2峰は細胞外Caを低下させると消失したためCaの流入によるものと考えられた。外液の2価イオンをマンガン(Mn)に替えると、前記の第2峰とよく似た時間経過でMnの流入による蛍光の消退が観察され、Ca透過性チャネルはMnにも透過性があることが示された。百日咳毒素で前処理した標本では、Ca、Mnの流入とも抑えられた。cell attached patchでは、compound 48/80によってバリウム(Ba)電流が活性化されるが、百日咳毒素によって脱顆粒が抑えられた細胞では、著明なBa電流は誘起されず、チャネルの活性化にGTP結合蛋白が関与していると推定された。又わずかに誘起された例では、単一チャネルの振幅には変化がなく、開口確率が減少したものと推定された。これらの結果は、脱分極によって開口する膜電位依存性Caチャネルとは、異なるタイプの2価イオン透過性チャネルが肥満細胞の活性化過程に寄与することを示唆するが、抗原など生理的刺激下での役割などは今後検討しなければならない課題である。結果は、生理学会(1989年4月)、NCPカンファレンス(1989年10月)等で報告している。
Log-hyponormal operatorと古田不等式の研究

古田が1987年にレブナー、ハインツ不等式の拡張である古田不等式を発見してから、作用素論におけるこの分野の発展はめざましい。特に、古田不等式の不思議な形式とそれを満たす指数p, q, rの性質については、直接的には、安藤、日合のlog-majorizationの不等式を含むgrand古田不等式が発見されたが、それ以外にもchaotic orderに関する重要な不等式がいくつか導かれた。Aluthgeは古田不等式とAluthge変換を利用してp-hyponormal operatorの性質を解明した。本研究は古田不等式の発展とp-hyponormal, log-hyponormal operatorの解明を目指すものである。本研究で棚橋はgrand古田不等式のbest possibilityを示し,古田不等式がBanach *-algebraでも成立することを示した。またlog-hyponormal operatorがp-hyponormal operatorのp=0に対応する性質を持つことをPutnam不等式、angular cutting等を通して示した。また、内山らと共同してp-hyponormal, log-hyponormal, p-quashyponormal, class A operatorのスペクトラムの孤立点に関するRiesz idempotentの性質を解明した。また、Heinz-Katoの不等式の一般化を図り、Schwarz型の不等式を証明し、さらにその不等式をみたす作用素単調関数を特徴づけた。また、長と共同してAluthge変換によるjoint spectrumの挙動を明らかにした。また、log-hyponormal operatorのtensor積はlog-hyponormalであることと、その逆も成立することを示した。武元はフォン・ノイマン環の前共役空間を考えて,フォン・ノイマン環の元に数域の概念を導入し,ヒルベルト空間上の作用素からなるフォン・ノイマン環の元の数域については,従来の数域の概念と同等であることを示した。その結果,その作用素から生成されるフォン・ノイマン環の*-同型によってその作用素の数域が保存されることを証明した。三浦は正錐をもつ複素ヒルベルト空間に対して、その上の2つの有界作用素の差がその錐体を保存するときに順序がつくとする半順序を導入し、標準ヒルベルト空間においてのラドン・ニコディム型の定理を示した。さらに、行列順序付け標準ヒルベルト空間においてヒルベルト・シュミット型の作用素に関しての優位性の命題を完全正値写像の観点から証明した。また、標準ノイマン環同士の必ずしも*演算を保存しない準同型と、そこに横たわるヒルベルト空間同士の完全正値準同型が互いに他を誘導することを示し、特に*演算を保存する準同型に対しては、正錐の直交性を保存する場合に対応することも明らかにした。

特に、古田不等式の不思議な形式とそれを満たす指数p,q,rの範囲の性質は、その後様々な発展があった。直接的には、安藤、日合のlog-majorizationの不等式を含むようなgrand古田不等式に拡張されたが、それ以外にもchaotic orderに関する重要な不等式がいくつか導かれた。古田不等式を最初に利用したのはAluthgeだが、彼はAluthge transformという便利な道具をつくりp-hyponormal operatorの性質を解明した。古田が1987年にレブナー、ハインツ不等式の拡張である古田不等式を発見してから、作用素論におけるこの分野の発展はめざましい。特に、古田不等式の不思議な形式とそれを満たす指数p, q, rの性質については、その後様々な発展があった。直接的には、安藤、日合のlog-majorizationの不等式を含むgrand古田不等式が発見されたが、それ以外にもchaotic orderに関する重要な不等式がいくつか導かれた。本研究は古田不等式の発展とp-hyponormal operatorのp=0に対応するlog-hyponormal operatorの解明を目指すものである。平成13年度において、棚橋はlog-hyponormal operatorがp-hyponormal operatorと同様にangular cuttingが可能であることを示した。また、p-hyponormal, log-hyponomal operatorの場合、スペクトラムの孤立点に関するRiesz idempotentは自己共役であることを示した。さらにこの結果は一般化され、p-quasihyponormal operatorの場合、0でない孤立点の場合は自己共役であるが0の場合はそうとは限らないことを示した。また、一般の作用素に関するAluthge transformの性質を明らかにした。また、武元は、フォンノイマン環の前共役空間を考えてフォンノイマン環の元に数域を定義した。従来の数域はヒルベルト空間に附随して定義されたものであったが、これはヒルベルト空間に附随しない定義である。また、ヒルベルト空間への表現を考えた場合、この定義は従来の数域の定義と一致する事を示した。また、三浦はノイマン環に付随する非可換順序ヒルベルト空間の間の必ずしも全単射でない順序同型の構造を明らかにした。
球状デトネーションの三次元数値解析による詳細伝播構造の解明

