hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
理科教員のための協働的アクションラーニングによるプロジェクト型授業開発

本研究では,小・中・高等学校教員への支援の在り方の一つとして,理科の授業計画の立案から授業実践までの一連のプロセスをプロジェクトとして位置付け,複数の理科教員や大学教員が協働的に関わるアクションラーニングの仕組みを構築することを目的とした。多角的な取り組みが期待できる素材として,「水」「土」「光」に着目し,これらに関連した学習内容を念頭に,素材の探査から学習活動への適用まで一貫したプロジェクトとした。その結果,教材開発・研究を基盤とした授業開発を行うことで協同的な取り組みが促され,学習内容だけでなく,関連分野も含めた包括的な理解と柔軟な教材観を背景とした授業を実践できる力が育成された。本研究では,小・中・高等学校における理科教員の授業計画・教材研究から授業実践までを総合的に支援し,その取り組みを通して理科教員としての資質・能力をより高められる仕組みの構築を目的としている。教師の質の向上が求められている昨今の教育現場に対し,教員や現場のニーズに合った支援や研修のあり方の一つとして,複数の現場教員と大学教員が協働的に取り組むアクションラーニングの仕組みを構築することををめざしている。その内容は,教材研究における「素材探査」「教材開発」「学習活動への適用」といった一連のプロセスを主軸とし,学習内容やその周辺領域との関連性についても理解を促すことで柔軟な教材観を有し,教師力の基盤の一つである教科指導力の強化を指向した「授業開発」を行うものである。平成26年度は,教材となる素材の探査・発掘,教材内容の検討について行った。具体的には,理科の内容を「物質」「生命」「環境」の3領域に区分し,それらに関連した理科的な事物・現象について,国内外の文献の調査をはじめ,野外調査や実験,各種学会参加などにより,教材研究の基盤となるデータを収集した。同時に,領域間を横断的に扱える内余についても検討した。また,生物や地学に関連した素材については,フィールドワークによる教材研究や地域教材の開発研究を念頭にした予備的な調査も行った。物理や化学に関連した素材としては,身の回りの物理的・化学的な現象から,たとえば日常生活で用いられる化学物質を取り上げ,その教材的活用の有用性について検討することも行った。その結果,上記3領域に共通する題材として,「相互作用」「物質循環」「化石」「水」などのキーワードが抽出され,それぞれに関連した教材開発に向けた基礎的研究を行った。これらの成果の一部を著書,研究論文,学会発表として公表した。本研究では,教員の質の向上が求められている現在,教員や学校現場の要請に相応した支援の方策の一つとして,小・中・高等学校で理科教員が行う授業計画および教材研究から授業実践にいたるプロセスを総合的に支援し,それにより理科の教員としての資質や能力の向上を図る仕組みの構築を目的としている。具体的には,複数の授業開発をそれぞれプロジェクトと位置付け,個々のプロジェクトに対して複数の現場教員と大学教員とからなるチームが協働的に関わるアクションラーニングを実施し,より効果的な支援や研修のあり方を検討・その成果を蓄積していくものである。ここでは教材研究を主軸とし,そのプロセスにおける素材の探査,教材開発,学習活動への適用という流れにより,学習内容のみならず,その関連領域にまで理解を深め,柔軟な教材観に裏付けされた教科指導力の向上を図った授業開発を基盤としたシステムを構想している。平成27年度は,授業開発プロジェクトの立案,授業開発の実施,およびアクションラーニングの評価・改善を行った。教材研究の題材には,発想に自由度を与え思考を柔軟にするため,前年度抽出されたキーワードの概念を拡大させ,「水」「土」「光」とした。授業開発では,既存知識の活用によって段階的な思考を促す授業づくりを念頭にプロジェクトとし,高校2年生を対象とした授業実践を行った。また,研究素材の探査,教材内容の検討や情報収集も行った。教材研究では,個々の専門領域を背景として取り組みながら,同時にお互いに情報交換することで関連領域についての理解を深めながら教材開発を行った。大学教員は,現場教員間の情報交換を媒介しながら適宜助言を与えた。授業実践は,現場教員・大学教員のTTとして実施した。これらの取り組みで抽出された課題,たとえば,情報交換の方法,検証実験の再現性,授業における探究的な仕掛けづくりなどの改善策について検討した。当初の計画は授業開発プロジェクトの立案,授業開発の実施,アクションラーニングの評価・改善,成果の公表に加え,前年度に抽出された題材の内容的な偏りの改善を目指したものであった。このうち内容的な偏りについては,抽出された題材に関するキーワードの概念を拡大させることで対処することができた。その結果,「水」「土」「光」を題材として取り組むことができた。例えば「土」については土壌細菌の硝化作用,「光」については光合成の反応経路,および蛍光色素を用いた顕微鏡観察といった,新たな実験教材を開発・実践的検証を行うことができた。「水」については,化学や地学的な内容が主になる傾向があったものの,「土」「光」の内容を補完する題材とした扱うことができた。また,高校2年生を対象とした授業実践では,酸素系漂白剤を取り上げた探究的な授業を開発・実践した。これは身近な素材を用いた化学の実験教材であると同時に,生物的な側面からも関連させることが可能であり,今後新たな方向性を持たせた展開が期待できる素材を発掘できたと言える。さらに,「光」については観察方法のこれ基本原理に関連しており,その知見を活用した観察・実験教材の開発も行うことができた。これらの成果として,研究論文等により5編,学会発表等により19件を公表した。

以上のように,いくつかのキーワードを元にして発想を拡大させ,それらを関連づけることで新たな素材が見出されるように,連鎖的に研究が展開されていおり,平成27年度の研究は,おおむね計画通りに進めることができたと言える。本研究では,教員の質の向上が求められている現在,教員や学校現場の要請の応じた支援の在り方の一つとして,小・中・高等学校における理科の授業計画の立案から授業実践までを念頭に,教材開発・研究をコアとした一連のプロセスをプロジェクトとして位置付け,複数の理科教員や大学教員が協働的に関わるアクションラーニングの仕組みを構築することを目的としている。教材開発・研究をコアとすることで,そのプロセスにおける素材の探査から学習活動への適用までの一連の流れにより,学習内容に加え,その関連領域にまで理解を深め,柔軟な教材観を背景とした教科指導力の向上を図るものである。平成28年度は,「水」「土」「光」から派生させて着想したものや,複数を組み合わせた授業開発プロジェクトを構想した。