hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セラミックスの構造欠陥と物性制御

昭和63年度中に2回の研究会および1回の重点領域研究への申請のための準備会を開催した。第1回目の研究会は、昭和63年7月18日より19日にかけて、東京で開催し、7名の講師により各分野の総合報告を行うと共に、今後の研究方針について討論を行った。第2回目の研究会は、昭和63年11月21日より11月23日に亘り福岡で開催し、分担者全員による研究発表を行うと共に、重点領域研究申請へ向けての研究体制等について討論を行った。研究会の内容は、セラミックに関する(1)塑性変形に関する研究、(2)破壊じん性に関する研究、(3)粒界、界面の構造と物性に関する研究、(4)組織形成およびミクロ組織に関する研究、(5)マルテンサイト変態に関する研究、(6)照射損傷に関する研究、に大別される。本研究グループの特徴は、物理学会、金属学会、セラミックス協会、応用物理学会、電子顕微鏡学会などさまざまな分野でセラミックスの基礎研究に掲わる研究者の集合である所にあり、徒来共通の討論の場を殆んど持つことがなかったグループである。したがって、この研究会を通して、相互に関連分野の理解を深め、また多くの刺激を受けることによって、それぞれ将来の研究の展望に指針を得ることができ、また今後の研究協力関係の推進も計画された。昭和63年12月24日には、幹事が東京で会合し、平成2年度から新たに研究体制を整えて重点領域研究をスタートすべく、その申請内容について討議を行い、吉永日出男(九大、総合理工、教授)を代表者として申請を行う方針を決定した。なお、本年度中の研究成果は、論文または報告書の形で取りまとめ、約200ページの研究成果報告として印刷した。
中国西周時代昭王期の金文研究

本研究は、中国西周時代昭王期の文字に主眼を置き、その時代確定と字形の特徴をより明白にすることが目的である。具体的研究内容は、(1)現在確認されている中国西周青銅器の時代検討、(2)昭王期器物の確定、(3)銘文中の文字(字形)の検証、(4)異体字の確認と字義の検討、である。現在確認できる青銅器から、本研究では昭王期と考えられる58器を検証し、うち52器を確定した。さらに52器の字形を検証し、昭王期文字(字形)を確定。昭王期の異体字も確定した。本年度においては、当初の計画通りに前年度からの「昭王期金文の調査」を継続しながら、昭王期金文(銘文内容)の確定と時代の近似性について、より詳細に研究を行った。前年度に研究基礎資料とした『西周青銅器銘文分代史徴』『西周青銅器銘文選』『殷周金文集成』『西周青銅器銘文キ図象集成』の精査から、時代区分の不一致についての検証を行い、ある程度の時代設定を行った。しかしながら、25年度は、これらの基礎資料書籍に加え、中国国家事業の夏商周断代行程報告書である『西周青銅器分期断代研究』(文物出版社)に対する検証的論文が中国国内で多数発表され、その内容確認に時間を多く割いた。初年度から継続の『昭王期金文字書』作成も行っているが、異体字に関する取り扱いについて多少の論的疑念があるため、制作に予想以上の時間が掛かっている状態である。この異体字解釈は、『周禮』内容に関係するものと思われるので、より慎重に行っているところである。本年度においては、当初の計画通り「昭王期金文の調査」を中心に行い、現存する研究書籍等を基礎資料として、昭王期金文の確定もしくは時代の近似性について明確にした。本研究の基礎資料として取り上げた書籍は以下である。当初計画していた資料よりも、より詳細な関係書籍が出版されたため資料対象をプラスした。『西周青銅器銘文分代史徴』『商周青銅器銘文選』『商周金文模釈総集』『近出殷周金文集録二編』『殷周金文集成』『商周青銅器銘文キ図象集成』これら書籍中で、時代区分が一致しない金文銘文に関しては、他銘文との比較検証を行い、研究者の主観において時代決定もしくは近似の時代と推定した。これらの書籍は中国内の出版であるため、入手に時間を要したのも事実である。ここ数年来、金文研究関係の書籍が出版されずにいたが、この諸書籍は近年の出土新資料と新考察を含むため、国内外の同系の研究者にとっては待望の資料であることも入手時間の延引になった。当初の計画では、『説文解字』に則した『昭王期金文字書』の作成を予定しているが、現在進行中である(計画では次年度も継続)。予測として、多少困難をきたしている。その原因は、異体字に関する取り扱いである。異体字が、現段階で数文字見つかったが、その解釈に時間を要している。異体字に関しては、本研究に関する重要ポイントであるため、ある程度時間がかかる事は仕方ないと考える。現段階では、『周禮』との関連性についての考察中である。他に関しては、当初の計画通りに遂行出来ていると思われる。本研究の総まとめを行っている。西周昭王期の青銅器の確定とその青銅器銘文の文字検証を行い、現在は昭王期の字形の特徴を確定している段階である。その後、異体文字についての検証を最終段階で行う予定である。第一段階の成果発表として、書学書道史学会(2014年9月14日、於:花園大学)にて、昭王期青銅器の考察について口頭発表を行った。口頭発表においては、現段階で昭王期と考えられる青銅器を列挙し、それらの時代設定を行っている書籍(工具書)の内容検証も含め、新たに昭王期の青銅器を明白にした。最終年度においては、西周時代昭王期と比定した青銅器について、その字形の特徴を究明し、「尊」「寶」「彝」などの字形の検証から昭王期の字形の特徴を見出した。また、銘文中における儀礼の時代性についても確認ができたことは意義深い。本研究は研究期間においては以下の点、1昭王期金文の調査、2昭王期における異体字、3昭王期文字と前代までの文字比較、を柱に研究を進めた。1においては、『夏商周断代工程報告集』『商周青銅器銘文曁圖像集成』『殷周金文集成』『商周金文編』『商周青銅器銘文選』『西周青銅器銘文分代史徴』にある昭王期と比定された青銅器を比較・再調査し、昭王期の青銅器をある程度断定した。この調査において、16器の断代不同の青銅器を確認した。これらについては、まず出土状況に関する書籍の精査を行い、断代を比定した。その上で、銘文内容の再確認、青銅器の形式の再検討を行った。2については、幾つかの異体字を確認するに留まった。この部分については、今後の研究課題である。3については、1の結果により検討できる基礎資料ができた。比較分析に関しては、もう少し、昭王期前の文字についての調査・精査が必要である。

