hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
専用計算機による楕円銀河の衝突と緩和の研究

平成2年度は、住友電工のワ-クステ-ションUー300Tを購入し、重力多体問題専用計算機GRAPEー1を接続した。このシステムで予備的なシミュレ-ションを行なった。平成3年度は、専用LSI48個を使ったGRAPEー3をUー300Tに接続し、実効演算速度10Gflopsをマ-クした。これは世界最高速のス-パ-コンの性能を超えるものである。この豊富な計算パワ-を使って、銀河の衝突実験をたくさん行った。その結果次の2つのことが明らかになった。まず、楕円銀河は銀河同士の衝突・合体で楕円銀河の力学的性質がうまく説明できることがわかった。この研究以前は、合体では楕円銀河の力学的性質を説明できないとされていた。しかし、根拠にしていた数値実験は、粒子数が少な過ぎること、初期条件の選び方に偏りがあることが、われわれのシステマティックな数値実験で明らかになった。また、銀河の中心にある巨大ブラックホ-ルを考慮すると、楕円銀河のコア半径と銀河の明るさの関係をうまく説明できなることがわかった。次に、銀河の衝突、合体過程は非線形な波・粒子相互作用と位相混合で説明できることがわかった。従来、銀河の衝突・合体ではviolent relaxationという一種の緩和過程が発生して銀河内の粒子はいわゆるLindenーBell分布に落ちつくと信じられてきた。しかし、数値シミュレ-ションは、この予測と予盾する結果を与えていた。その理由は今まであまりはっきりしなかったが、この研究で緩和とはまったく違う性質を持つ波、粒子相互作用と位相混合だけが起こっていることがわかったので、この理由は自明になった。研究は順調に進展した。まず、GRAPEー1のクロック周波数を倍増することに成功した。その結果、ピ-ク計算速度も約240Mfopsとほぼ倍増した。次に住友電工のワ-クステ-ションUー300Tを購入し、GRAPEー1を接続した。システム全体としての実効速度は約200'Mfops相当に達していることを測定して確認した。これは、本研究遂行に十分な性能である。さらに、この計算システムを使い銀河の衝突実験を多数回行なった。計算時間はのべ1000時間に達した。その結果、楕円銀河が銀河同士の衝突・合体で作られたとする合体仮説を強く支持する次のような結果を得た。まず、中心に巨大ブラックホ-ルを持つ銀河同士の衝突・合体を調べた。2つの巨大ブラックホ-ルは力学的まさつで次第にエネルギ-を失い中心に落込んでゆく。最後には重力波を放出しながら合体する。その過程で、中心付近にある小さな構造は全部粉砕される。また発生する重力エネルギ-により、中心部が温められて膨張する。これらの結果、ブラックホ-ルの質量と同程度の質量を持つ等温コアが形成されることがわかった。これは楕円銀河のコアの力学的構造とよく一致する。次に、色々な衝突パラメ-タ-で銀河の衝突実験を行い、できた合体銀河の大局的な物理量、例えば、中心速度分散や最大回転速度などを調べた。これらは楕円銀河の観測デ-タとよく一致した。このように、合体仮説で楕円銀河の力学的性質のほとんどをうまく説明できることがわかった。昨年度購入した住友電工のワ-クステ-ションUー300Tに,専用LSI48個を使った重力多体問題専用計算機GRAPEー3を接続し実効演算速度10Gflopsをマ-クした。これは世界最高速のス-パ-コンピュ-タを超えるものである。この豊富な計算パワ-を使って、楕円銀河の衝突実験を世界に類を見ないほどたくさん行った。その結果,次の2つのことが明らかになってきた。

まず、楕円銀河同士の衝突・合体でできたとする合体仮説で楕円銀河の力学的性質がうまく説明できることがわかった。この研究以前では,合体仮説では楕円銀河の力学的性質がうまく説明できないとする説が大勢を占めていた。しかし、その説が根拠にしていた数値実験は、粒子数が少なすぎること,初期条件の選び方に偏りがあったことなどがわれわれの大規模なしかもシステマティックな数値実験で明らかになった。また、その実験の過程で銀河の中心にある巨大ブラックホ-ルの存在を考慮すると、楕円銀河のコア半径と銀河の明るさの関係をうまく説明できることがわかった。次に、銀河の衝突・合体過程は非線形な波・粒子個相互作用と位相混合の重ね合わせだけで説明できることがわかった。従来、銀河の衝突・合体ではviolent relaxationという一種の緩和過程が発生して銀河内の粒子はいわゆるLindenーBell分布に落ちつくと信じられてきました。しかし、数値シミュレ-ションはこの予測とは予盾する結果を与えていた。その理由は今まではっきりしなかったが、本研究で緩和とはまったく違う性質を持つ波・粒子相互作用と位相混合だけが起こっていることがわかったので、この理由も自明になった。
半導体レーザ励起マイクロチップ固体レーザの非線形ダイナミクスと応用に関する研究

半導体レーザ(LD)励起マイクロチップ固体レーザを舞台にして、多自由度非線形システム(複雑系)に共通に発現する普遍ダイナミクスの抽出、非線形レーザ科学の創出ならびにLD励起薄片レーザの特長を利用した応用分野の開拓を目指して研究を進め、以下の成果が得られた。1.非線形ダイナミクス(1)多モードレーザにおいて、モード間の「ネットワーク形成」、「カオス同期」、およびレーザに普遍的に存在する2つの運動形態(ソフトおよびハードモード)をランダムにスイッチングする、明確な「カオス的遍歴」を見出し、:シュミレーションにより再現した。いづれも、レーザ複雑系の普遍現象として意義深いものである。(2)LDによりそれぞれ対称および非対称励起された2個の直交偏光発振薄片固体レーザの対面結合により、「バースト同期現象」を発見した。パラメータ掃引による結合非線形振動子系の応答として興味深い。(3)LD励起大口径薄片固体レーザでの散逸パターン形成をLNP、Nd:GdVO4およびNd:YAGセラミックレーザを使って追求し、共振器端面の微細な凹凸や晶壁構造に起因する「lasing channel」の形成による横モードの局在モードへの分裂と付随して発現する動的不安定性を発見し、励起ビーム形状ならびに熱レンズ効果の影響を系統的に明らかにした。併せて、新奇な非線形レーザ発振パターンを発見した。2.超高光感度レーザ計測(1)自主開発した「自己混合レーザ計測法」にキャリア周波数多重光帰還を導入し、ヒエゾ振動子の実時間多点振動計測を実現し、静電容量変位計により振動振幅の高精度計測を実証した。(1)LD励起薄片固体レーザを用いて、微粒子の平均粒径の迅速・高精度な計測装置を開発した。変調波パワースペクトルの粒子径(20nm-500nm)並びにその濃度依存性(0.001-10%)を系統的に測定し、Rayleigh-Debye-Gansの理論が正確に再現された。変調パワースペクトルから直接に、混合試料の迅速な粒径分布計測を達成した。(2)開発した自己混合レーザ粒子計測装置のバイオセンサーへ適用を試みた。海水中を運動する植物プランクトンを散乱体として計測を行った。自発的には動けないブラウン運動するプランクトンでは、レーザはローレンツ型の変調パワースペクトルを呈し、:大きさの迅速な測定が達成された。鞭毛を素早く動かし運動するプランクトンの速度統計分布の計測に世界に先駆けて成功し、ガウス統計に従うことが見出された。半導体レーザ(LD)励起マイクロチップ固体レーザを舞台にして、多自由度非線形システム(複雑系)に共通に発現する普遍ダイナミクスの抽出、非線形レーザ科学の創出ならびにLD励起薄片レーザの特長を利用した応用分野の開拓を目指して研究を進め、16年度は以下の成果が得られた。

