hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神神経疾患における前頭葉局所脳血流のダイナミクス-光トポグラフィを用いた検討

(5)健常者における検査の施行(1)(4)で得られた結果をもとに、健常者30名程度を対象とした手指タッピング課題遂行時の光トポグラフィ測定を行ない、興味深い結果を得た。これらの結果は、第21回日本精神科診断学会(2001年10月富山)、第31回日本臨床神経生理学会学術大会(2001年11月東京)、第8回医用赤外線分光法研究会(2001年11月大阪)で発表済みで、第24回日本生物学的精神医学会(2002年4月埼玉)、Human Brain Mapping(2002年6月仙台)、World Psychiatric Association(2002年8月横浜)での発表を予定している。【方法】健常者15名・単極性うつ病患者11名・双極性障害患者8名・統合失調症患者13名を対象として、語流暢課題と手指タッピング課題遂行中の酸素化ヘモグロビン濃度[oxy-Hb]変化を、頭部用の多チャンネル近赤外線スペクトロスコピー装置Hitachi ETG-100を用いて前頭部(24チャンネル)と両側側頭部(各12チャンネル)から時間分解能0.1秒で測定した。研究は群馬大学医学部臨床試験部で承認を得たもので、研究参加について対象全員から文書で同意を得た。【結果】語流暢課題の遂行成績には群間差はなかったが、課題遂行中の[oxy-Hb]波形には各群ごとの特徴を認めた。(1)健常群:課題開始直後に増加し、課題期間中はその増加が保たれ、課題終了後に減少。(2)うつ病群:増加の程度が小さいことが特徴で、健常群との差は課題の前半区間において前頭プローブ前部や側頭プローブ下部で顕著。(3)双極性障害群:増加の大きさは健常者と同様であったが、[oxy-Hb]増加までの時間間隔が健常群より長く、課題開始後に漸増して課題終了付近でピークをなすパターンが前頭プローブ前部で目立った。(4)統合失調症群:[oxy-Hb]増加のタイミングが健常群と異なり、[oxy-Hb]増加の程度は健常者に近かったが、課題終了後にいったん減少した[oxy-Hb]が再度増加するというパターンが、特に左側の前頭プローブで目立った。対照課題として行った手指タッピング課題では、[oxy-Hb]についての群間差は認めなかった。【考察】今回の結果は、前頭葉を中心とする脳機能がうつ病・双極性障害・統合失調症においてそれぞれ障害を受けていることを、NIRSにより捉えることができることを示したものである。今後、精神疾患の診断・治療・予防のための臨床検査として、NIRS検査が有用である可能性が示唆された。
対向ターゲット式交互堆積反応性スパッタ法による硫化銅インジウム薄膜の作製

2組の対向ターゲット対を有するスパッタ装置を構築し,CS_2反応性ガス中でのCuとInの交互堆積により薄膜作製を試みた。組成は交互堆積時間比で(Cu_xS)-(CuInS_2)-(CuIn_5S_8)-(In_2S_3)系で変化し,化学量論組成付近でCuInS_2の基礎吸収端を有する多結晶CuInS_2薄膜が得られた。多元蒸着法によるエピタキシャル薄膜ではCu/In比に加えて格子歪みが薄膜成長過程に関連していた。既存の対抗ターゲット式直流スパッタ装置で,回転式基板ホルダーの改良,Cu及びInターゲットの設置,ガス供給配管付加などの改造工事を施した。この工事により,二硫化炭素CS_2もしくは有機硫黄Ditertiarybutylsulfide(DTBS)の反応性ガス供給量を制御しながら,各ターゲット前の基板停止滞在時間を制御してCuとInを交互に原子層オーダーで堆積可能なスパッタ装置を構築できた。この装置を用いて,反応性ガスCS_2雰囲気中で様々な[Cu]/[In]比の薄膜を作製した。薄膜の組成は,高CS_2ガス分圧の場合では(Cu_2S,Cu_<1.96>S)-(CuInS_2)-(CuIn_5S_8)-(In_2S_3)擬固溶体系に,低CS_2ガス分圧の場合では(Cu_2S,Cu_<1.96>S)-(CuInS_2)-(InS,In_5S_4)擬固溶体系に対応して変化した。X線回折結果では,Cu-richの領域でCu_<1.96>Sが僅かに混在するものの,CuInS_2が支配的であり,化学量論組成近傍でCuInS_2のみが現れた。一方,In-richの領域のX線回折結果では,高CS_2ガス分圧でCuIn_5S_8が支配的で,低CS_2ガス分圧でInS及びIn_5S_4が現れた。CuInS_2の化学量論組成に対応した薄膜は,p形伝導を有し,X線回折で異相が観られなかったことに加え,その基礎吸収端がCuInS_2の禁制帯幅に対応していた。DTBSガス雰囲気中での薄膜作製も試みているが,まだCuInS_2薄膜は作製できていない。今後,DTBSガス供給条件を変化させて薄膜堆積を行い,CS_2ガスの場合と比較検討を行う予定である。一方,基礎的物性データ取得のため多元蒸着法を用いてGaP基板上で種々の[Cu]/[In]比を有するCuInS_2薄膜を作製し,ややCu-rich組成でс軸方向成長の高品質エピタキシャル薄膜が得られることがわかった。昨年度に構築した2組の対向ターゲット対を有するスパッタ装置を用いて,反応性CS_2ガス中でCu及びInを原子層オーダーで交互スパッタすることでCuInS_2薄膜を作製した。化学量論組成付近のX線回折結果ではCuInS_2のみが観られた。Cu-richでは,CS_2ガス供給の方法や量に依らず,CuInS_2が支配的であったもののCu_<1.96>Sが僅かに混在していた。この事実は組成が(Cu_<1.96>S)-(CuInS_2)系であったことに矛盾しない。一方,In-richでは高CS_2ガス分圧をCuターゲット側から供給した場合はCuIn_5S_8が支配的で,Inターゲット側から供給した場合はIn_2S_3が出現した。この事実は組成が(CuInS_2)-(CuIn_5S_8)-(In_2S_3)系であったことに矛盾しない。また,低CS_2ガス分圧下ではInSまたはIn_5S_4が出現した。この結果は組成が(CuInS_2)-(InS,In_5S_4)系であったことに矛盾しない。また,Cの混入が観られたが,CS_2供給方法に依らず,その量は[Cu]/[In]比に対応していた。また,CS_2の代わりにDitertiarybutylsulfideを用いた場合は反応性が低く,現時点でCuInS_2生成には至っていない。以上の結果は,原料種の供給方法のCuInS_2生成過程への関連を示している。これらを基に,ソーダライムガラス基板上に直流スパッタ法によりMo薄膜を堆積し,その上にCuInS_2薄膜を作製した。その配向性や堆積速度はソーダライムガラス基板上の場合より大きかった。多元蒸着法による高品質CuInS_2薄膜作製においては,GaAs基板上でカルコパイライト構造のc軸方向エピタキシャル成長条件を明らかにすると共に,膜厚増加に伴って引張り格子不整合歪みの緩和がすすむこと,その緩和により生じる格子欠陥が結晶構造の乱れに関連していることがわかった。