異体字に関しては、想像以上の数が確認できた。本研究によって、昭王期の銘文と文字をある程度特定できたことは、大変な意義がある。西周時代前期後段の昭王期は、西周時代の発展期の最終であり、かつ周国が以後、その特徴を色濃くする時期でもある。その萌芽期とも捉えられる時期の文字を確定し、その字形字義より社会状況を究明できることは、今後の『周禮』等の内容を研究する上で、その意義は大きいと考える。また、昭王期の金文形によってその社会の様子や、特に西周中期へと継承される(周国の基盤の確立)社会体制を推察でき、中国西周時代の歴史をより明確にできる点で重要であると考える。本研究は、中国西周時代昭王期の文字に主眼を置き、その時代確定と字形の特徴をより明白にすることが目的である。具体的研究内容は、(1)現在確認されている中国西周青銅器の時代検討、(2)昭王期器物の確定、(3)銘文中の文字(字形)の検証、(4)異体字の確認と字義の検討、である。現在確認できる青銅器から、本研究では昭王期と考えられる58器を検証し、うち52器を確定した。さらに52器の字形を検証し、昭王期文字(字形)を確定。昭王期の異体字も確定した。昭王期青銅器銘文中の字形検証に、想定以上の時間を割いているが、当初の研究内容を実行している。漢字学口頭発表を行った「中国西周時代昭王期の青銅器考」を、書学書道史学会誌へ投稿中(平成27年5月現在審査中)である。また、27年度終了までに「中国昭王期文字の考察」「中国昭王期文字の異体字について」と論文執筆を行い、随時発表する予定である。年度末には、これらの論文をまとめて報告書としたい。2013年においては、想像以上に中国国内の研究者から『西周青銅器分期断代研究』に関する批判的な検証がみられ、その論の確認に時間を割いていることが、最大の原因である。しかし、それだけ現在注目されている研究課題であるため、研究者自身が新たな研究見解もできるであろうと考える。上記、研究実績のように達成しており、大まかな範囲では順調である。しかし、『昭王期金文字書』に関する制作については、多少急を要すると感じている。研究初年度における海外実地研究について、反日運動の影響により中国へ渡航できなかったことが最大の原因で、この要因が研究最終年度まで影響している。また、それに呼応した国内研究の回数減も原因である。おおむね研究計画は遂行されていると考えるが、上海博物館・故宮博物院等を中心とする実地研究と、論文検証を継続していく予定である。また、異体字に関しては、引き続きより明確な検証を行う予定である。おおむね研究計画通りであるが、2012年は、日本と中国の国際状況の不安定や鳥インフルエンザ等による渡航状態の悪化(懸念)により、国外(中国)の博物館等における実地研究が、予想以上に進まなかった。今後は、この点を考慮して研究を進める予定である。上海博物館・故宮博物院(台湾)を中心に、実地研究を並行しながら、計画通りに、異体字の字義について、より明確な検証を行う予定である。研究が最終段階であるため、中国における実施研究を数回行うことで、本研究結論の確定を行いたい。研究初年度における国外研究が、中国国内の抗日運動の影響で実施できなかったのが、最大の理由である。26年度の研究において、中央研究院歴史語言研究所(台湾)・台北故宮博物院・上海博物館等で、数回、実地研究を行う予定である。特に、中央研究院においては、同院研究者に、現在行っている研究内容についての意見聴収と現在中国国内で議論になっている(西周青銅器に関する)ポイントについて、より明確な意見を聞き、研究のまとめとして情報収集を行う予定である。
非ガウス的粒子拡散による宇宙線の衝撃波統計加速

非ガウス的ランダム歩行を行う宇宙線(高エネルギー粒子)が衝撃波統計加速を受ける過程を、テスト粒子計算およびフラクタル拡散方程式を用いて解析した。宇宙線は停滞と歩行を交互に繰り返すとし、停滞および歩行のそれぞれの時間スケールをベキ則で与え、衝撃波より注入された種粒子群が衝撃波統計加速を受ける過程をテスト粒子計算により解析した。注入された宇宙線の種粒子群が加速を受けて高エネルギーにいたるまでの時間スケールを、このパラメータと衝撃波圧縮比を用いて整理した。フラクタル拡散方程式に、背景流の不連続として衝撃波を導入し、衝撃波からデルタ関数として注入される宇宙線分布関数の時間発展を数値的に求めた。○前年度までに引き続き、レヴィ歩行統計に従う宇宙線の衝撃波統計加速の計算機シミュレーションを行った。粒子運動は、停滞と歩行を交互に繰り返すとし、ベキ型分布に従うランダム変数を生成するルーチンを用いて、停滞および歩行のそれぞれの時間スケールをベキ則で与えた。宇宙線の散乱として、散乱のたびに飛翔方向を3次元的にランダムとする強拡散と、磁気流体波動によるピッチ角拡散をモデル化する弱拡散の場合の相違について議論した。○衝撃波統計加速過程により加速される宇宙線の統計を時間の関数として調べ、フラックスのベキ則、空間分布、加速時間についての議論を行った。前年度までに得られた結果に加え、宇宙線分布関数に対する時間発展方程式である拡散対流方程式をフラクタル微分を用いて書き換えた、フラクタル拡散微分方程式の解析を行った。この方程式は限られた場合には解析的な評価ができるが、一般には数値的な取扱いのみが可能である。得られた方程式の数値解を求めるためのプログラムを作成しテスト計算を行った。○複数の衝撃波が同時に存在する場合の衝撃波統計加速過程について、計算機シミュレーションおよび拡散対流方程式の解析により議論を行った。衝撃波が1つの場合とは本質的に異なり、衝撃波が複数存在する系では、宇宙線分布関数は拡散係数に依存することを示した。また、分布関数は衝撃波の数に応じて複数のベキ乗部分からなるが、これらの漸近解を解析的に求め、これが計算機シミュレーションの結果をよく説明することを示した。古典的ランダム歩行ではなく、非古典的ランダム歩行を行う宇宙線(高エネルギー粒子)が衝撃波統計加速を受ける過程を、テスト粒子計算およびフラクタル拡散方程式を用いて解析した。今年度は最終年度であるため、前年度までの計算・解析を継続するとともに、全体の総括を行った。テスト粒子計算については、ベキ型分布に従うランダム変数を生成するルーチンを用いて、レヴィ歩行統計に従う宇宙線の衝撃波統計加速のテスト粒子計算を行った。粒子運動は、停滞と歩行を交互に繰り返すとし、停滞および歩行のそれぞれの時間スケールをベキ則で与え、衝撃波より注入された種粒子群が衝撃波統計加速を受ける過程を解析した。古典拡散に従う宇宙線の場合には、上流・下流ともに宇宙線スペクトルは衝撃波圧縮比のみの関数としてあらわされるが、非古典拡散に従う宇宙線の場合、拡散係数の時間スケール依存性に対応するパラメータに大きく依存する。また、注入された宇宙線の種粒子群が加速を受けて高エネルギーにいたるまでの時間スケールを、このパラメータと衝撃波圧縮比を用いて整理した。フラクタル拡散方程式に、背景流の不連続として衝撃波を導入し、衝撃波からデルタ関数として注入される宇宙線分布関数の時間発展を数値的に求め、さらに宇宙線分布関数の時間定常解を求めた。また、複数の衝撃波が存在する場合の宇宙線分布について、解析的および数値的に解を求めた。これらの結果を総括し、論文として発表するための準備を進めている。ベキ型分布に従うランダム変数を生成するルーチンを用いて、レヴィ歩行統計に従う宇宙線の衝撃波統計加速の計算機シミュレーションを行った。粒子運動は、停滞と歩行を交互に繰り返すとし、停滞および歩行のそれぞれの時間スケールをベキ則で与えた。多数の粒子を衝撃波中に置き、これらが衝撃波統計加速される様子を求めた。古典拡散の場合についてフラックスのベキ則、加速時間、宇宙線の空間分布が、対流拡散モデル(宇宙線分布を時間、位置、運動量の関数として捉え、その時間発展を記述する流体モデル)により得られる結論と一致することを確認した。超拡散および亜拡散の場合に対して、上の諸物理パラメータを評価した。超拡散の場合にはより高いエネルギーまで加速が行われ、フラックスは「固い」ものとなるが、衝撃波から遠く離れた地点まで飛翔するため、加速時間は長くなる。亜拡散の場合にはその逆である。ベキ指数および加速時間とレヴィ歩行を指定するパラメータとの関連を議論した。超拡散する粒子群が持つ熱フラックスが、磁場擾乱と衝突してエネルギーを受け渡すことにより、非線形逆ランダウ過程により磁場擾乱を増幅させる。

