hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人人工内耳装用者の社会復帰に向けたサポートシステムの構築

本研究は、成人人工内耳装用者の持つ健康上のニーズを明らかにすることにより、人工内耳装用後の状態に円滑に適応できるためのサポートシステムの構築に向けた示唆を得ることを目的としている。中途失聴により人工内耳を成人期に装用した者が記した市販の書籍や、SNS等で公開された手記等を情報源とし、質的帰納的手法を用いて、成人人工内耳装用者が人工内耳装用後に得た「聞こえ」にまつわる体験を整理した。その結果、【聴力回復の可能性を推し量り期待に揺れ動く】【予想とは違う音の聞こえに戸惑う】【周囲の状況にコミュニケーションが左右される】【失聴前に描いていた人生の歩みを諦める】等のカテゴリーを得た。2015年度は、国内外の成人人工内耳装用者のQOLに関する文献抄読、ならびに本邦で発刊されている成人人工内耳装用者の手記4冊を質的帰納的に分析することで、成人人工内耳装用者の健康上の課題に関する予備調査を行った。その結果、特に本邦における成人人工内耳装用者の人工内耳装用後のQOL評価に関する先行研究は聴力改善を評価指標とした研究が大部分であり、人工内耳装用後の生活実態の詳細を明らかにした研究は国内外ともにほとんど行われていないことが判明した。しかし、成人人工内耳装用者4名の手記の質的分析の結果、聴力改善が認められても、人工内耳を通した聞こえに慣れる過程において医療者も含めたサポートが十分ではないことによる苦悩や、人工内耳装用後の聴こえの状態を周囲に認識してもらえないことによる強い孤独感など、失聴からの脱却に喜びを感じる一方で、人工内耳を通した聞こえを自らのものとして受け入れるまでの過程で、特に医療専門職者からのサポート不足や周囲との関係構築、ピアとの情報交換等に対するニーズが高いことが推察された。さらに、「健聴」といわれる状態を体験している成人人工内耳装用者は、その頃の聞こえの状態と人工内耳装用後の聴こえの状態のギャップに多大な衝撃を受けるという、中途失聴者ゆえと考えられる苦痛な体験や、人工内耳を装用した自らの状態を「健聴者」でもなく「ろう者」でもなく「難聴者」とも言い難い存在として認識し、人工内耳装用をきっかけに、自己の存在のゆらぎを体験していた。これらの結果から、成人人工内耳装用者が、人工内耳装用後の状態に適応する過程でさまざまな健康上のニーズが潜在している可能性が高いこと、現在、本邦では十分なサポート体制が構築されているとは言い難いことが推察された。この結果をふまえて、現在、成人人工内耳装用者の生活実態や健康上のニーズを把握するための調査票案の作成を進めている。2016年度は、前年度(2015年度)に引き続き、成人人工内耳装用者を対象とした質問紙調査の実施に向け、調査票の構成の検討および調査項目の精選を主として行った。まず、医療系学術雑誌を中心に先行研究から日常生活上の困難や健康ニーズに関する研究成果の集約を試みたが、前年度に分析対象とした文献の他に成人人工内耳装用者の生活実態がうかがえる研究成果を見出すには至らなかった。そこで、関東圏に拠点をおき活動している人工内耳装用者のピアサポートグループが運営するメーリングリストや一般公開している人工内耳装用者のブログ等から、成人人工内耳装用者の健康ニーズを的確に把握するための調査項目の選定を試みた。その結果、人工内耳装用者が装用者同士のつながりを希求している現状があるとの示唆を得た。特に、人工内耳装用者は、人工内耳そのものの日常的な手入れ方法やトラブル時の対処方法に関する情報に対するニーズや、近年話題である両側人工内耳装用の効果、人工内耳の新機種の性能に関する具体的な情報へのニーズが高いこと、これらに関する医療者の役割発揮に関する不十分感が強い現状が伺えた。更に、「些細な相談ごと」を共有できる場がある安心感や、その場にたどり着くまでの困難感を強く抱いている様子が把握できた。これらは、前年度の人工内耳装用者の手記の分析から得た結果とは異なる側面から、日々の生活に直結する事柄の解決に困難を生じている様相として新たな示唆を得るに至ったと考える。また、国内外の最新の知見の収集を目的に、国内・国外学会に各1回づつ参加した。その結果、未だ人工内耳装用者や中途失聴者の生活実態や人工内耳装用による聴力改善以外QOL評価を試みた研究には取り組まれていない現状を確認した。以上をふまえて、現在、成人人工内耳装用者の生活実態や健康ニーズを的確に把握し、QOLの評価につながる調査項目の精選を進めている。当初は、平成27年度中に調査票の作成を終了し、データ収集に着手することを目標としていた。しかし、前年度の先行研究および成人期に中途失聴に陥った人工内耳装用者の手記の分析から把握できた成人人工内耳装用者の幅広い健康ニーズを整理し、調査票の構成要素を更に焦点化するために、今年度は人工内耳装用者のピアサポートグループが運営するメーリングリスト等を活用し成人人工内耳装用者の生活上の困難や健康ニーズの整理を試みた結果、予定以上に調査票の構成検討に時間を要している。2016年度は、前年度に引き続き成人人工内耳装用者を対象とした質問紙調査の実施に向け、文献検討により調査項目の精選と、質問紙調査に向け、調査対象者のリクルート方法の詳細検討を中心に行った。

