hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光子計数式ランダムパルサの高性能化

良好なランダム性,計数率の高安定性,広い計数率レンジ,という三つの重要性能を同時に滿足するランダムパルサを試作完成させることができた。第一の、ランダム性については、光子計数式(これをランダムパルサに用いるのは著者の提案である)は本来、すぐれているのであるが、使用回路のリンギングによる悪化が問題となるため、過渡応答のよい高速前置増幅器を製作し、光子計数式本来の特性を害わないようにすることができた。第二の計数率安定性については、ディジタル素子による積分制御方式の採用により0.01%/30°Cという超高安定度を得ることができた。第三の計数率レンジについては、増幅器および波形整形部の高速化により、【10^7】PPSという上限の達成に成功した。計数率レンジの下限の改善については、光電子増倍管のダークパルスの存在が阻害要因であったが、1KPPS以下のレンジで、パルス波高識別レベルを切換えて高かくする方法により、10PPSという非常に低い下限の達成に成功した。以上のように性能を重視する設計にも拘らず、回路簡単化にも意を用いたため、30cm×30cm×10cmという、さほど大きくはない寸法に全回路を納めることができ、実用性を害わない規模のものとすることができた。以上により、性能的には極限に近い高性能を持ち、装置の複雑さについては実用性を害わない程度の規模に納めたランダムパルサを完成させることができた。応用の第一として、放射線パルス計数装置の異状診断法の研究も行なった。本装置は、"ランダムパルスの標準"に値する良好なランダム性を持っているので、異状模擬回路に本装置の出力パルスを入力し、パルス列の異状パターンの特長を実験的に調べたのである。また、応用の第二として、時間分析器の微分非直線性測定も行なった。
末梢における脈波伝播速度と心電図R-R間隔変動の解析による自律神経機能の評価

当初計画の脈波伝播速度による自律神経機能の評価は、心拍数の変化による影響を取り除いて解析する方法を検討したが実現できなかった。そのため指動脈圧波形の解析方法をMEM法によるスペクトル解析に変更し自律神経機能の評価を行った。フィナプレスによる全身麻酔中の指動脈圧波形の1心拍分の波形についてスペクトルピーク周波数が低い順に1から15まで番号をつけ、12名のデータについて以下の時期毎に平均を求めた。1)導入後気管内挿管前、2)気管内挿管時、3)気管内挿管直後、4)気管内挿管5分後、5)執刀後。スペクトルピーク周波数の時期別の平均値の最大と最小は、1番で0.91.5Hz、2番2.73.7Hz、5番8.712.2Hz、10番22.231.4Hz、15番34.742.8Hzであった。全ピーク番号において時期別の平均値が高いのは挿管時、挿管直後、挿管前、執刀後、挿管5分後の順であった。脈拍数の平均は高い順に挿管時、挿管直後、挿管前、挿管5分後、執刀後であった。スペクトルピーク周波数と脈拍数の間の相関係数が最も高いのはピーク番号2の0.91、次が1番の0.81で、最低が5番の0.33で、10番は0.53、15番は0.50であった(n=60)。以上より指動脈圧波形のMEMスペクトルピーク1番と2番は脈拍数の成分が占める割合が多いと考えられた。脈拍数との相関が高くない5番以降のスペクトルピークは、心拍数の変化による影響を受けにくいと考えられ、その値を観測することで、指動脈圧脈波に含まれた自律神経変化の情報を得られると考えられる。しかし、生体への手術侵襲の程度およびそれによる自律神経の状態変化を客観的に評価することは困難であり、MEMスペクトルと比較検討するためには今後この評価方法を工夫する必要がある。
胃癌の腹膜播種性転移における周囲微小環境の影響とその分子機構の解析

癌の腹膜播種性転移において,腹膜中皮細胞はその防御機構の一つと考えられている.その腹膜中皮細胞に形態変化などの異常がおこると,癌細胞の腹膜播種性転移が形成されやすくなる.そこで,腹膜線維芽細胞が,中皮細胞の形態に及ぼす影響を検討した.腹膜線維芽細胞培養上清を添加すると,単層敷石状の培養中皮細胞は、経時的に円形浮遊性または紡錘形と形態が変化した.この形態変化により中皮細胞間隙が開大し,正常の中皮細胞が有する癌転移防御作用が失われたと考えられた.さらに種々のサイトカインの検討からHGF, EGF, EGF, TGF-β, Collagenaseが中皮細胞の形態を変化させ、これらの因子のなかで、HGF, Collagenase, TGF-βが線維芽細胞から産生されていた.さらに線維芽細胞培養上清による,中皮細胞の形態変化は,抗HGF抗体により抑制されたが,抗Collagenase抗体,抗TGF-β抗体では,抑制されなかった.中皮細胞の形態変化には,線維芽細胞が産生するHGFが作用していると考えられた.以上,腹膜線維芽細胞由来のHGFは、中皮細胞の形態を変化させ、癌細胞の膜転移に適した環境をもたらしていることが示唆された.また,スキルス胃癌における腹膜播種性転移の発生頻度は,高分化型胃癌と比し高率である。そこで組織型の異なる胃癌での宿主微小環境の腹膜播種性転移能におよぼす影響について検討した。胃線維芽細胞培養上清添加により,ヌードマウスの生存期間は有意に短縮した。胃線維芽細胞培養上清添加やTGF-β1処理により,腹膜中皮細胞との接着能は有意に増強された。胃線維芽細胞培養上清の作用は,抗TGF-β1中和抗体により抑制されたが,高分化型細胞株では影響をうけなかった。また接着能や,β1-integrinの発現は,何れの細胞株においても変化はみられなかった。スキルス胃癌細胞は,胃線維芽細胞との相互作用によりCD44H発現が亢進し,腹膜中皮細胞との接着能が増強された。その因子の一つとしてTGF-β1が示唆された。胃癌腹膜転移過程における,癌細胞と腹膜との相互作用を,癌細胞と周囲微小環境の構成成分である線維芽細胞や中皮細胞との関連性ついて検討した.スキルス胃癌の腹膜播種性転移において,腹膜中皮細胞はその防御因子の一つと考えられている.ヒト腹膜播種の腹膜組織像を検討すると,癌細胞のみならず線維芽細胞を中心とする著明な間質増生が見られた.癌細胞浸潤を認めない部位の腹膜にも,線維芽細胞の増生や中皮細胞の剥離が認められた.マウス播種転移巣においても,腹膜は線維芽細胞の増生と中皮細胞の立方化・間隙の開大・剥離脱落が認められた.

