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放射性物質に汚染された海底土の除染に関する研究

本研究では,福島第一原子力発電所の事故により放出された放射性物質の除染に着目した.放射性物質により河川,湖沼,海,そして土壌が汚染されたわけであるが,放射性セシウムやストロンチウムは半減期が約30年と比較的長いことから,長期的な被曝による人体への悪影響が懸念されている.そこで,海底等における底泥の除染手法の確立を目指した.まず,最初に取りかかったのは,今までの研究の問題点を把握し,論文等で情報収集を行った.次に試験方法を検討し,以下の方法で試験を実施した.底泥の上に除染シート(開発済)を敷き,その上に,海底から海面方向に上昇流を与えるデバイスを設置して,土壌中の物質を積極的に除染シートに吸着させるという手法を用いた.試料としてはアパタイトを含有した除染シートを用いた.小型容器に天然のストロンチウムを含ませた土壌を設置し,人工海水を投入した.人工土壌は除染シートに接するように配置し,小型ポンプによりエアレーションを行った.エアレーションを行うことにより,人工海水を攪拌し,土壌の表面を攪拌させた.一定時間実施後にて吸着評価を行った.各種条件(ストロチウムの濃度,エアレーションの有無,エアレーション量,試験時間等)を変化させて試験を実施し,ストロンチウムの吸着量の定量評価を行った.ここでは,エアレーション量,試験時間を変化させて試験を行い,吸着特性だけでなく,最適な吸着条件について検討を行った.分析は原子吸光分析装置およびICP(誘電結合プラズマ分析装置)を用いて溶液中のストロンチウム量を定量し,除染シートの除去率を算出した.また, SEM (走査型電子顕微鏡に付属したEDS :エネルギー分散型X線分析)を用いて,除染シートに吸着されたストロンチウムの定性評価を実施した.試験結果と分析結果について総括し,最も合理的な試験条件や試験方法について検討を行い,以下のとおり,結論を導いた.エアレーションと吸着材を組み合わせた試験体の残存率の差分が,以前に行ったセシウムを用いた場合に比べて,ストロンチウムを用いた場合の方が大きくなった.また,人工海水で行った場合,純水使用の場合と比較して,残存率が最大30%程度高くなり,吸着材にうまく吸着出来なかった.最大で70%残留した.結果を踏まえ,吸着材の設置方法に問題があり,そのため吸着材にストロンチウムを効率よく吸着できなかった可能性も否定できないため,今後は養生期間の延長と吸着材の設置方法について検討を行っていく予定である.また,吸着材の形状等についても検討を行っていく予定である.本研究では,福島第一原子力発電所の事故により放出された放射性物質の除染に着目した.放射性物質により河川,湖沼,海,そして土壌が汚染されたわけであるが,放射性セシウムやストロンチウムは半減期が約30年と比較的長いことから,長期的な被曝による人体への悪影響が懸念されている.そこで,海底等における底泥の除染手法の確立を目指した.まず,最初に取りかかったのは,今までの研究の問題点を把握し,論文等で情報収集を行った.次に試験方法を検討し,以下の方法で試験を実施した.底泥の上に除染シート(開発済)を敷き,その上に,海底から海面方向に上昇流を与えるデバイスを設置して,土壌中の物質を積極的に除染シートに吸着させるという手法を用いた.試料としてはアパタイトを含有した除染シートを用いた.小型容器に天然のストロンチウムを含ませた土壌を設置し,人工海水を投入した.人工土壌は除染シートに接するように配置し,小型ポンプによりエアレーションを行った.エアレーションを行うことにより,人工海水を攪拌し,土壌の表面を攪拌させた.一定時間実施後にて吸着評価を行った.各種条件(ストロチウムの濃度,エアレーションの有無,エアレーション量,試験時間等)を変化させて試験を実施し,ストロンチウムの吸着量の定量評価を行った.ここでは,エアレーション量,試験時間を変化させて試験を行い,吸着特性だけでなく,最適な吸着条件について検討を行った.分析は原子吸光分析装置およびICP(誘電結合プラズマ分析装置)を用いて溶液中のストロンチウム量を定量し,除染シートの除去率を算出した.また, SEM (走査型電子顕微鏡に付属したEDS :エネルギー分散型X線分析)を用いて,除染シートに吸着されたストロンチウムの定性評価を実施した.試験結果と分析結果について総括し,最も合理的な試験条件や試験方法について検討を行い,以下のとおり,結論を導いた.エアレーションと吸着材を組み合わせた試験体の残存率の差分が,以前に行ったセシウムを用いた場合に比べて,ストロンチウムを用いた場合の方が大きくなった.また,人工海水で行った場合,純水使用の場合と比較して,残存率が最大30%程度高くなり,吸着材にうまく吸着出来なかった.最大で70%残留した.結果を踏まえ,吸着材の設置方法に問題があり,そのため吸着材にストロンチウムを効率よく吸着できなかった可能性も否定できないため,今後は養生期間の延長と吸着材の設置方法について検討を行っていく予定である.また,吸着材の形状等についても検討を行っていく予定である.
学校教育現場における無気力の規定因の解明：家庭環境と友人関係に着目した縦断的検討

主に以下の4つの研究が進行中である。研究1「無気力の規定因の多面的検討と親子間の影響の検討」日本能率協会総合研究所に登録する全国のモニターから,2017年3月時点での中学生とその親1,000組を無作為に抽出し,2017年3月および2018年3月に二回にわたる調査を実施した。第一回調査データ(N = 2,000)を用いて,学校現場での調査に使用するために必要な短縮版尺度を開発した。第二回調査データ(N = 1,408)を合わせ,無気力の規定因について,親子ペアを単位としたデータ分析中である。研究2「学校教育現場における無気力の規定因の解明」小学5年生から中学3年生までを対象として,2017年から年に一度,4年間の縦断調査を実施する。北海道の小学校2校,岩手県の中学校1校,京都府の小・中学校13校,高知県の小・中学校16校に調査協力の承諾を得て,データ収集を開始した。研究3「学校教育現場における無気力に関する社会・生物的要因の検討」ある中高一貫校における中学1年生から高校2年生までの全生徒を対象とした縦断的測定を開始。通常の質問紙に加えて,(1)誰がどの人の友人であるといったような友人のネットワーク情報,(2)一部の生徒からは機能的磁気共鳴画像法によって静止時・課題時の脳活動のデータを収集している。研究4「日常生活における無気力の生理心理学的縦断調査」生理反応として脈拍と心拍変動に注目。成人参加者4名を対象として,無気力に関する心理学的測度と,脈拍および心拍変動を,365日にわたりインテンシブに縦断的に測定した。おおむね順調に進展していると考える理由は,1)親子を対象とした縦断調査を実施し,多様な変数と無気力の関係を検討できたこと,2)学校現場で実施する大規模縦断調査に対して当初の目標数以上の協力が得られたこと,また,一部の地域における調査では,学力,身長・体重,欠席日数など重要な基礎データの取得の許可が得られたこと,3)ソーシャルネットワークと脳イメージングに関する縦断的な測定を開始できたこと,4)生理反応についてのインテンシブな縦断データも得られたことである。主に以下の4つの研究を遂行する。研究1.「無気力の規定因の解明:家庭環境および親子間の影響に注目した検討」研究実績の概要欄に示した研究1をもとにより重要な変数を絞り,中学生とその親800組を対象とした新たな縦断調査を開始する。日本能率協会総合研究所を利用し,年に一度,3年間の調査を実施する。研究2.「学校教育現場における無気力の規定因の解明」前述の研究2を継続して実施する。調査協力校の教員移動などの事情により,調査を継続できない学校が出てくる場合に備えて,調査協力校の新規の開拓を行う。4校を目標とする。研究3.「学校教育現場における無気力に関する社会・生物的要因の検討」前述の研究3を継続して実施する。研究4.「日常生活における無気力の生理心理学的縦断調査」前述の研究4を継続して実施する。大規模なサンプルでの調査を行うために,生理反応データの詳細な解析を行う。

