hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造系と制御系の同時最適設計法の開発:構造設計のより初期段階への適用を目指して

制御対象の設計と制御を行うコントローラを,制御対象の設計初期段階から同時に最適設計する(構造系と制御系の同時最適設計)手法の確立を目的として研究を行った.この設計問題で最適化される設計変数は,以下のように分類される.1.制御対象中の設計変数(1)センサ設置数,構造部材の材質等の離散的にしか調整できない設計変数(2)構造の形状,センサ配置等の連続的に調整可能な設計変数2.コントローラ中の設計変数(1)PID制御の各ゲイン,LQ制御問題における二次形式評価関数の重み行列これらの設計変数を同時に最適化する問題は,いわゆる混合多目的最適化問題となる.この問題に対して,従来提案されてきた傾斜法に基づく構造系と制御系の同時最適設計の手法が適用可能かどうか検討した.その結果,従来の設計手法の単純な応用では,本問題に対して,実用的な計算量で最適な設計変数を求めることが不可能であることが分かった.そこで,従来手法とは異なる最適化手法として,最適化の過程に確率的選択を導入した確率的最適化手法の適用を提案した.本研究では,確率的最適化手法の一つである"擬似焼きなまし法"を用いて同時最適設計を行うことを提案した.提案する設計手法を確認するための設計例として,はり状構造物の同時最適設計問題を取り上げ,良好な結果を得た.以上の研究成果は論文にまとめて投稿し,掲載が決定され,現在印刷中である.さらに,本最適設計手法の有効性を,片持送水管の制御系設計に適用した.本問題は,最適化される目的関数が,設計変数に関して不連続で,傾斜法の適用が不可能なケースであるが,提案手法により,従来より系が不安定となる限界流速を約2倍にする制御系を設計することができた.この結果は,論文にまとめて投稿し,既に掲載されている.アクティブ振動制御系設計の際、構造系の一部に調整可能な設計パラメータ(パッシブパラメータ)が存在する場合、パッシブパラメータと、コントローラを同時に設計する構造系と制御系の同時最適設計問題について研究した。本研究は、その中で、部材間の結合の仕方や、センサ/アクチュエータの設置個数などの、設計の上流部分すなわち構造の形態決定に関わる部分への同時最適設計の適用について検討を行った。得られた結果を以下に報告する。1.本設計法を実現するためには、構造系の形態変動(離散敵設計変数の変動)に対しても閉ループ系の安定性が保たれるコントローラが必要となる。本研究では、Youlaパラメトリゼーションの手法に基づきコントローラを設計する手法を示した。2. 1.のコントローラ中の設計変数、構造系の形態を決定する離散的設計変数、及び構造系の形状を決定する連続的設計変数を、制御性能などを目的関数として最適調整する問題を、多目的混合最適化問題として定式化し、最適化手法を行った。組み合わせ最適化の手法の1つである擬似焼きなまし法に基づく設計法について検討し、良好なシミュレーション結果を得た。3. 2.に関する研究成果を国内会議で発表した(計測目動制御学会第21回Dynamical System Theoryシンポジウム資料、PP.157-160.1998)。また、1.で得られた結果を投稿し、II.研究論文欄の通り掲載された。制御対象の設計と制御を行うコントローラを,制御対象の設計初期段階から同時に最適設計する(構造系と制御系の同時最適設計)手法の確立を目的として研究を行った.この設計問題で最適化される設計変数は,以下のように分類される.1.制御対象中の設計変数(1)センサ設置数,構造部材の材質等の離散的にしか調整できない設計変数(2)構造の形状,センサ配置等の連続的に調整可能な設計変数2.コントローラ中の設計変数(1)PID制御の各ゲイン,LQ制御問題における二次形式評価関数の重み行列これらの設計変数を同時に最適化する問題は,いわゆる混合多目的最適化問題となる.この問題に対して,従来提案されてきた傾斜法に基づく構造系と制御系の同時最適設計の手法が適用可能かどうか検討した.その結果,従来の設計手法の単純な応用では,本問題に対して,実用的な計算量で最適な設計変数を求めることが不可能であることが分かった.そこで,従来手法とは異なる最適化手法として,最適化の過程に確率的選択を導入した確率的最適化手法の適用を提案した.本研究では,確率的最適化手法の一つである"擬似焼きなまし法"を用いて同時最適設計を行うことを提案した.提案する設計手法を確認するための設計例として,はり状構造物の同時最適設計問題を取り上げ,良好な結果を得た.以上の研究成果は論文にまとめて投稿し,掲載が決定され,現在印刷中である.さらに,本最適設計手法の有効性を,片持送水管の制御系設計に適用した.本問題は,最適化される目的関数が,設計変数に関して不連続で,傾斜法の適用が不可能なケースであるが,提案手法により,従来より系が不安定となる限界流速を約2倍にする制御系を設計することができた.この結果は,論文にまとめて投稿し,既に掲載されている.
椎間板性腰痛の基礎的研究

椎間板性腰痛の基礎研究は1970年に教室の篠原がヒト変性椎間板内へのdeep nerve ingrowthを報告して以来、椎間板内の炎症性サイトカインの上昇や、後根神経節(DRG)における炎症性疼痛ペプチドの増加が報告された。しかし、神経栄養因子であるbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)と椎間板性腰痛に関連に関しての報告は無い.本研究の目的はラット腰椎椎間板傷害モデルにおける痛みに対し,抗BDNF抗体を投与することにより,その疼痛マーカーは抑制が可能であった.椎間板性腰痛の基礎研究は1970年に教室の篠原がヒト変性椎間板内へのdeep nerve ingrowthを報告して以来、椎間板内の炎症性サイトカインの上昇や、後根神経節(DRG)における炎症性疼痛ペプチドの増加が報告された。しかし、神経栄養因子であるbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)と椎間板性腰痛に関連に関しての報告は無い.本研究の目的はラット腰椎椎間板傷害モデルにおける痛みに対し,抗BDNF抗体を投与することにより,その疼痛マーカーは抑制が可能であった.変性椎間板を支配する感覚神経が椎間板内、傍脊椎交感神経幹、後根神経節内でどのような変化を起こすのかを調べた.腰椎椎間板の感覚神経支配と疼痛ペプチド、受容体の同定変性椎間板を支配する感覚神経が椎間板内、傍脊椎交感神経幹、後根神経節内でどのような変化を起こすのかを調べた.腰椎椎間板の感覚神経支配と疼痛ペプチド、受容体の同定我々は動物モデルで腰痛、膝関節痛、骨粗鬆症性疼痛を検討してきた(Ohtori et al.,Spine 1999-2007)。しかしながらin vivoでの動物モデルでは詳細な検討が出来ないことが明らかになった。そこで、ヒト、動物椎間板や滑膜、軟骨細胞、骨細胞と神経細胞の共培養での腰痛、関節痛の機序の解明を試みる実験を予定した。現段階でヒト慢性腰痛患者の椎間板から摘出した椎間板細胞との共培養は終了しており、他の組織でも十分可能であると考え施行した(Yamauchi et al., Spine 2009)。1)ラット、マウス腰椎椎間板、滑膜、軟骨、骨、後根神経節、ヒト椎間板、滑膜、軟骨、骨を取り出し、混合培養した。4)神経細胞における疼痛伝達物質(substanceP,CGRP)の増減について免疫組織学的手法、ELISAにて計測した。TNF alpha,IL-6を抑制するために、椎間板、滑膜、軟骨、破骨細胞へその産生阻害因子である、Nuclear Factor-kappa B decoy(Anges社.Osakaより提供済み)、リセドロネート(味の素より提供済み)を導入し効果を判定した。以上より,疼痛には密接にサイトカインが関与していることが判明した.tumornecrosis factor alpha(TNF alpha),IL-6,NGF,BDNF,NT-3は特に強い関与を認めた.現在これらを抑制するためにその阻害剤をヒト臨書治験で完投中である.
