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越境テロリズムに対する武力行使における必要性・均衡性原則の研究

本研究の目的は,複数国家間に跨る越境テロリズムに対する武力行使に伴う必要性・均衡性原則の評価基準を明確化することにある。そして,その方法論として「時間的位相」・「主体的位相」・「場所的位相」を基軸として,武力行使の過程(プロセス)における位相を分析することで,必要性・均衡性原則の評価基準の明確化を試みた。その際に,jus ad bellum(武力行使開始の合法性の評価規範)とjus in bello(武力紛争中の合法性の評価規範)、および警察権行使に関する原則の相互関係性を検証することにある。この研究課題に与えられた期間内にも,おびただしい数のテロリストによる攻撃が発生し,多数の日本人も犠牲となり,日本においても,テロリズム研究の重要性が認識されてきている。他方で,シリアやイラクの領域に跨って実効支配を確立していたいわゆる「イスラム国」は,自衛権行使に基づく武力行使により,その勢力は衰退しつつあることから,テロリスト掃討のための自衛権行使が合法であるという認識が広がっているのも事実である。しかしながら,そこでは十分な国際法からの分析がなされているとはいえず,必要性・均衡性原則の解釈および適用も明確に確認することは困難であった。しかしながら,最終年度における本研究では,上記の「イスラム国」への武力による対処との関連では,テロリストが所在する領域国の「意思と能力の欠如(unwilling or unable)」という新たな判断基準が設定され,それを充足しないがゆえに,第三国による武力行使が合法であるという国家実行が累積してきていることが明らかになった。それゆえ,伝統的な自衛権に関する学説や国際司法裁判所における自衛権に関する一連の判例法との整合性の分析が不可欠な研究課題として残された。今年度は、本研究課題の初年度に当たり、研究全体の基礎となる越境テロリズムの現状と法的位置づけならびに既存の国際法の対応の実態を具体的事例を確認しながら分析を行った。従来から国際法が対象としてきたテロリズムが国内法上の法執行が中心であったのに対して、近年の新たな形態のテロリズムに対して国家は国境を越えて法施行を行う実行が確認された。その大規模なものとして、2001年米国同時多発テロを契機とした米国による自衛権に基づく武力行使があり、これは当初はアフガニスタン国内に限定されたアルカイダおよびそれを支持するタリバン政権を対象としたものであったと言える。しかしながら、アルカイダはアフガニスタン国外でも活動することによる紛争の拡大に伴い、武力行使国も必然的にアフガニスタンを越境して武力行使を行うに至った。アルカイダのオサマ・ビン・ラディンがパキスタン国内において殺害された事実が越境するテロリストへの武力行使の問題を明らかにしている。また、シリアやイラクの一部を越境的に支配を進めるイスラム国(IS)に対して、米国やロシアが武力行使を開始したことに伴い、急きょ検討対象に組み入れる必要がでてきたことも指摘しておきたい。この問題についても、今年度の研究から、本研究課題の検討事例として有益であることが明らかになったといえる。交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」に沿って、滞りなく進んでいいるため。ただし、シリアやイラクの一部を越境的に支配を進めるイスラム国(IS)に対して、近年米国やロシアが武力行使を開始したことに伴い、これが本研究課題と密接に関連しており、かつ不可欠な検討対象であると考えられるため、分析事例の一部に組み入れる必要がでてきたことも、ここに明記しておきたい。今年度は、越境テロリズムに対抗するための武力行使に対して、従来のjus ad bellumとjus in belloがその行使態様を実効的に規律し、妥当しうるのかどうかを実証的に検討してきた。とくに、テロリストの領域国の同意および協働に基づく外国国家の武力行使という新たな現象の解明を行ってきた。その際には、初年度での研究を踏まえて、混同されがちなjus ad bellumの均衡性との相互関係や異同に注意を払い、慎重に考察した。研究を遂行するにあたり、近年では、国際的武力紛争法と非国際的武力紛争法のいずれが越境して存在するテロリストに対して適用されるのかという武力紛争論と適用法規論に関する論考が多数見られたため、その分析に時間をかけてきた。その過程において、jus in belloの非国家主体に対する適用論においても、かなりの動揺があることが明らかになり、さらなる実証的な検討が求められてきている。その一環として、当初の研究計画にあるとおり、アフガニスタン警察と国際治安支援部隊(ISAF)および自衛権に基づき行動する米軍の活動を具体的な検討対象として取り上げた。そして、国連安全保障理事会決議により協働化されている現在のアフガニスタンでの対テロリスト作戦行動は、シリア内戦およびいわゆる「イスラム国(Islamic State)」の掃討に深く関与するロシアによる軍事行動の国際法上の正当化根拠も併せて詳細な検討をしなければ、本研究課題の精確な結論を見出すことが困難であることが明らかになった。その意味で、本年度の研究活動は、想定した問題の解明に近づく重要な年度となるとともに、新たな課題を発見する機会を売ることとなった。この点は、次年度の研究活動の遂行に加えて、さらなる展開を試みたいと考えている。当初提出した研究遂行の実施計画にしたがって研究を行い、国内および海外での資料収集および研究活動も概ね順調に実施することができた。