具体的には,「生命」領域では発芽種子や花の形態形成などの教材研究や授業実践,「物質」領域では化学反応における動的挙動の教材開発や段階的アプローチによる授業実践など,「環境」領域では石炭やビーチロックの教材研究などを行った。また,授業における探究的な学習活動を行う仕掛けづくりについて,「理科授業デザインベース構造化シート」の有効性について検討し,授業計画の策定における有効性と,探究的な仕掛けには,教材内容に対する深い理解が不可欠であることを確認した。以上により蓄積された授業開発プロセスを,現職教員の研修プログラムに反映させることができた。一方,改善課題として挙げられていた日常的な情報交換や情報共有の手段について,セキュリティやネチケットに配慮した仕組みについて検討したが,現状のいわゆるネット環境下においては一定のリスクを前提とせざるを得ず,有効な方策については継続して検討することとなった。以上の成果の一部を,研究論文5編(うち査読付き4編),学会等発表18件(うち国際シンポジウム招待講演1件)として公表した。研究開始初年度から現在に至るまで,種々の教材研究を基盤とした授業開発の取り組みを行ってきた。当年度においては,特に「水」「土」「光」をキーワードとして授業開発プロジェクトを行い,生物に影響をおよぼす外的要因や岩石の成因の教材化など,複数の領域における情報交換が不可欠な教材研究ができた。特に,生物地理学的な現象の教材化では,素材研究の段階から物理化学的知見を駆使し,データ解析においては地史学的知見が必須となるなど,本プロジェクトの仕組みが有効に働いたと言える。授業計画については,「理科授業デザインベース構造化シート」の応用を試みることで,授業における探究的な仕掛け作りには,教材内容に対する深い理解が不可欠であることが明確化され,本研究の意義が再確認された。以上の取り組みにより,教材の発掘から授業実践に至る様々なプロセスを蓄積することができ,現職教員の研修でも試行することができた。要改善課題である情報交換の手段については,現在の技術上の限界により,有効な方策について引き続き検討せざるを得ないのが実情である。
植民地における科学技術関連機関やそこでの科学技術者の活動の歴史的検討

平成14年度は、満鉄中央試験所がどのように中国側に受けつがれていったのかを中心に研究をすすめた。その研究実績の概要を以下に示す。まず、満鉄中央試験所という研究機関の場合、敗戦時における対応は731部隊の医学者たちとは、対極的なものだったということが明らかになった。このような対応を可能にしたのは、当時の満鉄中央試験所所長だった丸沢常哉氏によるところが大きい。丸沢氏は、東京帝国大学工学部応用化学科を卒業した後、九州大学教授や大阪大学教授、旅順工科大学教授などを歴任した後満鉄に副総裁待遇で紹かれた科学者であった。研究成果を廃棄すべしという社命に抗して丸沢は研究成果は人類共通の財産であるという考えに従い、研究業績をロシアや中国にひきわたすことを、決断した。満鉄中央試験所の接収にあたっては、この丸沢の考えにしたがって研究所員たちも行動した。この時、残留した日本人技術者の研究テーマとは、鞍山製鉄所における珪石煉瓦、オイルシェールの水添加ガソリン写真用ゼラチン、研究業績に関する文献の整理、フィッシャー法触媒、頁岩油軽油の水添によるガソリンの製造などであった。またこの時、日本人技術者は中国人青年を教育したが、その中には、後に大連化学物理研究所にも関係する技術者に育った。満鉄中央試験所のスタッフのなかには「内地」とはちがって油脂関係の専門家がたくさんいたということも明らかになった。こうした植民地「満州」での科学技術者たちの活動を考えるとき、われわれは、植民地近代化論をどうとらえるべきなのかという問題にぶつかることになるだろう。
半導体エレクトロニクスとプラズモニクスの融合による次世代情報伝達回路の創製

本研究では,貴金属代替材料として導電性酸化物や窒化物に焦点を当て,酸化インジウム(ITO)および窒化チタン(TiN)のプラズモニクス特性を評価した.高品質のエピタキシャル薄膜を作製した結果,これらが近赤外や可視域において低損失のプラズモニック材料となることがわかった.また,TiN薄膜にナノ加工を施して周期ナノドットアレイを作製した結果,表面プラズモンが光回折と相互作用する様子が観察された.この結果は非貴金属のナノ構造を利用して光ープラズモン変換が可能であることを示しており,蛍光増強,表面増強ラマン散乱,太陽電池等への応用展開が期待される.本研究では,貴金属代替材料として導電性酸化物や窒化物に焦点を当て,酸化インジウム(ITO)および窒化チタン(TiN)のプラズモニクス特性を評価した.高品質のエピタキシャル薄膜を作製した結果,これらが近赤外や可視域において低損失のプラズモニック材料となることがわかった.また,TiN薄膜にナノ加工を施して周期ナノドットアレイを作製した結果,表面プラズモンが光回折と相互作用する様子が観察された.この結果は非貴金属のナノ構造を利用して光ープラズモン変換が可能であることを示しており,蛍光増強,表面増強ラマン散乱,太陽電池等への応用展開が期待される.半導体電子回路の集積密度は飽和を迎えつつあり,これを克服する一つのアプローチとして速く信号を伝えられる光回路を組み込むことが提案されているが,光の回折限界により光回路を微細化された電子回路に組み込むことは困難である。本研究では,電子と光を結び付ける技術として,金属/誘電体の界面に局在する電磁モード,すなわち表面プラズモンポラリトンに注目し,高速性と微細性を兼ね備えた次世代情報伝達・処理回路の要素技術を開発する。従来,金属層としては金や銀などの貴金属が用いられてきたが,貴金属には吸収損失が大きいという欠点がある。本研究では,貴金属代替材料として導電性酸化物や導電性窒化物に焦点を当てており,平成24年度は,パルスレーザー堆積法により単結晶基板上に錫を添加した酸化インジウム(ITO)および窒化チタン(TiN)をエピタキシャル成長させ,プラズモニック特性を評価した。ITO単結晶薄膜に関しては,イットリア安定化ジルコニア(YSZ)基板上に単結晶薄膜を作製し,ホール効果ならびに反射率を測定した。その結果,(1)赤外域における誘電特性がドルーデモデルで説明できること,(2)貴金属と比べて赤外域における損失が顕著に低くなること,(3)赤外光-表面プラズモン変換されることなどが確認され,単結晶ITO薄膜が赤外域におけるプラズモニック材料として有望であることが明らかになった。TiN薄膜においては,格子不整合の小さいMgO基板上を用いることにより,はじめて単結晶薄膜を成長させることに成功した。得られた薄膜に対してエリプソメトリー測定により光学定数を求め誘電定数を導出したところ,可視域で有望なプラズモニック材料であることがわかった。