hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃棄物埋立地盤の腐敗による沈下に関する基礎的研究

(2)生ごみを含む廃棄物埋立地盤では、生ごみの腐敗とそれに引き続く圧密の2つの要因により埋立地盤の沈下が発生する。(3)生ごみの腐敗による沈下が生じると、埋立地盤の密度が増加し、強度も大きくなる。(4)土や無機分の多い廃棄物の場合は、生ごみの腐敗とそれに伴う圧密沈下が土や無機分の骨格により抑えられ、密度の低い状態になっているが、そこに振動を加えると、大きな沈下が生じる。
技術開発型中小企業の基幹技術と競争優位の源泉-エッセンシャル・ファシリティ観から

(1)技術的な競争優位を持つ中小企業は、特殊な機械でも簡単に出せない加工精度等を短期間に出せる術(腕)を保有している。しかも、それは単に熟練者の腕に依存するだけではなく、技術的に低い水準ではない少量の仕事を、短期間にまとめあげ顧客の要求に応えることができる点で重要である。(2)日本のベンチャー企業の研究・技術開発活動は、企業規模とは無関係である点で上場企業とは異なること、ベンチャー企業は知的財産権獲得指向が強いほどIPO前後の成長が高く、また売上高なども大きいこと、ベンチャー企業の研究開発活動は製品改良などを経て、特許と無関係に収益率を高めているかもしれないと示唆された。(3)高市場シェアを有する中堅・中小企業について、中堅企業では、特許等が売上高の拡大とほぼ同じ割合で増加するのに対して、小企業では、売上高の拡大する割合のほぼ半分の割合でしか特許等の増加していなかった。ただし、従業員一人当たり特許保有件数が、各企業の高市場シェアに貢献しているとは認められなかった。(4)日本の店頭公開企業において、成長性が高いのはサービス部門企業であり、日本の店頭公開企業の利益率は上場企業のそれを下回っていない。店頭公開企業は新製品開発を重視している企業が多く、それが収益性の上昇に寄与している。「中核資産」は組織固有のノウハウとか流通チャネルなどと自覚されていたが、それらは収益性や成長性を高めているとは認められなかった。(5)中小企業が保有する生産技術の中核部分は、新製品の場合、特許を取得して法的に防御しているが、製法や素材などの場合、ノウハウや企業機密の形で競争優位が維持されているようである。特許やノウハウは顧客要求の充足要因などと相まって相対的に高い市場シェアの裏付けになっていると思われる。今年度の研究では、特定の中小企業が保有する生産技術のうち、当該企業でないと提供できない基幹的な技術に基づいて機能部品・素材を生産する意味とは何かを、事例的・理論的に類型化しようと試みた。素形材や素形材関連の製造企業の中には、たしかに、特殊な機械でも出ない加工精度等を短期間に出せる術(腕)を保有している企業が多い。機械加工の後の「仕上げ」や「調整」などでは、機械で実現できない高精度の達成が求められるため、そうした加工精度等を出すことができる特殊技能者の人的能力に依存した面がある。だが、生産上の採算面等から機械化や自動化が困難なため機械装置への熟練技能の代替が少ない事業を除くと、それらのうちのいくつかの加工作業では、生産技術向上の手段として高性能のME機械設備の導入によって熟練技能が機械装置に「組み込まれ」、同業他社との技術力の差がなくなりつつある。むしろそれ以外に、試作や特殊加工のみの発注や単品レベルに近い小ロット・個別仕様発注でもそれらを全体として所定の仕事量に「まとめる」ことができるなど、発注企業の要請事項を、所定の「生産の流れ」を作る形に再編し直し仕事に見通しをたてられることが、経営上も生産遂行上も日常的には極めて重要である。設計図、特に設計者の意図を読みとる能力とそれを手際よく実現する能力などが製造ノウハウの中核かもしれない。つまり、技術面での強みといっても、特殊・狭隘とみなしうる事業領域において他の追随を許さない技術的裏付けを伴った事業展開だけでなく、経済環境変化や顧客要請に対する短期間での機敏な適応を基礎とする事業展開があることも整理できた。(1)日本のベンチャー企業・店頭公開企業と上場企業について、特許と研究・技術開発の行動を実証的に分析した。

その結果、ベンチャー企業の研究・技術開発活動は、企業規模とは無関係である点で上場企業とは異なること、実用新案は小規模企業にも有効な権利獲得手段であること、ベンチャー企業は知的財産権獲得指向が強いほどIPO前後の成長が高く、また売上高なども大きいこと、ベンチャー企業の研究開発活動は製品改良などを経て、特許と無関係に収益率を高めているかもしれないことが示唆された。(2)高市場シェアを有する中堅・中小企業(元ベンチャー企業を含む)について、売上高でみた事業規模と特許等の増加形態を検討した結果、中堅企業では、特許等が売上高の拡大とほぼ同じ割合で増加するのに対して、小企業では、売上高の拡大する割合のほぼ半分の割合でしか特許等の増加していなかった。ただし、従業員一人当たり特許保有件数が、各企業の高市場シェアに貢献しているとは認められなかった。(3)財務データとアンケート調査結果の両方を用いて、日本の店頭公開企業における研究技術開発、「中核資産」、経済的業績などとの相互関係を日本で初めて本格的に分析した。成長性が高いのはサービス部門企業だが、日本の店頭公開企業の経済的業績は上場企業と比較しても遜色ない。店頭公開企業は新製品開発を重視している企業が多く、それが収益性の上昇に寄与している。「中核資産」は組織固有のノウハウとか流通チャネルなどと自覚されていたが、それらは収益性や成長性を高めているとは認められなかった。(4)中小企業が保有する生産技術のうち、新製品の場合、中核部分は特許を取得して法的に防御しているが、製法や素材などの場合、ノウハウや企業機密の形で「強み」を維持している側面がある。しかし、それらは顧客要求の充足など他の要因と相まって相対的に高い市場シェアの裏付けになっていると思われる。
サイバーフィジカルシステムのための通信と制御の同時最適化