衝撃波近傍のSLAMSと呼ばれる磁場擾乱に対して、この過程を議論した。非ガウス的粒子のアンサンブルの記述には、フラクタル微分が本質的に関わることが知られている。ここでフラクタル微分とは、通常の微分の一般化であり、例えば関数の1階微分、2階微分等を一般にp階微分として、pの値として任意の実数(時として複素数)を考えるものである。超拡散および亜拡散の場合の拡散対流モデルを書き下し、これを数値的に解くための準備を行っている。申請時の研究計画では、平成24年度に行う項目として、非ガウス的粒子拡散による宇宙線の衝撃波統計加速のための計算機シミュレーションの実行、強拡散(散乱毎に等散乱とするモデル)とピッチ角拡散モデルとの比較、宇宙線飛翔に関するパラメータ・サーベイ、またフラクタル拡散対流方程式の構築と数値計算による解の探索をあげたが、平成24年度中に、これらの殆どを実際にすべて遂行した。フラクタル拡散対流方程式の数値解法に関しては、解を求めるには至っていないが、フラクタル拡散方程式の数値解は求めることができるようになった。また、申請時の計画にはなかった、複数衝撃波による衝撃波統計加速について研究を発展させ、テスト粒子計算および理論モデルによって、いくつかの全く新しい結果を得ることができた。申請時の研究計画では、平成23年度に行う項目として、非ガウス的粒子拡散による宇宙線の衝撃波統計加速のための計算機シミュレーションコードの作成、これを古典拡散に従う宇宙線に対して走らせることにより対流拡散モデルによる結果と照合すること、および非ガウス的粒子拡散を行う宇宙線流体の従う発展方程式の提案を挙げた。平成23年度中に、これらを実際にすべて遂行した。これらに加え、最新の文献の詳読により、フラクタル微分方程式の数値解法についての知識を得た。衝撃波統計加速の計算機シミュレーション結果を、非ガウス的粒子の拡散対流モデル(フラクタル微分方程式)の数値解と比較するための準備が完了した。また、衝撃波統計加速の中心的課題である、磁場擾乱と宇宙線との相互作用に関して、実際に観測される磁場擾乱であるSLAMSを例にとり、粒子散乱、粒子加速、および擾乱の時間発展を議論した。○非ガウス拡散を特徴づけるさまざまなパラメータ領域にわたって、テスト粒子計算を引き続き行う。超拡散、古典拡散、亜拡散の場合に対し、フラックスのベキ則、加速時間、宇宙線の空間分布等の諸統計量を詳しく評価し、宇宙線のレヴィ歩行を指定する2つのパラメータとの関連を明らかにする。○提案しているフラクタル拡散対流方程式の数値解法を完成させる。フラクタル微分の階数がある特別な値の場合、対流がない場合(フラクタル拡散方程式)の既存の解と比較することにより、コードチェックを行う。さらに、フラクタル拡散対流方程式の数値解析により得られた結果をテスト粒子計算結果と比較検討する。○複数衝撃波による衝撃波統計加速について、引き続き議論する。○研究を総括する。平成23年度の予備的計算およびコードチェックに引き続き、非ガウス拡散を特徴づけるさまざまなパラメータ領域にわたって、本格的な計算を行う。
窒素噴射によりガス温度を最適制御する次世代型高速フレーム溶射装置の気体力学的研究

高速フレーム溶射は,機械部品の表面に耐磨耗性,耐食性,耐熱性などの機能を与えるドライコーティング法であり,あらゆる産業で必要とされる汎用の基盤技術である.しかし,燃焼ガスによる合金粉末の酸化のためコーティング強度は限界に達している.また,高温で酸化や窒化が生じるチタンなどの粉末の溶射は不可能である.本研究は,申請者が考案した温度制御室をもつ次世代型HVOF溶射装置により粉末の酸化を抑制してコーティングの強度を飛躍的に高めるための気体力学的な最適作動条件をモデル実験と数値シミュレーションにより明らかにすることを最終的な目的としている.最終度である平成18年度は,窒素ガス噴射を行うことができる構造をもつ2段HVOF溶射装置のモデルを設計・製作し,気体力学的な実験を行った.本実験では,装置の上流側に位置する貯気室,その下流に接続した混合室および窒素ガス噴射室の圧力を測定した.さらに,2段HVOF溶射装置内における混合過程の詳細を明らかにするために,準一次元理論に基づく理論解析を行い,得られた実験データと比較した.その結果,解析結果は実験結果とよく一致した.本研究により明らかになったことを以下に要約する.1)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の圧力は増加する.2)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の先細ノズル出口でのマッハ数は減少し,窒素ガス噴射室の先細ノズル出口でのマッハ数は増加する.3)本研究で用いた理論解析法により,2段HVOF溶射装置内の混合状態を予測することができる.高速フレーム溶射は,機械部品の表面に耐磨耗性,耐食性,耐熱性などの機能を与えるドライコーティング法であり,あらゆる産業で必要とされる汎用の基盤技術である.しかし,燃焼ガスによる合金粉末の酸化のためコーティング強度は限界に達している.また,高温で酸化や窒化が生じるチタンなどの粉末の溶射は不可能である.本研究は,申請者が考案した温度制御室をもつ次世代型HVOF溶射装置により粉末の酸化を抑制してコーティングの強度を飛躍的に高めるための気体力学的な最適作動条件をモデル実験と数値シミュレーションにより明らかにすることを最終的な目的としている.初年度である平成17年度は,従来のHVOF溶射装置を模擬したモデル実験を行った.モデル実験では燃焼ガスの代わりに常温の圧縮空気を用い,HVOF溶射装置(超音速ノズルと,その下流側に接続する直管)は真鍮で製作した.直管は実機を模擬した円形断面のものと,内部流れの可視化用に矩形断面のものも製作した.圧力センサーによる静圧測定で,ノズル上流のよどみ圧力が装置内の圧力分布,衝撃波の構造に与える影響を調べた.さらに,シュリーレン法により超音速噴流の構造も調べた.その結果,HVOF溶射装置内の流れには管摩擦が大きく影響していることや,よどみ圧力により装置内の衝撃波構造と噴流構造が大きく変わることが分かった.さらに,それらの実験データをもとに,申請者が開発した数値シミュレーションプログラムの計算精度の確認を行い,計算結果が妥当であることを確認した.高速フレーム溶射は,機械部品の表面に耐磨耗性,耐食性,耐熱性などの機能を与えるドライコーティング法であり,あらゆる産業で必要とされる汎用の基盤技術である.しかし,燃焼ガスによる合金粉末の酸化のためコーティング強度は限界に達している.また,高温で酸化や窒化が生じるチタンなどの粉末の溶射は不可能である.本研究は,申請者が考案した温度制御室をもつ次世代型HVOF溶射装置により粉末の酸化を抑制してコーティングの強度を飛躍的に高めるための気体力学的な最適作動条件をモデル実験と数値シミュレーションにより明らかにすることを最終的な目的としている.最終度である平成18年度は,窒素ガス噴射を行うことができる構造をもつ2段HVOF溶射装置のモデルを設計・製作し,気体力学的な実験を行った.本実験では,装置の上流側に位置する貯気室,その下流に接続した混合室および窒素ガス噴射室の圧力を測定した.さらに,2段HVOF溶射装置内における混合過程の詳細を明らかにするために,準一次元理論に基づく理論解析を行い,得られた実験データと比較した.その結果,解析結果は実験結果とよく一致した.本研究により明らかになったことを以下に要約する.1)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の圧力は増加する.2)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の先細ノズル出口でのマッハ数は減少し,窒素ガス噴射室の先細ノズル出口でのマッハ数は増加する.3)本研究で用いた理論解析法により,2段HVOF溶射装置内の混合状態を予測することができる.
転写因子p53によるSF1/Ad4BPを介した性機能調節機構