ただし、研究活動の遂行の過程において、新たに検討すべき関連課題が判明したため、その検討にも時間を費やす必要が生じたが、次年度への研究との関連が密であるため、次年度の研究と併せて、効率的に遂行する予定である。本研究課題につき,今年度は,伝統的な「国家対国家」という構図の自衛権概念との比較において、非伝統的な「非国家主体対国家」型の内戦および越境テロリストに対する自衛権行使および警察権に基づく武力行使において、必要性・均衡性原則はどのような法的性質を帯びるのかを明確化を試みた。とりわけ,その際の手法として,従来は個別に論じられてきた「時間的」・「主体的」・「場所的」位相を、必要性・均衡性原則の観点から体系的に論じることで,非国家主体に対する自衛権行使の規制要素の分析を行った。この過程において,対テロリズムによる武力行使が,シリア内戦およびいわゆるイスラム国の掃討作戦と密接に関連し始めることで,ロシアやアメリカによる軍事活動が争点化されてきた。その後は,シリア国内における化学兵器の使用が発生して,さらなる武力行使に発展した。対テロリズム武力行使に限られず,多様な論点を検討する必要があり,この点は,今年度の研究活動の対象としておきたい。また,越境テロリズムに関しては国際的武力紛争なのか,非国際的武力紛争なのかという武力紛争論や適用法規論に関するjus in belloからの分析も多数存在しており,その分析も行ってきた。本研究は,jus ad bellumの観点から越境テロリズムに対する武力行使規制要素を明確化することを目的としているため,必ずしも論点は一致しないのであるが,その重複領域を見極める研究はjus ad bellumとjus in belloの関係性を考察する上では不可欠と考えられる。この点についても,分析を行うとともに,今後の検討課題として残されている。当初提出した研究遂行の実施計画に従って研究を行ってきたが,当初予定していた海外における資料収集および研究活動について,先方の受入れの関係で前年度のうちに実施することがかなわなかったためである。この海外での調査は,今年度に行うことで進捗状況の改善を予定している。本研究の目的は,複数国家間に跨る越境テロリズムに対する武力行使に伴う必要性・均衡性原則の評価基準を明確化することにある。そして,その方法論として「時間的位相」・「主体的位相」・「場所的位相」を基軸として,武力行使の過程(プロセス)における位相を分析することで,必要性・均衡性原則の評価基準の明確化を試みた。その際に,jus ad bellum(武力行使開始の合法性の評価規範)とjus in bello(武力紛争中の合法性の評価規範)、および警察権行使に関する原則の相互関係性を検証することにある。この研究課題に与えられた期間内にも,おびただしい数のテロリストによる攻撃が発生し,多数の日本人も犠牲となり,日本においても,テロリズム研究の重要性が認識されてきている。他方で,シリアやイラクの領域に跨って実効支配を確立していたいわゆる「イスラム国」は,自衛権行使に基づく武力行使により,その勢力は衰退しつつあることから,テロリスト掃討のための自衛権行使が合法であるという認識が広がっているのも事実である。しかしながら,そこでは十分な国際法からの分析がなされているとはいえず,必要性・均衡性原則の解釈および適用も明確に確認することは困難であった。
プロスタグランジンE2は脳血管の化学的バリアか?

感染、炎症時の、脳内PGE2産生にはmicrosomal PGES(mPGES)が関与していることが示唆されている。またmPGES遺伝子欠損(mPGES KO)マウスにおいて、LPS投与後の脳内PGE2産生能が完全に消失することも明らかとなっている。したがって、mPGES KOマウスはPGE2が脳血管の化学的バリアであることを検証するための恰好のモデルとなりうる。本年度の研究実績は以下のとおりである。1、マウスにおける脳内mPGES局在の解析(1)免疫組織化学法により、mPGESはマウス脳において、脈絡叢、血管内皮細胞、髄膜に構成的に発現している。mPGES KOマウスにおいて、このような細胞に陽性所見は認められない。(2)これらの領域のmPGESはLPS刺激によってほとんど変化しない。この点はラットの反応と大きく異なる。(3)LPS刺激により、脳血管内皮細胞にCOX-2が誘導され、そこでmPGESと共存する。以上の結果は、マウス脳血管内皮細胞においてもラットと同様にCOX-2/mPGESが存在し、PGE2を産生していることを示唆する。しかし、ラットと異なり、mPGESは構成的に発現し、PGE2産生の律速はCOX-2レベルによっていることが示唆された。PGE2が脳血管の化学的バリアならば、mPGES KOマウスで感染性・炎症性刺激後に何らかの障害が予想される。これまでに、mPGES KOマウスに対して、腹腔内LPS投与、脳室内IL-1β投与、テレピン油皮下投与の3種の感染性・炎症性刺激を加えたが、死亡率および行動に異常は認められなかった。現在、組織化学的に脳組織の異常を検討している。種々の炎症性・感染性刺激により脳血管内皮細胞でプロスタグランジンE_2(PGE_2)合成系が活性化される。このPGE_2が脳に作用して発熱等の神経・内分泌反応を引き起こしていることはすでに明らかである。一方、PGE_2は免疫系細胞に対して抑制性に作用することが知られている。本研究の目的は脳血管内皮細胞から分泌されたPGE_2が、脳での免疫系細胞を抑制し、脳を守る化学的バリアとして機能している、という仮説を検証することである。初年度の本年は擬似的感染による脳障害のラットモデルを確立した。脳実質への好中球の浸潤を脳障害の指標として検討した結果、下記の2つの実験条件で好中球の浸潤が見られた。1、幼若ラット(3週齢)の線条体にインターロイキン1β(IL1-β)を10ng(1μ1)投与した。投与にはガラス微小ピペットを用いた。このモデルでは投与後6時間で、投与部位を中心に好中球の浸潤が観察された。2、成熟ラットの尾静脈から細菌内毒素(LPS)を6mg/kg投与した。このモデルでは投与後22時間で脳全体に好中球の浸潤が観察された。今後はこの2つの実験条件のうち、後者(2)を用いて研究を進める。その理由は後者の方が実験の再現性が高く、脳全体で好中球の浸潤が評価できることである。このモデルで好中球浸潤量の定量化法と脳血管透過性評価法を確立する。その後、プロスタグランジン合成阻害剤の効果、外部から投与したPGE2の効果について検討を行い、本研究の仮説の検証を行う。
黒潮海域における隣りあう島々の交易と交流に関する文化人類学的研究

表記の課題の研究のため、2次にわたる現地調査を実施した。1.屋久島と種子島の事例。屋久島が海抜1900メ-トルを超える山地を有する急峻な地形の島であるのに対して、種子島は、平地が多い。海峡をへだてる2地域、南種子町と上屋久町の敗戦前までの生活状況は、以下のようであった。南種子町では、水田稲作とサツマイモを中心とする畑作がさかんであった。それに対して上屋久町では、漁業・林業と若干の畑作がおこなわれた。明治の末ころまでさかんであった両島間の物々交換では、屋久島からのサバとその加工品を種子島にもっていってサツマイモや米と交換するというのが一般的であった。白米は、サバの生のもの・塩サバ・サバ節とだけ交換された。サバ節製造の時、大量の頭が余るが、それは塩辛としてサツマイモと交換したり、ゆでてから乾燥してやはりサツマイモと交換したりした。サバの頭の乾燥品の用途は、水田への肥料であった。これは、琉球最南端の八重山諸島で畑作の島・黒島から稲作の島・西表へ水田の肥料として灰がもたらさていたのとよく対応する事例で、物々交換をおこなう理由が、食糧を生産できない漁民の側にだけあったのではなかったことを示すものである。2.宮島群島多良間島と水納島の事例。水納島は、砂地で畑作も困難であるため、専業的な漁民の島であった。捕れた魚は、乾燥して畑作中心の多良間島へ運びサツマイモや麦と物々交換した。こうした交流は、昭和の初めころまでつづいていた。ーまとめー本研究の結果、琉球孤には、北の端から南の端にいたるまで、隣りあう島どうしの交流と交易が、広く分布し、地域によっては昭和の初めころまでかなり広範におこなわれてきたことが明らかになった。
磁気刺激を用いた膝関節屈筋機能評価方法の開発

