hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セラミック分離膜によるディーゼルエンジンの排ガス処理-spcpによるスートとガス状汚染物質の同時処理-

1.静電成膜法でアルミナの分離膜(比対称膜)の作成と細孔径分布の制御膜素材である超微粒子の生成にはAlBr_3/O_2ガス系を用い、CVD法で生成した。膜の孔径制御は生成超微粒子の粒径制御、および静電沈着粒子層形成用の粒子泳動電界強度、沈着層形成時間によって制御できることがわかった。今回は、フィルターの最小孔径として0.04mumのものが得られたが、さらに微細な孔径の分離膜が得られると期待された。0.04mumの孔径のフィルターの気体透過圧力損失は、市販のセラミック分離膜(孔径:1020mum)のそれとほぼ同じであり、低圧力損失を保ちながら高性能の集塵が可能である膜であると期待される。2.静電成膜法で作成された分離膜の集塵性能試験ディーゼルエンジンに模したバーナーから排出される都市ガスの燃焼ガスを用いて集塵性能試験を行った結果、スートは100%分離できることが確認された。集塵試験は高温(400°C)でも行ったが、常温下と同様の性能を得ることが出来た。膜の構造が3次元編目構造なのでスートの堆積層の払い落とし(逆圧法)は極めて容易である。3.SPCP反応によるスートの低温燃焼試験沿面コロナ放電により得られる低温プラズマを励起源にしたSPCP(Surface discharge-induced Plasma Chemical Process)反応により分離膜上に捕集されたスートは常温でも空気雰囲気下で容易に酸化され、CO_2になることが確認された。その際、同時に、NOxが低減することも確認された。その反応機構は今のところ不明であるが、沿面プラズマを励起源とした窒素酸化物の高次への酸化、およびCOの介在による還元の、両機構が複合しているようであるが、詳細は今後の検討課題である。
新規試験管内モデル系を用いた姉妹染色体接着反応の分子機構の解析

コヒーシンによる姉妹染色体の接着は正確な染色体分配に必須である。コヒーシンが染色体に結合するにはScc2-Scc4複合体が必要であり、姉妹染色体の接着はDNA複製と協調して成立する。この過程には、コヒーシンアセチル基転移酵素(CoAT)の機能が必要である。本研究では、Scc2-Scc4の染色体結合機構とその制御、およびコヒーシンによる姉妹染色体接着の分子機構について、ツメガエル卵無細胞抽出液による試験管内実験系を用いて解析した。ツメガエルScc2-Scc4の染色体結合には、DNA複製開始に必須の蛋白質リン酸化酵素、DDKが必要である。本研究では、昨年度までにScc2のN末端1-110アミノ酸とScc4の全長が染色体結合能を有する複合体(Scc2N-Scc4)を形成することを発見していた。本年度はScc2N-Scc4を大腸菌で大量発現・精製することに成功し、Scc2N-Scc4はDDKと直接相互作用すること、および、この相互作用にはDDKの自己リン酸化が必要であることを見いだした。この結果は、Scc2N-Scc4にリン酸化ペプチド結合活性があることを示唆する。接着成立の過程を理解するため、ツメガエルCoATであるXEco1およびXEco2の機能解析を行った。ツメガエル卵ではXEco1はほとんど発現しておらず、XEco2がコヒーシンのアセチル化と接着に必須であった。XEco2の染色体結合はDNA複製開始の初期過程であるpre-RC形成に依存しており、DNA複製には依存していなかった。XEco2の染色体結合とコヒーシンアセチル化はXEco2のN末端ドメインに存在する二つの新規モチーフに依存していた。脊椎動物Eco2はpre-RC形成と協調してコヒーシンをアセチル化することが示唆される。この研究に関する論文はCurrent Biology誌に受理済みである。コヒーシンによる姉妹染色体の接着は、分裂期に姉妹染色体を同定して娘細胞に正確に分配するために必須である。コヒーシンはScc2-Scc4複合体により染色体上にロードされる。染色体の接着はDNA複製と協調して成立し、この過程にはコヒーシンアセチル基転移酵素(CoAT)が必要である。しかし、Scc2-Scc4がどのように制御され、どのような分子機構でコヒーシンを染色体に結合させるかは全く分かっていない。加えて、CoATの機能がどのような機構を介してDNA複製と協調するのかもよく分かっていない。そこで本研究では、ツメガエル卵抽出液を利用した試験管内モデル系を構築し、コヒーシンの染色体結合の分子機構と、CoATによる接着成立反応の分子機構の解析を行った。ツメガエルScc2-Scc4の染色体結合には、Scc2のN末端110アミノ酸とScc4からなる複合体で十分であり、Scc2のC末端領域は染色体への結合に不要であった。Scc2(1-110)-Scc4複合体を大腸菌から精製したところ、Scc2とScc4の分子比が1:1の複合体を構成していた。現在、この複合体の生化学的解析を進めている。ツメガエルではCoATとしてこれまでにEco1、Eco2の二つのタンパク質が同定されている。本研究ではこれらの機能分担を解析し、ツメガエル卵ではEco2が主として機能することを見いだした。また興味深いことに、Eco2の染色体結合はDNA複製開始反応の初期過程に依存しており、この結合にはEco2のN末端領域が必要であった。これらの結果は、Eco2がN末端領域を介してDNA複製の開始段階で染色体に結合し、DNA複製と協調してコヒーシンのアセチル化を行うことを示唆している。
統計力学的近似理論を用いた確率的深層学習アルゴリズムの開発