おおむね順調に進展していると考える理由は,1)親子を対象とした縦断調査を実施し,多様な変数と無気力の関係を検討できたこと,2)学校現場で実施する大規模縦断調査に対して当初の目標数以上の協力が得られたこと,また,一部の地域における調査では,学力,身長・体重,欠席日数など重要な基礎データの取得の許可が得られたこと,3)ソーシャルネットワークと脳イメージングに関する縦断的な測定を開始できたこと,4)生理反応についてのインテンシブな縦断データも得られたことである。28年度は,第一に,無気力に影響する主要な要因を探るために,また,必要な心理尺度の短縮版を作成する目的で,日本能率協会総合研究所に登録する全国のモニターから,2017年3月時点での中学生とその親1,000組を無作為に抽出し,2017年3月に調査を実施した。調査においては,まず,抑うつ,不安,ストレス反応,学校での幸福感,人生満足度など,無気力を多側面から測定した。また,無気力の規定因の候補として,睡眠・食事・運動などの生活習慣,基本的心理的欲求充足,達成目標,知能観などのヒューマン・モチベーションの要素,学習方略,主要な科目に対する興味の程度といった学習活動に関連する要素,また養育態度や親子関係に関連する要素,そして家庭の社会経済的地位といった属性などについて広く測定した。第二に,学校教育現場における無気力に関する社会・神経的要因を検討するために,ある中高一貫校における中学1年生から高校2年生までの全生徒についての縦断的な調査を開始した。通常の質問紙に加えて,(1)誰がどの人の友人であるといったような友人のネットワーク情報,(2)一部の生徒からは機能的磁気共鳴画像法によって静止時・課題時の脳活動のデータについての第一回のデータ収集を行った。今後,学校における無気力感が生徒の友人関係を通して伝染していくという仮説を検証する際に,脳活動のデータを得ることによって,この伝染の効果が,脳活動のレベルでも見られる可能性を検討する。上述の第二の研究について,平成28年11月までに事前準備(実験計画),事前準備(対象校との打合せ),対象校生徒への脳イメージング調査の実施を行い,平成29年3月までに脳イメージング調査を完了させる予定であったが,脳イメージング機器(MRIスキャナ)が,機器を保持・メンテナンスする機関による予期せぬ交換・調整工事のためしばらくの期間使用不能になった。機器の交換と調整が完全に終了するまでに5ヶ月間を要したため,研究の進捗が遅れた。主に以下の4つの研究を遂行する。研究1.「無気力の規定因の解明:家庭環境および親子間の影響に注目した検討」研究実績の概要欄に示した研究1をもとにより重要な変数を絞り,中学生とその親800組を対象とした新たな縦断調査を開始する。日本能率協会総合研究所を利用し,年に一度,3年間の調査を実施する。研究2.「学校教育現場における無気力の規定因の解明」前述の研究2を継続して実施する。調査協力校の教員移動などの事情により,調査を継続できない学校が出てくる場合に備えて,調査協力校の新規の開拓を行う。4校を目標とする。研究3.「学校教育現場における無気力に関する社会・生物的要因の検討」前述の研究3を継続して実施する。研究4.「日常生活における無気力の生理心理学的縦断調査」前述の研究4を継続して実施する。大規模なサンプルでの調査を行うために,生理反応データの詳細な解析を行う。29年度は主に3つのことを進める。第一に,実際の学校現場において縦断調査を行うにあたって,調査対象者の負担およびデータの欠損を最小限に抑えるため,質問数を最小限に留める必要がある。
大マゼラン雲の多波長広域観測による星間物質の網羅的研究と星の形成条件の理解