サイバーフィジカルシステムでは,制御対象と制御器は通信ネットワークを介して接続されている.制御系設計においては,通信を抑制しつつ高い制御性能を得ることが重要である.本研究課題では,サイバーフィジカルシステムにおける通信と制御の同時最適化に関する研究に取り組んだ.主な成果として,マルチホップ制御ネットワークのモデル予測制御,制御入力列の送信に基づく自己駆動モデル予測制御,および分散型イベント駆動制御に関する新しい手法を提案した.当初の計画に従い,平成26年度はマルチホップ制御ネットワークの制御を中心に研究を進めた.マルチホップ制御ネットワークとは,複数の制御対象と複数の制御器が直接通信せず,中継装置を経由して通信する制御システムである.マルチホップ制御ネットワークの制御問題では,制御入力と通信路の両方を求める必要があり,一般に混合整数計画問題に帰着される.問題を解くための計算時間が長くなる場合があることから,本年度は,数値実験により実用的な計算時間で解けるクラスを考察した.この結果を踏まえて,近似解法についても検討を行った.加えて,マルチホップ制御ネットワークの応用として,マルチビークルシステムの最適制御にも取り組んだ.特に,複数ビークルの協調動作を時相論理により記述し,最適制御問題の拘束条件として組み込んだ.得られた成果により,学術雑誌論文2編が採択されている.また,マルチホップ制御ネットワークはネットワークシステムの一種である.したがって,ネットワークシステムの設計理論を構築することは,マルチホップ制御ネットワークにおいても有用である.ネットワークシステムの数理モデルとして,ブーリアンネットワークを採用し,定常状態における条件を満足するブーリアンネットワークを求める手法を提案した.得られた成果により,学術雑誌論文1編が採択されている.さらに,平成27年度以降の研究の準備として,事象駆動制御および自己駆動制御に取り組んだ.いずれの手法に対しても,従来手法より簡便な手法を提案し,計算例により有効性を示した.得られた成果により,国際会議論文1編が採択されている.以上から,本研究課題に対する初年度の取り組みとして,十分な成果が得られたと考えられる.当初の計画に従い,本年度はマルチホップ制御ネットワークの制御とSelf-triggered制御を中心に研究を進めた.マルチホップ制御ネットワークとは,複数の制御対象と複数の制御器が直接通信せず,中継装置を経由して通信する制御システムである.マルチホップ制御ネットワークの制御問題では,制御入力と通信路の両方を求める必要があり,一般に混合整数計画問題に帰着される.問題を解くための計算時間が長くなる場合があることが問題点となっている.本年度は,通信路の候補の事前列挙に基づくモデル化手法を提案した.利用する必要がない通信路の候補をあらかじめ削除することで,オンラインでの計算時間の高速化が達成できる.実際に計算機実験による有効性を評価した.Self-triggered制御とは,ネットワーク化制御システム(制御対象と制御器が通信を介して接続されている制御システム)において,制御入力と通信間隔を同時に最適化する制御手法である.通信を行わない場合,既存手法では制御入力が固定となる.しかしながら,一回の通信で複数の制御入力を送信することで,通信を行わない場合でも制御入力を切り替えることができる.この考え方に基づき,新しいSelf-triggered制御の手法を提案した.外乱の影響に基づき,送信する制御入力の数を調整する手法であり,環境の変化に動的に対応できる点が特徴である.以上から,本研究課題に対する今年度の取り組みとして,十分な成果が得られたと考えられる.当初の計画通り,マルチホップ制御ネットワークの制御に関する新たな手法を導出している.また,Self-triggered制御に関しても計画に沿って順調に成果で出ている.以上から,順調に研究が進展していると考えられる.当初の計画に従い,本年度はSelf-triggered制御と密接に関連があるイベント駆動制御を中心に研究を進めた.イベント駆動制御とは,計測データを基に制御入力を更新するかどうかを決定する方法である.ネットワーク化制御システムにおいては,センサから制御器への通信を行うかどうかを決定することに対応する.一定間隔での通信が必要な従来の制御方法と比べ,通信回数が削減できるという利点がある.本研究では,センサが分散的に配置されている大規模システムに対するイベント駆動制御の方法を提案した.各センサには,制御器への送信有無を判定する条件(イベント駆動条件)が割り当てられている.イベント駆動条件が成立したとき,センサから制御器へ計測データが送られ,制御入力が更新される.本研究では,同期的な方法と非同期的な方法の2つを提案した.同期的な方法では,まず,あるセンサのイベント駆動条件が成立したとき,そのことを他のセンサに通知する.その後,すべてのセンサから計測データを制御器へ送信する方法である.非同期的な方法では,あるセンサのイベント駆動条件が成立したとき,そのセンサのみが計測データを制御器に送信する方法である.高性能化を狙いたい場合は同期的な方法,通信回数を削減したい場合は非同期的な方法を選択すればよい.いずれの方法でも線形行列不等式を解くことで,閉ループ系を安定化する状態フィードバック制御器を得ることができる.なお,イベント駆動条件を制御器に含め,モデルに基づきイベント駆動条件を判定することで,Self-triggered制御が実現できる.以上から,本研究課題に対する今年度の取り組みとして,十分な成果が得られたと考えられる.サイバーフィジカルシステムでは,制御対象と制御器は通信ネットワークを介して接続されている.制御系設計においては,通信を抑制しつつ高い制御性能を得ることが重要である.本研究課題では,サイバーフィジカルシステムにおける通信と制御の同時最適化に関する研究に取り組んだ.主な成果として,マルチホップ制御ネットワークのモデル予測制御,制御入力列の送信に基づく自己駆動モデル予測制御,および分散型イベント駆動制御に関する新しい手法を提案した.当初の計画通り,マルチホップ制御ネットワークの制御に関する基礎的結果が得られている.また,関連研究として,マルチビークルシステムの最適制御,ネットワークシステムの設計に取り組んだ.

さらには平成27年度以降の研究の準備として,事象駆動制御および自己駆動制御にも取り組んだ.以上から,順調に研究が進展していると考えられる.サイバーフィジカルシステムは制御や通信などの様々な研究分野の融合領域であることから,引き続き,幅広い分野の研究会に参加し,大域的な視点から研究を進めていく.例えば,制御工学だけでなく,通信や計算機科学などの研究会への参加も検討していく.また,国際会議にも積極的に参加・発表することで,国際的な場での交流も深めていく.さらに,書籍を購入し,関連分野の基礎的内容を把握することにも努めたい.システム制御理論とその応用サイバーフィジカルシステムは様々な研究分野の融合領域であることから,幅広い分野の研究会に参加し,広い視点をもって研究を推進していく.例えば,制御工学だけでなく,通信や計算機科学などの研究会への参加を検討していく.また,国際会議(例えば,IEEE Conference on Decision and Control,CPS WEEKなど)にも積極的な参加・発表することを検討していく.最新の研究動向を把握するためには,国際会議への参加は必要不可欠である.さらに,書籍を購入し,関連分野の基礎的内容を把握することにも努めたい.当初の計画通りの成果が得られているが,成果発表の機会が平成28年度に集中しているため,次年度使用額が発生した.また,平成27年度に採録が決定した論文の掲載料を平成28年度に支払うことになっている.以上から,平成28年度に予定している研究を円滑に実行するために,平成27年度の使用額の一部を次年度に繰り越すこととした.当初の計画通りの成果が得られているが,国内で開催された国際会議に参加したため,旅費に次年度使用額が生じた.また,マルチホップ制御ネットワークのモデル予測制御に関する研究を平成27年度に実施することとしたため,物品費に未使用額が生じた.すでに採録が決定している論文の掲載料として使用する予定である.また,国際会議(4件投稿済)および国内会議(2件投稿済)の出張旅費としても使用する予定である.論文の掲載料として使用する予定である.また,マルチホップ制御ネットワークやSelf-triggered制御に関する成果発表を予定しており,国際会議および国内会議の出張旅費として使用する予定である.
リンパ球の活性化・分化に及ぼすサイトカインとTLRシグナルの役割