そこで,このような腹膜播種転移巣における腹膜の線維芽細胞の増生が,播種性転移にどのように関連しているのかについて,癌細胞の浸潤能や中皮細胞の形態に注目しin vitroにて検討した.Invasion assayを用いて,腹膜線維芽細胞が癌細胞の浸潤能に及ぼす影響を検討したところ,腹膜線維芽細胞により癌細胞の浸潤能は促進された.次に,腹膜線維芽細胞が中皮細胞の形態におよぼす影響を検討したところ,培養中皮細胞は,腹膜線維芽細胞培養上清の添加により経時的に円形浮遊性または紡錘形と形態が変化した.この形態変化により,中皮細胞間に間隙が認められ,単層敷石状の中皮細胞の有する防御作用が失われ,中皮下への転移を来たし易い環境が生じたと考えられた.HGF, EGF, TGF-β, Collagenaseは、中皮細胞の形態を変化させる作用を有していた.さらに中和抗体を使った検討により,この中皮細胞の形態変化は,線維芽細胞が産生するHGFが作用していると考えられた.以上,腹膜線維芽細胞増生により産生されたHGFは,中皮細胞の形態や癌細胞の浸潤能に影響し,胃癌の腹膜転移に適した状態をもたらしていることが示唆された.スキルス胃癌における腹膜播種性転移の発生頻度は,高分化型胃癌と比し高率である。そこで組織型の異なる胃癌での宿主微小環境の腹膜播種性転移能におよぼす影響について,腹膜中皮細胞や腹膜間質組織との接着や,接着分子β1-integrin発現について検討した。【材料と方法】スキルス胃癌細胞株3株(OCUM-2M, OCUM-2MD3,0CUM-8),高分化型腺癌株2株(MKN28,MKN74)および胃線維芽細胞株1株(NF-14)を用いた。OCUM-2MD3をNF-14培養上清(以下NF14-CM)で処理し,ヌードマウスにおけるOCUM-2MD3の腹膜播種形成能に及ぼす影響を検討した。癌細胞に,NF14-CMや増殖因子を添加し,癌細胞と腹膜中皮細胞及びMatrigelとの接着能の変化をadhesion assayにて,CD44H,α2β1-,α3β1-integrinの発現に及ぼす影響を検討した。【結果】NF14-CM添加により,ヌードマウスの生存期間は有意に短縮した。スキルス胃癌細胞株では,NF14-CM, TGF-β1処理により,腹膜中皮細胞との接着能およびCD44H発現は有意に増強された。また,このNF14-CMの増強作用は,抗TGF-β1中和抗体により有意に抑制された。一方,高分化型細胞株では,胃線維芽細胞の影響をうけなかった。また接着能や,β1-integrinの発現は,何れの細胞株においても変化はみられなかった。【結語】スキルス胃癌細胞は,胃線維芽細胞との相互作用によりCD44H発現が亢進し,腹膜中皮細胞との接着能が増強された。その因子の一つとしてTGF-β1が示唆された。一方,高分化型細胞株では,胃線維芽細胞の影響をうけず,組織型によって胃線維芽細胞に対する反応性が異なっていた。癌性腹膜炎は胃癌の転移形式のなかでも高頻度に認められ,予後を決定する要因であるが,その機序はいまだ十分には明らかにされていない.胃癌腹膜播種性転移株を用い,癌細胞がもたらす腹膜組織の変化と腹膜播種性転移機序との関連性を検討した.【材料と方法】胃癌細胞株(OCUM-2MD3,以下D3),腹膜中皮細胞株(MS-1)および腹膜由来線維芽細胞株(NF-2P)を検討に用いた.In vivoでは,D3無血清培養上清をマウス腹腔内接種し,腹膜の組織学的変化を検討した.In vitroでは,胃癌細胞が線維芽細胞NF-2Pの増殖に及ぼす影響を細胞数算定やHPLCを用い検討した。またNF-2Pが中皮細胞MS-1の形態に及ぼす影響を種々のサイトカインやその中和抗体を用いて検討した.【結果】
初等中等教育の学校の情報化を推進する組織的コンサルティング機能と運用体制の開発

本研究では,初等中等教育の学校の情報化を先進諸国並に推進するために,国が示した教育の情報化の目標を都道府県や市区町村の地方自治体が達成するために必要な「組織的コンサルティング機能」を運用する体制の開発を目指した。英国のBECTA,韓国のKERISでは,(1)政策解説支援機能:国が示した目標等の政策をわかりやすく解説する機能,(2)要因調査支援機能:阻害要因を調査し,目標達成のための重点を明らかにする機能,(3)実施手順支援機能:下位目標に分解し,目標達成のための手順として提示する機能,(4)研修啓発支援機能:リーダーとなる者への研修・啓発を行う機能,(5)年次運用支援機能:年次進行を意識した予算策定や人事配置等の運用モデルを開発する機能,(6)中間評価支援機能:目標の中間的達成度を評価する機能を備えており,政権交代等によって再編を繰り返しながらも,教育の情報化の主導権を担う地方自治体を支援する安定的な基盤組織となっていた。上記の6つの機能が明らかになったことから,研究代表者および分担者の所属する独立行政法人メディア教育開発センター内に,日本版の組織的コンサルティング機能を持たせる体制を検討したが,同センターが独立行政法人として廃止されることとなり,この体制は実現させることができなかった。また,関連財団等も法人改革の最中であり,新機能を担うことは容易ではない状況であった。今後の我が国の体制としては,(1)政策解説支援機能は国の広報機能として持つこと,(2)要因調査支援機能は学会等の役割として持つこと,(3)実施手順支援機能/(4)研修啓発支援機能は研究者等が強くこれを意識して実践研究を進めること,(5)年次運用支援機能/(6)中間評価支援機能は各自治体が自律的に備えていくことが期待される。しかし根本的には,BECTAやKERISのような組織を持たない我が国の教育の情報化の推進は極めて困難であることが指摘された。本研究では,初等中等教育の学校の情報化を先進諸国並に推進するために,国が示した教育の情報化の目標を都道府県や市区町村の地方自治体が達成するために必要と考えられる以下の6点の支援を組織的に行う機能(「組織的コンサルティング機能」と呼ぶ)と,その運用体制の開発を行う。(1)政策解説支援機能:国が示した目標等の政策をわかりやすく解説する機能(2)要因調査支援機能:阻害要因を調査し,目標達成のための重点を明らかにする機能(3)実施手順支援機能:下位目標に分解し,目標達成のための手順として提示する機能(4)研修啓蒙支援機能:リーダーとなる者への研修・啓蒙を行う機能(5)年次運用支援機能:年次進行を意識した予算策定や人事配置等の運用モデルを開発する機能(6)中間評価支援機能:目標の中間的達成度を評価する機能平成20年度は以下の諸点に取り組んだ。1)教育の情報化に関する国内の先駆的な地方自治体を対象とし,成功事例を詳細に収集した。具体的には,すでに行われている同様の視察報告書等を十分に参考にした上で,教育の情報化の先進事例3地区に対してインタビュー調査を行った。その結果,特に中心的に活動した人材の取り組みについて把握することができた。(2)教育の情報化を支援する仕組みを持つ英国を訪問し,HaveringLAをケースとして,各地方自治体や学校への国からの具体的な支援について,特に予算的な側面からヒアリングを行った。また,実際に行われている組織的コンサルティングの事例を参観し,ICTコンサルタントの実務等についてヒアリングを行った。
潜在意味解析モデルと計算機シミュレーションによる決定方略の推定と意思決定支援

