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学校における子どもの人権侵害の司法的救済モデルおよび学校自治的解決モデルの研究

初年度は、いじめ裁判・事例と校則裁判についての資料収集・研究とデータの共有化についての実験的取り組みを行い、共同研究の基礎資料を作成した。また、子どもの人権侵害の教育法社会学的研究として、当初、実顕地内での独立の学校法人設立計画が報告されていたヤマギシ会への実態調査に取り組んだ。2年度は、1年目に引き続き、いじめ裁判の研究調査を継続中の裁判に焦点をおいて、実地調査を含めて集中的におこなった。同時に、裁判的解決の限界を明らかにするための当事者調査なども行った。また、年度末に東京で、鹿児島・福岡・新潟・富山・神奈川・東京で継続中のいじめ裁判の原告、原告弁護団、科研費研究メンバーとのワークショップを開催し、共通的論点の解明をおこなった。ヤマギシ会の私立学校設立認可問題については、行政事務当局および津市議会関係者、ならびにヤマギシ会の子どもが通学する学校の関係者へのインタビューを含めた実地調査を継続した。3年度は、研究の最終年度として、いじめ裁判について、実地調査を継続するとともに、全国的状況の解明ととりまとめをおこなった。年度末には、前年度のメンバーに、性的いじめ事件の原告弁護団を加え、ワークショップを開催した。ヤマギシ会については、認可申請取り下げという急展開をうけて、現地調査により経過と背景の究明に取り組んだ。現在いじめ事件・裁判は、増加傾向にある。3年間にわたる全国的な最近のいじめ裁判の分析を通じて明らかになったことは、学校におけるいじめの第2次ピークを象徴する事件であった、1984年から1985年にかけての中野富士見中事件、いわきいじめ自殺事件当時とは異なった新しい争点である被害者父母に対する学校のいしめ調査報告義務が共通的な重要争点として浮かび上がってきている点である。また、学校内における生徒間のレイプが事件化した事例については、性的いじめとしていじめ裁判の新たな類型とも考えられる。研究1年目の今年度は、三年間の研究計画と役割分担を9月研究合宿で作成・確認するとともに、いじめ裁判・事例と校則裁判についての資料収集・研究とデータの共有化についての実験的取り組みを行った。子どもの人権侵害の教育法社会学的研究については、問題の展開があったヤマギシ会についての実態調査を緊急に取り組んだ。いじめ事例としては、新潟上越市のいじめ自殺の和解経過について担当弁護士とのインタビューを研究合宿中に行い、その後のフォローを新潟大学の研究分担者が行っている。一審で確定したいわきいじめ自殺事件については、加害少年の担当弁護士であった若穂井助教授の下で資料整理と分析が進んでいる。また、いじめ裁判の新たな展開である町田いじめ作文開示請求訴訟・いじめ調査義務訴訟については、資料収集とともに試験的に裁判記録のデータ入力を行い、共同研究の基礎資料とした。校則裁判については、熊本丸刈り訴訟の事例研究と、唯一の勝訴事例である修徳高バイク退学事件ならびに修徳高パ-マ退学事件の資料収集を行った。校則裁判については、事件数も少ないので全事件の収集を目指している。ヤマギシ会の子どもたちの人権侵害的取り扱いについては、実顕地周辺の子どもたちの通学校の教師による報告が教育誌にみられる程度であったが、実顕地内での独立の学校法人設立計画が公表されるという事態の展開の中で、緊急に調査に入り、事態の分析に入っている。1年目の重点課題であったいじめについて、1998年度中に研究成果を単行本にまとめる予定である。今年度は、1年目に引き続き、いじめ裁判の研究調査を現在係属中の裁判に焦点を置いて、実地調査を含めて集中的に行った。子どもの人権侵害の教育法社会学的研究として、ヤマギシ会の私立学校設置認可問題について引き続き調査研究に取り組んだ。

いじめ裁判については、鹿児島知覧町立知覧中学校、福岡城島町立城島中学校、新潟上越市立春日中学校の各いじめ自殺事件について、当事者、担当弁護士、教育委員会などを対象に実地調査を行った。富山市立奥田中学校いじめ自殺事件については、担当弁護士との事例研究会を行った。これらの事例研究から、いじめ訴訟の情報訴訟化の特徴が明らかになり、1984年から1985年にかけての中野富士見中事件、いわきいじめ自殺事件当時とは異なった新しい争点である被害者父母に対する学校のいじめ調査報告義務が、共通的な重要争点として浮かびあがってきている。そこで、2回の合宿研究会で、この新論点を中心に研究討議を深め、さらに、3月に、係属中の上記4事件および神奈川津久井町立中野中いじめ自殺事件の各原告側弁護団と科研費研究メンバーとのワークショップを開いた。本年度中にまとめる予定であったいじめについての研究成果の単行本は、このワークショップの成果を加えて、刊行する予定である。ヤマギシ会の私立学校設置認可問題については、行政事務当局および津市議会関係者、ならびにヤマギシ会の子どもが通学する学校の関係者へのインタビューを含めた実地調査を継続的に行い、問題点を解明しつつある。本年度は、研究の最終年度として、いじめ裁判について、実地調査を継続するともに、全国的状況の解明とまとめを行なった。子どもの人権侵害の教育法社会学的研究として、研究を継続してきたヤマギシ会の学校設置認可問題については、認可申請の取り下げという事態の急展開を受けて、現地調査により経過と背景の究明に努めた。また、少年事件と学校教育との関係で、神戸の中学生による連続殺人事件の付添人弁護団との意見交換を行なった。いじめ裁判については、長野県須坂市常磐中いじめ自殺事件ならびに旭川市立北都中性的いじめ事件について、当事者、担当弁護士、教育委員会などを対象に実地調査を行なった。さらに、日弁連子どもの権利委員会付添人集会(1999年11月27・28目)の「いじめと少年事件」分科会に参加し、少年事件として立件されたいじめの加害少年側の付添人弁護士との意見交換を行なった。3月には、研究まとめのために、昨年に続き、継続中のいじめ自殺裁判および性的いじめ裁判弁護団と科研費研究メンバーとのワークショップを開いた。今年度は、町田いじめ調査義務訴訟の和解成立、校内殺人事件である飯田高校事件控訴審判決、龍野市体罰自殺裁判地裁判決など判例等で、学校における子どもの人権侵害事件での被害者救済的展開があり、継続中のいじめ自殺裁判にも影響が予想され、これらの和解条項、判例等の検討を踏まえて、いじめ裁判の現状と問題点の解明を深めた。性的いじめ事件は、学校内における生徒間のレイプが事件化した事例として類例はないが、潜在的には同種事例の存在が予測され、いじめ裁判の新たな類型とも考えられる。学校のいじめ調査報告義務について、町田の和解条項は一定の普遍的意義を有しており注目される。子どもの人権保障をすすめる子ども関係立法として注目される川崎市子どもの権利条例案の検討も行なった。
ポリグルタミン病の核機能動態パネル作成と治療応用