特に、調査対象者のリクルートに関して、今年度、研究代表者の所属機関が変更となり、研究計画立案当初予定していた関東圏での調査実施が物理的な問題からかなり困難であると判断せざるを得なかった。そのため、現在の所属機関において調査実施の可能性を再検討する必要があったためである。そのため、2017年度は、調査対象者のリクルート先の再選定を目的に、難聴者の集会や人工内耳装用者が集まる場に関する情報収集を行った。また、国内外の最新の知見の収集を目的に、看護学系の学術集会に1回づつ参加した。その結果、未だ成人人工内耳装用者や中途失聴者の生活実態や人工内耳装用後のQOL評価に焦点をあてた研究は行われていない現状が確認できた。2015年度末の時点での研究全体の進捗状況をふまえ、スケジュールを再調整した時点での見込みとして、2016年度末までに調査終了を目標としていた。しかし、研究代表者の所属機関の変更等、その当時想定していなかった事態の影響を受け、調査対象者のリクルート方法の見直し等が必要となったため、研究全体の進行が遅れている。本研究の目的は、、成人人工内耳装用者が人工内耳装用後の生活の中で持つニーズの詳細を明らかにし、人工内耳装用により獲得した健聴時とは異なる「新たな聞こえ」の状態により円滑に適応できることを目指したサポートシステムの構築に向けた示唆を得ることである。前年度まで試みていた成人人工内耳装用者を対象とした質問紙調査の実施の可能性の再検討した結果、十分な対象候補者の確保が困難であると判断するに至った。そのため、成人人工内耳装用者の生活状況が記述されている市販の書籍やSNS等で公開されている手記やブログ等を情報源とし、質的帰納的手法を用いて成人人工内耳装用者が人工内耳装用後の生活の中でどのような体験をしているのか解明を試みた。その結果、人工内耳装用後の成人人工内耳装用者の体験は、【聴力回復の可能性を推し量り期待に揺れ動く】【音が聞こえて喜ぶ】【予想とは違う音の聞こえに戸惑う】【周囲の状況にコミュニケーションが左右される】【「健聴者ではない自分」との対峙を迫られる】【失聴前に描いていた人生の歩みを諦める】【周囲のサポートに感謝する】【ろう文化の中で生き続ける決意をする】等として整理された。また、成人人工内耳装用者に関する研究課題に関する最新の知見の収集を目的に、本邦にて開催された看護学系学術集会に1回参加した。その結果、前年度までと同様、成人人工内耳装用者や中途失聴者の生活実態の把握や、人工内耳装用後の生活状況を質的観点から分析することで成人人工内耳装用者のQOLを評価することに焦点をあてた研究は、未だ実施されていない現状を確認するに至った。本研究は、成人人工内耳装用者の持つ健康上のニーズを明らかにすることにより、人工内耳装用後の状態に円滑に適応できるためのサポートシステムの構築に向けた示唆を得ることを目的としている。中途失聴により人工内耳を成人期に装用した者が記した市販の書籍や、SNS等で公開された手記等を情報源とし、質的帰納的手法を用いて、成人人工内耳装用者が人工内耳装用後に得た「聞こえ」にまつわる体験を整理した。その結果、【聴力回復の可能性を推し量り期待に揺れ動く】【予想とは違う音の聞こえに戸惑う】【周囲の状況にコミュニケーションが左右される】【失聴前に描いていた人生の歩みを諦める】等のカテゴリーを得た。当初の予定では、2014年度中に調査票のプレテストまで行うことを目標としていたが、装用者の手記の分析結果から、予想以上に成人人工内耳装用者が潜在的に持っていると予測される健康上のニーズが幅広いことが予測された。
ＡＰＥＸ反応よる革新的ナノグラフェン合成法の確立

グラフェンの部分構造であるナノグラフェンは、特異な電子的性質を有するため有機エレクトロニクス、スピントロニクス材料への応用が期待されている。ナノグラフェンはその構造に応じて全く異なる性質を有するため、デバイス開発の前提条件としてナノグラフェンを効率的かつ精密に合成可能な手法が必要不可欠である。この課題に対する解決策として、当研究員の所属研究室では、縮環π拡張(APEX)反応という合成概念を提唱している。APEX反応とは官能基化されていない芳香族化合物から一段階で縮環芳香環を構築するπ拡張反応を指し、ステップ・アトムエコノミーの観点から合成効率に優れている。さらに、基質の特定の領域のみを選択的にπ拡張することで、ナノグラフェンを原子レベルで精密合成することが可能である。本年度は、未だ開発されていないM領域選択的なAPEX反応の開発に着手した。本年度の研究により、多環芳香族炭化水素に対し特定の脱芳香族化材を作用させることでM領域を選択的に活性化できることや、活性化した中間体に対して、鉄触媒と環状有機金属試薬を作用させた後、酸化反応を行うことで、M領域選択的APEX反応が進行することが明らかになった。収率や、基質適応範囲の観点からは改善すべき課題が残されているものの、脱芳香族的活性化という新たな概念を提唱・実現した点で非常に有意義な結果が得られたと言える。今後は本反応をより実用的な反応へと昇華すべく、さらなる条件検討やナノグラフェン合成を行う予定である。今年度、当研究員によって未開発であったM領域選択的APEX反応が開発された。この発見は、APEX反応がK領域とbay領域選択的なものに限られていたことを踏まえると大きなブレイクスルーである。さらに本研究員は、今年度開発した多環芳香族炭化水素の脱芳香族的活性化という手法を足がかりとしてM領域以外の他の領域(N領域、beach領域など)選択的なAPEX反応の開発に取り組む予定である。したがって今年度の研究成果は単にM領域選択的APEX反応を見出しただけでなく、今後のAPEX反応開発における重要な指針を打ち立てたと言える。以上のことから本研究課題は当初の計画以上に進展していると評価する。今後の研究計画はまず、新たに見出したM領域選択的APEX反応の収率の向上と基質適応範囲の拡大に取り組む。これにより、現在までに合成困難であったナノグラフェンを短工程かつ効率的に合成できる。さらに合成したナノグラフェンの物性評価も行い、ナノグラフェンの構造と物理学的性質の相関について明らかにする。また、未だ達成されていない、beach領域選択的なAPEXの開発にも着手する予定である。具体的には、今年度開発した、多環芳香族化合物の脱芳香族的活性化という手法を足がかりとして反応探索を行う予定である。
ナノ超臨界空間の特性評価とこれを反応場とする物質創製