改造した2組の対向ターゲット対を有するスパッタ装置で,ガラス基板上にCuとInを原子層オーダーで交互堆積する際にCS_2ガスをCuもしくはInのターゲット側から供給することにより,CuInS_2薄膜が作製できることを昨年度までに明らかにした。本年度は基板温度等の堆積条件を変化させた。基板温度上昇で堆積速度に顕著な変化はなかったが,結晶粒の増大傾向が観られた。組成は堆積条件に依らず,CuとInの堆積時間比に対応して(Cu_xS)-(CuInS_2)-(CuIn_5S_8)-(In_2S_3)組成直線上で変化した。化学量論組成ではCuInS_2のみであったが,Cu-richではCu_<1.396>Sが混在した。In-richでは基板温度上昇により,CS_2ガスをCuターゲット側から供給した場合に出現するIn_5S_8が消失し,CS_2ガスをInターゲット側から供給した場合に出現するIn_2S_3が減少した。下部電極用Mo薄膜上では,成長速度,配向性及び結晶性が向上する傾向が観られた。CS_2の代わりにDitertiarybutylsulfideを用いた場合は反応性が低く,CuInS_2生成には至っていない。多元蒸着法によるGaAs及びGaP基板上でのCuInS_2エビ薄膜では,Cu/In比および格子不整合による格子歪みが結晶構造の乱れに関連していた。これらの結果は原料種の供給条件に加えて,基板種及びその温度がCuInS_2生成過程に密接に関連していることを示唆している。太陽電池セル用のCdフリーのバッファー層として,ケミカルバス法によるZnS薄膜の作製に取り組み,酸素の混在が観られるものの,禁制帯幅に対応した吸収端を有する薄膜が作製できた。現在取り組んでいるスパッタ法による低抵抗n形ZnO:A1薄膜の作製条件を確立し,今後の太陽電池セル試作につなげていく。
光ファイバ-を用いたラマン分光法による金属表面腐食層の遠隔測定システムの開発

1.目的:レ-ザ-ラマン分光法は、可視光領域での光励起に続く可視光の散乱を利用した振動準位測定法であり、種々の環境下にある材料の"その場"評価法として利用価値が高い。光を用いる表面測定においては、光路上にサンプル点を置く必要があり、試料位置の制約が大きい。しかし、光ファイバ-を用い、試料位置に光路を持っていくようにすれば、その応用範囲は非常に広がってくる。本研究では、光ファイバ-をラマン分光装置に結び付け、レ-ザ-光ならびに分光器の光路とは離れた位置にある金属材料の表面腐食生成物の組成同定が可能となる、遠隔操作型の組成分析手法を確立することを目的とした。2.装置の試作:遠隔ラマン分光のための基本装置を開発・作製した。試作した遠隔測定装置は、主分光器ならびにレ-ザ-に、光ファイバ-を介して結合される小型分光器ならびに小型分光器の脇に置かれたレ-ザ-光集光系からなっている。当初の目的の通常のラマン分光器の光路からはまったく離れた測定には、つまり遠隔測定は十分行なえるものであることを確認した。3.測定結果:試作した装置を用い、切りだすことが不可能なさび層で覆われた鉄鋼試片のさび組成同定を行なった。(1)大面積の普通鋼の塩水デップで生成したさび:主にβーFeOOHからなるさび層を検出した。(2)ガスボンベの蓋のさび:塩素ガスがある環境下に長年放置されたいた窒素ガスボンベの蓋の部分を測定し、βーFeOOHならびにFe_3O_4からなるさびを検出した。(3)ガススト-ブの蓋の裏のさび:ガスの炎に長年曝されていた蓋の部分からαーFe_2O_3ならびにFe_3O_4からなるさびを検出した。(4)登山用ピッケルのさび:ブロ-ドであるがγーFeOOHからなるさびを検出した。1)光ファイバ-利用遠隔操作型ラマン分光装置の作製1.1)既設のアルゴンイオンレ-ザ-からの光を、光ファイバ-、光学フィルタ-を通して試料に導く光学系ならびに試料からのラマン光をフィルタ-分光器、光ファイバ-を通して既設のラマン分光器に導く光学系を作製した。この光学系の先端部は、カメラの三脚に取り付けられ、容易に任意の場所に移動設置可能である。なお、フィルタ-分光器は二重分散の小型分光器を新たに作製し、使用した。1.2)既設のラマン分光器に、光ファイバ-を通った微弱なラマン光検出のために効率の良い多チャンネル光量検出器を購入し、付属させた。この時、ラマン分光器の第2番目のスリットに直接散乱光を入るように、分光器の一部を改造した。2)光ファイバ-利用遠隔操作型ラマン分光による測定とその手法の改良2.1)実験1)で作製した装置を用い、実験室で人工的に腐食された大面積(0.5×0.5m^2程度)の低合金鋼の腐食生成物に関して、測定箇所を変化させながら測定した。各所の腐食生成物(さび)は、水滴の残り方に依存して、その鉄酸化物組成が変化することが見出された。水滴の中心部では主にγ-FeOOHが、外縁部には変形したα-Fe_2O_3が生成していた。

また、水滴に含まれた塩、具体的には、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオンなどに依存して鉄さびの組成が変化することが見出された。2.2)実験2.1)の測定において、測定上の問題点が2、3あることが分かった。特にレ-ザ-光の照射位置とフィルタ-分光器の光路を一致させるのが、結構手間がかかる。現在、その解決のために、装置の改良を行なっている。1.試作装置の性能評価:平成元年度に試作した光ファイバ-を利用した遠隔操作型のレ-ザ-ラマン分光装置の性能評価ならびにその改善を検討した。光ファイバ-を介す測定での検出感度を検討するために、ステンレス鋼の上にKBrを用いて模擬さびを固定し、通常の測定との比較を行なった。レ-ザ-光の光ファイバ-内での減衰、ラマン光のファイバ-内での減衰などの評価の結果、通常の測定より約1/41/8程度検出効率が落ちていることがわかった。この程度の検出感度の減少は多チャンネル光量検出器の導入でカバ-することができた。2.多面積の普通鋼のさび層の検出:0.1×0.1m^2の普通鋼を塩水にデップし、乾湿を繰返して生成したさび層を光ファイバ-を介した遠隔測定型ラマン分光法で測定した。普通鋼の上にはβーFeOOHのスペクトルが見出された。3.各種形状の鋼のさび層の検出:(1)ガスボンベの蓋のさび:塩素ガスがある環境下に長年放置されていた窒素ガスボンベの蓋の部分を測定した。形状は円筒であり、その直径は8cm、高さ18cmである。高さに応じてさび組成が異なり、上部には無定形なもの、下部にはβーFeOOHならびにFe_3O_4からなるさびを検出した。(2)ガススト-ブの蓋の裏のさび:ガスの炎に長年曝されており、高温環境下にある蓋の裏側部分(直径約30cm)からαーFe_2O_3ならびにFe_3O_4からなるさびを検出した。(3)登山用ピッケルのさび:名古屋市の郊外の住宅地のベランダに約1年半放置されていた登山用ビッケル上のさび層を測定し、ブロ-ドなラマンピ-クではあるが、γーFeOOHと同定できるさびを検出した。
採用政策と人的資本投資