SF1/Ad4BPは性腺や副腎の発生・分化・形成に関わる主要な転写因子である。雌雄を連続的な表現型と考える性スペクトラムという観点では、SF1作用の低下により性の定位がメス寄り、かつ、完全メスでない位置に移行する。Mdm2低下によってp53増加・活性化が誘導されSF1が抑制されて性スペクトラムが完全メスからややオス側へ偏位する可能性が示唆されることから、本研究では、組織および細胞培養系を用いたp53のSF1転写調節機構の解析とMdm2およびp53のコンディショナルノックアウトマウスを用いた性機能の表現型解析によって、p53のSF1を介した性スペクトラム調節機構を明らかにしたい。
紫外線照射による傾斜機能ゾル/ゲル皮膜の新コーティングプロセスの開発

コーティング後のゲル膜の緻密化を図るためにゲル膜がUVを吸収すると光励起反応による有機物や水の分解除去によりゲル膜が緻密化することを利用して、常温下でUVを照射し、コーティングの繰り返し回数ごとにUVの照射時間を変化させる方法により密度が傾斜した積層膜の作製を試みた。Al板に100150nmと約1nmの細孔径を有する陽極酸化皮膜を各々作製し基板として用いた。ゾル溶液はモル比でZr(O-iBu)_4、DEG、H_2O、EtOH=1:2:2:50の割合に調整したものを用いた。基板をゾル溶液に浸漬して一定速度で引上げ、UV照射までの操作を繰り返すディップコーティング法によりZr酸化物を被覆した。そして、コーティングの繰り返し回数ごとに、UVの照射時間を増加させる方法により皮膜の傾斜化を行った。最初に、細孔径が100150nmの陽極酸化皮膜の基板にUVの照射時間を1.2ks一定としてコーティングを8回繰り返したところ、陽極酸化皮膜上に厚さ0.25μmの被覆層が形成され、その複合層皮膜の耐アルカリ性は従来の573Kにて加熱処理した皮膜と較べて約2.5倍向上した。次に、細孔中へのゾル溶液の侵入が困難な約5nmの微細孔径を有する陽極酸化皮膜に、UVの照射時間を0.48ks,0.96ks,1.92ks,3.84ksの順に増加させたコーティングを繰り返したところ、陽極酸化皮膜上に厚さ約0.28μmの亀裂のない被覆層が形成され、その耐アルカリ性は従来の封孔後の耐食性陽極酸化皮膜に較べて約2倍向上した。このような被覆層断面をSEMにより観察した結果、表面側ほど緻密な積層膜の生成が確認された。細孔径が1nmの陽極酸化皮膜においても耐アルカリ性が改善された原因として、比較的軟らかい水酸基を多く含む積層膜の生成が被覆層の表面応力の緩和と基板との密着性の改善に寄与したものと推定される。
糖尿病の病態解明に向けた膵α細胞新生・成熟機構の解明