当該研究は、磁気刺激を用いて膝関節屈筋機能を評価する新規的な方法を開発することを目的とした。我々が開発する方法は、磁気刺激を用いて膝関節屈筋の機能を解明する手法を開発する独創的な研究である。膝関節の生理的・心理的限界張力を経皮的磁気刺激を用いて評価するため、膝関節屈筋の筋長が生理的・心理的限界張力に及ぼす影響について検討する研究である。2018年度は、これまでの内容を踏まえ、経皮的磁気刺激と誘発筋電図、誘発収縮力の導出について、本研究課題の目的である新規的な方法として必要な座位姿勢での磁気刺激方法の実験を行った。座位姿勢での計測は、昨年度までに作成を進めた計測装置を用いて行った。その結果、再現性が高く刺激を実施することが可能であり、安定して計測することが可能であった。研究環境を整備できたため、本研究課題の目的である関節角度の変化による神経筋活動と誘発収縮力を検討する実験を行った。関節角度を変化させることで得られる神経筋活動と誘発収縮力は変化するが、その特徴について本研究で明らかにすることができた。当該研究は、磁気刺激を用いて膝関節屈筋機能を評価する方法を新規的な方法を開発することを目的とした。我々は磁気刺激を用いて、膝関節屈筋の機能を解明する手法を開発する独創的な研究である。平成27年度は、これまでの方法を踏襲し、殿部への経皮的磁気刺激を用いて膝関節屈筋からの誘発筋電図と収縮力を導出した。磁気刺激によって坐骨神経が最大上刺激できる条件について、対象者の身体情報や刺激部位の神経走行について検討し、今後の対象者の選定について参考となる基礎的情報を確認した。また、股関節屈曲角度を変更した際に、誘発される筋電図・収縮力について検討し、股関節角度による刺激の影響を検討した。その結果、今回の目的である坐骨神経刺激をするためには、股関節屈曲角度の影響が大きいことを確認した。これらの基礎情報を参考に方法を確立し、健康な対象者と運動経験が豊富な対象者に対して、膝関節屈筋機能の解明を継続する。平成27年度は、殿部への経皮的磁気刺激を用いて、膝関節屈筋からの誘発筋電図と収縮力を導出した。これまで我々が行った方法を踏襲し、刺激方法や筋電図導出方法を検討した。股関節屈曲角度を変化させた際の刺激を確認することで、今後の刺激肢位についての基礎資料となった。当初、座位での刺激を行うための装置を作成する予定であったが、刺激方法や筋電図導出についての検討を重ねる段階を継続したため、装置の作成までは至っていない状況である。平成28年度は、昨年度の内容を踏まえ、経皮的磁気刺激と誘発筋電図、誘発収縮力の導出について、刺激方法の検討と被験者選定にい関わる身体情報との関係を検討を継続した。身体情報として、身長、体重、BMIなどの一般的な指標の他に、坐骨神経が走行する深度について計測を行い、磁気刺激によって誘発される張力との関係を探索した。計測装置の作成については、パイロット実験をする中で仕様について業者と検討を行い、作成に向けて準備を進めた。また、膝関節屈筋機能として、膝関節屈筋を構成する個々の筋が有する機能の解明も必要となることから、膝関節屈筋のひとつである半腱様筋について、表面筋電図を用いて部位による筋活動特性について研究を行った。その結果、部位によって運動課題による神経筋活動の差異がある可能性があった。このことから、本研究課題で進める実験において、股関節・膝関節の角度による神経筋活動の様子を検討する意義はより高まったと考える。他の筋についても同様に検討を進め、本研究課題の目的に向け、実験を進めた。平成28年度は、磁気刺激方法の検討と被験者選定にい関わる身体情報との関係を検討を継続した。また、計測装置の作成については、実験をする中で仕様について準備を進めている状況である。装置の完成には至っておらず、座位での刺激実験には至っていない状況である。平成29年度は、これまでの内容を踏まえ、経皮的磁気刺激と誘発筋電図、誘発収縮力の導出について、本研究課題の目的である新規的な方法として必要な座位姿勢での磁気刺激方法の検討・環境整備を行った。

座位姿勢での計測は、これまでの装置では実施することが困難なため、座位姿勢で磁気刺激が可能であり、神経筋活動の計測や誘発収縮力の計測が可能な計測装置を作成する必要があった。そのため、計測装置に必要な条件や規格についての検討を重ね、特注品として測定器を製作した。製作した装置を用いて、座位姿勢での磁気刺激が可能であるかをパイロット実験として行った。また、今回の測定器を用いることにより、股関節角度と膝関節角度を変化させながら計測することが可能となり、これまでの磁気刺激実験で行えていなかった関節角度の変化による誘発収縮力の影響について検討を開始した。以上のことから、本研究課題で進める実験において、股関節・膝関節角度の変化による神経筋活動と誘発収縮力を検討する実験環境を整えることができたと考える。研究環境整備までは行うことができたが、対象者を集めて実験を行う予定の時期に諸事情により実験実施をすることが困難であった。実験による計測・解析が進んでいないことから予定よりもやや遅れている状況である。当該研究は、磁気刺激を用いて膝関節屈筋機能を評価する新規的な方法を開発することを目的とした。我々が開発する方法は、磁気刺激を用いて膝関節屈筋の機能を解明する手法を開発する独創的な研究である。膝関節の生理的・心理的限界張力を経皮的磁気刺激を用いて評価するため、膝関節屈筋の筋長が生理的・心理的限界張力に及ぼす影響について検討する研究である。2018年度は、これまでの内容を踏まえ、経皮的磁気刺激と誘発筋電図、誘発収縮力の導出について、本研究課題の目的である新規的な方法として必要な座位姿勢での磁気刺激方法の実験を行った。座位姿勢での計測は、昨年度までに作成を進めた計測装置を用いて行った。その結果、再現性が高く刺激を実施することが可能であり、安定して計測することが可能であった。研究環境を整備できたため、本研究課題の目的である関節角度の変化による神経筋活動と誘発収縮力を検討する実験を行った。関節角度を変化させることで得られる神経筋活動と誘発収縮力は変化するが、その特徴について本研究で明らかにすることができた。前年度に実施した方法の基礎情報を整理した上で、座位での磁気刺激実験を開始し、これまでの実験結果との比較を行う。また、生理的限界と心理的限界に関する角度特異性について健康な対象者について実験を行う。前年度に実施した刺激装置の検討事項を基に、装置の完成を図る。装置を完成次第、刺激方法と被験者選定に関わる情報を踏まえて健常者およびアスリートでの計測を実施し、データ解析・論文発表を行う。整えた研究環境に置いて、対象者を集めて実験を実施する。得られた計測結果から、本研究課題の目的である膝関節屈筋機能を評価する新規的な方法となる結果となっているかを考察する予定である。当該年度に予定していた座位装置の開発が完了していないため、物品費の使途金額が予定よりも小さかった。これは、その他の基礎的情報の実験を継続していたことによるものであり、現在も座位装置の仕様についての検討を継続している。作成を予定していた座位装置の開発が完了していないため、物品の使途金額が予定よりも小さかった。また、実験計測を行っておらず、被験者協力謝金の支払いがなかったため、全体での使用額も小さくなった。実験環境整備後に対象者を集めて実験を行う予定であったが、諸事情により実施することが困難であったため、実験協力謝金および実験消耗品費として予定していた金額に残額が生じている。翌年度に、実験協力謝金および実験消耗品として使用を進める計画である。検討している座位装置の仕様が決まり次第、物品費を執行する予定である。
超短パルスマイクロ波・プラズマ相互作用の研究とプラズマ診断への応用