ポリグルタミン病は疾患タンパクに含まれるグルタミン配列の異常な伸長によって引き起こされる神経変性疾患の一群の総称である。ヒト脳の病理学的所見から異常タンパクは核内部に沈着することが知られており、この際に生じる核機能障害が病態の上で重要と考えられている。本研究においては、異常ポリグルタミンタンパクが引き起こす転写(遺伝子発現)の変化と核内タンパクの変化を、それぞれマイクロアレイと二次元電気泳動を用いたgenomics, proteomics解析によって網羅的に捉えることを目的とした。神経細胞を大脳、小脳、線条体から分離して初代培養を行い、これにアデノヴィルスベクターによってATAXIN-1とHUNTIGNTINの2種類のポリグルタミン病疾患タンパクについて正常型と異常型を発現した。異常タンパクは病理学的に観察されるものと同様な封入体を形成し、その形成過程は神経細胞の種類によって異なっていた。すなわち、HUNTIGNTINに耐性の高い小脳神経細胞においては、より早く核内での封入体形成がおこり、一方感受性の高い大脳、線条体細脚では核での封入体の形成が遅れていた。このことは、不溶性タンパクの分離処理が早い程、細胞が異常タンパクに耐性を持つことを示唆している。さらに、前記のgenomics, proteomics解析によって変化を受ける遺伝子をこれまでに決定し、現在はそれらの病的機能について検索を進めている。また、この間にポリグルタミン病におけるhisotne deacetylase活性の変化、封入体と転写活性の関連についても報告した。本研究においてはポリグルタミン病遺伝子を初代培養神経細胞に発現させたものと、疾患関連遺伝子を発現するトランスジェニックマウスよりRNAを調整し、これをプローブとしてDNAマイクロアレイと蛋白二次元電気泳動を行って、核内部の動態を網羅的に把握することがその目的である。これまでに、初代培養神経細胞にウィルスベクターでハンチントン病および脊髄小脳変性症(SCA1)の疾患蛋白(huntingtinおよびataxin-1)をadenovirus vectorを用いて発現させることに成功し、細胞組織化学的にその異常蛋白凝集について観察し、Western blot等で発現を確認した。その結果、ヒト疾患脳における病理変化をよく反映した実験系であることを確認できた。今後この実験系を用いて核の種々の因子の動態について解析をすすめる予定であるが、この第一段階として、現在adenovirus vectorを感染させた初代培養神経細胞からRNAの抽出を行い、マイクロアレイの予備実験を始めている。また、マイクロアレイに並ぶ実験系である二次元電気泳動についても予備的に実験を行って、核蛋白の泳動条件などの検討を行った。成果報告については、これまでの過程で得られた知見、すなわち神経細胞間での疾患蛋白凝集過程の差異について現在論文を作成している。さらに、核因子動態の解析に用いるもう一つの実験系であるPQBP1トランスジェニックマウスについては病理/機能解析を終了し、裏面に記載したように、この結果をまとめた論文の掲載がすでに決定している。すなわち、HUNTIGNTINに耐性の高い小脳神経細胞においては、より早く核内での封入体形成がおこり、一方感受性の高い大脳、線条体細胞では核での封入体の形成が遅れていた。

このことは、不溶性タンパクの分離処理が早い程、細胞が異常タンパクに耐性を持つことを示唆している。さらに、前記のgenomics, proteomics解析によって変化を受ける遺伝子をこれまでに決定し、現在はそれらの病的機能について検索を進めている。また、この間にポリグルタミン病におけるhistone deacetylase活性の変化、封入体と転写活性の関連についても報告した。
ヒト汗腺の構造と機能に関する研究

乳房外ページェット病(EMPD)における陰性荷電部位の分布と酵素消化性をcationic goldを用いて検討した。その結果から、EMPDがエックリン汗腺へ分化しているのか、あるいはアポクリン汗腺へ分化しているかを明らかにした。EMPDはアポクリン汗腺型の陰性荷電部位を発現しており、エックリン汗腺や表皮の陰性荷電部位とは性質が異なっていた。これらの結果はEMPDがアポクリン汗腺へ分化していることを示していた。汗腺腫瘍の1型である皮膚混合腫瘍における陰性荷電部位の分布と酵素消化性を検討した。皮膚混合腫瘍の管腔構造の内腔面にはシアル酸が存在していた。このcationic goldの標識様式はアポクリン汗腺分泌部に一致しており、エックリン汗腺分泌部や汗管とは異なっていた。人汗腺における総EGF受容体、活性型EGF受容体、C-Raf、A-Rafの分布を共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて検討した。エックリン汗腺では分泌細胞と汗管細胞の核に活性型EGF受容体が存在した。アポクリン汗腺では分泌細胞の細胞質と核に活性型EGF受容体が存在した。C-Raf、A-Rafの分布は活性型EGF受容体の分布に一致していた。これらの結果はEGFは汗腺分泌細胞で産生されinternal autocrineの機序で分泌細胞自身の機能を調節し、汗管にはparacrineの機序で機能を調節していることを示している。持続的に鋭敏に発汗量を測定できる機器を用いて、アトピー性皮膚炎患者における、コリン性発汗と精神性発汗を健常人と比較検討した。持続発汗測定器で測定した結果では、アトピー性皮膚炎患者ではコリン性発汗は持続時間が有意に延長していた。精神性発汗に関してはアトピー性皮膚炎患者と健常人の間には有意差はなかった。これらの結果は、アトピー性皮膚炎患者ではエックリン汗腺におけるコリン刺激の不活化機能に異常があることを示している。EMPD組織を固定後Lowicryl K4Mに包埋し光学顕微鏡用と電子顕微鏡用の切片を作成した。切片上でcationic goldを用いて、pH2.0あるいはpH7.4で標識した。光学顕微鏡観察は銀増感後に行った。Cationicgold標識前にneuraminidase、chondroitinase ABC、heparitinaseによる消化を行い、陰性荷電部位の酵素感受性を検討した。約20%のページェット細胞の細胞質がpH2.0のcationic goldで強く標識された。電顕で観察すると、ページェット細胞の細胞質に存在する電子密度の低い空胞が標識されていた。これらの陰性荷電部位はneuraminidaseにより消化されたが、chondroitinase ABCやheparitinaseによって消化されなかた。したがって、EMPDはアポクリン汗腺型の陰性荷電部位を発現しており、エックリン汗腺や表皮の陰性荷電部位とは性質が異なっていた。人間の汗にはEGFが含まれ、人汗腺にはEGF受容体が存在することが知られている。人汗腺における総EGF受容体と活性型EGF受容体分布を検討した。活性型EGF受容体に特異的な抗体を用いて、共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて観察した。