平成29年度までに、深層ボルツマンマシンの平均場近似アルゴリズムの定式化および数値シミュレーションが完了している。平均場近似法の中でも発展的な手法である適応Thouless-Anderson-Palmer (TAP)近似を用いると、通常の平均場近似よりも優れた近似精度で計算を行うことができる。しかしながら、深層ボルツマンマシンの適応TAP方程式(適応TAP近似による変数の期待値の近似方程式)の導出は困難であり、通常の導出方法では煩雑な手続きを踏まないことには平均場方程式の導出すらできないという問題がある。これをふまえて、平成30年度は主に適応TAP方程式の導出の一般化に取り組んだ。報告者らは、improved susceptibility propagation [M. Yasuda & K. Tanaka, 2013]を通常の平均場近似に取り入れることで、深層ボルツマンマシンの適応TAP方程式に準ずる近似方程式が容易に得られることを見出した。さらにこの結果を拡張し、高次ボルツマンマシンの適応TAP方程式に準ずる近似方程式の導出にも成功した。上記の成果の一部をまとめた論文は現在査読中である。この論文のプレプリント版を平成30年11月に公開している。当初計画していた研究内容についての成果をあげることができた。研究計画にはなかった内容についての副次的な成果も得られており、研究は当初の計画以上に進展していると判断した。本研究計画のうち理論整備の部分は、平成30年度までの研究によって概ね達成された。しかしながら報告者は、平成30年度に取り組んだ適応TAP方程式の導出法のさらなる一般化が可能であると見込んでいる。平成31年度は、上記導出法のより広いモデルクラスで利用可能な枠組みへの拡張および平均場近似アルゴリズムの実システムへの応用の二点に取り組む予定である。前者には既に取り組み始めており、順調に研究が進めば今年度前半で主な成果を発表することができると考えている。年度後半には、ベンチマーク用のデータや、利用可能である場合は何らかの実データを用いて、本研究で開発してきた平均場近似アルゴリズムの性能評価を行う。確率的深層学習モデルであるdeep Boltzmann machine (DBM)は、restricted Boltzmann machine (RBM)を複数個組み合わせて成り立つような多層のグラフ構造を持っている。29年度の研究では、3層構造のDBMについての平均場近似の定式化が完了した。本研究で考える3層構造のDBMは最下層に連続値の入力を受け付ける可視層を持ち、次に連続値をとる隠れ層、最後に任意の離散値を取ることのできる隠れ層を持つ。この3層構造DBMに対しては、(i)3層モデルそのもの、(ii)可視層のみを周辺化した2層モデル、(iii)可視層と連続値をとる隠れ層を周辺化した全結合モデルに対する3つの平均場近似を考えることができ、それぞれを定式化することに成功した。この3層構造のDBMに対する3つの平均場近似についての数値シミュレーションも完了しており、(iii)の可能な限り周辺化を行う方法が最も優れた性能を示した。さらに、この結果に対する理論的な証明も、以前の研究で得られた結果と同様の方法を使って行うことができた。29年度は上の研究成果の他に、深層学習とは異なる逆問題へのアプローチとして、圧縮センシングと呼ばれる手法についても研究を行った。圧縮センシングを用いた逆問題の解決はある種の最適化問題として定式化することができ、統計力学で培われてきたレプリカ法と呼ばれる解析手法で典型的な性能を解析することができる。報告者らのこの解析結果を含む論文は2本を国際学術論文誌に投稿済みであり、現在は査読を待っている段階である。レプリカ法を用いることで、報告者による上の平均場近似理論の解析的な性能評価ができる可能性があるため、今後はこの性能評価も組み込み、理論基盤を固めていくことも視野に入れて研究を進めていく必要があると認識している。当初の研究計画で1年目に予定していた平均場近似理論の拡張と定式化は完了しているため、進捗状況は順調であるとみなすことができる。研究計画に含まれるより高次な平均場近似法の適用については、定式化は完了しているものの、数値的検証などがまだ不十分であると認識している。現在はそれらの実験に取り組むとともに、まとまった研究成果の発表に向けて取り組んでいるところである。

研究計画にはなかった内容についての副次的な成果も得られており、研究は当初の計画以上に進展していると判断した。Gaussian RBMに対するナイーブ平均場近似についての結果は報告者の2016年の論文で発表されているが、他の平均場近似法による結果は未だ発表されていない。この結果を発表するにあたり、報告者は2つのステップを考えている。報告者はDBMに対して適応Thouless-Anderson-Palmer(TAP)平均場近似を適用しているが、適応TAP平均場近似は導出が非常に困難で、通常の方法では煩雑な手続きを踏まないことには平均場方程式の導出すらできないという問題を抱えている。そこで、報告者は[M. Yasuda & K. Tanaka: Phys. Rev. E, 2013]で提案されているimproved susceptibility propagationにヒントを得て、この方法を用いても適応TAP平均場近似そのものが得られることを見出した。この方法を用いると、報告者の提案したDBMに対する平均場近似理論に対する適応TAP平均場近似の適用が容易に行えると考えられる。それだけでなく、improved susceptibility propagationを用いると、数値的に平均場方程式を解く際にも大きな計算量を必要とする部分が減るため、計算時間の短縮にも一役買う可能性がある。この研究結果については、一部を2018年3月に2つの国内会議において発表したところである。今後はより詳しく検証を行った結果を含む論文を執筆し、2018年夏頃までに論文誌に投稿することを目指している。この後に、報告者によるDBMの平均場理論に対するTAP平均場近似と適応TAP平均場近似の定式化と数値的検証を行い2018年秋頃までに論文を投稿できるよう研究を進めて行く予定である。本研究計画のうち理論整備の部分は、平成30年度までの研究によって概ね達成された。しかしながら報告者は、平成30年度に取り組んだ適応TAP方程式の導出法のさらなる一般化が可能であると見込んでいる。平成31年度は、上記導出法のより広いモデルクラスで利用可能な枠組みへの拡張および平均場近似アルゴリズムの実システムへの応用の二点に取り組む予定である。前者には既に取り組み始めており、順調に研究が進めば今年度前半で主な成果を発表することができると考えている。年度後半には、ベンチマーク用のデータや、利用可能である場合は何らかの実データを用いて、本研究で開発してきた平均場近似アルゴリズムの性能評価を行う。
平面代数曲線の高次ワイエルシュトラス点とモジュライ空間の幾何