多肢多属性意思決定状況において,情報の呈示方法、時間的切迫といった種々様々な要因に依存して,走査される選択肢や属性の順序、そして選択結果が変化することが知られている。このような状況依存的な意思決定を記述するために,様々な決定方略が見いだされてきた。一方で,決定方略の推定や分析および,その適用においては,定性的な記述に留まっていると言える。そこで、本研究では、過程追跡法で用いられるデータを対象に、潜在意味解析モデルと決定方略の計算機シミュレーションを用いて,決定方略の推定および、推定された方略による意思決定の説明可能性の定量的な評価を行い、意思決定支援に向けた情報呈示法の提案を行う。
佐藤春夫資料に基づく文学者の国際交流とアジア表象の研究

2018年度中は、博士論文とそれ以降に発表した佐藤春夫関連の論文を取り入れ、書下し2章と新資料を加えて全面的に改稿を施した単著『佐藤春夫と大正日本の感性:「物語」を超えて』の刊行を研究活動の中心に据えた。「田園の憂鬱」に代表される、「自我」や「無意識」を追究する小説作法の獲得過程に関する研究と、春夫の外地・外国紀行文の批評性を実証的に分析する研究との統合は、研究代表者において長年の懸案事項であった。だが、本書の編集過程を通じて両者の間にようやく脈絡を見出すことができ、佐藤春夫という作家の時代性と創作原理を深く理解することにつながった。少年時代、いわゆる「大逆事件」(幸徳事件)への憤りを表明した「愚者の死」で、春夫は「危険と遊戯を愛する者」というニーチェの用語を用いている。そして「日本人ならざる者」とされた刑死者を逆に「超人」と見なし、彼への畏敬の念を語る所から文学者として歩み始めたのである。自己の「無意識」を掘り下げる「田園の憂鬱」やその周辺作にも、感性の「故郷」(出自)を西洋に求めるテーマが底流しており、大正青年のコスモポリタニズムをよく表現している。どこにもない「故郷」を探し求める精神の活動は、「放浪」への憧れと表裏一体のものである。台湾・福建紀行文は、この無国籍的な立場からの公正な眼差しが、優れた批評精神として発揮されたものと言える。「無意識」の探求という一見異なるテーマとの強い結びつきは、このような形で理解することができるだろう。だが、一方で春夫は、「日本」あるいは「熊野」という現実の出自を「棄てる」ことによりもたらされる疚しさの意識にも、無自覚ではいられなかった。「「風流」論」や昭和期の活動に見られる伝統回帰のモチーフは、この疚しさに由来するというのが、ここで提唱する春夫像である。本研究の方向性を春夫研究の全体から俯瞰できるようになった点に大きな意義がある。本研究の柱は、A:佐藤春夫遺品資料の分析と、B:台湾・福建紀行文の登場人物の子孫に対する訪問調査の2つである。計画初年度にあたる2018年度は、膨大な数が残されていた原稿(草稿)・ノート等の分類と写真撮影に作業を集中させた。これにより、作品名の特定や執筆時期の推定を軸とする検証と、リスト作成の基礎を築くことができた。一方、台湾・福建紀行文に関する訪問調査は、新規に着手することができなかった。しかし、これまでに知り合った関係者から新たな資料提供が続いている。新発見の資料は、論文形式で報告を継続し、紀行文の注釈に必要な基礎情報の蓄積を着実に積み重ねている。2020年度には、台南の国立台湾文学館で、佐藤春夫の台湾・福建訪問100年を記念する展覧会の開催が決定している。2019年度は、この会に活用することを短期目標として調査研究を進め、図録ほか刊行物の準備、新宮市立佐藤春夫記念館を含めた展示計画の打ち合わせなどが研究活動の中心になる。展覧会では、佐藤春夫をめぐる現地人脈の掘り起こしと、春夫文学を通じてみる植民統治の再検証を主要なテーマとしている。これは本課題を包括して、研究代表者が長い間進めてきた春夫研究の成果を社会に還元するきわめて貴重な機会となる。展覧会の開催は、2020年4月から11月を予定している。この間に参観者から寄せられた情報は、佐藤春夫の100年前の旅をめぐる新たな人脈探究の大きな手掛かりになるはずである。関係者子孫への取材を進め、提供された家族写真や証言を文書化するとともに、佐藤家所蔵資料と合せて資料集の出版計画を進める予定である。以上の活動を経たうえで、2021年度以降には、春夫のアジア観・アジア紀行の意義を広い視野から分析した単著の出版へとつなげていきたい考えである。

「無意識」の探求という一見異なるテーマとの強い結びつきは、このような形で理解することができるだろう。だが、一方で春夫は、「日本」あるいは「熊野」という現実の出自を「棄てる」ことによりもたらされる疚しさの意識にも、無自覚ではいられなかった。「「風流」論」や昭和期の活動に見られる伝統回帰のモチーフは、この疚しさに由来するというのが、ここで提唱する春夫像である。本研究の方向性を春夫研究の全体から俯瞰できるようになった点に大きな意義がある。本研究の柱は、A:佐藤春夫遺品資料の分析と、B:台湾・福建紀行文の登場人物の子孫に対する訪問調査の2つである。計画初年度にあたる2018年度は、膨大な数が残されていた原稿(草稿)・ノート等の分類と写真撮影に作業を集中させた。これにより、作品名の特定や執筆時期の推定を軸とする検証と、リスト作成の基礎を築くことができた。一方、台湾・福建紀行文に関する訪問調査は、新規に着手することができなかった。しかし、これまでに知り合った関係者から新たな資料提供が続いている。新発見の資料は、論文形式で報告を継続し、紀行文の注釈に必要な基礎情報の蓄積を着実に積み重ねている。2020年度には、台南の国立台湾文学館で、佐藤春夫の台湾・福建訪問100年を記念する展覧会の開催が決定している。2019年度は、この会に活用することを短期目標として調査研究を進め、図録ほか刊行物の準備、新宮市立佐藤春夫記念館を含めた展示計画の打ち合わせなどが研究活動の中心になる。展覧会では、佐藤春夫をめぐる現地人脈の掘り起こしと、春夫文学を通じてみる植民統治の再検証を主要なテーマとしている。これは本課題を包括して、研究代表者が長い間進めてきた春夫研究の成果を社会に還元するきわめて貴重な機会となる。展覧会の開催は、2020年4月から11月を予定している。この間に参観者から寄せられた情報は、佐藤春夫の100年前の旅をめぐる新たな人脈探究の大きな手掛かりになるはずである。関係者子孫への取材を進め、提供された家族写真や証言を文書化するとともに、佐藤家所蔵資料と合せて資料集の出版計画を進める予定である。以上の活動を経たうえで、2021年度以降には、春夫のアジア観・アジア紀行の意義を広い視野から分析した単著の出版へとつなげていきたい考えである。
アフリカ大陸におけるホットスポット火山活動の地球物理学的研究(総括)