大マゼラン雲にて、最新の多波長観測データに基づき銀河全域にわたる星間物質の進化と星形成についての理解を深めた。NANTEN2及びASTEサブミリ波望遠鏡等を用いて確度高い分子雲データを得、赤外線衛星データから、星間ダストや若い進化段階にある星についての情報を取得し比較した。原子ガス、一酸化炭素が検出されない分子雲候補天体等の詳細な描像、高密度コアが星、星団形成と共に密度温度が高まる様子が示された。本研究は、最も近い系外銀河である大マゼラン雲に着目し、星間ガスの諸相、分子・原子・イオンの空間分布・物理学的性質を観測的に調べる。そして、最新の赤外線データから、星間ダストの性質や若い進化段階にある星についての情報を取得し、水素原子ガス等既存のデータを合わせて比較を行い、星間物質諸相の基本的性質を明らかにすることを目的としている。22年度は、NANTEN2サブミリ波望遠鏡による12CO(2-1)輝線を用いた分子ガスの広域観測の遂行、ASTEサブミリ波望遠鏡及びMopraミリ波望遠鏡による観測結果を用いて分子雲の物理状態の調査、赤外線天文衛星Spitzer及びHerschelによる星間ダスト及び若い星の調査と分子雲の比較を行った。NANTEN2による12CO(2-1)輝線観測は、大マゼラン雲に存在する大規模星団形成領域、N44領域を含む分子雲群に対し行った。その結果、星団形成が活発な電離水素領域の方向では、12CO(2-1)輝線と12CO(1-0)輝線比が高く、実際、大質量形成を伴わない分子雲に比べ比が2-3倍高くなっており、高温もしくは高密度であること示された。また、Mopra及びASTE望遠鏡によって得られた高分解能観測からは、星形成の活発さと分子雲ガス塊の温度との相関が示された。さらに、ハーシェル赤外線望遠鏡100-500ミクロンの遠赤外線全面探査を開始した[HERITAGE : PI M.Meixner]。点源カタログ作成及びそれを用いた若い星の選出方法を、AKARI, Spitzer赤外線衛星による結果を参考に検証している。また、中間赤外線一遠赤外線にわたるデータも合わせ、分子雲内のダスト分布、温度分布を求め、星形成活動との比較を進めた。本研究では、最も近い系外銀河である大マゼラン雲に着目し、星間ガスの諸相、分子・原子・イオンの空間分布・物理学的性質を観測的に克明に調べる。さらに、最新の赤外線データから、星間ダストの性質や若い進化段階にある星についての情報を取得し、水素原子ガス等既存のデータを合わせて比較を行い、星間物質諸相の基本的性質を明らかにし、ひとつの銀河にわたる星間物質の進化と星形成についての理解を深めることを目的としている。今年度は、NANTEN2によるミリ波観測研究の推進に向けて、名古屋大学、大阪府立大学および国立天文台の研究協力者とともに、NANTEN2に100GHz帯受信機システムを搭載し、試験や議論に参加した(現地作業は主に名古屋大学スタッフおよび大学院生)。また、分子雲カタログを作成するため、既存の大マゼラン雲のCO(2-1)観測データについて解析を進めた。スーパージャイアントシェルLMC4とLMC5に付随する、大質量星/星団形成領域について、ASTEによる12CO(3-2)を進め、シェルや同方向の星形成活動と、12CO(3-2)/12CO(1-0)比の分布を調べた。また、スピッツァ赤外線天文衛星による大マゼラン雲の分光観測データを、研究協力者とともに確認し、公開した。さらに、ハーシェルおよびプランク望遠鏡による星間ダスト、若い進化段階にある星の調査100-500ミクロンの遠赤外線全面探査の観測およびデータ処理をすすめた。特に、プランクによるデータから、大マゼラン雲には、現在観測されている水素原子ガス(HI)と、一酸化炭素からみつもられる水素分子ガスの量では、説明できない、「ダークガス」が無視できない質量で存在していることが明らかになった。また、研究協力者とともにアタカマミリ波サブミリ波大型干渉計計画(ALMA計画)への観測を提案し、取得されたデータについて解析を始めた。最も近い系外銀河である大マゼラン雲に着目し、星間ガスの諸相、分子・原子・イオンの空間分布・物理学的性質を観測的に克明に調べることを目的とし、本研究を遂行した。特に、最新の赤外線データから、星間ダストの性質や若い進化段階にある星についての情報を取得し、ひとつの銀河にわたる星間物質の進化と星形成についての理解を深めることを特徴としている。

今年度は、NANTEN2によるミリ波観測研究の推進に向けて、名古屋大学、大阪府立大学および国立天文台の研究協力者とともに、NANTEN2に100GHz帯受信機システムを搭載し、試験や議論に参加し、最も活発な星団形成領域N159方向の分子雲高感度探査を行い(現地作業は主に名古屋大学スタッフおよび大学院生)、スーパージャイアントシェルLMC4とLMC5に付随する、星団形成領域について、Mopra望遠鏡による13CO(1-0)輝線観測、ASTEによる12CO(3-2)のデータ解析を進め、星形成活動と、一酸化炭素同位体強度比、多遷移輝線強度比の分布を調べた。さらに、ハーシェルおよびプランク望遠鏡による星間ダスト、若い進化段階にある星の調査、100ー500ミクロンの遠赤外線全面探査の観測およびデータ処理を進めた。プランクによるデータから、大マゼラン雲には、現在観測されている水素原子ガス(HI)と、一酸化炭素からみつもられる水素分子ガスの量では、説明できない、「ダークガス」が無視できない質量で存在していることが明らかになった。同方向についてはMopra望遠鏡で、より高分解能でパイロットサーベイを行い、コンパクトな分子ガスが点在し、巨大分子雲とは異なるCO-水素分子柱密度比である可能性を示した。これらの結果を統合し、研究協力者とともに、平成25年度以降実行のアタカマミリ波サブミリ波大型干渉計計画(ALMA計画)への観測を提案し採択された。NANTEN2によるミリ波、サブミリ波観測の準備は進展しており、望遠鏡が設置されたチリアタカマ高地の悪天候により観測自体の進捗が遅れているが、一方既存のデータの解析が進んでいる。また、赤外線天文衛星によるデータ処理は、協力研究者とともに進められ、一部のデータ公開が進み、分子、原子ガスと、星間ダストとの比較による論文も出版されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。チリアタカマ高地の悪天候は、関係する各種プロジェクト、特に高周波数での観測に影響し、進捗が遅れる可能性が高い。そこで、ミリ波のデータによる大規模なサーベイによる分子雲カタログを充実させ、サブミリ波観測の領域を吟味、選択する。さらに、天候の影響を受けない、天文衛星のデータを十分活用する。
有機態金属元素の同位体に着目した新しい環境変動解析手法の開発