1.超短パルスマイクロ波のプラズマ診断への応用として,超短パルス反射計を製作した.光源としてパルス幅65ps振幅8Vのインパルスを用い,導波管によりチャープトパルスとした後,マイクロ波増幅器(23dB,6-18GHz)で増幅し入射波とした.反射波信号は,増幅後フィルタにより周波数分割し,検波したのち超高速ディジタイザによりA/D変換した.同時に,ディスクリミネータとTAC(Time-to-Amplitude Converter)によりパルスの時間差波高変換を行うシステムも製作した.2.超短パルス反射計をガンマ10プラズマに適用し,インパルスのフーリエ成分の周波数毎に,異なるカットオフ層までの伝搬に対応する飛行時間差を得た.この結果と干渉計で得た密度分布との比較を行い,両者が一致することを確かめた.また,繰り返しパルスにより測定された飛行時間の揺らぎのスペクトルは,トムソン散乱信号と一致し,本反射計が密度分布および揺動分布の同時測定に有効であることを初めて実証した.3.超短パルス反射計との比較に用いる,周波数8-26GHzの高速掃引形反射計を製作し,ガンマ10に適用した.高速掃引(<20μs)とともに密度分布再構成の信頼度が向上すること,また,信号の計算機処理法の改良により,掃引速度への要求が緩和されることも確認した.4.新しい計測器開発を行うためのプラズマ診断シミュレーターの研究に着手した.シミュレーションコードでは,反射法やモード変換散乱法に対し,波動伝搬に関する順問題,密度分布再構成に関する逆問題等の計算を行い,種々の磁場閉じ込めプラズマに共通な計測のための入射周波数やパルス幅等の知見を得ることができる.5.分散性パルスと荷電粒子の相互作用に関する理論シミュレーションを実行した.分散性パルスは,他のパルスや正弦波と同様に,荷電粒子の捕捉あるいは加速することを確認した.また,この捕捉の効果は電子ビームにより励起されるラングミュア乱流において重要な役割を果していることが分かった.6.超高速マイクロ波モノリシック集積回路(GsAs-HBT)を製作し,プラズマ計測に初めて適用した.1.超短パルスマイクロ波のプラズマ診断への応用として,超短パルス反射計を製作した.光源としてパルス幅65ps振幅8Vのインパルスを用い,導波管によりチャープトパルスとした後,マイクロ波増幅器(23dB,6-18GHz)で増幅し入射波とした.反射波信号は,増幅後フィルタにより周波数分割し,検波したのち超高速ディジタイザによりA/D変換した.同時に,ディスクリミネータとTAC(Time-to-Amplitude Converter)によりパルスの時間差波高変換を行うシステムも製作した.2.超短パルス反射計をガンマ10プラズマに適用し,インパルスのフーリエ成分の周波数毎に,異なるカットオフ層までの伝搬に対応する飛行時間差を得た.この結果と干渉計で得た密度分布との比較を行い,両者が一致することを確かめた.また,繰り返しパルスにより測定された飛行時間の揺らぎのスペクトルは,トムソン散乱信号と一致し,本反射計が密度分布および揺動分布の同時測定に有効であることを初めて実証した.3.超短パルス反射計との比較に用いる,周波数8-26GHzの高速掃引形反射計を製作し,ガンマ10に適用した.高速掃引(<20μs)とともに密度分布再構成の信頼度が向上すること,また,信号の計算機処理法の改良により,掃引速度への要求が緩和されることも確認した.4.新しい計測器開発を行うためのプラズマ診断シミュレーターの研究に着手した.シミュレーションコードでは,反射法やモード変換散乱法に対し,波動伝搬に関する順問題,密度分布再構成に関する逆問題等の計算を行い,種々の磁場閉じ込めプラズマに共通な計測のための入射周波数やパルス幅等の知見を得ることができる.5.分散性パルスと荷電粒子の相互作用に関する理論シミュレーションを実行した.分散性パルスは,他のパルスや正弦波と同様に,荷電粒子の捕捉あるいは加速することを確認した.また,この捕捉の効果は電子ビームにより励起されるラングミュア乱流において重要な役割を果していることが分かった.6.超高速マイクロ波モノリシック集積回路(GsAs-HBT)を製作し,プラズマ計測に初めて適用した.1.超短パルス反射計システムを制作した。光源としてパルス幅65ps電圧8Vのインパルス発振器を用い、信号処理は8-17GHzを増幅後、ピンダイオードスイッチ及びフィルタバンクにより10チャンネルに周波数分割し、高速検波ののち超高速トランジェントディジタイザによりA/D変換する方法を採用した。2.受信器の時間応答テスト、及び金属ミラーを用いた反射計システムのシミュレーション実験を実施した結果、空間分解2cmが得られた。3.超短パルス反射計との性能比較に用いる、周波数8-24GHzの超高速周波数掃引形反射計を製作し、ガンマ10セントラル部密度分布測定に適用した。高速掃引(<20μs)に依存して密度分布再構成の信頼度が向上することを確認した。4.平成8年度より、超短パルス反射計の原理的実証に関する日米協力実験も開始した。米国ではTEXT-U他、日本ではガンマ10装置を対象とし、実機適用と比較検討を行っていく。5.超短パルスマイクロ波のプラズマ中伝搬に関する計算機シミュレーションを拡張し、反射波及び透過波の解析とともに、磁場揺動の存在により散乱波の偏波面が変わるモード変換散乱波の発生を導出した。散乱過程は、入射波、プラズマ波、散乱波の波数間でブラッグ条件を満足していることを見出した。