エックリン汗腺では分泌細胞と汗管細胞の核に活性型EGF受容体が存在した。アポクリン汗腺では分泌細胞の細胞質と核に活性型EGF受容体が存在した。これらの結果はEGFは汗腺分泌細胞で産生されinternal autocrineの機序で分泌細胞自身の機能を調節し、汗管にはparacrineの機序で機能を調節していることを示している。1.皮膚混合腫瘍における陰性荷電部位の分布(2)皮膚混合腫瘍の管腔内面はcationic-goldにより標識された。Neuraminidaseで前処理することにより、この部位はcationic goldで標識されなくなった。したがって、皮膚混合腫瘍の管腔構造の内腔面にはシアル酸が存在していた。このcationic goldの標識様式はアポクリン汗腺分泌部に一致しており、エックリン汗腺分泌部や汗管とは異なっていた。2.汗腺におけるEGF刺激活性物質の分布人間の汗にはEGFが含まれ、人汗腺にはEGF受容体が存在する。人汗腺における総EGF受容体、活性型EGF受容体、C-Raf、A-Rafの分布を共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて検討した。C-Raf、A-Rafの分布は活性型EGF受容体の分布に一致していた。1.アトピー性皮膚炎における発汗異常アトピー性皮膚炎患者では免疫学的異常、皮膚バリアー機能異常の他に、種々の皮膚生理機能異常が存在することが知られている.アトピー性皮膚炎患者の発汗異常に関しては多くの研究が行われているが、定説はない.持続的に鋭敏に発汗量を測定できる機器を用いて、アトピー性皮膚炎患者における、コリン性発汗と精神性発汗を健常人と比較検討した.健常人では、持続発汗測定器とろ紙法の結果は一致した.アトピー性皮膚炎患者では、ろ紙法による発汗量の測定値は実際の発汗量よりも低い値を示した.アトピー性皮膚炎患者ではバリアー機能が低下しているために、汗が角層に吸収されてしまうのが原因と考えられる.持続発汗測定器で測定した結果では、アトピー性皮膚炎患者ではピロカルピン誘導性発汗は持続時間が有意に延長していた.精神性発汗に関してはアトピー性皮膚炎患者と健常人の間には有意差はなかった.これらの結果は、アトピー性皮膚炎患者ではエックリン汗腺におけるコリン刺激の不活化機能に異常があることを示している.2.汗腺におけるEGF刺激活性物質の分布人間の汗にはEGFが含まれ、人汗腺にはEGF受容体が存在する.人汗腺における総EGF受容体、活性型EGF受容体、C-Raf、A-Rafの分布を共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて検討した.エックリン汗腺では分泌細胞と汗管細胞の核に活性型EGF受容体が存在した.アポクリン汗腺では分泌細胞の細胞質と核に活性型EGF受容体が存在した.
食品タンパク質のカルシウム代謝調節機能による骨粗鬆症制御の探究

食品タンパク質に内在するカルシウム(Ca)代謝調節機能により,骨粗鬆症を予防するための基礎的知見を得ることを本研究の目的とした。カフェイン等のメチルキサンチン化合物をラットに、投与すると,尿中Caの排泄量の増加,骨強度の低下が観察され,骨粗鬆症のモデル動物になることを見い出した。次に,メチルキサンチン化合物投与ラットに数種の食品タンパク質を与えると,尿中Ca排泄量と骨強度とに違いがみられた。更に,高カゼイン食をラットに与えると,尿中Ca排泄量の増加と骨強度の低下が加速されたが,高大豆タンパク質食では,阻止された。従来,含硫アミノ酸含量の高いタンパク質の摂取や,高タンパク質食の摂取により,尿中Ca排泄量が増加するとの仮説があるが,本研究では,当てはまらない場合があり,食品タンパク質側の要因を再検討する必要があることが示唆された。
エノラートの異常な反応.カルバニオンの付加と多成分カップリング反応への展開

通常2種類以上のカルバニオン種が混在する系に求電子試剤を作用させると、ランダムなカップリングが進行し、生成物は混合物となると考えられる。しかしケトンから発生させた金属エノラートとアリルGrignard試薬が共存するTHF溶液に重水を作用させると、これら成分が選択的にカップリングした付加体が得られた。例えば、アセトフェノンのリチウムエノラートとアリルGrignard試薬からは、1-ジュウテリオ-2-フェニル-4-プロペノールが選択的に得られた。本反応はイミンエノラートの場合でも同様に進行し、求電子試剤として重水のみでなくアリルブロミド、ヨードメタン、3-クロロ-2-(クロロメチル)-1-プロペンを作用させることにより、3あるいは4成分の多成分カップリング反応を選択的に行うことができた。例えば、アセトンのN-ベンジルイミンのアザエノラート、アリルGrignard試薬、3-クロロ-2-(クロロメチル)-1-プロペンから2-アリル-1-ベンジル-2-メチル-5-メチレンピペリジンが得られた。本反応を利用して、共役アザジエンであるN-ビニル-N-ベンジリデンアミンとアリルGrignard試薬2当量の混合溶液中にヨードメタンを作用させたところ、N-(1-エチル-3-ブテニル)-N-(1-フェニル-3-ブテニル)アミンが選択的に得られ、合計4成分の多成分カップリング反応がワンポットで進行することも見出した。これは、1分子のアリルGrignard試薬がイミン部分に求核付加することでイミンエノラートが発生し、もう1分子のアリルGrignard試薬と求電子試剤により上記と同様に反応が進行したと考えられる。上記で得られたビスアリル化生成物に対して閉環メタセシスを行うことにより、アザスピロ環骨格や7員環アザサイクルの簡便構築法を開発できた。
インパルス放電進展過程の画像処理による定量化測光