生物生産の高い北部北西太平洋では陸から供給される鉄が大きな役割を果たしている。本研究では、鉄の安定同位体をトレーサとして利用し、西部北太平洋亜寒帯域の鉄の供給源とその輸送過程の解明を目指した。その結果、アムール川から流入した溶存態鉄がアムール川河口域で粒子態鉄となり沈殿していること、この粒子態鉄がオホーツク海中層水に流入し、中層水の粒子態鉄はサハリン東岸を南下しながら西部北太平洋まで輸送されていること、が明らかとなった。大陸から海洋に供給される鉄などの金属元素は沿岸海洋の生態系をコントロールする重要な要因の1つである。本研究では、海洋に供給される溶存態鉄および可溶性の粒子態鉄の起源解析の手法開発を目的とする。具体的には、オホーツク海をモデルフィールドとし、堆積物に含まれる鉄(Fe)の同位体とともにストロンチウム(Sr)やネオジム(Nd)など金属元素の同位体の利用を試みる。特に、Ndなどの放射壊変起源同位体は、供給源地域を特定する指標として実用化されていることから、鉄の安定同位体の有用性の検証に利用できる。鉄の起源を特定する指標としてのFeの安定同位体とNdの放射起源同位体の有用性を検証するため、平成23年度(1年目)はまず、堆積物からの海水起源(可溶性)の鉄の抽出法および化学処理法の検討を中心に進めた。平成24年度(2年目)は、次の3点を行った。(i)オホーツク海の鉄の起源を識別するため、シベリアの大河川アムール川の河川水および懸濁物中のFe、Nd同位体分析を進めた。また、(ii)アムール川河口からの距離を考慮してオホーツク海の河口域、沿岸、外洋の堆積物および懸濁物を選定し、その可溶性鉄(鉄マンガン水酸化物成分)のFe、Nd同位体マッピングを進めた。さらに、(iii)可溶性鉄の輸送過程をより明確にするため、SrやNd同位体を利用した珪酸塩砕屑粒子の起源解析も行った。Nd同位体マッピングの結果から、オホーツク海北域から南下してきた水塊に、アムール川河川水の流入する河口域の水塊が混合し、混合した水塊がサハリン沿岸を南下しつつ表層から中層へと沈み込む様子が明らかになった。この水塊の挙動に対応して、アムール川から珪酸塩砕屑粒子がオホーツク海を輸送されていることが確認された。また、Feの同位体比からも、アムール川の溶存態鉄がオホーツク海に流入し、サハリンの南まで輸送されていることが示された。本研究では、大陸から海洋に供給される鉄の起源解析の手法開発を目的としている。具体的には、オホーツク海をモデルフィールドとし、堆積物や浮遊性懸濁物に含まれる可溶性の粒子態鉄の起源を探るため、“鉄(Fe)同位体トレーサ"の確立を試みた。鉄の安定同位体の有用性の検証には、水塊トレーサであるネオジム(Nd)の放射壊変起源同位体を利用した。平成23年度(1年目)は、堆積物からの可溶性粒子態鉄の抽出法および化学処理法の検討を中心に進めた。平成2425年度(2年目最終年度)は、オホーツク海の粒子態鉄の起源を識別するため、シベリア・アムール川の河川水および懸濁物、オホーツク海北西陸棚域・オホーツク海西部南部、西部北太平洋の堆積物や浮遊性懸濁物から可溶性鉄を抽出し、この中に含まれるFeおよびNd同位体比のマッピングを進めた。特に最終年度は、オホーツク海南域および外洋(西部北太平洋)の中層水中の懸濁物の分析を中心に行った。Fe同位体比マッピングの結果から、アムール川の溶存態鉄が北西陸棚で粒子態鉄となり、高密度陸棚水によって、オホーツク海の中層水に運び込まれ、さらに中層水を経由してオホーツク海南域、外洋の西部北太平洋まで輸送されている様子が明らかとなった。Nd同位体マッピングの結果は、オホーツク海北域から南下してきた中層水に、北西陸棚域の水塊が混合し、混合した水塊がサハリン東岸を南下し、西部北太平洋まで輸送されていることを示唆している。この水塊の挙動に対応して、アムール川から流入した鉄がオホーツク海南域および西部北太平洋まで輸送されていると考えられる。これらの研究成果一部は、すでに2編の国際誌の論文と公表されているが、現在、さらに1編の投稿論文の執筆を進めている。本研究では、海洋に供給される可溶性の鉄の起源解析の手法開発を目的とする。

具体的には、オホーツク海をモデルフィールドとし、堆積物に含まれる鉄(Fe)の同位体とともにストロンチウム(Sr)やネオジム(Nd)など金属元素の同位体の利用を試みる。特に、Ndなどの放射壊変起源同位体は、供給源地域を特定する指標として有用性が高いことから、鉄の安定同位体の有用性の検証に利用できる。平成23年度(初年度)は、鉄の供給源を特定する指標としてのFeの安定同位体とSr、Ndの放射起源同位体の有用性の検証を進めた。具体的には、次の3つを行った。(i)堆積物からの海水起源(可溶性)の金属元素の抽出法および化学処理法を検討した。(ii)オホーツク海に供給される金属元素の起源を識別するため、シベリアの大河川アムール川の河川水および河川懸濁物中の金属元素同位体を分析した。(iii)さらに、(i)の分析方法に基づき、シベリア大河川アムール川河口からの距離を考慮してオホーツク海の河口域、沿岸、外洋の堆積物を選定し、オホーツク海の表層堆積物中の可溶性(鉄マンガン水酸化物成分)の金属元素同位体のマッピングを進めた。Nd同位体比分布の結果から、オホーツク海北域から南下してきた水塊に、アムール川河川水の流入する河口域の水塊が混合し、混合した水塊がサハリン沿岸を南下しつつ表層から中層へと沈み込む様子が明らかになった。鉄の安定同位体組成の分布もこの結果と一部整合的である。この水塊の挙動は、海洋観測及びモデリングによる研究より明らかになっているこの海域の水塊の動きと一致している。これらの結果は、海洋に供給される可溶性の鉄の起源解析にFeおよびNd同位体の組み合わせが有用であることを示している。交付申請書に記載した平成24年度当初の研究実施計画は順調に進展している。自己点検評価としては、予定していた実施内容は全体としては概ね達成しているものの、遅れている点と当初の計画以上に進展している点の両方を含んでいる。その具体的な内容は次のとおりである。(やや遅れている点)平成24年度分の研究実施計画で当初予定していた実施内容のうち、オホーツク海の海洋堆積物および懸濁物の可溶性の粒子態鉄の分析が一部完了していない。その理由は、「懸濁物」試料の鉄の同位体分析において、分離過程における鉄の回収率の低下の問題点が新たに浮上したためである。回収率が低い場合、鉄の安定同位体の分析値に非常に大きな影響があらわれる可能性がある。この低回収率の原因は、平成24年度末時点でほぼ特定できたことから、平成25年度に継続して懸濁物試料の分析を進める予定である。(当初の計画以上に進んでいる点)可溶性鉄の輸送過程をより明確にするため、当初予定していなかった、SrおよびNdの同位体を利用した珪酸塩砕屑粒子の起源解析を行った。その成果は「研究実績の概要」に記したとおりである。平成24年度末にその成果を論文としてまとめ、国際誌に投稿している。平成24年度の「研究実施計画」の進捗状況は以上のとおりである。平成25年度末までにはすべての分析および解析を完了し、当初の研究目的を十分に達成できる見通しがある。交付申請書に記載した平成23年度当初の「研究実施計画」は順調に進展している。自己点検評価としては、予定していた具体的な実施内容は全体としては概ね達成しているものの、遅れている点と当初の計画以上に進展している点の両方を含んでいる。(やや遅れている点)平成23年度分の研究実施計画で当初予定していた具体的な研究内容のうち、海洋堆積物からの有機態金属元素の抽出および有機態金属元素の化学処理法の確立が年度末時点でまだ達成できていない。
幼小児出土人骨の死の背景を探る