金ナノ粒子コロイド溶液を用いた分光計測とシミュレーションによる温度および空間温度分布の評価により、レーザー誘起ナノ超臨界層の解明をを行った。そして、ナノ超臨界層を化学反応場として利用するための材料作製に取り組んだ。ピコ秒レーザー照射を行い、過渡消衰(吸収および散乱)スペクトルを測定することによるナノ超臨界状態の形成と検出をおこなった。そして、水溶液コロイド金ナノ粒子へのナノ秒パルスレーザー照射によって粒子近傍に生成するナノ超臨界層を利用した物質創成に取り組んだ。金ナノ粒子のシリカコーティングおよび銀シェル作製により、ナノ超臨界層を利用した物質創成が可能であることを実験的に示した。高圧下で水溶液分散状態の金ナノ粒子にレーザー照射を行った場合の粒子温度および周囲媒体への熱伝導による媒体温度の上昇の計算機シミュレーションを行い、超臨界状態形成による系の熱力学低状態の特性解析をおこなった。その結果、ナノ秒パルス励起における粒子温度の時間変化の見積が可能となり、これによって、実験的にれられるレーザー強弩に依存した金ナノ粒子のサイズ減少を理論的に説明できるようになった。また、高圧下でレーザー励起した金ナノ粒子周囲の超臨界空間を利用した金あの竜一サイズの増大、および金ナノ粒子へのシリカコーティングなどの事件も着実に進行している。パルスレーザー照射によって粒子近傍に生成するナノ超臨界層を利用したテトラエチルオルソシリケート(TEOS)の熱分解による金ナノ粒子のシリカコーティングに取り組んだ。シリカコーティングはTEOSのアルカリ加水分解やナトリウムシリケートを用いて行われてきたが、SiO2層が水を含んでゲル状になる欠点があった。SiO2層作製のために、安定剤としてメルカプト基を持つポリエチレングリコールを加えた。アミノプロピルトリエトキシシランをまず金表面につけることによって、レーザー照射時間によってシリカコーティングの厚さをコントロールして作製することが可能となった。また、金ナノ粒子への銀シェル作製を行った。従来、光還元法が用いられたが、金表面への銀付着だけなく、独立の銀ナノ粒子ができてしまう欠点があった。金ナノ粒子を出発物質とし、硝酸銀溶液とクエン酸を加えて高圧下でレーザー照射し、金表面の高温場をも敷いたクエン酸による熱還元に基づく銀原子形成と金表面への銀シェル形成をおこなうことができることを示した。ナノ材料化学これまでできなかったレーザー励起後の粒子の冷却過程を入れた計算による温度見積もりが可能となった。レーザー励起した金ナノ粒子周囲に形成される超臨界空間を利用した、物質合成に取り組む。研究の途上で、当初想定していなかったSiC基板を使用した実験が必要となった。高額であると同時に納期が1か月かかることがわかり、年度内に納入できないことがわかった。よって、次年度使用額253,605円を用いて次年度において購入して実験するのが適切と判断した。次年度使用額253,605円は全額SiC基板購入にあてる。
学生・生徒の論理的思考の解析とそのコンピュータ処理の研究

生徒の論理的思考を知るための題材に中学校幾何の証明がある。幾何の証明をパソコン上で行うことは、論理的思考のパソコンによるシュミレーションであり、生徒に理解してもらいたい推論規則や幾何公理、定理を選出するために役に立つものである。幾何の証明をコンピュータで行うことについて、原理的なことは30年以前から知られているが、実用になる程度の時間で実行できるプログラムはこれまでまだ存在していなかった。今年度中学校幾何の推論規則としてまだ十分な種類を網羅してはいないが、適当な公理を与えると中学2年の三角形に関する初等的証明問題(定理)2千個を9時間(ノートパソコン16メガHz)で作成するものを開発した。同時にそれらすべてに証明も付けられている。中学校の数学教育では生徒に提示されている幾何定理や証明問題は論理的推論を考えて用意されているものではなく、これまで使われてきたからとか、図形の類似性とかにより選ばれている。1つの定理の証明が授業で解説されたとして、次に生徒に解くことを求める問題は図形的類似性のある問題である。推論の類似性ではない。今回の取り組みは、使う推論を決めて証明問題を作るという、まったく新しい方法である。パソコンが機械的に打ち出した問題(定理)の中には、易しい証明問題にもかかわらず、これまでほとんど見かけなかった種類のものがある。生徒に提示する問題作成プログラムとしても有効である。すでに研究成果の一部は発表済みで、九州数学教育学会平成6年度第2回研究発表会(平成7年3月25日)で2回目の発表をする予定である。今後の予定は、速度の早いパソコンを用い数万程度の幾何証明問題とその証明のデータベースをつくり、生徒の証明が解析できるCAIプログラムを開発することである。
地域住民組織の活動実態およびその「官民」関係についての基礎的研究

本研究最終年度である2007年度は、資料調査・フィールドワークおよび報告書作成のための執筆活動を行った。フィルドワークとしては、資料収集(立教大学、新潟市役所、金沢市役所、百草団地自治会、秋田市役所)および、他大学研究者との研究交流(茨城大学、慶応大学など)を行った。こうした調査を受けて得られた知見としては、前年度の調査でも一部明らかになった点であるが、昨今の町内会・自治会の再編や町内会の境界画定などという課題は、「行政区画の論理」と「住民組織の論理」の矛盾として発生してきたということがわかった。つまり、人間関係本意の組織のあり方と、機械的な領域的統治の矛盾をどのように整理するかという形で問題提起されている。また、「構造改革」以降の各種補助金改革とも相まって、「分権改革」下で市町村による町内会・自治会の再編・統合が実施されている現実がある。今年度に予定されていた、(1)「政教分離」の建前から、神社管理・祭事実施などを別組織で実施していることが果たしている役割、(2)勤倹貯蓄組合が町内会・自治会財政に果たす役割、等々の論点については、時間的都合で結論を発表するに至らなかった。今後の課題としたい。研究初年度である2005年度は、情報端末の購入をはじめとする研究環境の整備と、基礎的なフィールドワークを実施した。本年度調査を実施した対象地はいくつかあるが、調査順に示すと、まず1つの自治会が2つの自治体(市)にまたがっている東京都の百草団地自治会(日野市および多摩市)を調査した。次に、新潟市役所の調査を実施した。新潟市は、近い将来に政令指定都市への移行が決定しており、中核市の町内会・自治会政策と政令指定都市の政策比較を行うための調査の前半部分を終了した。次に、岩手県のとくに県南地域を中心に自治体の調査を実施した(花巻市、石鳥谷町、紫波町、北上市など)。岩手県南地域では、町内会・自治会のようなコミュニティ組織と、「行政区」のような行政連絡組織を自覚的に峻別しているため、その運用方法に対する調査を行った。さらに、会津地域を中心とした福島県内の調査を実施した。これは、当初、県内市町村の悉皆調査を今年度実施する予定であったため、その予備調査をするためのものであった。また、「町会連合会」などのコミュニティを束ねる組織が強固な金沢市の調査、4年おきに独自のコミュニティ調査を実施している福岡市、名古屋市、九重町の調査を実施した。これらの調査の結果は、中間報告的にではあるが、「シンクタンクふくしま」のニューズレターや、新「伊達市」のコミュニティ報告書のなかで発表した(裏面参照)。なお、予備調査の結果、次の2つの理由のため、今年度の福島県内悉皆調査は見送らざるをえなかった。すなわち、町内会・自治会の運営形態が、予想以上に多様で、作成した調査票でな不備が多いということがわかったためであり、もう一つは「平成の大合併」による市町村の繁忙のためである。以上を受けて、引き続き、2006年度に調査票調査、フィールドワークなどを実施することとしている。交付2年目にあたる2006年度は、フィールド・ワークを中心に研究活動を行った。昨年度の東北地方調査との対比のために、今年度は西日本を中心に調査した。研究対象地としたのは、香川県高松市、福岡県福岡市、石川県金沢市等々である。加えて、昨年度の調査対象地における、市町村合併後の追跡調査として、岩手県奥州市、同花巻市の調査を実施した。また、九州大学博物館、立教大学図書館において、絵図や昭和期の資料を調査した。それらの研究の結果、現在の町内会・自治会において、メンバーシップ・構成・空間などを考える際に、明治初年における支配の変容が重要な意味を有しているということがわかった。しかも、その変容は、維新政権の財政確立という、地域社会の編成原理とは相対的に別個の問題に影響されて発生したということが、新しい知見である。上記の調査をふまえ、3本の論文をまとめた(11.参照)。また、それらの成果をもとに「コミュニティ・自治・歴史研究会」において「明治初年における地域支配の変容」と題する研究発表を行った(2007年2月24日、於東京)。その成果は、同研究会が発行する雑誌『ヘスティアとクリオ』の第5号(2007年5月刊行予定)に掲載されることになっている。今年度に予定されていた、(1)「政教分離」の建前から、神社管理・祭事実施などを別組織で実施していることが果たしている役割、
高温プラズマ周辺部の水素原子密度および速度分布関数の計測法の開発