IL-5/GFPノックインマウスの作成に成功し、IL-5産生細胞が末梢組肺と腸管に多くの存在し、それらはCD3陰性/c-kit陽性細胞であることを明らかにした。またLPS刺激によるBリンパ球の形質細胞への分化やIgM産生にRP105シグナルが必須であることを見出した。さらに、Th1依存性の抗原交叉提示の増強にインターフェロン誘導遺伝子Iigp1が重要な役割を果たしていることを見出した。本研究では、IL-5を代表とするサイトカインによる獲得免疫系とToll-like receptor (TLR)を代表とする自然免疫系によるBリンパ球成熟・活性化機構、シグナル伝達を解明し、それらの異常と免疫難病との関連について明らかにする。さらにヒト型結核菌抗原(P25)によるTh1細胞分化、免疫応答増強機構を分子レベルで解析する。1.IL-5によるBリンパ球活性化制御に関して(1)IL-5産生機構を明らかにするための、IL-5/GFPノックインマウスの作製に成功した。フローサイトメトリー法により、リンパ節と腹腔でGFP陽性細胞を確認した。(2)骨髄のB220-CD19+B-1リンパ球前駆細胞表面において、IL-5Rの発現は認められず、IL-5R欠損マウスにおけるB-1リンパ球前駆細胞の数も野生型マウスと同等であった。(3)細胞移植実験により、胎児肝のB200-CD19+細胞もB-1リンパ球前駆細胞であることを明らかにした。さらに、Btk欠損マウス胎児肝においてB-1リンパ球前駆細胞の数が減少していたことから、B-1リンパ球前駆細胞の生存・維持にBtkが必要であることが示された。2.自然免疫系によるBリンパ球の活性化制御に関して(1)8-SGuoと同様に、既存のTLR7リガンドloxoribineと抗CD38抗体、IL-4の共刺激により、Bリンパ球におけるIgG1へのクラススイッチ、IgM産生が誘導されることを明らかにした。(2)8-SGuoまたはloxoribine単独刺激により、Bリンパ球においてBlimp-1の発現誘導が認められた。一方、loxoribine単独刺激により、AIDの発現誘導が認められるが、8-SGuo刺激では認められなかった。3.結核菌抗原によるTリンパ球分化制御に関して(1)P25TCR-Tgマウスのリンパ節よりCD4+Tリンパ球を単離し、P25で刺激して発現が誘導される遺伝子群をGene-chip法で解析した。発現が上昇する転写因子をおよそ50種類同定した。(2)P25TCR-TgマウスのCD4+Tリンパ球とP25で刺激したAPCにおいて、発現が増強される遺伝子群をGene-chip法解析した。その結果、Th1応答に係わる遺伝子群の発現増強が認められた。本研究では、IL-5を代表としたサイトカインによる獲得免疫系とToll-like receptor(TLR)を代表とする自然免疫系によるBリンパ球成熟・活性化機構、シグナル伝達を解明し、それらの異常と免疫難病との関連について明らかにすることを目的とした。さらにヒト型結核菌抗原ペプチド(P25)によるTh1細胞の選択的な分化誘導、免疫応答増強(アジュバント)活性の発現機構を分子レベルで解析した。1.IL-5によるBリンパ球活性化制御に関して:平成20年度の研究により、作製に成功したIL-5/GFPノックインマウスを用いて、末梢組織におけるIL-5産生細胞の局在を解析した。解析した組織の中で、特に肺臓内で多くのIL-5産生細胞を検出した。肺臓内のIL-5産生細胞は、c-kit陽性、Sca-1陽性の細胞群であった。腸管においても、c-kit陽性、Sca-1陽性の細胞群にIL-5/GFP陽性細胞の存在を認めた。2.自然免疫系におけるBリンパ球の活性化制御に関して:LPS刺激によるMarginal zone Bリンパ球(MZB)の形質細胞への分化、IgM産生におけるTLR4とRP105の機能について検討した。野生マウスBリンパ球において、抗TLR4抗体と抗RP105抗体との共刺激で、MZBがフルに活性化され形質細胞と分化し、高いIgM産生が誘導された。さらにRP105欠損Bリンパ球では、LPS刺激による形質細胞分化やIgM産生がほとんど誘導されなかった。以上より、LPS刺激によるMZBの形質細胞分化、IgM産生にはRP105シグナルが重要であることが示された。3.結核菌抗原によるTリンパ球分化制御に関して:P25 CD4+T細胞とP25で共培養した抗原提示細胞(APC)において、発現が増強する遺伝子をマイクロアレイ法を用いて探索した。対照群と比較して、インターフェロン誘導遺伝子p47 GTPase遺伝子ファミリーのIigp1の発現が増強していること、そのsiRNAを導入されたAPCにおいて抗原提示能が低下することを初めて明らかにした。

本研究では、IL-5を代表としたサイトカインによる獲得免疫系とToll-like receptor(TLR)を代表とする自然免疫系によるBリンパ球成熟・活性化機構、シグナル伝達を解明し、それらの異常と免疫難病との関連について明らかにすることを目的とした。さらにヒト型結核菌抗原ペプチド(P25)によるTh1細胞の選択的な分化誘導、免疫応答増強(アジュバント)活性の発現機構を分子レベルで解析した。1.IL-5によるBリンパ球活性化制御に関して:作製に成功したIL-5/GFPノックインマウスを用いて、末梢組織におけるIL-5産生細胞の局在を解析した。腸管、特に大腸においてc-kit陽性/CD3陰性の細胞群にIL-5/GFP陽性細胞の存在を認めた。さらにIL-33刺激により、これらの細胞が増加することを見出した。2.自然免疫系におけるBリンパ球の活性化制御に関して:LPS刺激によるMarginal zoneBリンパ球(MZB)の形質細胞への分化、IgM産生におけるTLR4とRP105の機能について検討した。野生マウスMZBにおいて、RP105刺激はBlimp-1の発現を誘導しなかった。一方、TLR4とRP105の共刺激によりBcl-xLが発現誘導されることを見出した。3.結核菌抗原によるTリンパ球分化制御に関して:ドウダイグサ科植物由来の天然物がマウス生体内でTh1依存性の交叉提示を増強することを見出した。P25CD4^+T細胞及びP25とOVAで共培養した抗原提示細胞(APC)をOVA特異的OT-ICD8^T細胞と共に野生型マウスに投与した。この条件では、OT-ICD8^+T細胞はわずかしか増殖しないが,天然物をさらに加えて共培養したAPCを投与すると、OT-ICD8^T細胞が強く増殖した。その他にもTh1依存性交叉提示を増強する天然物を複数確認している。
音声対話における発話からの話者の個人性検出