日本の地方主要都市におけるオフィスビルの空室化の要因と意味

地方中枢都市をはじめ地方主要都市には都心部の構成要素としてオフィスビルが立地し,業務空間を形成している.このオフィスビルの主たる入居者が全国企業の支店である.しかし,地方主要都市における支店の集積量は1990年代後半以降減少に転じて,現在に至っている.このことは,地方主要都市のオフィスビルにおけるテナントの減少を招き,オフィスビルの空室化を結果させている.しかも,支店集積の縮小は景気の後退による一時的な現象ではなく,社会の構造的変化によるものである.経済のグローバリゼーション,高度情報化などに伴う大企業のリストラクチャリングによるものである.そのため,支店集積が今後再び大きく増大するとは考えられない.したがって,地方主要都市のオフィスビルの空室化はテナントを支店に依存する限りにおいて解消しないと判断される.事実,地方中枢都市,県庁所在都市のオフィスビルの空室率は一時的に好転する動きを見せる期間も認められたが,1990年代前半期までに見られた状態に復帰することはない.他の用途への利用,あるいは支店に代わるテナントの開拓が必要になっている.なお,全体に地方主要都市における支店集積量が減少しているが,その中にあって対事業所サービス業の支店が増大を続け,この部門の支店の集積・拡大がオフィスビルの空室化の問題を改善する要素と考えられるが,現在のところ他産業の縮小を補う規模にない.地方中枢都市をはじめ地方主要都市には都心部の構成要素としてオフィスビルが立地し,業務空間を形成している.このオフィスビルの主たる入居者が全国企業の支店である.しかし,地方主要都市における支店の集積量は1990年代後半以降減少に転じて,現在に至っている.このことは,地方主要都市のオフィスビルにおけるテナントの減少を招き,オフィスビルの空室化を結果させている.しかも,支店集積の縮小は景気の後退による一時的な現象ではなく,社会の構造的変化によるものである.経済のグローバリゼーション,高度情報化などに伴う大企業のリストラクチャリングによるものである.そのため,支店集積が今後再び大きく増大するとは考えられない.したがって,地方主要都市のオフィスビルの空室化はテナントを支店に依存する限りにおいて解消しないと判断される.事実,地方中枢都市,県庁所在都市のオフィスビルの空室率は一時的に好転する動きを見せる期間も認められたが,1990年代前半期までに見られた状態に復帰することはない.他の用途への利用,あるいは支店に代わるテナントの開拓が必要になっている.なお,全体に地方主要都市における支店集積量が減少しているが,その中にあって対事業所サービス業の支店が増大を続け,この部門の支店の集積・拡大がオフィスビルの空室化の問題を改善する要素と考えられるが,現在のところ他産業の縮小を補う規模にない.1996-2001年における全国の主要都市の支店従業者の変化について,その直接的要因と含意を含めて検討し,2006年5月5-6日に南京大学で開催された「中日都市化シンポジウム」で報告した.主な検討結果は次の3点であった.(1)地方中枢都市を含めた地方都市における支店従業者の減少は主に東京に集積する大企業の支店の再編成によるものであったこと,(2)業種としては,卸売業,金融・保険業,建設業など今後国内市場において大きな拡大が望めない成熟産業分野において支店の縮小が顕著であったこと,(3)したがって,今後支店集積の拡大による都市成長を想定することは難しく,自都市を中心にしたネットワーク形成が求められる.なお,この研究報告は,中華人民共和国建設部主管・中国城市規制設計研究院発行の雑誌「国際城市規制」第22巻第1号に翻訳掲載された.また,ダイヤモンド社発行の「全上場会社組織図要覧1996」と「組織図系統図便覧(全上場会社版)2006」を対照して,仙台と札幌の支店の減少を確認した.そのほか雑誌「地理」において,仙台市に限って,1990年代以降の構造的変化として支店集積の縮小とともに,少子高齢化の現象形態として郊外部の住宅地での人口減少を指摘する一方,集客産業の拡大を紹介した.後者の集客活動については,近年のプロスポーツの開設,伝統行事に加えた市民組織による新しいイベントの効果を紹介した.昨年から口頭発表してきた地方主要都市における支店縮小の傾向を踏まえて,今後の都市振興の方向性について,都市間結合の類型を用いて説明した.従来の階層的都市間結合に依存した成長は今後期待できなくなっていること,したがって自都市を中心にした都市ネットワークを形成し,多方面から成長に結びつく情報・資源を吸収することが必要になっていることを指摘した.その要旨は名古屋地理学会学会誌「名古屋地理」(No.20)に掲載された.また,韓国大田市で開催された国際シンポジウム「地方都市の再生」に参加し,同様に人口減少時代に突入した日本の地方都市の活力維持にとって,各都市が主体的に都市ネットワークを形成する必要性が高まっていることを説いた.他方,2006年事業所・企業統計調査の結果が報告されたのを受けて,全国の主要都市の支店従業者を推計し,2001年との比較を行った.全体的に卸売業,建設業,金融・保険業の支店集積量は依然として減少傾向にあること,しかも東京本社の支店の縮小の影響が大きい.一方,対事業所サービス業の支店集積は増大に転じている.とくに労働者派遣業など業種において大幅な従業者の増加が認められる.その結果,全支店従業者数が増加に転じた都市もみられる.しかし,これにともなって都心部のオフィス需要が回復しているとはいえない状況にある.なお,仙台の都心周辺部に立地するオフィスでは依然として空室率が高い.