糖尿病の対策には、その病態解明が不可欠である。以前から、糖尿病は膵β細胞不全がその病態の根本の一つであるが、近年グルカゴン産生膵α細胞の質的、量的異常もその病態に深く関わることが明らかとなっている。しかし、膵β細胞研究に比し、膵α細胞の研究は大きく後れを取っており、今後膵α細胞生物学を発展させる必要がある。本研究はその第一段階として、膵α細胞新生を観察し、新生膵膵α細胞の単離を可能とするGlucagon-Timerマウスを作製した。そして、実際に、新生膵α細胞が観察できること。その細胞を単離し遺伝子発現プロファイルを解析することに成功した。今後の膵α細胞生物学発展に貢献する成果と考えられた。近年、2型糖尿病の病態における膵α細胞の機能異常が指摘されており、膵α細胞に関する基礎的検討の必要性が強調されている。膵α細胞の運命を検討する目的では、従来、膵α細胞を標識する目的でGlucagon promoter制御下でeGFPを発現するGlucagon (Gcg)-eGFPマウスが用いられてきたが、新生α細胞のみを標識し、その動態や特徴を解明することは到底できない。そこで今回、eGFPの明るい緑色蛍光を利用するのと同時にIRESの下流にmRFPを配置し、mRFPの発現量を相対的に低下させることで、eGFPの緑色蛍光とmRFPの赤色蛍光との発現にタイムラグを生じさせ、FACSおよび顕微鏡下での観察を可能にすることを目指す。すでに、我々は、マウス作成のためのeGFP-IRES-mRFP constructを作成しており、これまでの、in vitroの予備実験では緑色蛍光の発色と赤色蛍光の発色間に6時間以上のタイムラグがあることを確認している。これをCRISPR-Cas9システムを用いてGlucagon遺伝子座に挿入する。平成28年度は、CRISPR-Cas9システムによる遺伝子改変マウス作製に際して、同実験系に習熟した多田昇弘博士に支援を仰いでいたが、作成できず、東京医科歯科大学との共同研究の末、本コンストラクトが目的の遺伝子座に挿入されたマウスの作成にようやく成功した。上述した通り、目的のマウスの作成に時間がかかったため本Gcg-Timerマウスの胎仔、新生仔および成体より膵臓を摘出し、flow cytometerを用いて緑色蛍光細胞数、および橙色蛍光細胞数を定量評価した。その結果、新生α細胞は胎生期14日、17日、生後1日に認められ、数がピークとなるのは、測定した中では、生後1日目で、全膵細胞中の1%の細胞が新生α細胞であることが明らかになったが、その後生後5日目には新生α細胞は全く認められなくなった。蛍光顕微鏡を用いた新生α細胞のspatio-temporal pattern解析を行った結果、膵管近傍や血管近傍に存在するという特徴がある可能性が考えられた。このように、これまで、全く明らかになっていなかった新生α細胞の発生期の成熟過程の一端を明らかにすることに成功した。マウスの作成が遅れたため、申請書に記載した実験をすべて、平成29年度内に行うことは困難であるが、少なくとも、下記、検討を行い、その結果を受け、それ以降の計画していた実験を行うか否かを検討する。1Gcg-Timerマウスの胎仔、新生仔および成体より膵臓を摘出し、BD FACSVerseflow cytometerを用いて緑色蛍光細胞数(=新生α細胞数)および黄色&#12316;橙色蛍光細胞数(より分化したα細胞の数)を定量化する。本法により、胎生期のどの段階で、膵α細胞の新生が起きているのか、また、成体膵で膵α細胞新生が起きているのか、その動態が明らかになる。2Gcg-Timerマウスの胎仔、新生仔および成体より膵臓を摘出し、PFA固定後、凍結切片を作製する。胎児期においてNeurog3陽性内分泌前駆細胞は膵管構造に近接して生まれ、その後様々な内分泌細胞へと分化することが知られているが、内分泌細胞へと分化した新生α細胞とNeurog3陽性前駆細胞との位置関係に関しては未解明である。Neurog3抗体を用いた免疫染色を行い、Neurog3陽性細胞と緑色蛍光細胞とを同時に観察することにより、内分泌前駆細胞からα細胞へとcell fateを変える過程の法則性について検討する。糖尿病学
CP非保存の物理

B中間子の崩壊振幅は強い相互作用が関与するので非節動的手法を必要とする。本研究でB中間子の2体崩壊は崩壊過程はQCDで計算可能なことが解った。これは非常に重要な結果である。B中間子の二体崩壊幅が計算できれば、実験結果から基本的な物理量を引き出すことが可能である。この計算方法をまとめ、あらゆる二体崩壊過程を計算し、この結果を実験結果と結びつける。PCDを用いて次のような結果が得られた。・ペンギン振幅の大きさ。PQCDの手法を使って計算した崩壊分岐比と実験結果が合意するか、自明ではない。実験からB→Kπのペンギン振幅が大きいと解っている。実際PQCDでペンギン振幅の大きさを計算してみると実験と矛盾しない大きさになった。つまり、大きなペンギンの振幅のダイナミックスが理解できた。・Annihilation振幅の大きさ。Factorization assumptionではAnnihilation振幅が小さいと過程されていたが、これは(V-A)×(V-A)interactionの場合helicity suppressionがきくと考えられていた。ただし、ペンギン振幅ではhelicity suppressionの議論が使えない。PQCDはこの振幅が大きいと予言した。・Final stateinteractionの位相Annihilation振幅はFinal state interactionの位相をもつ。つまり、PQCDはFinal state interactionの位相を予言できる。B中間子の2体崩壊振幅ππ,Kπ,ρπ,ωπand φKの崩壊分岐比の計算は終了した。これらの計算からどの崩壊過程にCPの破れが発見できるか予言した。(5)高エネルギー物理学研究所で毎月B中間子セミナーを開催している。ここでは約30名の研究者がこれまでの研究成果を発表している。(6)研究発表会を静岡県賀茂群阿津で行なった。9月1日-3日(7)研究発表会、「21世紀の物理学」を富山で開催し今後重要になる素粒子論テーマについて語り合った。2月1日-4日(1)もし標準模型をこえる物理がB中間子の崩壊を影響するならばどのような実験でそれが観測可能か検討した。特に今年はMinimal Supergravityの枠内でB崩壊、ミュウ中間子崩壊、K中間子崩壊などで標準模型の予言からどのくらいずれるか、実際に実験で測れるか検討した。(2)もし標準模型以外の物理が存在したならば新しいクォーク間の相互作用が生じる。それを有効Four-Fcrmi-Interactionで表し実験でその様な有効相互作用がどのように制限されるか検討した。(3) φ1の測定がFcrmilabのCDF実験で発表された。φ1の値は実験の感度があまり良くないので、意味が無いが、符号は意味がある。φ1の符号を理論的に計算し、実際実験と合っている事を示した。(4) CPT対称性をどの様に今後測定するか検討した。特にCPLEARの実験結果が今までにない制限を与える事を示した。(5) 3体の週状態のB崩壊過程からどの様にCP非対称性を測定するか検討した。(5)高エネルギー加速器研究機構で毎月B中間子セミナーを開催している。ここでは約30名の理論と実験の研究者がこれまでの研究成果を発表している。崩壊過程などでは予言に理論的不確定性がある。本計画研究の目的として、上記の崩壊過程の分岐比をp QCDの枠内で理論的に計算し、CPの理論の解明する。現在上記の崩壊振幅の計算は終わり、始状態のB中間子、及び終状態のπ,K,K^*,D,D^*などの波動関数のパラメターを調整している。若手研究者を含めて10人が分担して崩壊過程の計算を進めた。グループは毎月研究会を開催して研究者間の調整を行った。12年度に結果を発表する。なおこの研究には台湾の研究者、琴、なども加わり国際的研究である。

B中間子の2体崩壊過程を数えると70モード以上ある。上記の研究ではこの数多くの2体崩壊に含まれているCP非対称性についての情報に着目した.この情報を引出すには、2体崩壊の振幅を計算する手法を探す必要があった。B中間子は弱い相互作用で崩壊するが、終状態がハドロンである限り強い相互作用の影響から逃れられない.平成10年に重い粒子の2体崩壊の振幅はを計算するにあたり、QCDの影響はshort-distanceとlong-distanceに分けられ、short-distanceの部分は摂動で計算し、long-distanceの部分は粒子の波動関数として、実験から求められる事が分かった。B→Dπ,B→ππ,B→Kπ,B→ρπ,B→DKなどB中間子の2体崩壊過程とレプトニック崩壊B→Dlν,B→πlνの崩壊過程の計算は終了した。この研究で発見した事は:(1)Penguin diagramは自然に大きくなる。今までfactorization近似で計算した結果どうしてもpenguinのサイズが理解不可能であった.我々の結果により、初めてこのパズルが解けた。(2)Penguinannihilationdiagramは大きなfinal stateinteractionの位相を予言する。この結果を元に、我々は大きなCP非保存がB→Kπに存在する事を予言した。この結果は論文2で発表した。現在B→φK,B→ωK,B→η′K,B→ηKなどの崩壊過程を進めている。今のところ、終状態の粒子一つにつき個別の波動関数が入ってくるので、パラメタ-が多く、詳しいCP非対称性の大きさの予言はされていない。ただし複数の崩壊分岐比を計算して行くことにより、この問題は解決し、具体的な予言が可能となる。
植民地経済の運営と官民の認識-植民地台湾像の再検討-