本研究では、ある企業の人事ファイルデータを中心に、企業の採用政策と技能形成に関する研究を行った。特に、注目したのは、昇進昇格といった、企業ヒエラルキー内のタテの移動と、事業所・部署間の水平的異動の関連、さらにこれらが、新卒・中途採用の間でどのように異なるか、である。主な分析結果を以下にまとめる。(1)定期採用に比べて中途採用者は、概して多様な技能蓄積を可能にする水平的異動の頻度や幅が小さく、それがタテの昇進・昇格を定期採用に比べ難しくする大きな要因となっている。同じ傾向は、大学卒とそれ以下の学歴を持つ従業員の間の昇進・昇格の格差についても見られる。(2)水平的異動は、若年時には、頻度が高く、機能的にみて比較的狭い範囲の隣接部署への異動が中心だが、経験年数の増加と共に頻度は落ち、他方異動の範囲は広がる(3)水平的異動の技能形成に果たす役割は経験年数と共に減衰する(4)在籍部署の人員削減やリストラは、その後の昇進確率に負の影響を与えるが、その影響は特に、若年時に大きく、これは、在籍部署の成果が、構成員の能力判定のシグナルとして機能していることを推測させる(5)定期・中途採用者の昇進成果の格差は、主に、採用時の人的資本の異質性とそれを反映した異動・昇進政策における区別により説明される(6)定期・中途を問わず、現資格への昇進が短期の内に実現した者の方が、将来の昇進確率が高くなるという、いわゆる「特急組み」効果が有意に観察できる。第一年度は、主に理論モデルの構築と、実証研究のためのデータ構築をおこなった。利用したのはAriga,Brunello and Ohkusa(1999)で分析した、ある企業の人事パネルデータである。このデータを加工して、企業の成長・労働市場での地位、企業業績の変化、労働需要の変動などと、新卒・中途採用それぞれがどのように影響を受け、また、昇進政策に与えた影響がどのようなものであったかを分析した。特に、水平的な部門間異動と、昇進昇格という垂直定期異動とを同時に捉えられるため、所属部門や職務についての詳しいコード化を行った。また、準備作業の一貫として、採用政策と職務訓練の制度変革について、幾つかの企業の人事担当者から聞き取りをおこなった。理論面では、労働市場におけるlearning(労働者の能力や適性に関する学習)と技能形成の過程を連結するモデルを構築した。また中間報告的な成果の一部を有賀(1999)に発表した。
反応性有機金属分子を触媒および活性種とする機能性高分子の設計と合成

我々はこれまでにW、Moなど5、6族遷移金属の錯体が置換アセチレンの重合に有効であることを明らかにしてきた。種々の触媒系の中でM(CO)_6-CCl_4-光触媒(M=W,Mo)は高分子量ポリマーの生成を特徴とする。この重合は金属-炭素二重結合を有する金属カルベンを活性種として進行すると考えられる。本研究では置換アセチレンの重合における新たな金属カルボニル系触媒の開発について検討した。以下に本年度の研究成果の要旨を述べる。1.M(CO)_6-RCl_n-光触媒による置換アセチレンの重合-従来のW(CO)_6-CCl_4-光触媒のCCl_4の代わりにPhCCl_3およびPh_2CCl_2を用いてフェニルアセチレンの重合を検討した。その結果、触媒に対し大過剰必要なCCl_4の場合と異なり、これら有機塩素化物は触媒量に近い量で有効であった。さらに、本触媒系によりo-Me_3SiPA、t-ブチルアセチレンなど立体効果の大きいアセチレンモノマーから数10万という高分子量のポリマーが生成した。o-CF_3PAなど電子吸引性基を有する置換アセチレンに対しては対応するMo触媒が有効であった。2.M(CO)_6-PhCCl_3-光触媒によるノルボルネンの重合-シクロオレフィンは置換アセチレンと同様にメタセシス重合することが知られているので、シクロオレフィンであるノルボルネンの重合を検討した。その結果、W、Moいずれの触媒を用いたときも分子量数10万のポリマーが生成した。M(CO)_6-Ph_2CCl_2-光触媒も同様な活性を示した。3.M(CO)_6-ルイス酸-光触媒によるフェニルアセチレンの重合-W(CO)_6-光触媒によるフェニルアセチレンの重合はトルエン中では全く進行しないが、SnCl_4など適当なルイス酸を添加した場合収率良くポリマーが生成した。SnCl_4の濃度はW(CO)_6のそれと同程度のとき重合率およびポリマーの分子量が高くなった。
電気自動車用新形高効率直流複巻電動機の試作

1.平成2年度平成2年度は(1)本研究グループが開発しようとする新形高効率直流複巻電動機の設計・試作、(2)試作する新形電動機を搭載する実験用車両の設計、(3)新形電動機を搭載した実験用車両の走行特性を模擬するシミュレータの開発を目的とし、ほぼ計画通りに進めることができた。すなわち、定格出力1.6kw、定格電圧22V、定格電流100A、分巻巻線巻数150ターン、直巻巻線巻数3ターン、4極の直流複巻電動機を試作し、これを搭載する実験用車両も決定した。また、走行特性を模擬するアナログシミュレータおよびディジタルシミュレーションプログラムも開発した。2.平成3年度平成3年度は(1)前年度試作した新形複巻電動機の駆動制御装置の設計・試作、(2)実験用車両による走行実験、(3)走行特性のシミュレーションを目的とし、ほぼ計画通りに目的を遂行することができた。すなわち、新形電動機駆動制御装置として最大電流約250Aの半導体チョッパを試作するともに、分巻界磁を弱め界磁するための界磁制御用チョッパを試作し、これらを実験用車両に搭載して走行実験を行った。走行実験は電動機および駆動制御装置の製作を依頼した日本輸送機(株)の構内で行ったが、直線コースの距離が比較的短く、回生制動についての実験が十分には行えなかった。実験の結果、新形電動機を用いた場合、従来から用いられてきた分巻電動機の場合に比べて約30%の省エネルギー効果をあげ得ることが確かめられた。3.平成4年度平成4年度は本研究課題の最終年度であり、実験およびシミュレーションによって、さらに詳細な検討を行った。特に前年度十分にできなかった回生制動の実験を行い、新形電動機が回生制動特性においても優れた特性を示すことを確めた。今後はこの実験用車両を用い、さらに検討を進める予定である。1.研究計画の達成状況平成2年度の研究計画では、(1)パワ-ダイオ-ドブリッジを組み合わせた新形高効率直流複巻電動機の設計・試作(2)新形電動機と太陽電池モジュ-ルとを搭載する実験用車体の設計・試作(3)新形電動機を搭載した実験用車体の走行特性のシミュレ-ションの3つを行うことを予定していたが、以下に述べる通り、当初計画通りの研究実績をあげることができた。2.新形高効率直流複巻電動機の設計・試作パワ-ダイオ-ドブリッジを組み合わせた新形高効率電動機の設計・試作を完了した。試作電動機の定格電圧、定格出力はそれぞれ24[V]、1.2[KW]とし、これにショットキ-効果ダイオ-ドを用いて構成したダイオ-ドブリッジを付加した。また、直巻巻線の巻数と省エネルギ-効果との関係を知るため、直巻巻線の巻数を毎極動たり5タ-ンとし、1タ-ンごとにタップを設けた。なお、分巻巻線の巻数は毎極当たり50タ-ンとした。3.実験用車体の設計・試作試作した高効率電動機を搭載して走行実験を行うため、実験用車体の設計・試作を完了した。この実験用車体の全長、全幅及び全高はそれぞれ1.9、1.2及び1.3[m]であり、電動機及び駆動制御装置(平成3年度に試作予定)を含めた空車重量は約190[kg]である。また、この実験用車体の屋根に、更なる省エネルギ-効果をあげるための太陽電池モジュ-ルを搭載し、最大出力約35[W]の補助エネルギ-源として利用できるようにした。4.電気自動車の走行特性のシミュレ

