hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射光を用いたネオジム核共鳴散乱法の開発

ネオジム及びイッテルビウムを用いた放射光メスバウアー吸収分光法のための測定系の開発に取り組んだ。メスバウアー分光法は原子核を利用した電子状態の調査法であり、物質の元素ごとの電子状態を調べることができる。ネオジムもイッテルビウムもレアアースであり、磁石材料などに使われる重要な物質でありながら、従来の同位体線源を使うメスバウアー分光法では線源の調製に難があった。線源に放射光を用いることでこの問題を解決すべく、放射光用にさまざまな測定系開発を行い、イッテルビウムの放射光メスバウアー吸収分光での強度の大幅増大に成功した。ネオジムについては測定強度の評価を行い、毎秒1.5カウント程度の強度が実現できた。本研究では期間全体を通じて、Nd-145の放射光核共鳴散乱法を開発することで、4f電子物性の基礎研究および磁気材料の特性研究に資することを目的としたものである。しかるに、Nd-145核、とくにその第1励起状態については核共鳴散乱分光法に必要な特性が十分に分かっていないことから、核共鳴散乱強度評価・核共鳴散乱に関わる特性評価までを達成すべき目的とし、発展的課題として実際の磁性材料評価への応用を試みることを挙げるものである。平成24年度においては、1、Nd-145同位体富化試料原料の準備、2、天然のNdでの核共鳴散乱用試料の準備、及び3、天然Nd試料でのNd-145放射光核共鳴散乱強度の評価、の3点を計画していた。1、についてはNd-145を94%含むNd酸化物を250mg入手することができた。2、については核共鳴散乱分光に用いるエネルギー基準体試料としてNd単体・Nd2O3・NdF3を入手し、その他については作成法を調査した。今後、同位体富化試料で合成するにあたって、Ndのロスの少ない方法を試行錯誤する予定である。3、について、実際にSPring-8にて放射光実験を試みた。光学系としてはGe-73の放射光核共鳴散乱で実績ある測定系を用いた。結果、Nd-145核を用いた核共鳴散乱強度は天然の基準試料では0.02counts/s以下と観測が困難であることが分かった。一方、従来のメスバウアー測定用に用意されていたNd-145を70%含む酸化物試料を借用して強度評価を行ったところ0.2counts/sの強度であり、核共鳴散乱分光法として行うのに現実的な最低限の強度(1count/s以上)を下回るため、測定系の改良が必要であることが分かった。このため、測定系の改良法を検討し、検出器改善を主とする改良計画の一環として試料設置法について改良を行った。本研究では期間全体を通じて、145Ndの放射光核共鳴散乱法のための強度評価用試料・基準体候補試料・基礎測定用試料を作成し、核共鳴散乱強度の評価・光学系の開発及び物性測定に利用するための核のパラメーターの決定を行うことを目的とするものである。平成24年度に従来の測定系では強度不足で観測不能と判明したため、平成25年度は光学系の改善並びにその改善された光学系での強度評価を行った。光学系の改善として、従来のX線のみを測定する光学系から、電子も測定可能な光学系の構築を行った。145Ndの第1励起状態(共鳴エネルギーEres=67keV)を用いた核共鳴散乱過程においては、ガンマ線を放出する過程に対する、電子を放出する内部転換過程の比(内部転換係数)が9.6と大きい。このため、X線のみの測定と比して大幅な強度改善が見込まれる。この強度増大を評価する為、同じ希土類であり、共鳴エネルギー、内部転換電子共に近い174Ybの第1励起状態(Eres=76keV、内部転換係数=9.4)による核共鳴散乱を行った。その結果、電子測定可能な測定系はX線のみの測定系と比べて5倍の核共鳴散乱を検出できることが分かった。従って、145Ndでも5倍程度の強度増大が期待される。また、本測定系では測定試料の他にエネルギー基準試料を用いるが、この174Ybの測定によってエネルギー基準試料にはあまり混合物をしない方が良いことも分かった。すなわち、これまでは試料取り扱いを容易にするために窒化ホウ素等を混合したうえで錠剤化していたが、この混合物に依り散乱電子が阻害されるためと考えられる。このため、Nd-145については、焼結ないしは少量のポリエチレンで結着したエネルギー基準試料を用意した。

本基準試料を用いた145Nd放射光核共鳴散乱には平成25年度中に至らなかったが、平成26年度に遂行する予定である。現在までの計画上の達成度と言う観点からは、同位体富化試料の入手が完了し、基準体試料も天然のNdでは揃いつつあり、Nd-145放射光核共鳴散乱強度の評価も行ったということで、それほど遅れているわけではない。しかし、同位体富化試料を用いても従来の測定系では放射光核共鳴散乱強度不足との結果であることから、測定系の大幅な改良が必要と考えられる点で今後の進捗が計画より遅れることが予想される。25年度が最終年度であるため、記入しない。最大の問題点は核共鳴散乱の測定強度である。そのため、従来の測定系で用いていたX線を測定する検出器に代えて、電子線も検出できる検出器を利用することで、測定強度の大幅向上を図る。Nd-145核の第1励起状態を経由した核共鳴散乱過程においては電子線がX線の9倍発生するため、改善は可能である。ただ、電子線ではX線よりも試料の自己吸収が格段に激しいため、電子線用に設計した測定系及び試料を作成する必要がある。それで強度確保できた場合、基準試料を用いた核共鳴散乱測定用の特性評価を行う。このため、前年度入手した同位体富化原料を用いた基準試料の作成(ロスの少ない作成方法の試行含む)も並行して行う。加えて、メスバウアー分光の国際学会にて、測定系開発研究の進捗について情報収集を行うことで、可能な限りの強度改善法を模索する。また、電子線検出器を用いても強度が弱く第1励起状態の利用が現段階で現実的でない場合、従来測定されていた低分解能の第2励起状態を用いる手法も視野に入れてゆくこととする。また、Nd-145がどちらの励起状態でも強度不足だった場合は、開発した光学系を他の希土類に適用することも視野に入れる。なお、実際の磁性材料への応用は本研究課題期間終了後に試みることとする。
中間子科学総括研究(成果とりまとめ)