高速ストリ-ク管、高感度CCDカメラ、マイクロコンピュ-タなどを組み合わせてストリ-ク光像測定・画像処理システムを構成した。そこで放電光強度の定量的取扱に関する基礎研究として、このシステムを用いて、インパルス電圧または交流電圧を棒対平板電極系に印加した場合の大気中およびSF6ガス中における放電光の時間進展過程を測定した。これらの記録光像にデジタルデ-タ処理を施し、光の空間的・時間的輝度分布および輝度積算値の波形などを導出した。一方,ガス絶縁変電所における微弱放電検出システムの開発のために、空気中およびSF6ガス中において絶縁物表面の近くにギャップがある場合の、放射放電光をこのシステムを用いて測定した。これらの結果は、正コロナ光の進展距離に、空気中とSF6ガス中との間の顕著な差があることを示した。空気中では、この絶縁物表面がコロナの開始や正ストリ-マ進展路に影響をもつが、SF6ガスの場合ではこの影響は僅かである。なお、放電光の発光波長スペクトル分布の測定結果では、空気の場合、気中放電と沿面放電との間に相違がみられたが、SF6ガス中では顕著な相違は見いだせなかった。これらの測定光強度は輝度階調で表すことが出来るが、この値は、種々の測定条件や用いた装置の特性などによって影響を受ける。したがって、放電現象の定量的研究のためには、この輝度階調と放射光子密度との関係を明かにする必要がある。そこで、光像測定・処理装置の校正用光源としてハロゲン分光放射標準電球を用い、短ギャップ放電による放射光子数を導出した。高速ストリ-ク管、高感度CCDカメラ、マイクロコンピュ-タなどを含む、ストリ-ク光像測定・画像処理システムを構成し、ギャップ長数mmの棒対平板電極系に高電圧を印加した場合の、大気中およびSF6ガス中における放電光ストリ-ク像および電流波形の測定・デジタル処理を行った。その結果、波高値数A程度の火花型放電電流波形の波頭長や波尾長は空気中とSF6ガス中いずれも数ナノ秒で大差が無いこと、放電光ストリ-ク像から画像処理で得られる発光量時間変化波形では、波頭長は電流波形のそれと大差ないが波尾長は短く、電離現象と励起現象の相違に基づく差があることなどを見いだした。またガス絶縁機器を想定した放電電極の近傍に絶縁物が存在する電極配置に、交流電圧を印加した場合の放電光ストリ-ク像を測定し、SF6ガス中および空気中いずれも負位相では棒電極先端に局限された点状コロナ光像が生じること、空気中の正位相では、絶縁物表面に沿ったストリ-マ進展や表面電荷を避ける放電路のストリ-マ進展が生じるのに対し、SF6ガス中では正位相でも負位相に類似した点状光像にとどまることなど見いだした。次いで、これらの放電光に類似した発光波長スペクトル分布を持つ小型同軸円筒電極系の直流正コロナ放電光を、校正用光源として用いることにより、光像測定・処理システムによる測定輝度階調値から放電による発生光子数の概略値を導き、また、4cmギャップの棒対球電極系に開閉インパルス電圧を印加した場合の、放電光ストリ-ク像や発光波長スペクトル分布の経時変化像を、分光器を組み込んだストリ-ク測光・処理システムで捕らえ、ハロゲン分光放射標準電球を用いてその定量化処理を試み、高速単一過渡放電光の空間・時間分布定量化測光の可能性を見いだした。平成2年度に構成したストリ-ク光像測定・画像処理システムを用いて、ギャップ長数mmの先端半球状棒対平板電極系におけるインパルス電圧印加時の放電ストリ-ク光像を撮影記録し,デジタル画像処理によって発光強度の空間的・時間的三次元分布図を導出して表示した。一方、電子なだれ進展と電子付着効果及び周囲空間からの光子による二次電子放出効果などを含めた放電成長機構に基づくシミョレ-ション計算を行って、電子密度、発生光子密度、正イオン密度、負イオン密度などの空間的・時間的3次元分布を導き実験結果と比較した。

また棒対球の4cmギャップ電極系に緩波数インパルス電圧を印加した場合や、5mmギャップの棒対平板電極系に交流電圧を印加した場合の大気中およびSF6ガス中における放電光の時間進展過程を測定し、それにデジタルデ-タ処理を施し、光の空間的・時間的輝度分布および輝度積算値の波形などを導出した。一方、空気中およびSF6ガス中において絶縁物表面のギャップがある場合の放電光を測定し、空気中では絶縁物表面がコロナ放電開始や正ストリ-マ進展路に影響をもつが、SF6ガスの場合ではこれらの影響は僅かであることを見いだした。なお、放電光のスペクトル分布測定結果は、空気の場合に、気中と沿面の放電に相違がみられた。しかし、絶縁物の有・無によるSF6ガス中における顕著な相違は見いだせなかった。これらの測定光の強度は輝度階調で表すことが出来る。この輝度階調から放射光子密度を導出するためには、測定システムの波長特性を明かにする必要がある。そこで、ハロゲン分光放射標準電球を用いて光像測定・処理装置の校正を行い、短ギャップ放電に於ける放射光子数を導出した。
イスラム圏における人間移動と共生システムに関する調査研究

本プロジェクトは、広域的観点から、西は東欧・トルコから東は中国沿岸部までを調査対象とし、様々な特徴をもつ諸集団が移動・共存するイスラム圏の多元的社会において、共生システムがどのように機能しているかを、とくに聖者廟に焦点を当てて調査研究した。平成6年度はブルガリア・トルコの東地中海・黒海地域を重点地域とし、共生システムの実態について調査した。平成7年度は、ペルシア湾岸地域(イラン・パキスタン)を重点地域とし、主にヒズル廟に関する現地調査を実施した。平成8年度は、さらに東方に対象地域を広げ、中国沿岸部と中央アジア(新疆・ウズベキスタン)を中心に聖者廟などの調査を実施し、あわせてトルコとイランでヒズル信仰に関する補充調査を行なった。共生システムの様相の解明を目指す本研究で中心的に調査したのは、伝統的共生システムとして位置づけられる聖者廟信仰・巡礼の実態である。とくにヒズル廟に着目し、地域社会の共生システムとしていかに機能しているか、どのように変化しつつあるかについて情報を収集した。その結果、ヒズル信仰がきわめて広域的な現象であり、多様な諸集団の共存に重要な役割を果たしていることが明らかになった。まず、トルコでの調査では、ヒズル信仰が広範に見られること、それが様々な土着的ヴァリエイションをもっていることが判明した。ペルシア湾岸地域では、ヒズル廟の分布と海民たちのヒズル廟をめぐる儀礼の実態調査を行った結果、ペルシア湾岸やインダス河流域の各地にヒズル廟が広範に分布し、信仰対象として重要な役割を担っていることが明らかになった。ヒズル廟の分布および廟の建築上の構造・内部状況を相互比較し、ヒズル廟相互のネットワークについてもデータを収集した。興味深いのは、元来海民の信仰であったヒズル廟が現在ではむしろ安産・子育てなどの信仰となり、広域地域間の人の移動を支える機能を示している点である。さらに中国では、広州・泉州などでの海上信仰の検討を通じて、イスラムのヒズル信仰が南宋時代に中国に伝わり、媽祖信仰に影響を与えたという推論を得た。また、中央アジアの中国・新疆にも広範にイスラム聖者廟が分布しているが、墓守や巡礼者に対する聞き取り調査を行った結果、ヒズル廟などと同様、聖者廟巡礼が多民族居住地域における広域的な社会統合の上で占める重要性が明らかになった。聖者廟の調査と並行して、多角的な視点から共生システムの様相を調査研究した。一つは、定期市の調査である。イラン北部のウルミエ湖周辺における調査では、いくつかの定期市サークルが形作られていることが判明した。また、パキスタンではイスラマバ-ド周辺の定期市、新疆ではカシュガルの都市および農村のバザ-ルで聞き取り調査を実施し、地域的なネットワークの実態を把握した。他方、ブルガリアでは、聞き取り調査により伝統的な共生システムがいかに機能しているかについて情報収集を行い、宗教的ネットワークを中心として伝統的システムとともに、現在の共生システムがどのような状況にあるかについて興味深い知見を得た。キプロス・レバノン・シリアでは現在、宗教・民族対立をヨーロッパによる植民地支配の遺産ととらえ、かっての共生システムの回復を試みている様子を調査した。いま一つは、言語学的観点から共生システムをとらえるための調査で、多様な民族・宗教集団が共存するイスラエル・オマーン・ウズベキスタンで実施した。イスラエルでは、ユダヤ・イスラム・キリスト3教徒の共存に関する言語学的・民俗学的データを収集した。また、ウズベキスタンでは多言語使用状況の調査を行い、共和国独立後、ウズベク語公用語化・ラテン文字表記への転換といった政策にもかかわらず、上からの「脱ロシア化」が定着とはほど遠い実態が明らかになった。以上のように、イスラム圏の異民族多重社会においては、多様な諸集団の共存を存立させる様々なレベルにおける共生システムが広域的な規模で機能している。とくに、代表的なものとして、聖者廟信仰・巡礼の実態が体系的かつ具体的に明らかになった。