:採集狩猟民と考えられる縄文時代と農耕民であるそれ以降の中・近世集団では、両集団とも乳幼児の死亡率は高いものの、死亡ピークが異なることが指摘できた。しかし、双方において離乳期については大きな差は認められず、エナメル質減形成の出現と離乳の時期の相関関係も確認されなかった。咬耗に関しては縄文集団の咬耗パターンが他時代と異なっていることが判明したが、死亡ピークの差との関連は今後の研究課題である。本研究の目的は、幼小児出土人骨の死因を特定する手がかりになる情報をできる限り入手して、幼くして死ななければならなかった背景の復元に努めるものである。研究の柱は以下の6つの分野に大別される。(1)古人口学的検討、(2)形態学的検討、(3)古病理学的検討、(4)古組織学的検討、(5)古栄養学的検討、(6)考古学的検討。これらの研究成果を統合することによって、具体的な病名までの特定に至らないまでにしても、所属する集団の幼小児の死亡率、死亡時の発育状況や栄養状況、どの程度の階層に属する個体なのかを明らかにすることで、栄養状態が悪い状況下での死なのか、または飢饉などの周期的なストレスを受けての死なのか、あるいは順調に発育していたうえでの突発的な流行り病での死なのかを検討することによって、死に至った背景を明らかにし、人類史の一側面の解明を目指す。(1)に関しては、福岡県埋蔵文化財センター等の大量の報告書を所蔵している機関において文献から各時代の未成人の死亡年齢分布等の古人口学的データを集成して時代・地域ごとにどのような違いが存在するのか把握に努めた。(2)から(5)に関しては、平成18年度は基礎的データの充実を図ることを主な目的にし、現在手元にある青森県東通村安部遺跡出土乳児人骨、青森県階上町寺下貝塚小児人骨、宮城県鳴瀬町亀岡遺跡出土幼児人骨、東京都港区ナンバー149遺跡出土乳児人骨の他に京都大学理学部所蔵の縄文時代晩期に比定される吉胡貝塚、津雲貝塚の未成人骨や佐賀県佐賀市東名貝塚出土人骨の形態計測、ストレスマーカーなどの古病理学的調査や同位体炭素分析を実施した。(6)に関しては、報告されている出土人骨に関して考古学的資料から社会階層などが特定できないか検討を加えた。6つの分野(1)古人口学的検討、(2)形態学的検討、(3)古病理学的検討、(4)古組織学的検討、(5)古栄養学的検討、(6)考古学的検討の研究成果を統合することによって、具体的な病名までの特定に至らないまでにしても、属する集団の幼小児の死亡率、死亡時の発育状況や栄養状況、どの程度の階層に属する個体なのかを明らかにすることで、栄養状態が悪い状況下での死なのか、または飢饉などの周期的なストレスを受けての死なのか、あるいは順調に発育していたうえでの突発的な流行り病での死なのかを検討ずることによって、死に至った背景を明らかにし、人類史の一側面の解明を目指す。本年度は昨年度同様に分担者が担当する6つの分野ごとに研究を遂行した。その中間報告として、2007年12月に全体会議を開催し、分担者全員が今までの研究成果を発表・討論した。その結果、縄文時代の離乳期、エナメル質減形成の出現時期、ならびに幼児人骨の咬耗の程度がどのように関連するのかを確認することが重要だと認識した。そのため縄文時代の離乳期、エナメル質減形成の出現時期を明らかにするために、2008年2月に京都大学理学部所蔵の縄文時代幼児人骨を再検討するとともに、縄文時代幼児人骨の咬耗の状況が他の時期とどのように違うのかを比較するために、同3月に九州大学所蔵の縄文・弥生時代幼・小児人骨を調査・研究した。これらの成果を2008年10月に開催される第62回日本人類学会大会において「幼児の生と死」と題してシンポジウムを企画し成果を発表できるよう準備を進めている。6つの分野-(1)古人口学的検討、(2)形態学的検討、(3)

古病理学的検討、(4)古組織学的検討、(5)古栄養学的検討、(6)考古学的検討-の研究成果を統合することによって、具体的な病名までの特定に至らないまでにしても、所属する集団の幼小児の死亡率、死亡時の発育状況や栄養状況、どの程度の階層に属する個体なのかを明らかにすることで、栄養状態が悪い状況下での死なのか、または飢饉などの周期的なストレスを受けての死なのか、あるいは順調に発育していたうえでの突発的な流行り病での死なのかを検討することによって、死に至った背景を明らかにし、人類史の一側面の解明を目指す。これまでの研究で、採集狩猟民と考えられる縄文時代と農耕民であるそれ以降の集団では、乳幼児の死亡ピークが異なることが指摘できた。この要因の解明には、二つの異なる生業形態の社会で離乳期、エナメル質減形成の出現時期、ならびに幼児人骨の咬耗の程度の違いを明らかにすることが必要と思われるたので、これらにテーマを重点的に研究を進めた。これらの研究成果を2008年10月に開催された第62回日本人類学会大会の骨考古学分科会において「幼児の生と死」と題してシンポジウムを企画し発表した。さらにシンポジウムの内容を広く一般に公表するように出版準備中である。
オプション価格理論への確率解析の応用

研究代表者は、主にC.I.Rモデルと呼ばれるデリヴァディブ(金融派生商品)の価格決定理論の研究を行った。これは、Cox,Ingersol,Rossが1985年に発表したstochastic volatilityを持ちさらに、解の具体的表現が得られるモデルで、現在においても、理論面、実務面の両方の見地から見ても重要なモデルである。代表者は、発表予定の論文(ストカスティックヴオラティリティを持つモデルとその周辺)において、C.I.Rモデルを数学的に整理し、その応用について調べ、また、その自然な拡張となるモデルを提唱し、その価格決定解析を行った。これらは、最近の金融業界の情勢から見ても緊急かつ重要なテーマであると思われる。また、代表者は、第2論文において、ある多次元連分数アルゴリズムるついての指数収束の評価の研究を行った。分担者の町田元は、クローンのなす空間の距離構造とその有限近似についての研究を行った。分担者の宮地晶彦は、一般の開集合上のソボレフ空間に属する関数のアトム分解について調べた。分担者の山崎昌男は、Morrey空間に属する初期値について、全空間におけるNavier-Stokes方程式に対する初期値問題が一意的に解けることを示した。
マイクロエンジニアリングのための量子制御の基礎的研究