-ション試作した新形電動機を搭載した実験用車体に、体重60[kg]の運転者が乗った場合を想定して走行特性を模擬するアナログシミュレ-タ回路の設計を完了した。このシミュレ-タを用いたシミュレ-ションの結果によると、目標通りの大幅な省エネルギ-効果(約30[%])が達成できる見込みである。1.研究計画の達成状況平成3年度の研究計画では、(1)新形直流複卷電動機用駆動制御装置(半導体大電流チョッパ)の設計、(2)半導体大電流チョッパの試作とその特性試験、(3)実験用車両による走行実験および走行特性のシミュレ-ションの三つを行うことを予定していたが、以下に述べる通り、当初計画通りの研究実績をあげることができた。2.新形直流複卷電動機用駆動制御装置の設計・試作前年度試作を完了した新形電動機を駆動制御する半導体大電流チョッパを設計・試作した。電動機の電機子電流は始動時に200Aを超えるので、チョッパの電流容量を約300Aに設定し、アクセルペダルの踏みしろに対応してチョッパ電流が制御できるように設計した。また、始動後の加速には分卷卷線の励磁電流を減少させる弱め界磁制御を行う必要があるので、電機子電流の変化に対応して自動的に弱め界磁制御が働くような界磁電流制御用チョッパも設計・試作した。さらに、車両減速時には有効に回生制動が働くよう、回生制動指令用スイッチを設け、この指令と同時に分卷卷線の励磁電流が最大になるようにした。3.実験用車両による走行実験と走行特性のシミュレ-ション試作した電動機駆動制御用チョッパを実験用車両に搭載し走行実験を行った。当初からの予想通り、従来の分卷電動機を用いた場合に比べて、新形電動機(直卷卷線の卷数5タ-ン)を用いると、始動時の加速特性が顕著に改善されること、始動してから一定の速度に達するまでの消費電力が30%程度少なくてすむことなどの良好な結果を得た。さらに、回生制動特性についても実験を行ったが、走行実験コ-スの直線距離が比較的短い(約100m)ため、十分な回生制動の実験はできなかった。今後はこの点を解決したいと考えている。一方、走行特性のシミュレ-ションは予定通り行っており、実験で実現し難い走行条件を補っている。1.研究計画の達成状況平成4年度の研究計画では、本年度が本研究課題の最終年度であることをふまえ、(1)試作した新形電動機とその制御装置を搭載した実験用車両による走行実験を行い、特に(a)車両発進時の加速特性、(b)走行時の消費電力、(c)回生制動特性についての実験結果をまとめることと、(2)種々の走行条件のもとでの走行特性のシミュレーションを行い、実験結果と比較検討することを目標とした。これらの研究計画について、以下に述べるように、ほぼ当初の計画通りの研究実績をあげることができた。2.新形直流複巻電動機およびその制御装置を搭載した実験用車両による走行実験前年度までに設計・試作を完了した新形直流複巻電動機、電動機駆動制御用大電流チョッパおよび界磁制御用チョッパを搭載した実験用車両を、前年度の実験よりも長い実験用コース(約200m)において走行させ、前年度は十分な実験ができなかった回生制動特性についても詳細な実験を行うことができた。その結果、新形複巻電動機を用いた場合には、従来の分巻電動機を用いた場合に比べて、始動時の加速特性が優れていること、始動後等距離を走ったときの消費電力が少なくてすむこと、回生制動特性が優れていることなど、当初予想した通りの特性が得られた。3.走行特性のシミュレーション
授業実践学の文化的基底に関する比較開発研究