半導体電子回路の集積密度は飽和を迎えつつあり,これを克服する一つのアプローチとして速く信号を伝えられる光回路を組み込むことが提案されているが,光の回折限界により光回路を微細化された電子回路に組み込むことは困難である。本研究では,高速性と微細性を兼ね備えた次世代情報伝達・処理回路の要素技術を開発するため,電子と光を結び付ける技術として金属/誘電体の界面に局在する電磁モード,すなわち表面プラズモンポラリトンに注目している。これまで,金属層としては金や銀などの貴金属が用いられてきたが,貴金属には吸収損失が大きいという欠点がある。平成25年度では,貴金属代替材料として導電性酸化物や導電性窒化物のポテンシャルを明らかにするため,錫を添加した酸化インジウム(ITO)および窒化チタン(TiN)のエピタキシャル薄膜に対して,全反射減衰法による反射率測定によりプラズモニック特性を評価した。その結果,薄膜成長条件を最適化することにより,ITO薄膜は近赤外(1500nm付近),TiN薄膜は可視域において低損失プラズモニック材料となることがわかった。加えて,TiN薄膜については,薄膜上に蛍光色素を含む層を塗布して基板/薄膜/色素膜の3層構造を作製し,プリズムを介して光励起による発光現象を観察した。その結果,色素からのエネルギー移動により表面プラズモンポラリトンが励起され界面を伝搬する様子が確認された。本研究では,高速性と微細性を兼ね備えた次世代情報伝達・処理回路の要素技術を開発するため,電子と光を結び付ける技術として金属/誘電体の界面に局在する電磁モード,すなわち表面プラズモンポラリトン(SPP)に注目している。前年度までの研究において,導電性酸化物や導電性窒化物が貴金属代替材料として有望であることが明らかになった。たとえば,錫を添加した酸化インジウム(ITO)および窒化チタン(TiN)のエピタキシャル薄膜に対して反射率測定を行った結果,薄膜成長条件を最適化することにより,ITO薄膜は近赤外(1500nm付近),TiN薄膜は可視域において低損失プラズモニック材料となることがわかった。

平成26年度は,高品質ITO薄膜およびTiN薄膜に対してナノインプリントおよび反応性イオンエッチングを施して周期ナノドットアレイを作製し,プラズモニクス特性を評価した。両薄膜ともナノ構造の存在に基づく回折効果によりSPPの分散特性が変化する様子が確認され,これらの材料が次世代情報伝達・処理回路の実現に向けて有望であることが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。無機材料化学26年度が最終年度であるため、記入しない。表面プラズモンポラリトンによる高速性と微細性を兼ね備えた次世代情報伝達・処理回路の実現には,吸収損失は大きな問題である。加えて,貴金属のような高価な原料を必要とする材料系の利用は避ける方がよい。平成24年度の研究において,低損失のプラズモニック材料として汎用の酸化物や窒化物を活用できる目途がついたため,当初予定通り進展している。平成25年度までの研究において,低損失のプラズモニック材料として汎用の酸化物や窒化物を活用できる目途がつき,さらに,発光材料と組み合わせてエネルギー移動による表面プラズモンポラリトンの励起が確認され,当初予定通り進展している。当初予定通り,導電性酸化物および導電性窒化物のナノ構造を作製し,光活性種との複合により電場応答型デバイスを試作する。平成24年度は、薄膜作製用の単結晶基板の購入費が当初より安くなることがわかり消耗品費で若干の余りが出たが,これは次年度以降の単結晶基板購入費に繰り越して使用する。また,薄膜作製用のターゲットの作製のための雰囲気炉を購入する。
公共資源配分の政治経済学-空港発着枠市場の制度化ゲームに見る「失敗」の実証分析

本研究では、公共資源配分への市場メカニズム導入に関する実証的な政策分析を行った。具体的には、米国における空港発着枠配分への市場メカニズム導入の「失敗」を分析の対象とした。この政策に関するデータを包括的に用いた世界初の定量的分析が成果として得られた。(1)本研究は、公共資源配分への市場メカニズム導入に関する実証的な政策分析を行う。(2)その際、市場メカニズム導入を「市場の制度化ゲーム」と捉える政治経済学の動学的視座から、導入がなぜ「失敗」したのかをデータに基づき定量的に分析する。(3)具体的には、米国における空港発着枠配分への市場メカニズム導入の「失敗」を分析の対象とする。本研究はこの政策に関するデータを包括的に用いた世界初の定量的分析である。本年度は以下の作業を行った。1先行研究・政府報告書等の追加レビュー学術書・学術論文・政府報告書等を中心に、先行研究の追加レビューを行った。2資料・データの収集・整理上記各種資料の収集・整理を継続した。3航空会社間提携関係等の調査本研究の仮説の1つ(下記参照)を検証するには、航空会社間の提携関係を把握しなければならない。そこで主として航空各社の資料や業界紙を元に、以下のデータ期間につき、航空各社の提携関係のデータベースを作成した。5データの定量的分析上記データ整理・入力が終わった部分(オヘア空港分)を用いて、定量的手法により、発着枠取引市場の競争性の検証を試みた。その結果、売買/貸借される発着枠の数と発着枠貸借期間のいずれも、関連会社間の取引におけるそれらが、ライバル会社間の取引におけるそれらよりも、統計的に有意に多いことが判明した。これは、発着枠取引市場が十分に競争的に機能してきたとは言い難いことを示している。次年度以降、他の期間や他の空港について同様の分析を施したい。1学術書・学術論文・政府報告書等を中心に、先行研究の追加レビューを行った。2(1)Docket Files、(2)Federal Register、(3)発着枠関連データの収集・整理を継続した。3September 12,1994-July 1,1999の発着枠取引データのオヘア空港分を用いて、定量的手法により、発着枠取引市場の競争性の検証を試みた。発着枠取引市場が十分に競争的に機能してきたとは言い難いことを示すこの分析結果については、2007年10月開催の日本交通学会にて報告し、同学会の年報『交通学研究2007年研究年報』(日本交通学会、2008年)に論文(査読付)として掲載された。4.さらにラガーディア空港についても上記期間の発着枠取引データの定量的分析を行ったところ、同空港ではオヘア空港とは全く対照的に、新規参入のライバル会社が発着枠の貸借において差別されているとは統計的には言えないことが明らかとなった。この分析結果は、中村則弘・高橋基泰編『国際比較研究叢書3グローバリゼーションに対抗するローカルー相互補完の可能性』(明石書店、2008年)に公表された。次年度以降、他の期間や他の空港について同様の分析を施すと同時に、各空港で発着枠取引市場の競争性が異なる原因の解明も試みたい。空港分の発着枠取引データ(September12,1994- July1,1999)を用いた回帰分析により、発着枠取引市場の競争性の検証を試みた。