hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光照射による自己修復機能強化ステンレス鋼の耐環境脆化性

ステンレス鋼はその表面にナノスケールのバリアー型不働態皮膜を自発的に形成する,いわば自己修復機能を示し,環境劣化(腐食)を自発的に抑制する.本研究では,バリアー型不働態皮膜の形成段階もしくは荷重付加段階で光照射を行うことにより自己修復機能をさらに強化したステンレス鋼の耐環境脆化性を検討した.本年度は,CCDマイクロスコープを導入した低ひずみ速度環境脆化試験装置に,自作した電解質水溶液中の引張試験片表面に紫外線を照射できる反応槽を組み合わせ,充分に脱気された0.001MNaCl水溶液(95°C)中における鋭敏化304ステンレス鋼の環境脆化に及ぼす紫外線照射の影響を調査した.試験中の試験片は-200mV(SSE)に固定された.その結果,試験開始から0.2%耐力をわずかに超える時間(18ks)まで紫外線を照射すると,未照射材に比べてき裂発生数が顕著に減少し,試験開始前の応力無負荷時に同じ時間(18ks)紫外線照射を行った場合にはき裂発生数が未照射材とほぼ同様であることが明らかになった.試験前の不働態皮膜の影響を検討するために.試験開始直前の0.9ks間,-2000mV(SSE)の所定の電位で不働態皮膜を形成させ,試験開始直前に-200mV(SSE)に戻して試験を行った.その結果,0mV(SSE)の場合には照射の有無に関わらずき裂発生数が極めて減少したが,それ以下の電位の場合には未照射に比べて照射した方がき裂発生数が減少した.一方,き裂進展速度は,照射,未照射,皮膜形成電位など様々な条件の変化に関わらず,平均して5×10^<-8>m/sであった.以上のことから,紫外線の照射はき裂発生のみ抑制することで,環境脆化を抑制し,塑性変形の開始時点まで紫外線を照射することが環境脆化の抑制に重要であることが明らかになった.ステンレス鋼はその表面にナノスケールのバリアー型不働態皮膜を自発的に形成する,いわば自己修復機能を示し,環境劣化(腐食)を自発的に抑制する.本研究では,バリアー型不働態皮膜の形成段階もしくは荷重付加段階で光照射を行うことにより自己修復機能をさらに強化したステンレス鋼の耐環境脆化性を検討し,耐環境脆化性に対する最適前処理条件を見出すことを主目的とする.さらに,光照射による耐環境脆化性の向上の機構解明を目指す.本年度は,電解質水溶液中の引張試験片表面に紫外線ランプによって紫外線を照射できる反応槽を自作した.この反応槽内で紫外線照射と同時に試験片を定電位分極し,その応答電流を測定できるように定電位電解装置を組み上げた.このシステムによって,電位制御による試験片への不働態化前処理と紫外線照射との時間関係を任意に設定することができる.一方,申請したCCDマイクロスコープを導入して,応力腐食割れ試験装置に装備する映像記録装置を作製した.このCCDマイクロスコープは従来の化学顕微鏡と比較して焦点深度が非常に深いため,試験片上んに発生するき裂を非常に鮮明な画像で観察することができ,き裂長さを10μmの精度で測定することができる.CCDカメラとX-Zステージを組み合わせたので試験片に生じる多数個のき裂の成長過程を詳細に観察・解析することができる.現時点では,予備実験として本装置によりステンレス鋼の孔食電位に及ぼす紫外線照射強度の影響について調べ,孔食抑制効果の顕著な紫外線照射強度を把握した.ステンレス鋼はその表面にナノスケールのバリアー型不働態皮膜を自発的に形成する,いわば自己修復機能を示し,環境劣化(腐食)を自発的に抑制する.本研究では,バリアー型不働態皮膜の形成段階もしくは荷重付加段階で光照射を行うことにより自己修復機能をさらに強化したステンレス鋼の耐環境脆化性を検討した.本年度は,CCDマイクロスコープを導入した低ひずみ速度環境脆化試験装置に,自作した電解質水溶液中の引張試験片表面に紫外線を照射できる反応槽を組み合わせ,充分に脱気された0.001MNaCl水溶液(95°C)中における鋭敏化304ステンレス鋼の環境脆化に及ぼす紫外線照射の影響を調査した.試験中の試験片は-200mV(SSE)に固定された.その結果,試験開始から0.2%耐力をわずかに超える時間(18ks)まで紫外線を照射すると,未照射材に比べてき裂発生数が顕著に減少し,試験開始前の応力無負荷時に同じ時間(18ks)紫外線照射を行った場合にはき裂発生数が未照射材とほぼ同様であることが明らかになった.試験前の不働態皮膜の影響を検討するために.試験開始直前の0.9ks間,-2000mV(SSE)の所定の電位で不働態皮膜を形成させ,試験開始直前に-200mV(SSE)に戻して試験を行った.その結果,0mV(SSE)の場合には照射の有無に関わらずき裂発生数が極めて減少したが,それ以下の電位の場合には未照射に比べて照射した方がき裂発生数が減少した.一方,き裂進展速度は,照射,未照射,皮膜形成電位など様々な条件の変化に関わらず,平均して5×10^<-8>m/sであった.以上のことから,紫外線の照射はき裂発生のみ抑制することで,環境脆化を抑制し,塑性変形の開始時点まで紫外線を照射することが環境脆化の抑制に重要であることが明らかになった.
シュンペーター的景気循環論の理論的・統計的および制度論的再構築