種数2の曲線で余分な対合を持つ平面曲線の3次ワイエルシュトラス点の分布に関する研究を行った.特異平面曲線のゴナリティに関する新しい判定法を証明した.特に,特異点の最大重複度が3のときには最良と思われる判定法を得た.新しく、特異点の重複度により定義される不変量Vを導入した。また、ゴナリティの下からの評価式も考察した.射影直線の巡回被覆曲線の中で超楕円曲線になるものを分類した.これらの成果を論文にして発表した.定理1タイプ(d, ν)の平面曲線Cについて,2条件(A) δ≧Q([d/2])-(d -ν- q),(B) δ≧Q(k0)-(d -ν- q)+Vが満たされていると,下からの評価式G≧d -ν- qが成立する(d≧6).定理2タイプ(d,3)の平面曲線Cについては(d≧6),定理1の条件(A)のみがが満たされていれば,評価式G≧d - 3 - qが成立する.平面代数曲線のモジュライ空間の研究において重要な役割を果たすゴナリティの研究に進展があった.ゴナリティがd-ν(ここで,dは曲線の次数,νは特異点の最大重複度とした)に一致するための判定条件(2004年,大河内正仁氏との共同研究)を改良することに成功した.これは,以前無視していた不等式のある項を考察の対称にしたことで可能になった.また,結果をゴナリティの不等式の形にしたことで適用範囲が拡がった.特に,高々重複度3の特異点を有する平面代数曲線について,ゴナリティがd-3に一致するための最良と考えられる判定条件を証明した.具体的な判定条件は,次数をd,種数をgとしたとき,4g≧(d+2)(d-4)+1である.また,セラーノの定理を応用した別の判定条件を精密化することに成功し,新しく,いくつかの興味深い平面代数曲線のゴナリティを決定することが可能になった.新しい判定条件は,セラーノの条件と,特異点の重複度によるある不変量を含む評価式である.射影直線のd次巡回被覆曲線の中で,超楕円曲線になるものの分類を完成した.形から超楕円曲線であることが自明なものを除いては,二つのタイプのd次巡回被覆曲線と双有理同値になるという簡明な結果である.この研究は,川崎真澄氏および,埼玉大学博士後期課程の大学院生であった王楠氏との共同研究である.証明の一部に,ワイエルシュトラス点の個数に関する議論を用いた.種数2の曲線で余分な対合を持つ平面曲線の3次ワイエルシュトラス点の分布に関する研究を行った.特異平面曲線のゴナリティに関する新しい判定法を証明した.特に,特異点の最大重複度が3のときには最良と思われる判定法を得た.新しく、特異点の重複度により定義される不変量Vを導入した。また、ゴナリティの下からの評価式も考察した.射影直線の巡回被覆曲線の中で超楕円曲線になるものを分類した.これらの成果を論文にして発表した.種数2の曲線の特別な場合(例外的な対合を持つ場合)の2パラメータ族の研究を進め,この族の3次ワイエルシュトラス点の分布を計算した.さらに,自己同型群からくるモジュライ空間のストラティフィケーションとの比較を行い,幾何学的にも興味ある成果を得た.また,3次ワイエルシュトラス点が同時に4次以上の高次ワイエルシュトラスになる仕組みの一端が判明した.結果を見ると,一種の周期性がある.この結果はSaitama Math. J. Vol.28に掲載された.特異平面曲線のゴナリティを確定するという問題に進展があった.次数dの特異平面曲線Cにおいて,特異点の最大重複度をνとするとき,以前,ゴナリティGがd-νに一致するための十分条件を議論したことが有った.今回,いくつかの場合に関して,より良い条件を示すことができた.例えば,ν= 3の場合にはおそらく最良であろうと思われる結果を得た.具体的には,下記のような条件である.まず,2次関数Q(x)=x(d-x)を用意しておく.また,δでCのδ不変量とする.このとき,次の2条件が満たされていれば,等号G=d - 3が成立するというものである.(A) δ≦Q([d/2])-d-3(B) δ≦Q(k_0)-(d-3)+Vここで,k_0は[d/3]以上の自然数であり(定義は省略),Vは特異点によって定まるある不変量である.平面代数曲線のモジュライ空間の研究において重要な役割を果たす不変量であるゴナリティの研究が進展した。平面曲線のゴナリティが次数と特異点の最大重複度の差に一致するための判定法を改良した。特に、重複度が3の場合には最良の結果と思われる判定条件を得ている。現在、これらの結果を用いて、平面曲線の次数と特異点の最大次数を固定したときのゴナリティの取り得る範囲の研究を進めている。射影直線の巡回被覆曲線のゴナリティによる分類について研究した。超楕円曲線(川崎真澄氏、王楠氏との共同研究)および、トリゴナル曲線(王楠氏の研究)の分類に成功した。

証明にはセベリ・カステルヌオヴォの構造定理や上記のゴナリティ判定法および、巡回被覆の自己同型群の作用などを用いる。平成26年度には、これらの方法を援用して、4ゴナル曲線の研究を開始した。4ゴナルになる曲線のリストを求めることはできているので、それ以外には4ゴナル曲線がないということを作業仮説として研究中である。平成26年度には下記の研究を実行した。1)平面曲線の族においてゴナリティが変化する例を作ることは一般には非常に難しい。ノード6次曲線の場合に、ゴナリティが3から2に変化する例を具体的に構成した。古典的に研究されてきたジャコビアン曲線の構成を用いた。2)射影直線の巡回被覆で4個の分岐点を持つ場合、例外を除いて、それらの分岐点はワイエルシュトラス点であるということを川崎真澄氏、王楠氏と共同で研究している。計算により、かなり多くの例については成立することを確認した。数物系科学B23年度の研究で種数2の曲線の高次ワイエルシュトラス点に関する研究成果が得られており,24年度の研究で特異平面曲線のゴナリティに関する判定条件の精密化に成功した.平面代数曲線のモジュライ空間の構成や研究には不変量ゴナリティを決定することが第一歩として重要であるので,ゴナリティの研究が進んできたことは重要な成果である.特に,射影直線の巡回被覆曲線について,超楕円曲線の分類を始めとして,多くの場合にゴナリティを特定することに成功した.このことにより,モジュライ空間を研究すべき平面代数曲線の範囲が拡がったことになる.また,ゴナリティを特定する段階で曲線の構造も良く理解できるようになったことは今後の研究に役立つと思われる.種数2の平面曲線族の3次ワイエルシュトラス点の研究,および平面曲線のゴナリティに関する一般論の研究が進展した.これらの結果は,目標とする一般的な素数次巡回被覆曲線族の考察における第一歩である.特に,種数2の平面曲線族の3次ワイエルシュトラス点のモジュライ空間における分布の計算は今後の研究の雛形になるものである.現在,巡回被覆曲線のゴナリティに関して研究を進めている.その上で,巡回被覆曲線のモジュライ空間の研究に取りかかる.高次ワイエルシュトラス点の構造はモジュライのストラティフィケーションを与えるのでその研究も進展させる.具体的な平面代数曲線の族について,ワイエルシュトラス点や高次ワイエルシュトラス点によるモジュライ空間の精密な研究がこれからの課題である.比較的簡単なピカール曲線と呼ばれる代数曲線の族のワイエルシュトラス点の研究はほぼ完成しているのであるが,この場合でも,2次のワイエルシュトラス点の研究には,まだまだ困難な部分が有り,これからの課題である.同様な研究を他の射影直線の巡回被覆曲線で進めたいと考えている.王楠氏は上記の研究に引き続いて,d次巡回被覆曲線でトリゴナル曲線の分類も完成させたので,それらの族を詳細に研究したい.一般に,このような族のモジュライ空間はパラメータ空間を有限群で割った商空間として実現できるので,具体的な構成には,個別に,群の不変式を計算する必要がある.この群の作用とワイエルシュトラス点の振る舞いの関連が興味深いテーマである.平面代数曲線の研究を推進する.特殊な平面曲線の族の高次ワイエルシュトラス点を考察する.最終目標は分岐点をr個持つ射影直線のp次巡回被覆曲線(pは素数)の族である.始めに,そのような平面曲線のゴナリティが決定できないかを検討する.
モンゴル・中央アジアにおけるコンパクトマイニングシステムの適用変能性調査