1.複雑系のダイナミクス(1)多重∧型遷移レーザにおける動的不安定性を初めて実験的に見出し、発振モードのグループ化とグループ間での情報ネットワークの形成を我々が開発した情報還流解析法により明らかにした。これらの現象は理論的に良好に再現された。大域的に結合した非線形振動子における自己秩序化の形態として意義が成果である。(2)周波数シフト光帰還多モードレーザにおいて、レーザに普遍的に存在する2つの運動形態(ソフトおよびハードモード)をランダムにスイッチングする、明確な「カオス的遍歴」を見出し、ポアンカレ写像、時間-周波数連結解析、情報還流解析により物理的素過程を解明し、シュミレーションにより良好に再現した。2.非線形レーザ科学LDによりそれぞれ対称および非対称励起された2個の直交偏光発振薄片固体レーザの対面結合により、「バースト同期現象」を発見した。非対称励起された「量子ビリアードレーザ」に形成される時間的に変動する非直交横モード間のビート波が、交差飽和を介して2つのレーザに変調を誘起すること、変動するビート周波数が緩和振動周波数をよぎる際に2つのレーザで同時にカオス的バーストが発生すること、などを周波数連結解析により解明した。パラメータ掃引による結合非線形振動子系の応答として興味深い。3.応用研究(1)「自己混合レーザ計測」にキャリア周波数多重光帰還を導入し、ピエゾ振動子の実時間多点振動計測を実現し、静電容量変位計により振動振幅の高精度計測を実証した。計測限界は10nmが得られた。(2)自己混合レーザ計測法を微粒子のブラウン運動計測へ応用し、100-500nmのポリスチレンラテックス群の中中での平均運動の実時間計測に成功し、アインシュタイン則からのずれとその法則性を見出した。また、レーザ変調出力のパワースペクトルのフィッティングより迅速な平均粒径計測を達成した。1.散逸パターン形成と非線形ダイナミクス(1)0.3mm厚の端面鏡付きNd:GdVO_4薄片固体レーザを対物レンズによりLD端面励起し、励起パワーの増加による不規則横モード→TEM_<00>モードへの遷移と、不規則横モード発振に付随して発現する高速変調ならびにカオス振動を観測した。高フィネス薄片ファブリ・ペロー光共振器では、通常の光学研磨であるλ/10(λ:波長)程度の端面平面度においても、ランダムな光散乱と干渉により複数の「局在モード」での発振が起こり、これらの局在モード間のビートによる強度変調が発現することを理論・実験的に示した。励起パワーの増加により熱レンズ効果が支配的になり局在モードがTEM_<00>モードへ遷移することを併せて検証した。(2)日本で開発されLD励起固体レーザとして注目されているNd : YAGセラミックレーザにおいて、単結晶グレイン境界の発振パターン形成への影響を様々なNd濃度のLD励起端面鏡レーザ構成(厚さ1mm)で追求した。網の目状に存在する晶壁による、発振横モードの複数の「局在モード」への分離と局在モード間のビートによる複雑・多様な強度変調波形、準周期・カオス振動を観測した。また、晶壁に取り込まれたと推察される欠陥によるQスッチ的周期パルセーションを発見した。これらの現象は、導出した結合局在モードレーザのモデルにより理論的に検証された。
「綱」を超越した異種間に社会的絆は成立するか－メソトシンを手掛かりとした研究

鳥類のペプチドホルモン「メソトシン」は、哺乳類における「オキシトシン」と相同のペプチドホルモンである。オカメインコは、ヒトに良く懐き、ヒトと社会関係を築くことができるコンパニオンバードである。本研究では、ヒトと哺乳類以外の他種間での社会的絆とホルモンの関連を調べるために、ヒトとの見つめあいやふれあいによって手乗りオカメインコのメソトシン量に変化が起こるかを調べた。手乗りオカメインコにおける血中のホルモン測定は、採血によるストレスとトリとの社会関係が崩壊する恐れがあり、非浸襲的な測定方法を確立する必要があった。そこで、メソトシンも100%交差することが判明しているオキシトシン検出・測定用のELISAキットを用いて、オカメインコの尿部分を含む糞中のメソトシンの測定方法の確立を行った。次に、飼育者であるヒトとのふれあいによるオカメインコのメソトシン量の変化を測定した。実験個体のオカメインコとヒトがふれあう前と後の時間に採集した複数個の糞と、別日のふれあわなかった場合のオカメインコの複数個の糞を収集し、メソトシン量を測定した。メソトシンは他のホルモンのように日内に変動する可能性があるため、同時刻に糞を採集し、相対値での比較を行った。その結果、触れ合いとメソトシン量の変動の規則性や有意差は認められなかった。オカメインコは知っているヒトを見たり、別個体のオカメインコとヒトとふれあっているのをケージの中で見ているだけでも、メソトシンが変動している可能性があり、できるだけ要因を排除した実験の設定が難しいことがわかった。本研究では、非侵襲的な方法を用いて、ホルモンから情動を調べる手がかりを得られることが判明し、メソトシン以外のホルモンの測定にも応用が可能であると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
東アジア文化と近代法--日本と韓国の比較研究を通して--