本研究課題の最終年度である平成30年度は,研究の目的で挙げた「理論的・統計的および制度論的再構築」のうち,特に「理論的」側面と「制度論的」側面との統合による再構築に関する研究成果を2つあげることができた。一つは,シュンペーターのイノベーションに基づく景気循環論を,システム・ダイナミクスの手法を用いて,理論的なモデル構築を行った。その成果は,平成30年7月2日4日に韓国で開催されたThe 17th ISS Conference (Seoul National University)の口頭報告に採択され,Proceedingを執筆した。口頭報告での議論を経たProceedingのrevised versionが,現在,同学会の専門雑誌Journal of Evolutionary Economicsの査読プロセス中にある。本論文では,シュンペーターのイノベーションを資本主義経済システム内に位置づけるために,シュンペーターも大きく影響を受けたマルクスの二部門モデルに「知識部門」を追加する形で,いわば三部門からなる資本主義経済の理論モデルに拡張した。これをモデル構築支援ソフトSTELLAを用いて視覚的にモデル構築し,シミュレーションを実行して分析した。その重要な含意として,現代の知識ベース経済においては,知識の生成に関する制度設計に依存して経済システム全体の挙動が変動しうるという点を指摘ことができた。さらに,現代の日本の科学技術政策における科学的知識創出の具体的制度設計を上述のモデルにインプットし,政策的なインプリケーションを導出した。この成果は,平成30年9月6日8日にフランスで開催されたThe 30th EAEPE Annual Conference (Saint-Jean d'Angely Campus)の口頭報告に採択され,Proceedingを執筆した。平成28年度は,「研究の目的」で挙げている「理論的・統計的および制度論的再構築」のうち,「理論的」側面の研究に対して2つの成果をあげることができた。その一つとして,現代の長期波動を,情報と知識を基盤技術とするものと位置づけたうえで,概念的・分析枠組みとしてのNational Innovation Systemをモデル化し,モデル構築支援ソフトのSTELLAを用いて,知識のフローとストックの時間を通じた挙動を分析した。研究成果のアウトプットは,(1) The 16th ISS Conference (2016.07.06-08, Montreal: Canada),(2)第22回制度的経済動学セミナー(2016.08.22,京都大学)で口頭報告をおこない,Proceedingsを加筆・修正したうえで査読つき海外ジャーナルの投稿論文としてとりまとめている(現在審査中)。「やや遅れている」理由としては,海外学会報告(それに関連した海外研究者との交流)を1つこなせなかったこと,そして,海外報告で提出したproceedingsの査読つき海外雑誌に「掲載決定」まで至らなかったこと,以上の2点が挙げられる。前者に関して,平成27年度から持ち越していた海外学会報告については,これとは別に本来予定していた海外学会報告(The 16th ISS Conference)が,本研究課題にとって研究領域として最もフィットした学会報告であったことと,それ以上にこの国際学会では,同じ分析ツールを用いて研究しているブラジルの研究者と共同研究および共同論文の執筆に関する相談までできたため,追加でもう一つ海外学会報告をこなすこと以上の収穫があったと考えている。最終年度にあたる平成29年度に本研究課題の総括として研究成果をアウトプットすべく,本来予定している1つの海外学会報告に加えて再度持ち越したい。後者に関しては,現在2つの論文が査読つき海外雑誌で査読プロセスの途中にあり,これらは平成29年度中に「掲載決定」まで持っていく予定である。平成27年度の成果報告でも「やや遅れている」と判断したが,その持ち越された遅れは平成28年度において,若干カバーすることができたと考えている。最終年度において完全に残りの遅れを完全にカバーしたい。平成29年度は,「研究の目的」で挙げている「理論的・統計的および制度論的再構築」のうち,「理論的」側面の研究に関する成果1つを,そして「制度論的」側面を中心として「理論的」および「統計的」側面を加味した成果を1つそれぞれあげることができた。前者は,シュンペーターの景気循環の理論を貨幣的側面から補完する研究で,その成果は平成29年5月18-20日にベルギーで開催されたThe 21th Annual ESHET Conference (University of Antwerp)で口頭報告を行った。シュンペーターの『貨幣論』は完成間近の段階でシュンペーターが出版を断念した未刊行の研究である。これまでこのシュンペーターの『貨幣論』をめぐる研究は,文献調査も含めてほとんど手つかずの状態であると言って良い。そこで,本研究では英訳版に基づいてシュンペーターの貨幣論の特徴と景気循環論に対する意義を検討した。ただし,本研究は学史的側面からアプローチしたため,まだ理論的にまとまった形に至らなかった部分もあるため,今後の研究で未刊行の部分の研究も含めて,さらに研究を進めたい。後者は,いわゆるコンドラチェフ長波をベースに,現在の日本を含めた多くの先進諸国がおかれている第5の波を情報通信技術を基盤技術とするパラダイムであると位置づけ,統計データと日本の『経済財政白書』や『科学技術基本計画』に依拠しながら理論的側面を補完するための統計的・制度論的側面に焦点をあてた研究である。その成果は,平成29年10月19-21日にハンガリーで開催されたThe 29th EAEPE Conference 2017 (Corvinus University of Budapest)で口頭報告を行った。以上の2つの国際会議におけるプロシーディングは,revised後に海外ジャーナルへ投稿予定である。(799文字)

「やや遅れている」理由としては,海外での国際会議報告のproceedings(2本)を海外ジャーナルに投稿し「掲載決定」まで至らなかったことが挙げられる。そのうち1本に関しては,シュンペーターの未刊行の『貨幣論』の文献的研究が,現在利用可能な英訳が最終の3章分が含まれておらず,その3章もイタリア語版でのみ整理されているだけの段階にあるため,イタリア語版を検討して『貨幣論』全体を含めた研究成果に至るまでに時間を要することが挙げられる。シュンペーターの貨幣論と景気循環論との接合点は,この最終3章分にあることはタイトルから明白であり,この部分の検討を追加して投稿することが必至であったため完成までに時間を要した。他1本に関しては,政策的・制度論的な側面から考察を行う際,日本のケースに限定するだけでなく,他の先進諸国と比較した時の日本の独自性の指摘,および包括的に一般化しうる点とを提示する必要があると考えられる(EAEPEのコメンテーターから指摘を受けた点でもある)。したがって,日本の事例に追加して他のいくつかの国のケースとを比較した研究を現在進めており,その成果を含めて海外ジャーナルに投稿するために準備を進めている。平成29年度は,学内の就職支援用務と学外との連携講座の設置の推進が非常に多忙を極め,当初の計画を見直しせざるを得なくなった。研究期間の延長申請を承認していただくことができたので,残された期間で,持ち越した上記の海外ジャーナルへの投稿を完了させたい。(643文字)本研究課題の最終年度である平成30年度は,研究の目的で挙げた「理論的・統計的および制度論的再構築」のうち,特に「理論的」側面と「制度論的」側面との統合による再構築に関する研究成果を2つあげることができた。一つは,シュンペーターのイノベーションに基づく景気循環論を,システム・ダイナミクスの手法を用いて,理論的なモデル構築を行った。その成果は,平成30年7月2日4日に韓国で開催されたThe 17th ISS Conference (Seoul National University)の口頭報告に採択され,Proceedingを執筆した。口頭報告での議論を経たProceedingのrevised versionが,現在,同学会の専門雑誌Journal of Evolutionary Economicsの査読プロセス中にある。本論文では,シュンペーターのイノベーションを資本主義経済システム内に位置づけるために,シュンペーターも大きく影響を受けたマルクスの二部門モデルに「知識部門」を追加する形で,いわば三部門からなる資本主義経済の理論モデルに拡張した。これをモデル構築支援ソフトSTELLAを用いて視覚的にモデル構築し,シミュレーションを実行して分析した。
言語・非言語課題におけるパーキンソン病患者の他者感情認知の特徴

