hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチアノード光電子増倍管による電磁カロリメータの位置測定精度の研究

前年度構築したマルチアノード光電子増倍管から出力される複数のアナログ信号を同時に取り込みデジタル化処理を行いコンピュータに取り込む一連の装置を用いて、テスト用光電子増倍管の性能試験を実行した。昨年度の後半で問題を引き起こした光源の位置については、ステッピングモーターを用いた移動装置を製作し、マルチアノード光電子増倍管をこの上に乗せて移動させることにより充分な精度で位置決めを行うことが出来ることを確かめた。光源としては最近開発された青色LEDを用いることにより光電子増倍管の感度の最も高い波長領域で試験を出来るようになった。LEDという点光源とは少しことなる光源ではあるがこれを用いたマルチアノード光電子増倍管の位置測定精度は中心付近で、約0.4mmで、周辺部に光源が近づくほどその精度は悪くなり中心から25mmの所で約0.6mmとなる事が確かめられた。またテストしたマルチアノード光電子増倍管において局所的な位置測定の歪みが発見され、現在その理由等をメーカーに問い合わせ中である。電磁シャワーカロリーメーターにおいてその特に初段付近ではシャワーの始まりの場所を的確に把握する必要が高い。本研究は本来この点の改善をマルチアノード光電子増倍管によりめざしたものであった。また電磁シャワーの始まり付近ではシンチレーターにより作られる光子の数が少なくマルチアノード光電子増倍管内で光電効果により発生する光電子数は数個以下の可能性が高い。このことをチェックするために電磁シャワーカロリーメータのシミュレーションプログラムとして有名なEGS4を用いてシャワーの広がりや奥行きの情報と同時に始まり付近での光のふらつきを調査した。また同時に光電子数個の場合のマルチアノード光電子増倍管の出力波形分布についても上記システムを用いて実験解析を行った。マルチアノード光電子増倍管から出力される複数のアナログ信号を同時に取り込みデジタル化処理を行いコンピュータに取り込む一連の装置の構築を行った。アナログ信号のデジタル変換装置とコンピュータへのインターフェース部分は、CANACとGPIBバスと呼ばれる比較的標準化の進んだ規格を採用し、それぞれをコントロールするプログラムを作成した。これらを用いてマルチアノード光電子増倍管からの一回一回それぞれの信号(時間間隔にして数ナノ秒で複数チャンネル)をパーソナルコンピュータへ取り込むプログラムをCで書く事により達成した。この装置を用いて、テスト用光電子増倍管の性能試験を実行した。光電子増倍管の増幅率の安定性や直線性等の基礎的データの採取のために複数の光源をマルチアノード光電子増倍管の置かれた暗箱中に持ち込む必要があった。しかしこのことは、本研究の本来の目的である、位置分解能の試験と両立させるためにかえって多くの解決すべき問題を作りだしてしまい、この問題の解決に多くの労力と時間を費やした。最終的に本研究に使用するマルチアノード光電子増倍管の基本性能である安定性や直線性等については何かと信頼にたるものであることが実験により確かめられた。測定結果と一致する基本的性能を表す光電子増倍管の計算機上での実現(シミョレーション)を行なう予定であったが、予想に反して直線性のテスト装置の構築に時間をとられシミョレーションソフトの完成には至っていない。また薄く広い(光電面程度)シンチレータを光電面に直接のせて光電面の任意の場所を通過する荷電粒子により発生するシンチレーション光の位置測定精度の研究を行なう予定であったが、光源位置の移動を暗箱中で伴う実験のため種々の余分な装置の構築が必要になり現在これらの装置の構築中である。

昨年度の後半で問題を引き起こした光源の位置については、ステッピングモーターを用いた移動装置を製作し、マルチアノード光電子増倍管をこの上に乗せて移動させることにより充分な精度で位置決めを行うことが出来ることを確かめた。光源としては最近開発された青色LEDを用いることにより光電子増倍管の感度の最も高い波長領域で試験を出来るようになった。LEDという点光源とは少しことなる光源ではあるがこれを用いたマルチアノード光電子増倍管の位置測定精度は中心付近で、約0.4mmで、周辺部に光源が近づくほどその精度は悪くなり中心から25mmの所で約0.6mmとなる事が確かめられた。またテストしたマルチアノード光電子増倍管において局所的な位置測定の歪みが発見され、現在その理由等をメーカーに問い合わせ中である。電磁シャワーカロリーメーターにおいてその特に初段付近ではシャワーの始まりの場所を的確に把握する必要が高い。本研究は本来この点の改善をマルチアノード光電子増倍管によりめざしたものであった。また電磁シャワーの始まり付近ではシンチレーターにより作られる光子の数が少なくマルチアノード光電子増倍管内で光電効果により発生する光電子数は数個以下の可能性が高い。このことをチェックするために電磁シャワーカロリーメーターのシミュレーションプログラムとして有名なEGS4を用いてシャワーの広がりや奥行きの情報と同時に始まり付近での光のふらつきを調査した。また同時に光電子数個の場合のマルチアノード光電子増倍管の出力波形分布についても上記システムを用いて実験解析を行った。
内発的な発展を目指す中国森林再生政策における財政資金調達メカニズムの調査研究