1.平成5年度に国連難民高等弁務官事務所及び外務省の要請により,東部のニイラゴンゴ,ニアアムラギラ火山の噴火活動を監視するため地震観測網を展開した.火山活動が依然続いているため観測を継続した.ニイラゴンゴは平成6年6月23日に噴火して以来平成7年10月まで火口内の溶岩湖の“水位"が上昇を続けた.この火山の周辺には80万人のルワンダ難民が依然として避難生活をしており噴火が起きれば大きな火山災害が予想される.国連の通信網を介してザイールの分担者と緊密な情報交換を行い火山活動の監視と評価を行った.2.ニイラゴンゴの溶岩湖の水位を1ヶ月1度の割合でレーザー測距儀により測定した.1994年8月1日1995年7月31日までの1年間に約110m湖面が上昇した.これは1日当たり28cmの上昇速度に相当する.この値を用いて平均マグマ供給率を2.2x10^5m^3/dayと推定した.この値は溶岩湖が最初に形成された1982年6月の供給率の約1/2に相当する.3.溶岩湖面の上昇は1995年10月に停止したことが確認された.従って,当初予想していた1996年10月に危険レベルに達するとの予測は撤回された.4.一方,火山性群発地震活動はニイラゴンゴの北東,北西,南東などに位置を変えながら出現した.これは地下のマグマがその出口を求めて移動していることを示唆するものであり,火山活動が依然高い状態であることを示している.特に人口15万人のゴマ市の北方では有感地震を含む震源が決まり,この活動の推移を注意深く監視することが要求される.5.1996年2月から今日までキブ湖の北岸近くで広範囲の変色水域が確認された.湖底での噴火活動の可能性も予想され,ニイラゴンゴ火山活動のシナリオにマグマ水蒸気爆発の可能性を追加する必要があることが判明した.6.アフリカ・プレートはホットスポットが集中していることで特徴つけられる.この原因を調べるためマントル最下部から内核(コア)までの地震波の不均質性を調べた.核内を通過するPKP(BC)とPKP(DF)波の走時を解析し,アフリカを含む半球(183°w43°E)では内核の地震波の速度が平均場より遅く,逆に,太平洋を含む半球(43°E177°E)では速いという半球的なパターンが存在することを明らかにした.このような地球深部の不均質性の空間分布と地表面でのホットスポットの分布の関係をこれから検討する.7.アフリカには近代的な地震観測所が少なく大陸下の構造や地震活動が精度良く求まっていない.これまでの地震火山観測の経験をふまえ広帯域地震観測網をザイールに展開し,高精度の構造と震源を決めることがこれからの研究では要請される.,将来的には,ニイラゴンゴの火山活動の監視にも役立ち,ひいては自然災害の軽減に寄与するのでこの方面の実行を企画したい.8.現在,ニイラゴンゴ火山周辺の地震観測網では無線テレメーターとパソコンを用いてデータの効率的な収録・処理を行っている.しかしそれらの結果が日本に届くのは数日から数ヶ月かかり,火山活動の迅速なモニターリングができない.衛星通信によるデータ電送を採用して将来的にはこの時間差をちじめることが必要である.技術的には困難性はない.海外の噴火予知体制の構築に日本が貢献することが期待されていのでぜひ実現したい.1.平成5年度に国連難民高等弁務官事務所及び外務省の要請により,東部のニイラゴンゴ,ニアアムラギラ火山の噴火活動を監視するため地震観測網を展開した.火山活動が依然続いているため観測を継続した.ニイラゴンゴは平成6年6月23日に噴火して以来平成7年10月まで火口内の溶岩湖の“水位"が上昇を続けた.この火山の周辺には80万人のルワンダ難民が依然として避難生活をしており噴火が起きれば大きな火山災害が予想される.国連の通信網を介してザイールの分担者と緊密な情報交換を行い火山活動の監視と評価を行った.2.ニイラゴンゴの溶岩湖の水位を1ヶ月1度の割合でレーザー測距儀により測定した.1994年8月1日1995年7月31日までの1年間に約110m湖面が上昇した.これは1日当たり28cmの上昇速度に相当する.この値を用いて平均マグマ供給率を2.2x10^5m^3/dayと推定した.この値は溶岩湖が最初に形成された1982年6月の供給率の約1/2に相当する.3.溶岩湖面の上昇は1995年10月に停止したことが確認された.従って,当初予想していた1996年10月に危険レベルに達するとの予測は撤回された.4.一方,火山性群発地震活動はニイラゴンゴの北東,北西,南東などに位置を変えながら出現した.これは地下のマグマがその出口を求めて移動していることを示唆するものであり,火山活動が依然高い状態であることを示している.特に人口15万人のゴマ市の北方では有感地震を含む震源が決まり,この活動の推移を注意深く監視することが要求される.5.1996年2月から今日までキブ湖の北岸近くで広範囲の変色水域が確認された.

湖底での噴火活動の可能性も予想され,ニイラゴンゴ火山活動のシナリオにマグマ水蒸気爆発の可能性を追加する必要があることが判明した.6.アフリカ・プレートはホットスポットが集中していることで特徴つけられる.この原因を調べるためマントル最下部から内核(コア)までの地震波の不均質性を調べた.核内を通過するPKP(BC)とPKP(DF)波の走時を解析し,アフリカを含む半球(183°w43°E)では内核の地震波の速度が平均場より遅く,逆に,太平洋を含む半球(43°E177°E)では速いという半球的なパターンが存在することを明らかにした.このような地球深部の不均質性の空間分布と地表面でのホットスポットの分布の関係をこれから検討する.7.アフリカには近代的な地震観測所が少なく大陸下の構造や地震活動が精度良く求まっていない.これまでの地震火山観測の経験をふまえ広帯域地震観測網をザイールに展開し,高精度の構造と震源を決めることがこれからの研究では要請される.,将来的には,ニイラゴンゴの火山活動の監視にも役立ち,ひいては自然災害の軽減に寄与するのでこの方面の実行を企画したい.8.現在,ニイラゴンゴ火山周辺の地震観測網では無線テレメーターとパソコンを用いてデータの効率的な収録・処理を行っている.しかしそれらの結果が日本に届くのは数日から数ヶ月かかり,火山活動の迅速なモニターリングができない.衛星通信によるデータ電送を採用して将来的にはこの時間差をちじめることが必要である.技術的には困難性はない.海外の噴火予知体制の構築に日本が貢献することが期待されていのでぜひ実現したい.
ビッグデータ指向型ネットワーク：複雑ネットワーク理論に基づく物理と仮想の融合