音声対話におけるユーザの個人性に適応的なシステムの実現を目指し、話者に特徴的なフレーズを発話テキストから抽出すること、及び、発話から話者の個人性を検出することの実現性を考察することを目的に研究を遂行した。発話からユーザの口癖を取り出す方法を開発した。また、音声対話から話者の性格を判定する手法を実現した。この手法は、対人認知に関する従来研究に基づき定めた性格に、発話が該当するか否かを判定する。本研究では、適応的な音声言語システムの実現を目指し、話者の個性に関わる要素を検出する技術の実現性について検証することを目的としている。そのために、話者の個人性に関する要因を、音響的及び言語的視点から捉え、大規模コーパスを用いて学習するというアプローチを採用する。25年度は、音声対話における話者の発話から個人性を判定する手法を開発し、実験によりその利用可能性に関する評価を実施した。話者の個人性として性格に着目し、対人認知に関する先行研究に基づき、本研究で対象とする性格を設定した。自動車内での対話で利用することを想定し、車内音声対話コーパスを発話データとして使用した。コーパス内のユーザ発話に対して性格タグ付けを大規模に実施した。作成したタグ付けデータの分析を通して、性格の検出に関わる特徴素を獲得し、検出モデルを開発した。音声対話データを用いた性格識別実験により、話者発話からの個人性検出の実現可能性を確認した。また、話者の個性検出の応用として、応答タイミング技術、及び、文生成技術に関する基礎的研究を進めた。本研究は、音声対話システムにおいて、相手に応じて話し方を使い分けるユーザ適応機能の実現に向け、発話から話者の個人性を検出する技術の実現性について検証すること目的としている。話者データが存在する発話テキストを大規模に分析することにより、話者の個人性に関わる要因を音声、及び、言語の視点から明らかにすることを目指す。上述の目的を達成するために、初年度は、研究の基盤として、名古屋大学音声対話データベースに収録されている対話データ及び被験者データを用いて、話者の個人性を特徴付ける要因と発話の特徴素との関連性の分析を実施した。対話データには、被験者と案内役との対話音声が収録されており、被験者の発話(音声・テキスト)を使用した。また、被験者データには、被験者に関わるデータが含まれており、個人性を表す情報として用いた。具体的には以下の項目の研究を推進した。1.発話からの特徴抽出:音声及び言語の観点から発話を特徴付ける要因の抽出を試みた。音声データにおいては、発声タイミング、話速、ポーズ長を、また、言語データでは、語彙、形態素列、構文、文末表現を特徴素とした。特徴抽出のための方法論を検討し、個人に特有のフレーズを検出するモデルを作成した。モデルでは、フレーズの頻度、個人への偏り、対話トピック依存性などの観点から形式化した。対話データを用いた抽出実験を実施し、良好な結果を得ることができた。2.個人性データの整備:話者に関する個人データを、本研究でのアクセス性を考慮して整備した。話者データに収録されている被験者データについて調査するため、被験者個人に関する印象の調査を実施した。両データを比較し、個人データの傾向を調査した。本研究では、適応的な音声言語システムの実現を目指し、話者の個性に関わる要素を検出し、生成する発話を決定する技術の実現性について検証することを目的としている。すでに、発話から、話者の個人性を推定することの実現可能性について考察を与えている。話者の個人性に関する要因を、音響的及び言語的視点から捉え、大規模コーパスを用いて学習するというアプローチを採用するとともに、話者の個人性として性格を取り上げ、発話から性格の検出に関わる特徴素を獲得するモデルを開発している。今年度は、推定された特性に基づく発話生成に着目し、特に、発話文生成における適切な語順生成、及び、適切な応答タイミング検出に関する研究を進めた。(1)日本語は、語順が比較的自由であるといわれているものの、実際には語順に関する選好が存在することに注目し、聴きやすい発話文となるような語順を生成する手法を開発した。本手法は、任意の文節列の入力に対し、係り受け解析と語順整序を同時に実行するという特徴を備えている。係り受けと語順の適切さを同時に考慮することにより、聴きやすい語順を精度よく生成できる利点がある。被験者を用いた評価実験を実施し、良好な結果を得ることができた。(2)高い応答性を備えた音声対話システムの必要な機能として、統計的手法による応答タイミングの網羅的な検出技術を開発した。本研究では、既存の大規模音声対話データに対して、応答に関するアノテーションを与え、それを対話データとして使用した。アノテーションをオフライン環境で与えることにより、応答可能なタイミングに関して揺れの小さいデータを獲得できる点に特徴がある。構築した対話コーパスを用いて応答タイミングの検出実験を実施し、その有効性を確認した。

自然言語処理本研究の目的である話者発話からの個性検出に関して、課題として計画した、個性タグ付きデータの作成と分析、個性検出モデルの開発、及び、実験による評価、を実施するとともに、また、個性検出の応用可能性の検討についても取り組むことができ、研究はほぼ予定通り進んでいるといえる。発話からの特徴抽出課題に対し、すでに話者に特有のフレーズ抽出モデルを実現し、データを用いた実験・評価を与えるに至っている。この課題は、初年度の中心的なテーマであり、良好な成果を得ている。個人性に関する音声対話データの整備についても、計画通り作成作業を開始しており、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。これまでの研究により、話者発話からの個人性検出の実現可能性を確認できたものの、その有効性を実証するには、検出された個人性の利用可能性を検証する必要があることが判明した。本研究の今後の推進方策として、音声対話システムの対話方略の使い分けにおいて有効利用できることを示す。具体的には、音声対話システムが話者にとって適切な語順で発話文を生成できること、及び、適切なタイミングで応答すること、を対象として定め、研究を推進する。個人性に関するアノテーションが与えられた音声対話コーパスを用いて、音声から個人性を検出するためのモデルを開発することを計画している。具体的には、発話の特徴と個人性との関係に関する分析を深め、知見を明らかにするとともに、それをもとに、音声データからの検出モデル、及び、言語データからの検出モデルを実現することを計画している。最終的には、これらのモデルを統合した個人性検出技術の開発を目指す。現状において、研究を遂行する上での問題点などは発生しておらず、研究計画の大きな変更を要する状況にはない。平成25年度までに、音声コーパスへの個性タグ付け、個性検出のモデル化と検出手法の開発、検出手法の性能評価、及び、個性化検出の応用可能性の検討を実施する予定であったが、本研究の最終目標である個性化検出の有効性を示すために、対話システムの対話方略に応用し評価することを次年度に実施することとしたため、次年度使用額が生じた。次年度は、応用のための評価データの作成と評価実験、ならびに、学会大会、国際会議、学術雑誌等での成果公表を予定しており、未使用額をその経費にあてることを計画している。今年度に作成作業を介したアノテーションデータの整備については、来年度も引き続き作業を継続する予定であり、データ作成に関する費用と次年度に支出する予定である。また、検出モデルの実験的検証については、大規模データを用いることが必須であり、高速計算性能を備えたサーバが必要であり、検証環境が整い次第、導入する予定である。次年度は、研究成果の公表を積極的に進める計画であり、旅費や掲載料などの支出を見込んでいる。
レーザーキャプチャー顕微鏡法による好酸球性副鼻腔炎のエオタキシン発現の解析