モード変換散乱に対するブラッグ条件については、低周波波動を対象にした実験においても確認されている。任意の波形、偏波面、中心周波数、及び位相速度のパルスと粒子の相互作用に関する、理論・計算機シミュレーションを実行した。特に、電磁波による粒子加速の観点から、無磁場時加速、サイクロトロン加速、及びカオス的加速について解析し、通常波とインパルスの相補性に関する評価を行った。プラズマ計測のための超高速マイクロ波モノリシック集積回路(GaAs-HBT)の試作を開始した。1.超短パルス反射計を製作した。光源としてパルス幅65ps振幅8Vのインパルス発信器を用い、導波管によりチャープトパルスとした後、8-17GHzマイクロ波増幅器で増幅し入射波とした。反射波信号は、増幅後フィルタにより周波数分割し、検波したのち超高速トランジェントディジタイザによりA/D変換した。同時に、ディスクリミネータとTAC(Time-to-Amplitude Converter)によりパルスの時間差波高変換を行うシステムも製作した。2.本システムをガンマ10セントラル部プラズマに適用し、インパルスのフーリエ成分の周波数毎に、異なるカットオフ層までの伝搬に対応する飛行時間差を得た。この結果と干渉計で得た密度分布との比較を行い、両者が一致していることを確かめた。また、TACにより測定された飛行時間の揺動は、トムソン散乱の周波数スペクトルと一致し、本システムが密度分布および密度揺動分布測定の両者に有効であることを初めて実証した。3.超短パルス反射計との比較に用いる、周波数8-26GHzの超高速周波数掃引形反射計を製作し、ガンマ10セントラル部に適用した。高速掃引(<20μs)とともに密度分布再構成の信頼度が向上すること、また、信号の計算機処理法の改良により、掃引速度への要求が緩和されることも確認した。4.新しい計測器開発を行うためのプラズマ診断シミュレーターの研究に着手した。シミュレーションコードでは、反射法やモード変換散乱法に対し、波動伝搬に関する順問題、密度分布再構成に関する逆問題等の計算を行い、種々の磁場閉じ込めプラズマの高精度計測のための入射周波数やパルス幅等の知見を得ることができる。5.分散性パルスと荷電粒子の相互作用に関する理論シモュレーションを実行した。分散性パルスは、他のパルスや正弦波と同様に、荷電粒子を捕捉あるいは加速することを確認した。また、この捕捉の効果は低密度電子ビームにより励起されるラングミュア乱流において重要な役割を果していることが分かった。超高速マイクロ波モノリシック集積回路(GaAs-HBT)を製作し、プラズマ計測に初めて適用した。
相関構造をもつ待ち行列モデルと集合的リスクモデルの漸近解析

本研究課題では,相関構造をもつ待ち行列モデルや集合的リスクモデルの希少事象確率の評価に向けた数学的道具の構築を目的とする.この目的を達成するために, GI/G/1型マルコフ連鎖や再生型累積過程のランダム時抽出に対する裾漸近解析を行った.また,得られた結果を用いて, ON-OFFマルコフ型集団到着過程と固定長サービスを入力とする有限容量単一サーバ待ち行列の呼損率の漸近公式を導出した.さらに,ブロック単調なマルコフ連鎖の最終ブロック列増大切断に対する計算可能な誤差上界を示した.本研究課題の目的は,相関構造もつ待ち行列モデルと集合的リスクモデルにおける希少事象確率の理論的評価に向け,「ブロック構造化マルコフ連鎖」や「ランダム抽出された累積過程」などの理論解析を行うことである.平成25年度では,まず,GI/G/1型マルコフ連鎖の定常分布に対する劣指数的漸近解析とその応用に取り組んだ.本研究項目については,平成24年度に網羅的な研究を行ったが,得られた漸近公式の一つがより緩い条件下で成立することを新たに示した.さらにその結果を用いて,マルコフ型集団到着過程を入力とする単一サーバ待ち行列の系内客数分布とマルコフ変調型G/G/1待ち行列の待ち時間分布に関する新しい劣指数的漸近公式を導出した.また,研究代表者らが過去に示したGI/G/1型マルコフ連鎖の重負荷極限公式の成立条件に不備があることが判明したため,適正な条件を改めて示し,関連する研究成果と合せて国内研究会で発表した.加えて,本年度は,ブロック単調性を有するブロック構造化マルコフ連鎖の切断誤差評価に関する研究も行った.セミマルコフ型待ち行列モデルは,しばしばブロック単調性を有するブロック構造化マルコフ連鎖に帰着される.一般に,ブロック構造化マルコフ連鎖は無限個のブロック行列で特徴付けられるため,定常分布を解析的に得るのはもちろん,数値計算を行うのも容易ではない.この問題に対する現実的な解決法の1つは,遷移確率行列が有限次元になるように切断し,その定常確率ベクトルを有限次元連立一次方程式の解として求めることである.研究代表者は,離散時間ブロック構造化マルコフ連鎖がブロック単調性と幾何的ドリフト条件を満たすという仮定の下で,最終ブロック列増大切断によって得られた近似分布と元の定常分布との差の全変動ノルムに対する上限公式を導出した.これにより,数値計算結果の精度を事前に見積ることが可能になった.本研究課題では,相関構造をもつ待ち行列モデルや集合的リスクモデルの希少事象確率の評価に向けた数学的道具の構築を目的とする.この目的を達成するために, GI/G/1型マルコフ連鎖や再生型累積過程のランダム時抽出に対する裾漸近解析を行った.また,得られた結果を用いて, ON-OFFマルコフ型集団到着過程と固定長サービスを入力とする有限容量単一サーバ待ち行列の呼損率の漸近公式を導出した.さらに,ブロック単調なマルコフ連鎖の最終ブロック列増大切断に対する計算可能な誤差上界を示した.相関構造もつ待ち行列モデルと集合的リスクモデルにおける希少事象確率の理論的な評価に向け,平成24年度は当初の計画通り,2つの研究項目「(1)累積過程の重裾ランダム時抽出の漸近解析」と「(2) GI/G/1型マルコフ連鎖の劣指数的漸近解析とその応用」に取り組んだ.研究項目(1)については,抽出時刻Tが累積過程B(t)と独立な場合,および両者が独立ではない場合のそれぞれについて,抽出時刻Tの裾がconsistently varying(無限次重裾的)であるという仮定のもとで,漸近公式Pr(B(T)>bx)Pr(T>x)の成立条件を示した.また,得られた結果を用いて,強い相関構造もつ有限バッファ待ち行列モデルのロス確率に関する新しい漸近公式を導出した.このロス率の漸近公式は,通信ネットワーク上に設置されるルータのバッファ設計に資すると期待される.研究項目(2)については,加法成分の周期に依存しない条件のもとで,定常分布の裾確率の劣指数的漸近公式(裾漸近公式と略記)を示した.ここで課された条件は関連研究で仮定されている条件よりも緩い.また,定常分布の確率関数の劣指数的漸近公式(局所漸近公式と略記)についても導出に成功した.研究代表者の知る限り,局所漸近公式を対象とした先行研究はない.さらに境界を除く状態群での遷移が閉じていない場合についても考え,裾漸近公式および局所漸近公式を示した.これにより,情報通信システムにおけるウイルスやトランザクションを削除するような「disaster」の到着がある待ち行列モデルへの応用が可能となった.なお,これと同様の結果は先行研究には見られない.本研究課題の目的は,相関構造もつ待ち行列モデルと集合的リスクモデルにおける希少事象確率の理論的評価に向け,「ブロック構造化マルコフ連鎖」や「ランダム時抽出された再生型累積過程」などの理論解析を行うことである.前年度までに,「再生型累積過程の重裾ランダム時抽出に対する漸近解析」,「GI/G/1型マルコフ連鎖の劣指数的漸近解析とその応用」および「ブロック単調なマルコフ連鎖に対する最終ブロック列増大切断近似の誤差評価」などの研究を行ってきた.最終年度である平成26年度は,まず,代表的なブロック構造化マルコフ連鎖であるGI/G/1型マルコフ連鎖の定常分布に対する軽裾的漸近解析に取り組んだ.先行研究のほとんどは,非境界状態からの増分分布に付随するある定数が,定常分布の裾減衰率を決定する場合のみを扱っている.