その結果、ケネディ空港とオヘアの3空港では、売買/貸借される発着枠の数と発着枠貸借期間のいずれも、関連会社間の取引におけるそれらが、ライバル会社間の取引におけるそれらよりも、統計的に有意に多いことが判明した。これに対して、しばしば新規参入者やGAOなどにより指摘されてきた「新規参入者」または「非大手」それ自体に対する取引上の差別の証拠は、統計的には認められなかった。これにより、空港発着枠配分への市場メカニズム導入は、発着枠保有航空会社によるライバル航空会社への差別的取引により、上手く機能しなかったことが明らかとなった。本研究は、空港発着枠取引データを包括的に分析したものとして、現時点では、世界でほとんど唯一のものである。その研究成果は、国内外の学会(日本交通学会、Air Transport Research Society)で報告され、国内では査読付の学会誌(『交通学研究』)に掲載されている(国外のジャーナル(Transportation Researck Part B)でも現在、査読の第1段階を終え、修正作業中である)。また、研究内容が評価され、東京大学で2009年3月に開催された国際セミナーに、航空経済学の主導的な研究者の一人であるJan K. Brueckner(University of California,Irvine)とともに、招待講演者として招かれてもいる。以上の理由により、本研究は、おおむね順調に進展し、価値ある研究成果を上げつつあると判断する。
距離情報と全方位画像の融合による実空間モデリング

レーザレンジファインダによる距離画像と通常の光学画像の両情報を融合した,実空間のモデリングとその応用に関する検討を実施した.光学画像によりコンピュータビジョン技術により幾何学情報の一部の取得が可能である.しかし,コンピュータビジョンが奥行きの推定であるのに対し,レーザレンジファインダではかなり正確な奥行き情報(距離画像)を取得できる.本研究では,放物面鏡/魚眼レンズによる全方位光学画像と,全方位距離画像のマッチングを行い,周囲の色情報・幾何情報の融合,すなわち全方位融合情報の獲得を図る.それに基づいて空間のモデリングを行い,従来の光学画像のみ,あるいは距離情報のみの解析・応用に対して,意義のある融合情報の獲得・利用が狙いである.システムを移動体に搭載すれば,応範囲のモデリング例えば都市規模のモデリングも可能となる.以上を目的とし,以下の項目ごとにレーザレンジファインダを搭載したロボットに関する調査研究を実施した.全方位光学画像の獲得方法を検討:放物面鏡,超広角魚眼レンズと光学カメラの組み合わせによる方法,レーザレンジファインダと同期して回転する通常の光学カメラによる方法を比較検討した.全方位距離情報の集約:通常のレーザレンジファインダは静止または対象物体の周囲を回転(公転)することにより対象形状を取得するが,ここではレーザレンジファインダ自身を回転(自転)させて周囲の距離情報を獲得する方式を検討した.時系列的に得られた距離情報群を集約,全方位情報として融合するアルゴリズムの開発が主要課題である.全方位光学画像と全方位距離画像の融合:独立に得られた全方位光学画像と全方位距離画像のキャリブレーションを行って初めて有意な全方位融合情報となる.そのマッチング方式の開発が主要課題である.レーザレンジファインダによる距離画像と通常の光学画像の両情報を融合した,実空間のモデリングとその応用に関する検討を実施した.光学画像によりコンピュータビジョン技術により幾何学情報の一部の取得が可能である.しかし,コンピュータビジョンが奥行きの推定であるのに対し,レーザレンジファインダではかなり正確な奥行き情報(距離画像)を取得できる.本研究では,放物面鏡/魚眼レンズによる全方位光学画像と,全方位距離画像のマッチングを行い,周囲の色情報・幾何情報の融合,すなわち全方位融合情報の獲得を図る.それに基づいて空間のモデリングを行い,従来の光学画像のみ,あるいは距離情報のみの解析・応用に対して,意義のある融合情報の獲得・利用が狙いである.システムを移動体に搭載すれば,応範囲のモデリング例えば都市規模のモデリングも可能となる.以上を目的とし,以下の項目ごとにレーザレンジファインダを搭載したロボットに関する調査研究を実施した.全方位光学画像の獲得方法を検討:放物面鏡,超広角魚眼レンズと光学カメラの組み合わせによる方法,レーザレンジファインダと同期して回転する通常の光学カメラによる方法を比較検討した.全方位距離情報の集約:通常のレーザレンジファインダは静止または対象物体の周囲を回転(公転)することにより対象形状を取得するが,ここではレーザレンジファインダ自身を回転(自転)させて周囲の距離情報を獲得する方式を検討した.時系列的に得られた距離情報群を集約,全方位情報として融合するアルゴリズムの開発が主要課題である.全方位光学画像と全方位距離画像の融合:独立に得られた全方位光学画像と全方位距離画像のキャリブレーションを行って初めて有意な全方位融合情報となる.そのマッチング方式の開発が主要課題である.
一般逆行列の面的折り構造への適用に関する研究

本研究では,不安定リンク構造の解析手法として妥当性の確認されている一般逆行列による計算手法をパネルとヒンジから構成される剛体折紙モデルに適用し,特異状態における剛体折紙モデルの特徴の調査,また剛体折紙の拘束条件の構造解析への適用を行った.構造解析への応用に関しては,角型鋼管柱の圧縮強度計算を対象として剛体折り条件の降伏線解析への適用例を示した.次に剛体折紙モデルの特異状態解析として高次項を考慮した拘束条件式を導出し,幾つかの折線例からその妥当性を検証した.本研究では,不安定リンク構造の解析手法として妥当性の確認されている一般逆行列による計算手法をパネルとヒンジから構成される剛体折紙モデルに適用し,特異状態における剛体折紙モデルの特徴の調査,また剛体折紙の拘束条件の構造解析への適用を行った.構造解析への応用に関しては,角型鋼管柱の圧縮強度計算を対象として剛体折り条件の降伏線解析への適用例を示した.次に剛体折紙モデルの特異状態解析として高次項を考慮した拘束条件式を導出し,幾つかの折線例からその妥当性を検証した.1.剛体折りモデルによる面材の折りに際しての力学特性評価法の開発既存の降伏線解法による軸圧縮を受ける箱型断面短柱耐荷力推定について,塑性ヒンジにおいて仮定される二面角関係に剛体折り条件を適用する手法を提案し,既存の実験データと比較した.具体的手順としては[1]鉛直変位と最大膨れ部の回転角の関係式[2]剛体折り条件から最大膨れ部の回転角によって周辺の塑性ヒンジ回転角を算出[3]回転角情報から塑性ヒンジ断面内における歪算出[4]応力歪関係から各時点での応力算出[5]各時点での断面内応力,歪値から塑性ヒンジでの内部仕事量増分dWH算出[6]軸荷重算出[7]以上を使用してN-d崩壊曲線描画,とするもので,[2]で剛体折り条件を使用して内部仕事量算出に必要な回転角をより合理的に求めていることが新規な提案となるところである.