これまで海外の学校訪問、授業観察・授業記録と授業実践後の検討会の参加内容・授業者との面談などを整理・分類し、授業の特徴を分析し、特に国境を越えたレンズからペダゴジーの文化的な様相を考察した。また、国際比較授業分析の結果に基づき、例えば、教師の学習、一人ひとりの子どもの学びの可能性の実現のための授業デザイン(customozed teaching)、子どもの学びの質と効果の保証(personalized learning)や授業文化的形態の改革・授業の本質の改善(pedagogical reasoning)などを明らかになった。さらに、日本の授業を海外の授業と比較分析する上で、授業の文化的スクリプトの複合的構造を解明し、ペダゴジー・アクロス・カルチャーズの特徴を明らかにし、ここまでの研究成果(学習デザイン、授業観、教授法、教師観、教授技術など)を基に、授業実践の背後にある心象、価値観、信念や習慣化された行動様式、およびそれらの相互関連の構造を明確した上でアメリカやヨーロッパのの教育者のレンズからペダゴジー・コレクトネス(特にclassroom climate regarding mistakes)の再評価・再構築を検討した。研究を計画通り実施した。研究計画の通り、1)課題1から課題5までの考察を第1の研究資料にし、各国の学校での個別の教師・管理職へのインタビュー調査などを第2の研究資料にし、各国のペダゴジーの文化的基底におけるローカル知・理論とグローバル知・理論の検討・比較の結果を第3の研究資料として、学習デザイン、授業観、教授法、教師観、教授技術などを基礎とした研究成果から、授業実践の背後にある心象、価値観、信念や習慣化された行動様式、およびそれらの相互関連の構造を明確にした上で、ペダゴジー・コレクトネスの構築を検討し、よりよい社会の顕在化のためのペダゴジーの働き・役割(function)を解明する。すなわち、「ペダゴジー」は、専門職(teaching as a professional practice)としての営みであることはもちろんのこと、「社会正義を実現することを使命とする」(teaching as a social justice mission)営みであり、その影響・役割・働きを明らかにする。2)これまでの分析の結果に基づき、ペダゴジーの背後にある文化的基底の様相とその機能を明らかにする。3)研究成果を国内学会と国際学会で発表する。ここまでの研究では、宗教、言語、教育制度、学校文化の異なる様々な国を研究対象としたことで、トランスカルチャルな問題・課題を明らかにし、教えるということは「何であるか・何であるべきか」を国際的なディスコースと日本的なディスコースを結びつけることができた。また、日本と海外の授業の比較分析によって、国境を越えてトランスナショナル・ラーニングの解明に向かう基礎を築くところにある(ローカル知とグローバル知が結びつく)。例えば、知識の活用は、日本において焦眉な教育課題であるが、これは形を変えて他国にも存在している。授業実践の再定義あるいは、授業観の改善を通してペダゴジーの文化的基底の様相とその機能の解明するところに、教師教育における新たな方法論的提案の可能性を有している。異なる文化的背景を有する者の“レンズ"を通すことで、文化的コード(例:知識活用、誤り)の抽出が可能となり、考察(討論)を通して文化的スクリプト(例:主体的・個別的・構成主義的・家庭的)をもとに授業に内在する文化的構造(例:文化移転、包括的・相対的アプローチとしての「ローカル・イノベーション」)を明らかにすることができた。本年度は、「複合的視点による比較授業分析にもとづく文化を越えた授業実践学の構築」と「よりよい社会の実現への授業実践学の使命」を課題としたい。そうすれば、授業論や授業研究の過程(research & theory in practice)を通して教員の意識の変化を基に、アクティブ・ラーニング学校文化や「学習する学校」を創る課題が明らかになると予想される。さらに、「改善の科学」(science of improvement)を授業実践学の持続的な質的変化として開発する方法の可能性を期待される。平成28年度、今までの研究発表・報告で検討したグローバルな現代社会における授業実践学のための「国際比較授業分析」の可能性に基づき、授業実践の文化的基底(Cultural Foundation)の様相について、synthesis researchを用いたメタ分析的手法により多面的に検討・考察した。授業実践学(ペダゴジー)には、教えることの原理的な追究と、具体的かつ現実的な授業実践の可能性とを統合することが学問的に求められる。そのため、授業の事実(エビデンス)に基づく国際比較授業分析により、ペダゴジーの背後にある文化的基底の様相とその機能の解明を進めてきた。これまでの結果から、例えばシンガポールは子どもに対し、ビジネススキルを育てようとする傾向が強いが、イランは学問を教えるという傾向が強い点が示され、一方で、日本は、子どもを重視している点が示された。特に日本は子ども同士の横のつながりの強さを歴史的に保持していることが本研究からも示唆された。授業実践の文化的基底(Cultural Foundation of Teaching)の様相について、授業の事実(エビデンス)に基づく国際比較授業分析により、ペダゴジーの背後にある文化的基底の様相とその機能の解明を進めてきた。日本と海外の授業記録に基づく比較授業分析会を行い、教師・研究者の目(レンズ)から授業の事実(エビデンス)を検討・分析し、考察した。

また、比較授業分析の結果に基づき、例えば、コミュニケーションスタイル、知識活用、教授-学習授業法(アクティブ・ラーニングなど)、授業技術、授業形態(dialogic teaching)・学習デザイン、授業規律の違いや板書・電子黒板などの効果を明らかになった(海外の例:韓国の算数授業でのproblem performersとしての生徒からproblem solversとしての生徒への授業の資質変化と学習デザインの改善。日本の例:授業形態(cultural script of teaching)の質的変化と形(form)や技術の利用の効果。国際比較の例:学習者の誤りに対する教師の対応と学級文化、間違いから学ぶという教授-学習文化の影響)。さらに、日本の授業を比較分析する上で、教師の授業観・授業の文化的スクリプトの複合的構造を明らかにし、ここまでの研究結果と考察をメタ分析した。研究を計画通り実施した。これまで海外の学校訪問、授業観察・授業記録と授業実践後の検討会の参加内容・授業者との面談などを整理・分類し、授業の特徴を分析し、特に国境を越えたレンズからペダゴジーの文化的な様相を考察した。また、国際比較授業分析の結果に基づき、例えば、教師の学習、一人ひとりの子どもの学びの可能性の実現のための授業デザイン(customozed teaching)、子どもの学びの質と効果の保証(personalized learning)や授業文化的形態の改革・授業の本質の改善(pedagogical reasoning)などを明らかになった。さらに、日本の授業を海外の授業と比較分析する上で、授業の文化的スクリプトの複合的構造を解明し、ペダゴジー・アクロス・カルチャーズの特徴を明らかにし、ここまでの研究成果(学習デザイン、授業観、教授法、教師観、教授技術など)を基に、授業実践の背後にある心象、価値観、信念や習慣化された行動様式、およびそれらの相互関連の構造を明確した上でアメリカやヨーロッパのの教育者のレンズからペダゴジー・コレクトネス(特にclassroom climate regarding mistakes)の再評価・再構築を検討した。1)平成27年度と同様の日本の研究授業の観察と調査を実施し、研究データを収集する。2)授業実践を海外の学校で計画・実施し、授業の記録と事後の検討会の研究データを収集する。3)各学校の授業記録と収集した研究データを基に、各学校で授業分析・検討会を行う。各国の文化的固有性を尊重し、互いの授業の特色を検討会で語ってもらう。4)日本の授業記録や重要なデータを翻訳し、複数の国(例:ンガポール、イラン、マレーシア、インドネシア)の学校で日本の授業の検討会を行い、各国の教員と研究者の目(レンズ)から日本の授業を検討し、彼らのレンズから日本の授業の特徴や文化構造などを分析する。5)比較授業分析により、各国の授業観における差異から、ペダゴジーの基底となる学習デザインなどを顕在化し、授業実践が進む方針についての暗黙的に構成された信念(ペダゴジーの文化)を明らかにする。
災害リスクの認知による高齢者の避難能力向上に関する研究

本研究は避難行動に多様な住民側の要因が影響することを鑑み、それらを包含する避難能力という概念を基に、避難能力評価手法の確立とオーダーメイド型避難マップの避難能力向上効果を実証することを目的とする。初年度は災害リスクの認知、防災知識、防災対策状況など、避難に対する備え、避難に関する知識、実際の災害時の避難状況を調査し、高齢者の避難行動に対する意識構造を明らかにする計画であった。具体的には、2018年度は近年、複数回の避難勧告が発令されている大和川流域の地域(大阪市住之江区・住吉区・東住吉区・平野区)の避難勧告発令地域の住民を対象にアンケート調査を実施した。調査内容は、個人属性、災害に関する主観的評価、防災意識・知識・対策、災害時行動想定、2017年台風21号襲来時の行動とした。調査は、計画では地域を限定した分析としていたが、実際に避難行動を取った回答者が少数であることが予想された為、対象地域を拡大したWEBアンケートとし、500名から回答を得ることができた。調査結果から水害対策は「防災に関する知識」「地域で行う防災対策」「家庭で行う防災対策」に大別できることが分かった。防災対策実施と災害時行動(台風21号襲来時)の関連を分析したところ、「防災に関する知識対策」は避難行動の促進に影響を与える可能性が示唆された。「地域で行う防災対策」は情報収集と避難行動のどちらとも明確な関係はみられなかった。「家庭で行う防災対策」は情報収集行動の促進に影響を与える可能性が明らかとなった。これらの結果より、住民の水害リスクへの意識構造とそれに伴う避難行動の関係を明らかにすることができた。これらの結果を踏まえ、2年目は避難実験等を実施する予定である。アンケート調査では、調査方法を変更したことにより、当初予定の300部より多い500部の回答を得ることができた。また、対象地域を拡大し、実際に避難行動を取った住民が回答者に含まれるよう工夫した。高齢の回答者も一定数は確保できたため、当初の研究目的に沿った分析が可能であったが、分析は現在も進行中である。2年目以降は水害リスクへの意識や対策を考慮した避難実験を実施する。高齢者と若年者(対照群)で、フィールド実験を行う。被験者は高齢者10名程度、若年者10名程度として、行政機関及び自治会等を通じて募集する。実験では、被験者に活動量計・GPSロガーを装着し、避難行動時の身体負担・位置情報を計測する。これにより避難行動を定量的に把握し、意識と行動の関係を明らかにする。また、多様なハザードマップを用いた実験、付与する災害リスク情報を変化させた実験、単純な移動実験などを行う。実験結果から、避難行動の類型化、移動能力による避難圏域などを明らかにする。避難能力の評価では、「ハザード」「避難情報」「避難場所・経路」の知識・理解度を基準として、段階評価する。加えて、「移動能力」「移動能力を踏まえた避難経路・場所の選定」も評価対象として、評価手法を確立する。対象とするハザードは水害に加えて、大阪地域で喫緊の課題となっている南海トラフ巨大地震による津波浸水想定地域も追加し、より危機感の高い地域での実験も行う。