今年度は量子光学に焦点をしぼり,量子力学系のフィードバックについて考察した.特に,自然には存在せず,純粋に量子力学的な状態といわれるスクイズド状態を生成する量子系をいかに構成するかということに焦点をあて,二つの方法を考察した.一つは量子力学的に記述される共振器から出力される量子状態(レーザー光)を別の共振器に入力し,この二つの共振器で閉ループを構成することによってスクイズド状態を生成する望ましいシステムを構築する方法である.この考察によって量子光学系のフィードバックの方法が定式化され,量子力学における重要な問題であるスクイズド状態の生成が制御理論におけるH^∞制御問題と関係付けられることが示された.もう一つは,共振器から出力されるレーザー光に測定を行ない,その測定結果に基づいて共振器内の物理的なパラメータを変化させる方法である.これは前者の方法と異なり,測定による量子状態の変化を考慮しなくてはならない.このために,まず測定による共振器の量子状態の変化の記述を定式化した.そして,その測定のもとでの量子状態の時間発展を用いて測定結果を量子系にフィードバックする手法を定式化した.これにより測定器を介した閉ループを構成することができ,前者とは異なる方法で再び量子系の制御が制御理論の問題と関係付けられることが示された.今年度は,測定による縮退を繰り返しながら発展していくダイナミクスを記述し,さらにGauss状態と呼ばれる量子状態に着目してそのフィードバック制御について考察した.上記のダイナミクスは,測定による縮退と系の力学的発展とを交互に行なうという時間発展の極限を取ることによって得られる.ここでプロパゲータのFourier変換が有用であり,非選択的測定のときの項に,選択的測定を行なうことの効果を表す項を加えた形で表現される.また,非選択的測定は選択的測定のフィードバックによって構成されるという観点に立つことにより,そのフィードバック則とそれによって得られる非選択的測定の構造を求めることができる.得られたフィードバック則は従来のLQGなる制御則に類似しているが,LQGではシステムの出力の不確かさが入力の不確かさに起因していたのに対し,ここで考えたシステムにおいてはシステムそのものに内在する量子力学的要因によって不確かさが生じており,その点に量子系の本質が現れている.来年度は,より具体的な量子系について今年度得られたダイナミクスの記述が有用であるか,またフィードバック則を実現する上でどのような困難があるかについて考えていく.また,密接に関連する問題として量子系のエルゴード性についても理論的考察を行なっていく予定である.今年度は量子光学に焦点をしぼり,量子力学系のフィードバックについて考察した.特に,自然には存在せず,純粋に量子力学的な状態といわれるスクイズド状態を生成する量子系をいかに構成するかということに焦点をあて,二つの方法を考察した.一つは量子力学的に記述される共振器から出力される量子状態(レーザー光)を別の共振器に入力し,この二つの共振器で閉ループを構成することによってスクイズド状態を生成する望ましいシステムを構築する方法である.この考察によって量子光学系のフィードバックの方法が定式化され,量子力学における重要な問題であるスクイズド状態の生成が制御理論におけるH^∞制御問題と関係付けられることが示された.もう一つは,共振器から出力されるレーザー光に測定を行ない,その測定結果に基づいて共振器内の物理的なパラメータを変化させる方法である.これは前者の方法と異なり,測定による量子状態の変化を考慮しなくてはならない.このために,まず測定による共振器の量子状態の変化の記述を定式化した.そして,その測定のもとでの量子状態の時間発展を用いて測定結果を量子系にフィードバックする手法を定式化した.これにより測定器を介した閉ループを構成することができ,前者とは異なる方法で再び量子系の制御が制御理論の問題と関係付けられることが示された.
中国の国際秩序戦略―国際金融秩序をめぐる攻防

・本年度は、主に、1中国の「一帯一路」構想とその対象国への影響、2「一帯一路」構想の財源となるシルクロード基金や中国が創設を主導・関与したアジアインフラ投資銀行(AIIB)、新開発銀行の動向の2点について研究を進めた。・「一帯一路」は中国と対象国の経済的相互依存を深める一方で、対象国の多くで反中感情や対中懸念が高まっていること、「親中」国でも「一帯一路」に対する支持が安定しているわけではないこと、「親中」であることや中国からの多額の投資受入れ実績があることがかえって現職のリーダーに不利に働いて選挙による政権交代が起こるなど、「一帯一路」は中国と民主主義国の二国間関係にマイナスの影響を及ぼしていることなどが明らかになった。・国内外で資料を収集し、大学その他の図書館や各種データベースを活用して文献調査を行った。また、日本や中国、東南アジア、米国、欧州の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者にヒアリングを行い、最新の動向の把握に努めた。・現地調査では、主に中国の「一帯一路」構想の実態とその影響、AIIB・新開発銀行・シルクロード基金の動向とそれらへの各国のスタンスなどについてのヒアリングを行うとともに、これまでの研究成果をもとにした意見交換を行った。・国内では大学その他の図書館や各種データベースなどを活用し、関連文献の収集や調査を行った。また、日本や米国、英国、フランス、ロシア、オーストラリア、中国、香港、東南アジア諸国の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者へのヒアリングや意見交換を行い、中国の「一帯一路」構想の実態と影響、AIIB・新開発銀行・シルクロード基金の動向など、最新の実態把握に努めた。・研究成果は国際学会や国内外の国際会議などでの報告や論文として発表した。・平成31年度は最終年度である。これまでの4年間の研究成果を踏まえ、引き続き国内では文献調査やヒアリングや意見交換などにより、研究の一層の積み上げを図る。・海外調査を行い、中国の「一帯一路」構想や対外援助、対外投資の実態、AIIB・新開発銀行・シルクロード基金の動向、中国の国際秩序戦略の動向をフォローするとともに、海外の最新の研究動向の把握にも努める。・国内外での国際会議やシンポジウム、研究会などの場で積極的に研究成果を発表するとともに、論文などで研究成果を公表していきたい。・中国の「一帯一路」構想とAIIB創設の背景と実態を中心に研究した。特に、中国の「一帯一路」構想は、主に中国の国内事情と国際環境の変化に起因することが確認できた。中国の国内事情としては、中国経済が伸び悩むなかで中国の内陸部や国外で需要を創出して経済成長を維持する必要があることと、国内の深刻な格差の是正が喫緊の課題となっていることが重要である。また、中国の台頭と米国の相対的な地位の低下、ロシアの低迷、新興国の台頭などにより国際システムにおけるパワーバランスが変化したことと米国がリバランス政策を採用したことで中国を取り巻く国際環境が変化したこと、習近平政権下の中国が周辺国や西方を重視する外交姿勢を取るようになったことも中国の「一帯一路」構想の重要な要因であることが分かった。・上智大学図書館とJETROビジネスライブラリー、中国学術文献オンラインサービス(CNKI)などを活用し、当該テーマの関連文献(日本語・英語・中国語)を収集し読み進めた。また、米国で現地調査を行い、米国の政策関係者や大学、シンクタンクの研究者へのヒアリングと意見交換、資料収集を行うことで、中国の「一帯一路」構想やAIIBの運営の状況や最新の研究動向をフォローした。・国際学会や国際会議、講演など、国内や海外で研究成果の一部を発表した。・2016年3月19日に国際関係論・国際政治学の分野の国際的な学会であるInternational Studies Association(ISA)の年次大会のパネルで研究成果の一部を発表した。また、この渡米の機会を利用してワシントンDCで現地調査を行い、米国の政策関係者や大学、シンクタンクの研究者へのヒアリングと意見交換、資料収集を行った。・講演や国際会議など、国内や海外で研究成果の一部を発表する機会を多く得た。・本年度は、中国の「一帯一路」構想と中国の対外援助の動向を中心に研究を進めた。「一帯一路」構想は、中国が高い経済成長を維持するために国内外で需要を創出するための手段であるだけでなく、中国主導で創設したアジアインフラ投資銀行(AIIB)を積極的に活用したり、国外に生産設備を輸出する「国際生産能力協力(国際産能合作)」という国際協力の新しい枠組みを提示するなど、既存の国際秩序に対する修正を求める中国の国際秩序戦略の一環であることが分かった。こうした中国の行動が国際社会で受け入れられるようになってきた背景には、新興国の台頭や国際情勢の急激な変化に対応しきれていない既存の国際秩序自体の問題がある。その具体的なケースとして、中国の対外援助を分析した。今日、対外援助の国際秩序形成に中心的な役割を果たしてきた西欧中心の国際開発援助コミュニティの対外援助観が多様化しており、開発援助委員会(DAC)に属する代表的なドナーによる「援助モデル」が揺らいでいるため、中国にとって独自の対外援助政策を維持しやすい環境になっていることが明らかになった。・大学その他の図書館や各種データベースなどを活用し、文献調査を行った。

