hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射光2次元蛍光X線分析によるヒ素中毒患者の生検試料の研究

このような取り組みは本研究により初めてなされたものであり、放射光蛍光X線分析の有用性を示すと共に、ヒ素中毒学上にも極めて有効な手法となることが期待される。本年は、和歌山の急性ヒ素中毒患者及び中国内モンゴル地域で発生している慢性ヒ素中毒患者の生検試料について、放射光蛍光X線分析を用いて以下の知見を得た。(1)急性中毒患者の毛髪の伸長方向の分析を行った結果、ヒ素濃度の急激なピークが毒カレー摂取と呼応して見られた。このピークの半値幅はおよそ3mmであり、本外への排出がl0日間前後で行われること、半月以上経過すると、ヒ素のレベルが通常値に回復することが明らかになった。(2)新生児の毛髪について(1)と同様の測定を行ったところ、ヒ素濃度の急激な上昇部が見られた。これは、母体が摂取した通常レベル以上のヒ素が胎児にも移行したことを示すものであると同時に、胎児に移行するという事実を実験的に明らかにした初めてのことである。(3)(1)での毛髪の切片を作成し空間分解能5μmのマイクロビームを用いた分析を行ったところ、ヒ素は毛髪外縁部に濃集していることが明らかとなった。この他、生体必須元素である亜鉛は毛髪断面全体に、銅はヒ素と同様に外縁部に分布していることがわかった。(4)慢性中毒患者の皮膚をパンチバイオプシーにより採取し、凍結切片とした。これに幅0.1-0.08mmのX線を照射し、そこから発生する蛍光X線を半導体検出器により検出したところ、ヒ素は皮膚組織中においてある部分をピークとするような分布を示すことが明らかとなった。また、その他の金属、例えば鉄、銅、亜鉛などもヒ素と同様、皮膚組織中において一つのピークをもつような分布であった。詳細な検討の結果、ヒ素の濃集は表皮と真皮の境界部分に起きていることがわかった。以上の結果、皮膚、毛髪などの生検試料中のヒ素を組織に対応した形で検出できることがわかった。このような取り組みは本研究により初めてなされたものであり、放射光蛍光X線分析の有用性を示すと共に、ヒ素中毒学上にも極めて有効な手法である。今回得られたヒ素の分布は、外部汚染により付着したヒ素ではないことを示しており、経口摂取などにより体内に取り込まれたヒ素が代謝され、皮膚あるいは毛髪へ蓄積したものであることがわかった。前年度同様、和歌山の急性ヒ素中毒患者の尿、また、中国内モンゴル地域で発生している慢性ヒ素中毒患者と、GaAs半導体工場の作業従事者の毛髪について、放射光蛍光X線分析を行った。その結果次に示すような成果が得られた。(1)急性中毒患者の尿について、AsK-XANESスペクトルを測定したところ、5価の有機ヒ素に相当するスペクトルが得られた。この結果から、亜ヒ酸(3価の無機ヒ素)として経口摂取したヒ素が代謝された結果、最終的に5価の有機ヒ素の形で尿中に排出されたことがわかった。(2)慢性中毒患者の毛髪について切片を作成し、断面を放射光マイクロビームを用いて分析したところ、ヒ素は毛髪外縁部に濃集していることが明らかとなった。これらの傾向は11年度に行った急性中毒患者の毛髪断面の分析結果と良い一致を示した。(3)GaAs半導体工場の作業従事者の毛髪を一次元分析したところ、As,Gaが一定のレベルで毛髪全体から検出された。これは毎日の作業により常に暴露を受けていることを示すものである。また、急性中毒の際に見受けられたZnとの相関は、外部暴露が主体のために見られていない。
情報理論的手法による文字認識システムの構成

コンピュータ,ファクシミリをはじめとする各種情報機器が益々多様化し,日常化する現在,優れたユーザインタフェースの開発が重要な技術的課題のひとつとなってきている.文字認識システムは,多数の人が特に訓練を必要とせずに手軽に利用できるという意味で,このような条件を満たす優れたユーザインタフェースであり,コンピュータの入力システム,郵便・商品配送システム,各種統計調査等をはじめとして広く実用に供せられている.認識システムの認識率の向上を図るために自然言語に含まれる冗長を利用することが従来行なわれてきているが,これらの手法は郵便番号,電話番号等のほとんど冗長を含まない情報源に対しては必ずしも十分効果的に適用することができない.従って,これらの情報に対してはあらかじめ冗長を組織的に付加する必要があるが,その具体的手法については従来全く検討されていなかった.本研究ではまず,認識システムの評価基準として情報量が有効であることを示し,これを用いて認識文字の最適な生起確率分布を求める.さらに生起確率が小さな文字を削除することにより,情報量を最大化することができることを明らかにした.次に各文字が上で求めた最適な生起確率分布を有するような誤り訂正符号をシミュレーテッドアニーリング法を用いて構成し,これが既存の符号と比較して優れた性能を有していることを確認した.また,より実用的な符号を構成するために,文字認識システムを一種の非対称通信路としてモデル化し,生起確率は一定として,符号化・復合化の容易な符号を構成した.コンピュータ,ファクシミリをはじめとする各種情報機器が益々多様化し,日常化する現在,優れたユーザインタフェースの開発が重要な技術的課題のひとつとなってきている.文字認識システムは,多数の人が特に訓練を必要とせずに手軽に利用できるという意味で,このような条件を満たす優れたユーザインタフェースであり,コンピュータの入力システム,郵便・商品配送システム,各種統計調査等をはじめとして広く実用に供せられている.認識システムの認識率の向上を図るために自然言語に含まれる冗長を利用することが従来行なわれてきているが,これらの手法は郵便番号,電話番号等のほとんど冗長を含まない情報源に対しては必ずしも十分効果的に適用することができない.従って,これらの情報に対してはあらかじめ冗長を組織的に付加する必要があるが,その具体的手法については従来全く検討されていなかった.本研究ではまず,認識システムの評価基準として情報量が有効であることを示し,これを用いて認識文字の最適な生起確率分布を求める.さらに生起確率が小さな文字を削除することにより,情報量を最大化することができることを明らかにした.次に各文字が上で求めた最適な生起確率分布を有するような誤り訂正符号をシミュレーテッドアニーリング法を用いて構成し,これが既存の符号と比較して優れた性能を有していることを確認した.また,より実用的な符号を構成するために,文字認識システムを一種の非対称通信路としてモデル化し,生起確率は一定として,符号化・復合化の容易な符号を構成した.
途上国の経済発展と民主化勢力の台頭に関する研究