2019年度は、過去2年間の研究調査の成果を踏まえて、研究成果の総括を行い研究精度の深化を図った。具体的には日中両国の森林財政政策の制度改革や森林経済の内発的な持続的発展スキームに注目し、1日中両国の関連文献の収集と分析、21に関連する実証研究調査、3国内外の研究WSにおける研究成果の報告及び出版投稿、4次なる研究ステージを目指して国内外の共同研究者による研究成果・研究ネットワークの共有と意見交換を行った。1については、日本国内の森林環境税制度の導入背景とそのスキームの文献調査を行い、森林・林業の多面的機能の維持実現に向けた財政的措置や事例研究を収集し分析を行った。中国の森林財政政策については植林・育林事業を中心とした森林補助金制度の既存制度枠に加えて新たな仕組みとして森林・林地の多面的価値に注目した森林財政の動向に関する文献収集・傾向分析を行った。2については、1の定量的、定性的な分析結果を裏付け、確実性を検証するために、共同研究者による共同研究会のほか、日本国内では林野庁、京都府ー京丹後市ー丹後地区森林組合、滋賀県ー東近江市ー永源寺森林組合の実地調査を実施した。中国では国家林業局の事業担当者へのヒアリングのほか、江西省遂川県・崇義県の森林政策、重慶市の地域社会と森林経済の実態などの実地調査を行った。3については、日本国内における共同研究者の研究会の開催のほか、福建師範大学、浙江財経大学、安徽大学、西南民族大学、国家林業局経済発展研究センターなどの海外研究者と共同研究会、国際シンポジウムなどの開催を通して相互の研究成果の共有を行い、共同研究の継続性や方法性について議論をおこなった。4について、論文投稿や出版を通して社会への発信を行い、次につながる研究テーマの模索を行い、合意形成を図った。平成28年度は、1本研究に関する日本国内外における文献資料収集、2日本、台湾及び中国における森林補助金政策の実地調査、3中国森林政策研究者との共同研究会の開催、4研究成果の公表を行った。1本研究に関する日本国内外における文献資料収集については、本研究のベンチマークとして日本や台湾、中国における森林統計、森林白書、森林政策史、および類似的政策事例として農業政策の補助金制度に関連する資料及び統計データを収集し整理した。2森林補助金政策の実地調査については、2016年8月に滋賀県の長浜市のヒアリング調査のほか、2016年9月に台湾の国立成功大学などの里山学研究者に対してインタビュー調査を行い、研究調査地の林業農家にインタビューを行った。2017年3月には中国の国家林業局経済発展研究センター、中国広西壮族自治区の林業庁、防城港市林業局及び現地林業農家、林業企業に対して、森林補助金の実態についてのヒアリング及び資料取集を行った。32017年3月に北京において、国家林業局経済発展研究センターと共同で日中森林政策研究WSを開催し、雲南大学、北京林業大学、福建農林大学、浙江農林大学、西北農林科技大学など日中研究者が一堂になり、二日間の研究発表及び意見交換を行った。4本年度の研究成果として、「中国環境行財政システムと政策執行へのインパクト」(単著、京都大学経済学会・経済論叢第191巻第2号,2017年4月,125ー141頁)を公表した。平成28年度の研究活動の中では、日本や中国、台湾において人的ネットワークを含めて、多くの研究資源を獲得し、次年度以降の研究活動のために研究基盤を構築することができた。本研究は中国の森林政策の研究を軸としながら、日本国内及び台湾、韓国などの周辺地域の政策事例を比較対象のベンチマークとして位置付けている。特に中国における研究調査活動においては、連携先となる国家林業局経済発展研究センターとの間で計画通りの実地調査のほか、現地における日中専門家の共同研究会を通して、各地の林業政策の研究者との間に新しいネットワークが構築できたほか、自然環境の多様性を活用した地域性に富んだ集団林を利活用した先進的な事例など内発的な発展に資する多様な事例を収集することができた。また次年度以降の研究活動のためにも多くの示唆や選択肢を得ることができた。そのような意味では、今般日中間の厳しい外交関係環境の中で、良い関係と多様な研究資源、調査協力者を獲得でき、予想以上に順調に進んできたと言える。日本や台湾の調査研究においては、日本国内の文献、資料、データの収集作業においてはおおむね順調に進んでいるが、台湾の森林政策、森林統計などの収集作業においては、滞在期間の制約などもあり、十分な量の収集ができなかった。また韓国の森林政策の資料収集については初年度ということもあって時間的な制約などから実施できなかった。以上の進捗状況を総じてみると、部分的に遅れがあるものの、全体的なおおむね順調に進展していると言える。平成29年度は、前年度の調査研究成果を踏まえながら、その成果を更に深化させ具現化させるための研究活動を目標に進めてきた。具体的には、1日本国内外の文献・統計資料の収集、2日本、中国の森林補助金制度の実態調査、3日中森林環境保全政策の共同研究会の開催、4研究論文の出版を行った。1については、日本及び中国の国レベルのマクロ政策の関連資料・統計のほか、特に地方レベルの独自の取組みや制度づくり具体的な事例に関する政策資料・統計資料を収集・分析し、共同研究者間で共有した。

2については、日本国内の調査活動として、2017年8月に兵庫県豊岡市のコウノトリ米農法における生物多様性の地域復旧活動の実態調査を実施し、2018年2月に滋賀県東近江市の永源寺森林組合の取組実地調査、奈良県吉野町の山守制度による林業企業の取組調査、京都府京丹後市の木の駅プロジェクトを中心とした地域の取組調査を実施した。中国においては、2018年8月に西部地域の四川省の集団林権改革を皮切りに取り組んでいる内発的な発展事例、及び陝西省の国有林改革後の新財源・活路の創出のための取組み事例を調査した。3については、2018年2月に中国国家林業局経済発展研究センターの共同研究者を招聘し、2年間の共同研究成果を振り返り、意見交換を中心とした共同研究会を開催した。4については、金紅実「中国森林財政の発展と森林保全政策の展開ー里山学の視座からー」(『琵琶湖水域圏の可能性ー里山学からの展望』晃洋書房、281-294頁、2018年3月)を研究成果として出版した。H29年度は、当初の研究計画通りに、日本国内外の研究ネットワーク資源を活用した研究調査や共同研究会の開催を通して、前年度の研究成果を更に深めることができた。今年度の調査研究は、日中森林政策や森林財政制度を中心に進めてきたが、特に同様な社会的背景や課題を抱えている地域農業環境問題の補助金制度や地域自立的な生物多様性保全活動の事例研究に広げることができた。このような研究は、地域森林政策の財源の多様化や内発的な発展研究のための多様な視点やアプローチの可能性を与えており、近代工業社会の影に取り残された政策課題の共通点や相違点に着眼することができ、森林財政政策研究の新しい切口につながった。本研究は日本の森林政策をベンチマークにしながら、中国の地域森林財政政策の内発的発展の仕組みを分析することを研究目的としている。日本の森林政策の史的展開における植林・育林政策からの林業経済政策への発展、更に森林の多面的に機能への政策転換は、中国現行の植林・育林政策及び林業経済政策を中心とする発展段階に対して、現行補助金制度の単一性の特徴が浮き彫りにされ、今後の財源の多元化や森林補助金制度の重層的な仕組みづくりの可能性を見いだすことができた。しかし、中国の実地調査や共同研究会では、制度づくりの未熟さがみられる中で、実際の地域森林政策の現場では森林の多面的機能の重要性に気づき、それを地域社会の発展資源に位置付けて取り組む事例が多数確認できた。2019年度は、過去2年間の研究調査の成果を踏まえて、研究成果の総括を行い研究精度の深化を図った。具体的には日中両国の森林財政政策の制度改革や森林経済の内発的な持続的発展スキームに注目し、1日中両国の関連文献の収集と分析、21に関連する実証研究調査、3国内外の研究WSにおける研究成果の報告及び出版投稿、4次なる研究ステージを目指して国内外の共同研究者による研究成果・研究ネットワークの共有と意見交換を行った。1については、日本国内の森林環境税制度の導入背景とそのスキームの文献調査を行い、森林・林業の多面的機能の維持実現に向けた財政的措置や事例研究を収集し分析を行った。中国の森林財政政策については植林・育林事業を中心とした森林補助金制度の既存制度枠に加えて新たな仕組みとして森林・林地の多面的価値に注目した森林財政の動向に関する文献収集・傾向分析を行った。
金属ナノ構造を利用した中赤外電磁場の増強と時空間制御