平成17年度19年度の間,「モンゴル・中央アジアにおけるコンパクトマイニングシステムの適用可能性」について,鉱山技術者の外部支援を得ながら,学識経験者から構成される研究グループを組織し,上記テーマについて,調査研究を実施した。モンゴル・中央アジアではソビエト連邦の崩壊後,民営化政策や外資導入促進策がとられ,大規模鉱山の開発が注目される一方で,中小規模,特に小規模鉱床の開発が取り残されている。社会基盤が未整備で資本蓄積が不足しているこれらの国では,小規模であっても鉱山開発は地域経済・開発途上国の経済にとっては,そのインパクトは大きく,小規模鉱体の開発が大規模鉱床開発の手がかりとなりうる可能性を持っている。「コンパクトマイニングシステム」は,従来の考え方あるいは資源開発の分野では常識とも言えるスケールメリット(低品位であっても鉱床の規模が大きければ大規模操業によって採算性が保証される)に対する異議申し立てと言える。社会資本・社会基盤が未整備である開発途上国では,大規模な資源開発に必要な投資額はさらに巨大化し,開発リスクが膨らみ,開発を困難にさせる。わが国に蓄積された中小規模鉱床開発の知識とノウハウを活用・掘り起こし,機械化・自動化・情報化技術を取り入れ,高品位部分の優先開発・探鉱開発の一体化・小規模一貫生産システム・環境保全を柱とした「コンパクトマイニングシステム」の適用可能性を提案した。・ハイウォールマイニングシステム(Highwall Mining System)・リアルオプション分析による鉱山プロジェクト評価(Mine Project Evaluation by Real Option Analysis)について,モンゴル・中央アジアへの適用可能性を前提として,検討作業を実施した。モンゴル・中央アジアではソビエト連邦の崩壊後,民営化政策や外資導入促進策がとられ,大規模露天掘鉱山の開発が注目される一方で,中小規模,特に小規模鉱床の開発が取り残されている。1本年度は,研究初年度のため,カザフスタンに限って,カザフスタンの鉱物・エネルギー資源の状況と操業中の鉱山の情報を,JOGMEC(石油天然ガス・金属鉱物資源機構)のデータベースから収集し,カザフスタン(アルマティ)の駐在員から聞き取りも行った。その他に,中央アジアの鉱物資源について,かって調査を実施したことのある日系企業からも資料収集を行った。また,2005年11月に開催されたWorld Mining Congressに出席し,出席していたカザフスタンとウズベキスタンの研究者と意見交換する機会を持ち,今後これらの国々に現地調査する際に支援を受けることができるようになった。コンパクトマイニングシステムについては,小規模鉱山の操業に有用と考えられるリアルオプション分析法について研究を進め,その有効性を確認した。また,移動可能な小型選鉱システムについても調査を行い,その概念設計に必要なデータについて検討を加え,その実用性について初期的な評価を行った。最後に,機械掘さく方式について,露天掘炭鉱の一部で実稼働しているAuger Mining (Highwall Mining)システムについて,調査を行ない,そのスペックと問題点について研究を行った。情報化採鉱システム,ペースト充填についても,調査研究を実施している。本年度は,カザフスタン・モンゴルについて,JOGMEC(石油天然ガス・金属鉱物資源機構)及び現地研究機関の支援を受けながら,2006年5月に,現地調査を行った。

カザフスタンでは,Kounrad銅鉱山とZhezkazgan銅鉱山の現地調査を行い,政府機関であるエネルギー鉱物資源省と地質委員会,国立の研究機関であるKunaev Mining InstituteとSatpaev Technical Universityを訪問し,カザフスタンの鉱物・エネルギー資源の状況と操業中の鉱山の情報を収集した。一方,モンゴルについては,2006年8月に,Oyu Tolgoi銅・金鉱山,Tavan Tolgoi炭鉱,Boroo金鉱山の現地調査を行い,隣国・中国の影響を受けて,特に近年,資源開発が活発になっているモンゴルの実情と課題,外国資本の受入れに状況などを調査した。また,パプアニューギニアでシュリンケージ法による金の細脈採掘を行っているKainantu鉱山について,インフラ未整備の条件下での細脈採掘の現状を調査した。また,これらと平行して,コンパクトマイニングシステムにおける要素技術の最新の状況について,調査を行った。モンゴル,中央アジアではソビエト連邦の崩壊後,民営化政策や外資導入促進策がとられ,大規模露天掘鉱山の開発が注目される一方で,中小規模,特に小規模鉱床の開発が取り残されている。社会基盤が未整備で資本蓄積が不足しているこれらの国では,小規模であっても鉱山開発は地域経済,開発途上国の経済にとっては,そのインパクトは大きく,小規模鉱体の開発が大規模鉱床開発の手がかりとなりうる可能性を持っている。本年度は,ヨーロッパについて,2007年6月に,現地調査を行った。アイルランドのTara鉱山で行われている坑内充填システムと鉱柱管理システムについて調査を行った。また,7月にリスボンで開かれたISRM(国際岩の力学連合会)のコングレスに出席し,海外鉱山における岩盤計測技術,岩盤管理技術の動向について,調査した。国内の露天掘石灰石鉱山,坑内掘小規模鉱山の訪問調査を行い,使用している採鉱システムの実情を調査した。また,これらと平行して,コンパクトマイニングシステムにおける要素技術の最新の状況について,調査を行ない,研究成果のとりまとめを行った。2003年以降,資源価格の高騰は目を見張るものがある。本研究の構想を練ったときには予想できなかった高騰が続いている。この資源価格の高騰が,コンパクトマイニングシステムにとって追い風となるのか。それとも,中央アジア諸国,モンゴルが資源価格高騰によって,資本の蓄積が進めば,コンパクトマイニングシステムにとって,日本にとって逆風となるのか。結論には時間を要する。今後,コンパクトマイニングシステムの有効性を,種々の機会を通じて,発表するとともに,極地における資源開発にコンパクトマイニングシステムが適用できないか,研究調査を行うつもりである。
全国の被災地域の学校における連携型避難訓練の課題と地域住民のニーズに関する研究