東西冷戦終結後の世界において、特に民主化が重視され、人権の尊重が要請される中で、途上国の経済的側面のみならず、政治的・社会的側面に焦点をおいた実証的研究を進めるのが本研究の目的である。近年、東アジア諸国の経済はめざましい発展を遂げ、世界の成長センターになっている。このような経済の発展と民主化との間には相互に関連が認められている。しかし、東アジア諸国における民主化のプロセスは一様ではない。それは社会・文化の構造の違いや歴史的要因あるいは国際環境が異なるからである。経済の発展にともない、社会的多元化が進み、自由化要求が高まり、民主化へ前進した典型的な事例がタイや韓国にみられた。タイではサリット政権下において、韓国では朴正煕政権が、権威主義的体制の下で、政局の安定を図りつつ、インフラを整備し、国民の教育水準の向上をはかり、国内資本(タイでは華僑・華人資本)を効率的に動員し、外国資本を導入して、経済開発計画を推進した。いわゆる「開発独裁」である。この結果、タイでは経済の離陸に成功し、韓国ではまた「漢江の奇跡」を実現した。この過程で、両国とも工業化、都市化が進み、これにともなって、ホワイトカラーのサラリーマン、テクノカラート、中小企業の経営者等多数の中間市民層が形成された。それまで、学生・知識人グループが、独裁的な政治体制を批判し、官僚の腐敗を攻撃して、しばしば民主化運動を展開したが、軍部に支援される政府の弾圧に屈する他なかった。ところが、広汎に拡がった中間層が民主化運動に立ち上がったとき、ついに軍人政権は崩壊した。タイにおける1992年の「5月事件」がそれであり、韓国では「光州事件」から盧泰愚前大統領の「民主化宣言」に至る経緯がそれであった。その後、両国民共に文民政権が誕生し、軍人グループの勢力は大きく後退した。軍政から文民政権への移行には流血の惨事という大きな犠牲を支払わねばならなかった。タイと韓国が軍部・官僚支配型であったのに対して、単一政党支配が長く続いた台湾では、めざましい経済発展を背景に、複数政党による総統の直接選挙を実施し、民主化へさらに前進した。フィリピンの辿ったプロセスは異なっている。民主主義的な政治体制の国家として認められているフィリピンの経済発展は、他の東アジア諸国に遅れた。その一因はポピュリズム的要素をもつパタ-ナリズムにあった。マルコス政権は戒厳令下に強権政治を行ったが、経済開発は成功しなかった。強権のみあって適切な政策を欠けば、経済目的は達成できないことが分かる。インドネシアの場合は経済の発展から民主化へのプロセスは立ち遅れている。その一因は、新中間層が政治よりも宗教あるいは社会問題に関心を持っていることにある。シンガポールもその経済水準は既に東アジアのトップクラスであるが、いまだ民主化への動きは顕在化していない。民主的改革によって、広範な国民の積極的な参加を得、経済発展が推進された典型的な例は戦後の日本であった。例えば、農地改革によって抑圧された農民意識は高まり、農業生産力は飛躍的に増大した。旧地主の根強い反対運動があったが、GHQの「外圧」によって、地主的土地所有は解体された。東アジアでも民主化と経済発展が平行しているが、因果関係を見出すことは必ずしも容易ではない。以上の通り、本研究では東アジアの国々の経済の発展と民主化へのプロセスが、それぞれの国のおかれている環境条件によって異なっていることを明らかにした。ミャンマーや中国をはじめ、なお多くの国々で経済と民主化の動向が注目されているが、本研究で明らかにされた東アジアの事例が示唆するところは少なくないであろう。

軍政から文民政権への移行には流血の惨事という大きな犠牲を支払わねばならなかった。タイと韓国が軍部・官僚支配型であったのに対して、単一政党支配が長く続いた台湾では、めざましい経済発展を背景に、複数政党による総統の直接選挙を実施し、民主化へさらに前進した。フィリピンの辿ったプロセスは異なっている。民主主義的な政治体制の国家として認められているフィリピンの経済発展は、他の東アジア諸国に遅れた。その一因はポピュリズム的要素をもつパタ-ナリズムにあった。マルコス政権は戒厳令下に強権政治を行ったが、経済開発は成功しなかった。強権のみあって適切な政策を欠けば、経済目的は達成できないことが分かる。インドネシアの場合は経済の発展から民主化へのプロセスは立ち遅れている。その一因は、新中間層が政治よりも宗教あるいは社会問題に関心を持っていることにある。シンガポールもその経済水準は既に東アジアのトップクラスであるが、いまだ民主化への動きは顕在化していない。民主的改革によって、広範な国民の積極的な参加を得、経済発展が推進された典型的な例は戦後の日本であった。例えば、農地改革によって抑圧された農民意識は高まり、農業生産力は飛躍的に増大した。旧地主の根強い反対運動があったが、GHQの「外圧」によって、地主的土地所有は解体された。東アジアでも民主化と経済発展が平行しているが、因果関係を見出すことは必ずしも容易ではない。以上の通り、本研究では東アジアの国々の経済の発展と民主化へのプロセスが、それぞれの国のおかれている環境条件によって異なっていることを明らかにした。ミャンマーや中国をはじめ、なお多くの国々で経済と民主化の動向が注目されているが、本研究で明らかにされた東アジアの事例が示唆するところは少なくないであろう。当初の出張予定が、予算成立の遅れもあって、実行がかなり遅れることになり、各メンバーの報告書執筆が若干遅れているものもあるが、各メンバーはそれぞれの分担計画を推進した。95年3月1415日には、西村を除く全員が東京に集まり、それぞれの研究成果について報告、検討を加えた。要点を概説すれば、次の通りである。日頃は温厚で、仏教の信仰の厚い“微笑の国"タイん人びとが“5月事件"と呼ばれる流血の大惨事を引き起こした。1992年5月17日から数日にわたって、軍の弾圧にも屈せず大規模なデモを敢行し多くの犠牲者を出したが、遂に軍人政権を倒して、文民政府が成立し、タイの政治体制は民主化へ大きく前進したようにみえる。このク-デタ-は、“経済的な不況の中で生活に苦しむ貧しい人びとの反権力闘争"というような一般的図式では説明しえないものであった。タイの経済は近年めざましい成長を続け、所得水準は向上し、新しく中間階層が生まれ、拡大ていた。この階層が既存の権益を固定しようとする、軍人を中心とする体制に反発を感じ“公正"を求めていた。それは5月事件でホワイトカラー、中小企業の経営者、学者や官吏など比較的豊かな階層の人びとが多数参加していたことによっても明らかであった。そして、この中間階層を誕生させたのは、正にタイの経済開発(開発独裁)の成果であり、とくにプラザ合意以降のめざましい経済成長であった。
セルロ-スの化学合成に関する研究