中赤外光は様々な分子振動モードと共鳴するため、分子構造を知り、さらにはそれを制御するツールとして高い潜在性をもつ。そのため、中赤外波長域で光電場を顕著に増強する技術が確立すれば、高分子の立体構造を解析できる分光計測技術や分子反応を自在に制御できる技術などにつながると期待できる。こうした応用を見据え、本研究では、中赤外光を共鳴的に増強する金属ナノ構造とその周波数応答特性、さらには、ナノメートルスケールでの近接場の空間分布を、理論・実験両面から明らかにした。さらには、理論解析によって増強近接場の時間波形を解析し,近接場の電場波形を制御する上での自由度を明らかにした.【研究目的】赤外吸収分光によって観測される振動スペクトルには、分子の構造・振動状態・周囲環境が敏感に反映される。そのため、時間幅の短い中赤外超短パルスを用いることにより、そうした分子の状態と周囲環境の変化を時間分解観察できる。また、赤外光は段階の振動励起を起こすことよって分子反応を誘導する、新しい反応制御法をもたらすと期待できる。しかし、既存の光源から得られる中赤外パルスのエネルギーが限られているため、赤外多光子遷移確率、ひいては分子ダイナミクスの検出感度や反応効率が制限される。この問題を解決するためのアプローチとして、我々は、微小金属における表面プラズモンによる電場増強効果に着目した。本研究では、中赤外域で共鳴を起こす金属構造を設計・作製し、電場増強を実現することを目的とした。【実績の概要】研究初年度は、電磁場解析により、中赤外波長域で局在型プラズモン共鳴を起こす金属ナノ構造を明らかにし、その金属ナノ構造を電子線リソグラフィによって作製した。そして、確かに中赤外波長域でプラズモン共鳴が起こることを、赤外消衰スペクトル測定により明らかにした。最終年度は、これら中赤外域で共鳴する局在型プラズモンによる電場分布を、赤外近接場顕微鏡を用いて測定した。そして、中赤外光の波長以下の空間に電場が局在していること、共鳴条件では強い局所電場が存在することを明瞭に観測した。次に、局在電場の増強度を実験的に評価するため、中赤外光照射による金属自由電子のトンネルイオン化の実験を行った。トンネルイオン化レート(単位時間あたりの放出電子数)の励起光強度依存性から、局在電場の強度が千倍程度に増強されているという結果を得た。以上の通り、本研究を通して、中赤外域で局在型プラズモン共鳴を示す金属構造を設計・作製し、その共鳴励起による顕著な電場増強と増強電場のナノ空間分布を実験的に示すことができた。【実績の概要】初年度は、中赤外域で電場増強を起こす金属ナノ構造の設計と作製を行った。時間領域差分法による数値計算を用いて金属ナノ構造の形状が増強度と共鳴周波数にどのように影響するか調べた。長さ1-3ミクロンの金ロッド構造において、中赤外域で共鳴する局在型表面プラズモンが励起され、強い電場増強が起こることがわかった。ロッドの長さが長くなるにつれ、ピーク周波数が低周波数側にシフトし、線幅が細くなりつつ増強度のピーク値が高くなることがわかった。数値計算で得られた知見をもとに、電子線リソグラフィによって金ロッド構造を作製した。FTIRによって作製した金属構造の消衰スペクトルを測定したところ、中赤外域でのプラズモン共鳴を確認できた。ロッドが長いほど共鳴ピークが長波長にシフトし線幅も細くなるといった傾向など、数値計算とよく一致する結果を得た。より高い増強度の期待できるナノギャップロッド構造の作製にも取り組み、40nm程度のギャップをもつ構造の作製に成功し、数値計算とよく一致する消衰スペクトルを得た。中赤外域で電場増強を起こす金属ナノ構造の設計と作製、および、赤外消衰スペクトル測定による基本特性評価がほぼ完了したことから、計画はおおむね順調に進展している、といえる。

また、電場増強度およびプラズモン時間応答を、数値計算によって明らかにした点、および、それらを定量的に評価する手法を複数検討した点でも評価できる。以上の成果により、二年目の実験研究がスムーズに進むものと期待できる。I.設計・製作した金ナノロッド構造に中赤外フェムト秒パルスを照射した際の電場増強度を定量的に評価する。金属ナノ構造に近接する単分子膜あるいは固体薄膜を利用し、その線形吸収の大きさから増強度を評価する。相補的な手法として、第二高調波発生をはじめとする非線形光学効果の利用も検討する。II.金属中の束縛電子と自由電子の応答にナノ構造という空間制限効果が加わって、金属ナノ構造の分極応答が決まる。この応答とは、実効的な分極の時間応答であり、分極率あるいは誘電率の周波数依存性としても表現できる。FTIR測定により、既に周波数応答は測定できているが、局在プラズモンの時間応答を時間領域で評価する。具体的には、中赤外超短パルスを照射した際,金属ナノ構造から放射される電磁波の波形を測定することにより、局在プラズモンの時間応答特性を解明する。相補的な手法として、増強電場の強度自己相関計測も検討する。III.局在プラズモンによって増強された電場の時間波形は、励起パルスの時間波形とプラズモンの時間応答関数の畳み込み積分で決まる。すると,励起パルスの電場波形を予め整形しておくことにより、思惑の波形をもった増強電場を金属近傍につくり出せると期待できる。時間が許せば、中赤外域の任意波形整形技術を利用して、金属近傍の電場波形の制御を試みる。該当なし
ナノ金型のための超高精度で極低価格なマイクロリソグラフ技術の開発