当初に提出した研究計画で示した本プロジェクトの目的は基本的に達成した。すなわち、日韓の法文化についてそれぞれと西欧法文化との関係を念頭に置きつつ、法哲学的・法思想史的・国家学(憲法学)的に比較研究する第一歩を踏み出すことは、十分にできた。そのことは、日韓両国の本プロジェクトの構成員やその他の研究者の参加した五次にわたる共同研究およびそこでの報告を活字化して発表したものに示されている。その中で最も重要な成果と思われるのはわれわれの課題を更に具体化していく包括的方向性が新たに共有されてきたことである。細部の縷々たる報告を行うよりその点を示す方が、短文での報告としてはリアリティを有すると思われるので、以下ではその点を中心に述べる。日韓両国が共通に継受した西欧近代法は、非西欧文明の中では十分に発達しなかった「市民社会(civil society)」の発展を背景に、キリスト教文明に支えられた職業倫理に担われて成立した近代資本主義的経済体制及びそれと相互支持の関係に立った主権国家体制の中で成立・発展したものであった。そして日韓両国の法文化の特質は、これれまではそれを範型として、それからの<遅れ>として問題化されてきた。しかし、現在では非西欧の、とりわけ東アジア地域における資本主義的経済発展がめざましい。その中で、現在の日韓両国は一つの分岐点にさしかかっている。西欧化の道を更に進むのか、それとも自らの経済的成功を固有文化に支えられとものとみて、固有の発展方向を自覚的に辿るのかの分岐点である。これは、現在の日本を含めたアジアが自覚的に答えていく必要のある緊急の課題となっている。この問題はいわゆる「儒教資本主義論」を包摂しえている。これまでは、ウェーバーの議論に即していえば、プロテスタンティズムの世俗的禁欲が結果的に資本主義の精神を生み出したと見る一方で、儒教の中に市民主義を生み出すエ-トスは存在しないと断定されてきた。しかし、日本や韓国が資本主義を生み出したこと、NIESの国々が次々とそれを生み出すことに成功しつつあることは否定しえない現実である。とすれば、儒教的文化の内部にも、資本主義の起動力となるエ-トスが存在したといいうる。それはいかなるものであり、いかなるメカニズムを通して資本主義形成に至ったのか。またそれはいかなる特質をもった資本主義社会を、いかなる法文化を形成していくのか。別言すれば、西欧的権利観念(法観念)とは異質の権利観念(法観念)--儒教的メンタリティー-に支えられた経済発展とそれに基礎を置く社会形成は、どのような特質をもった社会秩序形成を行いうるのか。そして、近代西欧において成立した法学的世界観・人権観がキリスト教的な宇宙観・世界観・人間観と親和的なものであったとすれば、儒教的メンタリティー-これも実は一概に概括することを許さぬヴァリエーションをもっているのだが--に領導される社会形成は、それとどのような関係に立ちうるのかが問題となるからである。この問題を<西欧に対するアジアの遅れ>といったパラダイムとは別の枠組で考える必要がある。このような問題の解明は、<アジアの西欧との遭遇>というここ1.5世紀から2世紀にかけての歴史が<経済的水準でのアジア(の一部)の西欧への追いつき>という形で実践的・現実的に一応の総括をなされるべき段階にきていることを踏まえてなされるべきだろう。我々の研究は、この問題に踏みこんでいかなければならない。そしてこの問題を各専門領域で具体的に課題化していかなければならない。そのための基礎的作業はほぼ達成された。それを踏まえて更にこの課題への取り組みに成功すれば、我々のプロジェクトは、現代的に法律学の領域にとどまらない大きな意味をもちうるであろう。

この問題はいわゆる「儒教資本主義論」を包摂しえている。これまでは、ウェーバーの議論に即していえば、プロテスタンティズムの世俗的禁欲が結果的に資本主義の精神を生み出したと見る一方で、儒教の中に市民主義を生み出すエ-トスは存在しないと断定されてきた。しかし、日本や韓国が資本主義を生み出したこと、NIESの国々が次々とそれを生み出すことに成功しつつあることは否定しえない現実である。とすれば、儒教的文化の内部にも、資本主義の起動力となるエ-トスが存在したといいうる。それはいかなるものであり、いかなるメカニズムを通して資本主義形成に至ったのか。またそれはいかなる特質をもった資本主義社会を、いかなる法文化を形成していくのか。別言すれば、西欧的権利観念(法観念)とは異質の権利観念(法観念)--儒教的メンタリティー-に支えられた経済発展とそれに基礎を置く社会形成は、どのような特質をもった社会秩序形成を行いうるのか。そして、近代西欧において成立した法学的世界観・人権観がキリスト教的な宇宙観・世界観・人間観と親和的なものであったとすれば、儒教的メンタリティー-これも実は一概に概括することを許さぬヴァリエーションをもっているのだが--に領導される社会形成は、それとどのような関係に立ちうるのかが問題となるからである。この問題を<西欧に対するアジアの遅れ>といったパラダイムとは別の枠組で考える必要がある。このような問題の解明は、<アジアの西欧との遭遇>というここ1.5世紀から2世紀にかけての歴史が<経済的水準でのアジア(の一部)の西欧への追いつき>という形で実践的・現実的に一応の総括をなされるべき段階にきていることを踏まえてなされるべきだろう。我々の研究は、この問題に踏みこんでいかなければならない。そしてこの問題を各専門領域で具体的に課題化していかなければならない。そのための基礎的作業はほぼ達成された。それを踏まえて更にこの課題への取り組みに成功すれば、我々のプロジェクトは、現代的に法律学の領域にとどまらない大きな意味をもちうるであろう。各研究メンバーの固有の問題意識の相互理解に努める中で、次のような問題点を共有するに至った。即ち、1.日韓両国の社会編成は「タテ社会」としての共通性を有しており、その構造が、西欧近代法との対比における両国の人々の規範意識の特質を形成している。その「タテ」の具体的あり方にいかなる差異と共通性があるのか、そこに日韓両国の比較法文化論上の核心がある。その構造的特質を制約している最大のものは、「家族制度」・「婚姻制度」であろうことが、ほぼ共通の了解となった。2.川島法社会学が韓国にもかなり妥当するという意見が韓国側に強かった。それがいかなる意味においていえるのかは、1.の問題の法哲学的・法理論的側面に関わっており、この点に関する意見が活発に交換された。3.制度的・制度史的次元でとりわけ問題として浮上してきたことは、韓国文化では、父系の血統が実体的価値として評価されており、それが家族制度の中で規定的な役割を占めているが、日本文化においては、養子制度のあり方に象徴されているように、父系血統がもつ価値はかなり脱実体化されており、その分日本の「家」は機能化されているということであった。また種々の社会集団が機能化された「家」観念に擬制されやすい特質を有しているということである。天皇制国家・家元制度・親分子分の関係等。
南北戦争下における解放民教育と人種・ジェンダー編制:米国南部「再建」に関する研究