セルロ-スの化学合成のキ-ポイントはグリコシル化の際の位置特異的(1,4ー結合)ならび立体置特異的(βー結合)規制を同時に満足することにある。前者は2,3,6ー位に保護基を導入したグルコ-ス誘導体を用いることにより解決されるが、後者はグリコシル化についての多くの既報の研究デ-タが参照され得るものの、極めて困難な問題である。そこで本研究ではまず、手始めにセロオリゴ糖の化学合成を試み、その結果、得られたβーグリコシル化についての知見に基づきセルロ-スの化学合成を計画した。現在、セルロ-スの化学合成には成功していないが、本研究により直線型および合流型合成法による八量体までの一連のセロオリゴ糖の合成に初めて成功し、βーグリコシル化について重要な多くの知見が得られたが、セルロ-スの化学合成に更に一歩近づき得たと考えている。得られた結果を以下に要約する。1)グリコシル化法としてイミデ-ト法は最も優れている。2)出発物質のグルコ-スの2,3,6-位の保護基について、ベンジル基は脱離が多少困灘であるがアシル基よりグリコシル化収率の向上に効果的である。3)アシル誘導体を用いる場合、アグリコンの3-位の水酸基に導入されたアルキル基は高選択的および高収率β-グリコシド合成には必須であり、特にベンジル基は極めて効果的である。一方、4)グリコンの置換基について、4-位の電子供与性置換基はβ-グリコシル化に有利に作用するが電子求引性置換基の場合はグリコシル化の立体選択性と収率の低下を来す。以上の結果は、グリコシル化の際にはアグリコンおよびグリコンの置換基効果を十分に考慮する必要があること、すなわち目的とするグリコシド合成の正否は置換基の選択に大きく左右されることを示している。すなわち、1941年以来多くの研究者によって挑戦されたにも拘らず、未だ誰も成功していないセルロ-スの化学合成は出発物の置換基の選択により達成し得る可能性を示唆する重要な研究結果が得られたと考えている。セルロ-スの化学合成のキ-ポイントは、グリコシル化の際の立特異的(β-結合)ならびに位置特異的(1,4-結合)規制を同時に満足することにある。後者は、2、3、6-位に保護基を導入したグリコ-ス誘導体を用いることにより解決されるが、前者はグリコシル化についての非常に多くの既報の研究デ-タが参照され得るものの極めて困難な問題である。申請者らは、既に八量体までの一連のセロオリゴ糖の合成に成功しているが、本研究ではそれらの研究結果を踏まえ、まずセルロ-スの化学合成のための出発物の選択と合成について検討し、以下の結論を得た。1)グルコ-ス誘導体を出発物とする場合:高立体選択的β-グリコシル化のためにはアグリコンの3-位のベンジル基は必須である。そこで予備実験として、ベンジル基で保護したグルコ-ス誘導体のP_2O_5存在下における重合を試みた。その結果、試みた条件下ではベンジル基の脱離が認められた。

そこで、グリコ-スの1-位を活性化する目的でイミドイル基を導入し、イミデ-ト法による重合を試みた。その結果、縮重合は進行せず、分子内反応生成物(1,4-アンヒドロ糖および1,2,4-オルトエステル)が高収率で得られた。この分子内反応を阻止するためには、セルロ-ス合成の出発物としてセロビオ-ス誘導体が有効と考えられる。2)セロビオ-ス誘導体を出発物とする場合:セロビオ-スを出発物として4-位に遊離の水酸基を持ちイミドイル基が1-位に導入されたベンジル誘導体を合成し、その重合を試みた。その結果、その重合条件下ではイミデ-トは不安定でありイミドイル基のβ-脱離が進行した。そこで、より安定と考えられるホスホリルオキシ基を1-位に導入した化合物を合成し重合反応を試みた結果、四量体と思われる化合物が生成した。その結果、出発物としてセルビオ-ス、グリコシル化法としてホスフェ-ト法を用いる合成経路はセルロ-スの化学合成法として有望である。セルロ-スの化学合成のキ-ポイントはグリコシル化の際の位置特異的(1,4ー結合)ならび立体置特異的(βー結合)規制を同時に満足することにある。前者は2,3,6ー位に保護基を導入したグルコ-ス誘導体を用いることにより解決されるが、後者はグリコシル化についての多くの既報の研究デ-タが参照され得るものの、極めて困難な問題である。そこで昨年度まで、手始めにセロオリゴ糖の化学合成を試み、直線型および合流型合成法による八量体までの一連のセロオリゴ糖の合成に初めて成功し、βーグリコシル化についての重要な多くの知見を得た。現在までに得られた結果を以下に要約する。1)グリコシル化法としてイミデ-ト法は最も優れている。2)出発物質のグルコ-スの2,3,6ー位の保護基について、ベンジル基は脱離が多少困難であるがアシル基よりグリコシル化収率の向上に効果的である。3)アシル誘導体を用いる場合、アグリコンの3ー位の水酸基に導入されたアルキル基は高選択的および高収率βーグリコシド合成には必須であり、特にベンジル基は極めて効果的である。一方、4)グリコンの置換基について、4ー位の電子供与性置換基はβーグリコシル化に有利に作用するが電子求引性置換基の場合はグリコシル化の立体選択性と収率の低下を来す。以上の結果は、グリコシル化の際にはアグリコンおよびグリコンの置換基効果を十分に考慮する必要があること、すなわち目的とするグリコシド合成の正否は置換基の選択に大きく左右されることを示している。上述のβーグリコシル化について得られた知見に基づき、本年度はセルロ-スの化学合成を計画した。まず、セルロ-スの化学合成の出発物質として種々の置換基様式を持つ1,4ー無水グルコ-ス誘導体類を新規合成した。次いで、高真空装置を用いてLewis酸存在下での開環重合を試みた結果、重合生成物を与えることが判明した。その構造の詳細な究明はさらに計画中であるが、セルロ-ス合成に対する重要な知見が得られたと考えている。
インテグレイテッド・ヒストリーに着目した歴史教育内容開発研究