本研究では,以下の4つの研究を行った.(1)「YVO_4レーザー加工機を用いたステンレス鋼とチタンへの発色加工とその管理」では,ステンレス鋼とチタンの2種類を供試材とし,YVO_4レーザ加工機の繰り返し照射によって酸化皮膜を生成・成長させ,発色の種類(範囲やその限界)を確認する.つぎに,先の現象をもとにその発色現象を原理的に把握し,最後に,レーザーの加工条件と発色の関係のニューラルネットを構築し,その逆解法による発色制御手法を開発,評価する.(2)(1)において発色条件を見つけにくかったステンレス鋼を供試材とし,まず,正確な酸化皮膜の膜厚を推定するため,理論的に膜厚と干渉色との関係を調べ,さらに,発色しにくい色(鋭敏色)の考察を行った.発色制御にはニューラルネットワークを使用せず,単純な加工条件をデータベース化することにより発色加工を行った.つぎに,所望の膜厚を安定して得るため,実験環境の外乱が加工精度に及ぼす影響について考察し,発色加工の安定化を図った.最後に,酸化皮膜の耐摩耗性,耐候性を検討することにより,工業的な有効性について評価を行った.(3)従来のレーザ加工では発色しにくかった鋭敏色を発色制御する新手法を開発し,その評価を行った.さらに,従来よりも厚い酸化皮膜を生成・成長させることによって,従来出すことができなかった発色も試行した.最後に,(2)で行ったステンレス鋼表面発色部の耐候性の検討結果を受け,今回は耐候性の改善を試行・評価した.(4)この発色技術をナノオーダーの金型製作技術に転用し,その効果を評価する.具体的には,まず,べ一ス材からの酸化膜上面の高さの測定技術を確立し,それを使用して酸化膜上面高さと発色の関係を明らかにする.つぎに,マスキングと微動テープルを用いた新しい装置を使用して水平方向の酸化物創生限界を明らかにする.最後に,総合評価としてプロトタイプ金型を製作し,それを用いてシリコン製品を成型し,本手法の工業的な有効性を評価を試みた.本研究では,以下の4つの研究を行った.(1)「YVO_4レーザー加工機を用いたステンレス鋼とチタンへの発色加工とその管理」では,ステンレス鋼とチタンの2種類を供試材とし,YVO_4レーザ加工機の繰り返し照射によって酸化皮膜を生成・成長させ,発色の種類(範囲やその限界)を確認する.つぎに,先の現象をもとにその発色現象を原理的に把握し,最後に,レーザーの加工条件と発色の関係のニューラルネットを構築し,その逆解法による発色制御手法を開発,評価する.(2)(1)において発色条件を見つけにくかったステンレス鋼を供試材とし,まず,正確な酸化皮膜の膜厚を推定するため,理論的に膜厚と干渉色との関係を調べ,さらに,発色しにくい色(鋭敏色)の考察を行った.発色制御にはニューラルネットワークを使用せず,単純な加工条件をデータベース化することにより発色加工を行った.つぎに,所望の膜厚を安定して得るため,実験環境の外乱が加工精度に及ぼす影響について考察し,発色加工の安定化を図った.最後に,酸化皮膜の耐摩耗性,耐候性を検討することにより,工業的な有効性について評価を行った.(3)従来のレーザ加工では発色しにくかった鋭敏色を発色制御する新手法を開発し,その評価を行った.さらに,従来よりも厚い酸化皮膜を生成・成長させることによって,従来出すことができなかった発色も試行した.最後に,(2)で行ったステンレス鋼表面発色部の耐候性の検討結果を受け,今回は耐候性の改善を試行・評価した.(4)この発色技術をナノオーダーの金型製作技術に転用し,その効果を評価する.具体的には,まず,べ一ス材からの酸化膜上面の高さの測定技術を確立し,それを使用して酸化膜上面高さと発色の関係を明らかにする.つぎに,マスキングと微動テープルを用いた新しい装置を使用して水平方向の酸化物創生限界を明らかにする.最後に,総合評価としてプロトタイプ金型を製作し,それを用いてシリコン製品を成型し,本手法の工業的な有効性を評価を試みた.平成17年度は,(1)高精度な発色制御,(2)発色安定化のためのタグチメソッドによる管理,(3)超高精度,極低価格なマイクロリソグラフ技術を構築の三つを研究テーマとして挙げており,各研究実績を以下に示す.(1)高精度な発色制御高精度発色制御のシステムづくり,実験,評価を100%完了し,当初の目的を達成した.(2)安定化ためのタグチメソッドによる管理とくに発色が困難な緑系色,赤系色に関して,タグチメソッドによる品質工学の技術を用いて,レーザ照射条件の中から,安定して発色するための制御因子の決定を行なった.

具体的には,温度,湿度,電源安定性などの環境因子,レーザのフォーカス誤差などをそれぞれ誤差因子,レーザ出力電圧,トラッキング回数,ディフォーカス量,照射速度を制御因子として,各制御因子から酸化膜厚と発色を安定して生成できる制御因子を決定した.しかし,この作業は,タグチメソッドで行うよりも,ニューラルネットワークを用いた逆解法のほうが有効であることが判明し,以後,このシステムを使用することにした.超高精度,極低価格なマイクロリソグラフ技術を構築高さ精度に関して,目視色観察によって10nm程度の精度で,生成された膜厚の誤差を把握することができ,さらに,その目視色観察の結果と先の発色と酸化膜厚の互換図を利用して,さらに仕上げのためのレーザ追照射する手法の確立とその評価を行った.この目視色観察によって10nm程度の精度で高さの精度をチェックできることで,このマイクロリソグラフ技術は,高価な計測装置を要しないこと,加工に真空環境を必要としないこと,リアルタイムでチェックと追加工が可能であることなど特長を有しており,従来のナノ加工に比べてきわめて生産性が高く,極低価格な加工技術になることが提案できた.本研究では,以下の4つの研究を行った.(1)「YVO_4レーザー加工機を用いたステンレス鋼とチタンへの発色加工とその管理」では,ステンレス鋼とチタンの2種類を供試材とし,YVO_4レーザ加工機の繰り返し照射によって酸化皮膜を生成・成長させ,発色の種類(範囲やその限界)を確認する.つぎに,先の現象をもとにその発色現象を原理的に把握し,最後に,レーザーの加工条件と発色の関係のニューラルネットを構築し,その逆解法による発色制御手法を開発,評価する.(2)(1)において発色条件を見つけにくかったステンレス鋼を供試材とし,まず,正確な酸化皮膜の膜厚を推定するため,理論的に膜厚と干渉色との関係を調べ,さらに,発色しにくい色(鋭敏色)の考察を行った.発色制御にはニューラルネットワークを使用せず,単純な加工条件をデータベース化することにより発色加工を行った.つぎに,所望の膜厚を安定して得るため,実験環境の外乱が加工精度に及ぼす影響について考察し,発色加工の安定化を図った.最後に,酸化皮膜の耐摩耗性,耐候性を検討することにより,工業的な有効性について評価を行った.(3)従来のレーザ加工では発色しにくかった鋭敏色を発色制御する新手法を開発し,その評価を行った.さらに,従来よりも厚い酸化皮膜を生成・成長させることによって,従来出すことができなかった発色も試行した.最後に,第2章で行ったステンレス鋼表面発色部の耐候性の検討結果を受け,今回は耐候性の改善を試行・評価した.(4)この発色技術をナノオーダーの金型製作技術に転用し,その効果を評価する.具体的には,まず,ベース材からの酸化膜上面の高さの測定技術を確立し,それを使用して酸化膜上面高さと発色の関係を明らかにする.つぎに,マスキングと微動テーブルを用いた新しい装置を使用して水平方向の酸化物創生限界を明らかにする.最後に,総合評価としてプロトタイプ金型を製作し,それを用いてシリコン製品を成型し,本手法の工業的な有効性を評価を試みた.
水温変化によって発現が誘導される魚類遺伝子の同定と機能解析