超伝導JACEEによる超高エネルギー原子核衝突の共同研究

高エネルギー原子核衝突の多重粒子生成機構解明のため、超伝導JACEEスペクトロメータが収集した原子核乾板データから宇宙重粒子線が引き起こした原子核衝突事象を選別し解析作業を実施した。このデータは全立体角に放出された全ての荷電粒子の軌跡を1.2テスラの磁場中で非常に精度良く原子核乾板に記録するという他の実験データにはない優位点を有す。本年度は原子核乾板の自動解析システムの国内立ち上げの実施、および入射重粒子のエネルギー決定と粒子識別に必須なエネルギー損失の解析手法の確立に重点を置いた。杉立徹は5月、クラコウ原子核研究所(ポーランド)を訪問し、H.ウィルチンスキーと前年度の研究進捗状況を評価すると共に本年度の研究項目について議論し合意を得た。松本高明(広大院)は広島大学にPC制御の写真データ自動取込システムを構築し、入射粒子線のエネルギー損失の解析を行った。富永孝宏ほかは9月クラコウ原子核研究所を訪問し、その解析手法と結果につき詳細な技術的意見交換を行った。アラバマ州立大学(UAH)の自動写真データ解析装置の機能を岡山理大既設の写真解析装置に移行するため、11月に富永孝宏と伊代野淳をUAHおよび米国航空宇宙局(NASA)に派遣し、技術資料を入手すると共にT.パーネル(NASA)他と打ち合わせを行った。大気上空における1次宇宙線の散乱崩壊量を定量的に評価するために、11月、浅木森和夫をNASAに派遣し、W.フォンテイン(NASA)他とシミュレーション計算の実施とその結果の検討を行った。M.チェリーとJ.ウィルケス(ワシントン大)を招聘し、国際会議COSPARに公表する研究成果を纏める共同作業を実施した。さらに、成果公表を精力的に推進し、2編の論文を学術誌に公表した。96年の初フライトで収集した超伝導JACEEの原子核乾板データを使い、高エネルギー原子核衝突の機構解明に向けた研究をスタートするために、杉立徹と笠井聖二は8月中旬から米国3研究機関を訪問し、高橋義幸(UAH)、J.ウィルケス(WU)、T.パ-ネル(NASA)、M.チェリー(LSU)他と会見し、研究方針・手段、測定技術・改良点について意見交換した。その結果、H.ウィルチンスキー(クラコウ原子核研究所)の解析現状をスタートポイントにし、UAHの全自動写真データ解析装置を使って解析を継続し、準備が出来次第順次、広島大学および岡山理科大学へ移行するのが最善策であるとの結論を得た。杉立徹は10月クラコウ原子核研究所(ポーランド)を訪問し、原子核衝突機構解明の研究へ向けた写真データ解析状況および方針について、H.ウィルチンスキーとB.ウィルチンスカと意見交換した。その結果、同研究所で行ってきた解析をお互いに協力して更に推進していく合意を得た。1次宇宙線の大気上空における崩壊補正量を定量的に評価するため、8月中旬から9月中旬にかけ富永孝宏と大学院生2名をUAHへ派遣した。W.フォンテイン(NASA)他と共同してシミュレーション計算コードの構築と計算を行った。96年のデータ解析状況の総括的な評価、今後の研究方針、および責任分担体制を検討するため、M.チェリーとH.ウィルチンスキーを招聘し、広島大学理学部において共同研究全体会議を12月9日から12日まで開催した(参加者:国内10名、米国4名、ポーランド1名)。この間、JACEE実験データの解析と研究成果公表作業も精力的に行い、1編の論文を投稿(現在印刷中)および4編を国際会議(第25回宇宙線国際会議および第6回素粒子原子核国際会議)へ寄稿した。
次世代チェレンコフ望遠鏡アレイCTAによるTeV領域電子・陽電子計測の準備研究

CTA(Cherenkov Telescope Array)は大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)アレイを用いた次世代のガンマ線天文台計画である。本研究課題の目的は、CTAの電子・陽電子合算スペクトル及び陽電子成分の測定精度をシミュレーションによって定量評価することにある。IACTでの電子とガンマ線測定の本質的な違いは背景雑音(主に陽子)の取扱いにあり、電子測定の場合は陽子のシミュレーションデータを用いて残存雑音量を見積もる必要がある。このため、陽子シャワーを記述する相互作用モデルの精度は電子スペクトルの測定に大きな影響を与える。本研究課題の計画項目には「陽子シミュレーションのハドロン相互作用モデルの不定性の影響の調査」が含まれており、2018年度はpost-LHCの相互作用モデル(EPOS-LHC, QGSJET-II-04, SIBYLL2.3c)を用いてこの課題に取り組んだ。計画立案時はTeV領域ではモデル間に有意な差異はないであろうと予測していたが、実際にシミュレーションデータを生成し電磁シャワー様事象頻度の解析を行ったところ、異なるモデル間で2倍程度(100%)程度の差が見られた。電磁シャワー様の背景事象頻度の差異という点ではCTAの本来の科学目標であるガンマ線の感度推定にも大きい影響があるため、この結果を受けてこの調査はCTAの解析・シミュレーション(AS) Working Group(WG)のサブタスクとして定義され、ガンマ線検出感度に与える影響と空気シャワー中の生成粒子スペクトルの調査など当初の予定よりも深く掘り下げた解析を行った。これらの結果については、研究代表者を筆頭著者として5ヶ国のCTAメンバーとの共著として2019年9月の国際会議で発表予定であり、またCTA ASWGの論文としてまとめているところである。シミュレーションとそのデータ解析を行う人的資源(とそのスキルレベル)、シミュレーションデータ生成に必須である計算機資源の双方に大きな問題は発生しなかった。本課題の遂行には陽子のシミュレーションデータの大量生成が必要であるが、研究代表者の所属機関の計算機資源の活用に加え、EU-GRID上のデータへアクセスするための手続きを完了し、EU側の既存シミュレーションデータも活用することで研究の進捗はスピードアップされた。なお、研究実績の項目で述べたとおり、本来は研究計画中のサブ課題として定義していたハドロン相互作用モデル不定性の影響調査が予想外に重要な結果につながったこと、またCTA Consortium(構成員1,400名以上)内部での研究課題の効率的な分担の必要性(重複の回避)を考慮し、ハドロン相互作用の検証を主要なテーマと位置付け、電子陽電子合算スペクトルについては(すでに一定の結果は得られて物理学会で報告しているが)優先順位を一旦下げて研究を進めた。進捗状況の項目で述べたように、本来サブ課題であったハドロン相互作業モデルの不定性の影響の検証を主テーマと再定義し、CTAのガンマ線感度推定への影響という観点から論文をまとめる。