本研究の目的は,台湾総督府が主催し臨時産業調査会(1930年),熱帯産業調査会(1935年),臨時台湾経済審議会(1941年)の実態から,植民地官僚の経済政策(構想・認識)を析出・検証することである。その結果,(1)台湾総督府の経済政策が本国のそれとは異なる形で表出されたこと。(2)これらの会議で示された原案は,本国政府や内地企業家の理解が得られず,中央官庁との軋轢を生み出したこと。(3)台湾総督府官僚は,植民地運営において「南方」との関係に強いこだわりを見せ,「本国-植民地」関係とは異質な存立基盤(=「台湾利害」)を求めていたことが明らかになった。平成19年度に実施した主な作業は次の通りである。計画初年度であるため,本研究に必要な資料収集と整理に重点を置いた。臨時台湾産業調査会・熱帯産業調査会・臨時台湾経済審議会に関する直接的な諸資料の所蔵を確認して資料収集を行い,適宜これらのイベントに言及されている間接資料も併せて収集した。7月に台湾の南投県に赴き,同県中興新村にある国立国史舘台湾文献館に所蔵されている台湾総督府文書『公文類纂』を調査した。ここで上記の調査会・審議会に関する記録を抽出して複写,帰国後に整理する形を取った。また,台北市内において本研究課題に関連する書籍や資料の収集を行った。ただし,この台湾調査で明らかになったことは,『公文類纂』の中に調査会や審議会に関する具体的な記録がほとんど残されていなかったということである(高等官の人事記録以外はほぼ皆無であった)。こうした事情から,本研究課題に関する資料収集の方針を変更して,やや広範囲に資料を集めることとした。すなわち,同時代の周辺資料による情報の補完を試みる形である。以上のような経緯で,今年度に行った作業としては資料収集と収集資料の整理に力点を置いたため,具体的な分析や外部に発表するための業績の作成には至っていない。しかしながら,初年度において国内外における本研究課題に関する資料の残存状況や所蔵先がほぼ明らかにできた。それ故,次年度以降は比較的ポイントを絞った形での調査が可能になったため,初年度の目標である本課題の基礎調査を完了し得たとみなせる。平成20年度に実施した主な作業は次の通りである。前年度の台湾調査の結果,「臨時産業調査会」,「熱帯産業調査会」,「臨時台湾経済審議会」に関する直接的な一次資料がほとんど存在しないことが確認されたため,国内での関連資料の収集を行った。基本的には国立国会図書館や千代田図書館等の公共図書館に所蔵されている台湾及び台湾総督府官僚の記録を精査した。これについては全国を網羅的に調査したわけではないために万全とは言いがたい。それ故,次年度も継続的に補完したい。また,具体的な検証・考察については,交付申請書に記した通り「臨時台湾経済審議会」に焦点を当てて論考(「植民地官僚の台湾振興構想-臨時台湾経済審議会から見た認識と現実-」)をまとめた。これは国際日本文化研究センター共同研究班の研究成果でもあり,本年度末に共著が上梓された(研究発表の項目を参照のこと)。本論考で明らかになったことは, (1)日本本国の経済と植民地台湾のそれが必ずしも目的を一致させていないこと, (2)それに伴う政策主体の政策スタンスの違いが明確に現れていること, (3)官僚主導の経済振興策に対する民間の懐疑的な態度や反発である。従来の研究では植民地統治機構による政策が極めて強制力の強いものと認識され,民間側は黙って従うだけのような認識がうかがえたが,そうした理解が一面的であることを指摘するに足る傍証ができた点は,今後の台湾経済史研究における新しい視点を提供し得たと考えられる。本年度は計画の最終年度であり,本研究課題に関する成果の更なる公表に向けて作業を進めた。具体的には,前年度の研究成果(松田・やまだ編『日本の朝鮮・台湾支配と植民地官僚』思文閣出版,2009年)を踏まえて,1935年に台北で開催された「熱帯産業調査会」に関する論考を出すことを目標としてきた。本研究の課題は,それぞれのイベントについての詳細な事実関係を解明するのみならず,本研究課題の申請時に指摘したように,他の大規模イベント(臨時産業調査会,臨時台湾経済審議会)との関連の有無を探ることにある。

今年度は,論文執筆に際して最も重要な資料である『台湾日日新報』(DVD版)を活用する予定であったが,肝心の「熱帯産業調査会」開催期(1935年10月)のデータが欠落しており,作業が一時期暗礁に乗り上げた状態になってしまった。そして,当該資料の販売元から欠落分のデータを入手できたのが2010年2月という年度末間際であった。以上の事情から,遺憾ながら今年度中に論文として研究成果を公表する時期を逸してしまった。他の資料で補完しつつ作業を進めることも検討したが,本研究の目的である他イベントとの関連という点に関する情報が得られず,そのまま執筆を続けても目的を充分に達し得ないと判断し,やむを得ぬ措置として所属先のディスカッション・ペーパーで成果の途中経過を公表する形をとった。充分に議論を詰めていないが,このディスカッション・ペーパーでは植民地行政府の主管官庁である拓務省の存在と外務省との角逐(省益争い)の実態を浮き彫りにすることができた。そこには,植民地単体での植民地運営に関する構想を見るだけでは捉えられない「日本帝国」の姿が垣間見られる。こうした官庁のつながりを視野に入れた上で,植民地官僚による植民地経営の構想と現実をより詳細に分析する必要性を問題提起することで一つの区切りとしたい。
差分化修飾によって調製した生体高分子性メディエーターの反応特性