変温動物である魚類は,環境水温の変動に伴い体温が変わる。このような体温の変化に対して,魚類は体質を変化させて体内の恒常性を保ち生命活動を維持している。しかしながら,この体質変化の機構は全く不明のままとされている。そこで本研究は,水温変化によって起こされる魚類の体質の変化をタンパク質分子レベルおよび遺伝子レベルで明らかにすることを目的にした。1高温で飼育したキンギョやコイでは高温馴化関連タンパク質Wap65の遺伝子発現量が顕著に増加する。本タンパク質の生化学的性状を明らかにするための第一歩として,未変性状態での単離法を確立した。体重約100gのキンギョを30°Cで5週間飼育した後,血液を採取した。遠心分離後,得られた10mlの血漿から,分子量および特異抗体との反応を指標としつつ,ゲル濾過カラム,イオン交換カラムを用いたクロマトグラフィーにより,約1mgのWap65を精製した。単離されたWap65はSDS-PAGE上,単一バンドを示した。また,ゲル濾過法により分子量は65,000と同定され,本タンパク質がサブユニット構造をとらないことが示された。2肝臓は水温変化によって引き起こされる魚類の体質の変化において,重要な働きをしている可能性が示されている。そこで,水温によって発現調節を受ける本臓器中の遺伝子を検出するため,まず,10および30°C馴化コイの肝膵臓からmRNAを単離した後,cDNAを合成した。次に,合成したcDNAを鋳型としたディファレンシャルディスプレイ法によりmRNAの発現状態を比較した。その結果,低温馴化魚特異的に発現しているcDNA断片の増幅が検出された。
局所疲労強度特性評価に基づく接合部の破壊シミュレーション

本研究では,リベット接合部に2つの圧子を用いるインデンテーション試験を適用し,局所的な弾塑性力学特性評価法を確立した.真応力と真ひずみの関係が,セルフピアスリベット(SPR)および母材に対して,2圧子法によって推定された.そして,それらの結果から,予ひずみレベルがそれぞれ推定された.予ひずみを付与されたSPR試験片が準備され,疲労試験が行われた.この結果によって,局所疲労特性が評価された.SPR試験片とSPR接合部の応力分布が有限要素法解析によって求められ,SPR単体の疲労強度とSPR接合部の疲労強度が関係づけられた.近年,機械構造物に高度の強度安全性が求められるようになった.多くの場合,接合部が最大の弱点となっている.接合技術の種類によらず接合部周辺では,異なる力学的性質の材料が組み合わされることになり,高度な健全性評価を行うためには局所的な力学特性評価に基づく破壊のシミュレーションが必要である.研究代表者は,局所力学特性評価の試験技術としてインデンテーション法に着目し,弾塑性特性,クリープ特性および粘弾性特性の評価法を開発してきた.本研究では,この局所力学特性評価を実構造物および製品の健全性評価に適用し,接合部の破壊シミュレーション技術の確立を目指すものである.本年度の研究では,昨年度の引き続き,リベット接合部周辺に対して,2種類の圧子を用いたインデンテーション試験(2圧子法)を適用して弾塑性応力ひずみ曲線の予測を行い,弾塑性力学特性の分布を取得した.得られた力学特性の結果をもとにして,リベット本体および接合された薄板鋼板の予ひずみ量の推定を行い,接合部の疲労強度特性に及ぼす薄板鋼板強度の影響を検討した.得られた結果は,自動車技術会のシンポジウムで発表を行うとともに,論文投稿して掲載が決定した.以上の接合部の研究に加えて,局所力学特性を圧痕画像から取得できるようにする方法を確立し,機械学会で発表した.この研究では,2圧子法から3圧子法に拡張してインデンテーション法の簡便化を図り,高精度かつ高度化させることを検討した.本研究では,リベット接合部に2つの圧子を用いるインデンテーション試験を適用し,局所的な弾塑性力学特性評価法を確立した.真応力と真ひずみの関係が,セルフピアスリベット(SPR)および母材に対して,2圧子法によって推定された.そして,それらの結果から,予ひずみレベルがそれぞれ推定された.予ひずみを付与されたSPR試験片が準備され,疲労試験が行われた.この結果によって,局所疲労特性が評価された.SPR試験片とSPR接合部の応力分布が有限要素法解析によって求められ,SPR単体の疲労強度とSPR接合部の疲労強度が関係づけられた.近年,機械構造物に高度の強度安全性が求められるようになった.多くの場合,接合部が最大の弱点となっている.接合技術の種類によらず接合部周辺では,異なる力学的性質の材料が組み合わされることになり,高度な健全性評価を行うためには局所的な力学特性評価に基づく破壊のシミュレーションが必要である.研究代表者は,局所力学特性評価の試験技術としてインデンテーション法に着目し,弾塑性特性,クリープ特性および粘弾性特性の評価法を開発してきた.本研究では,この局所力学特性評価を実構造物および製品の健全性評価に適用し,接合部の破壊シミュレーション技術の確立を目指すものである.本年度の研究では,リベット接合部周辺に対して,2種類の圧子を用いたインデンテーション試験(2圧子法)を適用して弾塑性応力ひずみ曲線の予測を行い,弾塑性力学特性の分布を取得した.新たに開発された2圧子法では,軸受鋼などの超高強度鋼の力学特性を正確に予測できることがわかっている.得られた力学特性の結果をもとにして,リベット本体および接合された薄板鋼板の予ひずみ量の推定を行い,接合部の疲労強度特性に及ぼす薄板鋼板強度の影響を検討した.この研究では,リベット本体の詳細な有限要素法(FEM)解析を行うとともに,予ひずみを付与したリベット本体および薄板鋼板の疲労試験を行い,局所力学特性が接合部の疲労強度に及ぼす影響を詳細に検討した.以上の接合部の研究に加えて、高強度鋼の局所力学特性を圧痕画像から取得できるようにすること,2圧子法から3圧子法に拡張してインデンテーション法を高精度かつ高度化させることを検討した.近年,機械構造物に高度の強度安全性が求められるようになった.多くの場合,接合部が最大の弱点となっている.接合技術の種類によらず接合部周辺では,異なる力学的性質の材料が組み合わされることになり,高度な健全性評価を行うためには局所的な力学特性評価に基づく破壊のシミュレーションが必要である.研究代表者は,局所力学特性評価の試験技術としてインデンテーション法に着目し,弾塑性特性,クリープ特性および粘弾性特性の評価法を開発してきた.本研究では,この局所力学特性評価を実構造物および製品の健全性評価に適用し,接合部の破壊シミュレーション技術の確立を目指すものである.本年度の研究でも,前年度に引き続き,リベット接合部周辺に対して,インデンテーション試験(2圧子法)を適用した弾塑性応力ひずみ曲線の予測から弾塑性力学特性の分布を取得し,リベット本体および接合された薄板鋼板の予ひずみ量の推定を行い,疲労強度の予測に用いる研究を継続した.昨年度までに得られた結果は,自動車技術会の論文として掲載された.