本研究では、パーキンソン病(Parkinson's disease:PD)患者を対象に、認知機能の1つである感情認知について、日常生活の中で他者感情の判断に用いることの多い「表情」、「音声」、「文章」の3つの観点から検討を行った。その結果、PDでは「音声」による感情認知が健常者と比べ困難になることがわかった。また、「表情」で表された感情も、表現が曖昧になると健常者と比べて理解が難しくなることを明らかにした。パーキンソン病(以下、PD)では感情認知障害を発症することが知られるようになった。しかしながら、現在でも、感情認知障害がPDの総合的重症度や全般的精神機能と関連があるのか、他疾患患者と比較し、量的・質的差異があるのか、刺激呈示様式(言語・非言語)によって成績が異なるのかという点は、明らかになっていない。そこで、本研究では上記の問題を明らかにし、PDの抱えるコミュニケーション面の困難さを軽減することを目的にしている。H26年度は文章による他者感情認知課題を作成し、健常データ、PD患者のデータを収集することを予定していたが、想定よりも課題作成に難渋した。予備実験は課題を修正しながら、繰り返し実施した。対象者は健常若年者であり、延べ49名であった。その結果、ようやく文章課題が完成した。文章による他者感情認知課題として、当初は(1)比喩・皮肉文課題と(2)談話課題の2つの課題を実施予定であった。しかし、予備実験における課題の実施時間とそれに伴う対象者の疲労を考慮したところ、課題を2つ実施することは対象者への負担が大きいことがわかったため、(2)談話課題のみを行うこととした。H27年度5月より本実験を行い、年度内にデータの収集を終える予定である。しかしながら、現在でも感情認知障害がPDの総合的重症度や全般的精神機能と関連があるのか、他疾患患者と比較し、量的・質的差異があるのか、刺激呈示様式(言語・非言語)によって成績が異なるのかという点は、一致した見解が得られていない現状にある。H26年度は文章による他者感情認知課題を作成した。H27年度はH26年度に作成した課題を含め、PD患者を対象にデータを収集した。また、データの一部を分析し、現在論文投稿の準備を進めている。H26年度に課題作成とPD疾患のデータを収集する予定であったが、課題作成に難渋したため、それ以降の予定が遅れてしまった。H27年度は遅れを取り戻すべく、データ収集を行ったが、予定していた内容の全てを終了することができなかった。パーキンソン病(Parkinson's disease:PD)は進行性の変性疾患であり、我が国には15万から18万人のPD患者が存在すると推定され、その患者数は神経変性疾患の中でアルツハイマー病に次いで多い。従前、PDでは運動障害が主な問題として取り上げられてきたが、近年においては認知機能に関する検討が行われるようになった。PDにおける認知機能障害の一つに他者感情認知の障害があり、その研究の中心は基本6感情(喜び・驚き・嫌悪・恐怖・怒り・悲しみ)を表現する表情の認知であるが、依然として各研究者間で研究結果が異なっており、さらなる研究が必要と思われた。また、同様にコミュニケーションの上で他者の感情を知るための重要な手掛かりとなる音声(感情的プロソディー)と文章による感情の認知機能についても同様の方法で研究を実施した。本研究では、現在明らかとなっていない、(1)PDの情動認知と総合的重症度(Hoehn&Yahrの重症度分類)の関係と、(2)PDの情動認知と全般的精神機能(MMSE-J)の関係、(3)PDと他疾患患者(アルツハイマー病、右半球損傷)における情動認知の量的・質的差異、(4)刺激提示様式(言語・非言語)が情動認知に及ぼす影響の4点について検討する。この研究によってPDの抱えるコミュニケーション面の困難さを軽減することが目的である本研究では、パーキンソン病(Parkinson's disease:PD)患者を対象に、認知機能の1つである感情認知について、日常生活の中で他者感情の判断に用いることの多い「表情」、「音声」、「文章」の3つの観点から検討を行った。文章による他者感情認知を調べるために実施予定であった、(1)比喩・皮肉文課題と(2)談話課題の作成のための予備実験を繰り返していた。刺激作成に時間を要したため、当初の予定と比較するとやや遅れている状況である。H27年度に引き続き、PD患者および他疾患患者のデータを収集し、分析の上、学会発表を行う予定である。また、一部のデータに関しては論文投稿の準備を行っている。言語聴覚分野課題作成は終了し、H27年度中に健常者データと患者群のデータを収集し終える予定である。当初、対象者には謝金を支払う予定であったが、主治医の判断により無償で研究協力をお願いすることになった。

また海外での学会発表と論文作成のため予定していた国内の学会での成果発表を見送った。以上2点が繰越金の生じた理由である。文章課題の作成に難渋し、予備実験を繰り返していた。そのため、本来すでに支払われている予定であった謝金が未使用のまま残っている状態である。また、東京の関連施設に在籍する研究協力者との打合せは、両者が参加した学会会場にて打合せが可能であったため、旅費の一部も使用の必要がなかった。最終年度に当たるため、収集したデータを学会で報告する際の旅費や学会参加費に当てる。また、論文を作成のために必要な諸経費として使用する。H27年度は健常者およびパーキンソン病をはじめとする疾患群を対象に本実験を行う。対象者の人数に変更はないため、平成26年度に未使用であった研究費は平成27年度に繰り越し、使用する予定である。
回転冷凍機を用いた超流動3He-A相中の量子渦格子の観測