被験者は高齢者10名程度、若年者10名程度として、行政機関及び自治会等を通じて募集する。実験では、被験者に活動量計・GPSロガーを装着し、避難行動時の身体負担・位置情報を計測する。これにより避難行動を定量的に把握し、意識と行動の関係を明らかにする。また、多様なハザードマップを用いた実験、付与する災害リスク情報を変化させた実験、単純な移動実験などを行う。実験結果から、避難行動の類型化、移動能力による避難圏域などを明らかにする。避難能力の評価では、「ハザード」「避難情報」「避難場所・経路」の知識・理解度を基準として、段階評価する。加えて、「移動能力」「移動能力を踏まえた避難経路・場所の選定」も評価対象として、評価手法を確立する。対象とするハザードは水害に加えて、大阪地域で喫緊の課題となっている南海トラフ巨大地震による津波浸水想定地域も追加し、より危機感の高い地域での実験も行う。
人為起源物質による深海生態系の汚染と影響に関する比較生物学的研究

駿河湾・土佐湾および北太平洋東北沖から採取した深海生物を供試して人為起源物質の化学分析を実施し、以下のような研究成果を得た。1)供試した全ての深海生物から有機塩素化合物と有機スズ化合物が検出され、この種の人為起源物質による汚染が、外洋の深海生態系にまで拡がっていることが明らかとなった。また、日本近海産の深海生物にはPCBsが最も高い濃度で残留しており、次いでDDTs>CHLs>HCHs>HCB>PCDFs>PCDDsの順であった。2)沿岸と外洋の深海生物の間で人為起源物質の残留濃度を比較したところ、DDTsやヘキサクロロシクロヘキサン(HCHs)、ヘキサクロロベンゼン(HCB)に関しては、顕著な濃度差は認められず、これら物質が日本沿岸から外洋まで均質に分布していることがわかった。一方、PCBsやクロルダン化合物(CHLs)、ブチルスズ化合物(BTs)の残留濃度は、駿河湾の深海生物で最も高く、外洋性ハダカイワシでは相対的に低値であった。3)外洋のハダカイワシを対象とした調査から、有機塩素化合物の中でも分子量が大きく粒子吸着性の高いPCBsやDDTs、CHLsは深層に、揮発性が高く粒子吸着性の低いHCHsやHCBは表層付近に偏って分布することが示された。また、沿岸および外洋の深海生物から検出されたBTsはいずれも表層に偏った濃度分布を示し、表層への流入が続いていることがその要因と考えられた。よって今後も、BTsによる深海汚染は進行することが示唆された。4)駿河湾における調査から、PCDDsやPCDFsは表層性の魚類よりも、深海に生息する堆積物食性の甲殻類に高蓄積していることが明らかとなった。また、日本近海の深海底は、ダイオキシン類など移動拡散性に乏しく粒子吸着性の高い物質の'たまり場'となることが推察された。5)沿岸性の一部深海生物に蓄積するBTsやPCBs,PCDDs,PCDFsの濃度は、魚介類の薬物代謝酵系や内分泌系をかく乱する惇性毒性の閾値に近いものであった。よって、深海生物の内分泌系に及ぼす毒性影響の解明が今後の課題となった。駿河湾で採取した沿岸性の深海生物を供試して人為起源化学物質の化学分析を実施し、以下のような研究成果を得た。1)深海生物に適した有害物質の化学分析システムを構築した。すなわち、有機塩素化合物は、ソックスレ-抽出、脱脂、フロリシル分画、GC-ECDによる定量の行程を、また有機スズ化合物は、ホモジネート抽出、プロピル化、クリーンアップ、GC-FPDによる定量の行程を試験し、良好な精度、感度、再現性を得た。2)有機塩素化合物の体内分布を検討したところ、その大半は脂肪組織荷残留していた。一方、有機スズ化合物は肝臓/肝膵臓の濃度が高く、グルタチオンのような含イオウタンパクとの結合が示唆された。3)分析に供した全ての生物から有機塩素化合物および有機スズ化合物が検出された。