さらに,本年度は予ひずみを与えられた薄板鋼板の疲労強度評価をさらに詳細に検討した.試験方法について自動車技術会2014年春季大会で発表した.以上の接合部の研究に加えて,局所力学特性を圧痕画像から取得できるようにする方法をさらに検討し,引張試験結果との比較および圧痕の寸法依存性に関する新たな知見を得た.この研究では,2圧子法から3圧子法に拡張するとともに,インデンテーション試験に用いる試験片準備の簡便化を図り,高精度かつ簡便な方法を確立した.研究成果については,学会発表および論文投稿の準備を行っている.材料強度学研究計画の段階では,評価対象の力学特性として,クリープ特性および粘弾性特性も挙げていたが,最近の社会情勢を反映して,自動車用の軸受表面改質,薄板鋼板の接合技術およびその疲労強度が極めて重要な研究課題となった.そこで本研究では,弾塑性特性に焦点を当てた局所力学特性評価と実構造物および製品の健全性評価の研究を進めることとした.また,産業界への普及を目指して,簡便な測定法になるように検討を進めている.弾塑性特性に関する研究目的の達成度としては,順調に進展している.研究計画の段階では,評価対象の力学特性として,クリープ特性および粘弾性特性も挙げていたが,最近の社会情勢を反映して,自動車用の軸受表面改質,薄板鋼板の接合技術およびその疲労強度が極めて重要な研究課題となった.そこで本研究では,弾塑性特性に焦点を当てた局所力学特性評価と実構造物および製品の健全性評価の研究を進めることとした.弾塑性特性に関する研究目的の達成度は,順調に進展している.研究計画の段階では,評価対象の力学特性として,クリープ特性および粘弾性特性も挙げていたが,最近の社会情勢を反映して,自動車用の軸受表面改質,薄板鋼板の接合技術およびその疲労強度が極めて重要な研究課題となった.そこで本研究では,弾塑性特性に焦点を当てた局所力学特性評価と実構造物および製品の健全性評価の研究を進めることとした.これは研究計画の変更ではなく,研究目的がより明確化されたものである.弾塑性特性の問題は,自動車分野だけでなく,高圧ガス分野などでも重要な問題となりつつあり,今後はこれらの分野への研究展開も考えられる.研究計画の段階では,評価対象の力学特性として,クリープ特性および粘弾性特性も挙げていたが,最近の社会情勢を反映して,自動車用の軸受表面改質,薄板鋼板の接合技術およびその疲労強度が極めて重要な研究課題となった.そこで本研究では,弾塑性特性に焦点を当てた局所力学特性評価と実構造物および製品の健全性評価の研究を進めることとした.これは研究計画の変更ではなく,研究目的がより明確化されたものである.弾塑性特性の問題は,自動車分野だけでなく,高圧ガス分野などでも重要な問題となりつつあり,今後はこれらの分野への研究展開も考えられる.試験片などの消耗品および旅費としての使用を予定している.
C_<70>ド-ピング化合物の作製と超伝導の探索

ドナー元素としてはRb,CsのIa族、またアクセプター元素としてはIBr,IC1及びIC1_3の混合ハロゲンをそれぞれC_<70>と共にキャピラリー付きのパイレックスガラス管製試料容器に熱交換用のヘリウムガスと共に封入し、電気炉中での反応、Moターゲットを用いてのX線回折、交流ハートショーン法を用いての磁化率測定を繰り返し行うことにより、新化合物の検出とその構造解析及び超伝導出現の有無を調べた。その結果C_<70>Rb_x,C_<70>Cs_xについては、x増加と共にfcc(x=1)→bct(x=4)→bcc(x=6)→fcc(x=9)と構造が変化する事がわかった。C_<70>K_xについてのx増加に伴う同様な構造変化は我々によって既に明らかにされているが、これとの違いはx=3の相が存在しないことであることがわかった。またIについては我々によってx=2,4の二相が存在し、いずれもbct構造をとることが既に明らかにされているが、これら混合ハロゲンについてもそれぞれ類似のド-ピング化合物をつくることがわかった。これらの各相についての超伝導探索の結果、C_<70>K_3で超伝導によるものと思われる小さな反磁性を見いだした以外は、すべての相が1.3Kまで超伝導にならないことがわかった。現在これら各相の回折線強度計算による詳しい構造決定を行っており、また20mKまで温度領域を広げての磁化率測定による超伝導探索を継続中である。さらにドナー元素としてBaなどのIIa族元素、アクセプター元素としてSe、TeなどのVIb族元素に添加物質の幅を広げて、C_<70>とのド-ピング化合物作成とその構造解析、超伝導探索を試みている。
ＡＬＳ発症に関わるＴＤＰ４３分子内標的の同定と抗体医療への応用研究

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態関連蛋白質であるTDP-43の機能ドメインであるRNA認識モチーフ(RRM)の微細局所構造解析を行い、RRM1内の異常会合部位を同定し同部以内の、システイン変異体が新たなTDP-43プロテイノパチー細胞のモデルとなることを示した。子宮内エレクトロポレーション法を用いた新たなin vivoモデルを構築した。さらにRRM2ドメイン内のミスフォールドTDP-43露出配列に対するモノクロナール抗体の可変領域の遺伝子クローニングに成功し、細胞内低分子抗体(scFv)の作成を行い、その新たな評価モデルとして子宮内エレクトロポレーション法による胎児脳の発現モデルを構築した。本研究の目的は高圧力NMR法を用いたTDP-43の構造平衡の解析により、ALS発症に関わる分子構造変化を捕らえ、ALS病態の解明と逸脱構造を標的とした抗体医療への応用を目指すものである。平成23年度の進捗は以下のとおりである。RRM1ドメインは天然状態では可溶性の非常に高いが、24時間の高圧処理によってRRM1は処理後に経時的なRRMI分子間ジスルフィド結合を介した二量体形成を起こし不溶化することが判明した。さらにRRM1ドメイン内に3箇所の、圧力処理によって不可逆的な化学シフトを示すアミノ酸グループを同定した。この部位はRRM1凝集体のプロテアーゼ抵抗部位とオーバーラップしていることから、本部位を抗原としたウサギポリクローナル抗体を作製した。細胞質に異所性局在したTDP-43とRRM1内のシステインの置換変異体(核内凝集体)とALS患者における細胞質内封入体を認識した。以上よりTDP-43のコンフォメーション維持のためにはRRM1ドメインのシステイン残基がフリーであることが重要であり、抗体エピトープはTDP-43の凝集体形成阻害のための標的分子となりうることを示している。一方、RRM2ドメインはRRMIドメインと異なり、圧力刺激による不溶化はほとんど認めなかったが、核脱出シグナル(NES)内にある2つの酸性アミノ酸(E246,D247)がRRMIの可溶性モノマーの維持に重要であり、これらの変異体は可溶性オリゴマーを形成しDNAとの結合力が低下することを発見した。さらにE246/D247を含むペプチドを免疫して作製したハイブリドーマ上清を、野生型RRM2タンパク質とE246G/D247Gの置換変異RRM2タンパク質を用いたポジティブ/ネガティブセレクション、さらにALS患者切片におけるTDP-43凝集体を認識するモノクロナール抗体(3B12A)を作製した。この抗体の解析によって、E246/D247部位は天然状態では分子内部に存在しているが、細胞質への異所性局在によって外部に露出することが判明した。これらの成果は現在投稿準備中(RRM1)、ないしは投稿中(RRM2)である。このように本年度は当初予定を上回る進捗を達成できた。本研究の目的は蛋白構造解析に基づいて、TDP-43分子のALS発症に関わる構造変化を捕らえ、ALS病態の解明と逸脱構造を標的とした抗体医療への応用を目指すものである。平成25年度の進捗は以下のとおりである。1)TDP-43のRNA結合ドメインであるRRM2の特定の酸性アミノ酸(E246, D247)をエピトープとし、ミスフォールド状態のTDP-43を認識するモノクローナル抗体3B12A(Shodai et al, Plos ONE 2012)の可変領域重鎖、軽鎖のmRNAの配列を同定し、smallchain of Fragment of variance (scFv)コンストラクトの構築を行ったため、培養細胞を用いて細胞内抗体としての機能を解析中である。2)高圧力NMR解析によって同定に成功した病原構造関連配列(Shodai et al, JBC 2013)に対して作成したウサギポリクローナル抗体を用いて、当該部位結合低分子同定のための新規サンドイッチELISAの系を確立した。市販の低分子ライブラリーを用いて数種類の候補分子がRRM1に結合すると予備データを得た。。3)市販の変異TDP-43トランスジェニックマウスがALSのモデルマウスとして不適切であることが判明したため、マウス胎仔脳に子宮内エレクトロポレーション法を用いることによって、胎児脳にTDP-43の凝集体を発現する新たなin vivoモデルの構築に成功した。平成24年度の進捗は以下のとおりである。1)機能不明なRRM