興味深いのは、元来海民の信仰であったヒズル廟が現在ではむしろ安産・子育てなどの信仰となり、広域地域間の人の移動を支える機能を示している点である。さらに中国では、広州・泉州などでの海上信仰の検討を通じて、イスラムのヒズル信仰が南宋時代に中国に伝わり、媽祖信仰に影響を与えたという推論を得た。また、中央アジアの中国・新疆にも広範にイスラム聖者廟が分布しているが、墓守や巡礼者に対する聞き取り調査を行った結果、ヒズル廟などと同様、聖者廟巡礼が多民族居住地域における広域的な社会統合の上で占める重要性が明らかになった。聖者廟の調査と並行して、多角的な視点から共生システムの様相を調査研究した。一つは、定期市の調査である。イラン北部のウルミエ湖周辺における調査では、いくつかの定期市サークルが形作られていることが判明した。また、パキスタンではイスラマバ-ド周辺の定期市、新疆ではカシュガルの都市および農村のバザ-ルで聞き取り調査を実施し、地域的なネットワークの実態を把握した。他方、ブルガリアでは、聞き取り調査により伝統的な共生システムがいかに機能しているかについて情報収集を行い、宗教的ネットワークを中心として伝統的システムとともに、現在の共生システムがどのような状況にあるかについて興味深い知見を得た。キプロス・レバノン・シリアでは現在、宗教・民族対立をヨーロッパによる植民地支配の遺産ととらえ、かっての共生システムの回復を試みている様子を調査した。いま一つは、言語学的観点から共生システムをとらえるための調査で、多様な民族・宗教集団が共存するイスラエル・オマーン・ウズベキスタンで実施した。イスラエルでは、ユダヤ・イスラム・キリスト3教徒の共存に関する言語学的・民俗学的データを収集した。また、ウズベキスタンでは多言語使用状況の調査を行い、共和国独立後、ウズベク語公用語化・ラテン文字表記への転換といった政策にもかかわらず、上からの「脱ロシア化」が定着とはほど遠い実態が明らかになった。以上のように、イスラム圏の異民族多重社会においては、多様な諸集団の共存を存立させる様々なレベルにおける共生システムが広域的な規模で機能している。とくに、代表的なものとして、聖者廟信仰・巡礼の実態が体系的かつ具体的に明らかになった。平成6年度の研究においては、東地中海、黒海、エ-ゲ海地域を重点地域とし、現地調査を実施した。ブルガリアにおいては、聞き取り調査により、伝統的な共生システムがいかに機能していたかについての情報を集めた。トルコ系住民の多い、バルカン山地北麓と南部のロドペ山脈の地域においては、宗教的ネットワークを中心にした伝統的共生システムとともに、現在の共生関係がどのような状況にあるかについても、興味深い知見を得た。トルコでは、黒海とエ-ゲ海沿岸の現地調査を実施した。伝統的共生システム、とくに「ヒズル」信仰の聞き取り調査を行い、多くの聖者廟を調査した。
充填スクッテルダイトにおける異常な電子状態の中性子・X線散乱による研究

充填スクッテルダイトのうち三価イオンあたり複数のf電子がイオンから供給される希土類元素を含む化合物では、重い電子状態の可能性・電子多極子秩序の相転移などが発見されている。これらの物質における電子状態を理解するため、希土類イオンあたり2個の4f電子が供給されるPr充填系および3個が供給されるNd充填系の物性を中性子散乱法および放射光X線散乱法により研究した。・PrFe_4P_<12>の重い電子状態と反強四重極秩序相転移が注目されている。これら特異な物性をもたらすPr 4f電子の基底状態を明らかにするため、相転移が抑制されたLa希釈系の磁気励起測定を試みた。1.6Kの低温まで磁気励起エネルギースペクトルは準弾性的にブロードであり、基底状態としてキャリアーと強く混成している4f電子状態が明らかとなった。また散乱断面積の定量的な評価を行ったところ、結晶場擬似四重項状態で近藤効果が強く効いているとするモデルとよく対応することがわかった。・PrRu_4P_<12>において63Kで金属から非金属的に相転移する時、二種類の異なるPrイオンの4f電子状態が周期配列することを非弾性中性子散乱と偏極中性子回折により明らかにしていた。さらに放射光X線共鳴散乱実験を実施したところ、Pr L_<III>吸収端近傍で同様の周期構造の観測に成功し、4f電子状態の変化が金属-非金属転移に伴って現れることを見いだした。・NdFe_4P_<12>は2Kで強磁性秩序転移を示すが、100K以下では高密度近藤効果物質のように電気抵抗の増大を示す系である。この物質の低エネルギー磁気励起測定を試みたところ、数meVの範囲に準弾性的な散乱強度が見られ、キャリアーとNd 4f電子の混成の可能性を得た。・NdOs_4Sb_<12>も0.9Kで強磁性転移を示しながら、大きな電子比熱係数をとる重い電子的な物質である。この物質を合成し、4f電子の結晶場分裂状態を中性子非弾性散乱法で調べた。23meVと30meVに明瞭な結晶場励起ピークを観測し、基本的に4f電子はNdに局在することが明らかとなった。・上記の成果を含む報告を強相関電子系国際会議SCES'05や日本物理学会などで行った。三価イオンあたり複数のf電子がイオンから供給される希土類元素を含む化合物での、重い電子状態の可能性、磁性・電気多極子およびそれらの自由度を介した相転移を理解するため、イオンあたり2個の4f電子が供給される充填スクッテルダイトの物性を中性子散乱法により研究した。・PrFe_4P_<12>の重い電子状態から反強四重極秩序相への相転移が注目されている。反強四重極相ではFeイオンの変位による構造相転移が起こるが、これと対称性が同じPr 4f電子四重極の秩序変数を特定することを目的として偏極中性子回折実験を行った。立方晶の[100]と[011]軸方向に磁場をかけたとき、いずれもO_<20>=2J_z^2-J_x^2-J_y^2と表現できる四重極の期待値が有限であることが分かり、少なくともこれらの成分を含む秩序であることを明らかにした。・PrRu_4P_<12>は63K以下でRuとPの原子変位による構造変化を伴って金属から非金属的に相転移する。この相転移における4f電子の役割を非弾性中性子散乱と偏極中性子回折により調べた。高温金属相では4f電子状態はブロードな結晶場レベルとして観測された。転移温度以下では伝導電子数と原子変位の急激な温度変化のため、結晶場準位の数meVにわたる移動とスペクトル幅の先鋭化が起きた。さらに二種類の異なる結晶場準位をとるPrイオンが存在し、相転移によって現れる結晶格子変調構造と同じ周期で配列することが見いだされた。このような4f電子の結晶場状態の低温での劇的変化は、周囲のイオンを源とする伝導電子との混成によって説明できる。4f電子を持たないLaFe_4P_<12>が絶縁体転移を起こさないことを考慮すると、この混成効果が金属-非金属相転移に重要な役割を担っていと言える。・上記の成果を強相関電子系国際会議SCES'04(7月、ドイツ・カールスルーエ)などで発表した。