とくにブチルスズ化合物の検出例はこれまでに報告例がなく、深海までこの種の有害物質による汚染が拡がっていることを世界で初めて明らかにできた。4)深海魚と浅海魚の汚染を比較したところ、有機塩素化合物は類似の濃度を示したが、有機スズ化合物は浅海魚で高く、その汚染付加は今後さらに深海に及ぶものと推察された。5)深海生物のブチルスズ化合物組成を調べたところ、代謝物の残留割合は小さく、親化合物のトリブチルスズが大半を占めた。このことは、深海生物の有機スズ分解能力が弱いことを示唆しており、その汚染の長期化と毒性影響が懸念された。東北沖で採取した中深海性のハダカイワシを供試して人為起源物質の化学分析を実施し、以下のような研究成果を得た。1)供試したほぼ全てのハダカイワシから有機塩素化合物と有機スズ化合物が検出され、この種の人為起源物質による汚染が外洋の深海生態系にまで拡がっていることが明らかとなった。3)ハダカイワシでみられたPCBsやクロルダン化合物(CHLs)、ブチルスズ化合物(BTs)、ダイオキシン(PCDDs)関連化合物の濃度は、日本沿岸の浅海魚および深海魚(駿河湾)に比べ低値であった。一方DDTsやヘキサクロロシクロヘキサン(HCHs)、ヘキサクロロベンゼン(HCB)に関しては、沿岸性の魚介類とハダカイワシの間で顕著な濃度差は認められず、これら物質が日本沿岸から外洋まで均質に分布していることがわかった。4)ハダカイワシの鉛直移動パターンと有害物質の蓄積濃度の関係について検討したところ、PCBs、DDTs、CHLsに関してはより深層に棲息するハダカイワシで高濃度の蓄積が認められたのに対し、HCHsやHCB、BTsは表層に鉛直移動する種で高い濃度がみられた。ハダカイワシ種間でみられた蓄積レベルの差は、沈降粒子による物質の鉛直移動性によってほぼ説明できた。5)なお、これらの成果は、1998年6月に香港で開催された「海洋汚染と生態毒性」に関する国際シンポジウムで口頭発表した。駿河湾、土佐湾および北太平洋東北沖から採取した深海生物を供試して人為起源物質の化学分析を実施し、以下のような研究成果を得た。1)PCBsやクロルダン化合物(CHLs)、ブチルスズ化合物(BTs)の残留濃度は、駿河湾の深海生物で高値を示し、次いで土佐湾の深海生物、外洋性ハダカイワシの順であった。一方、DDTsやヘキサクロロシクロヘキサン(HCHs)、ヘキサクロロベンゼン(HCB)に関しては、沿岸と外洋の深海生物の間で顕著な濃度差は認められず、これら物質が日本沿岸から外洋まで均質に分布していることがわかった。2)外洋のハダカイワシを対象とした調査から、有機塩素化合物の中でも分子量が大きく粒子吸着性の高いPCBsやDDTs、CHLsは深層に、揮発性が高く粒子吸着性の低いHCHsやHCBは表層付近に偏って分布することが示された。また、沿岸および外洋の深海生物から検出されたBTsはいずれも表層に偏った濃度分布を示し、表層への流入が続いていることがその要因と考えられた。よって今後も、BTsによる深海汚染は進行することが示唆された。3)駿河湾における調査から、PCDDsやPCDFsは表層性の魚類よりも、深海に生息する堆積物食性の甲殻類に高蓄積していることが明らかとなった。また、日本近海の深海底は、ダイオキシン類など移動拡散性に乏しく粒子吸着性の高い物資の'たまり場'となることが推察された。4)沿岸性の一部深海生物に蓄積するBTsやPCBs,PCDDs,PCDFsの濃度は,魚介類の薬物代謝酵系や内分泌系をかく乱する慢性毒性の閾値に近いものであった。よって、深海生物の内分泌系に及ぼす毒性影響の解明が今後の課題となった。
中性子超過剰核の構造～最新技術を統合して探る新奇な核構造

本研究は、不安定核をスピン偏極することにより核構造の精密な情報を引き出すことが出来るという独自の手法を持つ我々日本グループと、新世代の大強度不安定核ビーム供給施設と独自のレーザー技術とイオントラップ技術を持つTRIUMFが協力して、安定核から遠く離れた中性子過剰核の構造の系統的な解明を目的としている。特に、中性子数が魔法数20であるにも関わらず、原子核の形が球形ではなく、変形している「island of inversion」と呼ばれる質量領域の原子や原子核に注目している。まず、2019年度後半にこの質量領域のボーダーに当たる31Al核と33Al核の構造解明実験を実施予定である。この実験では、スピン偏極した31Mg核と33Mg核を生成し、そのβ崩壊を測定する。31Mgと33Mgは毎秒100個以上のビーム量で加速した実績がTRIUMFにはあり、かつ、他のMg同位体ビームをスピン偏極させた経験もあるので、問題なくスピン偏極ビームを供給できる。この研究は2018年にTRIUMFのPAC(実験審査会)で審査を受け、7月に認められている。目的の31Al核と33Al核は、我々が31Mg核で明らかにした変形共存現象の出現が期待できる。変形共存とは、同じスピン、パリティ、励起エネルギー領域に異なる原子核構造(球形、変形して回転、振動など)が出現する現象である。中性子数の増加により原子核の形は球形から変形へと変化するが、その狭間にある原子核での出現が期待できる。陽子数が1個多いAlでもこの奇妙な現象が生じるのか、それともMg核特有の現象なのか、解明が待たれている。2019年1月まで大阪大学で実験準備を行い、実験装置をTRIUMFへ輸送し、2月末から3月上旬にTRIUMFで実験準備を行った。輸送した装置等の準備は終了し、全体の70%くらいの準備を行うことができた。2018年10月に研究代表者と分担者が理化学研究所に集まってキックオフミーティングを行った。その結果、本科研費支援の元で、来年度に31Al核と33Al核の構造解明を最初の研究テーマとし、2019年秋か冬にビームタイムを申し込むことに決定した。この実験では、β線、γ線、中性子を検出する。まず、β線の検出効率の向上のため、β線検出器が見込む立体角を大きくするために以前よりも大型化した。γ線は高純度ゲルマニウム検出器で測定する。次回の実験でγ線の全検出効率を増強するため、小さい光電ピーク検出効率の検出器を2倍の効率の検出器と交換して使用することになった。さらに、中性子の検出エネルギー範囲を広くカバーするため、新たに開発した低エネルギー中性子検出器をセットアップに追加することにした。これらの検出器の改良や追加に伴い、スピン偏極ビームを捕獲する膜を設置するストッパー真空チェンバーを新たに作り直し、また、検出器の架台のデザインを変更し、新たに製作した。TRIUMFで実験を行う際、検出器、電子回路、データ収集系、など、すべてを実験者側で用意しなければならない。そこで、長期で持ち出すことが可能な実験装置などを2月初旬に大阪大学からTRIUMFに輸送した。2月中旬から3月上旬にかけて、研究代表者、研究分担者2名、研究協力者である大阪大学大学院生3名、東京農工大学大学院生1名、研究協力者のシニアスタッフ1名が1から3週間、TRIUMFに滞在し、現地での実験準備を行った。現地の研究協力者3名がMgビームをスピン偏極させるためのビームラインの準備を開始した。2019年度後半に、TRIUMFでのスピン偏極31Mg核と33Mg核のβ崩壊による31Al核と33Al核の構造解明実験の実施を希望している。2019年7月にビームタイム募集が行われるため、我々のビームタイムを申請する。ビームタイムの日時は8月に確定する。2019年前半は、大阪大学で実験準備を行い、短期しか海外に持ち出すことができない検出器や電子回路、など残りの実験装置を2019年夏にTRIUMFに輸送する。ビームタイムの1ヶ月前くらいに、研究代表者、若手の研究分担者1名、大阪大学大学院生2名がTRIUMFへ出向き、残りの実験準備を行う。ビームタイムの1から2週間前くらいに、他の共同研究者全員がTRIUMFへ行き、直前実験準備、実験の実施、片付けを全員で行う。実験終了後のデータ解析は、若手の研究分担者1名、大阪大学大学院生2名が中心となって行う。データ解析の結果は全員で議論する。理論の研究協力者とはすでに議論を開始しており、実験結果が得られることには理論計算も結果が得られ、両方を比較しながら原子核構造の議論を行う予定である。得られた研究結果は、国内の物理学会や海外での国際会議などで発表予定である。また同時に、ビーム量が毎秒100個より少ない32Na原子のレーザー分光実験の準備を2019年前半に開始する。この研究テーマも2018年にTRIUMFのPACに申請し、7月に実験申請は認められている。もし可能ならば、スピン偏極31Mg核と33Mg核のβ崩壊実験の後に引き続いて行うことを希望しているが、TRIUMFでのビームタイムが非常に混んでいるため、今年度の実施は無理ではないかというコメントをTRIUMF側からもらっている。