本研究では,回転させた異方的超流動3He-A相に生じる量子渦の観測を目的としている。特に,量子渦が作る格子(渦格子)の観測を行い,量子渦の構造や散逸メカニズム等についての知見を得たいと考えて研究を開始した。そのために回転冷凍機システムと測定系の構築と試料セルの作成,テスト等を行うべく作業を行ってきた。一昨年度希釈冷凍機システムで真空ジャケットの漏れが,また3He-4He混合ガス循環系にトラブルが発生した。真空ジャケットの漏れに関してはInシールを用いた治具を製作して対処した。希釈冷凍機の循環系のトラブルでは,3He-4He混合気体に4He気体が混入したため希釈冷凍機の単ショット運転で分留作業を行った。これらの後,希釈冷凍機として稼働できる状態を達成した。無回転時の最低到達温度は約9 mKで,3He-4He混合気体の循環量は200 μmol/s,冷凍能力は100 mKにおいて100 μWを達成した。その上で回転下での希釈冷凍機としての性能を評価した。回転速度は無回転から毎秒1回転までの範囲で行った。その結果,回転時には回転系のコントローラからのノイズによる影響で低温部に希釈冷凍機の制御用ヒーターのラインを通して多大な熱が侵入し,最低到達温度が30 mKを越えた。そのため,回転コントローラー及び希釈冷凍機制御ヒーターのラインに強力なフィルターを入れ,発熱を抑えることに成功した。その状況でも回転時には最低到達温度の上昇が見られたが,13 mK程度までで抑えることができた。回転時,無回転時の最低到達温度がいずれも10 mK前後となったことから,無回転時に核断熱消磁冷却の予冷を行い,核断熱消磁冷却を開始後に希釈冷凍機を回転させれば問題なく冷却できることが判明した。その上で核断熱消磁冷却用の核ステージの準備を開始した。これらにより、核断熱消磁可能な回転希釈冷凍機を完成させた。本研究では,回転させた異方的超流動3He -A相に生じる量子渦の観測を目的としている。特に,量子渦が作る格子(渦格子)の観測を行い,量子渦の構造や散逸メカニズム等についての知見を得たいと考えている。上記のため,平成27年度に超流動3Heを得るための冷凍機システムの構築と測定器系の構築と感度の向上,試料セルの設計,作成とそのテストを行い,最終的な試料セルの製作を計画していた。今年度は冷凍機システムの構築を行い,回転システムの制御系を完成させ,回転冷凍機システムとして完成させた。また,測定系として,回転システム下での測定を行えるよう信号検出システムを構築した。回転系では冷凍機とともに測定系も回転させるため,回転下での装置の保護や,冷凍機システムへの信号線の導入,回転系からのノイズの除去等を行った。また,測定の検出感度の向上のために,低温で動作するプリアンプを導入した。プリアンプは測定時の熱の発生と冷却能力を考慮して,希釈冷凍機の1Kと呼ばれるプレート上に設置した。しかしながら,構築した冷凍機システムの冷却性能評価を行う際に,試料ラインに液体窒素温度での微量な漏れを発見した。その漏れの発見と装置の修繕に時間がかかってしまっている。それに付随して,低温プリアンプ等の感度のテストも行えていない。上記の状況を打破するため,早急に試料管の漏れ箇所の特定と修理を完了して,製作した試料セルのテスト及び最終的な試料セルの設計を行いたいと考えている。現在,冷凍機システムは完成し,そのテスト段階にあるが,試料管に漏れがあり,作業が遅れている。今回の漏れは液体窒素温度という極低温で発生したため,発生箇所の特定に非常に時間がかかってしまっている。測定系も測定装置の回転系への対応をすすめ,また,低温での感度向上を目指してシステムを構築した。しかしながら液体窒素温度での漏れのため,冷凍機システムの性能テストと共に測定系の感度テストを行えていない状況である。今後,できるだけ早急に発生箇所を特定,修理して次のプロセスに進みたいと考えている。平成28年度は当初,前年度に発覚したサンプルの導入管のリークを,サンプル導入管を新規のものに置き換えることにより修理を行った。しかし,サンプル導入管のリーク箇所を特定する過程において,希釈冷凍機システムに液体窒素温度で発生するリークが新たに見つかった。このリークは室温では検出することができず,液体窒素温度で初めて検出できる類のものであった。さらにリーク量が3x10^-6 Pa m^3/s程度であり,ヘリウムリークディテクターを用いないと検出できない程度のごく微量なものであった。リーク発生場所の特定のためには疑わしい箇所に細工を施した後,液体窒素温度に冷却してリークを調べるという過程を何度も繰り返す必要があり,リーク発生場所の特定に時間がかかった。最終的に1Kプレートと呼ばれる箇所への液体ヘリウム導入ライン上で,流路抵抗(フローインピーダンス)を構成しているキャピラリー(極細管)にリークが存在している可能性が高いことを発見し,現在その修復を行っている。また,回転冷凍機のテストとして、超流動ヘリウムの量子渦の減衰を第2音波で観測するための試料容器の設計を行い,測定素子等の基礎的なテストを合わせて行った。