本研究は、奴隷解放期に元奴隷を対象とした教育の背景と思想を、SC州のペン解放民学校に着目して考察する。南部社会「再建」のプロジェクトとして重要な役割を担った実験的教育を通して、新南部における黒人教育史の出発点を明らかにし、その上で当該社会における人種・ジェンダー・南北地域間関係の再編過程を描くことを目的とする。具体的には次の三本柱を目標とする。第一に、ペン解放民学校史を実証的に明らかにし、第二に、戦時下・戦後の国民国家形成と市民権構想における政策者による解放民教育の位置づけと評価の検討、第三に、人種・ジェンダー・セクション間の権力関係の変容と、教育への様々なアプローチや「政治」の考察である。20年度に目標の第二を中心に検証したので、21年度は第一の目標、ペン学校史を実証的に解明する作業を行った。21年度は詳細な学校史を確認し、学校を黒人史上や、南北戦争・再建期、南部史の文脈に位置づけた。20年度に収集したコピーやマイクロフィルムの学校や解放民局の記録や新聞など膨大な量の史資料を整理しながら読みこむ作業や、インタビューの解析作業に多くの時間を費やした。さらに私の研究内容に最も近い著書を出版した歴史家H.Williams氏の来日講演の際に意見交換し、黒人史/教育学の専門家のI.Perry氏によるアメリカ学会年次大会への来日時に、国際セミナーでコメント報告を行ったことが意義意義深かった。またL.Newman氏、H.White氏、W.Link氏、N.Shahani氏などの専門家から研究の進展に関する助言をいただいた。日本では学会や研究会活動を通して専門家と意見交換を行い、ネットワークを少しずつ構築した。3番目の目標については、当初の研究計画は3年間であったが就職のため研究員を辞退したため、今後改めて取り組んでいく。今年度はまず年度はじめに米国へ出張し、5名の専門家と意見交換を行った。続いて、史資料の収集、マイクロフイルムの解析作業、論文の執筆作業進めた。成果として、The Japanese Journal of American Studies掲載論文では、奴隷解放後南部での解放民救助と教育活動を理解するために、領域分離のイデオロギーを鍵概念として捉えた。まずB・ウェルターによって提唱された19世紀半ばの「真の女性らしさ」概念には、人種と階級のバイアスが存在することを指摘した。黒人である解放民女性は「真の女性らしさ」を身に呈する存在とみなされておらず、また救助・教育に携わった北部白人女性の間では、領域分離の言説と実態との間に矛盾・混乱が生じていた。領域分離の概念は複雑に構築されたイデオロギーであり、1860年代の女性の生活や社会活動に多大な影響を与えた規範であることが明らかとなった。『歴史評論』掲載論文では、解放民関連事業の柱となる初期の解放民教育の実験的な性格に着目し、アボリショニストによる教育活動を検証した。教育「実験」の主な特徴として、自由労働者育成、学習意欲の証明、文明化・市民化があげられる。解放民教育実験は奴隷解放宣言の発布以前からアボリショニストが奴隷解放を現実化し、その正当性を証明する一つの舞台であった。教育内容には北部中産階級白人の価値観が反映されており、教育や観察の対象である解放民の「他者形成」をはかる一面もみられた。
国際比較を可能とする「インターネット青少年保護指標」の開発と国際連携基盤の構築

本年度は、以下のような業績を上げることができた。1:【査読付論文の出版】国際論文集への査読付論文1編、国内学会誌への査読付論文1編が採録された。国際論文集に採録された論文は、eラーニングコンテンツによる啓発教育、青少年及び保護者に向けたワークショップ、青少年と保護者のインターネット・リテラシー調査などの諸活動の評価を行った。さらに、その評価結果を基にした、今後の民間による青少年保護政策の方向性について論じた。国内学会誌に採録された本論文では、青少年に対する啓発教育とフィルタリング利用の関係について分析を行った。分析の結果では、青少年の啓発教育の経験数は増加傾向にあるが、その教育の経験がフィルタリング利用に与える影響は学齢期において差が生じていることが明らかになった。2:【国際学会発表】国際学会において、2件の研究発表を行った。一つは、インターネット利用する青少年保護政策の今後の方向性を検討するために、愛知県刈谷市の取組を題材に、行動経済学の立場からリバタリアン・パターナリズムによる保護政策の有効性について論じた。もう一つは、高校生を被験者として、スマートフォンの長時間利用の現状に気づかせたり、止めるきっかけを提供するナッジ情報が使用時間抑制に効果的であるかを検証した。3:【国際機関における国際会議での研究発表】国際機関において開催された国際会議に出席し、日本のインターネット青少年保護政策の動向と政策課題について論じた。本国際会議は、経済協力開発機構(OECD)とチューリッヒ大学との協賛として開催さされたものである。4:【学会賞の受賞】自著による単著の学術書である『エビデンスに基づくインターネット青少年保護政策』が、国際公共経済学会学会賞を受賞した。研究業績でも述べたように、本年度は、国際論文集での査読付論文の採録1編、国内学会誌での査読付論文の採録1編、国際学会での研究発表2件、OECDが開催した国際会議における研究成果の発表、国内学会における学会賞の受賞などの成果を上げた。これらの生み出された成果から、本研究は、おおむね順調に進んでいると評価できよう。今後も、経済協力開発機構(OECD)と連携し、国際連携ネットワークを活かして、各国の青少年保護政策状況の比較分析結果を基にして、国際比較を可能とするインターネット青少年保護指標の策定を目指す。それにより、インターネット青少年保護政策の効果を高めることと、国際連携を強化・加速化させ、国際的な協調体制の下でのインターネット青少年保護を講じるための政策基盤を構築することを目指す。本年度の主な業績は以下である。1:【学術書の出版】本件研究課題における研究成果をまとめて、学術書を2編出版した。1編は単著の和書であり、日本国内における青少年のインターネットリテラシーを測定するための指標の開発過程及びその指標を運用した経年調査の結果をとりまとめた。もう1編は、英文による共著書の章を担当したものであり、日本国内で実施した青少年のインターネットリテラシー測定結果及びその結果を基にした政策提言をとりまとめている。本章は、米国の出版者が出版したEncyclopediaに収録されている。2:【査読付論文の出版】1編の研究論文が、学会誌に査読付論文として採録された。本稿では、青少年と保護者のインターネットリテラシーを比較分析したものであり、分析の結果から、青少年よりも保護者のリテラシーは高い傾向を示しているが、保護者が日頃使用することのないゲームアプリなどのリテラシーは低い傾向にあることが分かった。3:【国際学会発表】国際学会において、研究発表を行った。啓発教育の受講状況を調査分析したところ、青少年は学校での教育や研修での教育など多様な教育源から啓発教育が提供されているのに対して、保護者は研修会などの限られた教育機会しかないことから、保護者に対する研修の機会数を拡充する必要があることを論じた。4:【国際機関における国際会議での研究発表】本年度は、2つの国際機関において開催された国際会議に出席し、国際的なインターネット青少年保護政策の方策について議論を行った。具体的には、経済協力開発機構(OECD)デジタル経済政策委員会(CDEP)デジタル経済セキュリティ・プライバシー作業部会(WPSPDE)において、各国のインターネット青少年保護政策情報の共有を図った。さらに、フィリピンで行われたASEAN地域フォーラムに出席し、ASEAN加盟11カ国に対して、日本の青少年保護政策の施行状況及び政策的課題について口頭発表した。本研究の研究成果及び研究の実践の観点から、本年度の達成を報告する。1:【研究成果】学術書(和)単著1編、学術書(英)共著1編、査読付学術論文1本、国際学会発表論文(査読付)2本、国内学会発表1本2:【研究の実践】OECD国際会議出席2会、ASEAN地域フォーラム国際会議出席1会、全国高等学校PTA連合会との連携、総務省及び安心ネットづくり促進協議会との研究連携等以上の様に、生み出した研究業績の数、それを下支えする研究上の関係するステークホルダーとの共同体制の構築・強化を行うことができている。