これまでの研究では一連の球状蛋白質のリジン残基の反応性に対する圧力の効果の検討を行ってきたが、本研究においては球状蛋白質のシステイン残基の反応性に対する圧力の効果について検討した。クレアチンキナーゼ(CK)は脊椎動物の各組織に分布する酵素でありその生体内における機能の重要性から、多くの知見が得られている。それによればCKにはジスルフィド結合をしていない単独のシステインが四つあり、そのうちの一つ(Cys-282)が酵素活性に関与している。活性に関与するシステインの化学試薬に対する反応性は天然状態でも高いが、他の残基の反応性は乏しい。本研究では高圧下におけるCKのシステインの反応性について検討した。CKのシステインの反応性は300MPaまで変化しなかったが、350MPaから400MPaまでで増大し、さらに一つ反応性をしめすシステインが見い出された。これは活性部位の近くにあるCys-145であると予測される。この結果を利用して、これまで確立した差分化修飾法を用いてCKの部位特異的蛍光修飾を行った。蛍光性アルキル化剤、可逆的SH修飾剤DTNB、還元剤DTTを組み合わせて利用することにより、Cys-282およびCys-145に特異的に蛍光標識することができた。Cys-145標識CKは酵素活性を保ったが、Cys-282は酵素活性がなく、標識が特異的になされたことは明らかである。さらにおのおのの蛍光スペクトルはほぼ同じでありCys-282とCys-145が近接していることに矛盾しない。以上により高圧が蛋白質のシステインの反応性に対する制御に有効であることが示された。
MafB遺伝子が制御する心臓神経堤細胞の分化運命決定機構の解明

神経堤細胞は脊椎動物の初期発生時に生じる、多分化能と移動能を合わせ持つ細胞群である。心臓神経堤細胞は心臓中隔へ分化し、この分化能は心臓神経堤細胞に特有であるが、その分化能を生み出す分子機構はわかっていない。心臓神経堤細胞特異的に発現するMafB遺伝子は心臓神経堤細胞の初期発生に必須である。本研究では、MafB遺伝子を糸口として、MafB機能欠失による心疾患モデルニワトリ胚を用い、心臓神経堤細胞における遺伝子制御機構を明らかにする。さらにMafB遺伝子を用いて他の神経堤細胞から心臓神経堤細胞へのリプログラム効果を検証する。心臓神経堤細胞を特徴づける独自の分化運命決定機構の全容を明らかにする。
沿岸有光層における生物ポンプ効率の制御要因-生物・元素・有機分子種による解明-

植物プランクトンによる一次生産量および生産物の季節変化、更にそれらの有光層以深への有機物の鉛直輸送との関連を明らかにするために、相模湾および伊豆半島下田沖において観測を実施した。その結果以下のことが明らかとなった。1)相模湾中央部の一次生産量は、10月と4月に最大値を示した。これはいずれも水塊の季節的な鉛直混合によりもたらされたものであり、基礎生産量が栄養塩の有光層への供給量に依存していることを示している。2)光合成により生産された有機物の中で、炭水化物の占める割合は夏季に高い傾向を示した。これは夏季の有光層では栄養塩の欠乏が生じていることを示唆している。一方、栄養塩供給が豊富だった季節では炭水化物の全生産量に対して占める割合は低いものであった。3)下田沖でのセジメントトラップの係留で得られた有機物の鉛直フラックスを生産量と比較することにより、有機物の移出比を求めたところ、1前後の高い値が認められた。この結果は沿岸域では、トラップ上層の有光層からの有機物の沈降に加えて、横方向の移流による有機物の輸送が生じていることを示している。4)炭水化物と脂肪酸とで移出比を比較すると、炭水化物が1以上の高い値を示したのに対し、脂肪酸は0.3前後と小さい値を示し、有機物間で大きな違いが認められた。これは炭水化物が沈降粒子の形成に対し大きな役割を担っていると考えられるのに対し、脂肪酸は沈降粒子形成への寄与は小さくまた有光層内で比較的速やかに分解されていることを示唆している。1.海洋観測・実験相模湾における海洋観測および実験は、1999年6月より8月を除いて、現在まで7回実施した。観測は相模湾のほぼ中央部に位置する測点S3を中心に行い、クロロフィル濃度、植物プランクトンの種類組成、^<13>Cトレーサー法を用いた擬似現場法による培養実験、筒状容器を用いた有機物粒子の沈降実験などを実施した。また、水温・塩分等の物理化学的情報も得た。2.基礎生産過程有光層を積算した1日あたり1m^2あたりの基礎生産量は、測定期間中に309795mgCl^<-1>d^<-1>の間で変動した。600mgCl^<-1>d^<-1>を越える高い生産量は、6,7および10月に認められた。9月では385mgCl^<-1>d^<-1>と生産量は低く、これは有光層における栄養塩類の枯渇による事が示唆された。また,秋から冬にかけては水温の低下に伴う生産量の低下が認められた。3.有機物の沈降過程筒状容器を用いた有機物粒子の沈降実験では,12時間の静置により植物プランクトンが沈降する傾向にあることが、クロロフィルaの測定結果から示唆された。一方、懸濁態有機炭素濃度で見ると、必ずしも沈降の傾向が認められなかった。これは、動物プランクトンなど植物プランクトン以外の有機物の分布を反映しているためと考えられる。

3)下田沖でのセジメントトラップの係留で得られた有機物の鉛直フラックスを生産量と比較することにより、有機物の移出比を求めたところ、1前後の高い値が認められた。この結果は沿岸域では、トラップ上層の有光層からの有機物の沈降に加えて、横方向の移流による有機物の輸送が生じていることを示している。4)炭水化物と脂肪酸とで移出比を比較すると、炭水化物が1以上の高い値を示したのに対し、脂肪酸は0.3前後と小さい値を示し、有機物間で大きな違いが認められた。これは炭水化物が沈降粒子の形成に対し大きな役割を担っていると考えられるのに対し、脂肪酸は沈降粒子形成への寄与は小さくまた有光層内で比較的速やかに分解されていることを示唆している。
巨大惑星形成期における周惑星ガス円盤と衛星系の現実的な形成シナリオの構築