また散乱断面積の定量的な評価を行ったところ、結晶場擬似四重項状態で近藤効果が強く効いているとするモデルとよく対応することがわかった。・PrRu_4P_<12>において63Kで金属から非金属的に相転移する時、二種類の異なるPrイオンの4f電子状態が周期配列することを非弾性中性子散乱と偏極中性子回折により明らかにしていた。さらに放射光X線共鳴散乱実験を実施したところ、Pr L_<III>吸収端近傍で同様の周期構造の観測に成功し、4f電子状態の変化が金属-非金属転移に伴って現れることを見いだした。・NdFe_4P_<12>は2Kで強磁性秩序転移を示すが、100K以下では高密度近藤効果物質のように電気抵抗の増大を示す系である。この物質の低エネルギー磁気励起測定を試みたところ、数meVの範囲に準弾性的な散乱強度が見られ、キャリアーとNd 4f電子の混成の可能性を得た。・NdOs_4Sb_<12>も0.9Kで強磁性転移を示しながら、大きな電子比熱係数をとる重い電子的な物質である。この物質を合成し、4f電子の結晶場分裂状態を中性子非弾性散乱法で調べた。23meVと30meVに明瞭な結晶場励起ピークを観測し、基本的に4f電子はNdに局在することが明らかとなった。・上記の成果を含む報告を強相関電子系国際会議SCES'05や日本物理学会などで行った。
金属-金属結合を構造モチーフとしない非クラスター型多核金属錯体に関する研究

多核金属種は、金属中心の共同作用により、単核種では達成されない化学反応を実現できる可能性がある。本研究では、多核金属錯体中の構成金属中心による触媒機能分担に着目し、特に太陽光エネルギーによって促進される有機金属触媒反応に焦点をあてて研究を行った。太陽光エネルギー収集部位として[Ru(bipy)_3]^<2+>様種を、触媒機能部位としてパラジウム種を含んだ二核触媒を設計、合成した結果、オレフィン類の二量化や重合反応が可視光照射によって促進されることを明らかにした。多核金属錯体は複数の金属中心の機能の共同効果により単核錯体では実現不可能な有機基質活性化・変換反応を実現することが可能である。有機金属化学の領域では、これまで金属-金属結合に基づいたクラスター系が多核金属錯体の中心的な研究対象となってきたが、本研究では、金属-金属結合を構造モチーフとしない非クラスター型・分散型多核有機金属錯体の合成・反応性・触媒機能について研究を行っている。このようなシステムはクラスター系に関して補完的であるとともに、あらたな反応様式・活性化様式を提供できる可能性があり、またそれに基づいた新しい触媒機能について研究を進める。一方、分散型多核金属錯体については分子ワイヤー機能をはじめとする物性調査に焦点を当てて研究を進めている。多核金属錯体には複数の金属中心の機能の共同効果により単核錯体では実現不可能な有機基質活性化・変換反応を実現することが期待され、本研究では、金属-金属結合を構造モチーフとしない非クラスター型・分散型多核有機金属錯体の合成・反応性・触媒機能に焦点を当てて研究を行っている。1.異種金属錯体のライブラリー構築多核金属錯体の研究を進めるには異種金属錯体も含めた様々な錯体の系統的合成法の開発が必須である。まず本研究ではPNNP, PNNN配位子を含む同種および異種多核金属錯体の系統的合成にっいての研究を完了し、その生成機構を解明した。この手法を拡張して、同種・異種二核金属錯体のライブラリーを構築し、また、得られた様々な二核錯体がアリルアルコールをアリル源とするアニリンのアリル化反応の触媒として作用することも明らかにした。2.複数の金属中心の機能の複合化による新規触媒反応の開発太陽光エネルギーの化学反応への利用を目標として、二核錯体の一方に太陽光エネルギーの捕集機能を担わせ、そこで捕集されたエネルギーを適当な架橋配位子を通じて触媒機能発現をするもう一方の金属部分に伝達させて、そこで触媒反応を駆動させることを計画し、本年度は[(bipy)_2Ru(m-bpm)Pd(Me)(NCMe)]^<3+>錯体を中心に研究を進めた。この錯体のUV-visスペクトルは対応する単核フラグメントを足しあわせたスペクトルとなっているが、これとは対照的に発光は顕著に減少していることから、この減少分だけPd中心ヘエネルギー移動が起こっていることが示唆された。Ru-Pd錯体と種々の不飽和炭化水素類との反応を調査した結果、オレフィン類の二量化反応触媒となることを明らかにした。いくつかの中間体はスペク.トル的に同定することが可能で、それらに基づいた反応解析の結果二分子目の基質の挿入段階に光照射が必須であることを明らかにした。金属-金属結合を構造モチーフとしない非クラスター型多核有機金属錯体について多金属種による触媒効果発現原理の解明とともに新触媒反応系開発に焦点をあてて、本年度は以下の二つのテーマについて研究を実施した。太陽光エネルギーを駆動力とする触媒反応の開発を目標として、二核錯体[(bipy)_2 Ru(μ-L)Pd(Me)(NCMe)]^3+の一方の金属中心(Ru)で捕集された光エネルギーを架橋配位子を通じて触媒機能発現をするもう一方の金属部分(Pd)に伝達させて、そこで触媒反応を駆動させることを計画した。架橋配位子(L)として共役系ビピリミジンに加えて、σ結合のみでRuユニットに結合した配位子も採用し、架橋配位様式及び各配位様式及び各配位子上の置換基効果について調査した結果、Ruから架橋配位子へのMLCT遷移が優先的に起こること、光吸収ユニットと反応サイト間での強い電子的相互作用、励起寿命の伸長等の因子が、効率的なPdへのエネルギー移動を誘起して、反応効率を向上させることを明らかにした。金属中心の共同作用を利用する基質活性化に向けて、中心部分にピラゾレートを含む二核化PNNP配位子に続いて金属間距離が短くなる系を分子設計して、本年度はフタラジン骨格を含むPNNP^Ph配位子を中心に研究を進め、以下の結論を得た。(1)PNNP系と比べて金属間距離が短くなっており、場合によっては金属-金属結合が形成される。(2)中性配位子であるため