一方,研究代表者らは,その定数以外の要素が定常分布の裾減衰を支配する場合を網羅的に調べ,新しい漸近公式をいくつか導出した.さらに最終年度では,「例外挙動を有する反射型ランダム・ウォークの切断誤差評価」に関する研究にも取り組んだ.例外挙動を有する反射型ランダム・ウォークは,ブロック構造化マルコフ連鎖の特別な場合である(ブロックサイズが1).しかし前年度までとは異なり,単調性を前提とせず,「最終列増大切断近似」に加えて,反射型ランダム・ウォークの遷移構造を有効活用する「増分切断近似」の誤差評価も行った.その結果,例外挙動を有する反射型ランダム・ウォークが幾何的ドリフト条件を満たすという仮定の下で,増分切断および最終列増大切断による近似分布と元の定常分布との差を全変動ノルムで測った際の上界について一定の成果を得た.待ち行列交付申請時の計画では,平成25年度は「(3) GI/G/1型マルコフ連鎖の切断とその誤差評価」と「(4)ブロック単調性を有するマルコフ連鎖の切断とその誤差評価」の2つの研究項目に取り組む予定であった.しかし,研究項目(3)については,ブロック単調性を仮定しない場合,手持ちの数学的道具では解決が困難であることが判明したため,本研究項目に変えて,平成24年度に実施した「(2) GI/G/1型マルコフ連鎖の定常分布に関する劣指数的漸近解析とその応用」に引き続き取り組んだ.その結果,「研究実績の概要」で述べたような新たな成果が得られ,それらをまとめた論文を査読付き論文誌に投稿した.また,研究項目(4)については,当初の計画通り研究が進み,得られた成果をまとめた論文は,査読付き論文誌への採録が決定した(本報告書作成時において掲載号未定).なお,平成24年度に実施した「(1)累積過程の重裾ランダム時抽出の漸近解析」の成果をまとめた論文が,査読付き論文誌に掲載された(平成25年12月).以上のことから,本研究課題の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」と評価した.平成24年度は2つの研究項目「(1)累積過程の重裾ランダム時抽出の漸近解析」と「(2) GI/G/1型マルコフ連鎖の劣指数的漸近解析とその応用」に取り組んだ.研究項目(1)については,ほぼ目標通りの研究成果が得られ,その内容の一部を国内研究会で発表した.さらに本項目に関連する研究成果全体をまとめた論文を国内英文誌に投稿した.一回目の査読審査では,得られた結果について概ね肯定的な評価を受けたが,論文の構成について大幅な改訂を求められ,現在は改訂版を再投稿し,再審査の結果待ちの状態である.また,研究項目(2)については,目標通りの研究成果が得られたので国内研究会で発表した後,その成果をまとめた論文は海外英文誌Stochastic Modelsに採録された.以上のことから,本研究計画の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」と判断した.交付申請時において,平成26年度は「(5) GI/G/1型マルコフ連鎖の定常分布の軽裾漸近解析」および「(6)ランダム抽出された累積過程に対するさらなる漸近解析」に取り組む予定であった.研究項目(5)については当初の計画通り着手する予定であるが,研究項目(6)には技術的困難がいくつかあり,本年度中には大きな進捗が期待できない.そこで,研究項目(6)に変えて,平成25年度の研究項目「(4)ブロック単調性を有するマルコフ連鎖の切断とその誤差評価」を継続し,既に得られている成果を発展させるべく研究を行う.
建築意匠設計のエクスパ-ト・システム化に関する研究