免疫染色ではeotaxin-1,-2,-3すべてにおいて、非好酸球性慢性副鼻腔炎群(n=9)の浸潤細胞にはほとんど染色を認めなかったが、好酸球性慢性副鼻腔炎群(n=9)には有意差をもって染色を認めた。ELISAにても、非好酸球性慢性副鼻腔炎群(n=12)と比較し、好酸球性慢性副鼻腔炎群(n=4)ではeotaxin-1,2,3蛋白濃度がすべて有意に上昇していた。laser capture microdissectionではeotaxin-3のみ上皮細胞に発現していることを確認したが、現在のところ再現性に乏しく、今後さらに別の切り口での検討が必要と思われた。近年、副鼻腔粘膜に多数の好酸球浸潤を伴い、難治性かつ再発性の鼻ポリープを伴う副鼻腔炎が注目されている。しかしながら、粘膜下組織の好酸球の浸潤の機序に関してはいまだ不明な点が多い。好酸球の遊走因子として最も強力かつ選択的なキモカインとしてエオタキシンに注目した。Lasercapture microscopeによって副鼻腔炎粘膜または鼻茸の組織切片から浸潤好酸球、上皮組織などを選択的に切り取りeotaxinのmRNAを抽出して、eotaxin-1, -2, -3やEPCのメッセージの発現をRT-PCR法によって検出する。採取した好酸球性鼻ポリープ組織を直ちに液体窒素にて凍結し、-80°Cにて凍結した後これを凍結標本とする。また、対象として用いている非好酸球性副鼻腔炎粘膜と下垂体手術時に対しても同様の手技にて切片を採取。凍結標本上でLaser capture microscopeによって副鼻腔炎粘膜または鼻茸の組織切片から浸潤好酸球、上皮組織、ホールセクションに分けて選択的に切り取った。それぞれの断片組織よりmRNAを抽出し、eotaxin-1, -2, -3やEPCのメッセージの発現をRT-PCR法によって検出した結果、eotaxin-3のみ上皮細胞に発現していることを確認した。しかし現在のところ未だ再現性に乏しく、検体数を増やしさらに検討を行っている。この結果エオタキシン発現の局在が同定されれば好酸球性炎症によってもたらされる鼻茸中に発現する好酸球を選択的かつ強力に遊走するeotaxinの蛋白と分子の量と局在が同定され、好酸球性副鼻腔炎における好酸球の動員の機序の一部が明らかになる可能性がある。また、それにより新たな治療戦略の創生に結びつく可能性もある。Laser capture microscopeによって副鼻腔炎粘膜または鼻茸の組織切片から浸潤好酸球、上皮組織などを選択的に切り取りeotaxinのmRNAを抽出して、eotaxin-1,-2,-3やEPCのメッセージの発現をRT-PCR法によって検出する。それぞれの断片組織よりmRNAを抽出し、eotaxin-1,-2,-3やEPCのメッセージの発現をRT-PCR法によって検出した結果、eotaxin-3のみ上皮細胞に発現していることを確認した。現在のところ再現性に乏しく、今後さらに別の切り口での検討が必要と思われた。結果によってはエオタキシン発現の局在が同定されれば好酸球性炎症によってもたらされる鼻茸中に発現する好酸球を選択的かつ強力に遊走するeotaxinの蛋白と分子の量と局在が同定され、好酸球性副鼻腔炎における好酸球の動員の機序の一部が明らかになる可能性がある。
『国語』の版本と校勘学の研究

本研究では、段玉裁によって『国語』の版本に書き入れられた題跋、校勘記、校語などが、『国語札記』及び『説文解字注』にどのように利用されているかを、その版本すなわち校本(題跋、校勘記、校語などが書き入れられている版本)の原本調査の結果をもとに明らかにした。本課題のテーマである『国語』の版本をめぐる諸問題の中から、今年度はおもに『校刊明道本韋氏解国語札記』(以下、『国語札記』)の成立及び特徴に関わる課題を取り上げた。『国語札記』は『国語』を読む上で、江遠孫の『国語明道本考異』と共にもっとも重要な参考文献とされる。『国語明道本考異』は公序本との異同をほぼ網羅的に示したものである。しかし『国語札記』はそれとは性格が異なり、諸版本及び関連文献による校勘及び先人の校注の引用には、執筆者(顧千里・黄丕烈)の見識が強く反映されており、「読む人が読めばわかる」という書き方になっている。今年度は、『国語札記』に記されている段玉裁の校語を取り上げ、その成立過程を明らかにした。『国語札記』の殺玉裁校語は、大きく二種類に分類される。ひとつは『国語札記』の中心的な作者である顧千里が、自身の校本に写し取った段玉裁校本の書入れを引用したものである。研究代表者はそれを、北京の中国国家図書館に所蔵されている段玉裁の『国語』校本を丹念に調査することにより明らかにした。もうひとつは、顧千里が書いた『国語札記』の草稿に段玉裁自身が手を加えたものである。これは先の調査結果に、段玉裁の年譜、著作、書簡などの検討を加えて導きだした。考察過程及び段玉裁校語の詳細は『人文学報』(No.418)に発表したが、その成果は『国語』の版本研究だけでなく、乾隆嘉慶期における校勘学の研究にも寄与するとこが少なくない。さらに、段玉裁が『国語札記』に手を入れたのは嘉慶四年であり、『説文解字注』の刪定と時期が重なる。今年度の成果は、段宝裁研究及び『国語』研究にも寄与するところがあると考える。当該年度はおもに、段玉裁の『国語』校本とその臨本についての研究を行なった。段玉裁には『国語』の校本がある。真本の存否は不明だが、臨本が二種類現存している。中国国家図書館所蔵の版本No.7395と、台湾の故宮博物院図書文献館所蔵の顧千里校本である。研究代表者はこの二種類の臨本、とくに先行研究の記述に矛盾のある版本No.7395の詳細を可能な限り明らかにし、段玉裁校本の代わりとして『説文解字注』をはじめとする段玉裁の著作研究に利用できる資料であるということを実証した。版本No.7395は、「乾隆五十八年(1793年)三月に蘇州近辺の校勘学者或いは蔵書家が、段玉裁校本から直接写し取ったものである」ということが、当時の様々な記述から推測される。さらに底本が段玉裁校本と同じ金李本であり、段玉裁の書き入れが、位置も含めて忠実に写し取られている可能性が高い。一方顧千里校本は、「乾隆五十八年(1793年)五月に顧千里が段玉裁に校本を借りて書き入れを写した」ということがの跋文より明らかであり、その素性は版本No.7395より確かである。しかしその底本は公序本の中でも特殊な構成をもつ張一鯤本系統の版本であり、段玉裁校本の底本である金李本とは文字の異同も少なくない。また顧千里の跋文によれば、校語を写し取るときにもとの配置に手が加えられている。版本No.7395と顧千里校本には、それぞれ異なる利点と難点とがある。臨本としての限界もある。しかしそれを踏まえた上で、両者の利点を活かし難点を補い合いながら用いるのであれば、真本の代わりとして充分に役立つものである。以上の詳細は、『人文学報』No.433に発表した。本課題の目的は、清朝の校勘学者や藏書家によって『国語』の版本に書き入れられた題跋、校勘記、校語などが、清朝人の『国語』の札記や注釈、及びその他の著作にどのように利用されているかを、校本(校勘記や校語が書き入れられている版本)の原本調査の結果から導き出すことにあった。清朝人の『国語』の校本には、陸敕先校本、恵棟校本、盧文〓校本、段玉裁校本、黄丕烈校本、顧千里校本などがある。本課題ではそれらの中からおもに段玉裁校本を取り上げた。段玉裁の『国語』校本は、現時点では所在不明である。