PNNP系とは電荷が異なってカチオン性が高まる結果、逆供与結合が弱まって、配位子解離が促進され、後続反応が進行する。また(3)高酸化状態が安定化されるために酸化的付加反応が起こる。来年度以降は二核錯体を用いて触媒反応への展開をはかると共に、電子構造解析を行って均一系・不均一系触媒を含む多核金属系における金属の役割分担の原理の解明を図る。金属-金属結合を構造モチーフとしない非クラスター型多核有機金属錯体について多金属種による触媒効果発現原理の解明とともに新触媒反応系開発に焦点をあてて、本年度は以下の二つのテーマについて研究を実施した。太陽光捕集Ru部位と触媒機能発現Pd部位をビピリミジン配位子(L)で架橋した二核錯体[(bipy)_2Ru(μ-L)Pd(Me)(NCMe)]^<3+>を用いるとオレフィン類の光触媒的二量化反応が進行するので、この反応をプローブとして反応機構解明ならびに触媒活性のチューニングを行った。その結果、二番目の基質が挿入する段階が光照射によって促進されること、Ru部分からPd部分へ効率的なエネルギー移動を起こさせるためにはRu部分に電子供与性置換基を、ビピリミジン部分に電子求引性置換基を導入することが有効であり、このことをDFT計算によって明らかにした。金属中心の共同作用を利用する基質活性化に向けて、中心部分にピラゾレートを含む二核化PNNP型配位子について研究を行っているが、今年度はピラゾール間とリン原子の間のアルキレン鎖をエチレン鎖にした誘導体を合成し、これまで合成してきた誘導体と構造及び反応の特性を比較して、金属間距離及び金属上の電荷の効果について調査した。その結果、同じ金属(Rh)を用いても金属間距離に応じて配位子の配位構造が異なること、また陽イオン性が高い種の方が取り込み活性が高いことを明らかにした。この結果を応用すると配位子と金属の相互作用を調整することが可能となるため、触媒反応活性の理解につながるので、最終年度は新触媒反応開発に重点を置いて研究を進める。可視光エネルギーによって促進される有機触媒反応開拓を行った。基本コンセプトは、光を吸収するユニットと触媒機能を発現しうるユニットを、適当な配位子で架橋ないし(分子内系)、混合して(混合系)、前者で吸収した光エネルギーを後者に伝搬して、触媒反応を達成しようとするものである。光吸収ユニットとしては[Ru(bipy)_3]^<2+>(TB)様ルテニウム錯体を用い、触媒反応部位としては8族金属種を採用した。分子内系については、種々の架橋窒素四座配位子(L)を含む置換活性なPd-Meユニットを含む二核錯体[(bipy)_2Ru(μ-L)PdMe(NCMe)]^<3+>が、オレフィンの二量化に対して触媒活性を示した。中でもビピリミジン架橋触媒がが最も高い活性を示し、置換基効果を実験および分子軌道計算によって明らかにした。また、可視光のみならず紫外光まで幅広く光エネルギーを吸収するためにナフチル基を導入した錯体を合成した結果、紫外光で励起してもエネルギー移動を経てRu上で発光すること、励起寿命が著しく伸長することが明らかとなった。スチレンとの反応では重合が進行することを見出し、励起寿命が伸長したために挿入反応が優先することが明らかとなった。クロスカップリング反応についてはホスフィン配位子を含む二種類の触媒系を検討した結果、混合触媒系が高活性を示した。
炭酸ガス排出抑制型スクラップ溶解プロセスの開発

本研究では従来から高炉、汚泥溶解炉、高周波溶解炉等の研究で蓄積してきた研究成果を展開し、酸化鉄系廃棄物をコ-クス充填層内で高効率で溶融処理するプロセスの研究をおこなった。酸化鉄層の還元には炭材内装ブリケット法を採用し、まず、還元の速度論的研究を行った。次いで、コ-クス充填層シャフト炉内のガス流れ、固体流れ、固体の溶解現象を基礎実験で確かめた。さらに、従来報告されている種々の化学反応速度、(炭材の燃焼反応、ソルーションロス反応、浸炭反応など)を考慮した移動現象論的プロセスモデルを構築し、数値計算により最適操業条件の検討を行った。得られた結果の要約は以下のとおり。1)炭材内装ブリケットの還元反応速度を測定し定式化した。2)還元ガスから固体鉄への浸炭速度を測定した。3)浸炭の機構を調べ、高温顕微鏡により浸炭と溶融温度との関係を測定した。4)固体炭素から固体鉄への浸炭速度を測定し、ガスからの浸炭速度と比較した。5)コ-クス充填層によるスクラップ溶解プロセスの数学的モデルによる数値シミュレーションをおこなった。以上の結果は研究発表欄に示すように、いつかの学協会誌に発表されいている。本研究の目的を達成するための主要な課題は下記の4項目であった。1.充填層中におけるスクラップの溶解挙動2.炭材内装プリケットの低還元性雰囲気下における還元挙動3.FAR炉の操業法をベースとした高効率シャフト炉プロセスにおける固体,融体の運動4.プロセスの総合的シミュレーションによる性能評価第1項目についてはスクラップの溶解には炭素の浸炭による融点の低下とガスとの向流接触による伝熱および溶融の速度論的研究が必要であり,浸炭を伴う軟化溶融試験装置,融点測定用急速加熱観察装置を新しく購入する。この研究により,基本的なプロセスの溶解性能が評価できるようになる。第2項目については,軟化溶融点以下における炭材のガス化と酸化鉄屑の還元の同時進行反応の解析であるが,重量分析とガス分析を組みあわせることにより測定可能であり,既存の装置と計測機器で一部測定を行っている。試料,還元ガス等の消耗品が必要である。第3項についてはコールドモデル実験によるガス,固体,液体の移動現象の解明と疑熱間模型による伝熱の速度論的研究を行う。第4項は上記3項の成果を取り込んだ数学的モデルを作成し,操業予測を行い,プロセス全体の性能評価を行う。(スーパーコンピューター使用料と端末出力用機器)平成7年度には第1項目については購入予定の融点測定用急速加熱観察装置を使い,浸炭と溶解速度の検討(高橋分担),第2項目については既設の装置を使った炭材内装ブリケットの還元挙動(秋山分担),第3項目についてはコールドモデルによる異形充填物充填層における通気抵抗(埜上分担),研究の総括および移動現象論に基づく数学的モデルの作成(八木分担)の研究を行った。1.CO-CO_2雰囲気における固体鉄への浸炭速度純鉄板を試料とし,温度973K-1423K,CO濃度100%-70%の条件下で,熱重量天秤により,浸炭過程中の重量変化を連続的に測定した。CO雰囲気中において,970K以下ではほとんど浸炭せず,1300K付近では浸炭速度は最大となった。1273KのCO-CO_2混合ガス中において,CO_210%以上ではほとんど反応しなかった。COガスの解離吸着および吸着酸素とCOガスとの反応の2つの素過程を考慮して導出した浸炭速度式により,測定結果をよく説明することができ,速度定数の温度依存性を表す式を求めた。2.浸炭鉄の炭素濃度分布ならびに溶融温度の測定COガスから浸炭された鉄の炭素濃度分布と溶融温度を機器分析と高温顕微鏡法によって測定した。その結果,浸炭鉄中の炭素の存在形態は主にCarbideとCarbonであることがわかった。また,浸炭過程の炭素は鉄表面で濃度が高い分布となっていた。表面溶融はFe-C相図上の液相線よりも低く,約1640Kで始まった。これはFeOの溶融温度に相当し,鉄表面の炭素濃度に依存せずに一定であった。