また、上記の解析結果はCTAのみならず現存のIACT群(VERITAS、HESS, MAGIC)の実データを用いて、宇宙線の原子核組成の不定性の影響をほぼ受けない状態で相互作用モデルの検証・評価が可能であることを示唆しており、研究テーマとして今後の発展性も大きい。現在の電磁シャワー様事象頻度の解析に加え、より高い精度でモデル間差異の検出を可能にする解析手法を開発して実データに適用し、シミュレーションと実データの比較を行うことで、モデルを構築している研究者にフィードバックをかけることも可能性として考えられる。テラ電子ボルト領域の宇宙線電子スペクトル測定は、飛翔体による直接測定(AMS-02, CALET, DAMPE)と地上観測装置である解像型大気チェレンコフ望遠鏡群による間接測定の双方により、近年急速な発展が見られている。計画初年度は、次世代大気チェレンコフ望遠鏡計画CTA (Cherenkov Telescope Array)に対して、電子・陽電子の合算エネルギースペクトル測定性能のシミュレーション評価を行った。CTAの南半球サイトのアレイ候補(望遠鏡99台)について、E > 1 TeVの高エネルギー帯に重点を置き、電子及び主要な雑音源となる陽子のシミュレーション事象データ(後述)生成を行い、この疑似データに電磁成分(電子とガンマ線)とハドロン成分を分離する解析を施して、最終的に期待される電子の事象数をエネルギービンごとに求めた。これらの結果については、日本物理学会において3件の口頭発表を行っている。宇宙線陽子が高高度で高エネルギーの中性π粒子を生成した場合、即座に1対のガンマ線に崩壊するため観測される事象は電磁シャワーに類似し、電子に対して主要な雑音源になる。このため宇宙線陽子の二次粒子生成を記述する相互作用モデルの精度は(特に電子成分測定について)重要である。しかし現在においても完全な相互作用モデルは完成しておらず、実験結果を用いたモデルの改善が進められている。この相互作用モデルの不定性が電子測定結果に与える影響を評価するため、四種類の相互作用モデルを用いてシミュレーション事象生成を行い、電磁成分likeな陽子の量の差異を見積もった。結果として、EPOS-LHC(及びSIBYLL2.1)はQGSJET-II-04(及びQGJSET-II-03)と比較して電磁成分likeな陽子を有意に多く(2倍)生成することが分かり、不定性の影響は無視できないことが分かった。計算機資源及び人的資源の双方において想定外の重大な問題は発生せず、計画はほぼ予定どおりに進捗している。

相互作用モデルの評価については、国内の宇宙線研究のコミュニティにとっても重要なテーマであるため所属研究グループ外専門家からの意見も得ることができ、また電磁成分の評価という点ではCTAの主要ターゲットであるガンマ線とも関連があるため、海外のシミュレーション専門家(CTA所属)との研究協力も進めることになり、この2点においては当初の計画よりも発展した形で進行している。CTA(Cherenkov Telescope Array)は大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)アレイを用いた次世代のガンマ線天文台計画である。本研究課題の目的は、CTAの電子・陽電子合算スペクトル及び陽電子成分の測定精度をシミュレーションによって定量評価することにある。IACTでの電子とガンマ線測定の本質的な違いは背景雑音(主に陽子)の取扱いにあり、電子測定の場合は陽子のシミュレーションデータを用いて残存雑音量を見積もる必要がある。このため、陽子シャワーを記述する相互作用モデルの精度は電子スペクトルの測定に大きな影響を与える。本研究課題の計画項目には「陽子シミュレーションのハドロン相互作用モデルの不定性の影響の調査」が含まれており、2018年度はpost-LHCの相互作用モデル(EPOS-LHC, QGSJET-II-04, SIBYLL2.3c)を用いてこの課題に取り組んだ。計画立案時はTeV領域ではモデル間に有意な差異はないであろうと予測していたが、実際にシミュレーションデータを生成し電磁シャワー様事象頻度の解析を行ったところ、異なるモデル間で2倍程度(100%)程度の差が見られた。電磁シャワー様の背景事象頻度の差異という点ではCTAの本来の科学目標であるガンマ線の感度推定にも大きい影響があるため、この結果を受けてこの調査はCTAの解析・シミュレーション(AS) Working Group(WG)のサブタスクとして定義され、ガンマ線検出感度に与える影響と空気シャワー中の生成粒子スペクトルの調査など当初の予定よりも深く掘り下げた解析を行った。これらの結果については、研究代表者を筆頭著者として5ヶ国のCTAメンバーとの共著として2019年9月の国際会議で発表予定であり、またCTA ASWGの論文としてまとめているところである。シミュレーションとそのデータ解析を行う人的資源(とそのスキルレベル)、シミュレーションデータ生成に必須である計算機資源の双方に大きな問題は発生しなかった。本課題の遂行には陽子のシミュレーションデータの大量生成が必要であるが、研究代表者の所属機関の計算機資源の活用に加え、EU-GRID上のデータへアクセスするための手続きを完了し、EU側の既存シミュレーションデータも活用することで研究の進捗はスピードアップされた。なお、研究実績の項目で述べたとおり、本来は研究計画中のサブ課題として定義していたハドロン相互作用モデル不定性の影響調査が予想外に重要な結果につながったこと、またCTA Consortium(構成員1,400名以上)内部での研究課題の効率的な分担の必要性(重複の回避)を考慮し、ハドロン相互作用の検証を主要なテーマと位置付け、電子陽電子合算スペクトルについては(すでに一定の結果は得られて物理学会で報告しているが)
画像資料の総合利用による歌舞伎演出の研究