既存の実験データとの比較により結果は妥当であることが評価された.2.一般逆行列解析の適用可能な面要素の定式化これまで不伸長トラスの安定化移行解析に適用例の見られた一般逆行列を利用する解析を,面的不安定構造解析へ拡張するにあたり,(1)辺不伸長と平面角不変を条件とするトラスにより剛体折りモデルの拘束条件の定式化(2)制約条件付き最適化問題として面的構造の折畳み解析,を実施した.不伸長トラスから成る構造へ一般逆行列を適用した変形解析として,不伸長条件について同次解を用いる手法と,制約条件をもとに目的関数を最小化する問題として特解を用いて逐次変位を求める手法が既に提案されているが,(1)の制約条件により四辺形以上の面を持つ剛体折りモデルについて適用が可能になり,また(2)について目的関数を二面角の和の最小化とすることにより面的構造の畳込み経路を一般的条件により追跡することが可能となった.以上をミウラ折り等を例に有用性を確認した.本研究は不安定リンクモデルの変位経路解析に対しその有効性が確認されている一般逆行列を使用した解析と知見を,パネルとヒンジから構成される面的な構造へ拡張することを目指したものである.このパネルヒンジ構造は「剛体折紙モデル」として,既に不安定リンクモデルとの対応において一般逆行列を適用して変形経路追跡を行えることが本研究者らによって示されているが,本研究においては拡張の1つ目の観点として板の降伏線理論への応用を検討し,2つ目の観点として剛体折紙モデルの特異状態である平面状態における挙動に着目した.1つ目の降伏線理論への適用に関しては,軸圧縮を受ける角型鋼管短柱に対して塑性ヒンジ線を仮定し,降伏線形状として剛体折紙条件からヒンジ線での回転角の関係を求め,軸圧縮量に対しての塑性ヒンジでの内部仕事量から,崩壊曲線を求めることを検討した.角型鋼管の軸圧縮過程は剛体折紙的でないことから移動ヒンジを仮定したが,このモデル化による算出値は既存データとの乖離を示したため,この方向への拡張は終了した.2つ目の観点である特異状態における挙動の解明であるが,平坦状態から平坦状態への折畳み経路を制約条件付き最適化問題としてとらえたとき,初期平坦状態は変形勾配の観点からも特異状態であることが確認できた.不安定リンク構造における特異状態の有限範囲可変性判定手法として検討例のある高次項を考慮した解析法をこの平坦時における剛体折紙モデルへ適用し,変数を節点位置に代えて二面角,拘束条件を部材長不変に代えて平面角の和として,拘束条件の2階微分を考慮した可変性検討を行ったところ,平坦状態における展開図情報から可能な2面角変化モードを抽出できることが示された.構造工学当初の計画では以下の(1)(2)を平成25年度,(4)(5)を平成2526年度,(3)が平成26年度の計画とした.(1)剛体折り判定解析手法の理論整備と精緻化(2)剛体折りモデルによる面材の折りに際しての力学特性評価法の開発(3)一般逆行列解析の適用可能な剛体折りモデル以外の面要素の定式化(4)FE解析との比較による妥当性検証(5)不安定面的部材に関する実験による妥当性検証

このうち,(1)については回転行列を使用する代えて四元数を使用したアプローチを行い,従来の非平坦時の剛体折り条件と等価な条件の導出まで行ったものの,平坦時の特異性を説明までは至らなかった.(2)については「研究実績の概要」で示したように箱型断面短柱の座屈問題へ降伏線解法を適用するに当たり剛体折り条件を使用する例を示すことができた.(3)については当初予定していた板要素等の面的要素への適用でなく,一般逆行列を使用した不伸長トラス解析において得られている知見を剛体折りモデルへ拡張するという観点から解析を進めた.(4)(5)については実験・解析環境整備のため実施が遅滞している.実験室の設備更新工事,授業使用との時期調整が困難であったことが理由となるが,26年度には実施できる状況になっている.現在,実験とFE解析の実施がやや遅れている.鋼部材の耐荷力実験については試験機の授業使用が終わる5月下旬にテスト試験を行い,その後部材特性を変えたパラメトリックな実験を順次実施する予定である.また剛体折りモデルを使用した耐荷力解析と同様なFEモデル作成を5-6月にかけて行い,結果を比較することにより適用範囲について評価を行う予定である.実験の実施が遅れており,テスト試験用の鋼材のみ購入しており,実施予定のシリーズ試験の供試体については次年度以降購入予定となったため.予定していたシリーズ実験における供試体,計測用雑品(変位計,ゲージ)を順次購入予定である.
嗣徳帝期ベトナムの経済変動と近代アジア世界

平成30年度は、従来取り組んできたベトナム貨幣史や流通経済史に関する研究成果を論文の形で公刊するとともに、新たな研究課題として、19世紀後半におけるベトナムと香港の関係の解明に取り組んだ。まず研究成果公刊として、19世紀ベトナムにおける銅銭と亜鉛銭の関係を分析した論文「19世紀ベトナムにおける亜鉛銭使用の拡大と銅銭流通の変容」を『歴史学研究』誌上に発表した。銭貨とともに伝統ベトナムの主要貨幣を構成した銀については、19世紀における中国・東南アジア地域の銀流通を比較検討した論文集『銀の流通と中国・東南アジア』(山川出版社)に、「近世ベトナムの経済と銀」と題する論考を寄稿した。この論文は、中国・ベトナム双方の一次史料に基づき、1819世紀ベトナムにおける銀山の開発、銀の鋳造と流通、銀と国家財政の関係について包括的に検討したものである。これら貨幣経済の分析に加え、平成30年度には19世紀ベトナムにおける穀物流通のあり方を阮朝の漕運制度に着目して分析し、その成果を「ベトナム阮朝の漕運制度に関する基礎的考察」として『史学雑誌』上に発表した。以上に加え、平成30年度の重点的な研究課題として取り組んだのが、嗣徳帝期ベトナムにおけるベトナムー香港関係の解明である。現地での史料調査をふまえたその成果は、平成30年11月に開催された日本ベトナム研究者会議でのパネル企画において、「19世紀末のベトナムと香港ネットワーク」として発表されている。この発表では、阮朝ー香港関係の形成過程とそれを仲介した阮徳厚と呼ばれる人物に着目し、これまで知られていなかった多くの新事実を紹介した。従来から研究を積み上げてきた19世紀ベトナムの銭貨流通・銀流通および穀物流通の問題につき、雑誌論文および論文集という形で確実に成果を公刊することができた。これら一連の業績公刊は、研究課題の順調な進展を示すものである。また、新たなテーマとして取り組んだ近代ベトナムと香港関係の検討についても、史料の収集とその分析において、きわめて大きな成果を得ることができた。