現在,希釈冷凍機システムに漏れがあり,作業が遅れている。漏れが液体窒素温度という極低温で発生したため,発生箇所の特定に非常に時間がかかってしまっているが,リークの箇所がほぼ特定できたため,現在その修復に努めている。修復完了後速やかに冷却テストを行い,次のプロセスに進みたいと考えている。本研究では,回転させた異方的超流動3He-A相に生じる量子渦の観測を目的としている。特に,量子渦が作る格子(渦格子)の観測を行い,量子渦の構造や散逸メカニズム等についての知見を得たいと考えて研究を行っている。上記のために回転冷凍機システムと測定系の構築と試料セルの作成,テスト等を行うべく作業を行ってきた。しかし,希釈冷凍機システムで真空ジャケットの漏れがあり,また希釈冷凍機の3He-4He混合ガス循環系にトラブルがあり,その修繕に時間を要している。これらの作業は77K以下の低温下での確認が必要であり,長い時間がかかる要因となっている。そのため,平成29年度の終わりに1年間の期間の延長を申請した。現状は冷凍機としてのテスト段階までたどり着いており,至急テストを行いたいと考えている。一方,回転冷凍機の評価のために超流動4Heにおける第2音波の量子渦の減衰の測定を行うべく,4Heクライオスタットでのテストを行った。超流動4Heの第2音波は,超流動成分と常流動成分が逆位相で振動する振動モードであり,エントロピー及び温度の振動が波動として伝播していく。そのため,その励起と測定はヒーターと温度計で行う。特に,温度計はkHzの振動を捉えるだけの高速の時間応答が必要であり,今回は酸窒化ジルコニウム薄膜の抵抗値を測る温度センサーがむき出しになったものを検出器に採用した。4Heクライオスタットでは約1.3Kから2.2Kの温度範囲で,気柱共鳴法を用いて第2音波の音速と吸収の線幅の温度依存性を測定した。測定の結果,S/N比に難があるものの,過去に得られている音速や減衰係数の温度依存性の結果とよい一致を示した。今後ノイズを減らし,測定できうる最低温度付近で回転の効果を調べる測定を行いたいと考えている。平成29年度には希釈冷凍機システムに漏れがあり,作業が大幅に遅れた。今回の漏れは断熱用の真空ジャケットの漏れ,および循環系におけるトラブルであり,修繕時に冷却テストが必要なこともあり回復に時間を要した。そのため,測定系の作業が進んでいない。一方で回転冷凍機の効果を確かめるべく超流動4Heの第2音波の測定系のテストを行い,4Heクライオスタットを用いたテストで好感触を得ている。当初,タイムオブフライト法を用いた音速の測定を試みたが,ノイズが多く十分な感度を得られなかった。そこで気柱共鳴法に切り替えた結果,共鳴周波数と線幅の温度依存性の測定から,第2音波の音速と減衰係数の温度依存性を得ることができた。この結果を元に,回転時の減衰係数の変化を測定し,回転による量子渦の第2音波の減衰係数に対する効果を調べたいと考えている。特に,量子渦が作る格子(渦格子)の観測を行い,量子渦の構造や散逸メカニズム等についての知見を得たいと考えて研究を開始した。
消散型波動方程式の解の拡散現象

消散型波動方程式のコーシー問題の解は時間発展とともに対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが分かっている.この現象を消散型波動方程式の「解の拡散現象」と呼んでいる.時間或いは空間変数に依存する係数を持つ消散項が効果的な場合に,半線形波動方程式のコーシー問題を考え,半線形項の臨界指数と,対応する優臨界,劣臨界の場合に,時間大域解の存在,解の減衰レート,解の漸近形,有限時間内の解の爆発等について考察をしてきた.研究目的は粘性保存則の非線形波の安定性の研究から派生して、消散型波動方程式の解の拡散現象を観察することである。5年間の研究計画のうち、前半では、(1)涌き出し項として働く半線形項を持つ半線型消散型波動方程式のコーシー問題、(2)吸収項として働く半線形項を持つ半線型消散型波動方程式のコーシー問題、(3)データが必ずしも可積分とは限らない場合の問題、について、それらの解の挙動を調べることが研究計画の概要である。消散型波動方程式のコーシー問題の解は時間発展とともに対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが分かっている.この現象を消散型波動方程式の「解の拡散現象」と呼んでいる.時間或いは空間変数に依存する係数を持つ消散項が効果的な場合に,半線形波動方程式のコーシー問題を考え,半線形項の臨界指数と,対応する優臨界,劣臨界の場合に,時間大域解の存在,解の減衰レート,解の漸近形,有限時間内の解の爆発等について考察をしてきた.粘性双曲型保存則の方程式系に関する問題から派生して,2階消散型波動方程式の解が時間発展と共に拡散現象をもつことが観察される.すなわち,半線形消散型波動方程式の解の挙動は対応する半線形熱方程式の挙動と同様となることが期待される.本年度においては,消散項に空間や時間に関する係数がつく場合について拡散現象を考察した.消散項の係数が定数の場合にはこれまでの研究において拡散現象が観察され,係数がある意味で小さくなる場合には消散項としての働きが弱くなり,解は波動方程式の解と同様の挙動をするようになるであろう.従って,適当な係数の条件によって拡散現象が観察されるであろう.実際,係数が空間や時間に依る場合に,適当な条件のもとで,半線形消散型波動方程式のコーシー問題の解が,時間発展と共に,対応する半線形拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが示された.それらの挙動は,半線形項が吸収項として働く場合と湧出し項として働く場合に大きく異なり,それぞれ,以下の論文にまとめられ投稿中である.消散型波動方程式はコーシー問題の解は時間発展とともに対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが分かっている.この現象を解の「拡散現象」と呼んでいる.本研究はこの解の拡散現象を念頭に,消散型波動方程式の解の時間大域的挙動を調べることを目的としている.2009年度の研究では,消散項に時間あるいは空間に依る係数がつき,さらに,吸収項として働く半線形項を持つ半線形消散型波動方程式のコーシー問題を考察した.その係数が時間発展や空間遠方で十分速く減衰すると,消散項の働きが弱くなって,解の拡散現象が消滅するが,適当な条件の下で拡散現象が維持される.そのとき,半線形項の指数幕によって挙動が異なってくる.西原-Zhai, J.Math.Anal.Appl.(2009)では,消散項に時間のみに依存する係数がついても,指数幕の臨界指数が定数係数の場合の臨界指数である藤田指数と変わらず,半線形消散型波動方程式のコーシー問題の解が,優臨界指数の場合は,対応する線形拡散方程式の基本解とほぼ同じレートで解が減衰し,劣臨界指数の場合には,対応する半線形拡散方程式が自己相似解を持ち,その自己相似解と同じレートで解が減衰することを示した.これらの結果はほぼ満足すべき結果といえるが,減衰レートが最良である,あるいは漸近形を求めるというところまでは証明出来ていない.空間のみに依存する係数を持つ消散項の場合は,西原によってほぼ最良と思われる解の減衰がすでに求められ,それはCommun.Partial Differential Equationsに掲載が決まっている.証明には巧妙な重み付エネルギー法が使われ,その方法は,Lin-西原-Zhai, J.Diff.Eq.(2010)で,時間と空間の両方に依存する場合で,劣臨界指数の場合の解の減衰率を求めることに応用された.消散型波動方程式はコーシー問題の解は時間発展と共に対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をする.この現象を解の「拡散現象」と呼ぶ.本研究はこの解の拡散現象を念頭に,消散型波動方程式の解の時間大域的挙動を調べることが目的である.2010年度の研究は,消散項に時間あるいは空間に依る係数がつく場合の半線形消散型波動方程式を考察すると同時に,連立系の方程式についても拡散現象が期待でき,実際,弱い意味でカップルした2×2連立系の場合のコーシー問題の解の挙動を調べた.拡散方程式系の場合は,Escobedo-Herreroによって臨界指数が得られているが,単独の拡散方程式の臨界指数である藤田指数との関連がはっきりしなかった.そこで,連立系の優臨界指数をさらに分類して,藤田指数との関連と解の漸近形に関する結果を得た.その議論は低次元消散型波動方程式系にも適用可能で,まとめて論文とし投稿中である.