高温プラズマ密度制御および長時間にわたる定常維持にとって,プラズマ周辺部での粒子挙動,とりわけ水素原子の挙動が大きな役割を果たすことが認識され,その密度および速度分布関数の計測法の開発が進められてきた。本研究は、レーザー螢光(LIF)法によりそれを明らかにする手法を開発することを目指して進めてきた研究であり,2年に亘る研究により,以下の成果を得た。(1)高温プラズマ周辺部の水素原子密度計測に用いるのに,ArFレーザー光(波長193nm)及びその波長変換により得られる高出力紫外光を用いる種々の二光子励起レーザー蛍光法,すなわち,(a)205nm×2,(b)(193+219)nm,(c)(193+195)nmの三種の励起方式について,検出感度を理論及び実験的に最適な方式を評価した。205nm光は,重水素ガスの中での第一ストークス光発生,205nm光は同第二ストークス光発生,195nm光は水素ガス中での回転ラマン光発生により得られる。そのため,(a)および(b)は同時に利用可能であり,その場合に(c)の約10倍の信号強度があられ最適であるとの結果を得た。(2)二酸化窒素ガスの滴定法で±20%の精度でシステムを較正した。高温プラズマ装置へ設置されたシステムでも同程度の較正精度を得る方法を考案することが今後の課題である。(3)レーザーをレンズで絞った場合のレーザービームに沿う蛍光を測定することにより,ビームサイズの評価を行った。その結果,上記LIF法を高温プラズマ周辺部での水素原子測定に適用する場合の信号強度の評価の精度が上がった。(4)以上の方法をJTM-2Mトカマクに適用した場合の観測系を想定し,得られるN比について詳しい評価を行い,SN比のプラズマ領域内でのマッピングを行った。(5)別途にJT-60Uで行った水素原子挙動解析により、本研究代表者らが開発した解析手法を用いることにより,拡散計数及び粒子閉じ込め時間に関して各運動モードでの詳しいデータベースが得られた。(1)高温プラズマ周辺部の水素原子密度計測に最適な,ArFレーザー光(波長193nm)及びその波長変換により得られる高出力紫外光を用いる種々の二光子励起レーザー蛍光法、すなわち,(i)205nm×2,(ii)(193+219nm),(iii)(193+195nm)の三種の励起方式について,検出感度を理論及び実験的に評価した。205nm光は重水素ガス中での第一ストークス光発生,219nm光は同等二ストークス光発生,195nm光は水素ガス中での回転ラマン光発生により得られる。そのため,(i)及び(ii)は同時に利用可能であり,その場合に(iii)の約10倍の信号強度が得られ最適であるとの結果を得た。(2)同法は,迷光及び水素原子によるレーザー光吸収の問題がなく,特にダイバータ部での計測に適している。日本原子力研究所JFT-2M装置を例に,そこでの計測のSN比を評価した。評価では,安定に利用可能なレーザーエネルギーノ値,50mJ(193nm)と10mJ(205,219nm)を用い,蛍光集光のF値は10,観測体積は20×1×1nmとした。

観測位置の水素原子密度は,DEGASコードの計算結果を,粒子閉じこめ時間10-30ms,リサイクリング係数1の仮定のもとに絶対値化し,0.8-4×10_<17>m_<-3>と評価した。観測のSN比は,プラズマからのHalpha放射光の揺らぎで定まり,8-20と評価された。すなわち,本計測法を用いてダイバータ部の水素原子密度計測が可能である。(3)実験では二酸化窒素ガスの滴定法で±20%の精度でシステムを較正した。高温プラズマ装置へ設置されたシステムでも同程度の較正精度を得る方法を考案することが今後の課題である。高温プラズマ密度の制御および時間にわたる定常維持にとって,プラズマ周辺部での粒子挙動,とりわけ水素原子の挙動が大きな役割を果たすことが認識され,その密度および速度分布関数の計測法の開発が求められてきた。本研究はレーザー蛍光(LIF)法によりそれを明らかにする手法を開発することを目指して進めてきた研究であり,本年度に以下の成果を得た。(1)LIFを行うための定源としてArFレーザー出力の波長193nmとそのH_2ガス中のストークス変換により得た195nmについて,レーザー運転条件を最適化して,それぞれについてmJ以上の出力を得た。(2)レーザーをレンズで絞った場合のレーザービームに沿う蛍光を測定することにより,ビームサイズの評価を行った。その結果,上記LIF法を高温プラズマ周辺部での水素原子測定に適用する場合の信号密度の評価の精度が上った。(3)以上の方法をJET-2Mトカスクに適用した場合の観測系を想定し,得られるSN比について詳しい評価を行い,SN比のプラズマ領域内でのマッピングを行った。(4)別途にJT-60Uで行った水素原子挙動解析により,本研究代表者らが開発した解析手法を用いることにより,拡散係数及び粒子閉じ込め時間に関して各運転モードでの詳しいデータベースが得られた。
安全性と柔軟性を両立するフレキシブルプライベートネットワークの実現