国内学会誌に採録された本論文では、青少年に対する啓発教育とフィルタリング利用の関係について分析を行った。分析の結果では、青少年の啓発教育の経験数は増加傾向にあるが、その教育の経験がフィルタリング利用に与える影響は学齢期において差が生じていることが明らかになった。2:【国際学会発表】国際学会において、2件の研究発表を行った。一つは、インターネット利用する青少年保護政策の今後の方向性を検討するために、愛知県刈谷市の取組を題材に、行動経済学の立場からリバタリアン・パターナリズムによる保護政策の有効性について論じた。もう一つは、高校生を被験者として、スマートフォンの長時間利用の現状に気づかせたり、止めるきっかけを提供するナッジ情報が使用時間抑制に効果的であるかを検証した。3:【国際機関における国際会議での研究発表】国際機関において開催された国際会議に出席し、日本のインターネット青少年保護政策の動向と政策課題について論じた。本国際会議は、経済協力開発機構(OECD)とチューリッヒ大学との協賛として開催さされたものである。4:【学会賞の受賞】自著による単著の学術書である『エビデンスに基づくインターネット青少年保護政策』が、国際公共経済学会学会賞を受賞した。研究業績でも述べたように、本年度は、国際論文集での査読付論文の採録1編、国内学会誌での査読付論文の採録1編、国際学会での研究発表2件、OECDが開催した国際会議における研究成果の発表、国内学会における学会賞の受賞などの成果を上げた。これらの生み出された成果から、本研究は、おおむね順調に進んでいると評価できよう。2017年度の研究成果を発展させる為に、2018年度は、国際的なインターネット青少年保護指標の策定に取り組みたい。特に、各国においてインターネットの利用環境、法制度環境、生活環境には差異があることから、その様な環境の違いを踏まえつつ、共通要素を明らかにした上で、国際比較を可能とするインターネットのリスクを回避能するためのコンピテンシのリスト策定に取り組みたい。今後も、経済協力開発機構(OECD)と連携し、国際連携ネットワークを活かして、各国の青少年保護政策状況の比較分析結果を基にして、国際比較を可能とするインターネット青少年保護指標の策定を目指す。それにより、インターネット青少年保護政策の効果を高めることと、国際連携を強化・加速化させ、国際的な協調体制の下でのインターネット青少年保護を講じるための政策基盤を構築することを目指す。本研究は順調に成果を上げており、その研究成果が認められ、2018年10月に行われるOECD主催の国際会議への出席を依頼されている。残っている研究費は、その会議への旅費に充当する予定である。これまで、OECDとともに研究を進めてきたが、その成果が国際的に公表される予定であり、継続して渡仏しOECDの研究会議に出席する必要がある。残っている研究費は、そのための研究活動費に充当したいと考えている。
文理融合型地域理解学習教材の開発-津軽の藍を通じて地域を知る-

本研究では従来手薄であった化学的視点からの藍関連教材として、藍の乾燥葉を水で抽出し、得られた抽出物に市販の検査薬などを用いて、植物としての藍が持つさまざまな生理活性物質の存在を理解する方法を考案した。こうした化学的な方法に加え、歴史的な視点として、古くから津軽地方で藍がお茶として引用されたこと、あるいは近代以降、薬としても用いられたことについても、発掘した資料に基づいて教材化を行った。本研究は、子供たちが地域の農産物など特産物に関連して実際に自然科学的研究手法を体験しつつ、その産物にまつわる背景的歴史文化を学ぶという手法を取ることで地域を理解するという文理融合型カリキュラムの考案を目指すものである。具体的な農産物としては、津軽地方の近代化ときわめて興味深い歴史的関わりを持つにもかかわらずこれまでほとんど注目されていなかった藍を対象としている。現在の青森県はりんご産業が盛んだが、藍はりんご産業の基礎を築いた人々がりんごの前に産業化に取り組んだ農産物である。平成19年度は、津軽藍を教材化するにあたり、藍の本場として知られ、学校教育の中でも取り上げられている徳島の教育を視察および資料収集することで、津軽藍ならではの教材化過程の検討を行った。特に、歴史的分野についていえば、徳島から明治初期に津軽地方へも藍染めの指導者が来ていることが青森県側の資料に残っており、これらの人物の具体的軌跡をつまびらかにすべく歴史資料調査も重点的に行った。その結果、歴史的内容に関する基礎資料の収集および、小中高等学校の学校行事の枠内での具体的展開方法の実践例の収集ができた。また、科学分野については、藍の本場での実際の学校教育において、どのように藍染めを体験させ、またその科学的効用にどのくらい注目させているかということについて、主に藍住町内の小学校および藍の館での児童の活動の様子を視察した。これらの内容を踏まえ、次年度の具体的カリキュラム作成へと展開する予定である。本研究は、子供たちが地域の農産物など特産物に関連して実際に自然科学的研究手法を体験しつつ、その産物にまつわる背景的歴史文化を学ぶことで地域を理解する、文理融合型カリキュラムの考案を目指すものである。本研究課題において重点的な研究対象としたのは、かつて津軽地方でも盛んに栽培されていた藍である。前年度に藍の本場として知られる徳島で行った教育事情視察結果を手がかりとして、本年度は具体的な教材開発に取り組んだ。藍はもともと「藍染」にだけ用いられるものではなく、古くから様々な薬理効果が伝えられ、薬やお茶として引用された歴史を持つ。しかし現在藍に関連する教材は一般的に「藍染」中心となりがちである。そこで、本研究では従来手薄であった化学的視点からの藍関連教材として、藍の乾燥葉を水で抽出し、得られた抽出物に市販の検査薬などを用いて、植物としての藍が持つさまざまな生理活性物質の存在を理解する方法を考案した。こうした化学的な方法に加え、歴史的な視点として、古くから津軽地方で藍がお茶として引用されたこと、あるいは近代以降、薬としても用いられたことについても、発掘した資料に基づいて教材化を試みた。さらに本年度は徳島県立農林水産総合技術センター農業研究所の協力を得て、植物としての藍のさまざまな種類や栽培、また歴史についても資料を収集し、教材としてまとめた。以上のことから、本研究課題のまとめとして、藍の性質、あるいは栽培に関する自然科学的視点、また人々との歴史的なかかわりについて、文理融合型の1つの単元を構成した。
半導体導波路アレイを用いた高速光偏向素子の開発