本研究は,出来る限り一般の建築家が持つ図形処理に関する知識を活用して,自律的に美しい建築立面の意匠設計を導き出すシステムを構成する一環として,図学や製図の訓練を十分経ていない使用者にも,3次元立体があるがままに認識できるビジュアル・インタ-フェ-スを開発するのに必要な基礎的研究をおこない,以下のような成果を得た。1.自然な立体感のある立体画像を得るには,観察時の視点と作図時の視点を一致させる必要があり,これがずれるなど,視点位置と画面位置および対象位置相互間の関係が立体視におよぼす影響は,図学作図を通して,十分に解析し得る。2.アナグリフ方式の立体視では,通常視以外に,眼鏡を左右逆にして眺める逆視,ハ-ドコピ-して得られた画像を裏返して眺める裏視等が考えられ,このうち裏視で眼鏡を左右逆にして得られる立体視像は,正常視で得られる画像の鏡像として歪みなく見える。3.14'カラ-CRT上に自然な奥行き感のある立体画像を表示するシステムを,上記の成果をもとに作成し,プログラムの形で明らかにした。4.カラ-液晶表示ユニットを用いたOHP用電子投影装置(InFocus社製PCV IEWER)と携帯用パ-ソナルコンピュ-タ-(日本電気KK製PCー9801NC),およびワイヤ-フレ-ムモデルによるアナグリフ方式の立体視画像作成プログラムと赤緑眼鏡の組合せにより,縦1.2m×横1.8mの大画面で使用できる高速な立体視プレゼンテ-ション・システムを構成した。この場合の作図時と鑑賞時の視点のずれ対する許容誤差の範囲は大層狭く,画面より8m離れた位置から視察した場合で前後左右とも1m以上はずれれば,得られる融合像は歪んだ。この歪み方は,図学における透視図法の原理を応用して予測した結果と一致した。本研究は、人工知能の技法を応用し、出来る限り一般の建築家が持つ知識を活用して自律的に美しい建築立面の意匠設計案を導き出すアルゴリジムの確立を目指すものである。本年度は研究計画の初年度に当たり、以下のような基礎的な研究成果を得た。1.古典主義の時代においては、建築家はトラセの幾何学を元に美しい建築立面を作成したと考えられている。研究を始めるに当たり、トラセに関し、建築立面を構成する各部位の比例関係についての実例を18例収集し、デ-タ-ベ-ス化した。2.トラセをベ-スとした建築形態を、計算機上で効率的に表現出来る構造を開発し、それらを扱うための簡易言語系を作成した。3.非線形計画法により、直方体分割図にモデュロ-ルにもとずく寸法を最も多く割り付け、美しい建築立面を作成するプログラムの基礎を開発した。4.フルカラ-・フレ-ム・バッファロ-に3.の出力を出すことで、処理結果をフルカラ-の透視画像として得ることが可能になった。上記の3.においては、研究の性質上有効数字がmmの単位まででよいのであるが、単精度でプログラム化すると、シンプレックス探索では正解の出ない場合がままあった。倍精度でプログラム化すると、正解は得られるものの時間がかかるため、システムとして使いずらい。次年度は、解法に含まれる収束条件を検討しなおし、単精度で正解が得られる方法を探求する予定である。本研究は,人工知能の技法を応用し,出来る限り一般の建築家が持つ知識を活用して自律的に美しい建築立面の意匠設計案を導き出すアルゴリズムの確立を目指すものである。本年度は研究計画の2年度に当たり,建物のような立体的なものを立体画像化して美醜を評価する際に生じる問題点について基礎的な研究を行ない,以下のような成果を得た。

1.レイトレ-シング法や,そのためのデ-タ-を生成するモデラ-で使用するワイヤ-・フレ-ム法による立体透視の技法を確立し,建物の意匠を自然な立体透視図として表現するために,自然な見え方と立体視の関連を解析した。その結果,明視距離より評価するとして,現状の14インチフルカラ-CRT上に歪みのない建物全体の自然な立体視画像を得るには,当該の建物は,間口,奥行,高さがそれぞれ約50cm以下の模型として表現されなければならないことを明らかにした。2.アナグリフ方式の立体視では,通常視以外に,眼鏡を左右逆にして眺める逆視,ハ-ドコピ-して得られた画像を裏返して眺める裏視,裏返した画像を左右逆にした眼鏡で眺める対偶視等が考えられ,この内対偶視で得られる画像は,正常視で得られる画像の鏡像として歪みなく見えることを明らかにした。3.直方体分割図,およびそれを母体として生成するラインプランを,自然な立体視としてCRT上に描写するシステムを開発した。上記1.は,建物の立面を評価するという本研究の目的からあまり望ましくないが,この結果を得る過程において,「大きい立体が自然に歪みなく見える立体画像は,大きい画面に描かれねばならない」という仮説も得られた。この当否は,次年度探求する予定である。本研究は,出来る限り一般の建築家が持つ図形処理に関する知識を活用して,自律的に美しい建築立面の意匠設計を導き出すアルゴリズムの確立を目指すものである。本年度は主としてビジュアル・インタ-フェ-スの構成にかかわる基礎的な研究をおこない,以下のような成果を得た。1.高速な大画面立体視プレゼンテ-ション・システムの開発に関する研究カラ-液晶表示ユニットを用いたOHP用電子投影装置(InFocus社製PCVIEWER)と携帯用パ-ソナルコンピュ-タ-(日本電気KK製PCー9801NC),およびワイヤ-フレ-ムモデルによるアナグリフ方式の立体視画像作成プログラムと赤緑眼鏡の組合せにより,縦1.2m×横1.8mの大画面で使用できる高速な立体視プレゼンテ-ション・システムを構成し,間口,奥行,高さがそれぞれ約50cm以上の立体について,自然な見え方と立体視の関連を解析した。その結果,自然な立体の融合像を得るには,観察時の視点位置を作画時の視点位置に一致させること,この場合の一致に対する許容誤差の範囲は大層狭く,画面より8m離れた位置から観察した場合で前後左右とも1m以上はずれれば,得られる融合像は歪むこと,この歪み方は,図学における透見図法の原理を応用して予測可能であること等を明らかにした。2.多目的最適化技法の建築立面生成への適用性に関する研究小規模なRC造の壁式構造住宅を例として多目的最適化に関するケ-ススタディ-を試み,当該例に関するコストと立面のトレ-ドオフの関係を把握するとともに,多目的最適化技法の適用性を明らかにした。
強タンパク親和性薬物の定量的結合解析法の開発とその応用

タンパク結合は薬物の薬理効果の発現や体内動態に大きく影響する。安全で効果的な薬物の開発を推進する上で、タンパク結合の研究は不可欠である。ところが、タンパク質との親和性が強い薬物の場合、低レベルの非結合型薬物濃度を精度良く定量することは困難であった。私はこの問題点を解決するために、我々が既に開発した高性能先端分析(HPFA)法を利用して、強タンパク親和性薬物の非結合型濃度を簡便に定量できるオンラインHPLC分析法を開発した。代表的な血漿タンパクであるアルブミンと抗糖尿病薬であるtroglitazone(CS-045)又はキサンチンオキシダーゼ阻害薬であるBOF-4272の混合溶液を試料に用いた。今回作成したHPLCシステムは、HPFA分析用ジオールシリカカラム、前濃縮カラム、並びに分析用HPLCカラムを2つのスイッチングバルブで連結したものである。混合試料をHPFAカラムに直接注入すると、先端分析の原理に基づいて非結合型薬物がプラトー部分を有する台形状ピークとして溶出された。このプラトー部分の一定量をheart-cutして前濃縮カラムに送った後、溶出力の強い分析用移動相を流して濃縮された非結合型薬物を分析カラムに送った。この時得られたピーク面積から濃縮された非結合型薬物量が求まり、heart-cutしたプラトー体積で除することにより試料中の非結合型濃度が求まった。BOF-4272については光学分離カラムを用いることにより光学異性体ごとに非結合型濃度を測定することができた。また、本法はヒト血漿中非結合型CS-045濃度測定に適用できた。いずれの薬物も99%以上の結合率を示したが、低濃度(数百pM数nM)の非結合型濃度を通常のUV検出器を用いて再現性良く(CV<10%)定量できた。また、BOF-4272とアルブミンとの結合は立体選択的であり、かつ動物種(ヒト、ウシ、ラット)により異なることが判明した。
原子炉構造材料の機械特性及び磁気特性の相関に関する研究