本補助金は昭和61-63年度にわたって行われた特定研究「中間子科学」の成果とりまとめのために用いられた。このために同特定研究総括班のメンバ-が研究を分担した。特定研究によって実施された研究は次のように広域にまたがっている。低速DC負ミュオンビ-ムの開発とミュオン実験、偏極原子状水素の生成とその中間子実験への応用、超強磁場下のミュオン物理、磁性体中のスピンの時空相関のμSRによる研究、極低温におけるμSR法の研究正ミュオンと物質表面との相互作用の研究、ミュオン化学に於ける放射線化学・ホットアトム化学過程、ミュオニウムと中間原子の化学反応ミュオンによる医学診断の研究、μSRによる磁性の研究、中間子-薄膜相互作用、ミュオンの関与する原子過程の理論的研究、ランダム磁性体、荷電ソリトン、関連する物性ならびに原子分子の理論、大立体角スペクトロメ-タ-によるハイパ-核の研究、原子核内中間子・ハイペロン相互作用、各種中間子発生機構の研究、ストレンジネス(S)=-2のハイパ-核及びストレンジダイバリオンの研究、K中間子とハイペロン偏極をプロ-ブとした原子核反応の研究、π中間子による原子核の内部構造の研究、中間子生成を伴う核反応精密分光、クォ-ク多体系理論の研究、パイ中間子と軽い核の相互作用、核のミュオン吸収過程と核整列現象これらの研究の成果を論文にまとめあげること、それを集大成して国際的に通用する報告書の形にすることを目標に各分担者に於て作業が行われた。この結果、二分冊になる報告書が完成する運びとなっている。このために、適宣、研究打ち合せ会などを行った。
レニンと心房性ナトリウム利尿ペプチドのmRNAの変動-血圧と本液量との関係-

レニン,アンジオテンシン系と心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は,血管平滑筋や腎,さらに中枢神経系に作用して血圧と体液量の調節に対して拮抗的に働く.主に,レニンは腎からの分泌, ANPは心房からの分泌により全身に作用する.本研究は,ナトリウム摂取量を変動させた時,さらに自然発症高血圧ラットでのレニンmRNA量と, ANPmRNA量の変化を検討した.高ナトリウム摂取により腎レニンmRNAは70%減少し,それに伴い腎レニン量は90%,分泌量は80%減少した.逆に,低ナトリウム摂取によりレニンmRNAは5倍に,腎レニンは約3倍に,分泌量は17倍に増加した.一方,心房のANPmRNAは低ナトリウム摂取で減少し,高ナトリウム摂取で増加した. ANPの分泌は, ANPmRNAの変動と一致したが,心房のANP含量は変化しなかった.このことから,ナトリウム摂取量によるレニンmRNAの変動は腎レニン含量とレニン分泌によく相関するが, ANPmRNAは分泌とのみ相関した.この実験により,ナトリウム摂取量の変化により体液量を変化させた時,腎と心房でのレニンとANPの生合成能をmRNAで測定することで把握できた.さらに, Wistar-Kyotoラット(WKY),自然発症高血圧ラット(SHR)と脳卒中易発症性SHR(SHRSP)における腎レニンmRNAと心房のANPmRNAを検討した.4, 8, 12, 20週目に腎レニンmRNA,心房ANPmRNA,肝アンジオテンシノーゲンmRNAの測定を行なったが,いずれも著明な差異を示さなかった.SHRSPでは20週目の血漿レニン活性が高値にもかかわらず,腎レニン含量にも差を認めなかった.このことは,従来からの報告と考え合わせると, SHRにおいては体循環のレニン,アンジオテンシン系よりも,中枢神経系や組織中のレニン,アンジオテンシン系の重要性を示唆するものである.レニン,アンジオテンシン系と心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は,血管平滑筋や腎,さらに中枢神経系に作用して血圧と体液量の調節に対して拮抗的に働く.主に,レニンは腎からの分泌, ANPは心房からの分泌により全身に作用する.本研究は,ナトリウム摂取量を変動させた時,さらに自然発症高血圧ラットでのレニンmRNA量と, ANPmRNA量の変化を検討した.高ナトリウム摂取により腎レニンmRNAは70%減少し,それに伴い腎レニン量は90%,分泌量は80%減少した.逆に,低ナトリウム摂取によりレニンmRNAは5倍に,腎レニンは約3倍に,分泌量は17倍に増加した.一方,心房のANPmRNAは低ナトリウム摂取で減少し,高ナトリウム摂取で増加した. ANPの分泌は, ANPmRNAの変動と一致したが,心房のANP含量は変化しなかった.このことから,ナトリウム摂取量によるレニンmRNAの変動は腎レニン含量とレニン分泌によく相関するが, ANPmRNAは分泌とのみ相関した.この実験により,ナトリウム摂取量の変化により体液量を変化させた時,腎と心房でのレニンとANPの生合成能をmRNAで測定することで把握できた.さらに, Wistar-Kyotoラット(WKY),自然発症高血圧ラット(SHR)と脳卒中易発症性SHR(SHRSP)における腎レニンmRNAと心房のANPmRNAを検討した.4, 8, 12, 20週目に腎レニンmRNA,心房ANPmRNA,肝アンジオテンシノーゲンmRNAの測定を行なったが,いずれも著明な差異を示さなかった.SHRSPでは20週目の血漿レニン活性が高値にもかかわらず,腎レニン含量にも差を認めなかった.このことは,従来からの報告と考え合わせると, SHRにおいては体循環のレニン,アンジオテンシン系よりも,中枢神経系や組織中のレニン,アンジオテンシン系の重要性を示唆するものである.レニン・アンジオテンシン系と近年発見された心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は、血管平滑筋や腎、さらに中枢神経系に作用して血圧と体液量の調節に対して拮抗的に働く。主に、レニンは腎からの分泌、ANPは心房からの分泌により全身に作用する。本研究は腎のレニンmRNAと心房のANPmRNAの有無を調べ、これら組織での生合成能を検討した。次に、ナトリウム摂取量を変動させた時の腎と心房におけるレニンmRNAとレニン量、ANPmRNAとANP量を測定した。ラットの腎と心房からチオシアン酸グアニジン・塩化セシウム法にてRNAを抽出し、アガロース電気泳動法にて分離後、ナイロン膜にノーザンブロットする。次に、レニンcDNAとANPcDNAをマルチプライマー法により【^(32)P】で標識し、検出用プローベとした。腎のレニンmRNA量は全RNAの0.1%以下であった。心房のANPmRNA量は数%であった。この事からレニンは腎で、ANPは心房で生合成されていることが分かる。高ナトリウム摂取により、レニンmRNAは70%減少し、それに伴い腎レニン量は90%、分泌量は80%減少した。逆に低ナトリウム摂取によりレニンmRNAは5倍に、腎レニン量は約3倍、分泌量は17倍に増加した。一方、心房のANPmRNAは低ナトリウム摂取で減少し、高ナトリウム摂取で増加した。

ANPの分泌はANPmRNAの変動と一致したが、心房のANP含量は変化しなかった。このことから、ナトリウム摂取量によるレニンmRNAの変動は腎レニン含量とレニン分泌とよく相関するが、ANPmRNAは分泌とのみ相関した。この実験により、腎と心房でのレニンとANPの貯蔵量、分泌量に加えて新たに生合成能を把握することができた。さらに、レニン・アンジオテンシン系とANPが血圧と体液量の調節にどのように作動しているかを遺伝子の転写を含め解明する。
ケースメソッドによる文科系学生の数学的リテラシー向上に関する実践的研究