本研究の目標は、任意方向への高速光偏向を行う半導体偏向素子の実現である。このためには以下の検討が必要である。1)最大偏向角を大きくする。2)解像点数を大きくする。3)素子容量を小さくする。そこで、以下の4点を研究目的としている。1)電極間の静電容量が小さく印加電圧に対する位相変化量の大きな光導波路構造を明らかにする。2)導波路間隔を狭くするために、各導波路間で良好な電気的絶縁が得られる導波路構造を製作する。3)電極配線を工夫し、半導体導波路の本数を増加させる。4)光導波路アレイへの光分岐法を確立する。平成5年度は以下の研究成果を得た。1)ポリイミド/ポリメタクリル酸メチル高分子導波路内での光の回折を用いた光分岐素子のAlGaAs/GaAs導波路形状の単一モード化を行った。また、挿入損失、導波路損失等をビーム伝搬法およびモード結合法を用いて検討し、最適構造を明らかにした。半導体2次元導波路を用いた場合に比較し、約2倍の導波路への光分岐が可能となる。損失の増加は、フレネル反射による損失0.7dBとモード不整合による損失0.9dBと見積もられる。本研究により、光分岐法はほぼ確立できた。2)素子容量を小さくするには、位相制御導波路の位相変化量を大きくする必要がある。AlGaAs/GaAs多重量子井戸導波路を製作し、マッハ・ツェンダー干渉計を用いて位相変化を測定した。共鳴状態より数十meV離れた光で、バルク結晶に比較して数倍の電気光学効果が得られた。現在、最適設計を行なっている。3)9本の位相制御導波路を有する導波路アレイ型光偏向素子を製作した。リッジ構造の半導体導波路アレイ上に高分子材料(ポリイミド)をスピンコート法により塗布し、RIEにより電極孔を形成し、多重配線を行った。今後、偏向動作の確認を行う予定である。以上、ほぼ目的を達成できたものと考える。これらの結果を踏まえ、研究を継続する予定である。従来の光偏向装置は機械的に光学素子を回転する構造のため、光偏向技術の応用範囲は限られていた。本研究の半導体導波路型光偏向素子は任意の方向への高速光偏向動作が可能であり、小型で高い信頼性が期待できるなどの特長がある。素子実現により、光偏向技術の新しい応用を開く可能がある。本研究では、この素子の実現に向け、解像点数および偏向角の増大を目指している。平成4年度は以下の研究成果を得た。1)まず、光源のレーザ光を導波路アレイに結合する光分岐素子と導波路間隔10μmの3本の導波路を有する光偏向素子をモノリシック集積し、期待される偏向角4.5度を得た。次いで、2)導波路間隔を10μmから4μmに減少することにより、電圧20V印加時に偏向角11.2度を得た。さらに、光分岐素子に関しては、3)分岐後の導波路アレイ伝搬光がコヒレントであることから、半導体導波路型光偏向素子の分岐部として適していることを明らかにした。

また、4)分岐導波路本数を増加するために、長さ1mmの高分子2次元導波路を有する半導体分岐素子を製作し、一度に約30本の導波路アレイに光分岐可能であることを明らかにした。平成5年度は、これらの研究成果を基に、偏向素子の導波路本数の増大により解像度を向上を図る。本研究の目標は、任意方向への高速光偏向を行う半導体光偏向素子の実現でる。このためには以下の検討が必要である。1)最大偏向角を大きくする。2)解像点数を大きくする。3)素子容量を小さくする。そこで、以下の4点を研究目的としている。1)電極間の静電容量が小さく印加電圧に対する位相変化量の大きな光導波路構造を明らかにする。2)導波路間隔を狭くするために、各導波路間で良好な電気的絶縁が得られる導波路構造を製作する。3)電極配線を工夫し、半導体導波路の本数を増加させる。4)光導波路アレイへの光分岐法を確立する。平成5年度は以下の研究成果を得た。1)ポリイミド/ポリメタクリル酸メチル高分子導波路内での光の回折を用いた光分岐素子のAlGaAs/GaAs導波路形状の単一モード化を行った。また、挿入損失、導波路損失等をビーム伝搬法およびモード結合法を用いて検討し、最適構造を明らかにした。半導体2次元導波路を用いた場合に比較し、約2倍の導波路への光分岐が可能となる。損失の増加は、フレネル反射による損失0.7dBとモード不整合による損失0.9dBと見積もられる。本研究により、光分岐法はほぼ確立できた。2)素子容量を小さくするには、位相制御導波路の位相変化量を大きくする必要がある。AlGaAs/GaAs多重量子井戸導波路を製作し、マッハ・ツェンダー干渉計を用いて位相変化を測定した。共鳴状態より数十meV離れた光で、バルク結晶に比較し数倍の電気光学効果が得られた。現在、最適設計を行なっている。3)9本の位相制御導波路を有する導波路アレイ型光偏向素子を製作した。リッジ構造の半導体導波路アレイ上に高分子材料(ポリイミド)をスピンコート法により塗布し、RIEにより電極孔を形成し、多重配線を行った。今後、偏向動作の確認を行う予定である。以上、ほぼ目的を達成できたものと考える。これらの結果を踏まえ、研究を継続する予定である。
長期近接遭遇特性を反映する標準移動モデルの開発と遅延耐性通信の安定性評価