鉄酸化物はCOガスから解離した酸素と個体鉄との反応によって生成したものであると推定される。浸炭鉄の溶融温度は鉄表面の炭素濃度に依存しており,この濃度依存性を実験値に基づき定式化した。3.本年度の研究で得られた固体鉄への浸炭速度,浸炭が鉄の溶融に及ぼす影響,ならびに昨年報告した酸化鉄屑とコ-クス粉から作成したブリケットの還元速度を使用して,次年度は移動層型溶銑製造プロセスの数学的モデルを開発し,プロセスの操業特性やエネルギー効率,環境保全への寄与度を検討する。本研究では従来から高炉、汚泥溶融炉、高周波溶解炉等の研究で蓄積してきた研究成果を展開し、酸化鉄系廃棄物をコ-クス充填層内で高効率で溶融処理するプロセスの研究をおこなった。酸化鉄屑の還元には炭材内装ブリケット法を採用し、まず、還元の速度論的研究を行った。次いで、コ-クス充填層シャフト炉内のガス流れ、固体流れ、固体の溶解現象を基礎実験で確かめた。さらに、従来報告されている種々の科学反応速度(炭材の燃焼反応、ソルーションロス反応、浸炭反応など)を考慮した移動現象論的プロセスモデルを構築し、数値計算により最適操業条件の検討を行った。得られた結果の要約は以下の通り。1)炭材内装ブリケットの還元反応速度を測定し定式化した。2)還元ガスから固体鉄への浸炭速度を測定した。3)浸炭の機構を調べ、高温顕微鏡により浸炭と溶融温度との関係を測定した。4)固体炭素から固体鉄への浸炭速度を測定し、ガスからの浸炭速度と比較した。5)コ-クス充填層によるスクラップ溶解プロセスの数学的モデルによる数値シミュレーションをおこなった。以上の結果は研究発表欄に示すように、いくつかの学協会誌に発表されている。
帯域可変型干渉計による重力波検出器の高感度化

重力波は、アインシュタインの一般相対性理論によりその存在を予言された光速で伝わる時空のひずみであるが、未だ直接検出はなされていない。そこで現在、重力波検出を目的として、日本のTAMA300をはじめ、世界各地で大型重力波検出器の建設が行なわれている。それらに用いられる検出器は、主としてパワー・リサイクリング法を用いた広帯域型干渉計を基本設計としている。しかしながら、将来の重力波天文学の創成にとっては、ある帯域内で感度を高め、しかもその帯域を自由に変えることができる、いわゆる帯域可変型重力波アンテナの実現が必須と考えられている。そこで本研究ではこの帯域可変型重力波アンテナの開発を理論・実験両面で行なってきた。各項目ごとの平成17年度の成果は以下の通りである。(1)真空中でのつり下げ鏡を用いた帯域可変型干渉計実験前年度に開発した新しい信号取得方法の有用性を、4mプロトタイプ(広帯域動作)にて実験的に確認するために、実験装置の設計・改良を行なった。特に日本の将来計画であるLCGTのための確認実験であることから、従来は使用していなかったパワー・リサイクリング・ミラーも組み込むことになった。現在、新しい信号取得法につながる方法を用いて、ファブリペロー・マイケルソン・干渉計の動作の確認がなされたところである。(3)帯域可変型干渉計のための量子非破壊計測実験ファブリペロー・マイケルソン干渉計においてポンデロモーティブ・スクイージングを利用してホモダイン検波によって標準量子限界を打ち破る実験の設計を行なった。2mgの超低質量を持つミラーを用いることにより、鏡の熱雑音を標準量子限界以下に抑えることができることがわかった。(4)カリフォルニア工科大学との40m帯域可変型干渉計に関する共同研究パワー・リサイクリングを含む吊り下げミラーを用いた帯域可変型干渉計の狭帯域動作に成功した。また、帯域可変型干渉計の狭帯域動作に特有の現象である光バネ効果についても観測し、理論の正しさを証明した。そこで本研究ではこの帯域可変型重力波アンテナの開発を行なった。平成14年度の最大の成果は、つり下げられたミラーを用い、また3倍波復調を用いた単一変調方式の信号取得法を用いた帯域可変型干渉計の特性評価を行なったことである。帯域可変型干渉計は非常に複雑な制御を必要とするため、これまで諸外国で行なわれてきた実験は全て固定鏡を用いたテーブルトップ実験であった。しかしこれでは実際の重力波検出器における、つり下げられた鏡との整合性が問題であった。そこで我々は、真空中で超小型のサスペンションシステムを導入し、より現実の重力波検出器に近いかたちで実験を行なった。また諸外国で用いられている複数の位相変調を用いた干渉計の信号取得法の複雑さを回避するため、我々は単一変調方式で3倍波復調を用いた信号取得法を考案し、それを使って干渉計を動作させた。我々はこの干渉計について、周波数応答や安定度などについての特性評価を行ない、重力波検出器としての仕様に堪えうるものであることを示し、この方式を用いた帯域可変型干渉計の基礎を確立した。各項目ごとの平成15年度の最大の成果は以下の通りである。(1)真空中でのつり下げ鏡を用いた帯域可変型干渉計実験世界初の、つり下げ鏡を用いた帯域可変型干渉計の狭帯域動作に成功した。また、光スプリング現象を確認するため干渉計の応答を測定し、この現象の確認まであと一歩のところまで迫った。(2)偏光を用いた帯域可変型干渉計のテーブルトップ実験偏光を用いた帯域可変型干渉計の動作に世界ではじめて成功した。干渉計応答などについての詳しい性能評価を行ない、狭帯域動作の確認を行なった。(3)帯域可変型干渉計の量子雑音の解析従来の変調復調を用いた信号取得方法を使いながら、量子非破壊計測の技術を導入して、量子雑音の軽減できることを発見し、そのメカニズムを解明した。(4)LCGTのための帯域可変型干渉計の設計LCGTのための帯域可変型干渉計の概念設計を行ない、信号取得メトリックスを計算した。(5)カリフォルニア工科大学との40m帯域可変型干渉計に関する共同研究腕付きマイケルソン干渉計の動作に成功。その後、帯域可変型干渉計のインストールを行なった。