本研究は,文科系領域を専攻する学生の「数学離れ」「数学力低下」問題を包括的に克服し確かな学力を育成する一方策として,その数学的リテラシーの段階的向上を図るプログラムを具体的ケースとして開発することを目的とした。高等学校以降は数学を受講していない学生に対して,現実的で臨場感があり,習得主題を埋め込んである事例を扱うケースメソッドを基軸に,減退した学習意欲と数学力欠如を限られた時間において効果的に補う具体的な手法を開発し,その手法に沿った数学的リテラシー向上の様相を実践的に明らかにした。本研究は,文科系領域を専攻する学生の「数学離れ」「数学力低下」問題を包括的に克服し確かな学力を育成する一方策として,その数学的リテラシーの段階的向上を図るプログラムを開発することを目的とする。高等学校以降,数学を受講していない学生に対して,現実的で臨場感があり,習得主題を埋め込んである事例を扱う,ケースメソッド法を基軸にして,減退した学習意欲と数学力欠如を限られた時間において効果的に補う複線型プログラムを開発し,そのプログラムに沿った数学的リテラシー向上の様相を実践的に明らかにする。研究初年度における実績は以下の4点である。第一に,基幹校である立命館大学内外における協力体制の再確認と作業課題の設定,数学的リテラシーに関わる基本的な論点整理と,高大連携推進室・就職支援室・キャリアオフィス等との協議による文科系学生に必須な数学的能力に関する共通見解の確立である。特に統計的能力と解析的能力に関する必要性の高さが確認された。第二に,文科系(産業社会学部,文学部,法学部,国際関係学部)及び理数系(理工学部,情報理工学部)を対象とする基礎数学力・数学観に関するベースライン調査の実施である。また教員志望の学生を対象に,その数学観がケースメソッドでどのように変容しえるかを探る上での教授実験を行い,その成果を国際学会(International Conference of Educational Research Learning Community for Sustainable Development)及び国内学会(日本科学教育学会第32回年会)にて論文発表した。第三に,上記各調査の結果分析を踏まえての,文科系・理数系における特徴的な回答者に対するペアインタビュー実施である。同成果を国内学会(第44回近畿数学教育学会)にて学術報告した。第四に,同分析結果の一次報告とケースメソッド事例の国内外における収集に基づく数学的リテラシー向上のベンチマーク設定に向けた第一回専門家会合である。会合において次年度以降の継続的な研究課題が明確化された。研究着手二年目にあたる平成21年度における実績は以下の4点である。第一に,基幹校(立命館大学)内外における協力体制の強化と設定された作業課題の遂行,数学的リテラシーに関わって整理された基本的な論点に基づいた,文科系学生に必須な数学的能力に関する育成ケースの更なる集積である。特に基本Spread sheetを用いた統計的能力に関する必要性の高さが確認され,同時にケースメソッドによる統計的リテラシー向上に関する教授実験の結果を数学教育学会例会にて論文発表した。第二に,文科系(産業社会学部,文学部,法学部,国際関係学部etc)及び理数系(理工学部,情報理工学部etc)を対象とする数学ニーズ実態のコーホート調査及び基礎数学力・数学観に関する第二次ベースライン調査実施である。また特に教員志望の学生を対象にその数学観の変容過程を国際学会(International Conference of Educational Research Learning Community for Sustainable Development)及び国内学会(日本科学教育学会第33回年会)にて論文発表した。第三に,数学ニーズ調査,数学力ベースライン調査,数学観調査の各結果の分析・検証に基づく数学的リテラシー改善点の明確化と文科系における特徴的な回答者に対するペアインタビューの実施である。同成果を国内学会(第47回近畿数学教育学会)にて学術報告した。第四に,文科系学生の数学ニーズ調査結果に適合したプログラム案の試行,及び国内外にて収集したケースメソッド事例の分類と体系化の推進である。これによって次年度以降の継続的な研究課題が明確化された。研究着手三年目にあたる平成22年度における実績は以下の4点である。第一に,基幹校(立命館大学)内外における協力体制の更なる強化と,文科系学生に必須な数学的リテラシーに関する育成ケースの分析である。特に,統計的リテラシー育成に関して,その基本的なアイデア(「不確実性」,「誤差」,「平均」,「分散・分布」,「相関」,「推定・検定」,「偏差」,「回帰」)理解の必要性を確認し,同時にケースメソッドによる統計的リテラシー向上に関する教授実験の結果を数学教育学会2010年度秋季例会にて論文発表した。第二に,人文社会系及び理数系を対象とする数学ニーズ実態のコーホート調査及び基礎数学力・数学観に関する第三次ベースライン調査結果の分析である。特に,教員志望の文科系学生を対象として,その誤答分析傾向について,国際学会(International Conference of Educational Research Learning Community for Sustainable Development)にて論文発表した。第三に,数学ニーズ調査,数学観調査の各結果の分析・検証に基づく数学的リテラシー改善レクチャーの実施と文科系学生における特徴的な回答者に対するペアインタビューの再実施である。

同成果は,平成23年度中に学術報告される。第四に,文科系学生の数学ニーズ調査結果に伴う指導プログラム案の改善及び国内外で収集したケースメソッド事例のテクスト化である。これにより本研究の総括的な研究課題を明確化した。研究最終年度である平成23年度は,成果を実践的な形で総括するべく,数学への積極的なアクセス機会が必ずしも豊富ではない人文科学,社会科学などを専攻する文科系学生の数学的リテラシー向上に向けたケースメソッドによるリメディアル実践の成果について,更なる学術発表を行った。具体的には,第一に,日本科学教育学会第35回年会において,ケースメソッドによる数学的リテラシー向上に関する基礎調査の結果及び実践的な成果を学会発表した。調和平均を題材としたケース分析及びインタビュー調査で確認された同法による指導効果を事例的に指摘した。第二に,4th ICER(第4回国際教育評価会議)において,日本の学生たちが黒板や教科書などの教具をどのように用いてその数学的リテラシーを発展しうるかについて文科系の教職志望学生を対象に報告した。そして第三に,日本教育実践学会第10回研究大会において,文科系の学生に必須と思われる数学的リテラシーを捉える4つの視座である(a)数学的内容(着想),(b)数学的過程(判断),(c)数学的文脈(解釈),(d)数学的表現を具体的に例示した上で,文科系学生がその自らの感覚的な選択を覆す思慮深い批判的考察力をケースメソッドが向上させうることを実践結果及び統計分析に基づいて指摘した。これらの学術発表に加えて,本研究の集大成として文科系学生の数学ニーズ調査結果に基づいて策定したリテラシー育成プログラムの実施に伴うケースメソッドの総合的効果に関する学会誌への投稿に着手した。
農業用タイヤのラグ形状が農耕車両の振動特性に与える影響