本研究の目的は、全国の学校において地域社会と連携した避難訓練を円滑に実施し、その内容をより充実させるための方策を明らかにすることであった。そのため、複数の被災自治体の公立学校における避難訓練・防災教育を見学・調査し、その概要・実施状況およびその質的な特徴を検討した。加えて、東日本大震災の被災自治体において、保護者を対象とした学校防災に関する意識調査を実施し、これまで明らかにされてこなかった学校防災に関する保護者の参加実態・防災意識についての基礎資料を取得した。本研究の目的は、全国の学校において地域社会と連携した避難訓練(以下、「連携型避難訓練」と定義する。)を円滑に実施し、その内容をより充実させるための方策を明らかにすることにある。そのため、初年度である当該年度は、全国の被災地域で実施されている震災の教訓をいかした避難訓練の概要・実施状況およびその質的な特徴を明らかにすべく、複数の被災自治体の公立学校における避難訓練・連携型避難訓練の見学・調査を実施した。ここでいう実施状況とは、実施回数やどのような災害を想定した訓練を実施しているのか、保護者や地域住民の参加・近隣の学校等との連携の有無等を指す。また、各実践を見学し、どのような内容・方法で連携型避難訓練を実施しているのか等、各々の特徴を質的に明らかにした。更に、連携型避難訓練の見学・調査を実施する際に、調査する学校の教職員に対し、実施に至るまでにどのような課題があり、それをどう解決したのか、継続していく上での課題はどのような点にあるか等のインタビューも行い、連携型避難訓練を実施・継続する上での学校側の課題を検討した。また、さらに当該年度に発生した、平成28年熊本地震の被災地域である熊本県においても、複数回の現地調査を実施した。発災直後から被災地域での調査を開始したことで、発災直後の被災地域で生じた問題・課題を詳細に記録することができ、加えてそれらの問題・課題を、今後経年的に観察することが可能となった。平成28年熊本地震の被災地域の学校は、震災直後の学校現場の混乱が長期化しているため、継続的な調査を実施することが難航している。当該年度は、連携型避難訓練を円滑に実施するための家庭・地域側の課題・意識を検討することとし、それらを明らかにするためにある東日本大震災の被災自治体において、保護者を対象とした学校防災に関する意識調査を実施した。本研究により、これまで明らかにされてこなかった学校防災に対する保護者の参加実態・防災意識に関する基礎資料を取得することができた。同調査では、一つの被災自治体の全域を対象とし、当該自治体の公立小・中学校の保護者(対象校26校、各世帯1票)への質問紙調査を実施した。なお回収率は、約80%であった。質問紙は、(1)地域の活動について(2)これまでの避難訓練について(3)これからの避難訓練について(4)学校防災について(5)家庭の防災対策・防災意識についての5項目42問からなり、東日本大震災におけるり災状況や、現在の学校区への居住年数等の属性も調査した。同調査結果は、全数、内陸沿岸部別、小・中学校別、中学校区別、各学校別での集計を実施しており、それらの結果を当該自治体の全公立学校・園に、調査結果報告書という形でフィードバックした。また調査実施校ついては、全ての調査実施校に学校別の調査結果報告書を作成し、校内で利活用できるようデータ版での調査結果提供も実施した。本研究は、学校と家庭・地域が連携した避難訓練の方策を検討することにあるため、学校側のみならず、これまで明らかにされてこなかった家庭・地域側の学校防災に関する意見・ニーズを広く収集し、総体的に検証していくことが求められている。29年度が最終年度であるため、記入しない。学校防災29年度が最終年度であるため、記入しない。
可変宇宙項を含む宇宙論への観測的制限

現代宇宙論における最重要課題の一つは,宇宙定数問題である.最近の超新星タイプIaの観測やWMAPの結果からは,宇宙が加速膨張していることが示唆されている.これを説明する最も簡単なものは宇宙定数であるが,その大きさは素粒子の基礎理論から予想される値からは遙かに小さく,大きな謎である.この困難を解決すべく,スカラー場のダイナミクスを用いたクインテッセンス・シナリオが注目されている.これはまた,研究代表者による高次元理論を基礎にした新しいモデルも提案されており,観測データの解析を含め,宇宙におけるスカラー場のダイナミクスおよび宇宙に進化への影響を系統的に研究する時期にきていた.そこで本研究では,高次元理論を基にしたブレイン宇宙論を背景に,Stanford大学(Gravity Probe B group)で重力理論の観測的制限に関する研究を行ってきたJ.Overduin特別研究員を早稲田大学に迎え,宇宙定数問題の系統的な考察を行った.本年度は,前年度の準備的研究を基に時間的に変化する宇宙定数を伴う宇宙モデルの系統的な解析を行った.観測との関連では密度揺らぎの解析などが重要なポイントとなるが,それには全く新しいアプローチを必要とする.ここではその提案とともに,数値シミュレーションを含めた詳細な解析を行い,その観測からの制限を考えることで,宇宙モデルの制限や宇宙定数問題について考察をした.また,前年までの研究で明らかにされているブレイン宇宙論における普遍的側面をモデル解析に適用し,高次元理論の検証にどう関わってくるかを調べた.その中で,注目すべき成果として,ブレインに拘束された物質の量子効果を考えると,ある状況では宇宙の進化を表すフリードマン方程式に現れる宇宙定数が,非常に小さくすることが可能になり,現在の加速膨張を自然に説明できる可能性を与えた.また,Overduin特別研究員は,ダークマターとダークエネルギーを統一的に説明するモデルの観測的制限を与えている.今後本研究で行った系統的な解析により,宇宙定数問題の手がかりを見つけ,宇宙定数問題の本質的な理解につなげていきたい.現代宇宙論における最重要課題の一つは,宇宙定数問題である.最近の超新星タイプIaの観測やWMAPの結果からは,宇宙が加速膨張していることが示唆されている.これを説明する最も簡単なものは宇宙定数であるが,その大きさは素粒子の基礎理論から予想される値からは遙かに小さく,大きな謎である.この困難を解決すべく,スカラー場のダイナミクスを用いたクインテッセンス・シナリオが注目されている.これはまた,研究代表者による高次元理論を基礎にした新しいモデルも提案されており,観測データの解析を含め,宇宙におけるスカラー場のダイナミクスおよび宇宙に進化への影響を系統的に研究する時期にきていた.そこで本研究では,高次元理論を基にしたブレイン宇宙論を背景に,Stanford大学(Gravity Probe B group)で重力理論の観測的制限に関する研究を行ってきたJ.Overduin特別研究員を早稲田大学に迎え,宇宙定数問題の系統的な考察を行った.本年度は,前年度の準備的研究を基に時間的に変化する宇宙定数を伴う宇宙モデルの系統的な解析を行った.観測との関連では密度揺らぎの解析などが重要なポイントとなるが,それには全く新しいアプローチを必要とする.ここではその提案とともに,数値シミュレーションを含めた詳細な解析を行い,その観測からの制限を考えることで,宇宙モデルの制限や宇宙定数問題について考察をした.また,前年までの研究で明らかにされているブレイン宇宙論における普遍的側面をモデル解析に適用し,高次元理論の検証にどう関わってくるかを調べた.その中で,注目すべき成果として,ブレインに拘束された物質の量子効果を考えると,ある状況では宇宙の進化を表すフリードマン方程式に現れる宇宙定数が,非常に小さくすることが可能になり,現在の加速膨張を自然に説明できる可能性を与えた.また,Overduin特別研究員は,ダークマターとダークエネルギーを統一的に説明するモデルの観測的制限を与えている.今後本研究で行った系統的な解析により,宇宙定数問題の手がかりを見つけ,宇宙定数問題の本質的な理解につなげていきたい.
既存眼内新生血管に対する新しい血管退縮療法の検討