人の移動に関する様々なデータを利用することで,人の移動や人同士の近接遭遇パターンの統計的性質が分かってきている.これに伴い,これらの性質を反映した移動モデルの研究も行われている.人の移動パターンの本質は,長距離移動と定期的に決まった場所に帰ることが知られている.この性質を持つ移動モデルとしてホームシック・レヴィ飛行がある.EvansらによるStochastic Resettingの研究により,ホームシック・ランダムウォークに非平衡定常状態が存在することが知られている.Stochastic Resettingの手法をホームシック・レヴィ歩行に適用し,その非平衡定常状態に関する解析解を導出することができた.ブロックチェーン技術を利用してインセンティブを与えつつ,協調的に交通情報を収集・共有する分散システムを提案した.各道路セグメントの路側にビーコン装置を不特定多数のユーザが設置し,通行する車と近距離無線通信することで,道路の交通状況を検出し,ブロックチェーンに記録する仕組みを数値シミュレーションによって検証した.このシステムでは,地理的に近接するノード同士でProof of Work (PoW)によってノードが所属するドメイン毎にブロックチェーンを管理する.地理的に近接するノード間ではブロックの転送速度が早くなる為,早いタイミングで新しいブロックをブロックチェーンにつなぐことができる.従って,道路上の交通状況を準リアルタイムでブロックチェーンに記録することができる.この方法は交通情報のみでなく様々なリアルタイムに公開されているオープンデータを協調的かつ時系列の改ざん耐性を持つ歴史として記録することができる.これらの事を数値シミュレーションを行うことで検証した.その結果,提案手法である近接作業証明の有効性を示すことができた.Stochastic Resettingの手法を用いてホームシック・ランダムウォークの非平衡定常状態を解析したり,ブロックチェーンを用いた情報通信システムの提案を新たに行うことができたが,人の移動パターンに関するモデルの標準化の方法の検討については研究が十分には進んでいない.人の移動パターンのデータ科学に関する研究調査は継続して進めているが,データとモデルの融合手法については依然として検討中である.現在,強化学習を用いた行動データとモデルの融合について検討している.移動モデルのパラメータを強化学習の手法を用いて推定することによって,データとモデルを融合した新しい移動モデルや,それを用いたシミュレーションを行う方向で研究を遂行していくことを考えている.人の移動モデルでは,長距離移動パターンに社会ネットワークの影響が現れやすい特性がある.このことから,社会ネットワークと人の移動の関係を追究したモデルを検討していく必要がある.平成29年度は,人の移動が社会ネットワークの構造に与える影響を調査する為,ホームシック・レヴィ歩行モデルをベースにして移動するエージェントが近接遭遇すると,一定確率で友人になるというルールに従って社会ネットワークを生成するモデルについて調査した.その結果,ホームシック・レヴィ歩行による単純な移動と近接遭遇では,社会ネットワークに現れる次数分布のスケールフリー性やスモールワールド性が現れにくいことが明らかになった.また,友人になる確率に何らかの格差を生み出すメカニズムを入れることでスケールフリー性が回復することも分かった.一方,人の移動の標準モデルを構築する為には,様々な方法で人の移動に関するデータを収集する必要がある.例えば,街中を走る自動車の移動や渋滞のデータをクラウドソーシングで収集する方法が提案されている.典型的な方法としては移動する自動車のGPSセンサやユーザが状況を手動入力する方法が知られている.一方,道路の路側にビーコンを置くことで道路をスマートにする試みも検討されている.これに高信頼な情報を不特定多数のビーコンを利用して自律的に構築するブロックチェーン技術を合わせることで,既存の提案手法とは異なる新しいクラウドソーシングの可能性についても検討した.東京大学空間情報科学研究センター(CSIS)からGPSデータの提供を受けて,都市における人の移動や近接遭遇パターンについてデータ分析を進めている.平成30年度に検討する予定であった移動モデルの研究にも着手することができた.また,データ分析や移動モデルの検討に加えて,ブロックチェーン技術を用いた分散型交通情報システムの提案も行うことができた.人の移動に関する様々なデータを利用することで,人の移動や人同士の近接遭遇パターンの統計的性質が分かってきている.これに伴い,これらの性質を反映した移動モデルの研究も行われている.人の移動パターンの本質は,長距離移動と定期的に決まった場所に帰ることが知られている.この性質を持つ移動モデルとしてホームシック・レヴィ飛行がある.EvansらによるStochastic Resettingの研究により,ホームシック・ランダムウォークに非平衡定常状態が存在することが知られている.Stochastic Resettingの手法をホームシック・レヴィ歩行に適用し,その非平衡定常状態に関する解析解を導出することができた.ブロックチェーン技術を利用してインセンティブを与えつつ,協調的に交通情報を収集・共有する分散システムを提案した.各道路セグメントの路側にビーコン装置を不特定多数のユーザが設置し,通行する車と近距離無線通信することで,道路の交通状況を検出し,ブロックチェーンに記録する仕組みを数値シミュレーションによって検証した.このシステムでは,地理的に近接するノード同士でProof of Work (PoW)によってノードが所属するドメイン毎にブロックチェーンを管理する.地理的に近接するノード間ではブロックの転送速度が早くなる為,早いタイミングで新しいブロックをブロックチェーンにつなぐことができる.従って,道路上の交通状況を準リアルタイムでブロックチェーンに記録することができる.この方法は交通情報のみでなく様々なリアルタイムに公開されているオープンデータを協調的かつ時系列の改ざん耐性を持つ歴史として記録することができる.これらの事を数値シミュレーションを行うことで検証した.その結果,提案手法である近接作業証明の有効性を示すことができた.

Stochastic Resettingの手法を用いてホームシック・ランダムウォークの非平衡定常状態を解析したり,ブロックチェーンを用いた情報通信システムの提案を新たに行うことができたが,人の移動パターンに関するモデルの標準化の方法の検討については研究が十分には進んでいない.人の移動パターンのデータ科学に関する研究調査は継続して進めているが,データとモデルの融合手法については依然として検討中である.今後も引き続きGPSデータを用いたデータ分析を進めていく.特に平常時と災害時の人の移動パターンの変化や共通点を標準移動モデルにつなげる研究を行っていきたい.平成29年度は人の移動が社会ネットワークに与える影響について研究した.今度は,逆に社会ネットワークが人の移動に与える影響の分析やモデル化を進めていきたい.人の移動と社会ネットワークの生成の間のフィードバック・メカニズムを数理モデルの理論解析やシミュレーションを通じて明らかにしていきたい.また,移動モデルの汎用化とモデル選択についても検討したい.まず人の移動データを移動モデルに同化する手法を研究していく.その為に既存提案の移動モデルを含む広い枠組みとしての標準移動モデルの表現について調査する.またモデルを同化する為の基準となる視点についても考える.現在,強化学習を用いた行動データとモデルの融合について検討している.移動モデルのパラメータを強化学習の手法を用いて推定することによって,データとモデルを融合した新しい移動モデルや,それを用いたシミュレーションを行う方向で研究を遂行していくことを考えている.残額でワークステーション用の増設メモリや記録用メディアの購入を検討したが,残額では金額が不足していた.従って,次年度交付予定の予算と合算することで,メモリやメディアを購入しようと考えたため.次年度に本研究に関連する研究(人の移動データと移動モデルを融合した災害時の人の移動パターンの予測の研究)を行っている研究者の方をお呼びして招待講演を行うことになった.謝礼金の一部を確保する為に,次年度に使用する金額として繰り越すことにした.
性被害による外傷後ストレス障害に対する認知行動療法の有効性