本年度は,Integrated History and Future on People on Earth (以下,IHOPE,本部,スウェーデン,ウプサラ大学)の研究者4名と直接面談し,研究アプローチについての具体的な情報交換を行なった。その結果,インテグレイテッドヒストリーのアプローチが,1社会の持続可能性と脆弱性をもたらす相互作用への問題意識という視点,2社会システム・地球システムなどの統合的な視点,3地球の生物物理学的なシステムに着目することによって人間を地球システムの一部としてとらえる視点などを重視することを確認すると同時に,地球的視点からグローバル化や持続可能性といった諸問題に対応する為のキーワードとして「対応力(resilience)」に着目したものであることが明確になった。また,現在進行中の研究テーマについても情報を得た。加えて,IHOPEと類似した課題意識を持ち,地球的な視点から歴史を描こうとするビッグヒストリーに基づいた授業やカキュラムをアメリカ,オランダで収集し,関係者にインタビューした。そしてビッグヒストリーを導入した事による成果と課題を分析し,インテグレイテッドヒストリーのアプローチと比較・対照した。現在は,IHOPEについての情報を引き続き収集すると共に,歴史の小単元として,地球環境問題について考察・探究する教育内容を開発・実施するための具体的な準備をすすめている。次年度は,単元を開発し,実践し,その成果を分析する予定である。昨年度は,研究の採択が6月であった一方,7月から年末にかけて諸般の事情により研究代表者が長期休業を余儀なくされたことなどのため,研究の具体的なスタートが遅れてしまったが,本年度は積極的な海外調査でIHOPEのアプローチについての整理が進んだ。その結果,具体的な単元開発と授業実践についての準備を試みる段階まで研究が進捗した。今後は,IHPOEについての情報収集を継続すると同時に,インテグレイテッドヒストリーの視点を生かして,歴史と科学を統合した単元開発を英国等の研究者と連携して行い,実際に実践することを通して生徒の歴史認識の育成について分析・検討する。本年度は,Integrated History and Future on People on Earth (以下,IHOPE,本部,スウェーデン,ウプサラ大学)の取組について分析し,そこに見られる歴史教育でのグローバル化や持続可能性といった諸問題に対応する資質の育成視点について整理した。その結果,IHOPEの主張するインテグレイテッド・ヒストリーは,1社会の持続可能性と脆弱性をもたらす相互作用への問題意識という視点,2社会システム・地球システムなどの統合的な視点,3地球の生物物理学的なシステムに着目することによって人間を地球システムの一部としてとらえる視点,などを重視する特徴が明確になった。また,このIHOPEの13の視点と類似すると思われるBig History Project(D.Christianを中心にして,オーストラリア,合衆国等で展開)の授業やカリキュラムとも比較を行い,IHOPEの取組との異同について分析した。その結果,Big History Projectはそれ自体が教育的なリソースとして開発されたものである一方で,IHOPEはあくまでも歴史学研究における現代的なアプローチの提唱であることが特徴付けられた。このIHOPEの具体的な歴史研究として,有限で枯渇性資源である水と人間の営みの地域性と歴史的変化を探究した共同研究が実施されているが,本年度は,この研究を歴史教育内容開発に生かすことを検討した。これによって,授業モデルのイメージはある程度固まってきた。今後は,IHOPEのアプローチの歴史教育カリキュラム構築への示唆を探りたい。研究の採択が6月であった一方,7月から年末にかけて諸般の事情により研究代表者が長期休業を余儀なくされたことなどのため,研究の具体的なスタートが遅れてしまった。その為、当初の計画では初年度から積極的に海外調査を行う予定であったが、本年度は文献調査が中心になってしまった。従って、研究当初に明示した研究の目的については,現在、以下のような進捗状況にある。1カリキュラムモデルと授業モデルを開発するという目的については,授業モデルの開発の手がかりがつかめた。カリキュラムについてはこれからの課題となる。2地理歴史科の統合科目として新設された「歴史総合」への具体的な生かし方の検討は,これからの課題となる。これらの課題については、引き続き文献調査をするとともに、これからは海外調査によって直接IHOPE関係者へのインタビューなどを行い明らかにする予定である。

昨年度は,研究の採択が6月であった一方,7月から年末にかけて諸般の事情により研究代表者が長期休業を余儀なくされたことなどのため,研究の具体的なスタートが遅れてしまったが,本年度は積極的な海外調査でIHOPEのアプローチについての整理が進んだ。その結果,具体的な単元開発と授業実践についての準備を試みる段階まで研究が進捗した。IHOPEのアプローチを歴史教育カリキュラムにどう生かすかについては,まだその手がかりがつかめていない。今後は,IHOPEの関係者に直接インタビューをすることなどを通じて,歴史教育カリキュラムの改善の視点を探る予定である。今後は,IHPOEについての情報収集を継続すると同時に,インテグレイテッドヒストリーの視点を生かして,歴史と科学を統合した単元開発を英国等の研究者と連携して行い,実際に実践することを通して生徒の歴史認識の育成について分析・検討する。本年度の計画が諸般の事情で文献および資料整理を中心とするものとなってしまった。本年度は昨年度の遅れを取り戻すよう計画的に調査等を遂行したい。英国等の研究者と共に歴史と科学を統合した単元作成を行う打ち合わせを2018年度の3月に渡欧して行う予定であったが,2019年度(4月)の実施となった。また,開発・実践した単元を2019年度末に英国等の研究者と分析・検討するための渡航費用を確保する必要もある。その為,次年度使用額が生じた。
実海域航行性能の信頼性最適化理論とFSI解析を導入した船型SBDシステムの開発

本研究の目的は,従来研究で構築した船型最適化手法のプロトタイプの個々の要素技術を最新CFD技術の導入や確率的最適化理論,更に流体構造連成解析(FSI解析)手法の導入によって高度化し,実海域航行性能に関する多目的信頼性最適化設計に適用できるレベルへ高めるとともに,我国の造船設計に最適なCADインターフェースも考慮した高度SBD手法を構築し,造船設計の現場で即導入できる次世代型高度設計ツールを構築することである.3カ年におよぶ本研究の所期の目標は全て達成され,構築されたSBDシステムの有効性が十分確認できたと共に,学術的・実用的見地においても,国際的に高レベルな研究成果を得ることができた.わが国は世界の船舶建造のリーダーであり,新形式の船舶の開発についても主導的な地位にあるとともに国際的な影響力は大きい.この国際的優位性を維持し,今後さらに発展していくためには,次世代の革新的船型の開発,すなわちニューコンセプト船型の開発が極めて重要であり,そのための主要技術たるシミュレーション援用設計法(SBD)の開発は必須であるとされている.本研究の目的は,従来研究で構築したSBDプロトタイプの個々の要素技術を高度化すると同時に,新たに流体構造連成解析(FSI解析)手法を導入してシステム統合を行い,実測実海域航行性能のフィードバックも用いた信頼性ベース多目的ロバスト船型最適化設計に適用できるレベルへ高めることによって高度SBD手法を再構築し,我国の造船工学における世界的優位性を維持・発展させる基礎技術を確立することである.当該年度は第1年度であり,Phase1「モジュール開発・システム統合,システム初期評価フェーズ」を実施した.その具体的なタスクは以下のように定義されていた:(T.1.1)並列計算環境の増強;(T.1.2)TDGA理論・RBRD-MOEA最適化理論・Intra-Cloud- AEモデルの定義および並列計算コーディング; (T.1.3)フィードバック実海域航行性能情報データベースインターフェースおよびVariable-Fidelity Metamodelの定義,並列計算コーディング; (T.1.4) CFD手法の整備/検証; (T.1.5) FEM手法の整備/検証; (T.1.6)モジュール間インターフェースの構築とシステム統合ーSBDシステム・プロトタイプの構築; (T.1.7)テスト船型/ESDの選定ならびにCADパラメトリック表現化, FFD形状変更法の検討; (T.1.8)最適化試行の実用的問題設定; (T.1.9)SBDシステム試行と初期評価,以上9項目であり,ほぼ所期の予定通り全てのタスクを完了した.本年度の所期の目標タスクはほぼ全て完了し,その成果は複数の国内・国際の学会で発表する事ができ,加えて国際学術論文誌にも掲載することができた.システムの初期統合に関するタスクは現在も一部継続中であるが,総合的にはほぼ所期の計画通りに進展していると考える.本研究の目的は,従来研究で構築したSBDプロトタイプの個々の要素技術を高度化すると同時に,新たに流体構造連成解析(FSI解析)手法を導入してシステム統合を行い,実測実海域航行性能のフィードバックも用いた信頼性ベース多目的ロバスト船型最適化設計に適用できるレベルへ高めることによって高度SBD手法を再構築し,我国の造船工学における世界的優位性を維持・発展させる基礎技術を確立することである.本年度は第2年度であり,Phase2「単一目的関数最適化問題・SBDシステム評価フェーズ」を実施した.具体的には,前年度開発したイントラSBDプロトタイプを拡張し,所期の目的であるESD設計を対象としたFSI計算の実施とそれに基づく信頼性評価関数の定義,また既述したAEモデルの拡張によるイントラ/クラウドSBDプロトタイプの完成を目指し,最終的には全ての本年度タスクを完了することができた.一方,FSI計算に用いる実海域情報についてはフィンランドの舶用CAD/運航支援システム供給会社であるNAPA社のシステム(Onboard NAPA - Class NK NAPA Green)を用いた実測データの利用が可能となり,本研究への協力を承諾した造船企業(サノヤス造船)からの同データおよび当該船型データの提供を以って,本研究の成果を学術的および実用性の両方の観点でも極めて充実したものとできる目途がついた.更に研究代表者・分担者が属する研究機関(海技研)では地球全球レベルでの海象情報を保有しており,そのデータも相互活用することによって更なる研究成果の展開が図れるものと考えている.そのような規模の実測データを用い,本研究と同様な目的を有する研究は国際的にもこれまでに発表されていない.本研究においては実際にそれらのデータを用いた最適化試計算を開始しており,次年度にかけてその成果を積極的に発表したいと考えている.本年度の所期の目標タスクはほぼ全て完了し,その成果は複数の国内・国際の学会で発表する事ができ,加えて関連した研究成果は国際学術論文誌にも掲載する目途がついた.システムの各要素技術の高度は現在も継続中であるが,次年度(最終年度)に予定されている多目的最適化問題への応用の準備も完了し,総合的にはほぼ所期の計画通りに進展していると考えている.本研究の目的は,従来研究で構築したSBDプロトタイプの個々の要素技術を高度化すると同時に,新たに流体構造連成解析(FSI解析)手法を導入してシステム統合を行い,実測実海域航行性能のフィードバックも用いた信頼性ベース多目的ロバスト船型最適化設計に適用できるレベルへ高めることによって高度SBD手法を再構築し,我国の造船工学における世界的優位性を維持・発展させる基礎技術を確立することである.