歌舞伎の役者評判記の挿絵と演目の内容や評文との関係を、一つの演目につき二種の役者評判記が出版されている場合について検討し、異同を見極め、二種が一致する場合は上演実態に近いものであることを推測した。また、絵入狂言本(挿絵入りの筋書き本)の挿絵や本文も資料として活用し、役者評判記の挿絵は先行して出版された絵入狂言本の挿絵と密接に関係していることを見極め、両者が異なる部分は上演実態を反映して訂正された可能性があることを考察した。さらに、挿絵の有無などから、当時の役者評判記出版元である八文字屋と江島屋の出版戦略が、速報性と情報量のいずれに重きを置いていたかという点についても考察した。歌舞伎の画像資料研究の端緒として役者評判記の挿絵資料研究を企図し、平成24年度に準備の整った拡大画像資料を元に、平成25年度はその検討を行った。年間6回の共同研究会を実施し、主として享保年間の役者評判記の挿絵と評文の補完関係を検討した。評文を参考として挿絵を詳細に読み取り、挿絵がかなり正確に歌舞伎狂言の内容を反映していることを確認した。また、挿絵の作成にあたって、劇場側から本屋(出版業者)に対して何らかの資料提供が行われていたこと、有力な役者以外に描かれている位付の低い役者には後援者が存在すること、初日が出てから短期間に挿絵が作成されていたことなど、従来不明であった事柄に関して多くの推論を行った。役者評判記に取り上げられている狂言の絵入狂言本が現存する場合には、当該狂言本の複写資料を入手して内容を熟読し、所収の挿絵を役者評判記の挿絵と比較する作業も行った。役者評判記と絵入狂言本で共通する場面の挿絵は、有力な材料としてとくに詳細に検討した。その結果、絵入狂言本が役者評判記に先行して出版された状況が明らかになった。如上の成果に関連して、研究協力者による研究発表・論文が出された。挿絵データの集成は継続課題であり、記録する項目等について引き続き検討を重ねた。歌舞伎の画像資料研究の端緒として役者評判記の挿絵資料収集を企図し、平成24年度には『歌舞伎評判記集成』所載の挿絵を抽出して、約600枚の拡大画像資料を作成し、検討に供することとした。また、この画像資料に描かれている演目の絵入狂言本が存在する場合には、その写真資料を合わせて入手し、所収の挿絵を比較資料として用意した。これらの資料にもとづいて共同研究会を年間6回実施し、正徳年間から享保年間にかけての役者評判記挿絵を子細に検討して行った。その結果、挿絵中の評語は画像全体に示されている演目の評価ではなく個々の役者に対する評語であること、上演開始から出版までの時間を短縮する目的で挿絵を省略する場合が見られること、挿絵と評文とが一致しない例があることなど、現在まで判明していなかった事実が新たに明らかになった。他に、絵入狂言本の挿絵は分担して描かれた可能性があることなど、役者評判記挿絵以外の画像資料に関する新事実も同時に指摘することができた。画像自体の究明ばかりではなく、当時の本屋(出版業者)の競争の実態も一部判明し、これらの成果に関連して研究代表者および研究協力者が論文を発表あるいは準備中である。役者評判記の挿絵資料をデータ化することについて、研究会の参加者で協議したが、整理にあたって記録する項目が問題となり、上演年月・演目名・上演場所・登場する役者名などはどの挿絵にも共通するものであって記録できるが、画中の評語の種類および数量・重複して登場する役者名の扱い・名前の記載されていない役者などをどのように記録するかは、今後の研究会での継続課題にすることとした。歌舞伎の画像資料研究の端緒として役者評判記の挿絵資料研究を企図し、平成24年度に準備の整った拡大画像資料を元に、平成25年度からその検討に入ったが、平成26年度も引き続き検討を継続した。研究協力者川端咲子氏・原田麻衣氏・森谷裕美子氏・渕田恵子氏とともに年間6回の共同研究会を実施し、主として享保年間の役者評判記の挿絵と評文の補完関係を検討した。また、絵入狂言本の挿絵に着目し、役者評判記に記載のある演目の絵入狂言本について、本文から内容を子細に知り、挿絵との整合性や補完関係を確認した。絵入狂言本は役者評判記より先に刊行されるため、役者評判記の挿絵は絵入狂言本の挿絵を粉本としているものが多く、中にはほとんどすべてが絵入狂言本の挿絵に依拠している場合も見られた。さらに流用の方法を考察し、構図の反転や別の場面の挿絵の組み合わせなど、様々な方法が取られていることを見極めた。如上の研究につき、研究代表者は絵入本学会等2回の学会発表を行い、役者評判記挿絵の画像資料を紹介し、実際の上演との関わりを考察した。

この発表にもとづき、平成27年度中に2本の論文掲載が確定している。研究協力者川端咲子氏・原田麻衣氏・森谷裕美子氏も資料紹介等の実績を挙げた。また、データペース公開の基礎作業の一環として大阪府立大学学術情報センター図書館が所蔵する貴重書のうち、番付・絵尽しの画像データを複写し、整理に着手した。これは今後の研究に貢献する資料であり、平成27年度から29年度に行う基盤研究(C)「画像資料の総合利用による歌舞伎上演実態の研究」において研究を継続する予定である。日本近世文学25年度は、26年度の研究費の一部を前倒しして使用するほど計画を順調に遂行できた。役者評判記挿絵の資料収集については、計画通りに終了している他、絵入狂言本の複写資料も、ほぼ収集を終えている。共同研究会も6回開催して、収集した資料の内容の検討も順調に進み、従来判明していなかった新しい事実を数多く発見している。研究成果の公表は一部にとどまったが、次年度に研究発表および論文の公刊を予定している。役者評判記挿絵の資料収集については、拡大資料の作成を計画通りに終了した。関連する絵入狂言本の写真資料収集も、正徳年間のものについてはほぼ終えている。データ化を平成25年度以降に進めるため、高性能のスキャナーを購入して、準備は整った。研究会の開催も6回を数え、資料検討の中で毎回新たな発見があり、着実に役者評判記挿絵の研究を進めている。とくに、内容的には新事実を多く発見して期待以上の成果を挙げている。研究成果の公表は、論文執筆を完成させて発表したものもあるが、準備段階にとどまっていて次年度に持ち越したものがある。これについても、平成25年度には発表予定である。引き続き研究会を実施して役者評判記の挿絵と絵入狂言本の挿絵を比較検討し、そこから近世期における演劇関係資料の出版実態の解明を進める。また、25年度中に大阪府立大学学術センター図書館所蔵の歌舞伎番付の整理に着手し、画像資料研究の補助資料として行く。役者評判記の挿絵とともに、歌舞伎番付も将来的にデジタル・アーカイブ化することを目途として整理を行う。今年度の補助金はほぼ使い切っており、研究計画に沿って研究を進めることができた。来年度は、収集した資料のデータ化を考えていて、デジタル・アーカイブ化を目指している。そのために、高性能スキャナーによる画像資料の読み取りを行い、整理する際の便を図る。これに付随して、当初の研究計画には入っていなかったが、大阪府立大学学術センター図書館所蔵の貴重書となっている歌舞伎番付の整理を合わせて行う予定にしている。これは、将来的に同じくデジタル・アーカイブ化することが期待されている資料であり、画像資料研究の副次資料としてもデータ化が不可欠である。25年度は、旅費および物品購入のため、26年度交付決定額から200,000円を前倒しして使用することとした。200,000円は概算であったため、32,700円が残った。26年度の交付決定額800,000円と併せて、引き続き学会・研究会・資料調査の旅費および資料収集の物品購入費に充てる予定である。今年度の残額は3,902円であり、ほぼ予算を消化した。この残額は次年度の予算と合わせて、スキャナーによる画像資料の読み取りのための消耗品購入に充てる予定である。