性犯罪被害がきっかけとなり,外傷後ストレス障害を発症することがある。さらに近年,これらの症状に加え,性犯罪被害の記憶を想起するだけで,自分の体が汚れたような感覚が生じる精神的汚染という症状に多くの性被害者たちが苦しんでいることが明らかとなった(Ishikawa et al., 2013)。本研究の目的は,外傷後ストレス障害の症状を改善させるのに,認知行動療法が有効なのかを検討することである。【研究1】性犯罪被害による外傷後ストレス症状を改善させるのに有効な認知行動的アプローチのレビューを行い,さらにその治療プロトコルを解説するための論文作成を行った。さらに、性被害による外傷後ストレス障害によって生じる不快な汚染感(精神的汚染)に対しては、Rachman(2006)が提唱する認知療法が有効であることを紹介した(Ishikawa, 2015)。【研究2】外傷後ストレス障害を改善させるのに認知行動療法が有効なのかを検討した。対象者は,性被害などの外傷体験がきっかけとなり,外傷後ストレス症状を発症した臨床患者である。介入群には,理論A・Bの比較,認知再構成法,行動実験などの技法を用いた認知行動療法を実施した。統制群には,支持的カウンセリングが実施された。介入の結果,介入群の外傷後ストレス症状は,介入前後において比較した結果,有意に軽減されていた。これによって,認知行動療法が対象者の外傷後ストレス症状を軽減させるのに有効であると示唆された(Ishikawa, 2015)。今後は,研究対象者のフォローアップ調査を継続的に行い,認知行動療法が,支持的カウンセリングよりも,外傷後ストレス症状を継続的に改善させるのに有効であるのかを検討していく。27年度が最終年度であるため、記入しない。性犯罪被害がきっかけとなり,外傷後ストレス障害(Post-Traumatic Stress Disorder)を発症することがある。外傷後ストレス障害を発症すると, a)不安や恐怖による過覚醒, b)外傷体験の原因になった人や物に対する回避, c)事件の記憶が意に反して繰り返し蘇る再体験といった症状が現れる。これらの症状に加え,性犯罪被害の記憶を想起するだけで,自分の体が汚れたような感覚が生じる精神的汚染(Mental Contamination)いう症状に、多くのPTSD患者が苦しんでいる。本研究は、性被害による外傷後ストレス障害に対し、認知行動療法が有効なのかを検討する。具体的には、学会発表や著書の出版を通し本年度は以下のような成果を示してきた。・性犯罪被害による外傷後ストレス感情を悪化させる認知的要因(e.g.,責任の過大評価)を示した。さらにこれらの認知的要因に変化を与える認知行動療法が有効である可能性を示唆した。・性犯罪被害による外傷後ストレス感情や精神的汚染を軽減させるには,反応妨害法などが有効であることを示唆した。これまでの研究計画は概ね順調に遂行されている。今後は、これらの研究成果をもとに、性被害による外傷後ストレス症状を軽減させるのに有効なアプローチを検討していく。外傷後ストレス感情や性被害によって生じる不潔感情に対して、認知行動アプローチが有効である可能性を示唆できたため。
メタノール燃料の燃焼排気ガスの特性と生成機構に関する研究

メタノール燃料は自動車ガソリン等の代替燃料として,また環境調和型エネルギーとして注目されている。メタノール燃料の燃焼排気ガス組成と生成割合,特にホルムアルデヒド等の微量成分の生成挙動については必ずしも明らかでなく,また燃焼排気ガス中の気相ラジカルの生成についてはほとんど知られていない。本研究では燃焼反応実験装置KRS-RG6097型(モデル装置)と実用エンジンとして電子制御式燃料噴射装置仕様のトヨタ製コロナE-ST150を用いて,メタノールを種々の条件下で燃焼させて得られる結果と考察から,燃焼排気ガスの特性と生成機構を解明し,有害成分の発生低減化の方法に関する知見を得るための一助とする。初年度は実用エンジンを用いて,空燃比,回転数,負荷の変化と排気ガス組成及び濃度,排出ガス温度との関係を測定した。その結果,実走行(520PS)でメタノールを燃焼させている場合は,エンジンの暖機が確実に完了し,排気管温度が十分に高ければホルムアルデヒド及び未燃メタノールはほとんど排出されない。負荷が小さく,希薄空燃比運転では排気管温度が低くなるとホルムアルデヒドの排出が増加する。また気相ラジカルの生成量も排出ガス温度と相関を有している。排気ガス中の気相ラジカルについては,アルコキシラジカル,アルキルラジカルと考えられるものが生成していることがわかった。本年度はモデル装置を用いて,炉温の変化及び空燃比(理論空燃比燃焼Φ=1)の変化と炉温の影響を検討した。その結果,メタノールの発火燃焼が470°C付近で起こり,ホルムアルデヒドの濃度が最大を示し,かつ気相ラジカルの存在が認められ,上述と同種のラジカルの存在を確認した。これらのことから,メタノールの燃焼反応経路はアルコキシラジカル(RO)を経由して進行する反応機構であることが結論された。メタノール燃料の燃焼排気ガス組成と生成割合,特にアルデヒドや亜硝酸エステルなどの微量成分の生成挙動については必ずしも明かではなく,また燃焼排気中の気相ラジカルの生成についてはほとんど知られていない。本研究では燃焼反応実験装置KRS-RG6097型(モデル装置)と実用エンジンを用いて,メタノール燃料を種々の条件下で燃焼させて得られる結果と考察から,燃焼排気ガスの特性と生成機構を解明し,有害成分の発生低減化の方法に関する知見を得るための一助とする。本年度はニートメタノールについて,モデル装置を用いて定量的な結果を得るための実験を行っているところなので,詳細は次年度報告とする。ここでは,実用エンジンとして電子制御式燃料噴射装置仕様(トヨタ製corona E-ST,1800CC)を使い,メタノールを種々の運転条件下で燃焼させたときの生成成分と気相ラジカルとの関係及びESRスペクトルの解析を行った。排気中の気相ラジカルは,O・IM PBN(α-フェニル-N-t-ブチルニトロン)-ベンゼン溶液にバブルさせスピントラップして採取後ESRで測定した。気相ラジカルは燃料の空燃比を変化させて,エンジンの回転数や噴射時間(燃料の濃度)との関係でみると,理論空燃比のとき,回転数増加排気温度上昇に伴い,ラジカル濃度が増加する傾向が認められた。しかしラジカル生成と一酸化炭素などの間には相関が得られなかった。ESRスペクトルのESRシュミレーションソフトで解析した結果,1:aN=13.4G,aH=2.1G,2:aN=13.9G,aH=2.7Gの2成分からなり,前者はアルコキシラジカル,後者はアルキルラジカルであると推定された。メタノール燃料は自動車ガソリン等の代替燃料として、また環境調和型エネルギーとして注目されている。