ラグを有する農業用タイヤ単体の振動特性について,実験モード解析手法により半径方向及び車軸方向の固有振動数と固有振動モードを非接地時と接地時の双方について調べた.次にラグタイヤを複数のばねで支持された円環リングモデルと薄肉円筒シェルモデルによりモデル化し,それぞれについて固有振動数を求める為の振動数方程式を導出した.加振実験で得られた固有振動数からパラメータ同定を行い,タイヤ剛性のパラメータを算出し,ラグタイヤモデルについての検討を行った.ラグを有する農業用タイヤ単体の振動特性について,実験モード解析手法により半径方向及び車軸方向の固有振動数と固有振動モードを非接地時と接地時の双方について調べた.次にラグタイヤを複数のばねで支持された円環リングモデルと薄肉円筒シェルモデルによりモデル化し,それぞれについて固有振動数を求める為の振動数方程式を導出した.加振実験で得られた固有振動数からパラメータ同定を行い,タイヤ剛性のパラメータを算出し,ラグタイヤモデルについての検討を行った.ラグを有する農業用タイヤ単体の振動特性について,実験モード解析手法により半径方向の固有振動数と固有振動モードを非接地時と接地時の双方について調べた.次に,ラグ特性としてタイヤ剛性の不均一性を考慮する為,弾性リングがラグ数と、同じ数のばねで支えられた円環モデルでタイヤをモデル化し,それぞれのばね剛性の不均一性も考慮した状態で解析的に固有振動数を算出する方法を確立した.更に,解析的に算出された固有振動数と振動試験で得られた固有振動数とを最適化手法により同定することで,タイヤ剛性のパラメータを不均一性を考慮した状態で簡易的に算出する方法を確立し,境界条件がタイヤ剛性に及ぼす影響について調べた.その結果,以下の知見が得られた.1.非接地時,接地時共に,タイヤ半径方向の固有振動数は1次から6次のモードに対応するものが確認でき,接地することにより固有振動数は減少することが判明した.2.弾性リングが複数のばねで支えられた円環モデルでタイヤをモデル化した系の非接地時と接地時の固有振動数を解析的に算出する方法を確立した.3.実験的に直接計測することの難しいタイヤ剛性等のパラメータを,不均一性も考慮した状態で簡易的に算出する方法を確立し,また得られた結果の妥当性を固有振動数と固有振動モードの比較により検証した.4.パラメータ同定の結果から,非接地から接地によって曲げ剛性とばね定数が減少することが確認でき,ばね定数のばらつき(不均一性)に関しては接地時の方が低減されることが判明した.ラグを有する農業用タイヤ単体の振動特性について,実験モード解析手法により車軸方向の固有振動数と固有振動モードを非接地時と接地時の双方について調べた.次にラグタイヤの車軸方向の振動特性を考慮する為,3次元的な振動解析が可能となる薄肉円筒モデルによりタイヤをモデル化し,フリューゲ型薄肉円筒シェルに対する運動方程式を用いて,境界条件は両端ばね支持の状態で振動数方程式を導出した.加振実験で得られた軸方向の固有振動数から,薄肉円筒シェルモデルでのパラメータ同定を行い,軸方向・円周方向及び半径方向のタイヤ剛性のパラメータを算出し,ラグタイヤモデルについての検討を行った.その結果,以下の知見が得られた.1.非接地及び接地状態に対するラグタイヤの車軸方向の固有振動数と固有振動モードを実験モード解析により求め,接地により固有振動数は増大することが判明した.2.ラグタイヤを両端を弾性ばねで支持した円筒シェルでモデル化し,加振実験で得られた固有振動数と固有モードを用いたパラメータ同定を行った.3.パラメータ同定された値から求められる固有振動数と固有モードは実験結果と良く一致することが確認でき,薄肉円筒シェルモデルでのモデル化の妥当性が検証できた.4.半径方向の振動特性だけでなくラグタイヤ特有の軸方向,周方向の特性も評価可能な数学モデルが構築できた.
体内植え込み型除細動器への応用を目指した経食道除細動システムの開発

1.目的難治性心室細動患者の社会復帰を目指し、体内植え込み型除細動器の臨床応用が我国でも始まった。しかしその植え込みには電極等の植え込み手術が必要なため,感染,患者への侵襲が大きい等の問題がある.本研究は体内植え込み型除細動器の問題解決のため、心臓近傍を通る食道に着目し,食道内の刺激電極から除細動を行う経食道除細動システムの開発を目的とした.2.方法システムとして,食道内に配置する経食道電極,及び前胸部に植え込む対極,そして除細動刺激を出力する心臓刺激装置を開発した.経食道電極は,食道に確実に密着し,かつ食道の動作に極力制限を与えない構造として,シリコンチューブ表面に金属電極を接着した円筒型電極とした.対極は皮下への植え込みを考え金属平面電極とした.なお現在は試作段階のため電極には,長期植え込みには不向きだが抵抗値が低く入手し易い銅を使用した.また心臓刺激装置は,既に文部省料研費で開発済みの装置の制御用コンピュータ部を新たに改良し使用した.結果・結論本システムを用いた動物実験を行った結果,試作した電極の食道への装着は容易であった.また,除細動閾値は0.71.2[J/Kg]が実験結果の中で41.3[%]と最も多く,この値を体重60[Kg]の成人に換算した場合4272[J]となり,現在使用されている植え込み型除細動器の除細動閾値である1030[J]に比較的近い値となった.今後は電極の配置や材質等を変更し除細動閾値をさらに低減することにより実際の臨床応用へと発展すると期待される.1.目的難治性心室細動患者の社会復帰を目指し、体内植え込み型除細動器の臨床応用が我国でも始まった。しかしその植え込みには電極等の植え込み手術が必要なため,感染,患者への侵襲が大きい等の問題がある.本研究は体内植え込み型除細動器の問題解決のため、心臓近傍を通る食道に着目し,食道内の刺激電極から除細動を行う経食道除細動システムの開発を目的とした.2.方法システムとして,食道内に配置する経食道電極,及び前胸部に植え込む対極,そして除細動刺激を出力する心臓刺激装置を開発した.経食道電極は,食道に確実に密着し,かつ食道の動作に極力制限を与えない構造として,シリコンチューブ表面に金属電極を接着した円筒型電極とした.対極は皮下への植え込みを考え金属平面電極とした.なお現在は試作段階のため電極には,長期植え込みには不向きだが抵抗値が低く入手し易い銅を使用した.また心臓刺激装置は,既に文部省料研費で開発済みの装置の制御用コンピュータ部を新たに改良し使用した.結果・結論本システムを用いた動物実験を行った結果,試作した電極の食道への装着は容易であった.また,除細動閾値は0.71.2[J/Kg]が実験結果の中で41.3[%]と最も多く,この値を体重60[Kg]の成人に換算した場合4272[J]となり,現在使用されている植え込み型除細動器の除細動閾値である1030[J]に比較的近い値となった.今後は電極の配置や材質等を変更し除細動閾値をさらに低減することにより実際の臨床応用へと発展すると期待される.
分子軌道法およびラマン分光法による低エネルギー励起の微視的起源に関する研究