このテーマは先行研究がきわめて少なく、史料の所蔵状況についても未知の部分が大きかったため、当初は作業の難航が予想された。しかし結果として当初の見通しをはるかに上回る史料を発見することができ、これまで知られていなかった多くの新事実を明らかにすることができた。さらにその一部を、学会での口頭報告という形で公にすることができたのも、今後の論文公刊に向けての大きな進捗である。今後における研究推進の方向としては、すでに分析の成果が出そろいつつある嗣徳帝期ベトナムにおける財政と軍事支出の連関、および香港との関係を軸にした近代ベトナムとアジアネットワークの関係について、雑誌論文の形での研究成果公刊を目指す。また新たな検討課題として、1860年代以降のベトナムにおける華人による徴税請負制度拡大の過程と、同時期における華人の国家的物流事業(漕運)への進出について分析を行う。上記課題に取り組むため、ベトナム・ハノイの国立第一公文書館において、阮朝シュ本のさらなる収集を進める。またハンノム研究院においても、嗣徳期における財政状況に関連する政書類の収集を行う。そしてこれら漢籍史料から得られた情報を、これまでに収集したフランス語の二次文献や国立海外公文書館で調査したインドシナ総督府の文書とつき合わせることで、嗣徳帝期ベトナムの経済システムを多面的に分析する本年度は、嗣徳帝期ベトナムの経済変動の解明という研究課題のなかでも、財政構造と資源配分システムの変化というテーマについて重点的に取り組んだ。具体的には、18601870年代の北部ベトナムにおける軍事支出の増大が、フエを頂点とする阮朝の財政運営にいかなる影響を与えたのかという問題の解明を目指した。研究の実施にあたっては、2017年9月にハノイの国立第一公文書館で関連する阮朝シュ本を調査した。シュ本の調査からは、北部地域での軍事作戦に要した経費、前線に駐屯した兵員の規模、フエから北部前線に輸送された物資の数量など、公刊史料に見られない多くの数量データを得ることができた。また同じくシュ本の分析により、1874年の第二次サイゴン条約の締結によって設置された海関(ハノイとハイフォン)の関税収入が、洋式銀貨の形で北部前線に投入されていた事実を明らかにした。これら一次史料の調査結果に基づき、2017年12月2日に神田外語大学で開かれた東南アジア学会第98回研究大会で研究報告を行った。また上記の研究と並行し、阮朝期の国家儀礼に伴う威信財の移動の分析、ベトナム中世貨幣史の展開とそのアジア史的位置付けの解明、19世紀ベトナムにおいて洋式銀貨の浸透が与えた影響の検討といった諸課題に取り組み、その成果を学会・研究会での口頭発表に反映させた。最後に、平成30年3月にはフランス・エクサンプロヴァンスの国立海外公文書館で史料調査を実施した。主な調査対象は、インドシナ総督府(GGI)の文書群に含まれるフランスの領事報告史料である。調査ではきわめて大量の報告書を確認・撮影したが、なかでも海外からの私鋳銭流入に関する史料を複数確認できたのは重要な成果であった。研究課題のうち、19世紀末の軍事支出の拡大と財政構造の転換という問題を漢文の公刊・未公開史料に基づいて着実に解明し、成果発表にまでつなげることができた。とくにベトナムの国立第一公文書館に所蔵されている未公開史料のなかから、研究課題に直接する多くの文書を発見できた点は評価できる。

これとならび、当初の計画にそってフランスの国立海外公文書館での現地調査を実施し、領事報告史料の閲覧・撮影を行ったのは重要な成果である。フランスでの文書館調査と非漢文史料の探索は、申請者にとって経験のない新しい挑戦であったが、現地のアーキビストの協力もあってきわめて順調に調査を行うことができた。これによって次年度以降に予定しているフランスでの調査の足がかりをつかみ、未公刊の漢文史料とフランス語史料とを組み合わせて嗣徳帝期ベトナムの経済変動を解明するという研究課題実現の基礎が整った。このほかにも、阮朝期の贈与経済の解明やベトナム中世貨幣史の検討などの新たな研究テーマに取り組み、その成果を口頭発表に結実させることができた。そこで行われた他分野の研究者との活発な意見交換は、研究課題をよりおおきな視野のもとに位置付けるのに役立った。以上の諸成果を踏まえると、本年度において研究課題はおおむね順調に進展したと評価できる。平成30年度は、従来取り組んできたベトナム貨幣史や流通経済史に関する研究成果を論文の形で公刊するとともに、新たな研究課題として、19世紀後半におけるベトナムと香港の関係の解明に取り組んだ。まず研究成果公刊として、19世紀ベトナムにおける銅銭と亜鉛銭の関係を分析した論文「19世紀ベトナムにおける亜鉛銭使用の拡大と銅銭流通の変容」を『歴史学研究』誌上に発表した。銭貨とともに伝統ベトナムの主要貨幣を構成した銀については、19世紀における中国・東南アジア地域の銀流通を比較検討した論文集『銀の流通と中国・東南アジア』(山川出版社)に、「近世ベトナムの経済と銀」と題する論考を寄稿した。この論文は、中国・ベトナム双方の一次史料に基づき、1819世紀ベトナムにおける銀山の開発、銀の鋳造と流通、銀と国家財政の関係について包括的に検討したものである。これら貨幣経済の分析に加え、平成30年度には19世紀ベトナムにおける穀物流通のあり方を阮朝の漕運制度に着目して分析し、その成果を「ベトナム阮朝の漕運制度に関する基礎的考察」として『史学雑誌』上に発表した。以上に加え、平成30年度の重点的な研究課題として取り組んだのが、嗣徳帝期ベトナムにおけるベトナムー香港関係の解明である。現地での史料調査をふまえたその成果は、平成30年11月に開催された日本ベトナム研究者会議でのパネル企画において、「19世紀末のベトナムと香港ネットワーク」として発表されている。この発表では、阮朝ー香港関係の形成過程とそれを仲介した阮徳厚と呼ばれる人物に着目し、これまで知られていなかった多くの新事実を紹介した。従来から研究を積み上げてきた19世紀ベトナムの銭貨流通・銀流通および穀物流通の問題につき、雑誌論文および論文集という形で確実に成果を公刊することができた。これら一連の業績公刊は、研究課題の順調な進展を示すものである。また、新たなテーマとして取り組んだ近代ベトナムと香港関係の検討についても、史料の収集とその分析において、きわめて大きな成果を得ることができた。このテーマは先行研究がきわめて少なく、史料の所蔵状況についても未知の部分が大きかったため、当初は作業の難航が予想された。しかし結果として当初の見通しをはるかに上回る史料を発見することができ、これまで知られていなかった多くの新事実を明らかにすることができた。
Geobacter属細菌の細胞外電子伝達ネットワークの解明