臨本が二種類(顧之逵校本、顧千里校本)存在しているが、そのひとつである顧之逵校本については、先行研究の記述に矛盾がみられる。報告者はまずその二種類の臨本の由来と書き入れの詳細を、原本調査を踏まえて可能な限り明らかにした。次に臨本に書き入れられている段玉裁の跋文、校勘記、校語などを詳察し、それらが乾隆嘉慶年間の『国語』の注釋や札記、或いはその他の著作にどのように取り入れられているかを検討した。今年度の具体的な実績としては、段玉裁の代表作である『説文解字注』の引用テキストが段玉裁校本であることを、原本調査により明らかにした。さらに『説文解字注』における『國語』の引用を、可能な限り段玉裁の執筆環境に即して論じるために、報告者が考えうる最善の方法を提示した。
ヒト精子先体反応に伴う先体内cAMP,Ca^<2+>の分別定量と先体反応機構の解析

ヒト精子中に含まれる各adenyl purine量の蛍光ラベル-HPLC法で測定した結果、cAMPも含めた細胞内adenyl purine量は先体反応誘起に伴い変化しなかった。キサンチン誘導体、Caffeine(Caf)は最初に見出された先体反応誘起促進剤であり、その作用機序はPhosphodiester ase阻害作用による精子内cAMP蓄積によるProtein kinase Aの活性化と考えられてきた。1.0mM Caf存在下に精子を培養すると、細胞内とcAMP濃度、精子運動、先体反応誘起率は対照に比して有意に上昇した。すでに先体反応誘起にはCa^<2+>の細胞内流入が必須であるとされている。Ca^<2+>除去ハンクス液中では先体反応誘起は有意に抑制され、Cafの先体反応誘起促進作用も消失した。一方、dibutylic-cAMP(dbcAM)、8-bromo-cAMP(8-bcAMP)を精子懸濁液に添加、培養してcAMPの直接作用を検討した結果、精子運動は上昇したが、先体反応誘起には影響しなかった。またキサンチン骨格を有しないpapavelinも細胞内cAMP濃度、精子運動を上昇させたが、先体反応には影響しなかった。次にAcethylcholine(ACh)の精子に対する作用を検討したところ精子運動、精子内cAMP量に変化はなく、先体反応のみが用量依存的に促進され、Atoropineで前処理することにより消失した。本研究の結果はcAMPは精子運動賦活には関与するが、先体反応誘起に直接関与しない可能性を示している。検討した薬物は運動のみ、先体反応のみをまたは両者を促進するものに3分類された。これは精子が他の体細胞と異なり、先体、中片・尾部機能が独立して制御される2-compartment modelであることを示唆しており、先体反応機構を解明する上で両者を区別して考えることが必要である。研究成果を以下に略述した。1、カフェイン添加により先体反応の誘起が促進されるとともには細胞内cAMPの蓄積が観察された。によると考えられていたが、カフェインはフォスフォジエステラーゼ阻害(PDE)とともに小胞体、ミトコンドリアからの細胞内Caの放出を促すなどの多彩な薬理作用を有する。特異的なPDEであるROにより同様な検討を行うと細胞内cAMPの蓄積、精子運動の促進は観察されるが、先体反応誘起の促進は再現されなかった。さらに8-Bromo-cAMP添加により精子運動の促進が観察されたが、先体反応には影響しなかった。カフェインの先体反応への影響はCa非存在下では消失し、カフェインの先体反応に対する作用機序はPDE阻害ではなく、細胞外Caの精子内への動員である可能性が示唆された。2、cAMPは中片機能である運動の制御に関与するとされたが、細胞内アデニルプリン体の一斉分析を行った結果、総アデニルプリン、ATP、ADPのみが運動率と相関しcAMPとは相関しなかった。3、これまで先体反応の誘起にはCa存在下に数時間培養することが不可欠とされたが、Ca非存在下に培養した先体反応未誘起精子にCaを添加すると、直ちに先体反応が開始され、約90-120分間でプラトーに達することを見いだした。4、アセチルコリンは先体反応を促進したが、精子運動、細胞内アデニルプリン量に影響しなかった。

一般の細胞は細胞膜に囲まれた細胞質中に全ての細胞内小器官包含するone compartment型であるが、精子は細胞内への物質の出入りが解剖学的に隔たって位置する先体と中片部で独立して起こるtwo compartment型あるという作業仮説を研究計画に提示した。上記の結果は先体と中片部の機能が独立して制御されている可能性を示唆するものであり、さらにCaチャンネルブロッカー等を用いて詳細な検討を進めたい。ヒト精子中に含まれる各adenyl purine量を蛍光ラベル-HPLC法で測定した結果、cAMPも含めた細胞内adenyl purine量は先体反応誘起に伴い変化しなかった。キサンチン誘導体、Caffeine(Caf)は最初に見出された先体反応誘起促進剤であり、その作用機序はPhosphodiesterase阻害作用による精子内cAMP蓄積によるProtein kinase Aの活性化と考えられてきた。1.0mM Caf存在下に精子を培養すると、細胞内cAMP濃度、精子運動、先体反応誘起率は対照に比して有意に上昇した。すでに先体反応勇気にはCa^<2+>の細胞内流入が必須であるとされている。Ca^<2+>除去ハンクス液中では先体反応誘起は有意に抑制され、Cafの先体反応誘起促進作用も消失した。一方、dibutylic-cAMP(dbcAM)、8-bromo-cAMP(8-bcAMP)を精子懸濁液に添加、培養してcAMPの直接作用を検討した結果、精子運動は上昇したが、先体反応誘起には影響しなかった。またキサンチン骨格を有しないpapavelinも細胞内cAMP濃度、精子運動を上昇させたが、先体反応には影響しなかった。次にAcethylcholine(ACh)の精子に対する作用を検討したところ精子運動、精子内cAMP量に変化はなく、先体反応のみが用量依存的に促進され、Atoropineで前処理することにより消失した。本研究の結果はcAMPは精子運動賦活には関与するが、先体反応誘起に直接関与しない可能性を示している。検討した薬物は運動のみ、先体反応のみをまたは両者を促進するものに3分類された。これは精子が他の体細胞と異なり、先体、中片・尾部機能が独立して制御される2-compartment modelであることを示唆しており、先体反応機構を解明する上で両者を区別して考えることが必要である。
人工骨としてのバイオアクティブセラミックスと骨との界面の超微細構造の観察