平成18年度の研究結果では、角膜新生血管モデルにおいて、PDGFシグナル抑制とVEGFシグナル抑制を併用することで、新生血管を退縮できることが分かった。この共抑制による新生血管退縮効果が脈絡膜新生血管においても有効であるかを検討した。加齢黄斑変性の動物モデルであるレーザーによる脈絡膜新生血管モデルにおいて、PDGFシグナル抑制とVEGFシグナル抑制の併用について検討した。脈絡膜新生血管モデルを作成し、モデル作成直後より抗PDGFRβ抗体、VEGF165Aptamer、それぞれの単独投与、及び共投与を行い、各群での新生血管の面積を測定すると、共投与群は他の治療群に比べ、有意に新生血管が抑制されることが確認された。さらに脈絡膜新生血管が発生した時点(モデル作成後7日)より抗PDGFRβ抗体、VEGF165Aptamer、それぞれの単独投与、及び共投与を行い、各群での新生血管の面積を測定し、新生血管の退縮効果を検討した。共投与群では有意に新生血管が小さく、退縮させうることが確認された。これらの結果より、脈絡膜新生血管モデルにおいて、PDGFシグナル抑制とVEGFシグナル抑制を併用することで、新生血管を退縮できることが分かり、このモデルにおいても角膜新生血管モデルと同じ結果が得られた。以上より、PDGFシグナル抑制とVEGFシグナル抑制を併用することで、病的な既存の眼内新生血管を退縮できることが分かった。本研究では、既存の新生血管に対する退縮療法の検討が主題であり、まず新生血管退縮効果を検討できるモデルの作成が必要である。角膜新生血管モデルを作成し、新生血管の発育、退縮について検討した。作成後10日まで新生血管は成長を続け、その後、自己退縮することなく、新生血管が成熟していくことが確認された。このモデルを用いて、抗VEGF療法の新生血管抑制効果と新生血管退縮効果について、それぞれ異なる時期に薬物投与行い、抗VEGF療法は新生血管の成長を強く抑制するが、すでに発生した新生血管に対する退縮効果は低いことが確認された。次に血小板由来増殖因子(PDGF)を抑制することにより新生血管における壁細胞の動員を制御できるか検討した。PDGFシグナル抑制剤として抗PDGFRβ抗体を10日間腹腔内投与すると、角膜新生血管における壁細胞の動員が抑制されることが確認された。壁細胞は血管の成熟に関係していると考えられ、PDGFシグナル抑制剤による壁細胞の抑制を抗VEGF療法に併用することで、新生血管を退縮させることができるか検討した。角膜新生血管モデルに対し、抗PDGFRβ抗体、VEGF165Aptamer、それぞれの単独投与、及び共投与を行い、それぞれの群での新生血管の面積を測定すると、共投与群は他の治療群に比べ、有意に新生血管が退縮していることが確認された。これらの結果より、角膜新生血管モデルにおいて、PDGFシグナル抑制とVEGFシグナル抑制を併用することで、新生血管を退縮できることが分かったため、今後脈絡膜新生血管モデルと網膜新生血管モデルにおける併用効果と副作用について検討を進めている。
明治初期刑事訴訟史の研究

我国初の近代的刑事訴訟法典「治罪法」の編纂については、「当初から御雇外国人ボアソナードの主導により行われた」とするのが通説である。しかし本研究は、「治罪法の編纂は、旧刑法その他の立法例とは異なり、同法施行以前から活動を開始している警察、裁判所機構を円滑に機能させるため、明治9年以降、段階的に単行法を設けて施行し、それらの単行法の内容を、御雇外国人ボアソナードの協力を得て体系化する、という形式で行われた」との仮説を証明することを目的とする萌芽的研究である。そのため本年度においては、まず国立公文書館、慶応義塾大学三田情報センター等において史料の収集を行い、これをデータベース化する作業を行った。具体的には、慶応義塾大学三田情報センター蔵「村田文書」に含まれる、作成時期未詳の治罪法草案および会議録3種を複写し分析を加え、これらが、同法編纂の中期にあたる元老院段階の記録であること、更に、編纂初期からの条文の変動を比較的詳細に記録していることを確認した。次に、単行法の内容にわたる問題として、「捜査」、「予審」手続について、明治9年に施行された「司法警察仮規則」、「糺問判事仮規則」について、国立公文書館蔵「公文録」から太政官内部の審議関係史料を収集し、編纂過程の全体像をほぼ明らかにし得た。この知見を、雑誌「法学研究」に発表すべく、現在準備中である。続いて、治罪法そのものの適用事例から、編纂初期の単行法との関連を明らかにするため、同法に関する司法省の解釈をまとめた「訓令集」数種を複写、入手し、データベース化と分析を継続している。なお、今後の課題として、法務省法務図書館蔵「治罪法審査趣意書」を閲覧、筆写し、同法の編纂過程と各単行法編纂、施行との関連を、逐次明らかにしていく予定である。
クリーンルーム消毒後の残留ホルムアルデヒド濃度と小児骨髄移植患者入室時期の再考