また、日本や海外の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者へヒアリングを行い、中国の国際秩序戦略、「一帯一路」構想、対外援助などの最新動向の把握に努めた。・研究成果は、国際会議での報告、講演、論文として発表した。・大学その他の図書館や各種データベースなどを活用し、関連文献を収集し読み進めた。・日本や海外の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者へのヒアリングや意見交換を行う機会を得た。・本年度は、主に、1中国の「一帯一路」構想と中国の対外援助や投資の動向、2「一帯一路」構想において重要なアクターである中国の国有企業の動向、3中国の国際秩序戦略の方向性の3点について研究を進めた。・中国の「一帯一路」構想のもとで幅広く展開されている国際協力は、中国による経済活動の一環でありながら、中国の安全保障を強化し、既存の国際秩序の一部を中国に有利な方向へ修正する意味を持っていること、「一帯一路」構想の推進役である習近平政権や中国共産党、中央政府と実行役の国有企業の間では、取り組み姿勢に大きな差があること、最近の習近平政権下では中国共産党の意向が国有企業の意思決定や行動により強く反映される仕組みづくりが行われていること、中国の周辺諸国における活発なインフラ投資は当該国の経済発展に役立つ一方で、安全保障上の懸念となったり、当該国の対中認識を悪化させる一因になっていることなどがわかった。・国内外で資料を収集し、大学その他の図書館や各種データベースを活用して文献調査を行った。また、日本や中国、東南アジア、米国、欧州の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者からのヒアリングや意見交換を行うことで、最新の動向の把握に努めた。・現地調査では、主に、中国の「一帯一路」構想や国際秩序戦略に関する文献の収集、研究成果をもとにした意見交換や最新動向のヒアリングを行った。・研究成果は、国内外の国際会議やシンポジウムでの報告、論文や記事として発表した。・国内では大学その他の図書館や各種データベースなどを活用し、関連文献の収集と文献調査を行った。また、日本や中国、東南アジア、米国、欧州の政策関係者や専門家、大学・シンクタンクなどの研究者からのヒアリングや意見交換を行い、中国の「一帯一路」構想や対外援助、対外投資の実態、中国の国際秩序戦略など、最新の実態把握に努めた。・海外調査を実施し、文献収集、ヒアリングや意見交換を行い、「一帯一路」の現場を視察した。・本年度は、主に、1中国の「一帯一路」構想とその対象国への影響、2「一帯一路」構想の財源となるシルクロード基金や中国が創設を主導・関与したアジアインフラ投資銀行(AIIB)、新開発銀行の動向の2点について研究を進めた。
欧州諸国における循環型農業の発展とバイオ熱エネルギー市場の形成に関する比較研究

家畜排せつ法が成立され6年間の猶予の後平成16年から施行されるようになり,酪農経営は家畜ふん尿の適正管理を行わなければならなくなった.家畜ふん尿の有効活用の一方法としてバイオガスが注目されるようになった.バイオガスとは家畜ふん尿を嫌気発酵させガス化させたもので,ガスを燃焼させることで電気と熱を得ることができ,再生可能エネルギーの一つとしてヨーロッパでは1990年代初以降本格的に普及されている.なお,発酵済みの消化液は肥料の成分が残るため,化学肥料に代わって土壌に還元できる.このようにバイオガスは循環型農業およびエネルギーの面でメリットがあると評価されている.しかし,バイオガスプラントは,多額の初期投資,低いエネルギー効率,および非採算性等の問題が指摘されている.そのためヨーロッパ諸国では多様な普及支援策を実施している.そこで本研究ではヨーロッパ諸国における再生可能エネルギー普及背景と普及支援策および環境規制が,バイオガスプラントの普及に果した役割について比較研究することを課題にした.そのことによって再生可能エネルギー普及の導入段階にある日本への示唆を得ることを目的とした.研究結果をまとめると以下のとおりである.第1にEU加盟国が直面しているエネルギー及び環境事情には大きな差が存在し,その差が普及支援策の温度差をもたらしているものの,ほとんどのEU加盟国では電力会社がバイオガスプラントからの電気を費用のカバーする水準の価格で買取しなければならない.第2に環境汚染を防ぐ目的で硝酸塩指令のような環境規制が厳しく実施されており,それがバイオガスプラント普及の契機にもなっている.最後に日本への示唆を述べるとバイオガスプラント普及に直面して,環境・エネルギー政策の両面からのアプローチが重要ではないだろうか.家畜排せつ法が成立され6年間の猶予の後平成16年から施行されるようになり,酪農経営は家畜ふん尿の適正管理を行わなければならなくなった.家畜ふん尿の有効活用の一方法としてバイオガスが注目されるようになった.バイオガスとは家畜ふん尿を嫌気発酵させガス化させたもので,ガスを燃焼させることで電気と熱を得ることができ,再生可能エネルギーの一つとしてヨーロッパでは1990年代初以降本格的に普及されている.なお,発酵済みの消化液は肥料の成分が残るため,化学肥料に代わって土壌に還元できる.このようにバイオガスは循環型農業およびエネルギーの面でメリットがあると評価されている.しかし,バイオガスプラントは,多額の初期投資,低いエネルギー効率,および非採算性等の問題が指摘されている.そのためヨーロッパ諸国では多様な普及支援策を実施している.そこで本研究ではヨーロッパ諸国における再生可能エネルギー普及背景と普及支援策および環境規制が,バイオガスプラントの普及に果した役割について比較研究することを課題にした.そのことによって再生可能エネルギー普及の導入段階にある日本への示唆を得ることを目的とした.研究結果をまとめると以下のとおりである.第1にEU加盟国が直面しているエネルギー及び環境事情には大きな差が存在し,その差が普及支援策の温度差をもたらしているものの,ほとんどのEU加盟国では電力会社がバイオガスプラントからの電気を費用のカバーする水準の価格で買取しなければならない.第2に環境汚染を防ぐ目的で硝酸塩指令のような環境規制が厳しく実施されており,それがバイオガスプラント普及の契機にもなっている.最後に日本への示唆を述べるとバイオガスプラント普及に直面して,環境・エネルギー政策の両面からのアプローチが重要ではないだろうか.本年度の海外調査研究では、農畜林産廃棄物発生抑制・回収及び熱エネルギー転換システムにおける運営組織と政策支援、食品産業・都市生活廃棄物の発生抑制・回収および熱エネルギー転換システムにおける運営組織と政策支援、および食品産業・都市生活廃棄物利用の熱エネルギー市場における価格決定と需要促進課題について、地域の実践現場での実態調査を行った。なお、海外調査研究では、課題に応じて対象国を選び、調査班を編成して、調査班ごとに対象国の調査研究を遂行した。第一調査班は、樋口・金山・徐・和田・長南をメンバーにし、8月7日から8月20日までの期間中、イギリス・デンマーク・ドイツを対象に、調査を行った。第二調査班は、徐が、3月11日から3月18日までの期間中、ドイツを対象に調査を行う。なお、国内調査研究では、徐・和田をメンバーにし、9月8日から9月9日までの期間中、十勝の本別町と士幌町を対象にし、家畜糞尿処理に関する実態調査を行った。調査の結果をまとめると、欧州においては地球温暖化防止の一環として、バイオマスを原料にした熱及び電気への転換技術に対して1990年代半ばからきめ細かな支援を行っていることがわかった。このような支援政策が行われるための前提条件としては、第一に、国民の間にバイオマスを利用して得られる熱及び電気の値段が化石燃料から得られる熱及び電気のそれより相対的に高いが、バイオマスを活用する方法が地球温暖化を防止する有効な手段であるとの認識が形成されていなければならないことである。第二に、畜産農家の家畜排せつ物を貯蔵する施設についてであるが、バイオマスを活用してエネルギーを獲得する施設と連携性のある施設にするため、恒久的な施設にする必要があることである。本年度の海外調査研究では、農畜林産廃棄物発生抑制・回収及び熱エネルギー転換システムにおける運営組織と政策支援、食品産業・都市生活廃棄物の発生抑制・回収および熱エネルギー転換システムにおける運営組織と政策支援、および食品産業・都市生活廃棄物利用の熱エネルギー市場における価格決定と需要促進課題について、地域の実践現場での実態調査を行った。