平成3年の研究ではセラミックス材料を埋入したまま、硬組織の超薄切片を作成して、各種セラミックス材料と骨の界面を透過電顕を用いた観察が可能となり、埋入8週での材料と骨の界面を観察した。その結果、surface active bioactive ceramicsと言われるBioglass,Ceravital,A-W glass-ceramicsでは材料表面に0.5から1.0ミクロンの結晶性の低い水酸アパタイトの層を形成し、この層を介して骨と結合していることを観察した。平成4年の研究ではこのアパタイト層の形成を見るためにより早期の段階で経時的に材料を取り出し観察を行った。この結果、A-W glassceramicsでは材料埋入後、3日では材料表面にはアパタイトの反応層は形成されず、7日で形成が確認された。また、この段階では材料表面での骨形成は起こっておらず、アパタイトの反応層の形成には骨細胞は関与せず、生体組織液中での材料表面の化学変化によるものと考えられた。この所見はsurface bioactive ceramics(Bioglass,Ceravital)でも同様に認められた。また、時間経過とともに、表面だけでなく、材料表面から材料の中に向かって、表面で見られると同じアパタイトが形成されるのが観察された。材料内でのこの変化の幅はBioglass,Ceravital,A-W glass-ceramicsの順で大きかった。これまで、走査電顕で材料表面にCa,Pの増加するいわゆるCa-Prich-layerが認められたが、この層の幅は8週のA-W glass-ceramicsで20ミクロン以上となり、透過電顕で認められるアパタイトの反応層の幅1ミクロン前後と食い違っていたが、捜査電顕では材料の内部に形成されるアパタイト層を同時に観察していたものと解釈された。透過電顕を用いた本研究により、surface active bioactive materialと骨との結合機序がより詳細に解明され、透過電顕が材料と骨の界面を研究する上で有力な研究手段であることが実証された。平成3年度の計画はbaioactiveなセラミックスと骨との界面を透過電顕で観察することであったが、その方法が確立し、非脱灰で透過電顕の観察が可能となった。ラット脛骨部にセラミックスの顆粒を埋入し、8週後に脛骨を摘出、脱水後エポキシ樹脂に包埋した。これをバンドソ-で切断し、ラップ盤で約30ミクロンまで研磨した。次に、これから標本部分を細切し、エポン樹脂で包埋しなおしたのち、ダイヤモンドナイフを使い、超薄切片を作成し、透過電顕にて骨とセラミックスとの界面を観察した。観察したセラミックスはAーWガラスセラミックス、バイオガラス、セラビタ-ル、焼結水酸アパタイト,カルサイト(炭酸カルシユウム)、三燐酸カルシュウム、であった。この中で、Surface active materialと称されるAーwガラスセラミックス、焼結水酸アパタイト、バイオガラス、セラビタ-ルでは材料と骨との界面に骨のアパタイトと比べて配向性がなく、0.1ミクロンから1ミクロン程度の小さな結晶の層が観察された。この層は電子回折でアパタイトと確認された。しかし、bioresorbableと言われるカルサイトと三燐酸カルシュウムではこのような層は観察されず、材料表面の吸収が生じて、微小な凹凸を形成し、骨組織がそれらに軟組織を介さずに進入し結合を形成する事が観察され、surface active materialとbioresorbable materialとで界面が異なっていることが判明した。

また、アパタイト層は表面からガラスセラミックスの中にも形成され、この層までがSEM,EPMAでcaーP RichーLayerと言われるCaとPが高くなっている層であることがわかった。今後の課題として経時的なアパタイト層の観察とともに、培養細胞とセラミックス界面の観察を行い、アパタイト層の形成過程を調べることである。平成3年の研究ではセラミックス材料を埋入したまま、硬組織の超薄切片を作成して、各種セラミックス材料と骨の界面を透過電顕を用いた観察が可能となり、埋入8週での材料と骨の界面を観察した。その結果、surface active bioactive ceramicsと言われるBioglass,Ceravital,A-W glass-ceramicsでは材料表面に0.5から1.0ミクロンの結晶性の低い水酸アパタイトの層を形成し、この層を介して骨と結合していることを観察した。平成4年の研究ではこのアパタイト層の形成を見るためにより早期の段階で経時的に材料を取り出し観察を行った。この結果、A-W glass-ceramicsでは材料埋入後、3日では材料表面にはアパタイトの反応層は形成されず、7日で形成が確認された。また、この段階では材料表面での骨形成は起こっておらず、アパタイトの反応層の形成には骨細胞は関与せず、生体組織液中での材料表面の化学変化によるものと考えられた。この所見はsurface bioactive ceramics(Bioglass,Ceravital)でも同様に認められた。また、時間経過とともに、表面だけでなく、材料表面から材料の中に向かって、表面で見られると同じアパタイトが形成されるのが観察された。材料内でのこの変化の幅はBioglass,Ceravital,A-W glass-ceramicsの順で大きかった。これまで、走査電顕で材料表面にCa,Pの増加するいわゆるCa-Prich-layerが認められたが、この層の幅は8週のA-W glass-ceramicsで20ミクロン以上となり、透過電顕で認められるアパタイトの反応層の幅1ミクロン前後と食い違っていたが、捜査電顕では材料の内部に形成されるアパタイト層を同時に観察していたものと解釈された。透過電顕を用いた本研究により、surface active bioactive materialと骨との結合機序がより詳細に解明され、透過電顕が材料と骨の界面を研究する上で有力な研究手段であることが実証された。
親水性吸着剤を充填した蒸留塔によるトリチウム水濃縮の高効率化の研究