本年度は第3年度(最終年度)であり,Phase3「多目的関数最適化問題・SBDシステム最終評価フェーズ」を実施した.具体的には,前年度までに開発したイントラ/クラウドSBDプロトタイプの更なる拡張,FSI計算の実施とそれに基づく信頼性評価関数の定義,そして多目的関数最小化問題に焦点をあてた最適化計算試行を実施し,本年度Phase 3の全てのタスクを完了することができた.一方,FSI計算および波浪中推進性能の評価に用いる実海域情報については,前年度より利用可能となった地球一周航路における実測データを用い,更に研究代表者・分担者が属する研究機関(海技研)で保有する地球全球レベルでの海象情報も活用した.そのような規模の実測データを用い,本研究と同様な目的を有する研究は国際的にもこれまでに発表されていない.最適化試計算の結果は極めて有望で,当該年度および次年度にかけて複数の国内・国外の学会で発表する機会を得ることができ,また国際学術論文誌への掲載も達成した.成果は更に拡充しつつあり,例えば完成したシステムの一般造船企業界への技術移譲だけでなく,更なる国際学術論文誌等への投稿も準備している.かような研究成果に加え,より高度な船体動的シミュレーションの達成と複雑現象の解明等の想定以上の研究成果もあり,本年度並びに本研究3カ年の全ての目標は,所期の予想以上の成果を以て全て達成できたものと考える.本研究の目的は,従来研究で構築した船型最適化手法のプロトタイプの個々の要素技術を最新CFD技術の導入や確率的最適化理論,更に流体構造連成解析(FSI解析)手法の導入によって高度化し,実海域航行性能に関する多目的信頼性最適化設計に適用できるレベルへ高めるとともに,我国の造船設計に最適なCADインターフェースも考慮した高度SBD手法を構築し,造船設計の現場で即導入できる次世代型高度設計ツールを構築することである.3カ年におよぶ本研究の所期の目標は全て達成され,構築されたSBDシステムの有効性が十分確認できたと共に,学術的・実用的見地においても,国際的に高レベルな研究成果を得ることができた.次年度は第2年度であり,Phase2「単一目的関数最適化問題・SBDシステム評価フェーズ」を完了する.そのタスクも研究計画段階で明確に定義されており,特に変更を要することはない.第一年度においてCFDによる船体の波浪中動的運動予測に関する要素技術に関し予想以上の進展があり(国際学術論文誌で発表),この機能を当初の予定以上に活用することも有望である.次年度は第3年度でありPhase3「多目的関数最適化問題・SBDシステム最終評価フェーズ」を完了する.
部分多様体と等質曲線