主に、原子炉構造材料の劣化の非破壊評価に有望な磁気ヒステリシス・マイナーループ法に関する基礎研究と、ステンレス鋼の非破壊劣化診断のための簡易プローブの作製と性能評価を行った。本年度の研究実績の概要を以下に示す。(1)磁気ヒステリシス・マイナーループ法の基礎研究昨年に続き、bcc格子である鉄単結晶・多結晶、実用鋼のA533B鋼についてマイナーループ特性を調べ、転位及び結晶粒界での磁壁のピニングに起因した特性変化について明らかにし、非破壊評価法として有望であることを示した。多結晶Niについても実験を行い、fcc格子においてもマイナーループ法が有用であることを明らかにした。(2)ステンレス鋼の劣化と磁気特性変化ステンレス鋼の加工誘起マルテンサイト変態による劣化試験片を作製し、ヨーク型磁気計測装置を用いた測定を行った。マルテンサイト変態を非破壊に評価できる方法を提案し、研究成果をQNDE国際会議で発表した。また、ステンレス鋼の照射誘起偏析と熱鋭敏化に伴う磁気特性変化の違いについてまとめた。
発熱特性を制御できる金属-酸化物多層自己伝播発熱材料の開発

本研究は、Ni/Al多層膜のような自己伝播発熱ナノ材料の医療分野への応用を見据えて、生体適合性があり発熱性能を制御できる材料を開発することを目指したものである。その有力な候補であるTi/Si多層膜は反応性が高すぎて取扱いが困難である。そこで、我々はSi層を幾分酸化させたTi/SiOx多層膜を提案し、x=0.56程度とすることで単位質量あたりの発熱量を低減することなく課題であった過剰な反応性を押さえることに成功した。また、Ti/SiOx多層膜の反応では、Tiシリサイドと共にSiO2が生成していることも明らかにした。Al-Niに代表されるある種の多層薄膜は、外部から微小なエネルギを与えると、発熱を伴った金属間化合物の生成反応が誘起して薄膜全体に伝播していく。我々は、このような多層膜の局所的・瞬間的加熱を癌細胞の温熱治療などの医療分野で応用することを目指し、生体不適合金属を使用しない自己伝播発熱反応材料を開発することを目的としており、主としてTi-Si系多層薄膜に関して調査している。本研究では、Si層の代わりにSiOx層を用いることで、発熱量、反応誘起に必要なエネルギ、反応伝播速度を制御し、用途に応じた材料設計を可能にすることを目指す。本年度までに、純TiおよびSiOxターゲット(酸素含有量23at%)を用いて種々のTi/SiOx多層薄膜を作製し、各種パラメータが発熱特性におよぼす影響について調査し、Ti/Si多層薄膜との比較検討を行った。一層対厚さを100nm、総膜厚を2μmで一定としてTi:SiOx膜厚比を変化させた試料(多層膜中に含まれるTi-Si組成を基準にしてSI組成が2975at%の範囲で調査)では、Si組成が3750at%の場合にのみ自己伝播反応を生じた。この反応可能な組成域は、同じ条件のTi/Si多層薄膜のSi組成3878at%に比べて極端に狭い。また、これらのTi/SiOx多層薄膜での反応生成物は、膜内のSi組成に依存せずTi5Si3であることもわかった。さらに、自己伝播反応の生じることが明らかとなったSi組成が37at%と50at%のTi/SiOx多層膜について更に詳細に調査した結果、一層対厚さが厚くなるほど自己伝播反応を生じるために必要な総膜厚が厚くなる傾向が認められた。また、多層膜中のSi組成で比較すると、Si組成が32at%のものの方がより薄い総膜厚で自己伝播反応を生じることもわかった。昨年度までに酸素含有量23at%のSiOxターゲットを用いた実験をほぼ終え、自己伝播発熱反応の生じる組成域をTi/Si多層薄膜の場合と比較することができた。この知見をもとにして、昨年度末に別の組成のSiOxターゲットを購入済みで、既に予備的な実験を開始している。この研究の進度は、ほぼ予定通りである。Al-Niに代表されるある種の多層薄膜は、外部から微小なエネルギにより発熱を伴った金属間化合物の生成反応が誘起して薄膜全体に伝播していく。我々は、このような多層膜の局所的・瞬間的加熱を癌細胞の温熱治療などの医療分野で応用することを目指し、生体不適合金属を含まない自己伝播発熱反応材料としてTi-Si系多層薄膜に注目して調査している。本研究は、Si層の代わりにSiOx層を用いることで、発熱量、反応誘起に必要なエネルギなどを制御し、用途に応じた材料設計を可能にすることを目指したものである。本年度までに、純Tiおよび2種類のSiOxターゲット(酸素含有量23at%および13at%)を用いて種々のTi/SiOx多層薄膜を作製し、各種パラメータが発熱特性におよぼす影響について調査した。本研究の条件でこれら2種類のSiOxターゲットから作製した薄膜のO組成xは、それぞれ0.54および0.25と同定された。一層対厚さを100nm、総膜厚を2μmで一定とした場合、スパークによって自己伝播反応を生じる組成はTi/Si多層膜では2263at%Tiであったが、Si層をSiO0.25にすると3063at%Ti、SiO0.54にすると5063at%Tiのように反応可能な領域が狭くなった。なお、SiO0.25程度の酸化度合いでは反応性の低下は限定的であり機械刺激によっても反応が生じたが、SiO0.54まで酸化度合いを高くすると機械刺激では反応が生じない程度に安定化することがわかった。いずれの場合もTi組成が63at%付近で最も激しい反応が生じ、いずれの場合もTi5Si3が生成した。この組成における単位質量当たりの発熱量は、Si層の酸化度合いによらず同程度であることも明らかとなった。これらの結果は、Si層の酸化度合いによって発熱量を保ったままで反応性を制御できることを示唆している。昨年度までに酸素含有量23at%および13at%の2種類のSiOxターゲットを用いた実験をほぼ終え、自己伝播発熱反応の生じる組成域におよぼす酸素含有量の影響についてある程度の知見を得ることができた。また、反応前後の多層薄膜のXPSによる化学状態分析にも着手したところであり、Ti/SiOx界面での反応メカニズムの検討についても進行中である。