平成21年度は,主に平成20年度で未完成であったGSCIPv4およびGSCIPv6の実装を行った.位置透過性を実現するプロトコルDPRPを拡張し,移動透過性を実現するMobile PPCとアドレス空間透過性を実現するNAT-fを統合することによりGSCIPv4を実現した.本成果によりIPv4環境においてもユビキタスネットワークで要求される柔軟かつ安全な通信が可能であることを示したもので,その意義は大きい.本研究で提案しているフレキシブルプライベートネットワークの通信グループの概念を端末単位からサービス単位へと拡張させることにより,従来のNAT越えシステムより安全かつ柔軟なアクセス制御およびサービス制御を実現できることを提案した.その結果,セキュリティを保ちつつ,低遅延・高スループットを実現できることを確認し,高い評価を受けた(受賞2件).IPv6に対応したGSCIPv6は昨年度に引き続き,Mobile PPCを中心に移植作業を行った.動作検証の結果,当初の予想より通信断絶時間が長かったため,移動検知方法の変更と重複アドレスを検出しながらその確認処理を回避する方式を提案した.実際の無線環境下でハンドオーバを行った結果,提案方式の通信断絶時間は約3秒となり,従来技術(Mobile IPv6)の45秒を上回る性能が得られた.なお,上記通信断絶時間の短縮を実現する点は当初の計画には無かったため,GSCIP全体のIPv6対応化(特にDPRP)を完成することはできなかったが,現在もIPv6化の作業は継続中である.本研究で実装したプロトコルはFreeBSDを中心に実装してきたが,本成果を普及させるためにWindowsとLinuxへの移植を開始した.Linuxへの移植は一部完了しており,動作確認できる状態にあるため,準備が整い次第,公開を予定している.平成20年度は,GSCIPの実装と提案技術の動作検証ネットワークの整備を行った.IPv4に対応したGSCIPv4の実装では,まず移動透過性を実現するMobile PPCと,アドレス空間透過性を実現するNAT-fの統合を行った.この結果,研究目的の1つである「IPv4グローバルネットワークから宅内機器への遠隔操作と移動透過通信の融合」を実現することができた.この成果は,IPv4環境においてもユビキタスネットワークで要求される柔軟な通信が可能であることを示したもので,大きな意義がある.また,実際に実装したシステムを国内最大規模の産学マッチングイベント「イノベーション・ジャパン2008」に展示・発表した.デモンストレーションを行った結果,数社より機材提供等の話があり,大きな成果をあげることができた.なお,当初の予定では平成20年度中にGSCIPv4の実装を完了する計画であったが,各プロトコルの改良作業や,平成21年度で実施予定であった展示会でのデモンストレーションなどを実施したため,現時点で80%の完成度に止まっている.平成21年度も引き続き実装を継続する.また,IPv6に対応したGSCIPv6は,現在実装中である.動作検証ネットワークとして,大学研究室内にIPv6ネットワークの構築を行った.構築作業からIPv6に関するノウハウを得ることができた.実運用に向けて,DNSサーバをDynamic DNSサーバに拡張するための手順を確認し,平成21年度で実施予定の動作検証の事前準備を完了した.平成21年度は,主に平成20年度で未完成であったGSCIPv4およびGSCIPv6の実装を行った.位置透過性を実現するプロトコルDPRPを拡張し,移動透過性を実現するMobile PPCとアドレス空間透過性を実現するNAT-fを統合することによりGSCIPv4を実現した.本成果によりIPv4環境においてもユビキタスネットワークで要求される柔軟かつ安全な通信が可能であることを示したもので,その意義は大きい.本研究で提案しているフレキシブルプライベートネットワークの通信グループの概念を端末単位からサービス単位へと拡張させることにより,従来のNAT越えシステムより安全かつ柔軟なアクセス制御およびサービス制御を実現できることを提案した.その結果,セキュリティを保ちつつ,低遅延・高スループットを実現できることを確認し,高い評価を受けた(受賞2件).IPv6に対応したGSCIPv6は昨年度に引き続き,Mobile PPCを中心に移植作業を行った.動作検証の結果,当初の予想より通信断絶時間が長かったため,移動検知方法の変更と重複アドレスを検出しながらその確認処理を回避する方式を提案した.実際の無線環境下でハンドオーバを行った結果,提案方式の通信断絶時間は約3秒となり,従来技術(Mobile IPv6)の45秒を上回る性能が得られた.なお,上記通信断絶時間の短縮を実現する点は当初の計画には無かったため,GSCIP全体のIPv6対応化(特にDPRP)を完成することはできなかったが,現在もIPv6化の作業は継続中である.本研究で実装したプロトコルはFreeBSDを中心に実装してきたが,本成果を普及させるためにWindowsとLinuxへの移植を開始した.Linuxへの移植は一部完了しており,動作確認できる状態にあるため,準備が整い次第,公開を予定している.
社会変動の理論的研究

社会変動の理論的研究という研究課題のもとに、本年度は、1社会変動分析の方法論的検討、2社会構造概念の理論的検討、3社会変動の実証分析のための理論枠組の検討の3つの研究を行なった。1社会変動論の方法論的検討、社会学の誕生以来今日までの社会変動論の代表的理論家として,マルクス,ウェ-バ-,ウォ-ラ-スティンをとり上げ,彼らの社会変動分析の方法を、(1)自然主義的な立場に立っているか、それとも反自然主義的な立場に立っているか、(2)歴史主義的な立場に立っているか、それとも反歴史主義的な立場に立っているか、という2つの視点から再構成した。そして社会変動分析の方法として、(a)自然主義的で歴史主義的な立場と、(b)反自然主義的で歴史主義的な立場が、ともに有効であることを明らかにした。2社会構造概念の理論的検討、社会変動の中核をなすのは、社会構造の変動である。社会構造の概念化のしかたによって、社会変動の概念が意味するものもかなり異なってくる。そこで社会学における社会構造概念の特色を、レヴィニストロ-スを中心とする構造主義の構造概念と比較しながら究明した。その結果社会構造には、〈パタ-ンとしての構造〉の側面と〈規則としての構造〉の側面とがあることが明らかになった。3社会変動の実証分析のための理論枠組の検討、戦後日本社会の変動を概観しながら、日本社会において変化した部分と変化しなかった部分とをえりわける作業を行なった。その結果戦後日本社会の変動は、経済の領域のみならず価値意識の領域にまで及ぶ全般的・根底的な変動の過程であることが明らかになった。そしてこの全般的・根底的な変動の過程を、時系列デ-タによって計量的に証明していく方法の検討を行なった。
高齢者の運動能力を維持・増進する電動車制御系設計に関する研究