モンゴル帝国興亡史の解明を目指した環境考古学的研究

モンゴル帝国(西暦12061388年)の出現の背景は、文字資料が少ないことから、これまで不明であった。私たちは環境考古学という視点からこの問題を考えた。その際、帝国初期の本拠地、モンゴル国アウラガ遺跡などで発掘を行い、得られた古環境データに基づいた。それによって、劣悪な自然環境の中でも、それを克服し、農業や手工業を発展させていた状況を、具体的かつ実証的に明らかにすることに成功した。このことがモンゴル帝国興隆のバックグラウンドにあったという結論に達した。北方ユーラシア諸民族の動静は、世界の歴史を動かした原動力の一つと言っても過言ではない。その理由には、この地に誕生した王権が中国歴代王朝と和戦両面でかかわりを持ち、その興亡に大きな影響を与えたことと、洋の東西を結ぶルートの中央に位置し、相互交流に大きな影響を与えたことがあげられる。そのなかでもモンゴル帝国(西暦1206-1388年)の成立は、当時のユーラシア全体に大きなインパクトを与えた。強大な軍事力で瞬く間に巨大な版図を築いたその国には残虐・殺戮といったマイナスイメージがつきまとうが、それは一面だけからの理解である。既存の宗教を認め、民族融和にも努めるなどプラスの面も多々ある。ユーラシアを一体化したことは、のちの大航海時代のプロローグと、またはグルーバル化の先駆けとしても評価されている。モンゴル帝国は上記のように史上名高いが、肝心の王権成立の背景と、その舞台となったモンゴル高原の当時のようすは不明である。とくに初代君主チンギスカン(1162-1227年)についての事績は、まったくといって良いほど不詳である。その原因は、伝説的な内容の史料が多く、同時にペルシャや中国といった外部で書かれた二次的評価の入ったものが利用されてきたという文字中心の研究にあるといえる。その結果、彼に対し「カリスマ」「凶悪な統治者」といった実証的でない解釈が流布することになった。ひいては実際とは異なる時代像が形成され、当該研究の停滞の原因となっている。このような文字資料に基づく研究の限界性を克服するために、本研究では物質資料に基づいて検討を行う。それはつまり考古学的手法によるアプローチである。本研究における着眼点はつぎのようである。その時代は中世温暖期が終り環境悪化が始まったとされる。しかも、もともと資源が乏しいモンゴル高原で、どうして強力な王権が誕生したのか。その興亡のメカニズムを、植物考古学や動物考古学、理化学的分析を駆使した環境考古学的アプローチで解明しようというものである。しかしながら、モンゴル遊牧王朝興亡史を自然環境変動によって解明しようという研究は以前にもあった。ただ、これらは環境(気候)が良くなれば王朝が勃興し、悪くなれば衰亡するという、表層的理解、いわば環境決定論的なものであった。本研究とそれとは明らかに違う。そこで目指すものは単なる環境決定論ではなく、人間と自然系とのかかわり、相互作用からこの問題を捉えようとしている。このような人間活動というところに力点を置いている点に、本研究の独創性がある。本研究は、従来の文献史学的アプローチでは明らかにできなかったモンゴル帝国(イェケ=モンゴル=ウルス)興亡史の実態を、環境考古学の手法を用いることによって解明しようという、文理融合型プロジェクトである。今年度は初年度なので、予備的・基礎的調査を中心に行った。今年度の成果は、以下の通りである。(1)平成18年6月、新潟大学で研究集会を開催し、研究計画全体について討論した。(2)8月、モンゴル国アウラガ遺跡(チンギス=カン宮廷遺跡)にて日本・モンゴル共同の考古学調査を実施した。遺跡内のチンギス=カン期のものとみられる遺構から、大量のオオムギ、コムギ、キビなどの炭化粒が、茎や根が付いたまま出土した。当時のモンゴル宮廷における食生活と、近隣地で農耕が行われていた証拠が得られたものと注目している。それを受け、遺跡周辺の農耕地と考えられる候補地点の小発掘を行い、炭化穀物粒を採集し、理化学的年代測定を行った。(3)夏期にモンゴルにて草原生態学調査、古環境調査を実施した。これらの成果については現在分析中。(4)同じく夏期に、草原地域の土壌水分量の経年変化を明らかにする目的で、モンゴル国ドンドゴビ県にある鳥取大学の計測ステーションに土壌水分計を設置した。(5)9月、アウラガ遺跡の重要性を鑑み、その保存策をユネスコ北京事務所と協議した。(6)12月、新潟市内で市民向け公開学術講演会「モンゴル、日本、そして新潟」を駐日モンゴル国大使の出席にもと開催し、本研究を広く一般に紹介するとともに、モンゴル研究の意義を明らかにした。(7)平成19年1月、モンゴル人考古学者を招へいし、元寇遺跡として有名な長崎県鷹島を見学するなど、学術交流を深めた。(8)3月、台湾・故宮博物院所蔵の、モンゴル地域の気象史料の調査を行った。

以上の成果は、次年度に雑誌論文、学会発表、概要報告などで公表する予定である。本研究は、従来の文献史学的研究では十分明らかにすることができないモンゴル帝国の興亡のプロセスを、考古学および古環境復元の手法を用い、環境変化から解明しようとする、文理融合型プロジェクトである。今年度の成果は以下の通りである。1.考古学的調査(1)5月下旬:モンゴル国ウランバートル市のモンゴル科学アカデミーにて遺跡出土炭化種子の調査(白石・小畑他1名)。モンゴル帝国期の栽培植物の基礎的データを得られた。(2)6月上旬:モンゴル国シャーザン=トルゴイ遺跡にて考古学・地理学的調査(白石・相馬・加藤)。遺跡の構造と農耕地跡の発見。(3)7月:モンゴル国カラコルム遺跡の考古学調査(白石)。古環境に関するデータ採取。(4)8月上旬:モンゴル国中央県で草原生態の調査(白石)。(5)8月下旬:モンゴル国アウラガ遺跡の考古学および古環境復元調査(白石・村上ほか4名派遣)。住居跡および鉄工房跡から古環境復元に必要な多くのデータを得た。(6)9月:モンゴル国中央ゴビ県の生態観察ステーションに篠田研究分担者の研究室から西原准教授を派遣。草原変化の経年的データを得た。2.化学分析(1)アウラガ遺跡およびカラコルム遺跡出土種子の年代測定(AMS法)。有効な資料であることが確定。(2)アウラガ遺跡鉄工房出土の鉄滓の分析。鉄産地と技術の解明。3.報告書の刊行(1)7月に2006年度のアウラガ遺跡調査報告書を刊行。4.一般・社会貢献(1)12月15日に新潟市にてモンゴルの環境問題を考える一般参加シンポジウム「ウランバートルその過去・現在・未来」を開催。本研究は、従来の文献史学的研究では十分明らかにすることができないモンゴル帝国の興亡のプロセスを、考古学および古環境復元の手法を用い、環境変化から解明しようとする文理融合型プロジェクトである。1.考古学的調査(1) 7月:モンゴル科学アカデミー考古研究所収蔵資料の分析(白石が指導する院生を派遣)。モンゴル帝国に先行する時期(契丹・遼)に関する都市およびそこでの手工業生産に関する実態を明らかにできた。(2) 8月下旬:モンゴル国アウラガ遺跡の考古学および古環境復元調査(白石・村上、小畑ほか4名派遣)。初期モンゴル帝国時代の住居跡を完掘し、そこから食物残滓を検出することに成功し、古環境復元に必要な多くのデータを得た。2.理化学的分析(1)アウラガ遺跡およびモンゴル帝国の首都カラコルム遺跡出土種子の年代測定(AMS法)および種同定。年代の確定とモンゴル高原で広く当該期に農耕が行われていた証拠を得ることに成功。鉄産地と技術の解明をさらに深めた。3.研究成果の公開(1) 5月:日本考古学協会にて初期モンゴル帝国期の鉄生産技術の諸様相についての研究発表をおこなった(村上)。