2ドメインの特定の酸性アミノ酸(E246, D247)がTDP-43の構造・機能維持に重要であること、同部位に対するモノクロナール抗体(3B12A)がALS患者の細胞質封入体を認識することを明らかにした研究成果を国際学術誌に報告した(ShodaiらPLos ONE 2012)。2)高圧NMR解析と質量解析実験によって、TDP-43の重要な機能部位であるRRM1ドメインが構造的に脆弱であり、病的構造変化に関する3種類の部位を同定した。さらに局所密度の増加や酸化ストレスによって、そのうちの1つの部位内に存在するβシート配列を介してRRM1の異常会合状態となること、同部位を抗原とするペプチド抗体がALS患者におけるTDP-43封入体を認識することを明らかにした。計画通り、同部位に対するマウスモノクロナール抗体を作製したが、ポリクローナル抗体に比べ、TDP-43封入体への反応性が低いもののみにとどまった。3)会合面のシステイン変異体の解析を進めた結果、RRM1のシステイン変異によって、核内封入体形成のみならず、細胞質への異所性局在とユビキチン化・リン酸化封入体の形成、RNAスプライシングの障害、家族性ALS変異体の凝集体形成能の亢進、運動ニューロン毒性といったTDP-43の多くの細胞病理現象を再現し、新たなハイスループットに有効な新たなALS細胞モデルの構築に成功した。本技術に関して新たに特許出願を行い、成果を国際学術誌に報告した(ShodaiらJBC 2013)。予定では本年度はRRM1、RRM2のミスフォールディングに関わるドメインの同定と抗体の作製までであったが、さらにRRM1とRRM2において同定したドメインがそれらのミスフォールディングに関与する分子機構と、作製した抗体を用いた培養細胞、ALS患者組織を用いた分子病理について知見が得られ、特許申請に加え2報の論文投稿に至ったため。25年度が最終年度であるため、記入しない。RRM2ドメイン内の重要アミノ酸の同定とモノクロナール抗体開発に関する研究成果は国際学術誌に採択されたが抗体の可変領域のクローニングは年度内には終了しなかった。RRM1に関してALSの発症に関わるTDP-43の病原性構造への変換機序の一端が明らかとなり、国際学術誌に採択され、さらに特許出願を行えた。RRM1-RRM2タンデム構造の実験は精製と機器の調整に時間を要し、年度内に進めることが出来なかった。2)RRM1の3ドメインのうちウサギ抗体で培養細胞、人組織でミスフォールドTDP-43を染色するペプチド配列に対するマウスモノクローナルの作製を行い、intrabodyの作製を目指す。3)RRM1-RRM2のタンデム配列の安定同位体を作製し、圧力、還元刺激によってコンフォメーション変化、局所ドメインの変化を調査する。4)TDP-43トランスジェニックマウスの繁殖と表現型、病理所見の解析を行ったが、マウス導入前には想定しなかった以下の大きな問題点が浮上した。(1)雌雄で寿命が極端に異なり、特に雄は生後70日で死亡するが、その間明らかな運動麻痺を認めない(腸管の異常拡大あり)。また繁殖も極めて困難であり、ALSモデルマウスとしては極めて不適当と判断した。よって本年度はマウス胎児脳にTDP-43の発現プラスミドを子宮内エレクトロポレーション法によって発現され、抗体治療研究に応用する。
酸化還元浸出法による湿式精錬プロセスにおけるエミッションの低減

鉄酸化細菌を利用したバクテリアリーチングは、焙焼を伴う乾式精錬法などに比べ、エミッションの低減が可能である。本研究の目的はエミッション低減につながるバクテリアリーチングを利用した技術を拡張するための検討を行うことである。ここでは還元酸化鉱と硫化鉱との同時浸出法との組み合わせの検討を行った。また、この系に鉄酸化細菌チオバチルスフェロオキシダンスを利用することにより、浸出速度の向上をはかった。鉄酸化細菌を含む二酸化マンガン/硫化亜鉛の同時浸出については、考えられる反応について速度式を求め、速度定数などのパラメータを実験データに基づき求めた。解析結果から、それぞれの独立した浸出速度の基礎データがあれば、鉄酸化細菌を含む同時浸出の系での浸出率の推算は可能であることおよび鉄酸化細菌の直接作用が重要であることがわかった。浸出方法のひとつとしてカラムによる浸出を検討した。酸化物の浸出には第一鉄による還元と硫化物との電気化学的な作用によるものがあるが、いずれも無視できないことがわかった。鉄酸化細菌の直接作用を利用する場合には、鉄酸化細菌は浸出液とともに次のプロセスに送られるため、常に培養を行い供給する必要がある。鉄酸化細菌を培養する際には通常、第一鉄が利用されるが、本研究では水素を利用した培養方法について検討を行った。この方法であれば、条件によっては高濃度の菌体が得られることがわかった。
日本語会話データベースの構築と談話分析