巨大ガス惑星が形成される際には、その惑星の周りに周惑星円盤と呼ばれるガス円盤が形成されることが知られている。木星のガリレオ衛星に代表される衛星系は、この周惑星円盤中で形成したと考えられており、衛星形成を理解するためには周惑星円盤の形成や進化の理解が不可欠である。周惑星円盤のガスは角運動量を外側に輸送することで、中心の惑星に向かって降着する。この過程はガス惑星への質量供給にも非常に重要である。周惑星円盤には母天体である原始惑星系円盤から継続的にガスが流入していると考えられている。この質量流入率は原始惑星系円盤の面密度に強く依存する。よって、周惑星円盤の構造の決定には原始惑星系円盤の降着率を調べることも必要となる。一般に、円盤ガスは磁気乱流によって中心天体に降着していると考えられている。磁気乱流が生じるためには円盤のガスが十分に電離されていなければならないため、ガスの電離度を調べることは円盤進化の理解において必要不可欠である。従来の磁気流体力学シミュレーションでは、計算コストの問題から電離度の進化を解かずにその平衡解を仮定し、代入するという手法が広く用いられてきた。しかし、密度の低い円盤表面付近では、化学反応の時間スケールが流体の運動の時間スケールよりも長くなるため、平衡近似が必ずしも成り立つとは限らない。そこで、本研究では我々が開発した高速な電離度計算スキームをAthena磁気流体力学コードに組み込み、流体と同時に電離度の進化を解いた。その結果、円盤表面で電離度が平衡解よりも低くなるという現象を発見した。これは、円盤風と呼ばれる円盤表面からの質量放出現象により、円盤内部の電離度が低いガスが間欠的に円盤上空に持ち上げられるためである。この結果は原始惑星系円盤の化学進化および磁気流体力学的な円盤モデルの詳細化において重要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。巨大ガス惑星形成期に形成される周惑星円盤の形成と進化についての研究を行った。周惑星円盤は衛星形成の舞台であると考えられているため、その進化についての理解は衛星形成を理解する上でも非常に重要である。衛星形成は惑星形成のミニチュアと例えられることもあり、惑星形成のスケールダウンとして議論されることが多い。そして、原始惑星系円盤では磁気乱流が円盤進化において重要な役割を担うということが分かっているため、これまでは、周惑星円盤においても磁気乱流が主な乱流粘性の担い手であると暗黙に仮定されてきた。しかし、実際に本研究において周惑星円盤中ガスの電離度を計算し、磁気乱流の発展性を調べてみたところ、周惑星円盤では磁気乱流は重要ではないという示唆が得られた。本研究では、詳細な数値計算によって求められた原始惑星系円盤からのガス流入フラックスと適当な値の粘性定数をもちいて円盤の面密度を決定し、その円盤内の電離度を計算することで、周惑星円盤内の磁気乱流状態を調べた。円盤内で磁気乱流が発展できる領域がある場合には、磁気乱流による粘性ストレスを計算することにより、正しい値の粘性定数を求めることができるので、それを用いて矛盾のない値が得られるまで面密度を計算し直すことにした。しかし、どのような粘性定数を選んでも磁気乱流が発展できる領域を見つけることが出来なかった。これはつまり、乱流粘性の起源として磁気乱流のみを仮定すると、定常な円盤面密度が得られないということである。もし、重力的に安定な円盤において磁気乱流以外の降着メカニズムがないとすると、周惑星円盤には重力的に不安定になるまでガスが降り積もるということになる。実際にそうなるかどうかを調べるためにも、他の降着メカニズムについて調べることが重要である。この内容については、現在論文を執筆中であり、近日中に投稿する予定である。衛星系の起源を明らかにするために、その形成の場である周惑星円盤の形成と進化について研究した。周惑星円盤はガス惑星の形成時にその周りに出現するガス円盤である。中心天体の周りに形成されるガス円盤という点において、ガス惑星+周惑星円盤の系は主星+原始惑星系円盤の系のスケールダウンであると考えられることが多い。しかし、化学反応はスケール出来ないので、周惑星円盤においても磁気乱流が有力な角運動量輸送メカニズムになり得るかどうかは、電離度を計算しなければ分からない。本研究では詳細な数値流体シミュレーション結果に基づいて周惑星円盤をモデル化し、その電離度を計算した。結果、周惑星円盤では磁気乱流の駆動に十分な電離度が得られないことが明らかになった。よって、他に有効な角運動量輸送メカニズムがない場合には周惑星円盤の寿命は従来考えられていたよりも長いと考えられる。本研究結果は、現在の標準シナリオとは異なる静かな円盤で長時間かけて衛星が形成されるというシナリオを示唆する。ここまでの結果は論文としてまとめ欧文論文雑誌に投稿し、出版が受理された。より厳密に円盤進化を計算するために、円盤の流体力学シミュレーションコードであるAthenaコードに我々が開発した電離度計算コードを組み込んだ。我々の電離度計算コードは高速なので、流体計算の各時間ステップで化学反応を解くことが出来る。この計算は周惑星円盤にも原始惑星系円盤にも適用可能である。有効な角運動量輸送メカニズムがない場合には周惑星円盤の質量は原始惑星系円盤からの流入に伴い増加し続けると考えられる。やがて円盤が重力的に不安定になると、スパイラル状の密度波によって角運動量輸送が輸送される。

この時に重力エネルギーの一部が熱として散逸すると、熱電離によって磁気乱流が駆動可能なほど円盤が加熱されることが分かった。しかし、熱化のメカニズムについては詳しく調べる必要がある。巨大ガス惑星が形成される際には、その惑星の周りに周惑星円盤と呼ばれるガス円盤が形成されることが知られている。木星のガリレオ衛星に代表される衛星系は、この周惑星円盤中で形成したと考えられており、衛星形成を理解するためには周惑星円盤の形成や進化の理解が不可欠である。周惑星円盤のガスは角運動量を外側に輸送することで、中心の惑星に向かって降着する。この過程はガス惑星への質量供給にも非常に重要である。周惑星円盤には母天体である原始惑星系円盤から継続的にガスが流入していると考えられている。この質量流入率は原始惑星系円盤の面密度に強く依存する。よって、周惑星円盤の構造の決定には原始惑星系円盤の降着率を調べることも必要となる。一般に、円盤ガスは磁気乱流によって中心天体に降着していると考えられている。磁気乱流が生じるためには円盤のガスが十分に電離されていなければならないため、ガスの電離度を調べることは円盤進化の理解において必要不可欠である。従来の磁気流体力学シミュレーションでは、計算コストの問題から電離度の進化を解かずにその平衡解を仮定し、代入するという手法が広く用いられてきた。しかし、密度の低い円盤表面付近では、化学反応の時間スケールが流体の運動の時間スケールよりも長くなるため、平衡近似が必ずしも成り立つとは限らない。そこで、本研究では我々が開発した高速な電離度計算スキームをAthena磁気流体力学コードに組み込み、流体と同時に電離度の進化を解いた。その結果、円盤表面で電離度が平衡解よりも低くなるという現象を発見した。これは、円盤風と呼ばれる円盤表面からの質量放出現象により、円盤内部の電離度が低いガスが間欠的に円盤上空に持ち上げられるためである。この結果は原始惑星系円盤の化学進化および磁気流体力学的な円盤モデルの詳細化において重要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。1年目の計画通りに周惑星円盤の磁気流体力学的進化を調べ、面密度及び温度構造について検討した。そして、磁気乱流が主な円盤ガス降着メカニズムではないということが示唆されたので、他の降着メカニズムについても検討中である。研究手法は当初の予定から変更になったが、周惑星円盤における磁気乱流以外の角運動量輸送メカニズムについて調べた。重力不安定に着目し、スパイラル密度波による角運動量輸送と重力エネルギーの熱への散逸をモデル化し、円盤ガスの降着率と温度を計算した。磁気乱流以外の可能な円盤ガス降着メカニズムについて調べ、周惑星円盤の進化について調べる。傾圧不安定性は重要でないことが分かったので、重力不安定性や固体天体による摂動などによるスパイラル密度波の影響について検討する。また、周惑星円盤の形成や進化に関する数値シミュレーション事行う予定である。数値流体シミュレーションを行って、これまで取り組んで来たモデル化の検証を行う。