単独方程式に関しては,その内容を概説する論説「消散型波動方程式のコーシー問題の解の拡散現象」が「数学」から出版され,消散型波動方程式の解の漸近挙動に関する2つの論文もそれぞれ掲載が決定された.消散型波動方程式はコーシー問題の解は時間発展とともに対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが分かっている.この現象を解の「拡散現象」と呼んでいる.本研究はこの解の拡散現象を念頭に,消散型波動方程式の解の時間大域的挙動を調べることを目的としている.2011年度の研究は,引き続き,消散項に時間あるいは空間に依存する係数がつく場合の半線形項を持つ半線形消散型波動方程式のコーシー問題を考察した.特に,時間に依存する係数を持つ消散項の場合に,湧出項として働く半線形項を持つ半線形消散型波動方程式の臨界指数を決定することに成功した.優臨界指数の場合の小さなデータに対する時間大域解はすでに本年度に出版された論文において得られている.臨界指数および劣臨界指数の場合の解の爆発を示すことが未解決であった.適当な時間に依存する関数を掛けることによって,Qi S.Zhangによるテスト関数の方法を応用できるようにしたことがポイントであった.その結果,時間に依存する係数を持つ方程式にもかかわらず,臨界指数が藤田指数そのものとなったのは予想外の結果であった.この結果は,J. Lin, K. Nishihara and J. Zhai, Remark on the critical exponent for thesemilinear wave equation with time-dependent dampingとしてまとめ,投稿中である.また,この研究も含め,これまでの研究のサーベイとして,4th Mathematical Society of Japan Seasonal Instituteにおける招待講演において発表した.モスクワにおける第8回ISAACCongressにおいても発表した.消散型波動方程式のコーシー問題の解は,時間発展とともに,対応する拡散方程式のコーシー問題の解と同様の挙動をすることが分かっている.この現象を「解の拡散現象」と呼んでいる.本研究はこの「解の拡散現象」を念頭に,消散型波動方程式の解の時間大域的挙動の考察を行っているが,研究期間の最終年度であることから,その後の発展を見据えて研究を行った.時間変数のべき乗に依存する係数を持つ消散項を持つ半線形消散型波動方程式のコーシー問題では,消散項が効果的な場合に,半線形項の臨界指数を求めた投稿中であった論文が学術雑誌Discrete Cont. Dynam. Syst.から出版された.引き続き,消散項が非効果的な場合に解の波動現象が期待され,係数の時間変数のべき乗がー1のとき,拡散現象と波動現象の臨界となり,予想される結果なども考察できたが,完全な照明をするには至らなかった.これらのことは,次の研究課題の内容として結実している.一方,かねてから投稿中であった連立系の消散型波動方程式のコーシー問題に関する結果が,Osaka J. Math.から出版された.加えて,最近発展してきたQi S. Zhangのテスト関数の方法を基にしたH. J. Kuiperによる解の存在時間の評価が,若い数学者である池田-若杉によって単独消散型波動方程式のコーシー問題の解の存在時間の評価にも適用され,その方法は連立系の問題にも適用できることが分かった.このような連立系の考察も平成25年度以降の研究課題の内容にも結実している.
小腸腫瘍幹細胞モデルを用いた低線量(率)放射線発がん研究

近年、放射線発がんリスクの標的として組織幹細胞が挙げられており、組織幹細胞の動態に着目した放射線発がん分子機構解明が重要となっているが、現状ではほとんど解明されていない。また、放射線発がんにおける被爆時年齢の関与は重要な課題といえる。そこで本研究では、Apc遺伝子を欠損した小腸幹細胞の細胞競合を始めとした放射線応答と照射時年齢が発がんに及ぼす影響について解析し、最終的には、低線量・低線量率発がんリスク評価の基礎基盤に貢献することを目指す。本年度は、週齢の異なるApcMin/+マウスに放射線照射をし、発がん実験を行うことによって、照射時年齢が発がんに及ぼす影響について解析を行った。更に、放射線発がん実験を行ったApcMin/+マウス小腸に誘発された腫瘍を一部採取し、DNAおよびRNAの抽出を行った。さらに、抽出したDNAを用いて、遺伝子変異解析を行い、放射線照射によって誘発される遺伝子変異頻度と被爆時年齢との関係性について解析した。また成人期被曝における小腸幹細胞の挙動と発がんへの関与を解析するために、薬剤処理を用いた、放射線発がん実験を開始した。昨年度から実施している遺伝子改変マウスのかけあわせを行い、小腸幹細胞をラベルし、照射後の挙動を標識するlineage tracing studyの樹立を継続している。更に、小腸幹細胞における放射線応答を解析するために、マウス小腸を単離し、そこから小腸オルガノイド培養系を用いた条件検討および解析を行った。遺伝子変異解析の立ち上げに、当初の予定よりも多くの時間を費やした。しかしながら、その後の解析は順調に進行することができたため、今年度の研究は、おおむね順調に進展しているといえる。今年度開始した小腸幹細胞特異的にApc遺伝子欠損を検出することができるマウスの作製を継続し、実験条件の確立を目指す。我々は、ヒト大腸がんモデルマウス(ApcMin/+マウス)とコンソミック系統マウスを用いたマウスモデルを用いることにより低線量・低線量率放射線被ばくを有意に検出できることを見出した。更にこのモデルでは、放射線発がんの爪痕を高感度に検出することができるという利点を持つ。そこで本研究では、このマウスモデルを応用し、Apc遺伝子を欠損させた小腸幹細胞の細胞競合を始めとした放射線応答と照射時年齢が発がんに及ぼす影響について解析し、最終的には、低線量・低線量率発がんリスク評価の基礎基盤に貢献することを目指す。本年度は、マウス小腸幹細胞で特異的にApc遺伝子欠損を検出することができるマウスの作成に着手した。3種類の遺伝子改変マウスを入手し、それぞれのマウスをかけ合わせを開始した。得られたマウスは、生後24週齢でgenotypingを行うことにより、目的の遺伝子が挿入されたマウスを選別した。また、腸管オルガノイドを用いた、放射線感受性と損傷応答解析を行うため、マウス小腸を採取し、腸管オルガノイド培養を行った。今年度、使用している動物施設にてマウス肝炎ウイルスによる感染があったため、実施していた実験の中止を余儀なくされたため。今年度開始した、小腸幹細胞特異的にApc遺伝子欠損を検出することができるマウスの作成を継続し、実験条件の確立を目指す。また、ヒト大腸がんモデルマウス(ApcMin/+マウス)では、照射時年齢により放射線発がんリスクが異なることが知られている。そこで、このモデルマウスを用いて、照射時年齢が発がんに及ぼす影響について解析するための発がん実験を開始する。