【目的】(1)ホルムアルデヒド(HCHO)消毒を実施したクリーンルームと実施しなかったクリーンルームのHCHO濃度を比較し,HCHOを使用した場合の危険性について考える。(2)病棟スタッフが簡便に実施できる,検知管を使用(吸引法)したHCHO残留濃度測定の有用性を検討する。【方法】名古屋大学医学部附属病院小児科病棟が,旧病棟(HCH0消毒)から新病棟(消毒薬で拭く)に移転(1999年6月)する前後の骨髄移植時に,クリーンルームのHCHO濃度を経日的に測定した。測定は1998年8月から2000年2月に,患児の保護者に調査の目的と方法を伝え,承諾が得られた6例(旧病棟で5例と新病棟で1例)の患児の入室期間中におこなった。測定には,柴田科学機械工業製のパッシブガスチューブヘの24時間吸着法と,光明理化学工業製のガラス検知管を用いた吸引法を併用した。吸着法はAHMT法で定量し,吸引法は測定直後に目視で値をみた。【結果】新病棟(HCHO消毒未実施)のクリーンルームは,築後10か月で室温も29°C前後と高いため,高濃度が予測された。実際は,吸着法で410ppbで,一般住宅に比較してもかなり低い濃度であった。HCHO消毒を実施(旧病棟)した場合は,患児の入室直前で1000ppbを超え,1か月後でも180ppb程度で厚生省の勧告値80ppbと比較して高濃度であった。簡便な吸引法は,吸着法の12.5倍高くなる傾向が強く,HCHO消毒未実施で低濃度下の測定では,1.73.6倍とさらに高くなっていた。【考察】HCHO消毒をおこなった場合,室内にはアイソレーターのヘパフィルターやカーテン・マットなどHCHOが吸着する物品が多く,長期に渡って吸着物品からの放出が続くため,高濃度環境が持続したことが考えられた。HCHO消毒をしない場合でも,HCHOで消毒した吸着しやすい物品を多く持ち込むことで室内の濃度が高くなる可能性がある。簡便である吸引法は,ある程度高く測定してしまうことを考慮した上で使用する必要がある。【目的】骨髄移植患児のホルムアルデヒド曝露を考えるため,クリーンルームをホルムアルデヒド消毒した場合,消毒後の経日的な残留ホルムアルデヒド濃度の変化を測定する。その際,アイソレーターに使用されているヘパフィルターが室内濃度の減衰に及ぼす影響を知る。【方法】名古屋大学医学部附属病院小児科病棟のクリーンルームにおいて,ホルムアルデヒド消毒前と消毒後に経日的な室内ホルムアルデヒド濃度を測定した。病棟では,消毒後24時間で,アンモニア水を室内に24時間放置する中和をおこなっている。測定は,光明理化学工業製のホルムアルデヒド710型検知管とエアーサンプラーS-20Bを使用して連続吸引法でおこなった。同時に柴田科学機器工業製のパッシブガスチューブを用い,24時間曝露による室内濃度測定もおこない,AHMT法(吸光光度法)により定量し,検知管の測定値と比較した。測定は,患者入室予定のないモデルクリーンルームを使用して15日間で2回おこなった。さらに実際に移植をおこなったクリーンルームでは長期の濃度変化をみた。【結果】ホルムアルデヒド710型検知管は,AHMT法に比較して1.52倍高濃度に表示され,測定限界である1.2ppmを越えてしまい測定不能になる場合が多かった。モデルクリーンルームでのAHMT法の結果は,アイソレーター吸入口部で,1回目が中和終了当日で697ppbとなり,3日目では443ppbであった。2回目は,それぞれ1035ppbと545ppbになり,1回目より高かった。ベッド上の吹出し口付近(水平送流)では吸入口の84%程度の濃度で3日目には99%と差がなくなった。長期の測定では中和後3週目でも200ppbあり,6週から9週目で100ppb以下になった。【考察】生体防御機構が抑制されている移植患児は,非常に高濃度のホルムアルデヒドに曝露されているため,気道刺激などによってより感染しやすい状況にあると考えられる。その他に室内に持ち込まれるホルムアルデヒド消毒した物品からの放出も考慮する必要がある。

実際は,吸着法で410ppbで,一般住宅に比較してもかなり低い濃度であった。HCHO消毒を実施(旧病棟)した場合は,患児の入室直前で1000ppbを超え,1か月後でも180ppb程度で厚生省の勧告値80ppbと比較して高濃度であった。簡便な吸引法は,吸着法の12.5倍高くなる傾向が強く,HCHO消毒未実施で低濃度下の測定では,1.73.6倍とさらに高くなっていた。【考察】HCHO消毒をおこなった場合,室内にはアイソレーターのヘパフィルターやカーテン・マットなどHCHOが吸着する物品が多く,長期に渡って吸着物品からの放出が続くため,高濃度環境が持続したことが考えられた。HCHO消毒をしない場合でも,HCHOで消毒した吸着しやすい物品を多く持ち込むことで室内の濃度が高くなる可能性がある。簡便である吸引法は,ある程度高く測定してしまうことを考慮した上で使用する必要がある。
循環系複合パラメータによるメンタルストレス評価法の確立と特殊環境への応用

本研究では、まずメンタルストレス負荷のための段階的暗算ペース負荷がノート型パソコンで掛けられるようなシステムを構成し、この負荷法におけるメンタルストレスの負荷レベルと主観的評価値ないしパフォーマンス評価値との関係について検討を加えた。さらに、循環パラメータとして、心電図R-R間隔変動の低周波帯域パワーや高周波帯域パワーおよび圧受容体反射感受性などの循環パラメータに着目し、これらのパラメータを有効に利用することによって、どの程度メンタルストレスの負荷レベルを推定できるかを検討した。健常成人15名の被験者における目的変量(負荷レベル)と説明変量(循環パラメータ)との重相関係数は約0.7で、あまり高い値とは言えないが、この負荷法での負荷レベルがメンタルストレスの順序尺度として利用でき、複数の循環パラメータを有効利用することで負荷レベルをこれからのパラメータの回帰推定モデルから予測可能であることが確かめられた。その後、幾つかの改善策を施して、このメンタルストレス評価システムを完成させた。当初、このシステムを特殊環境におけるメンタルストレス評価に利用することを考えていたが、潜水模擬実験では高圧環境のため、遠心重力負荷実験では狭空間内過重力環境のため、ビ-トごとの連続血圧の正確な測定がなかなかできず、結局、メンタルストレスの推定式が満たされなかった。したがって、特殊環境でのこの回帰推定モデルによるメンタルストレス評価は断念せざるを得なかった。そこで、今後は、さらに推定精度を高める工夫と血圧測定での制約がない特殊環境でのメンタルストレス評価に応用することを考えている。主に循環系の複合パラメータによるメンタルストレスの定量的評価法を確立するために、十分な安静椅座位後に3段階の暗算ペース負荷、すなわち印刷された一桁の数値とカセットテープから一定の時間間隔で聞こえてくる一つの数値を加算する暗算課題において、そのペースが異なる3種類(2秒毎暗算;1.5秒毎暗算;1秒毎暗算をそれぞれ3分間づつ)のブロックで構成された暗算ペース負荷を15名の健常若年成人に実施した。そして、その時の心拍数、血圧、一回心拍出量、呼吸数、心電図R-R間隔変動のLF成分とHF成分のパワースペクトルおよび圧受容体反射感受性等の生体情報パラメータを測定ないし算出した。このメンタルストレス負荷実験で計測ないし算出されたパラメータの中で、段階的に漸増する暗算ペース負荷に対し、単調増加ないし単調減少が認められ、かつ順位相関係数が比較的大きかったパラメータは、心拍数(単調増加)、R-R間隔のLF成分とHF成分のパワースペクトル(いずれも単調減少)、圧受容体反射感受性(単調減少)および呼吸数(単調増加)であった。そこで、暗算課題の負荷レベル(順序尺度)を目的変量、抽出された5つのパラメータを説明変量として、林の数量化モデル(I類)を適用し、内部データでの回帰推定モデルの予測性能の評価を行った。段階的暗算ペース負荷によって数段階の暗算課題負荷を課した時の複数の生体計測データからメンタルストレスの度合いを定量的に推定する多変量モデルを構成した。多数の生体計測項目のうちで、ストレス負荷量の順序尺度として利用できることが判明した項目は、心拍数、RR変動のLF成分パワーとHF成分パワー、呼吸数、動脈圧受容体反射感受性であった。そこで、これらの変量を説明変量とし、6段階のストレス負荷量をカテゴリカルな従属変量として、重判別分析を行い、6段階のメンタルストレスが評価できる重判別モデルを構成した。そして、メンタルストレスを定量的に判別・評価できるシステムについて、まず研究室内でのインターナルデータで適合度テストを行い、その有効性を確認した。そこで、実際の特殊環境暴露時のメンタルストレス評価にも応用するつもりで、41気圧飽和潜水模擬(ダイバーによる400m潜水を想定した約1カ月にわたる高圧タンク内での生活)での段階的暗算ペース負荷の実施可能性を検討した。しかし、通常の生活環境に直ちに復帰できないような特殊環境でのストレス負荷実験は、被験者の安全を考慮して実施が困難であることが判明した。そこで、宇宙開発や海洋開発で特殊環境に暴露されている人達の上記生体計測データを重判別モデルに当てはめることで、特殊環境暴露時のメンタルストレスの度合いがある程度測れるように改良した。
時間分解共鳴X線散乱による遷移金属カルコゲナイドの光誘起相転移ダイナミクスの解明