鉄還元菌・発電菌として代表的なGeobacter sulfurreducensの標準株PCA株は細胞外電子伝達には複数種のc型シトクロムを利用する。本研究では、それらc型シトクロム同士の相互作用について詳細を明らかにすることを目的とする。<共免疫沈殿法によるシトクロムの相互作用解析> OmcZSを抗原として作製された抗OmcZ抗体を用いて共免疫沈殿を行った。OmcZと相互作用する可能性のあるタンパク質を取得することに成功し、SDS-PAGEに供したところ、複数のバンドが見られた。バンドをゲルから切り出し、OmcZと相互作用すると考えられたタンパク質について同定を試みたが、得られたタンパク質量が少なく、同定には至らなかったため、同様の実験系にて、OmcZと相互作用するタンパク質の大量調整を試みている。<OmcZLの精製と結晶化>微生物燃料電池で高い出力での発電に必須なOmcZは、ペリプラズムでは水溶性の高い50 kDaのシトクロムOmcZLとして存在するが、その後、プロテアーゼによる切断を受けて30 kDaの水溶性の低いOmcZSになる。C末端に6個のヒスチジンを付加したOmcZL全長を生産するG. sulfurreducensを作製し、精製OmcZLの大量調整した。精製OmcZLを用いて結晶化条件を検討したところ、10を越える条件で良好な結晶を得ることに成功した。X線回折データの取得を試み、最大1.0Åの分解能の反射データを得ることに成功したが、対称性の最も低い空間群であったため、異なる条件で得られた結晶について反射データ収集を試みたところ、3.4Å程度ではあったものの、より対称性が高い空間群での反射データを得ることができた。現在構造を明らかにするために反射データを解析中であり、さらに良好なデータを得るために他の結晶化条件についても検討中である。共免疫沈降法によるOmcZと相互作用するタンパク質については、OmcZと相互作用する可能性の高いタンパク質がSDS-PAGEのバンドとして確認できているものの、得られているタンパク質量や質の問題により同定には至っていない。用いるサンプル量を増やすなどの対策を行ったが、SDS-PAGEのバンドの切り出しと精製によって調整したサンプルではMALDI-TOF/MSによる良好な結果が得られるに十分な量を取えることができていない。OmcZの結晶構造解析では、結晶化に成功し、反射データの取得に至ったものの構造決定には至っておらず、今後さらに良好な反射データの取得と解析が必要である。OmcZと相互作用するタンパク質の解析においては、これまで試みてきた実験系の単純な拡張では目的のタンパク質の同定は困難であることが考えられたため、今後はLC-MS/MSとそれに続くMascotサーチによる網羅的なタンパク質同定を試みるなど、方策の転換が必要と考えられる。同定されたタンパク質については、その遺伝子破壊株の作製と表現型解析(OmcZの生産や微生物燃料電池での発電能力など)を行うことで、細胞外電子伝達ネットワークに関与するあらたな因子を明らかにできると考えられる。OmcZの立体構造については、X線回折データ取得可能な結晶が得られる結晶化条件が明らかになっており、今後はさらに良好の結晶を得るために若干の沈殿剤濃度、塩濃度、pHに変化を加えた条件や微量のadditiveを添加した条件での結晶化を試みることで、より良好なX線回折データの回収を試みる。OmcZの立体構造が明らかになれば、c型ヘムの結合位置やそれぞれの分子表面からの距離などから、分子内の電子移動経路を推定することが可能になる。また、最も外側に位置するヘム周辺の分子表面の性質から電極(疎水性)と相互作用する可能性の高いアミノ酸に変異を導入するなど、変異酵素を作製し、その電極への電子伝達能力などについて解析することで、電極と相互作用するアミノ酸やタンパク質の立体的特徴などを明らかにすることができると考えられる。鉄還元菌・発電菌として代表的なGeobacter sulfurreducensの標準株であるPCA株は鉄還元菌による細胞外電子伝達にはOmcB、OmcS、OmcZなど複数種のc型シトクロムが必要であり、それらが細胞外膜周辺に局在して電子を細胞外へ伝達する。本研究ではそれらc型シトクロム同士の相互作用について詳細を明らかにすることを目的とする。<OmcZLの精製>微生物燃料電池で高い出力での発電に必須なOmcZは、ぺリプラズムでは水溶性の高い50 kDaのシトクロムOmcZLとして存在するが、その後、プロテアーゼOzpによる切断を受けて30 kDaの水溶性の低いOmcZSになる。OmcZLの大量発現系を構築するため、ompJプロモーター配列をヒスチジンタグを付加したOmcZ遺伝子全長の直上流に配置し、その下流にはゲンタマイシン耐性遺伝子を連結した断片をデザインし、さらにゲノム中にノックイン(相同性組換えによる)するために、その断片の両端にシュードジーンであるGSU2204の上流と下流の遺伝子断片で挟んだDNA断片を作製した。作製したDNA断片を用いてエレクトロポレーション法によって、ozp遺伝子破壊株(OmcZSを生産できず、OmcZLが蓄積する)への導入を試みている。また、omcZのゲノムへのノックインによる過剰発現以外にもプラスミドベクターを用いた発現系の構築も同時に進めており、プラスミドの構築が完了した。<共免疫沈降法によるシトクロムの相互作用解析> OmcZSをOmcZ過剰発現株(ZKI株)から大量に調整し、界面活性剤抽出法によって大量精製を行った。

精製したOmcZSを抗原として抗OmcZ抗体を外注により作製した。市販の共免疫沈降-タンパク質複合体精製用キットを用いてOmcZと相互作用するタンパク質について、網羅的な解析を試みている。OmcZLの発現系がほぼ完了し、その精製のためのFPLCを運転する段階にある。OmcZとの相互作用タンパク質の解析においても、共免疫沈降を実施できる状況にあり、近日中に新しい知見が得られると予想される。鉄還元菌・発電菌として代表的なGeobacter sulfurreducensの標準株PCA株は細胞外電子伝達にOmcB、OmcS、OmcZなど複数種のc型シトクロムを利用する。それらc型シトクロムは細胞外膜周辺に局在している。本研究では、それらc型シトクロム同士の相互作用について詳細を明らかにすることを目的とする。<OmcZLの精製と結晶化>微生物燃料電池で高い出力での発電に必須なOmcZは、ペリプラズムでは水溶性の高い50 kDaのシトクロムOmcZLとして存在するが、その後、プロテアーゼOzpによる切断を受けて30 kDaの水溶性の低いOmcZSになる。C末端に6個のヒスチジンを付加したOmcZL全長を組み込んだ発現用ベクターを構築し、ozp欠損株に導入した。OmcZLの大量調製、および精製を行った。精製OmcZLはSDS-PAGE上で単一のバンドとして確認できる程度に精製されていることが明らかになったため、1,152種類の結晶化条件を検討し、OmcZLの結晶を得ることに成功した得られたOmcZLの結晶のうち、一部はX線回折データの取得を試み、最大1.0Åの分解能の反射データを得ることに成功した。