今年度は、使用している動物実験施設にてマウス肝炎ウイルスによる感染が生じたため、開始していた実験を一時中断することを余儀なくされた。それにより、次年度使用額が生じた。そのため、次年度は、今年度予定していた実験もあわせて遂行する予定であり、余剰金はそのために充てる予定である。本年度は、遺伝子改変マウスを掛け合わせることにより小腸幹細胞をラベルし、照射後の挙動を標識するlineage tracing studyの樹立を試み、当初の予定よりも早く樹立のめどがたったが、このマウスを用いた解析には、当初の予定よりも多数のマウスを必要とするため、次年度使用額が生じた。
低出生体重児のFamilyConfidenceを育成する看護介入プログラムの開発

本研究では、低出生体重児を抱える家族のFamily Confidenceを育成する看護プログラムを開発し、その有効性を明らかにすることを目的に研究に取り組む。研究プロセスとして1.低出生体重児を抱える家族のFamily Confidenceを強化する看護介入の抽出、2.【低出生体重児を抱える家族のFamily Confidence育成の看護プログラム】作成、3. NICUを退院した低出生体重児を抱える家族30組(NICU退院後1ヶ月)を対象とした【低出生体重児を抱える家族のFamily Confidence育成の看護プログラム】の実施・評価を行っていく。
ファジィパターン認識システムの統一的学習パラダイムの開発

ファジィパターン認識システムの体系化を行い,ファジィパターン認識システムの統一的な学習パラダイムを開発することを目的とし,以下の開発を行なった.(1)種々の形状を持つ多次元メンバーシップ関数の開発多次元入力空間で入力軸に平行な超四角錐(超四角錐台),超多角錐(超多角錐台),釣鐘状の形状のメンバーシップ関数を開発し,メンバーシップ関数の形状の差により,クラス間の境界にどのような差が生じるか理論的に解析するとともにコンピュータソフトを開発して評価した.(2)ファジィパターン認識システムの学習パラダイムの開発メンバーシップ関数の傾きおよび入力変数をパラメータとして認識率の変化する点を解析的に求め,認識率が最大になる傾きの区間および入力変数の位置の区間を求め,それらの区間内にメンバーシップ関数の傾きおよび位置を調整することにより,認識率を直接的に最大化する学習方式を開発し,種々のデータで評価した.(3)超多面体領域を持つファジィパターン認識システムの開発一つの教師データから出発して新たな教師データがすでに生成された凸超多面体の外部にあるときに,凸超多面体を修正してゆくことにより,各クラスの教師データの存在領域を凸超多面体で近似する手法を開発した.さらに超多面体に対して超多角錐のメンバーシップ関数を定義して,ファジィパターン認識を行う手法を開発して,種々のデータで評価した.(4)各種ファジィパターン認識システムの性能評価開発した各種のファジィパターン認識システムおよび従来のパターン認識システムの学習時間,汎化能力を比較して,開発したシステムの優位性を明らかにした.ファジィパターン認識システムの体系化を行い,ファジィパターン認識システムの統一的な学習パラダイムを開発することを目的とし,以下の開発を行なった.(1)種々の形状を持つ多次元メンバーシップ関数の開発多次元入力空間で入力軸に平行な超四角錐(超四角錐台),超多角錐(超多角錐台),釣鐘状の形状のメンバーシップ関数を開発し,メンバーシップ関数の形状の差により,クラス間の境界にどのような差が生じるか理論的に解析するとともにコンピュータソフトを開発して評価した.(2)ファジィパターン認識システムの学習パラダイムの開発メンバーシップ関数の傾きおよび入力変数をパラメータとして認識率の変化する点を解析的に求め,認識率が最大になる傾きの区間および入力変数の位置の区間を求め,それらの区間内にメンバーシップ関数の傾きおよび位置を調整することにより,認識率を直接的に最大化する学習方式を開発し,種々のデータで評価した.(3)超多面体領域を持つファジィパターン認識システムの開発一つの教師データから出発して新たな教師データがすでに生成された凸超多面体の外部にあるときに,凸超多面体を修正してゆくことにより,各クラスの教師データの存在領域を凸超多面体で近似する手法を開発した.さらに超多面体に対して超多角錐のメンバーシップ関数を定義して,ファジィパターン認識を行う手法を開発して,種々のデータで評価した.(4)各種ファジィパターン認識システムの性能評価開発した各種のファジィパターン認識システムおよび従来のパターン認識システムの学習時間,汎化能力を比較して,開発したシステムの優位性を明らかにした.データからファジィルールを抽出してパターン認識を行う方法はこれまでにいくつが提案されており,多層ニューラルネットより学習が早く,入力が連続のときに高い汎化能力を発揮できる方法も開発されている.しかしながら,これらの方式の相互関係は明確でなく,また学習方式も個別の学習方式が開発されていた.このため本研究では,ファジィパターン認識システムの体系化を行い,ファジィパターン認識システムの統一的な学習パラダイムを開発することを目的として,平成12年度は以下の開発を行った.1.種々の形状を持つ多次元メンバーシップ関数の開発多次元入力空間で入力軸に平行な超四角錐(超四角錐台),超多角錐(超多角錐台),釣鐘状の形状のメンバーシップ関数を開発した.またメンバーシップ関数の形状の差により,クラス間の境界にどのような差が生じるか理論的に解析すると共に境界を解析するコンピュータソフトウエアを作成して評価した.2.ファジィパターン認識システムの学習パラダイムの開発メンバーシップ関数の傾きおよび入力変数をパラメータとして認識率の変化する点を解析的に求め,認識率が最大になる傾きの区間および入力変数の位置の区間を求め,それらの区間内にメンバーシップ関数の傾きおよび位置を調整することにより,認識率を直接的に最大化する学習方式を開発した.さらに釣鐘状のメンバーシップ関数を持つファジィパターン認識システム(従来開発済みの楕円領域をもつファジィシステム)に,上記の学習法を組み込んだソフトウエアを開発した.3.超多面体領域を持つファジィパターン認識システムの開発一つの教師データから出発して新たな教師データがすでに生成された凸超多面体の外部にあるときに,凸超多面体を修正してゆくことにより,各クラスの教師データの存在領域を凸超多面体で近似する手法を開発した.