希な症例に学ぶ統合失調症の病態解明と予防戦略

本研究は、ヤマブシタケ由来抽出成分を服用し、顕著に統合失調症の幻覚、妄想が奏功した症例に着目し、従来の病態仮説に依拠しない統合失調症の分子病態を明らかにすることを目的とした。当該症例の末梢血、尿検体を採取し、CE-TOFMS、LC-TOFMSによる代謝産物の測定を行った。CE-TOFMSにより155の物質ピークが検出され、LC-TOFMSによる測定からは114のピークが検出された。症例の服薬量の漸減、漸増に伴い、特徴的代謝産物の変動が認められた。抗精神病薬服用を必要としない状態にまで回復した症例の分子基盤を探ることは、難治性統合失調症の治療戦略を再考する上で重要な知見を与えるものと期待できる。本研究では、顕著な奏功が認められた症例に着目し、従来の病態仮説に依拠しない統合失調症の分子病態を明らかにすることを目的とし、希な症例に学び、精神疾患に苦しむ当事者のリカバリーに向けた臨床応用をめざすこととねらいとしている。これまでに、アミロバンを含むヤマブシタケ(Hericium erinaceum)由来の抽出成分Amyloban3399を服用した症例で顕著に症状が改善した報告がなされている(Inanaga, Personalized Medicine Universe, 2014; Inanaga et al., Personalized Medicine Universe, 2014)。そこで、本年度は、ヤマブシタケ由来抽出物を服用し、症状が著しく改善した1症例をまず対象に、糖化ストレスマーカー(ペントシジン、ビタミンB6)の分析を実施した。研究開始時、ペントシジン値は49 ng/mL、ビタミンB6値は12 ng/mLと正常範囲内であり、本症例は非カルボニルストレス性の症例(Arai et al., Arch Gen Psychiatry 2010)であると判断した。さらに、年間を通じて時系列データでの検体収集を実施した。継時的な変化としては、症状の悪化に伴って、ビタミンB6の低下を呈した。現在、期間中における服薬量と症状変化、約200種の血液由来代謝産物の変動についてのCE-TOFMS、LC-TOFMS分析を行い、臨床症状変化と代謝産物との関連性について検証を継続中である。当該症例での複数ポイントでの時系列データを集積するとともに、網羅的に代謝産物変動データを集積した。また、次年度以降の多検体での検体収集に向けた倫理審査、研究実施計画を遂行している。Hericium erinaceum由来の抽出成分を服用し、顕著に症状が改善した症例報告がなされている。抽出成分は先行研究から、モーリス水迷路試験による学習能力の向上、神経成長因子合成促進効果、小胞体ストレス抑制作用などが報告されている。本課題では、抗精神病薬の服用を必要としない状態にまで回復した当事者の協力のもと、難治性統合失調症の奏功の分子基盤を明らかにすることを目的とした。症状が著しく改善した症例を対象に、時系列データでの生理検体収集(血液・尿)を実施した。およそ300日間の観察期間中における服薬量、症状変化、また、約200種以上の代謝産物変動について、CE-TOFMS、LC-TOFMS分析を行い、臨床指標と代謝産物との関連について検証した。その結果、服薬量の漸減漸増に伴いホモバニール酸、トリメチルアミン-N-オキシド、キヌレン酸あるいはコレステロール、リボフラビン、アセチルカルニチンなどの変動が認められた。また、血液中においてはシステイン-グルタチオンジスルフィド、システイン、メチオニン、ジエタノールアミン、脂肪酸などの変動が認められた。現在、患者由来細胞を利用し、当該抽出成分の効果について細胞生物学的解析、生化学的、遺伝子発現解析などの検討を継続中である。「個」の症例に着目した本研究は、従来の病態仮説によらず、精神疾患の発症の要因、病態の分子基盤を究明する独創性のあるストラテジーである。近年、精神疾患の多くの症例でも糖尿病、心血管疾患、肥満など様々な合併症が問題視されており、本研究は精神と身体医学の異分野領域にまたがる生物学的意義の解明に資する研究として、メンタルヘルスと栄養学を含めた健康科学にも貢献が期待できる。精神疾患のQOLに対する有効な食・生活・運動などのあり方を明らかにする上でも本研究の臨床的意義がある。貴重な個の症例に学ぶという研究コンセプトに軸を置き、集積した質量分析データについて統計解析を実施する。初年度実施した1症例に加えて、複数例の症例を対象に、代謝オミックスデータとゲノムデータ相互の分析を行い、顕著な症状改善効果が認められた分子基盤を明らかにすることをめざして研究を推進する。

また、ヤマブシタケの脳機能活性物質には、子実体から抽出して得られるヘリセノン類とアミロバン(複合物質)、菌糸体から抽出されるエリナシンがあることがすでに知られ、先行研究からもモーリス水迷路試験による学習能力の向上、神経成長因子(NGF)合成促進効果、アミロイドβ蓄積・神経細胞死の抑制効果、小胞体ストレス抑制作用などが報告されている。そこで、網羅的代謝分析から明らかになった遺伝子をノックダウンした細胞モデル系を用いて、ヤマブシタケ抽出物(エタノール抽出活性画分)による形態変化、遺伝子発現、タンパク質機能などの作用について解析を推進し、新たなproof of conceptの確立をめざす。生物学的精神医学、生化学、病態代謝学本年度は、症例検体の収集、及び一般生化学検査費用として当該年度費用を支出した。症例の検体収集、担当医師との意見交流のため、主として出張費、学術集会参加に充当したため、次年度使用額が生じた。年間にわたり時系列での症例検体の収集が完了したため、次年度以降はより詳細なメタボローム解析のために費用を充当する計画である。また、複数症例を目標に検体収集を実施する計画である。合わせて、患者由来のリンパ球細胞、培養細胞を利用し、タマブシタケ抽出成分の効果について細胞生物学的な解析、あるいは生化学的、遺伝子発現解析などの検討を実施する計画のために費用を充当する。
不確実性における企業価値の会計測定と市場評価の整合性に関する理論的・実証的研究

