hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１細胞広範シーケンス技術に基づく、放射線の突然変異誘発率の計測

1細胞広範シーケンス技術に基づく放射線の突然変異誘発率の測定を試みるべく、ヒトHT1080細胞を1細胞ずつ分注し、細胞に0.4 Gyと2 Gyのγ線照射を行った。細胞分裂を確認した後に照射・非照射群から1細胞ずつ単離した。単離した各1細胞からゲノムDNAを抽出し、MALBAC法を用いてDNAの増幅を行った。このようにして増幅したDNAをエクソン領域を濃縮しシーケンシングを行った。0.4 Gy、2 Gy照射の各2細胞ずつを用いて解析を行ったところ、2 Gy照射では約7.5 Mbpに20個の変異と3個の挿入欠失を0.4 Gy照射では約14 Mbpに27個の変異を検出した。1細胞広範シーケンス技術に基づく放射線の突然変異誘発率の測定を試みるべく、25年度にはその方法論の確立を進めた。1細胞を96ウェルプレートにFACSを用いて分離する方法を検証し、実際に細胞が2細胞に分裂する事を確認した。分裂した細胞をさらに1細胞毎に分離する培養技術も確立した。この過程において当初の計画で用いる予定であったヒト正常線維芽細胞TIG-3細胞よりも培養に適していると判断したHT1080細胞を実験に使用する事とした。1細胞からのDNA抽出とDNA増幅の技術確立も行った。DNAを増幅する方法としては計画段階ではMDA(Multiple Displacement Amplification)法の使用を予定していたが、複数ある他の方法も検証した結果、MALBAC法にてDNA増幅を行うように変更した。また、実際にSure Selectオリゴプローブにて濃縮可能なDNA量が確保出来るかどうかについても検証を行い、プロトコル通りのDNA量は確保することは難しいが、増幅可能であったDNA量においてもDNAの濃縮が可能であることを確認した。1細胞に放射線照射した後に数回分裂させて細胞数を確保した後に各1細胞を単離する方法論についても検証した。複数の方法を試した結果、本実験においてはレーザーマイクロダイセクション法が適していた。シーケンス後のデータ解析方法についても疑似サンプルのデータ解析を試み変異解析可能なパイプラインの構築に成功した。1細胞広範シーケンス技術に基づく放射線の突然変異誘発率の測定を試みるべく、ヒトHT1080細胞をFACSを用いて96穴プレートに1細胞ずつ分注し、細胞に0.4 Gyと2 Gyのγ線照射を行った。放射線照射後も培養を継続し、誘導された変異を確定させるため更なる細胞分裂を確認した後に照射・非照射細胞群からレーザーマイクロダイセクションを用いて1細胞ずつ単離した。単離した各1細胞からゲノムDNAを抽出し、MALBAC(Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles)法を用いてDNAの増幅を行った。このようにして増幅したDNAをSure Select human all exonプローブでエクソン領域を濃縮した。得られたライブラリはillumina GAIIxにてシーケンシングを行った。0.4 Gy、2 Gy照射の各2細胞ずつを用いて解析を行ったところ、2 Gy照射では7.5 Mbpに20個の変異と3個の挿入欠失を0.4 Gy照射では14 Mbpに27個の変異を検出した。分子生物学1細胞の培養方法、単離、DNA増幅の方法などを各ステップを初年度に充分に検証できており、これらの方法を組み合わせれば目的の放射線誘発変異測定に必要な情報が今後充分に得られるものと考えられる。26年度は実際に1細胞に放射線を当てて変異導入率の測定を行う。当初の予定ではSure Selectオリゴプローブ濃縮による一部領域のみの検証の予定であったが、変異導入率次第では全ゲノムシーケンスについても検討を行っている。
近代数寄者の茶会記録に見られる和風住宅の敷地の変遷および場所性に関する研究