これに基づいて超多面体に対して超多角錐のメンバーシップ関数を定義して,ファジィパターン認識を行う手法を開発した.ファジィパターン認識システムの体系化を行い,ファジィパターン認識システムの統一的な学習パラダイムを開発することを目的とし,平成13年度は以下の開発を行なった.1.種々の形状を持つ多次元メンバーシップ関数の評価多次元入力空間で入力軸に平行な超四角錐(超四角錐台),超多角錐(超多角錐台),釣鐘状の形状のメンバーシップ関数を開発し,メンバーシップ関数の形状の差により,クラス間の境界にどのような差が生じるか理論的に解析するとともにコンピュータソフトを開発して評価した.2.ファジィパターン認識システムの学習パラダイムの開発メンバーシップ関数の傾きおよび入力変数をパラメータとして認識率の変化する点を解析的に求め,認識率が最大になる傾きの区間および入力変数の位置の区間を求め,それらの区間内にメンバーシップ関数の傾きおよび位置を調整することにより,認識率を直接的に最大化する学習方式を開発し,種々のデータで評価した.3.超多面体領域を持つファジィパターン認識システムの開発一つの教師データから出発して新たな教師データがすでに生成された凸超多面体の外部にあるときに,凸超多面体を修正してゆくことにより,各クラスの教師データの存在領域を凸超多面体で近似する手法を開発した.さらに超多面体に対して超多角錐のメンバーシップ関数を定義して,ファジィパターン認識を行う手法を開発して,種々のデータで評価した.4.各種ファジィパターン認識システムの性能評価開発した各種のファジィパターン認識システムおよび従来のパターン認識システムの学習時間,汎化能力を比較して,開発したシステムの優位性を明らかにした.
品質工学の判別尺度による多変量データの識別性の検討と品質管理への応用

品質工学ではMahalanobis-Taguchiシステムと呼ばれる、複数のデータを1つの代表値に縮約して判別を行ったり予測等が行われているが、多重共線性などのいくつかの制約が存在する。ここでは品質管理やそれ以外の技術分野に適用するためのデータ処理方法の一手段として、多変量データに対応したデータ縮約法の検討を行い、パターンの表現尺度の検討を行うものとする。特に多変量データの次元縮約に、Maharanobis距離とは別途、品質工学における合成変量の一つである「誤圧」(分散の比)や、識別尺度としての標準SN比の医学データ等の実データへの適用を試み、パターン評価の有効性を検討する。
低バックグラウンド液体シンチレーション検出器を用いた宇宙暗黒物質の探索

銀河内の質量分布についての多くの実験が宇宙暗黒物質(Dark Matter)の存在を示的しているにも関わらず、光や電波等既存の観測方法では未だその正体をつきとめることは成功していない。この問題に対する魅力的な解として、超対称性理論で予想されるニュートラリーノと呼ばれる粒子が挙げられている。ニュートラリーノは広いパラメータ領域においてDark Matterとして要求される条件をクリアーすることが出来、また、ニュートラリーノの様なCDMの存在は、宇宙の構造進化を考える上でも、現在の宇宙構造を理解するのに都合が良い。もしニュートラリーノがDark Matterとして存在すれば、地球上に置いた検出器中の原子核との弾性散乱により検証することが可能である。ただし予想されるこの散乱の確率は非常に小さく、これを検出するには、出来るだけ断面積の大きな原子核を用いて、バックグラウンドを出来るだけ排除した測定を行なう必要がある。本研究では、測定に液体シンチレーション検出器を用いることを計画しており、天然の放射性同位元素によるバックグラウンドを避けるため、石英を用いた容器を製作し、低バックグラウンドの液体シンチレーション検出器を製作した。また、ニュートラリーノと原子核との散乱は原子核recoilを引き起こすので、Back Groundの多くを占める電子recoilによる信号を液体シンチレータの発光波形を用いて判別出来ることを確認した。また、光電子増倍管のDark Currentに起因するノイズも波形により判別出来ることを確認することができた。渦巻銀河の回転曲線の観測等から存在が指摘されているDark Matterの候補として、既知及び未知の素粒子が提案されている。これらの素粒子は、宇宙初期に生成され、その後宇宙の膨張によって物質との熱平衡状態からdecoupleして現在まで存在していると予想される。特に超対称性理論で予想されるニュートラリーノと呼ばれる粒子は宇宙の構造進化を考えた上でも有力な候補である。もし、ニュートラリーノがDark Matterであれば地球上に置いた検出器中の原子核との断性散乱により検証することが可能である。本研究では、液体シンチレータを検出器として用い、それに含まれる原子核との弾性散乱を検出することにより検証行なう。ただし期待される、Dark Matter-原子核弾性散乱の確率が非常に小さいため、信号のBack Groundとなる天然の放射性同位元素の混入を避けるよう検出器の容器には石英を用いた低バックグラウンド液体シンチレーション検出器を製作した。また、Dark Matterは原子核との相互作用になるため原子核recoilをうまく測定しなければならないが、この測定の際のBack Groundであるγ線による電子recoilの信号を液体シンチレータの発光波形を用いて判別出来ることを確認した。また、シンチレーションを検出するのに用いる光電子増倍管のDark Currentに起因するBack Groundも波形により判別出来ることを確認することができた。