平成23年度は以下の内容を行った。1.球面デトネーションの伝播形態球面デトネーション同様に膨張する2次元円筒デトネーションの数値解析を行い、伝播過程を次の3つの段階に分類した。(1)1stステージ:デトネーション波面の膨張に伴い、波面に存在する横波の間隔が広がる。すると、横波の軌跡として現れるセル幅は伝播に伴って拡大する。(2)遷移ステージ:横波の間隔が広がった衝撃波面から新たな横波が生成される。その結果、セルは分岐し、セル幅は急激に小さくなる。(3)2ndステージ:膨張波面の曲率が小さくなるため、伝播距離に対する横波間隔の広がる割合は小さくなる。その結果、セル幅はほぼ一定となる。セル分岐過程のメカニズムを調査するためには、遷移ステージでの現象理解が重要となることが分かった。2.デトネーションのセル分岐過程の解明実験から得られる微小セルの発生を得ることができた。実験からでは微小セルの発生メカニズムを理解することは困難であったが、数値解析によって遷移ステージでの現象を詳細に示すことで、発生過程を明らかにすることができた。セル分岐は次のような過程を経る。遷移ステージにおいて、反応面とTransverse detonationの凹凸によって未燃ガス領域が形成される。この未燃ガス領域の爆発によって発生した圧縮波が、Transverse detonationにおける反応のサポートを受けることでSub transversewaveへと成長する。先行衝撃波まで伝播したSub transversewaveは、先行衝撃波と干渉して擾乱を生み出す。この擾乱はデトネーションの伝播に伴って成長し、微小セルを描く。したがって、実験から得られるセル模様からはセルが分岐するように見えるが、セルを描く横波は分岐するのではなく、Sub transversewaveに起因する擾乱が新たな横波に成長する。衝撃波のような不連続面を数値的に解くことは難しく,超音速流れの数値解析方法はひとつの研究分野として確立されており,日々,その手法は進化している.研究対象であるデトネーションは音速の410倍の速度で伝播する爆発現象であり,波面において火炎が衝撃波を伴って進行する.そのため,デトネーションの数値解析では超音速流れの数値解析手法を用いることが多く,私たちの研究グループでは衝撃波における数値粘性を強くすることで解を安定させるTVDスキームを用いてきた.しかし,計算手法の研究の進展により,TVDスキームよりも解像度の良いAUSMDVスキームを用いることが相応しいと考えられる.そこで従来のコードをAUSMDVスキームに書き換え,新コードの検証を行った。その結果、AUSMDVスキームを用いたことで計算精度が向上したうえに,計算時間が80%程度と短縮することができた.この研究成果は第46回燃焼シンポジウムで発表し,国際学会誌Archivum Combustionisにも投稿し5月中の発行が決定している.球状デトネーションのように膨張するデトネーションでは,衝撃波三重点の軌跡として現れるセル模様が分裂し,膨張する単位面積当たりに存在するセル数が一定となることが実験より確認されている.しかし,その分裂メカニズは解明されておらず,実験による解明が困難であることから,数値解析による現象解明が期待されていた.私は化学反応を詳細に扱った反応モデルを用いることで,詳細な現象の解明を可能とした.この研究成果は火薬学会2009年度秋季研究発表会で口頭発表を行い,1つの国際学会誌Combustion, Science and Technologyに投稿し,掲載が決定している.さらに研究を進めることで,デトネーション波面において新たに誕生した衝撃波三重点が,横波を通過することにより強められて急成長し,セルを分裂する軌跡を描くことがわかった.この研究成果は平成21年度衝撃波シンポジウムで発表し,先進的な研究であるとコメントを頂いた.平成22年度は以下の内容を行った。1.球面デトネーションの詳細現象の調査球面デトネーション同様に膨張する2次元円筒デトネーションの数値解析を行い、実験から得られる微小セルの発生を得ることができた。実験からでは微小セルの発生メカニズムを理解することは困難であったが、数値解析によって発生過程を明らかにすることができた。デトネーション波面の膨張に伴って波面に存在する横波の間隔が広がる。すると横波に擾乱が発生し、この擾乱がデトネーション波面で発達することによって新たな横波へと成長する。以上の過程を経て微小セルが誕生することがわかった。2.デトネーション起爆条件の調査水素は可燃性の高い気体であり、爆発事故を防止するために爆発条件を把握する必要がある。中でも激しい爆発であるデトネーションの開始条件を理解することは、水素が発生する環境での爆発事故抑止に繋がる。過去の実験による研究において、球面デトネーションの開始条件はある程度、把握されている。デトネーションの開始は初期条件の変化に対して連続的に起きるのではなく、デトネーション限界線を超えることで生じる。しかし、実験では多くのパラメータが混在し、デトネーション限界線を明確に示すことは困難であった。本研究において、数値解析によりデトネーション限界線を明確に示すことができた。単なる爆風の場合は、衝撃波は減衰し、やがて消滅してしまうが、デトネーションの場合は波面が10MPa以上にも及ぶ.デトネーション爆発が発生したときの被害は、発熱による損害よりも衝撃波による損害の方が大きいと言える。1.球面デトネーションの伝播