本年度は前年度に引き続き、研究班をコーバス作成班(研究協力者を舎めて4名)とコーバス分析班(研究協力者を含めて4名)に分け、適宜協力しながら研究計画を遂行した(ただし、研究代表者は、両方の研究班に所属)。まず、「作成班」は前年度までに書き起こし・校正が完了した100名分のテキストをすべてHTML文書化した上で、すでに稼働中のプロジェクト専用WWWサーバに登録、WWW全文検索ソフトウェア(MitakeSearch)を用いて、インデクシング(索引作成)作業を実行し、検索データベースを構築した。その後、研究メンバー(米国の研究協力者を含む)とコーパス利用を希望する他の研究グループ向けに全文データ検索サービスを開始した。さらに、すでに導入済みのインターネット向け画像・音声サーバ技術を用いて、WWW上で画像(動画)データを送受信するための実験(福岡工業大学-九州大学-九州工業大学間でSINETのT1回線を使用)を試みたが、現時点では実用性に乏しいことがわかった。最後に、LAN上のWWW環境で日本語教育向けに別途開発を進めてきたロールプレイ・ビデオ教材データベースの一部を用いて、留学生を被験者とする評価実験を実施した。その結果、日本語母語話者の現実発話(インタビュー形式)を随時アクセス可能な形で教材化して提供することには日本語学習の動機付けの面で大きな意義があることが判明した。次に、「分析班」は言語学と日本語教育それぞれの立場から、NSとNNSの発話内容を詳細に比較検討し、指示詞、留守電ロールプレイ時の応答、繋ぎ語等の各トピックについて会話分析を行った。論文とデータは通常の印刷物に加えて、電子化テキストの形式で作成し、インターネット上のWWW,FTPサーバーからも閲覧・入手・可能にしている。
超過洪水の被害軽減のためのデータ同化による高精度・高空間分解能の水位予測技術

水位予測の入力情報となる降雨の時空間分布データを大量アンサンブル気候データの力学的ダウンスケーリングにより作成した。数千パターンの大雨事例を用いることで過去数十年の降雨観測記録からでは把握が困難である降雨の時空間的な特徴を分析可能となった。過去の気候と温暖化が進行した後の気候での降雨パターンを比較すると、温暖化進行後では年最大の降雨イベントは降雨量を増大するとともに時空間的に集中化することがわかった。この膨大な降雨情報と今年度実施予定の降雨流出モデルの適用および河川流のデータ同化手法とを組み合わせることにより、降雨パターンごとの水位予測スキルの評価が可能になる。また、昨年度は複数の支川を有する流域において支川の流量ハイドログラフの違い(ピーク出現時間の相違、流量の大きさ)が与える影響を感度分析から検討し、影響が大きく予測水位の振れ幅が大きくなりやすい箇所やその河川の特徴を把握した。温暖化進行後の気候における降雨の集中化は水位予測スキルに影響を与えるものと考えられることから、来年度の研究では降雨流出モデルを用いることにより降雨パターンの違いが水位予測スキルに与える影響を明らかにする。降雨流出モデルと河川流モデルとを組み合わせることにより、昨年度実施した各支川の流量ハイドログラフの時間差の影響を大量アンサンブル降雨データから検討可能であり、ピーク水位が変動しやすい箇所を起こりうる大量の降雨パターンから評価可能となる。当初の予定通りに研究は進んでおり、一昨年度は支川の流量ハイドログラフのパターンの違いがピーク水位に及ぼす影響を明らかにし、昨年度は大量アンサンブル気候データの力学的ダウンスケーリングにより膨大な大雨情報を作成し、降雨パターンの分析を完了した。来年度予定している降雨流出モデルを組み合わせたデータ同化手法の作成により、これらの成果を組み合わせた水位予測手法の構築が可能となる。降雨流出モデルと河川流モデルを組み合わせたデータ同化手法を構築し、降雨情報を入力値とした水位予測を実現する。また、作成した膨大な降雨情報を用いて、降雨パターンと観測点の空間分布が水位予測スキルに与える影響を明らかにする。河川における洪水時のリスクを定量的に把握するために河道網における各支川での流量ハイドログラフを時間方向にずらした複数の条件を設定し、洪水流シミュレーションを実施した。これは降雨の時空間パターンが異なっていた場合を擬似的に設定したものであり、これにより、その洪水イベントが有している危険度のポテンシャルの一端を明らかにすることができた。対象とした河川は十勝川とし、2016年の洪水を対象に検討を行った。上流端での境界条件であるハイドログラフを3つの大きな支川それぞれで時間方向に6パターンのずらし方を設定し、合計216パターンのシミュレーションを実施した。その結果、支川と本川での洪水ピークが重なる事例においては再現計算で見られる水位よりも高くなることが明らかとなった。そのような危険性の高まる位置はハイドログラフのパターンごとに異なることから本研究で実施した膨大な数の条件設定による危険度の算出は有効となる。また、そのような影響の生じ方は支川の特性によって異なり、洪水ピークの時間的な一致が危険性にもたらす影響は支川ごとに異なることがわかった。このような結果はデータ同化を導入した洪水時の水理の把握および予測における観測位置の重要性とも結びつくと考えられる。来年度以降においてはこの知見を活用し、水位と流量の観測情報の時空間的な分布が洪水時の水理の把握および予測にどれだけ影響するか具体的な検討を実施する予定である。観測情報の重要性の指標を複数のハイドログラフの設定による感度分析から明らかにすることができたことから、概ね順調な進展を見せている。これまでに実施した流量ハイドログラフの時間方向のズレの感度分析の結果を活用し、洪水流の把握および予測において重要となる観測情報の定量的な把握を実施する。

降雨流出モデルと河川流モデルを組み合わせたデータ同化手法を構築し、降雨情報を入力値とした水位予測を実現する。また、作成した膨大な降雨情報を用いて、降雨パターンと観測点の空間分布が水位予測スキルに与える影響を明らかにする。
アイヌの川魚漁に関する民俗学的研究

研究計画中で最重要視していたアイヌ古老からの聴取調査は、予想以上の成果を持たらした。それは、各地の古老が川魚漁やアイヌ語に精通していたことによる。また、収集した既存資料(文献・私蔵テープ・野帳・古写真等)から得た情報を、古老の口述記録と照合し、問題点を集約できたことは密度の濃い聴調査を招来した。川魚の種類は、河川や河川流域によって異り、隣接す集落であっても河川が別であると、捕獲する対象の魚、漁法や漁貝、利用法等が大きく異る。そのことは、各地・各古老の川魚漁に関する生活誌の記録を微視的にとらえ、特徴づけることを可能にした。川魚漁の漁法や漁貝では、未知の方法がいくつか明らかになり、そうした漁貝の一部を小型の模型資料として得た。また、往時の漁場、仕掛け場を踏査し、集落と漁場の位置関係を確認できたところもある。捕獲した川魚は、大きく食用(保存食用も含む)、薬用、生活用具への利用(魚皮製靴、外套、膠など)に分けられるが、特に食用については煮る・焼く・蒸すの他に刺身・たたき・あらいなどの調理法、その際の薬味やつけだれの工夫、だしとしての利用などが明らかとなり、食文化の豊かさが改めて実証された。自然現象から漁期を知るさまざまな言い伝えが乱獲や産卵期を避ける資源保護の方法の一環であることも、禁漁・稚魚の移植放流の実態と併せて判明した。川魚漁に関わる儀礼や禁忌・民俗事項については、各地で数多くの事例を得たが、これらは信仰分野との関連もあり、相互に研究を進めていく必要がある。このように本研究は多くの成果をあげ、今後その内容を逐次発表していくが、食料としての利用は食文化の解明と深く関わり、また海魚漁との比較研究という課題も残されている。高齢な古老が次第に亡くなる中で、継続的な調査研究が急務であることを改めて感じた。