本研究は,高齢者が楽しく行動すると共に自然に運動能力が維持・増進できることを目指し,トレーニング機能を備えた電動車の制御システムを設計することを目的に進めてきた.主に,人間操作感覚のモデル化,日本人高齢者の特徴を加味した最大ペダリング負荷の決定法,およびこれらに基づく負荷オートチューリング手法の開発,路面摩擦などの影響に対する安全確保のための等価入力外乱手法の提案,高性能電動車制御システムを目指すためのロバスト制御理論の開発などの面において,様々な研究成果が得られた.本研究は,高齢者が楽しく行動すると共に自然に運動能力が維持・増進できることを目指し,トレーニング機能を備えた電動車の制御システムを設計することを目的に進めてきた.主に,人間操作感覚のモデル化,日本人高齢者の特徴を加味した最大ペダリング負荷の決定法,およびこれらに基づく負荷オートチューリング手法の開発,路面摩擦などの影響に対する安全確保のための等価入力外乱手法の提案,高性能電動車制御システムを目指すためのロバスト制御理論の開発などの面において,様々な研究成果が得られた.本研究は,高齢者が楽しく行動すると共に自然に運動能力が維持・増進できることを目指し,トレーニング機能を備えた電動車の制御システムを設計することを目的に,進めてきており,当初の計画に従い,以下の研究成果が得られた。・「等価入力外乱」制御手法のメカニズムの解明:本研究では,運転の安全性を保証するために,タイヤと路面の摩擦係数の推定をリアルタイムで行わなければならない。推定手法として,「等価入力外乱」という新しい制御手法を用いるが,従来の手法に比べ,この手法の優位性を明らかにするために,本研究では,まず,「等価入力外乱」制御手法のメカニズムの解明を行った。その結果,「等価入力外乱」手法は,本質的に2自由度制御系となっており,次数の低いローパスフィルターを設計することにより優れた推定特性が得られることがわかった。・人間の感覚に合わせたペダリング負荷調整システムの開発:高齢者の安全を保証しながら,トレーニングを行うために,本研究では,まず,加齢による足の筋肉の萎縮を詳しく調べた上で,足に加える負荷を決めるアルゴリズムを確立した。具体的に,リハビリで広く用いられる心拍数を基準に,搭乗者の心拍数からカルボーネン法により目標心拍数を算出し,目標負荷を決める手法を開発した。また,この手法の有効性を走行実験により検証した。次に,負荷オートーチューリングを実現するための第一歩として,負荷調整つまみを電動車に取り付け,つまみの位置を40度から320度の間で自由に設定できるようにし,任意の位置に対応する負荷を発生しながらも操縦系の安定性を保証する制御系は,Dynamic parallel distributed compensation(DPDC)という新しい制御理論に基づき設計し,その有効性を走行実験により検証した。・Elimination treeに基づくLDL分解法のアルゴリズム開発:大規模な最適化問題を効率よく解くために,本研究では,Elimination treeに基づくLDL分解法という新しい手法と提案する。この手法の有用性を,まず,大規模最適化問題として広く知られているマーケティング問題を例に検証を行った。さらに,それに基づき,最適化アルゴリズムを開発し,Matlab環境で実装した。・ロバスト制御系の設計手法の検討:路面状況が認識され人間のハンドル操作に反映されるまでに少し時間がかかる。このむだ時間は,場合によって,ハンドル操作の不安定を引き起こすことがある。このむだ時間の影響を抑え,操縦システムの安定性を保証するために,ある一定範囲内で変動するむだ時間に対するロバスト制御システムの設計手法を,研究代表者らの提案したフリーウィティング法を用いて提案した。本手法は従来の手法に比べて保守性が少ないことが特徴である。本研究は,高齢者が楽しく行動すると共に自然に運動能力が維持・増進できることを目指し,トレーニング機能を備えた電動車の制御システムを設計することを目的に進めてきており,本年度に以下の研究成果が得られた。・「等価入力外乱」制御手法による操舵制御系設計:本研究では,運転の安全性を保証するために,申請者の提案した「等価入力外乱」という新しい制御手法を用いて,操舵を妨げる様々な外乱を抑える操舵制御系を構築し,従来の制御手法と比較検討することによりその有効性を検証した。・すべり防止システムの検討:タイヤと路面との摩擦変動により電動カート搭乗者に危害を加えることがある。このようなことを未然に防ぐために,本研究では「等価入力外乱」手法を用いて摩擦係数の推定を行った。シミュレーション結果より,ほかの推定手法に比べて,本手法は高い推定精度が得られることがわかった。・ペダル負荷自動調整システムの開発:高齢者の安全を保証しながら,トレーニングを行うために,まず,主観運動強度とカルボーネン法より現在の搭乗者に加えられる最大負荷を決め,次に,最大負荷と最大アシストの間における任意の負荷またはアシストに対しても電動カート制御システムの安定性が保証されるように,動的並列分散補償手法を用いて制御系を構築した。また,走行実験によりその有効性を検証した。・ロバスト制御系の設計手法の検討:電動カートと人間操舵を含めたシステムは無駄時間システムとなる。操縦システムの安定性を保証するために,フリーウィティング法と積分不等式手法とを融合し,一定範囲内で変動するむだ時間に対してロバスト安定となる制御系設計法を開発した。・高齢者による走行実験:八王子市の高齢者ボランティアを募集し,3回に分けて,主観運動強度と心拍数との関係の測定実験,各種負荷またはアシストにおける走行実験を行い,実験参加者を対象にアンケート調査を行った。

本研究は,高齢者が楽しく行動すると共に自然に運動能力が維持・増進できることを目指し,トレーニング機能を備えた電動車の制御システムを設計することを目的に進めてきており,本年度に以下の研究成果が得られた。・路面摩擦係数推定:等価入力外乱手法を適用した路面摩擦係数推定法を開発した。また,シミュレーションによりその有効性を検証し,本手法の推定メカニズムが簡単にもかかわらず,非常に安定した推定結果が得られることがわかった。・ペダル負荷の自動無段調整システム:日本人高齢者の身体特徴を加味した最大ペダル負荷決定法により決められた最大負荷範囲内において,動的並列分散補償法に基づきペダル負荷の自動無段調整システムを設計し,電動カートに実装した。ペダル負荷の自動無段調整システムについて,地元高齢者ボランティアの協力のもとで走行実験を行った。また,走行実験参加者に対して,アンケート調査を行い,開発したペダル負荷自動調整機能つきの電動車について,高齢者の視点から総合的に評価を行った。・眼球運動による疲労度測定:高齢者の疲労度を測定する手法が確定されていないのは現状である。本研究では,瞳孔と眼球運動に注目し,それと疲労度との関連を理論的・実験的に調べた。実験データをもとに,新しい疲労度評価法を提案した。・構造物制振制御:本研究で提案した等価入力外乱手法を構造物の制振制御に適用し,従来の手法より高い制振性能が得られることが確認でき,等価入力外乱手法の新たな応用分野を開拓した。
生体抽出液を用いた田畑の土壌からの放射性セシウムの除去と微量元素の損失防止