HF/3-21G^<(*)>レベルでNa_2O・3B_2O_3ガラスの中距離構造を模擬したクラスターに対して非経験分子軌道法による計算を行った。最適化したクラスターの構造パラメーターは実験値とよく一致した。また、そのクラスターを用いて振動計算を行い、ナトリウムホウ酸塩ガラスに対して観察されている遠赤外線吸収スペクトルの解釈を行った。計算結果は、観察されている非対称なスペクトルをよく再現し、二つのブロードなバンドからなることを示した。基準座標解析からこれら二つのバンドはベクトル偏倚が互いに直交したアルカリカチオンの異なるタイプの振動に帰属できることを示した。
極微量溶存液によるFCの限界熱流束増大現象の機構解明

LSIチップ用の自然循環沸騰冷却システムの伝熱特性解明を目的として,試験ループ内に非導電性の冷却液FC-72を充填し,蒸発器の上流側の液配管内に表面積10 x 10mm^2の模擬シリコンチップを設置して,沸騰熱伝達特性におよぼす液の過冷度および循環液流量の影響を調べた.この実験において,試験ループを構成する要素機器の接続に使用した軟質塩化ビニール管から可塑剤であるヂオクチルフタレート(沸点386°C)が溶出し,伝熱面に付着することによって核沸騰熱伝達および限界熱流束が大幅に上昇する現象を見出した.清浄面と比較した限界熱流束の上昇は70%に達した.この現象を定量的に把握するために,プール沸騰実験装置を用い,FC-72中に一定量のヂオクチルフタレートを混入して同様の実験を行った.ヂオクチルフタレートがシリコンチップに付着している状況ではループ系の場合と同様な伝熱促進が見られたが、ヂオクチルフタレート自体はシリコンチップを濡らさない性質を持っており,時間の経過につれてチップ表面から取れてしまう傾向があった.次いで、FC-72に可溶性の有機液を微量混入することによる伝熱促進効果について検討した。混入する液体としては、FC-72より沸点の高いクロロフォルム(沸点61.8°C)と、沸点の低いR123(沸点27.7°C)を使用し、質量濃度を2%と5%、液温を56°C,31°Cおよび11°Cに変化させて実験を行った。実験結果によると、質量濃度が2%と5%の場合ともに、で液温が31°Cの場合には低熱流束域の核沸騰熱伝達率は低下し、高熱流束域の核沸騰曲線には差が見られなかった。一方液温11°Cでは核沸騰熱伝達特性にあまり差が見られなかった。限界熱流束についてみると、クロロフォルム添加の場合には純FC-72に比べて限界熱流束は低下し、液温31°Cで質量濃度が2%と5%のときにそれぞれ純FC-72の90.0%と93.6%であった。一方R123の場合には限界熱流束は上昇し、液温31°Cと11°Cで質量濃度が2%と5%のときにそれぞれ純FC-72の104.3%と113.8%および122.2%と131.3%になったLSIチップ用の自然循環沸騰冷却システムの伝熱特性解明を目的として,蒸発器,立ち上がり管,凝縮器,凝縮液の立下り管,液過冷却器,液流量計,内容積調節用のゴム袋よりなる密閉ループ内に非導電性の冷却液FC-72を充填し,蒸発器の上流側の液配管内に表面積10x10mm^2の模擬シリコンチップを設置して,沸騰熱伝達特性におよぼす液の過冷度および循環液流量の影響を調べた.この実験において,密閉ループを構成する要素機器の接続に使用した軟質塩化ビニール管から可塑剤であるヂオクチルフタレート(沸点386°C)が溶出し,伝熱面に付着することによって核沸騰熱伝達および限界熱流束が大幅に上昇する現象を見出した.清浄面と比較した限界熱流束の上昇は70%に達した.次いで,この現象を定量的に把握するために,プール沸騰実験装置を用い,FC-72中に一定量のヂオクチルフタレートを混入して同様の実験を行った.ヂオクチルフタレートがシリコンチップに付着している状況ではループ系の場合と同様な伝熱促進が見られたが,ヂオクチルフタレート自体はシリコンチップを濡らさない性質を持っており,時間の経過につれてチップ表面から取れてしまう傾向があった.そこで,密閉ループを用いた実験の際に撮影した実験後のチップ表面の拡大写真を調べ,表面に付着したヂオクチルフタレート滴の内部に微細な粒子が多数存在することがわかった.この物質はゴム袋内に残っていたタルク(Mg_3Si_4O_<10>(OH)_2)であることが判明したので,タルクの微粒子をチップ表面に付着させて同様の実験を行った.その結果ループ実験の場合と同様な核沸騰促進および限界熱流束の上昇が見られた.しかし,限界熱流束の上昇は最大40%程度であった.今後,タルク粉とヂオクチルフタレートの複合効果について検討する予定である.なお.伝熱面上の沸騰現象を裏側から観察することを目的として,石英ガラス板上に模擬チップと同一サイズの金薄膜の伝熱面をスパッタリングによって製作した.この伝熱面を用いた実験も来年度に行う予定である.LSIチップ用の自然循環沸騰冷却システムの伝熱特性解明を目的として,試験ループ内に非導電性の冷却液FC-72を充填し,蒸発器の上流側の液配管内に表面積10 x 10mm^2の模擬シリコンチップを設置して,沸騰熱伝達特性におよぼす液の過冷度および循環液流量の影響を調べた.この実験において,試験ループを構成する要素機器の接続に使用した軟質塩化ビニール管から可塑剤であるヂオクチルフタレート(沸点386°C)が溶出し,伝熱面に付着することによって核沸騰熱伝達および限界熱流束が大幅に上昇する現象を見出した.清浄面と比較した限界熱流束の上昇は70%に達した.この現象を定量的に把握するために,プール沸騰実験装置を用い,FC-72中に一定量のヂオクチルフタレートを混入して同様の実験を行った.