殆どが非平坦複素空間形(即ち,複素射影空間または複素双曲型空間)内の等質実超曲面に関する結果である.この複素空間形を外側の空間に取る限り,全ての測地線が外側の円に写る実超曲面は存在しない.そこである3つの等質実超曲面を考察し特徴付けを与えた.これが本研究計画の主要な結果の一つである.もう一つは,複素空間形内の極小線織実超曲面の分類問題の解決.結果は,外側の空間が複素射影空間と複素双曲型空間で異なることである.複素射影空間はただ一つの極小線織実超曲面しか有しないが,複素双曲型空間は極小線織実超曲面を3つ有する.正曲率の場合と負曲率の場合で結果が異なるのは興味深い.非平坦複素空間形(複素射影空間または複素双曲型空間)内の実超曲面論に関して3編の論文を執筆し、それぞれ国内外の査読付き学術誌から掲載許可を貰った。一番目の論文は、イギリスの学術誌であるGlasgow Math. J.からオーケーが出た。そこでは、測地球面を専らの考察の対象とし、様々な幾何学的性質を調べ、種々の特徴付けを行った。二番目の論文は、国内の学術誌であるSci. Math. Japonicaeからオーケーが出た。非平坦複素空間形内のリッチテンソルがイーター平行である実超曲面を分類した。その結果、複素2次元のとき、非等質な新しい実超曲面を発見した。三番目の論文は、国内の学術誌であるHokkaido Math. J.からオーケーが出た。非平坦複素空間形内の極小線織実超曲面を分類した結果、複素射影空間では唯一つ、複素双曲型空間ではたった3つしか存在しないことが分かった。複素双曲型空間内の主曲率2種を持つ(B)型等質実超曲面の特徴付(Kodai Math. J. 37 (2014), 24-33)、非平坦複素空間形(即ち、複素射影空間または複素双曲型空間)内の測地球面の特徴付け(Glasgow Math. J. 55 (2013), 217-227)、非平坦複素空間形内のリッチテンソルがイーター平行なホップ超曲面の分類(Sci. Math. Japonicae 76 (2013), 449-456)や非平坦複素空間形内の極小線織実超曲面の分類(Hokkaido Math. J. 43 (2014), 1-14)など実超曲面論における多岐の業績を挙げた。殆どが非平坦複素空間形(即ち,複素射影空間または複素双曲型空間)内の等質実超曲面に関する結果である.この複素空間形を外側の空間に取る限り,全ての測地線が外側の円に写る実超曲面は存在しない.そこである3つの等質実超曲面を考察し特徴付けを与えた.これが本研究計画の主要な結果の一つである.もう一つは,複素空間形内の極小線織実超曲面の分類問題の解決.結果は,外側の空間が複素射影空間と複素双曲型空間で異なることである.複素射影空間はただ一つの極小線織実超曲面しか有しないが,複素双曲型空間は極小線織実超曲面を3つ有する.正曲率の場合と負曲率の場合で結果が異なるのは興味深い.非平坦複素空間形(複素者射影空間または複素双曲型空間)内の実超曲面論、特に等質実超曲面論に関して3編の論文を執筆し、それぞれ査読付き国際学術誌に掲載した。一番目の論文は、イギリスの学術誌であるGlasgow Math. J.に掲載した。型作用素Aが構造テンソル$\phi$に関して不変な実超曲面を分類した。その結果、(A)型等質実超曲面および線織実超曲面の特徴付けに成功した。これは、ケーラー多様体を球面に第二基本形式が平行にはめ込む事例にヒントを得たものである。二番目の論文は、ポーランドの学術誌であるColloq. Math.に掲載した。実超曲面の接触形式$\eta$が満たすある外微分方程式を使って、(A)型等質実超曲面と(B)型実超曲面を特徴付けた内容である。これは非平坦複素空間形内の任意の実超曲面の接触形式$\eta$はclosedではない事実に着目したことから来ている。三番目の論文は、幾何学専門誌であるDifferential geometry and itsapplicationsに掲載した。ホロ球面をある測地線の外的形状や接触形式$\eta$の外微分を使って特徴付けた。ホロ球面は複素射影空間には無い実超曲面であり、これにより負曲率多様体の研究が進んだと言える。非平坦複素空間形内の実超曲面$M$上で$M$上の「すべての測地線」が円に写る事はありえない.それでは「ある測地線」が円に写ることはあるのか.答えは, Yes,有りうるのである.この観点から本研究計画を進めて,非平坦複素空間形内の実超曲面論を進展させた.その研究成果をこれから具体的に列挙してみよう.(1)良い実超曲面として測地球面,線織実超曲面,それから複素射影空間内のある(A2)型実超曲面を考察する.これらの実超曲面上のある測地線を外側の空間から観察してこの3つの実超曲面を特徴付けた.

(2)接触形式が満たすある種の外微分方程式を考えて(A2)型以外の(A)型実超曲面および(B)型実超曲面を特徴付けた.(3)型作用素Aについてある種の不変性を論じた.強い意味の不変性と弱い意味の不変性.ここで興味深いのは,複素射影空間だけが強い意味の不変性を持つ実超曲面を持っている事,しかもただ一つ持つことである.(4)複素射影空間を球面に微分幾何的に一番良い形で埋め込んでみる.一方,複素射影空間内に適当な半径の測地球面を考える.必然的にこの測地球面は球面内の部分多様体になっているが,幾何的に様々な良い性質を持っている.(5)複素双曲型空間内の等質実超曲面の族には極小になっている例は唯一つしかない.しかも線織実超曲面である.そこでこの線織等質実超曲面を特性ベクトル場の積分曲線を観察することにより特徴付けた. (6)(最終年度)複素双曲型空間内の等質実超曲面で極小になっている例は,線織であることを前述した.そこでこの事実に触発されて非平坦複素空間形内の極小線織実超曲面を分類した.数学(幾何学)3編の論文を査読付き学術誌に掲載できた。さらに韓国大田にあるNIMS研究所で開催された国際研究集会で招待講演を2度行えた。その結果、特に欧米のみならず韓国の研究者とも活発な交流ができた。査読付きの学術誌に多くの論文を掲載している。3編の論文を査読付き国際学術誌に掲載できた。更にルーマニアの首都・ブカレストで開催された国際研究集会で招待講演が行えた。その結果、欧米の幾何学者と活発な交流ができた。日本国内に複数いる共同研究者と交流し、更に欧米の幾何学研究者とも共同研究を行う。この2つを同時に達成するためにチェコ・ブルノで8月19日ー23日の期間に開催される幾何学国際研究集会に参加し講演する。引き続き非平坦複素空間形内の実超曲面論に寄与するように研究の進展を図りたい。更にその成果の応用として等質曲線論の研究も進めたい。日本国内に複数いる共同研究者と交流し、更に韓国・慶北大学校・Y.H. Kim教授と共同研究を行う。この2つを同時に達成するため日本国内で幾何学研究集会を行う。上記の研究集会参加のため50万円、昨年さがで開催された国際研究集会の論文集50部買い入れのため30万円、図書費10万円、謝金10万円、その他10万円を計上する。東京出張を一度取りやめたために10万円程度の残額を作ってしまった。平成26年度において日大医学部・宇田川誠一教授と研究連絡を行うときの経費にこの残額を当てたい。上記の研究集会開催で50万円、研究代表者の国内出張10万円、図書費10万円、謝金10万、その他10万円を計上する。
気道線毛運動を活性化する低浸透圧吸入療法のための基礎的研究