利益や株主資本の簿価は,わが国の一般に認められた会計原則に基づいて企業業績を測定した値である。本研究の目的は企業の市場評価(株価)と会計測定値(利益,株主資本簿価)の理論的・実証的な関連性を明らかにすることである。財務諸表上では,株主資本の増加は,当期利益から配当を控除した額に等しい。これはクリーンサープラス関係と呼ばれ,会計の基本的な特徴である。この研究では,クリーンサープラス会計と割引配当モデルの枠組みで,利益と株主資本簿価がドリフト付ランダムウォークモデルあるいは線形トレンドモデルという代表的な時系列モデルで記述できる場合について,実証可能な株式評価モデル(利益モデル,利益-株主資本簿価モデル)が理論的に導かれている。さらに,これらの会計測定値に基づく株式評価モデルを用いて,11349社・年(658社,1980-1998年)という大規模な標本を対象に,利益や株主資本簿価と株価の関連性が検証されている。この結果,当期の株価変動に関して,利益モデルは25.9%,株式資本簿価モデルは33.1%,利益-株主資本簿価によって株価の変動を平均して50.9%(1980年代では31.1%)説明できる。これは業績不振企業の増加に伴い株主資本簿価と株価の関連性が高まったためであると考えられる。損益計算書と貸借対照表の二つの情報システムから,利益や株主資本という集約した情報を互いに補完しながら投資家に提供するという,会計のより本質的な機能が検証されている。Ohlson(1995)とFeltham and Ohlson(1995)は、割引率が時間にわたって一定な状況で、会計測定と市場評価の関係を明らかにした。薄井(1998)は、これらのモデルを割引率が時間に伴って変化する状況に展開している。ここでは、彼らのモデルの主たるフレームワークである、(1)クリーンサープラス(clean surplus)関係(期末株主資本=当期会計利益-当期配当+期首株主資本)と(2)情報の線形ダイナミックスを保持しながら、より一般的な企業評価モデルが導出されている。不確実な状況では、会計システムの保守性は、会計的要因と経済的要因に起因する。会計的要因は、超過利益、すなわち、割引率を上回る利益の成長率の予期されない変化である。経済的要因は割引率の予期されない変化である。経営者が将来の超過利益の成長率がその平均より高い(低い)と期待する企業ほど、平均して、保守的な(攻撃的な)会計政策をとる。つまり、株主資本を株価に比べて過小(過大に)評価する。また、経営者が将来の割引率がその平均より高い(低い)と期待する企業ほど、平均して、攻撃的な(保守的な)会計政策をとる。つまり、株主資本を株価に比べて過大(過少)に評価する。東京証券取引所に上場する企業250社を抽出し、1990年から1997年の期間について、パイロット・テストを実施した。その結果、超過利益、株主資本利益率、株主資本簿価/時価総額(B/P比率)などの指標が、市場の評価としての株式収益率の違いを説明するのに有効であることがわかった。
サブハライドを利用したチタンの新製造プロセスの開発

軽量かつ高強度,高耐食性といった優れた特性を有するチタン(Ti)は,現在,四塩化チタン(TiCl_4)のマグネシウム熱還元法(クロール法)により工業生産されている.この手法は高純度のチタンが確実に製造できるが,還元工程で析出するチタンが反応容器内壁に固着するため連続生産が困難で,バッチ式の製造プロセスを余儀なくされている.また,TiCl_4のマグネシウム熱還元反応が強烈な発熱反応であるため,反応を制御するために生産速度が大きく制限されている.近年,チタンの需要は急激に増大しているが,クロール法による生産性の向上は限界に達しており,チタンの更なる普及のために安価で生産性の高い新しい製造プロセスの開発が求められている.以上の背景を踏まえ,本研究ではクロール法の短所である生産性の低いバッチ式の還元工程を高速化あるいは連続化することを目的とした.具体的には,クロール法に比べより反応熱の小さいチタンの低級塩化物(TiCl_x, x=2, 3)のマグネシウム熱還元法(サブハライド還元法)を基盤とするチタンの高速・連続製造プロセスを開発した.このプロセスでは,還元反応に伴う発熱が大幅に低減され,凝縮相を利用して反応熱を速やかに除去できるため高速化・連続化が可能である.また,クロール法では利用できないチタン製の反応容器が使用でき,容器からの汚染を効果的に防止できる.平成18年度は,溶融塩を媒体とした低級塩化物の製造プロセスの開発に注力した.これまではTiC_4と金属チタン(チタン・スクラップ)を反応させて低級塩化物を製造する場合,反応の効率が低い(反応率4245%)という問題があったが溶融塩(MgCl_2)を反応媒体とすることで反応の効率を高められることがわかった(反応率8093%).また,溶融塩中でTiCl_x、を濃縮する技術も開発し,本プロセスが原理的に可能であることを実証した.軽量かつ高強度,高耐食性といった優れた特性を有するチタン(Ti)は,現在,四塩化チタン(TiCl_4)のマグネシウム熱還元法(クロール法)により工業生産されている.この手法は高純度のチタンが確実に製造できるが,還元工程で析出するチタンが反応容器内壁に固着するため連続生産が困難で,バッチ式の製造プロセスを余儀なくされている.また,TiCl_4のマグネシウム熱還元反応が強烈な発熱反応であるため,反応を制御するために生産速度が大きく制限されている.近年,チタンの需要は急激に増大しているが,クロール法による生産性の向上は限界に達しており,チタンの更なる普及のために安価で生産性の高い新しい製造プロセスの開発が求められている.以上の背景を踏まえ,本研究ではクロール法の短所である生産性の低いバッチ式の還元工程を高速化あるいは連続化することを目的とした.具体的には,クロール法に比べより反応熱の小さいチタンの低級塩化物(TiCl_x, x=2, 3)のマグネシウム熱還元法(サブハライド還元法)を基盤とするチタンの高速・連続製造プロセスを開発した.このプロセスでは,還元反応に伴う発熱が大幅に低減され,凝縮相を利用して反応熱を速やかに除去できるため高速化・連続化が可能である.また,クロール法では利用できないチタン製の反応容器が使用でき,容器からの汚染を効果的に防止できる.平成18年度は,溶融塩を媒体とした低級塩化物の製造プロセスの開発に注力した.これまではTiC_4と金属チタン(チタン・スクラップ)を反応させて低級塩化物を製造する場合,反応の効率が低い(反応率4245%)という問題があったが溶融塩(MgCl_2)を反応媒体とすることで反応の効率を高められることがわかった(反応率8093%).また,溶融塩中でTiCl_x、を濃縮する技術も開発し,本プロセスが原理的に可能であることを実証した.