ヂオクチルフタレートがシリコンチップに付着している状況ではループ系の場合と同様な伝熱促進が見られたが、ヂオクチルフタレート自体はシリコンチップを濡らさない性質を持っており,時間の経過につれてチップ表面から取れてしまう傾向があった.次いで、FC-72に可溶性の有機液を微量混入することによる伝熱促進効果について検討した。混入する液体としては、FC-72より沸点の高いクロロフォルム(沸点61.8°C)と、沸点の低いR123(沸点27.7°C)を使用し、質量濃度を2%と5%、液温を56°C,31°Cおよび11°Cに変化させて実験を行った。実験結果によると、質量濃度が2%と5%の場合ともに、で液温が31°Cの場合には低熱流束域の核沸騰熱伝達率は低下し、高熱流束域の核沸騰曲線には差が見られなかった。一方液温11°Cでは核沸騰熱伝達特性にあまり差が見られなかった。限界熱流束についてみると、クロロフォルム添加の場合には純FC-72に比べて限界熱流束は低下し、液温31°Cで質量濃度が2%と5%のときにそれぞれ純FC-72の90.0%と93.6%であった。一方R123の場合には限界熱流束は上昇し、液温31°Cと11°Cで質量濃度が2%と5%のときにそれぞれ純FC-72の104.3%と113.8%および122.2%と131.3%になった
批判的評価能力と高次の心の理論および認知コストとの関連

多種多様な情報が氾濫する現代社会において、人々がどのように情報を評価し、判断しているかを理解することは非常に重要である。本研究では、日本とオーストラリアの大学生を対象として、情報の批判的評価能力と心の理論の関連を調べるとともに、情報の提示方法が批判的評価に及ぼす影響について検討した。その結果、人は偏った情報を避けて意思決定をする傾向にあることが示され、批判的評価能力と心の理論の間には部分的な関連が見出された。さらに、提示された各情報の質について熟考するよう求めると、より注意深い意思決定がなされることが明らかになった。これらの知見は、メディア教育に重要な示唆を与えるものである。私たちは、メディアや周囲の人間からもたらされる多種多様な情報の波の中で、何を信じるべきか、何を疑うべきかを常に評価しながら社会生活を営んでいる。このような社会生活において、情報を鵜呑みにせず批判的に評価する能力は不可欠である。本研究では、批判的評価能力と高次の心の理論(theory of mind)および認知的コストとの関連を検討する。平成25年度は、大学生を対象とした質問紙調査を作成し実施した。複数の情報源から得られる情報の信頼性を評価し、その情報に基づいて意思決定をする際に、高次の心の理論の能力と認知的コストがどのように影響しているかを検討するため、新規に批判的評価課題を考案・作成した。この批判的評価課題では、2つのトピック(薬・英語の授業)について、複数の情報源からの情報を提示し、それらの情報に基づいて薬や授業の有効性・有用性判断や薬の使用・授業の受講の意欲について参加者から回答を求めた。認知コストを操作するため、情報の提示方法の異なる2つのバージョンの質問紙を作成した。高次の心の理論の能力の測定には、Imposing Memory Task(Kinderman, Dunbar, & Bentall, 1998)の修正版を使用した。平成25年度前期には、35名の日本の大学生(理工系)を対象に予備調査を実施した。予備調査の結果に基づき、適宜課題の修正を行った。平成25年度後期には、日本の2大学の大学生(理工系ならびに教育系)155名を対象に本調査を実施した。その結果、トピック(薬・授業)によって、複数の情報源からの情報に基づいた態度形成における心の理論の能力の利用の仕方が異なる可能性が示唆された。平成25年度の研究成果については、現在学術誌への投稿に向けて準備を進めている。これらの調査の遂行の他に、研究代表者及び共同研究者2名は、関連論文の執筆や学会発表を行った。私たちは、多種多様な情報の中で、何を信じ何を疑うべきかを常に評価しながら社会生活を営んでいる。平成26年度は,研究協力者のLisa Scharrer博士(ドイツ、ミュンスター大学)との共同研究に向けて、批判的評価能力と高次の心の理論を測定するための新規の課題(昨年度の課題の修正版)を考案した。日本の大学生を対象として実施した昨年度の実験結果からは、批判的評価能力と心の理論の能力の間に部分的な関連が示された。ただし、批判的評価課題における認知的コストの操作並びに心の理論課題の難易度の設定が不十分であった可能性が示唆されたため、これらの限界を克服するために新規の課題を作成した。また、早稲田大学における特別企画シンポジウム「批判的思考と教育」において、昨年度の本研究プロジェクトの成果発表を行った。さらに、研究代表者(マナロ)と二名の研究分担者(子安、溝川)は、本研究プロジェクトと関連するテーマ(批判的評価能力と心の理論)に関する書籍・論文の執筆、研究発表を行った。平成27年度は、日本の大学生159名を対象に質問紙調査を実施し、データを収集・分析した。この調査から得られた重要な知見の一つは、提示された情報のテーマへの興味や情報提示の方法によっては、心の理論の能力が情報の批判的評価に影響を与えることである。本研究の成果は、2016年7月に横浜で開催されるInternational Congress of Psychology (ICP2016)で発表する(採択決定)。今後、一部のデータについて更に詳細に分析し、批判的評価能力と心の理論および認知コストとの関連を明らかにする。また、ドイツのミュンスター大学のDr. Lisa Scharrerとの共同研究として、Web調査を実施するため、新たにオンライン版の課題を作成した。この新規のオンライン版の課題においては、情報の提示時間や項目提示のランダム化など、変数の統制が容易になる。オーストリアのチャールズ・スタート大学のDr. Rachel Dryerの協力を得て、このオンライン版の課題を用いてオーストラリアの大学生のデータを収集することとなった。平成27年度は、本研究課題に関連するトピック(批判的評価と心の理論)の書籍・学術論文の執筆と発表および学会発表を行った。多数の技術的問題が発生したため、新規のオンライン版の課題の作成と試行に、当初の想定よりも長い時間を要した。また、オーストラリアでのデータ収集を、学生の期末試験が行われる11月と重なるのを避け、延期する必要があった。そのため、オーストラリアでのデータ収集は、平成28年度の前期中に行う予定である。