ネットワーク上で生成される膨大なデータを利用・解析し、革新的なサービスやビジネスモデルを創出するビッグデータ解析が注目されている。ビッグデータ解析では、アクセス網やコア網、データセンタ網などネットワーク全体の資源の効率的な利用が必要とされており、ネットワーク全体を最適化する広域ネットワーク仮想化技術の実用化が望まれている。しかしながら、広域ネットワーク仮想化に関する議論は始まったばかりであり、未だ確固たる技術は開発されていない。そこで本研究は、複雑ネットワーク理論に基づく広域ネットワーク仮想化技術を開発し、ビッグデータ解析の要求品質を保証可能なビッグデータ指向型ネットワークを創出した。ネットワーク上で生成される膨大なデータを利用・解析し、革新的なサービスやビジネスモデルを創出するビッグデータ解析が注目を集めている。しかしながら、広域ネットワーク仮想化に関する議論は始まったばかりであり、未だ確固たる技術は開発されていないのが現状である。そこで本研究では、複雑ネットワーク理論に基づく広域ネットワーク仮想化技術を開発することにより、ビッグデータ解析の要求品質を保証可能なビッグデータ指向型ネットワークの創出を目指す。本年度は、ビッグデータサービスの多様な品質要求に対応可能なネットワーク仮想化技術の創出を目的とし、ビッグデータサービスの要求品質を制御する上で重要となる物理・仮想ネットワークの関係性を示す数理モデルを構築した。まず、ネットワーク仮想化の基礎技術はもとより、物理・仮想ネットワークの特徴量とそれらの関係性について検討している関連研究について調査した。調査の結果、物理ネットワークと仮想ネットワークの次数分布の関係性が未だ明らかにされていないことが判明したため、想定するサービスと物理ネットワークの次数分布を任意に設定した際に構築される仮想ネットワークの次数分布を導出する数理モデルを構築した。また、要求する通信品質によって適切な仮想ネットワークの構造が異なるため、ビッグデータサービスを要求項目によって分類し、要求項目ごとに物理・仮想ネットワークの適切な関係性を明らかにした。本年度は、前年度に構築した数理モデルを用いて、物理・論理ネットワークの関係性を最大限利用した論理ネットワーク構築技術、データ分散配置技術、通信経路制御技術の3つのコア技術を個々に開発した。さらに、ネットワークシミュレータを用いて考案した技術の基本性能の評価を行った。このため、考案したアルゴリズムやプロトコルをネットワークシミュレータに実装する作業、並びに実験データの整理・管理作業などが生じたが、これには申請者の研究室所属の大学院生を動員した。継続して学会等での研究成果発表を積極的に行い、本研究分野の最新動向の把握、関連研究の調査や情報収集も継続して行った。本年度は、当初の計画通り、ネットワークシミュレータを用いて考案した技術の基本性能の評価を行った。次年度の研究計画も順調に検討が進んでおり、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は、ビッグデータサービスの多様な品質要求に対応可能なネットワーク技術の創出を目的とし、平成27年度から継続して物理・論理ネットワークの関係性を最大限利用した論理ネットワーク構築技術、データ分散配置技術、通信経路制御技術の3つのコア技術を個々に開発した。申請者はこれまでに異種通信・ネットワーク技術の連携・統合を想定した研究において数多くの研究成果を上げており、それらの技術を活用することによって効率的に技術開発を行うことができた。考案した技術の性能評価は主にネットワークシミュレータを用いた実験によって行い、得られた結果は密にフィードバックし連携技術の高度化を図った。関連研究に関する情報収集や関連資料の整理、提案手法をネットワークシミュレータに実装する際のプログラミング等の作業、パラメータや環境設定を変更して繰り返し行う実験の補助並びに実験データの整理などでは、大学院生等を動員して実施した。本年度は物理・論理ネットワークの関係性を最大限利用した論理ネットワーク構築技術、データ分散配置技術、通信経路制御技術の3つのコア技術を開発した。

そこで本研究では、複雑ネットワーク理論に基づく広域ネットワーク仮想化技術を開発することにより、ビッグデータ解析の要求品質を保証可能なビッグデータ指向型ネットワークの創出を目指す。本年度は、ビッグデータサービスの多様な品質要求に対応可能なネットワーク技術の創出を目的とし、平成27年度から継続して物理・論理ネットワークの関係性を最大限利用した論理ネットワーク構築技術、データ分散配置技術、通信経路制御技術の3つのコア技術を個々に開発し、その成果を国際学術論文誌へと投稿を行った。申請者はこれまでに異種通信・ネットワーク技術の連携・統合を想定した研究において数多くの研究成果を上げており、それらの技術を活用することによって効率的に技術開発を行うことができた。考案した技術の性能評価は主にネットワークシミュレータを用いた実験によって行い、得られた結果は密にフィードバックし連携技術の高度化を図った。関連研究に関する情報収集や関連資料の整理、提案手法をネットワークシミュレータに実装する際のプログラミング等の作業、パラメータや環境設定を変更して繰り返し行う実験の補助並びに実験データの整理などでは、大学院生等を動員して実施した。ネットワーク上で生成される膨大なデータを利用・解析し、革新的なサービスやビジネスモデルを創出するビッグデータ解析が注目されている。ビッグデータ解析では、アクセス網やコア網、データセンタ網などネットワーク全体の資源の効率的な利用が必要とされており、ネットワーク全体を最適化する広域ネットワーク仮想化技術の実用化が望まれている。しかしながら、広域ネットワーク仮想化に関する議論は始まったばかりであり、未だ確固たる技術は開発されていない。そこで本研究は、複雑ネットワーク理論に基づく広域ネットワーク仮想化技術を開発し、ビッグデータ解析の要求品質を保証可能なビッグデータ指向型ネットワークを創出した。本年度は、当初の計画通り、物理・仮想ネットワークの関係性を示す数理モデルを構築した。現在、研究の成果を論文としてまとめている最中である。次年度の研究計画も順調に検討が進んでおり、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。平成28年度はビッグデータサービスの多様な品質要求に対応可能なネットワーク技術の創出を目的とし、平成27年度から継続して物理・論理ネットワークの関係性を最大限利用した論理ネットワーク構築技術、データ分散配置技術、通信経路制御技術の3つのコア技術を個々に開発する。
典型金属塩を触媒とする新規環境調和型タンデム反応の開発と応用