気管スライス標本を用い気管上皮線毛運動の測定ができる実験システムを構築し、線毛運動をビデオ顕微鏡を用い線毛運動周波数(CBF)を測定した。気管上皮線毛運動周波数(CBF)はacetylcholine(ACh)刺激により細胞内Ca^<2+>濃度上昇を介し活性化された。更に低浸透圧(-40mosM)を負荷するとAChによるCBF増加は増強された。このメカニズムについて検討した。低浸透圧(-40mosM)はCBFのACh濃度依存性を低濃度側にシフトさせた。この低浸透圧の効果は、細胞膨化に伴い細胞から放出されたATPによりP2X,P2Y受容体が刺激され細胞内Ca^<2+>濃度の上昇をさらに増強することにより引き起こされていることが明らかとなった。さらに、ATPの流出経路については結論は得られなかった。すなわち、Cl^- channelsの阻害剤(NPPB)は低浸透圧の効果が抑制しなかったことから、NPPB-insensitive Cl^- channelsあるいはCl^- channels以外の経路(開口放出など)による可能性が考えられた。新たに導入した高速度カメラを用いての実験から、線毛運動の活性化はまず振幅の増大が起こり、続いてCBFが増加することも明らかとなった。しかも、振幅増大の薬剤に対する濃度依存性は、CBFに対する曲線よりも低濃度側にシフトしていた。このことは、線毛運動の活性化の指標として振幅の増大が重要であることを示している。さらに、実験過程で気管と細気管支の線毛運動が異なる調節を受けていることも見いだした。肺内の細気管支の線毛細胞の線毛運動では、気管上皮の線毛細胞とは異なり、ACh,ATPによる線毛運動の活性化は認められなかった。一方、β-agoinistによる線毛運動の活性化は気管上皮、細気管支上皮の線毛運動において観察された。このように、気道部位により線毛運動の活性化機構は異なっていた。気管における線毛輸送系は肺の主たる宿主防御機構であり、内因性或は外因性物質を喀痰として排泄し,肺を清潔に保っている。我々はラット気管のスライス標本を用いて、線毛運動をビデオ顕微鏡下に直接観察し線毛運動周波数(CBF)が測定できることを見い出した。ラット気管線毛運動はアセチルコリン(ACh), ATPにより活性化された。実験過程で、低浸透圧負荷(-30mM NaCl [240 mosM])がAChにより活性化されたCBFをさらに増強することを見い出した。この実験事実は、線毛輸送系の活性化のための低浸透圧吸入療法への応用が考えられる。本研究では低浸透圧の線毛運動に対する効果について検討した。低浸透圧によるAChにより活性化されたCBFの増強効果は、低浸透圧の程度には依存しなかった。また、細胞外Ca^<2+>を取り除くと低浸透圧による増強は起こらなかった。これらの事実から低浸透圧による増強は、浸透圧そのものではなく、低浸透圧により放出された生理活性物質により引き起こされている可能性が考えられた。低浸透圧負荷は、種々の細胞において細胞膨化に伴いanion channelsを活性化し、細胞内からATPを放出することが報告されている。ラット気管線毛運動はATPにより細胞内Ca2+の上昇を介して活性化され、ATP receptor (purinoreceptor)の阻害剤によりこの活性化は消失する。

低浸透圧によるACh刺激性のCBF上昇の増強はpurinoreceptorの阻害剤により消失した。これらの結果から、低浸透圧負荷は気管上皮からATPの放出を引き起こし、この放出されたATPによりのACh刺激性のCBF上昇を増強していることが明かとなった。気管スライス標本を用い気管上皮線毛運動の測定ができる実験システムを構築し、線毛運動をビデオ顕微鏡を用い線毛運動周波数(CBF)を測定した。気管上皮線毛運動周波数(CBF)はacetylcholine(ACh)刺激により細胞内Ca^<2+>濃度上昇を介し活性化された。更に低浸透圧(-40mosM)を負荷するとAChによるCBF増加は増強された。このメカニズムについて検討した。低浸透圧(-40mosM)はCBFのACh濃度依存性を低濃度側にシフトさせた。この低浸透圧の効果は、細胞膨化に伴う細胞からのATP放出によるものであることが明らかとなった。ATPはP2X,P2Y受容体を刺激して細胞内Ca^<2+>濃度の上昇を引き起こしていることも明らかとなった。しかし、ATPの流出経路についてはCl^- channelsの阻害剤(NPPB)により低浸透圧の効果が抑制されなかったことから、Cl^- channels以外の経路、例えば開口放出などによる可能性が考えられた。新たに導入した高速度カメラを用いたの実験から、線毛運動の活性化はまず振幅の増大が起こり、続いてCBFが増加することも明らかとなった。しかも、振幅増大の薬剤に対する濃度依存性は、CBFに対する曲線よりも低濃度側にシフトしていた。このことは、線毛運動の活性化の指標として振幅の増大が重要であることを示している。さらに、実験過程で気管と細気管支の線毛運動が異なる調節を受けていることも見いだした。肺内の細気管支の線毛細胞の線毛運動では、気管上皮の線毛細胞とは異なり、ACh,ATPによる線毛運動の活性化は認められなかった。一方、β-agoinistによる線毛運動の活性化は気管上皮、細気管支上皮の線毛運動において観察された。このように、気道部位により線毛運動の活性化機構は異なっていた。
統計的不確定性下でのモデル構築の理論と応用

本年度は次のような研究を行った:1.複素ランダム行列のノンパラメトリックな統計的不確定性関係と統計基礎方程式の確立:これまでに引き続いて研究を行った。複素行列の場合には実行列の場合と比べ複雑になる。特に関連する変換行列の計算などに注意を要することが分かった。このことに関して行ってきたこれまでの研究結果を改善し、多変量ノンパラメトリックな統計基礎モデルの一般理論の構築と具体的事例の提案を行った。これに関し“Multivariate Prametric StatisticalUncertaity Relations in Complex Cases"として研究をまとめた。2.情報量を測度とした統計的不確定性の研究:これまでの平均二乗誤差を基盤としての統計的不確定性をK-L情報量を基に行い、情報量やエントロピー等の量が不確定性とどのように関わるかを研究した。従来のものが微分量が重要な役割を演じているのに対し、ここでは積分量が重要なものとなるのが特徴的であることを実感した。関連事項として、ランダム行列の中心極限定理について、情報量を用いて研究を行った。その際、情報量の大きさの評価を、他の関連する諸量との比較で定量的に行うために必要となる基本的諸不等式についても研究した。これらの研究に関連して数値計算等も行った。3.時間に依存する、多変量統計的不確定性と統計基礎方程式についての理論展開:これに関連して多変量確率過程の基礎モデルの構築について考慮した。研究途上であり、引き続き研究を行う予定にしている。本年度は研究計画に基づき次のような研究を行った。2.多変量ノンパラメトリックな統計的不確定性関係と多変量ノンパラメトリックな統計基礎方程式の確立。それに基づく多変量ノンパラメトリックな統計基礎モデルの一般理論の構築と、関連する諸事例の構成。これに関連して、研究代表者と研究分担者が共同して、"高次のデータ記述能力を考慮した多変量ノンパラメトリックな統計的不確定性関係"として研究をまとめた。3.上記研究項目と多変量修正最尤法との関係についても考察した。これに関連して本年度は、一変量の修正最尤法について、"真の分布の存在を仮定しない、パラメトリックな統計基礎モデルの構築"として研究をまとめた。この場合にも、パラメトリックな統計的不確定性関係から導いた統計基礎方程式と同等な統計基礎方程式が得られた。このことは、統計の基本原理の主要な部分としての統計基礎方程式の役割をかなり明確に指し示していると思える。上記13の研究に関連する数値計算等も行った。多変量解析及び数値計算に機動的に対応できる高性能なパーソナルコンピュータおよびハードディスクドライブなどを購入し、研究推進の高度化と効率化を図った。本年度は前年度の仕事を基礎に次のような研究を行った.1.離散型の多変量ノンパラメトリックな統計的不確定性と離散型統計的基礎方程式の研究.この場合の基礎方程式は差分方程式の形を取る.このことを表現するための数学的道具立てとして,行列をベクトル化した変量に関する偏差分の考えを導入した.また,この統計基礎差分方程式から離散型モデル分布の一般形を得るために,連続関数の場合の全微分に対応して全差分の考えを導入した.得られた基礎差分方程式を和分することにより,次数kの行列離散型分布を含むノンパラメトリックな確率モデルの組織的誘導が可能なことを示した.この結果を研究分担者と一緒に学術誌に投稿した.2.多変量修正最尤法とパラメトリックな統計基礎方程式との関連性の研究.昨年度に引き続きこの問題の考察を行った.一変量一次元パラメータの場合の結果を基礎にもっと一般的に成立するかどうかを考究した.その結果,多変量解析に特有な扱いが必要になるものの,一変量一次元パラメータの場合の類推が成立しそうなことが分かった.この結果を学術誌に投稿準備のためにまとめた.3.時間に依存する,多変量統計的不確定性と統計基礎方程式についての研究.これまでの考察は時間を陽に含まない形で議論してきた.しかし多くの応用上の問題では基礎モデルに時間が入ることのほうが適切であることが多い.このことに対処するため,今年度の一部分をこの問題の基礎研究にあてた.時間の扱いに関して若干の知見を得たが,今後引き続いて研究を継続する予定である.本年度は次のような研究を行った:1.複素ランダム行列のノンパラメトリックな統計的不確定性関係と統計基礎方程式の確立:これまでに引き続いて研究を行った。