放射性セシウムで汚染された土壌のモデル除染として、Cs-137で汚染させた園芸用土壌から硝酸カリウムまたはヨウ化カリウム水溶液を用いて放射性セシウムを抽出することを試みた。その結果、放射性セシウムはそれらの水溶液に抽出されたが、抽出率は汚染させてからの時間の経過に伴って低下していった。原発由来の放射性セシウムで汚染された田の土壌を用いてイネのポット栽培を行った。用水に塩化ルビジウム及び塩化セシウム水溶液を加えて栽培したポットでは、玄米への放射性セシウムの移行係数が大幅に増加し、安定セシウムを利用した田の除染や放射性廃棄物からの放射性セシウムの分離濃縮及び廃棄物の減容化の可能性を示唆した。(1)2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故により放出された放射性物質、特に放射性セシウムにより汚染された田畑の土壌の除染を目的とし、まず、市販の園芸用土壌をCs-137で汚染させ、その模擬汚染土壌について、純水、1M硝酸カリウム水溶液(1M KNO3)、、1Mヨウ化カリウム水溶液(1M KI)または2Mヨウ化カリウム水溶液(2M KI)による除染を試みた。その結果、カリウムイオンとのイオン交換と推定されるメカニズムにより一定の除染効果が認められたが、放射性セシウムにより汚染されてからの時間が経過するとともに、除染効率は低下していった。また、基本用土たる黒ボク土、赤玉土、鹿沼土、バーミキュライト及びピートモスなどの有機物について、個別に放射性セシウムに対する吸着性及び化学処理による脱離挙動を調べたところ、バーミキュライトについては純水処理及びカリウムイオン処理のいずれにおいても除染効率は著しく低かったのに対し、黒ボク土、鹿沼土及び赤玉土並びにピートモスでは、カリウムイオンを用いた除染が効果的であった。これらのことから、化学除染と分級などの物理的除染を併用することにより、放射性廃棄物の発生を大幅に低減させつつ、効率的な除染を行うことが可能であることを示していた。(2)福島県郡山市内の畑で採取した土壌、放射性セシウムで汚染させていない黒ボク土および標準土壌JSO-1について、(1)で記した方法や0.1M硝酸で処理したものについて、PIXE分析法により各土壌中の元素濃度の定量を行い、無処理のもとの比較を行ったところ、これらの方法により化学除染を行った場合には、いずれも塩素およびカルシウム濃度の低下が認められた。このことは、田畑の土壌について化学除染を適用した後の作物の生育に関して注意を払う必要があることを示している。(1)福島第一原子力発電所事故により放出された放射性セシウムの除染を行った際に影響を受けることが予想される生体必須元素その他の少量および微量元素の挙動の基礎データを得ることを目的として、福島市内山間部において、2014年5月10月にかけて継続的に用水(ため池水および湧水)並びに田水の採取を行い、PIXE分析法により微量元素の分析を行った。また、田の土壌および出穂後のイネを採取し、土壌、イネの葉および穂に含まれる微量元素の分析を行い、水については18元素、イネの葉については18元素、稲穂(籾付)については15元素、また、土壌については21元素を定量することができた。これにより、現時点では籾付コメについての暫定値であるが、当該地域における放射性セシウムの移行係数を求めるとともに、多元素同時定量分析法であるPIXE分析を行った成果として、同一の試料について他のアルカリ金属やその他の元素の移行係数と比較することができた。また、種々の元素のイネ体内における分布を同一個体内で調べることができた。さらに、RIイメージングを行うことにより、事故由来の放射性セシウムの移行係数が他のアルカリ金属と比較して低くなる原因が推定された。(2)生体関連物質としてのペーパースラッジを用いて、放射性セシウムの土壌中吸着・固定に係る試験を行った。市販のCs-137溶液を用いた反応速度論的吸着実験および福島市山間部の田の土壌についての試行を行ったところ、放射性セシウムが農作物に吸収されないように、より強固に土壌中に固定されることを示す結果が得られた。本方法は、農作業に携わる者の被ばく線量の低減化としては不適当ではあるが、食物中への移行を防御するには優れた方法であると考えている。1.炭素化したペーパースラッジ(PSC)は多孔質であり、保水性や通気性に優れている。この性質を利用して福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウムの除去及び田畑土壌から農作物への放射性セシウムの移行の抑制をすることを目的とし、まず、炭素化したペーパースラッジの有効性を確認するために、水溶液中のCs-137の吸着実験をPSCについて、また、PSCに重量比で1%となるようにヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムをしみ込ませて乾燥させたPFC-PSCについて行った。その結果、希薄溶液であっても一定量のPSCに対するCs-137の吸着には濃度依存性があり、また、その吸着挙動は反応開始から5時間までは急速に進行し、その後は徐々に進行するとともに濃度に応じて、約5080%の範囲で飽和した。

一方、PFC-PSCによる吸着の速度はPSCよりもはるかに速く、また、実験に用いた範囲内では濃度にかかわらずほぼ100%のセシウムが吸着され、水溶液からの高効率で放射性セシウムを除去するために有用であることが示された。2.継続調査として、福島市内山間部において平成27年5月8月にかけて田水並びに用水を採取し、PIXE分析法により微量元素の定量を行った。土壌および玄米についても分析を行い、環境水、土壌および玄米中の各元素の濃度を比較し、土壌中濃度と玄米など農作物中の濃度の比のみから算定される移行係数では、必ずしも放射性セシウムの挙動の追跡とはならない可能性が高いことを示した。3.放射性トレーサーを用いたイネ栽培実験の予備実験として、実験室内で管理された状態でのイネ栽培試験を行った。成長後のイネの葉および籾に含まれる微量元素の分析を行ったところ、土壌に吸着されやすいセシウムについても、苗を植えた後の用水に添加すると成長後の葉および籾から容易に検出され、用水中の放射性セシウムが問題となる可能性が示された。2.土壌から農作物への放射性セシウムの移行については、一般的には土壌中濃度と可食部中の濃度との比を用いた移行係数で評価されているが、土壌中のセシウムのみならず環境水中のセシウムを考慮しなければならないことを示唆することができた。3.除染作業と微量元素の濃度変化など、農作物に与える影響を考える上では実験室内で管理された状態で、他からの影響を受けない状態での農作物の栽培を行うことが望ましいところ、実験室内でのイネの水耕栽培において、苗の植え付けから収穫までを行うことができた。福島市内のゼオライト処理をしていない田の土壌を採取し、その土壌を用いて実験室内でイネの栽培試験を行った。採取した土壌を4 kgずつ10個のワグネルポットに入れた。これらを3群に分け、第1群は無処理群(4ポット)、第2群はゼオライト30 gを添加したゼオライト処理群(3ポット)、第3群は、Rb及びCs処理群(3ポット)(苗植え付け4週間後に安定同位体のルビジウム及びセシウム水溶液を添加したもの)としてイネ栽培を行った。出穂後、いくつかの茎を採取し、葉及び穂に含まれる微量元素濃度をPIXE分析法により定量した。その結果、Rb及びCsについては、それらを添加した第3群のイネでのみ定量できた。それらは同モル添加していたが、葉で検出された量はモル比でRb/Cs = 89であった。このことは、RbよりもCsの方が土壌に吸着しやすいこと、またはRbの方がイネに吸収されやすいこと等を示していると思われる。一方、各ポットから採取した玄米についての移行係数は、Csを添加したものでは大幅な増加が見られた。これは、添加された安定なCsが土壌に吸着するとともに、土壌に吸着していた放射性Csを遊離させたことを示していると考えている。一般に玄米より葉や茎の方の放射性Cs濃度が高くなることを考えると、この結果は、安定Csを利用した田の除染の可能性を示すとともに、放射性廃棄物からの放射性Csの分離濃縮の可能性も示唆するものであり、廃棄物の減容化にもつながり、これまでとは全く異なる発想からの除染技術につながる可能性を示しているものと考えている。放射性セシウムで汚染された土壌のモデル除染として、Cs-137で汚染させた園芸用土壌から硝酸カリウムまたはヨウ化カリウム水溶液を用いて放射性セシウムを抽出することを試みた。その結果、放射性セシウムはそれらの水溶液に抽出されたが、抽出率は汚染させてからの時間の経過に伴って低下していった。原発由来の放射性セシウムで汚染された田の土壌を用いてイネのポット栽培を行った。
コンテンフに適応する発展的ソフトウェアの構成法