2-アルキニルアニリン類や2-アルキニルベンズアルデヒド類を原料とし,インジウム(III)を触媒量用いてタンデム反応を行い,ベンゾフェナンスリジン類を簡便に収率良く合成する方法を開発した.また2-アルキニルベンズアミドや2-アルキニルベンジルアミドと超原子価ヨウ素試薬の反応で,ホフマン型転位を経て反応活性なイソシアネートを発生させ,続くアルコール等の求核剤攻撃によるカルバメート生成,分子内アミノ環化反応を経るワンポットタンデムインドールおよびイソキノリンの合成に成功した.2-アルキニルアニリン類や2-アルキニルベンズアルデヒド類を原料とし,インジウム(III)を触媒量用いてタンデム反応を行い,ベンゾフェナンスリジン類を簡便に収率良く合成する方法を開発した.また2-アルキニルベンズアミドや2-アルキニルベンジルアミドと超原子価ヨウ素試薬の反応で,ホフマン型転位を経て反応活性なイソシアネートを発生させ,続くアルコール等の求核剤攻撃によるカルバメート生成,分子内アミノ環化反応を経るワンポットタンデムインドールおよびイソキノリンの合成に成功した.近年、金、白金、銅、パラジウム等の遷移金属触媒による不飽和結合の活性化をきっかけとする環化反応が多数報告されている。我々は取扱いが難しく高価な遷移金属触媒の代わりに、安定で安価、入手取扱い容易な環境調和型金属塩である13族インジウムを触媒として利用する連続(タンデム)反応を経る有用化合物の合成法の開発を目標とした。薗頭反応により容易に合成可能なオルトアルキニルアニリン類とオルトアルキニルベンズアルデヒド類のような単純な化合物を出発原料とし、インジウム(III)を触媒量用いてタンデム反応を行うことにより、生物活性をはじめ多くの興味深い報告がある縮合複素環化合物のベンゾフェナンスリジン類を簡便に収率良く合成する方法を開発することができた。反応をプロトン核磁気共鳴スペクトルで追跡した結果を考え合わせると、インジウム(III)によるオルトアルキニルベンズアルデヒド類の三重結合の活性化→6-エンドダイゴナル環化反応→その結果生成したジエン体とジエノフィルであるオルトアルキニルアニリン類の高い位置選択性を伴うディールスアルダー型[4+2]付加環化反応→転位反応→脱水反応による最終化合物ベンゾフェナンスリジン類の生成が推測された。この反応はインジウム(III)のルイス酸性、パイ電子配位性に代表される多機能性触媒能を利用した原子効率的連続反応であり、新たに炭素-炭素、炭素-炭素、炭素-窒素の三つの結合の一挙構築がおこり、ベンゾフェナンスリジン類が一段階で生成したと考えられる。この方法を適応することにより、有用な類似骨格化合物の合成も達成できると考えられる。研究の目的は取扱い容易な環境調和型金属塩を触媒反応に利用し、有用な反応の簡便化を図ることにある。・はじめに13族インジウム(III)やアルミニウム(III)の触媒としての活用を目指したが結果を出すには至らなかった。・そこでマイクロウェーブを利用した反応や、遷移金属塩による触媒反応を試みた。連続(タンデム)反応による、反応の効率化、合成の迅速化、反応操作の効率化をはかり、生物活性が期待される含窒素複素環化合物の簡便高収率な合成方法を確立するために、3種類の化合物を一度に混ぜマイクロウェーブ照射した。この反応はうまく進行し、各種置換基の異なるイソキノリン骨格とベンズイミダゾール骨格を併せ持つ化合物を短時間に高収率で得ることができた。反応はイミン生成、5-endo-trig環化反応、酸化反応、Cu-, Phosphine-free Sonogashira反応、6-endo-dig環化反応が連続しておこりイソキノリン骨格とベンズイミダゾール骨格を併せ持つ化合物に至ったと考えられる。・また別の反応として、2-アルキニルベンズアミドや2-アルキニルベンジルアミドの2位アルキンに対する金属塩触媒による活性化と、酸アミドに対する超原子価ヨウ素試薬の反応で,Hofmann-typeの転位を経てイソシアネートが生成すると同時にタンデム反応で一挙に求核置換反応、分子内環化反応を経て各種インドール誘導体やイソキノリン誘導体に変換可能な簡便なワンポット反応により、インドールやイソキノリン骨格が良好な収率で得られることを見出した。本反応の特徴は、超原子価ヨウ素試薬の共存下においても金属塩触媒の活性が低下せず、スムーズに反応が進行することである。また成績体はエンカルバメート構造を有し、更なる変換も可能な有用な合成中間体にもなり得る可能性を有する。安定で長期保存可能なアミドに着目し,薗頭反応で容易に合成可能な2-アルキニルベンズアミドや2-アルキニルベンジルアミドを原料とする反応を検討した.酸アミドに対する超原子価ヨウ素試薬の反応で,ホフマン型の転位を経てイソシアネートが生成すると同時にアルコールやアミン,安定なボスホニウムイリド等がイソシアネートに対する求核攻撃をおこし,次いで生成するカルバメートやウレア誘導体による,アミノ環化反応を連続的に行わせることにより,ワンポットタンデムインドールおよびイソキノリン誘導体の合成法を確立した.この段階の反応はアルキン部位の活性化を金属塩触媒が行い,一般的には高価で不安定な遷移金属錯体触媒が好まれる.本研究では様々な典型金属塩の触媒活性を検討し,遷移金属触媒に比べより長い反応時間を必要とするものの、インジウム(III)を用いることにより良好な収率でアミノ環化反応が進行することを明らかにした。また,

求核剤であるアルコール官能基をアルキン部分に有する化合物を原料とした場合,C_2対称大環状ビスカルバメートや大環状ビスインドール体が選択性良く,良好な収率で得られることを明らかにした.さらに反応中間体の基底状態立体配座に関する計算化学の検討を行い,二量体生成の優位性を明らかにするとともに,可能なメチレン鎖数を考慮して数種類の大環状二量体の合成を達成した.数種類の化合物の構造はX線結晶構造解析により決定した.
教授活動ゲームを用いた実践研究方法論の確立と普及策としてのｅポートフォリオ開発