その際、情報量の大きさの評価を、他の関連する諸量との比較で定量的に行うために必要となる基本的諸不等式についても研究した。これらの研究に関連して数値計算等も行った。3.時間に依存する、多変量統計的不確定性と統計基礎方程式についての理論展開:これに関連して多変量確率過程の基礎モデルの構築について考慮した。研究途上であり、引き続き研究を行う予定にしている。
セリウム近藤半導体の高温反強磁性秩序

反強磁性近藤半導体CeRu2Al10における27Kという非常に高い転移温度の起源を解明するため、主に含有量の高いAl原子をSiやZnなどで置換し、伝導電子濃度と反強磁性秩序との相関を調べた。Si置換からZn置換へと電子濃度が減少するにしたがって、近藤効果が増強される一方、転移温度や混成ギャップの大きさは置換していないCeRu2Al10で最大であった。置換する元素によらず、平均電子濃度で物性変化をよく説明できることから、Ru4d電子とAl3p電子が混成した複雑な伝導バンドを形成しており、CeRu2Al10に特徴的なc-f交換相互作用の強い異方性を生み出していることを指摘した。セリウム3元化合物CeT2Al10(T= Ru, Os)は,反強磁性秩序を起こす初めての近藤半導体である。その磁気転移温度はおよそ28 Kと,従来のセリウム化合物に比べて極めて高い。この転移温度が増大するメカニズムには,局所反転対称性の欠如と,Ceがもつ4f電子と伝導電子との異方的なc-f混成が重要と考えられる。本研究では,組成の3/4以上を占めるアルミニウム(Al)による伝導3p電子との混成に注目し,Alを他の元素と置換することによる物性変化を観測することで4f電子と3p電子との混成を詳しく調べることを目的とした。平成27年度では,まずAlよりも3p電子が1個多いシリコン(Si)で置換し,3p電子の増加に伴う磁気転移温度等の物性変化を,電気抵抗・磁化率・比熱等の物性測定を通して調べた。Siを1%置換したCeRu2Al9.9Si0.1単結晶では,転移温度の減少とともに磁化率の温度変化が大きく変化したことから,わずか1%の置換で異なる反強磁性磁気構造に変化する。さらにSi置換量による物性変化を系統的に調べるため,CeRu2Al10-ySiyのyを0.4まで0.1ずつ増やした多結晶試料を作製した。転移温度はyの増加とともに10Kまで減少するにもかかわらず,磁化率の絶対値が増加した。さらにc-f混成による近藤半導体的性質は抑制され,y=0.4でほぼ消失した。p電子の増加量に注目して,RuをRhで置換したd電子増加系と比較すると,増加量と物性変化が定量的に一致することを発見した。以上の結果から,CeRu2Al10ではd電子とp電子が混成して伝導電子を形成し,4f電子との複雑な混成効果を生んでいることを明らかにした。申請時に計画したAlサイトの元素置換効果によって,概要で述べたように十分な成果を得ることができた。さらに,RuをFeで置換した多結晶試料による研究と圧力下物性研究との比較によって,異方的c-f混成が転移温度の増大に重要である証拠を得ることができた。Si置換およびFe置換による研究成果を,それぞれ学術論文および国際会議プロシーディングとして報告した。セリウム3元化合物CeRu2Al10は,27Kという高温で反強磁性秩序を起こす初めての近藤半導体である。異常に高い転移温度の要因には,局所反転対称性の欠如と,Ceがもつ4f電子と伝導電子との異方的c-f混成が重要と考えられる。本研究では,組成の3/4以上を占めるアルミニウム(Al)による伝導3p電子との混成に注目し,Alを他の元素と置換することで4f電子と3p電子との混成を詳しく調べることを目的とした。昨年度に,Alよりも3p電子が1個多いシリコン(Si)で置換したCeRu2Al10-ySiyを研究し,わずか1%の置換で異なる反強磁性磁気構造に変化すること,さらに3p電子のドープ量に注目して,RuをRhで置換したd電子ドープ系と比較すると,近藤効果の強さや反強磁性転移温度などの物性変化が定量的に一致することを発見した。以上の結果から,CeRu2Al10ではd電子とp電子が混成して伝導バンドを形成し,4f電子との複雑な混成効果と転移温度増大を生んでいることを指摘した。本考察を確実にするため,平成28年度では3p電子を減らすCeRu2Al10-zZnzの試料作製を試み,Al-Zn混合フラックス法によってZn置換の単結晶試料作製に成功した。AlとZnの混合比を変えることで置換量zを0.13まで変化させることができた。物性測定から,zとともに転移温度は27Kから23Kまで減少するが,近藤効果は増強されること,転移温度が15%の減少にとどまるのに,エントロピー消費は40%以上も減少する,つまりCe磁気モーメントは近藤効果の増強によって急速に縮むことが分かった。この減少率の違いから,転移温度の増強には近藤効果の強さ以外の要因,例えば近藤効果の異方性やCeサイトでの局所反転対称性の欠如などを考えなければならないことを示唆している。Alサイトの元素置換によるホールドープでは,候補元素のMgやZnの飽和蒸気圧が低いこと,また先に行ったSi置換の最大置換量が8%と低かったことなどから,試料の作製が困難と思われたが,Al-Znの混合液をフラックス剤とすることで置換に成功し,さらにAl-Zn混合比を変えることで置換量も制御でき,単結晶試料による詳細な物性測定を行うことができた。Zn置換系については,高磁場までの電気抵抗測定を加えて,国際会議での報告および論文発表を行う予定である。