日本人の大学生を対象とした質問紙調査の結果から、調査への参加意欲の低い参加者のデータの信頼性に問題がある可能性が示唆されている。現在、回答の正確性を精査する作業を行っている。平成28年度は、心の理論(思考・知識・信念等の他者の心的状態を予測する能力)と認知コスト(課題の提示形式がどの程度複雑で精神的要求の多いものであるか)が、科学的情報・健康関連情報の批判的評価に及ぼす影響を明らかにするため、引き続き研究を実施した。日本の大学生を対象に新たに質問紙調査を実施した結果、心の理論の能力と批判的評価課題におけるパフォーマンスの間に一部関連が見出された。また、彼らが提示された情報の様々な形式のバイアスを検出し、バイアスのない情報に沿って適切な意思決定をしていることが示された。しかしながら、情報の提示形式については一貫した効果が見出されず、情報の提示形式は批判的評価と意思決定に影響を及ぼさない可能性が示唆された。これらの研究成果は、2016年7月に第31回国際心理学会議(ICP2016)において発表した。また、情報の提示のタイミングとフォーマットを統制するため、Lisa Scharrer博士(ドイツ・ミュンスター大学)との共同研究としてオンライン調査の準備を進めた。日本国外においても同様の知見が得られるか否かを調べるため、Rachel Dryer博士(オーストラリア・チャールズスタート大学)の協力を得て、オーストラリアの大学生を対象にこのオンライン調査を実施した。その結果、参加者の教育的背景や文化的環境が異なるにも関わらず、オーストラリアでも日本と同様の知見が得られることが確認された。2017年2月には、Lisa Scharrer博士とRachel Dryer博士をゲストスピーカーとして招聘し、京都大学においてミニシンポジウム「科学と健康に関連した情報に対する批判的思考と評価」を開催した。ミニシンポジウムでは、本研究プロジェクトの成果報告を行い、参加者との活発な議論が行われた。多種多様な情報が氾濫する現代社会において、人々がどのように情報を評価し、判断しているかを理解することは非常に重要である。本研究では、日本とオーストラリアの大学生を対象として、情報の批判的評価能力と心の理論の関連を調べるとともに、情報の提示方法が批判的評価に及ぼす影響について検討した。その結果、人は偏った情報を避けて意思決定をする傾向にあることが示され、批判的評価能力と心の理論の間には部分的な関連が見出された。さらに、提示された各情報の質について熟考するよう求めると、より注意深い意思決定がなされることが明らかになった。これらの知見は、メディア教育に重要な示唆を与えるものである。平成26年10月に、研究代表者(マナロ)が早稲田大学理工学部から京都大学大学院教育学研究科に異動したため、一時的に研究に遅れが生じた。平成29年度は、新規のオンライン版の課題を使用して、日本人とオーストラリア人の大学生のデータを収集することを予定している。平成28年度に質問紙調査により収集した日本人の大学生のデータの追加分析も行い、7月に横浜で開催されるICP2016においてその成果を発表する予定である。本研究プロジェクトにより明らかになった知見を論文にまとめ、学術誌に投稿する。
Schur多重ゼータ関数の挙動の研究

Euler-Zagier型多重ゼータ関数の組合せ論的拡張であるSchur型多重ゼータ関数(「Schur多重ゼータ関数」と呼ぶ)について,その性質を追求する研究を進めている.本年度の具体的な実績としては,以下の2つを行なった.(1)多重ゼータ関数と関係する多重ベルヌーイ数の拡張として,Schur多重ゼータ関数に関係するSchur型多重ベルヌーイ数を導入し,その性質の解明について研究を行なった.具体的には,B型とC型と呼ばれる2種類の多重ベルヌーイ数をそれぞれSchur型に拡張し,これらの関係を導いた.また,Arakawa-Kaneko多重ゼータ関数およびKaneko-Tsumura多重ゼータ関数について,Schur型の拡張を行い,これらと導入したSchur型多重ベルヌーイ数との関係を得た.得られた結果に条件を加えて制限することにより従来の結果が得られることから,本研究により自然な拡張が得られたと考えられる.(2)Lie代数と関係する「ルート系のゼータ関数」と,Schur多重ゼータ関数との関係解明について,松本耕二氏(名古屋大学)と共同研究を進めた.前年度までに,最も簡単な形のanti-hook型のSchur多重ゼータ関数をルート系ゼータ関数を用いた表示を行なっていたが,これを一般のanti-hook型に拡張する過程で問題が生じていた.本年度の研究では,新たにフルビッツ型のルート系のゼータ関数を導入することによりこの問題点を解決することに成功した.本研究では,Euler-Zagier型多重ゼータ関数やSchur関数の理論で成立していた事柄の類似や拡張が,Schur多重ゼータ関数について成り立つかどうかを検証することを研究目的の一つとしていた.これに対し,Euler-Zagier型多重ゼータ関数と関係する多重ベルヌーイ数,Arakawa-Kaneko多重ゼータ関数およびKaneko-Tsumura多重ゼータ関数をそれぞれSchur型に拡張し,それらに関する性質が,従来の結果の拡張となる形で成立することが判明した.これにより本目的は順調に達成されたと言える.また,他理論への応用も研究目的の一つとしており,ルート系のゼータ関数との関係を得られたことにより,本目的も順調に達成できた.Schur多重ゼータ関数の性質の解明について,引き続き取り組んでゆく.平成31年度の研究計画としているPieri公式の類似や特殊値の考察に取り組む.Euler-Zagier型多重ゼータ関数の組合せ論的拡張であるSchur型多重ゼータ関数(「Schur多重ゼータ関数」と呼ぶ)について,その性質を追求する研究を進めている.本年度の具体的な実績としては,以下の2つを行なった.(1)多重ゼータ関数と関係する多重ベルヌーイ数の拡張として,Schur多重ゼータ関数に関係するSchur型多重ベルヌーイ数を導入し,その性質の解明について研究を行なった.具体的には,B型とC型と呼ばれる2種類の多重ベルヌーイ数をそれぞれSchur型に拡張し,これらの関係を導いた.また,Arakawa-Kaneko多重ゼータ関数およびKaneko-Tsumura多重ゼータ関数について,Schur型の拡張を行い,これらと導入したSchur型多重ベルヌーイ数との関係を得た.得られた結果に条件を加えて制限することにより従来の結果が得られることから,本研究により自然な拡張が得られたと考えられる.(2)Lie代数と関係する「ルート系のゼータ関数」と,Schur多重ゼータ関数との関係解明について,松本耕二氏(名古屋大学)と共同研究を進めた.前年度までに,最も簡単な形のanti-hook型のSchur多重ゼータ関数をルート系ゼータ関数を用いた表示を行なっていたが,これを一般のanti-hook型に拡張する過程で問題が生じていた.本年度の研究では,新たにフルビッツ型のルート系のゼータ関数を導入することによりこの問題点を解決することに成功した.本研究では,Euler-Zagier型多重ゼータ関数やSchur関数の理論で成立していた事柄の類似や拡張が,Schur多重ゼータ関数について成り立つかどうかを検証することを研究目的の一つとしていた.これに対し,Euler-Zagier型多重ゼータ関数と関係する多重ベルヌーイ数,Arakawa-Kaneko多重ゼータ関数およびKaneko-Tsumura多重ゼータ関数をそれぞれSchur型に拡張し,それらに関する性質が,従来の結果の拡張となる形で成立することが判明した.これにより本目的は順調に達成されたと言える.また,他理論への応用も研究目的の一つとしており,ルート系のゼータ関数との関係を得られたことにより,本目的も順調に達成できた.Schur多重ゼータ関数の性質の解明について,引き続き取り組んでゆく.平成31年度の研究計画としているPieri公式の類似や特殊値の考察に取り組む.平成30年度のもう一つの研究計画であった組合せ論的記述の解明については,研究協力者の山崎義徳氏と一度研究打ち合わせをしたものの,次の段階に進むためには具体例において生じた問題についてもう少し検証を重ねる必要が生じた.このため,その後は研究打合せを延期し,各々で研究を進めてきた.現在,本件についての準備が整い,具体的な議論ができる段階となったため,平成30年度に生じた次年度使用額を平成31年度の研究打ち合せに係る国内旅費として用いる予定である.
東北日本およびネパールにおける地すべり性斜面の危険度評価