本研究では,「ソフトウェアの設計・開発時には適用範囲を設定できない処理対象をもつソフトウェア」の発展的な構成法を研究している.平成9年度では,ソフトウェアを発展的に構成するための方法や事例を調査し,具体的に,ソフトウェアの機能(仕様)を拡張させながら,プログラムを構成する過程を追跡した.その結果のひとつとして,「細胞に基づくプログラミング」(Poc:Programming on cells)の方針を打ち出し,そのためのエディタの構成を進めた.また,ハードウェア/ソフトウェア協調設計の観点から,メタレベルの機能等をハードウェアにより支援することの検討を進めた.細胞に基づくプログラミングでは、データ細胞、開始細胞、名前細胞、および、パターン細胞の4種を導入した。また、それぞれの細胞が活動する前条件と,活動の結果の後条件を明示して、プログラムの動きを判り易くする方針を提案した。さらに、細胞によるプログラミングを支援する環境を整えるために、Pocエディタの構成を計画して、その一部の実装を進めた。Pocの実際的な適用計画として、手指動作記述文から3次元グラフィックス表示へ変換するプログラムの開発を進めた。その結果,あらかじめ準備した記述文に対応する基本的な構文形式と,語句の辞書および表示パラメータの推定規則を用意して,中間表現への変換プログラムが作成できた.一方、発展するソフトウェアの実行環境を、ハードウェアの面から支援するために、すでに開発している「FPGAにより可変論理回路部を備えた汎用コプロセッサ」の有用性の考察を進めた.今後は、これらの内容を充実させながら,「発展するソフトウェア」を,変化するハードウェア/ソフトウェアの両面から研究を進めて行く.本研究では,「ソフトウェアの設計・開発時には適用範囲を設定できない処理対象をもつソフトウェア」の発展的な構成法を研究している.平成9年度では,ソフトウェアを発展的に構成するための方法や事例を調査し,具体的に,ソフトウェアの機能(仕様)を拡張させながら,プログラムを構成する過程を追跡した.その結果のひとつとして,「細胞に基づくプログラミング」(Poc:Programming on cells)の方針を打ち出し,そのためのエディタの構成を進めた.また,ハードウェア/ソフトウェア協調設計の観点から,メタレベルの機能等をハードウェアにより支援することの検討を進めた.細胞に基づくプログラミングでは、データ細胞、開始細胞、名前細胞、および、パターン細胞の4種を導入した。その結果,あらかじめ準備した記述文に対応する基本的な構文形式と,語句の辞書および表示パラメータの推定規則を用意して,中間表現への変換プログラムが作成できた.一方、発展するソフトウェアの実行環境を、ハードウェアの面から支援するために、すでに開発している「FPGAにより可変論理回路部を備えた汎用コプロセッサ」の有用性の考察を進めた.今後は、これらの内容を充実させながら,「発展するソフトウェア」を,変化するハードウェア/ソフトウェアの両面から研究を進めて行く.
磁気クロマトグラフィーによる磁性粒子の分離

高透磁率材料を充填して分離カラムとし、カラムを取りまく電磁コイルを用いて磁場を周期的に印加・解放することによって、液体中の磁気的特性の異なる粒子を分離する磁気クロマトグラフィーの開発を試み、マグネタイト粒子の流出時間が、コイル電流、磁場印加時間、カラム長さなどの各種のパラメータによって変動することが確かめられた。充填材には、マルテンサイト系炭素鋼ビーズ(直径約0.7mm)およびステンレス鋼SUS- 430のビーズ(直径約0.5mm)を用い、これに熱硬化性テフロンのコーティング(7回塗布及び250°C焼付)を施した。これを内径2.4mmのテフロンチューブに詰め、通常10cmのカラムを調整した。1mm経エナメル線によって10cm幅、1500巻の電磁コイルを作成し、その中心部にカラムを通し、直流電源を1周期ごとに反転させながら磁場の印加・解放を繰り返した。また、磁性粒子の充填材からの脱着を促進するため、回転数可変のバイブレーターによりカラムに常時振動を加えた。移動相は95%エタノールを使用し、試料の磁性粒子には20nm経のマグネタイト(Fe_3O_4)と0.2μm経のヘマタイト(α-Fe_2O_3)を用い、検出はフレーム原子吸光分析装置により鉄の吸光度を測定することによって行った。周期的磁場を印加した場合のマグネタイト粒子の流出の遅れ時間は、磁場の解放時間T_<off>対する印加時間T_<on>の割合(T_<on>/T_<off>)が大きくなるにつれて増加し、T_<off>=0.2、0.3、0.4秒の条件でほぼ同様な結果が得られた。また、コイル電流を高めるとともに遅れ時間は増加した。一方、電磁コイル幅を一定にしたまま、分離カラムの長さを変化させた場合、コイル幅と同じ10cmの時が、分離が最も効果的であった。コイル電流は最大5Aまで流されたが、ヘマタイト粒子の流出は磁場によって全く影響を受けなかった。