現在、構造決定のためのX線回折データの精密化の作業を行うと共に、より良質な反射データの取得に向けて結晶化条件のさらなる検討を行っている。<共免疫沈殿法によるシトクロムの相互作用解析>OmcZSを抗原として作製された抗OmcZ抗体を用いて共免疫沈殿を行った。OmcZと相互作用する可能性のあるタンパク質を取得することに成功し、SDS-PAGEに供したところ、複数のバンドが見られた。このことから、OmcZは複数種のタンパク質と相互作用する可能性が示唆された。現在、それらタンパク質の同定を試みている。OmcZLについて、X線結晶構造解析により、構造決定が可能なデータの取得に至っている。また、OmcZと相互作用するタンパク質についても一定の成果が得られている。鉄還元菌・発電菌として代表的なGeobacter sulfurreducensの標準株PCA株は細胞外電子伝達には複数種のc型シトクロムを利用する。<共免疫沈殿法によるシトクロムの相互作用解析> OmcZSを抗原として作製された抗OmcZ抗体を用いて共免疫沈殿を行った。
シングルショット縦方向位相空間測定のためのチェレンコフリングカメラの開発

100フェムト秒以下の極短バンチを生成する加速器の性能向上のためには、加速前のビームパラメータを把握することが必要不可欠である。本研究では、チェレンコフ光の放射角と電子ビームのエネルギーの間に強い相関関係があることを応用し、従来よりも高いビームエネルギーに対応できる縦方向位相空間測定システムの開発を目指して研究を行った。測定エネルギー範囲の拡張は、使用するラジエーターの屈折率を最適化することで実現できることが示唆された。また光検出器までの輸送に関しては、原理的に発生したチェレンコフ光すべてを輸送することが可能な光学系を開発・評価し、その性能を確認することが出来た。コヒーレントテラヘルツ光源加速器に代表されるような100フェムト秒以下の極短バンチ電子ビームを必要とする加速器光源の性能向上のためには、電子銃から引き出されたビームの縦方向位相空間を把握し適正なパラメータでビームを加速しているか確認することが必要であり、このようなビームモニターとしての実用化も見据えてチェレンコフ光計測によって45MeV程度のエネルギーを有する電子ビームの縦方向位相空間分布をシングルショットで直接測定するチェレンコフリングカメラの開発を目指して研究を行った。良く知られているようにチェレンコフ光の放射角と電子の速度の間には強い相関関係が存在する。チェレンコフラジエーターにビームが入射すると、入射電子のエネルギーに応じた角度でチェレンコフ光が放射される。この依存関係を用いてエネルギー分解を行い、ストリークカメラを用いて時間分解を行うことで、シングルショットで縦方向位相空間分布の測定を行うが、このためには電子ビームから放射されたチェレンコフ光をストリークカメラまで放射角度と時間情報を壊さずに輸送する光学系が必要不可欠であるため、光学系の検討を行った。使用するチェレンコフラジエーターの屈折率に依存するが電子ビームのエネルギーが比較的高いためチェレンコフ角がそれほど大きく変化しないため、比較的シンプルな反射光学系を設計することが出来た。また東北大学電子光理学研究センターの試験加速器t-ACTSのビーム診断部にチェレンコフラジエーター評価系を構築し評価を開始した。チェレンコフラジエータの評価はほぼ予定通りに進めることが出来たが、光学系および真空槽の準備が遅れているため。本研究は、非相対論的電子ビームが、チェレンコフラジエーターを通過する際に放射するチェレンコフ光を測定することで、その電子ビームの縦方向位相空間分布をシングルショットで直接測定するチェレンコフリングカメラの原理実証を行うことが目的である。平成28年度はラジエーター通過時に電子ビームから放射されるチェレンコフ光をストリークカメラまで輸送する光学系の設計・製作、及び東北大学電子光理学研究センターの試験加速器(t-ACTS)のビーム診断部に設置したチェレンコフラジエーター試験系を用いてラジエーターのビーム試験を行った。透過型スクリーン上のチェレンコフ光を、ゲート付きCCDカメラを用いて測定する方法で可視光領域におけるチェレンコフ光の測定実験を行い、原理的な値との比較を行った。その結果、スクリーン上での幾何学的な形状は、概ね原理的な値と一致していることがわかった。しかしながら、チェレンコフ光の分光実験は、放射線ノイズ等の影響が大きく測定することができなかった。新たに設計した2つの円錐ミラーを用いた光学系は、チェレンコフ光をすべて輸送することが出来るので、加速器室の外に分光器を設置し測定を行うことが可能になることから、光学系の構築に着手し、分光実験の準備を開始した。また、薄いチェレンコフラジエーターを電子ビームが通過する際に放射されるチェレンコフ光の放射角(チェレンコフ角)とその波長依存性などについて理論考察を行った本課題で開発しようとしているチェレンコフリングカメラには、チェレンコフラジエーターとチェレンコフ光を検出器まで導く光輸送系が必要である。チェレンコフラジエーターの評価は順調に進んでいるが、光輸送系には円錐ミラーを用いる必要があったことが今年度の研究により判明した。計画当初には円錐ミラーの採用は想定されておらず、円錐ミラーは本課題遂行のために必要不可欠な物であり、また円錐ミラーの製作に想定よりも時間を要したため、当初の計画からはやや遅れていると判断している。チェレンコフラジエーター通過時に放射されるチェレンコフ光を測定することで電子ビームの縦方向位相空間分布をシングルショットで直接測定するチェレンコフリングカメラの原理実証を行うことを目的に研究を行った。平成29年度は、前年度に新たに設計・作製したアキシコンミラーを組み合わせたチェレンコフ光輸送システム(AIAミラーシステム)を用いたチェレンコフ光輸送試験とこの光輸送システムを用いたバンチ長測定実験及びチェレンコフ角の波長依存性などについての理論的な考察を行った。チェレンコフ光の輸送ついては、補正用のレンズと、AIAミラーの設置精度を確保するためのミラーホルダーが新たに必要となったが、開発したAIAミラーシステムを用いることで、チェレンコフラジエーターから約10m下流に設置した光検出器までチェレンコフ光を輸送することに成功した。光輸送システムの時間分解能の評価を行うために、輸送したチェレンコフ光を用いてバンチ長計測試験を行った。ラジエータ上でのビームサイズや、ビームエミッタンス、空気や真空窓などでの波長分散による影響などを詳細に評価し、測定に適したビームパラメータや光学フィルタの条件を明らかにした。またこれらを検証するために縦方向位相空間測定時にも使用するストリークカメラを用いてチェレンコフ光を時間分解してバンチ長測定実験を行い、ビームエミッタンスの影響などについて概ね理論考察通りの結果を得ることができた。