将来の核融合炉燃料トリチウムサイクルあるいは既存の核分裂炉燃料処理水において大量のトリチウム排水が生じる。法規制値内であれば、そのまま放流できるが、規制値を超える場合、大量の水で希釈する必要がある。しかし、トリチウム濃度が高く、濃縮減容する必要があると、現在では、水-水素同位体交換法が重水減速材製造用に一部実用化されているだけであり、トリチウム排水濃縮に適用するためには、希釈トリチウムの濃縮技術が証明されていないこと、水-水素同位体分離に使用する白金系触媒が高価で、CO被毒の可能性があることなど実用化には多くの課題があり、現実的にそのまま保管貯蔵されているのが現実である。本研究者は、水蒸気吸着処理に用いられるゼオライト系吸着剤あるいはシリカゲルの軽水-トリチウム水間の同位体分離係数が、1.11.2程度であることに着目し、これを連続同位体分離できる蒸留塔分離システムを構築し、より小型で簡便なトリチウム同位体分離システム構築確認の実験をおこなった。本科学研究費計画年度内におこなった、ゼオライト系吸着剤であるモレキュラーシーブ13Xや5A、シリカゲル吸着剤を同位体分離挙動全般について比較すると、ゼオライト系では平衡分離係数は大きいが、吸着と脱着速度が遅く(従ってHETPが大きく)蒸留塔の蒸気速度が遅いときのみ同位体分離が優れるが、同位体収量を上げるため蒸気速度が大きくすると、シリカゲル吸着剤による方が高い分離を示すことが分かった。これまでの研究成果はおもに、英語論文誌に発表した。最終年度であり、成果をまとめて研究成果報告書を完成させ、提出する。定常運転核融合炉において、熱出力1GW当たり発生する1.8MCi/dayのトリチウムをブランケットからすべて回収するとともに、核融合炉システム全体からトリチウム漏洩率を定められた安全基準の10Ci/day以下に抑制することが核融合炉の安全運転に科せられている。例えばITER炉システム内で常時発生するトリチウム水の除染のため、充填塔高さが50mを超える塔が数本必要であることから、装置小型化が重要な解決課題になっている。本研究者は、既存の金属製充填剤を使った水蒸留法の同位体分離係数と理論段あたりの高さ(HETP)を上昇させ、既存の技術に基づき評価された塔高さを最大1/4にまで小さくすることを研究目的にし、本実験研究を開始した。研究は親水性吸着剤のHTO親和性を連続同位体分離に適用することを基本に考えており、まず研究の初年度において、市販の親水性吸着剤シリカゲル(直径3.4mm球)を充填した高さ32cmのガラス製蒸留塔をトリチウム実験室で製作し、トリチウム水蒸留実験をおこなった。その結果、同位体分離係数はステンレス製ラシヒリング充填材を使った場合の1.028から1.04-1.05に上昇しほぼ倍増した。これは予測通りシリカゲルの持つHTOへの親和性に起因すると考えられた。さらに段モデルを用いた計算結果と実験結果の比較から、HETPが約5cm程度であることが分かった。このHETPは、従来の気液接触を最適化したラシヒリング充填剤と同程度の値であり、今後市販の球形吸着剤をラシヒリングあるいはディクソンリングタイプに加工することにより、さらにHETPの改善が図れる見通しを得た。現在までに初年度の研究計画を達成し、蒸留塔のトリチウム水同位体分離に関する定常状態の実験結果をすでにFusion Engineering Science誌に公表し、非定常状態の実験結果と解析結果は日本原子力学会誌欧文誌の2006年4月号に発表される。

将来の定常運転核融合炉において、熱出力1GWあたりに発生する1.8MCi/dayのトリチウムをブランケットからすべて回収するとともに、配管壁を通しての透過性の高いトリチウムを現在の目標の10Ci/day以下に抑制することが核融合炉の安全性の観点から求められている。たとえトリチウムがガス分子状で核融合炉内に存在していても環境に漏洩すると容易に水と同位体交換するので、核融合炉を運転する際には大量のトリチウム水の処理が必要となる。水-水素同位体交換法は分離係数も高く重水炉の重水精製に用いられた経験もあり、有力であるが大量の白金触媒を使用するので、高濃度のトリチウム分離あるいは処理量の比較的少ないところで使用するのが適切と考えられている。水蒸留法は100°C付近でのH_2OとHTOの蒸気圧比の違いを利用する方法であり、触媒の必要もなく、適当な熱源があれば経済的で有力となる。問題は同位体分離係数が1.03程度と小さく、99%の回収率を得るためには蒸留塔の高さを非常に高くする必要がある。そこで本研究では、適当な吸着剤の吸着作用を利用して、同位体分離係数を増加させ、さらに同位体交換速度の上昇によりHETPの減少により同位体分離装置の小型化をはかり高い分離効率を達成しようとすることを目的としている。初年度は充填材にシリカゲルを充填し同位体分離係数を1.04-1.05程度に増加させることができた。本年はモレキュラーシーブ13Xの吸着剤を使用し、同様の同位体分離実験を行なったところ、結果は、低蒸気流量領域で格段の同位体分離濃縮特性を得ることができた。しかし低蒸気流量であるため、処理率はそれほど高くすることはできなかった。現在、処理量を下げずに同位体濃縮効率を上げる方策について検討中で、平成19年度に実験計画を実行する予定である。現在迄の結果の一部はJournal of Nuclear Science等に投稿した。将来の核融合炉あるいは既存の核分裂炉の燃料サイクル施設において大量のトリチウム排水が生じる。法規制値内であれば、そのまま放流できるが、規制値を超える場合、大量の水で希釈する。希釈放流できる場合はそれほど困難ではないが、トリチウム濃度が高く、濃縮減容する必要がでてくると、現在では、水-水素同位体交換法が重水減速材製造用に一部実用化されているだけであり、トリチウム排水濃縮に適用するためには、希釈トリチウムの濃縮技術が証明されていないこと、水-水素同位体分離に使用する白金系触媒が高価なことなど多くの課題があり、現実的にトリチウム濃縮はおこなわず、そのまま保管貯蔵されているのが現実である。本研究者は、水蒸気吸着処理に用いられるゼオライト系吸着剤あるいはシリカゲルの軽水-トリチウム水間の同位体分離係数が、1.11.2程度であることに着目し、これを連続同位体分離できる蒸留塔分離システムを構築し、より小型で簡便なトリチウム同位体分離システムの実験をおこなった。本科学研究費補助金の最終年度には、ゼオライト系吸着剤であるモレキュラーシープ13Xとこれまでのシリカゲル吸着剤を同位体分離挙動全般について比較し、ゼオライト系では平衡分離係数は大きいが、吸着と脱着速度が遅く(従ってHETPが大きく)蒸留塔の蒸気速度が遅いときのみ同位体分離が優れるが、同位体収量を上げるため蒸気速度が大きくすると、前年度求めたシリカゲル吸着剤による方が高い分離を示すことが分かった。これまでの研究成果は日韓中の共同開催であるCross-Straightシンポジウムで発表するとともに、成果を英語論文誌に発表した。最終年度であるので、成果をまとめて研究成果報告書を完成させ、提出する。