第一調査班は、佐々木・稲本をメンバーにし、平成13年9月1日から9月9日までの期間中、ドイツ・オーストリアを対象に、調査を行った。第二調査班は、徐が、平成14年2月9日から2月19日までの期間中、ドイツ・デンマーク・オーストリアを対象に調査を行った。第三調査班は、石田が、平成14年2月7日から2月14日までの期間中、デンマークを対象に調査を行った。なお、ドイツの研究協力者であるビールバウムとハインが来日し、ドイツのバイオガスプラントの普及政策について研究会を行った。調査の結果をまとめると、欧州においては地球温暖化防止の一環として、バイオマス等を原料とした熱・電気への転換技術に対して、1990年代半ばからきめ細かな支援を行っていることがわかった。このような支援政策が行われるための前提条件としては、第一に、国民の間にバイオマス等の再生可能エネルギーの値段が化石燃料から得られる熱及び電気のそれより相対的に高いが、バイオマスを活用する方法が地球温暖化を防止する有効な手段であるとの認識が形成されていなければならないことである。第二に、畜産農家の家畜排せつ物を貯蔵する施設についてであるが、バイオマスを活用してエネルギーを獲得する施設と連携性のある施設にするため、恒久的な施設にする必要があることである。家畜排せつ法が成立され6年間の猶予の後平成16年から施行されるようになり,酪農経営は家畜ふん尿の適正管理を行わなければならなくなった.家畜ふん尿の有効活用の一方法としてバイオガスが注目されるようになった.バイオガスとは家畜ふん尿を嫌気発酵させガス化させたもので,ガスを燃焼させることで電気と熱を得ることができ,再生可能エネルギーの一つとしてヨーロッパでは1990年代初以降本格的に普及されている.なお,発酵済みの消化液は肥料の成分が残るため,化学肥料に代わって土壌に還元できる.このようにバイオガスは循環型農業およびエネルギーの面でメリットがあると評価されている.しかし,バイオガスプラントは,多額の初期投資,低いエネルギー効率,および非採算性等の問題が指摘されている.そのためヨーロッパ諸国では多様な普及支援策を実施している.そこで本研究ではヨーロッパ諸国における再生可能エネルギー普及背景と普及支援策および環境規制が,バイオガスプラントの普及に果した役割について比較研究することを課題にした.そのことによって再生可能エネルギー普及の導入段階にある日本への示唆を得ることを目的とした.研究結果をまとめると以下のとおりである.第1にEU加盟国が直面しているエネルギー及び環境事情には大きな差が存在し,その差が普及支援策の温度差をもたらしているものの,ほとんどのEU加盟国では電力会社がバイオガスプラントからの電気を費用のカバーする水準の価格で買取しなければならない.第2に環境汚染を防ぐ目的で硝酸塩指令のような環境規制が厳しく実施されており,それがバイオガスプラント普及の契機にもなっている.
超高速流れの解明とその応用

本年度は、重点領域研究「超高速流れの解明とその応用」の最終年度に当たり、3年間の総まとめを行った。超音速機、宇宙往復システム、スペースプレーンなど超音速流れの解明を全体的な目標に掲げ、以下の項目について主に研究し、成果を得た。1)単純形状から複雑形状まで種々の超高速流れを解く方法として、TVD法、ENO法、スペクトル法、モンテカルロ法を取り上げ、連続体から希薄流まで解き、実験結果と良い一致を見た。2)エンジン内部流の複雑、かつ実用的な流れの、計算と実験との比較法を確立した。3)起高速飛行体周りの流れでは、気体が高温になり、化学反応が起こる。これを効率よく解く計算スキームを構成し、具体的な形状に適用した。4)宇宙開発で出会う反応を伴う超高速流を解明するために、大気圏再突入時の高温極超音速流を解析し、熱的、化学的に非平衡な流れを計算し、空力加熱を見積もることができた。5)高精度のナビエ・ストークス方程式計算コードの開発において、解強制置換法を開発し、スペースプレーンまわりの極超音速流の計算、剥離渦の数値計算等、実用問題に適用し、検証した。6)わが国では余り行われていないライン緩和法を、3次元に拡張し、また、計算機によっては、計算データとグラフィックデータを分離することができることがわかった。7)超高速流衡撃波背後では化学反応が生じ、膨大な計算量が必要となる。実際的な問題を解くためには、解に適合した差分格子が必要であり、非定常な高速燃焼反応を含む流れでも解けるような解適合格子生成法を開発した。8)宇宙におけるジェット現象と実験室におけるジェットを比較研究し、宇宙ジェット頭部の不安定性現象と実験室における逆噴射ジェットの間の関係を明らかにした。9)実在気体効果を伴う超高速流れ及び超高速膨張流の三次元構造を解明し、また、軸対称自由噴流膨張における凝縮現象を扱い、実験結果をよく再現した。