共鳴軟X線散乱を用いて遷移金属カルコゲナイドの示す相転移と超伝導に関する電子構造研究を行った。Ir1-xPtxTe2の研究では低温での電荷秩序の周期が5倍、8倍及び6倍と様々に変化することを見出した。またAFe2Se3の研究では、CsFe2Se3においては磁気秩序による散乱のみが観察されるが、超伝導に近いBaFe2S3においては、磁気秩序と軌道秩序が共存するが、散乱信号はエネルギーと偏光の両面で分離できることを明らかにした。さらにSPring-8 BL-07LSUにおいて、国内初の時間分解共鳴軟X線散乱/X線磁気二色性測定装置システムが完成し、CsFe2Se3等の光誘起相転移の測定に成功した。本研究は、非従来型の超伝導やトポロジカルな電子物性などの新奇量子現象を示す遷移金属カルコゲナイドの電子状態を、放射光光源を利用した時間分解型の共鳴軟X線散乱(RSXS)及びX線円偏光磁気二色性(XMCD)という新手法によって、ダイナミクスの観点から解明することが目的である。時間分解型の両手法により、超高速の光誘起相転移を観測する。RSXS及びXMCD測定は物質の微小な電荷や磁気秩序を精密に測定できる手法であり、放射光技術の発展とともに世界中で研究が進んでいる。本年度の研究により、時間分解RSXS及びXMCD測定装置およびその測定システムが完成した。同装置は時間分解型の両手法を測定できる日本初の装置である。特に、磁性材料FePt薄膜の時間分解円偏光磁気二色性測定を行い、超高速の光誘起相転移ダイナミクスの観測に成功した。フェムト秒レーザー照射後50ピコ秒以内にFeサイトで光誘起の消磁(相転移)が生じ、150ピコ秒程度の緩和時間で磁化が回復していく様子が、Fe内殻L吸収端を用いたXMCD測定により明らかとなった。本測定は歪みの少ない電子収量法を用いて行った。Fe L2端、L3端で同様のダイナミクスが観測され、XMCD測定における電子収量法の有用性が明らかとなった。XMCD変化の光励起強度依存性には閾値的な振る舞いが観測された。このことから、この光誘起現象に協同効果が働いていることが示唆される。遷移金属カルコゲナイドの示す光誘起相転移の研究に関しても、現在時間分解共鳴軟X線散乱測定を複数計画中である。本年度の研究において、時間分解共鳴軟X線散乱(RSXS)及及び円偏光磁気二色性(XMCD)測定装置およびその測定システムをが完成した。特に検出器としてマルチチャンネルプレートを導入することにより、時間分解X線吸収測定において電子収量法、蛍光収量法の2つの手法を選択的に用いることが可能となった。磁性材料FePt薄膜のXMCD測定を行い、超高速の光誘起相転移ダイナミクスの観測に成功した。ビームタイムの問題から、遷移金属カルコゲナイドの測定成果を公表するところまでは研究が進まなかったが、上述のFePt薄膜の成果に関して論文を投稿した。昨年度の研究で、時間分解RSXS及びXMCD測定装置およびその測定システムが完成した。本年度の研究では、同装置を利用して鉄カルコゲナイドAFe2X3の基底状態のRSXSおよび時間分解RSXSを測定した。Fe内殻L吸収端を用いた基底状態のRSXS測定では、超伝導体から遠いCsFe2Se3においては低温で磁気秩序によるRSXSが観察されるが、超伝導に近いBaFe2S3においては磁気秩序とともに軌道秩序と関連するRSXSが観察された。BaFe2S3においては磁気秩序と軌道秩序は共存し、同じ回折ベクトルで示されるが、エネルギーと偏光の両面でRSXS信号が分離できること及び両者が異なる温度依存性を示すことを明らかにした。また時間分解RSXS測定によりCsFe2Se3の超高速の光誘起相転移ダイナミクスの観測に成功した。フェムト秒レーザー照射後50ピコ秒以内にFeサイトで光誘起の消磁(相転移)が生じる様子を観測した。また、ダイナミクスは強い励起光強度依存性を示し、比較的弱い励起強度(1mJ/cm2以下)の場合は、100ピコ秒程度の緩和時間で磁化が回復していくが、強い照射強度の場合(3mJ/cm2程度)は、緩和に数ナノ秒以上の時間がかかることが明らかとなった。

共鳴軟X線散乱を用いて遷移金属カルコゲナイドの示す相転移と超伝導に関する電子構造研究を行った。Ir1-xPtxTe2の研究では低温での電荷秩序の周期が5倍、8倍及び6倍と様々に変化することを見出した。またAFe2Se3の研究では、CsFe2Se3においては磁気秩序による散乱のみが観察されるが、超伝導に近いBaFe2S3においては、磁気秩序と軌道秩序が共存するが、散乱信号はエネルギーと偏光の両面で分離できることを明らかにした。さらにSPring-8 BL-07LSUにおいて、国内初の時間分解共鳴軟X線散乱/X線磁気二色性測定装置システムが完成し、CsFe2Se3等の光誘起相転移の測定に成功した。今後は、完成した測定装置・システムを用いて、遷移金属カルコゲナイドの測定研究に取り組んでいく。TTe2(T=Ir,Pt)およびAFe2X3(A=Ba,Cs,X=S,Se)の2種類の超伝導化合物の測定を計画している。両化合物の光誘起相転移ダイナミクスを観測し、ダイナミクスの観点からこの物質の示す超伝導や構造相転移、及び磁気転移のメカニズムを解明する。遷移金属化合物,電子構造今年度の研究は測定装置及びシステムの完成を最優先としたため、遷移金属カルゴゲナイドの光誘起相転移ダイナミクスの実際の測定を行うところまでは研究が進展しなかったため、使用額が当初計画から変更になった。次年度は、遷移金属カルゴゲナイドの光誘起相転移ダイナミクスの測定を海外の放射光施設での測定を含めて、積極的に行っていく計画である。ドイツBESSYII等で2週間程度のやや長期の測定が予定されているため、そちらへの出張旅費などとして使用する計画である。