本研究は、教育工学的な教育実践研究の方法を定式化し、それを大学院生や現職教員に指導するためのeポートフォリオ・システムとして具現化することを目的とした。その前提として、「問題解決の縦糸・横糸モデル」を提案し、モデルに即した活動を促すようにeポートフォリオ・システムの機能を設計した。eポートフォリオ・システムは、知識習得のためのテスト機能やeラーニング教材閲覧機能、文献研究活動を支援する機能、ゲーミング教材の体験をする機能、文献研究の成果からキーワードを検出して整理させる機能、ゲーミング教材を設計・開発する機能、ゼミ資料や論文の素材を登録する機能などから成る。本研究の目的は、研究代表者が行ってきた過去の研究を集大成しながら、教育工学研究の方法論を定式化し、それを教師教育や実践研究者養成に結びつけるeポートフォリオ・システムを開発することである。工学は応用科学であり、本研究の理論的基盤としては、代表者自身が提案した教授活動モデルおよび学習者モデルを用いる。モデルの工学的応用の第1の方向性は、各教科固有の見方・考え方と領域固有知識、問題解決スクリプトの統合的な活用を指導するためのゲーミング教材設計フレームワークの開発と評価検証研究である。また、第2の方向性は教師教育用の教授活動ゲームの研究である。これら、理論と実践、指導方法の定式化・検証と教師教育といった複数の次元について、両方向に発展させる研究方法論を修士論文研究指導用のeポートフォリオ・システムに統合し、教育工学研究の促進を目指す。今年度、ゲーミング教材設計フレームワークの開発と評価検証研究に関しては、高校数学の課題学習、同じく統計学習、高校理科の探究活動、共通教科「情報」のネットワーク技術の活用、工業科の技術者モラル教育を対象としたフレームワーク開発・詳細化と効果検証実践を行った.また、これら各教科の研究をふまえて、それらの共通性と領域固有性についての考察も行った。教師教育用の教材については、数学の課題学習と理科の探究活動について、生徒用の教材を改良し、提供する方法とその効果検証を行った。研究指導用のeポートフォリオ・システムについては、まず、生徒用に開発しているゲーミング教材設計フレームワークをそのまま転用することを基本方針とし,ベースとして活用する予定だった試作システムを再設計し直した。その上で作業の第1段階である文献研究と作業計画立案を行う「目標設定過程」について、システムの実装に着手した。平成27年度は、実装作業と運用・評価とを平行して進める予定である。本研究の目的は、教育工学的な教育実践研究の方法を定式化し、それを大学院学生や現職の教員に指導するためのeポートフォリオ・システムとして具現化することである。実践研究と単なる実践とを区別する鍵は、成果の汎用性や信頼性である。2015年度は、それを担保する理論的基盤として、問題解決の縦糸・横糸モデルを提案し,詳細化する作業を進めた。当該モデルは、教科横断的な汎用的方略、各教科の本質である見方・考え方やメタ認知、領域固有知識の3つの要素からなり、それらが問題解決過程でどのように活用されるべきか、また、どう習得したらよいかというメカニズムを表現している。モデルの汎用性と実践研究における可用性を確認するため、情報科教育、数学課題学習、理科自己学習、技術者モラル教育、教科と連携したキャリア教育など、さまざまな領域で修士論文学生の実践研究に応用させ、実際に成果を上げた。教育実践研究に必要なもう1つの要素が、研究の方法、ツールである。本研究では、コンピュータ上で動作するゲーミング教材を開発し、教育的働きかけの透明性や学習者から取得するデータの客観性、信頼性を高めることを意図している。これを支援する鍵は,教材開発の負担を軽減することであり,2015年度は,教材開発の手法を定式化すること,その際に必要になるゲーミング教材テンプレートを整備することに主眼を置いた。教材開発プラットフォームは、eポートフォリオの開発にも使っている教授活動ゲームシステムであり、テンプレートの動作を確認しながら、教材の記述方法を学ぶこともできるという利点がある。以上の成果に基づき、eポートフォリオ・システムの実装に着手しており、2016年度に、大学院の授業と研究室のゼミ活動の進行に応じて、実装と検証を進める計画である。本研究では、1模擬授業ゲームに生徒モデル記述機能と生徒の反応生成機能を追加すること、2教材設計フレームワークと教材内容とからe-learning教材をオーサリングする方法を確立すること、3模擬授業ゲームや意思決定ゲームのログを用いた評価研究方法論(ログ分析機能)を検討すること、4実践研究に必要な知識の獲得や研究方法の習得を支援するeポートフォリオ・システムを開発すること、の4つを同時並行で行うこととしている。また、これらのうち、研究代表者が主に行うのは4であり、それを研究室の指導学生に活用させながら、13の研究を進めることを想定している。本研究では、教育実践研究の進め方そのものも、問題解決の縦糸・横糸モデルに基づいて行うこととしている。2014年度に、そのうちの目標設定過程の詳細設計を行い、2015年度に実装作業に着手したが、その後、代替案発想過程と合理的判断過程の設計を進めた結果、教材開発の支援(上の2)が鍵を握ることが明らかになったため、2015年度は、4への実装を念頭に置いて、2の研究に重点を置いて進めた。全般的に、実装作業が遅れているが、実装に必要となるモデル化や教材テンプレートの開発が進み、2016年度に、実装しながら運用するための基盤が整ったため、全体としては、2016年度中に目的は達成される見込みである。

本研究の目的は、教育工学的な教育実践研究の方法を定式化し、それを大学院生や現職教員に指導するためのeポートフォリオ・システムとして具現化することである。2016年度は、これまで機能ベース、評価規準(ルーブリック)ベースで開発してきたeポートフォリオ・システムを、昨年度の研究で定式化した「問題解決の縦糸・横糸モデル」に基づき、モデルに即した活動を促すように改良、実装する作業を進めた。当該モデルは、教科横断的な汎用的方略、各教科の本質である見方・考え方やメタ認知、領域固有知識の3つの要素からなり、それらを問題解決過程でどう活用すべきかをインフォームドに指導する枠組みになっている。教育実践研究で教材開発や指導法を発想する基盤にもなり、研究活動を進めるための指針にもなる。モデルの汎用性と有用性を確認するため、既に各教科の教育実践研究が行われ、成果を上げているが、2016年度は、ソーシャルスキル教育や学習技能指導用教材を開発する学生や先生にも活用してもらい、研究成果に結びつくことを確認した。eポートフォリオ・システムは、知識習得のためのテスト受験機能やeラーニング教材閲覧機能、文献研究活動を支援する機能、ゲーミング教材の体験をする機能を縦糸各過程の「情報収集」活動に位置づけた。また、文献研究の成果を入力し、そこからキーワードを検出して整理する機能、ゲーミング教材を設計・開発する機能を「情報処理」活動に位置づけた。また、ゼミ資料や論文の素材を登録する機能を「まとめ」の活動に位置づけた。システムの汎用性を検証することも含めて、システムの要素を分解し、教職履修カルテ用のeポートフォリオ・システムとして転用する試みも行った。また、そこから、カリキュラム・マネジメントに活用する方策について考察した。実装作業がやや遅れたため、システムを使った場合の効果検証が遅れているが、作業プロセス自体はモデルによって定式化されており、モデルに基づいて教材開発を行い、教育実践研究するという方法論の成果は、学生や共同研究者の成果の数によって検証できている。システムの効果検証については、同じ活動をするにも、多様な対話インタフェースが想定されるため、教育実践研究用と履修カルテ用の2つを実装することで、それぞれのメリット、デメリットを検討している。2017年度は既に運用が進んでおり、運用結果に基づく効果検証ができると考えている。本研究の目的は,教育工学的な教育実践研究の方法を定式化し,それを大学院生や現職教員に指導するためのeポートフォリオ・システムとして具現化することである。当初の実施計画では2016年度で終了予定であったが,教職課程の履修カルテ用eポートフォリオ・システムに教育実践研究を支援する機能を統合することで,利用者の幅を広げられ,また,教職課程のカリキュラム・マネジメントに活用できるとの発想から,履修カルテ用eポートフォリオ・システムの設計と開発を行うこととした。また,若干残した予算で,その成果発表をすることとした。カリキュラム・マネジメントを実現する鍵は,言うまでも無く,本研究で開発してきた「問題解決の縦糸・横糸モデル」である。
プラスミド供与菌における接合伝達活性化ペプチド“性フェロモン"の受容機構