外国人特別研究員は、昨年10月に来日してから、ほぼ毎日研究室で研究に勤しんでいる。この間、研究計画に記したとおり、申請者が構築した空中写真判読による地すべり地形危険度評価手法の修得を行った。この修得はほぼ完了した。この手法を、筆者らが東北各地で収集した既存の地すべり地形、ネパールの詳細なデータを保有するシワリク丘陵Shrawan Danda地すべりを対象に適用した。Shrawan Danda地すべりを対象に危険度評価手法の適用可能性を検討した論文を、日本地すべり学会誌に投稿中である。また、この手法を紹介する報告を、研究員、タイ国土地開発局研究員などと共同で、防災科学技術研究所の年報に投稿中である。この一方で以下のような研究計画の変更が余儀なくされた。1.東北各地の調査を予定していたが、例年より早い積雪で断念し、筑波方面で情報交換を行った。2.レーザーデータが予定よりもはるかに高価で、即座の取得は不可能となり、多くのデータは空中写真を用いることとなった。3.今後、ネパールを対象に現地調査を実行すべく準備を進めているが、同国の正常不安定により、これが不可能になる可能性が否定できない。今後、タイ国などに調査対象地の変更を行うことも視野に入れなければならない。
CO_2削減次世代発電プラントの耐熱構造部材の高強度化技術の開発

高クロム耐熱鋼は、高効率火力発電プラントの構造材料として使用されているが、長時間使用中に溶接部の高温強度が低下することが重大な問題となっている。本研究では、溶接部の高温損傷と破壊のプロセスおよびメカニズムを明らかにした。また、結晶粒界を強化した高クロム耐熱鋼を開発し、粒界損傷を抑制することによって溶接部の寿命を約5倍に改良した。開発鋼において溶接部の損傷が抑制されるメカニズムを調査するとともに、開発鋼の溶接部の寿命予測式を構築した。9-12%のCrを含有する高Crフェライト系耐熱鋼は、クリープ強度に優れていることから超々臨界圧火力発電プラント(USC)の主要構造材料として使用され、次世代の高効率火力発電プラント(A-USC)や高温原子力プラント(高速炉、高温ガス炉)への適用も検討されている。しかし、600°C以上では溶接熱影響部(HAZ)の細粒域に生じるType-IV損傷により、溶接部のクリープ強度が低下するという問題がある。我々は、NとBの添加量を最適化することにより、9Cr及び12Cr鋼の溶接部のクリープ強度を改善できる可能性があることを見いだした。木研究は、Type-IV損傷を抑制する技術を確立し、高Crフェライト系耐熱鋼の使用条件や耐久寿命の向上、次世代プラントの信頼性向上に貢献することを目的としている。本年度は、HAZの組織、溶接部のクリープ強度、Type-IV損傷の発生・成長に及ぼすBの影響を明らかにし、溶接部の強度メカニズムを解明するために、以下の研究を行った。1.フォーマスター試験によりα-γ変態の挙動を調査し、変態点に及ぼす添加元素の影響を明らかにした。2.HAZのクリープ特性に及ぼす添加元素の効果を明らかにするため、B,N,Cr等の添加量を変化させた耐熱鋼について、再現HAZ材を作成しクリープ試験を開始した。3.既存の9Cr鋼および12Cr鋼の溶接継手について、クリープ試験を中断しType-IV損傷の発生・成長過程を調べた。9Cr鋼では寿命の20%で損傷が発生・成長するのに対し、12Cr鋼では寿命の50%まで損傷は発生せず、寿命の80%以降で急に成長することを明らかにした。4.Type-IV損傷の発生・成長に及ぼすBの影響を明らかにするため、Bを添加した9Cr鋼および12Cr鋼の溶接継手について、クリープ中断試験を開始した。5.BとNの添加量を最適化した9Cr及び12Cr鋼の溶接継手のクリープ試験を実施し、溶接部のクリープ寿命が既存鋼の約5倍であることを示した。クリープ破断材について組織(析出物、転位組織)と損傷(クリープボイド)を調査した。Bを添加した9Cr鋼の溶接継手ではクリープボイドの生成が著しく抑制されることを明らかにした。9-12%のCrを含有する高Crフェライト系耐熱鋼(高Cr鋼)は、クリープ強度に優れていることから超々臨界圧火力発電プラント(USC)の主要構造材料として使用され、次世代の高効率火力発電プラント(A-USC)や高温原子力プラント(高速炉、高温ガス炉)への適用も検討されている。我々は、BとNの添加量を最適化することにより、高Cr鋼の溶接部のクリープ強度を改善できる可能性があることを見いだした。本研究は、Type-IV損傷を抑制する技術を確立し、高Cr鋼の使用条件や耐久寿命の向上、次世代プラントの信頼性向上に貢献することを目的としている。平成22年度は、1.Bによる溶接部のクリープ強度改善のメカニズム、2.溶接部の長時間強度と組織安定性、3.HAZの細粒組織の抑制機構に関して、以下の研究を行った。1.前年度に引き続き、開発した9Cr鋼および12Cr鋼の溶接継手および再現HAZ材の長時間クリープ試験を実施し、BとNの最適化によりType-IV損傷を抑制でき、溶接部の長時間クリープ寿命を約5倍改善できることを明らかにした。また、取得した再現HAZ材のクリープ試験のひずみデータをもとに、溶接継手のクリープ損傷の計算解析と長時間クリープ寿命の評価に着手した。2.既存の9Crおよび12Cr鋼の溶接継手について、クリープ試験を中断し、Type-IV損傷の発生・成長過程とHAZ組織の変化を定量的に明らかにした。9Cr鋼と12Cr鋼の損傷挙動の差が、主としてHAZの転位組織の回復や再結晶によることを明らかにした。3.開発した9Cr鋼と12Cr鋼の溶接継手についてクリープ中断材を作成した。これについて、ボイドやき裂の発生・成長、SEMやEBSPによる組織(析出物、粒界、転位組織)の定量評価を行い、2.の結果と比較することにより、Bによるクリープ強度改善のメカニズムについて検討を行った。