2020年度の実施、あわよくば、今年度の実施を目指して準備を進める。本研究は、不安定核をスピン偏極することにより核構造の精密な情報を引き出すことが出来るという独自の手法を持つ我々日本グループと、新世代の大強度不安定核ビーム供給施設と独自のレーザー技術とイオントラップ技術を持つTRIUMFが協力して、安定核から遠く離れた中性子過剰核の構造の系統的な解明を目的としている。特に、中性子数が魔法数20であるにも関わらず、原子核の形が球形ではなく、変形している「island of inversion」と呼ばれる質量領域の原子や原子核に注目している。まず、2019年度後半にこの質量領域のボーダーに当たる31Al核と33Al核の構造解明実験を実施予定である。この実験では、スピン偏極した31Mg核と33Mg核を生成し、そのβ崩壊を測定する。31Mgと33Mgは毎秒100個以上のビーム量で加速した実績がTRIUMFにはあり、かつ、他のMg同位体ビームをスピン偏極させた経験もあるので、問題なくスピン偏極ビームを供給できる。この研究は2018年にTRIUMFのPAC(実験審査会)で審査を受け、7月に認められている。目的の31Al核と33Al核は、我々が31Mg核で明らかにした変形共存現象の出現が期待できる。変形共存とは、同じスピン、パリティ、励起エネルギー領域に異なる原子核構造(球形、変形して回転、振動など)が出現する現象である。中性子数の増加により原子核の形は球形から変形へと変化するが、その狭間にある原子核での出現が期待できる。陽子数が1個多いAlでもこの奇妙な現象が生じるのか、それともMg核特有の現象なのか、解明が待たれている。2019年1月まで大阪大学で実験準備を行い、実験装置をTRIUMFへ輸送し、2月末から3月上旬にTRIUMFで実験準備を行った。輸送した装置等の準備は終了し、全体の70%くらいの準備を行うことができた。2018年10月に研究代表者と分担者が理化学研究所に集まってキックオフミーティングを行った。その結果、本科研費支援の元で、来年度に31Al核と33Al核の構造解明を最初の研究テーマとし、2019年秋か冬にビームタイムを申し込むことに決定した。この実験では、β線、γ線、中性子を検出する。まず、β線の検出効率の向上のため、β線検出器が見込む立体角を大きくするために以前よりも大型化した。γ線は高純度ゲルマニウム検出器で測定する。次回の実験でγ線の全検出効率を増強するため、小さい光電ピーク検出効率の検出器を2倍の効率の検出器と交換して使用することになった。さらに、中性子の検出エネルギー範囲を広くカバーするため、新たに開発した低エネルギー中性子検出器をセットアップに追加することにした。これらの検出器の改良や追加に伴い、スピン偏極ビームを捕獲する膜を設置するストッパー真空チェンバーを新たに作り直し、また、検出器の架台のデザインを変更し、新たに製作した。TRIUMFで実験を行う際、検出器、電子回路、データ収集系、など、すべてを実験者側で用意しなければならない。そこで、長期で持ち出すことが可能な実験装置などを2月初旬に大阪大学からTRIUMFに輸送した。2月中旬から3月上旬にかけて、研究代表者、研究分担者2名、研究協力者である大阪大学大学院生3名、東京農工大学大学院生1名、研究協力者のシニアスタッフ1名が1から3週間、TRIUMFに滞在し、現地での実験準備を行った。
クォーク、レプトンの質量行列と自然な大統一理論

基本的には、異常U(1)ゲージ対称性を用いた超対称性大統一理論の私が提案したシナリオについての研究を行いました。そのシナリオでは、対称性で許される相互作用すべてを0(1)係数で導入するという自然な要請をしているので、対称性を定めるための10個ほどのパラメータを決めるだけ理論を定義することができ、その枠内で、現象論のほとんどすべての問題が解けてしまうことは、驚くべきことであり、この方向に本物の大統一理論があることを確信させるに十分な結果であると考えています。昨年度の研究で、ランクが6の例外群(E6)と、非アーベルなホリゾンタル対称性が様々な問題を解く上で重要な役割を果たしているということがわかってきていますので、今年度は、この二つのキーワードに関する研究を主にしてきました。まず、E6を大統一群としてもつ以前私たちが提案した理論より、よりシンプルな理論を発表しました。その理論は、大統一理論が、クォーク、レプトンの統一だけでなく、ヒッグズセクターの統一をもすることができる、ということを示していると考えます。また、その際に、スライディングシングレット機構という、大統一理論の大きな問題である、二重項-三重項ヒッグズの質量の縮退を大きく解く問題を、解決するために提唱された機構を、自然な形で一般化でき、その一般論は、E6大統一理論にうまく適用できる、ということを示しました。更に、E6の部分群である、SO(10)'*U(1)理論でも、二重項-三重項の問題は解けることを示した論文もあります。E6大統一理論において、一般的な仮定の下で、ニュートリノの混合角が、クォークの混合角よりも大きくなる、という最近の実験で知られてきている事実を予言する、ということを指摘し、さらに、世代間の非アーベルな対称性を導入すると、超対称性理論の大きな問題である、フレーバーを破る過程が大きくでてしまうという問題を自然に解決することを示しました。そのシナリオでは、対称性で許される相互作用すべてをO(1)係数で導入するという自然な要請をしているので、対称性を定めるための10個ほどのパラメータを決めるだけ理諭を定義することができ、その枠内で、現象論のほとんどすべての問題が解けてしまうことは、驚くべきことであり、この方向に本物の大統一理論があることを確信させるに十分な結果であると考えています。今年度の主な研究成果としましては、まず、我々のシナリオのゲージ結合定数の予言が、ヒッグズセクターの詳細によらず、常に、最小SU(5)大統一理論の予言と一致する、ということを証明し、陽子崩壊について、現在の実験バウンドと矛盾しないような予言を与えました。従来、4次元の大統一理論で、陽子崩壊の実験と矛盾しないで最小SU(5)のゲージ結合定数に対する予言を自然に説明するモデルはほとんとありませんでしたので、この結果は、重要なことです。もう一つの重要な成果は、このシナリオの枠組みの中で、世代間のゲージ対称性、SU(2)_H、もしくは、SU(3)_Hを導入することで、クォーク、レプトンを統一しつつ、現実的な質量行列(ニュートリノも含む)を実現できることを示しただけでなく、更にその統一により、超対称性理論の大きな問題である、フレーバーを破る過程が大きく出すぎてしまう、という問題を自然に解決できることを示しました。その際に、大統一ゲージ群として、E_6が有望であることを示しました。もし、ゲージ群として、E_6*SU(3)_Hを採用すれば、3世代のクォークとレプトンは、たった、一つの場(27,3)に統一することができます。