溶血性連鎖球菌の一種Enterococus faecalisには、プラスミド受容菌が分泌するペプチド′′性フェロモン′′により、供与菌と受容菌の凝集が誘導され、その伝達を活性化されるプラスミドが他種類存在する。これらのプラスミドはそれぞれ構造の異なるフェロモンに特異的に応答する。本研究は、このフェロモンの特異的認識機構を分子レベルで解明することを目的としたものである。本研究ではまず、性フェロモンに応答するプラスミドの一種であるpPD1により、性フェロモンの受容に関係すると考えられる遺伝子のクローニングを行なった。予想される遺伝子産物の分子量は61kDaと計算された。そのアミノ酸シーケンスは、同じく性フェロモンに応答するプラスミドpAD1、pCF10より既にクローニングされ、フェロモンの受容に関係していることが示唆されているTraC、PrgY産物のシーケンスに高い相同性を示した。そこで、この遺伝子をpPD1のtraCと同定した。これらの遺伝子産物はまた、Bacillus subtilisなどから発見されている、オリゴペプチド結合タンパク質とも相同性を示し、このことから、TraC産物はフェロモンを結合することにより、フェロモンのシグナルの受容に貢献していると考えられた。次ぎに、このtraCの遺伝子破壊を、相同組換えを用いた部位特異的変異導入により行なって、プラスミドpAM351CMを得た。pAM351CMを保持する菌は、野性型のpPD1に比べ5倍量の性フェロモンが、その凝集の誘導に必要であった。このことは、TraC産物は、性フェロモンの感受性に、貢献しているが、必須ではないことを示唆している。今後タンパク質レベルで、TraCと性フェロモンの相互作用を研究することにより、フェロモンとプラスミド間の特異性の解明に繋がると期待する。
高速点火レーザー核融合におけるドライバ粒子の伝播制御

コーン付きターゲットを用いた高速点火レーザー核融合では,生成される高速電子が大きな発散角を持ち,かつスロープ温度が高すぎるため燃料コア加熱効率の著しい低下が懸念されている.そこで,加熱効率を改善するため,高エネルギーイオンを用いて追加熱を行う手法,加熱用レーザーを短波長化して高速電子のスロープ温度を下げる手法および外部印加磁場により高速電子を燃料コアまでガイディングする手法が考えられている.これらの手法によるコア加熱の効果をそれぞれ統合シミュレーションにより評価し,効率良く燃料コアを加熱できる条件を明らかにした.コーン付きターゲットを用いた高速点火レーザー核融合では,生成される高速電子が大きな発散角を持つため,コア加熱効率の著しい低下が懸念されている.このため,構造化されたターゲットによる自己生成ピンチ磁場や爆縮により圧縮された外部印加縦磁場を用いて,高速電子をコアまでガイディングすることや,イオン源としてCH材を用いて生成されたイオンビームにより,コアを補助加熱することが考えられている.まず,爆縮初期に与えられた外部縦磁場が爆縮によって圧縮される過程について,磁場輸送を考慮した2次元輻射流体シミュレーションを行い,そのダイナミックスを調べた.その結果,圧縮された磁場強度は10kTを超えることが示された.また,磁場による熱伝導の非等方性が,流体力学的不安定性の種となることが明らかになった.次に,高密度領域における衝突効果を考慮してFIREX-Iで想定される1psパルスを照射した場合の外部印加縦磁場による高速電子ガイディング効果を評価した.その結果,縦磁場は,電子ビーム中心部で弱められるがビームエッジで強められるため,磁場がパイプ構造になることがわかった.そして,このパイプ磁場により,高速電子を比較的長時間ガイドできることが明らかにされた.更に,イオンビームによる補助加熱について,その実現可能性を検討した.補助加熱に利用するイオンビームの加速機構は,ターゲット後面のシース電場およびターゲット前面のポンドラモーティブ力による.前者のイオン加速機構を使う場合にはCH薄膜を使い,後者のイオン加速機構を使う場合にはコーンチップをCHフォームでコーティングした.そして,統合シミュレーションによりコアの加熱過程を評価した.その結果,イオンビームによる補助加熱により,平均コア電子温度が,電子ビームのみの場合と比較して2050%増加することがわかった.コーン付きターゲットを用いた高速点火レーザー核融合では,生成される高速電子が大きな発散角を持ち,かつスロープ温度が高すぎるためコア加熱効率の著しい低下が懸念されている.そこで,高エネルギーイオンを用いて追加熱を行うことが考えられている.イオンを超高強度短パルスレーザーで加速する機構には,ターゲット裏面に生成されるシース電場とターゲット前面のポンドラモーティブ力がある.それぞれの場合において,ターゲット構造を工夫してイオン加速の効率を高め,統合シミュレーションを行った結果,平均コア電子温度は,イオン加熱により,20100%上昇することがわかった.また,高速電子のスロープ温度を下げる手法として,加熱用レーザーの短波長化(2ω,3ω化)が考えられている.短波長化による影響を輻射流体コードで解析したプリプラズマを用いて生成される高速電子のスロープ温度を粒子シミュレーションで評価した結果,2ω化の場合には37%,3ω化の場合には70%の温度低下が期待できることがわかった.さらに,高速電子の発散を抑制する手法である外部印加磁場による高速電子ガイディングについては,単純な平行磁場ではなく,爆縮により圧縮された磁場配位の影響を粒子シミュレーションにより評価した.この結果,ミラー比が20以上になるとガイディング効果よりもミラー反射の影響が大きくなることが明らかになった.そして,外部印加磁場を与えたレーザー駆動爆縮の輻射流体シミュレーションでは,シェルの圧縮と伴に磁場も十分に圧縮されることが明らかになったが,電子熱伝導係数の非等方性によってシェルが均一に加速されず,条件によっては爆縮途中でシェルが破断する可能性があることも明らかになった.一方,ハイブリッドコードによる高速電子伝播のシミュレーションでは,外部印加磁場が中途半端に強いと高強度のホイッスラー波が発生して電子流が淀むことがわかった.コーン付きターゲットを用いた高速点火レーザー核融合で重要な役割を果たす高速電子は,大きな発散角と高いスロープ温度を持つため,コア加熱効率の著しい低下が懸念されている.そこで,高エネルギーイオンを用いて補助加熱を行う手法について統合シミュレーションを行った.コーンチップをイオン源となる低密度CHフォームでコーティングし,ポンドラモーティブ力による直接イオン加速を用いた場合,フォーム中央部のイオンは加速されるが,コーン壁に沿う電子密度増加による静電場およびCHフォームの凹面変形により,イオンビームの発散角は大きくなることがわかった.これを抑制するため,コーン形状のテーパーをなくし,凹面変形補償のためCHフォームを凸面にした結果,加熱のイオン寄与は67%改善されたが,電子寄与は半減した.このため,ターゲット構造の最適設計が必要である.一方,高速電子を外部磁場によってコアまでガイディングする手法では,平成28年度のFIREX実験に導入される中実ターゲットについて,爆縮による外部磁場の圧縮をシミュレーションし,その磁場を用いてコア加熱をシミュレーションした結果,初期に1.5 kTの外部磁場を印加した場合,加熱効率は1.6倍程度向上することが示された.また,高速電子のスロープ温度を下げる手法として,加熱用レーザーの短波長化(2ω,3ω化)が考えられている.