(1)前年度にまとめた『東都茶会記』における近代数寄者の住宅の所在のうち、特に東京におけるものについて地形との対応関係を図化し、また当該敷地の江戸期以来の変遷を調べ日本建築学会で発表した。(2)近代数寄者の住宅(別荘)が存在した場所のうち、特に彼らの土地選定に関わる美意識と強く結びついた場所として興津を選び、そこに存在した別荘群とその形成の背景について、既往の成果とあわせてまとめた。(3)近代数寄者の系譜は一般に抹茶系のものであるが、一方で煎茶系の文人好みの系譜がある。文人好みの住まいの立地やデザインについて、興津に存在した西園寺公望別荘・坐漁荘を例に、成田山書道美術館における展覧会にあわせて同館から聴取を行い、図録に寄稿した。(4)前年度同様の手法で、高橋義雄の茶会記録『大正茶道記』に基づく近代数寄者の住宅のリストから、その所在と立地に関する特徴を調べた。この時代の新たな傾向としては、立地が田園のような郊外や高原別荘地に広がっていることで、そこに相応しい住まいの姿として田舎屋がつくられた。人物としては「建築技術家」仰木魯堂の存在が重要で、かなりの数寄者の住宅建築に関わっている。この内容については「『大正茶道記』に見られる近代数寄者の住宅の所在と立地」と題し、平成19年5月現在、日本建築学会で査読中である。(5)(4)のうち、特に東京におけるものについて当該敷地の変遷を平成19年8月に日本建築学会で発表することが決まっている。(6)(4)における傾向は『昭和茶道記』においてもひきつづき見られる。近代数寄者たちは住宅建設にあたって、前時代への憬れに基づいて土地を選び建物を建てることから展開し、郊外に住宅を建て、田舎屋を移築し、その意味で率先して近代化を享受した。彼らの示した住宅の立地と姿は、成功者の住まいと趣味の形として現在も理想の住宅像の一端を担っている。(1)近代数寄者、高橋義雄の茶会記録『東都茶会記』にもとづき、茶会等が行われた場所のリストを作成した。『東都茶会記』に記された茶会等は全部で295件であった。これを地方別に見ると、東京・東京郊外および東京の別荘地200件、京阪神およびその別荘地37件、名古屋市内10件、金沢市内15件、その他の地方33件であった。(2)ひきつづき『大正茶道記』、『昭和茶道記』等についても、リストを作成、分析している。地方都市や別荘地の変化等が見られ、時代による比較をまとめる予定である。(3)(1)において東京・東京郊外の住宅の立地を見ると際だった特徴が認められた。すなわち、台地にあるもの29箇所はほとんどが敷地内に斜面を有し、低地にあるもの18箇所は多くが水際に立地することである。これらの立地を金体的に把握するために、東京における近代数寄者の住宅の敷地の特定とその変遷を調査した。この作業は、当時のすまいの理想型の一端を知ることにつながるとの考えからである。(4)東京以外の個別の現地調査としては、京都、金沢での巡検のほか、名古屋近郊、西宮において、かつての敷地を特定し土地の文化的な意味と変遷を追った。ここでは(3)と類似した立地条件が見られた。(5)数度にわたる美術館等の訪問によって、近代数寄者ゆかりの資料を閲覧した。(6)土地の変遷、茶道具の入手のいずれからも、近代数寄者たちは大名への憬れを実現していったと言える。近代化を推し進めた一団である初期の実業家や維新の功労者が、一方で近代数寄者の顔をもち、前時代への憬れに基づいて土地を選び、建物を建てていたと考えられることは、近代和風の一側面を考察する上で興味深いことである。さらに、特に台地における住宅の立地は、近代数寄者たちによって示された理想のすまい像であり、その場所に対する評価は現在も持続していると言える(1)前年度にまとめた『東都茶会記』における近代数寄者の住宅の所在のうち、特に東京におけるものについて地形との対応関係を図化し、また当該敷地の江戸期以来の変遷を調べ日本建築学会で発表した。

(5)(4)のうち、特に東京におけるものについて当該敷地の変遷を平成19年8月に日本建築学会で発表することが決まっている。(6)(4)における傾向は『昭和茶道記』においてもひきつづき見られる。近代数寄者たちは住宅建設にあたって、前時代への憬れに基づいて土地を選び建物を建てることから展開し、郊外に住宅を建て、田舎屋を移築し、その意味で率先して近代化を享受した。彼らの示した住宅の立地と姿は、成功者の住まいと趣味の形として現在も理想の住宅像の一端を担っている。
電磁波レーダを用いたコンクリート構造物の高精度可視化アルゴリズムの開発

柱状及びスラブ状のコンクリートに,それぞれ,多周波及びパルス電磁波を入射し,測定された散乱データに着目してコンクリートの構造パラメータ(媒質定数,形状,寸法,位置)を可視化するアルゴリズムを導出した。損失性誘電体円柱及び内部に円柱状の散乱体が存在するコンクリートの構造パラメータの推定について数値的検討を行った結果,提案した可視化アルゴリズムは良好な再構成結果を与えることが明らかになった柱状及びスラブ状のコンクリートに,それぞれ,多周波及びパルス電磁波を入射し,測定された散乱データに着目してコンクリートの構造パラメータ(媒質定数,形状,寸法,位置)を可視化するアルゴリズムを導出した。損失性誘電体円柱及び内部に円柱状の散乱体が存在するコンクリートの構造パラメータの推定について数値的検討を行った結果,提案した可視化アルゴリズムは良好な再構成結果を与えることが明らかになった本年度の研究目的は,非線形最適化法に基づく電磁波逆散乱問題の精密な解法を与え,コンクリート構造物に電磁波を入射してその内部を可視化するアルゴリズムを導出することである。本年度の研究成果を以下に示す。1.コンクリートの周囲に送受信アンテナを配置した場合を想定し,入射波の周波数を変化して得られた多周波散乱データを用いて物体の構造パラメータ(媒質定数,形状,寸法,位置)を推定する電磁波逆散乱問題について考察した。周波数ホッピング法,共役勾配法,マルチグリッド法によって構成されたマルチグリッド最適化法を適用し,電磁波逆散乱問題の解析に必要な数学的定式化を行った。具体的には,電磁波逆散乱問題を散乱波の測定値と計算値との残差ノルムを最小化する非線形最適化問題に帰着させ,構造パラメータの推定を反復的に行う可視化アルゴリズムを導出した。2.均質及び不均質な誘電体円柱の比誘電率の推定について数値シミュレーションを行い,導出された可視化アルゴリズムの適用可能性について検証した。その結果,提案した可視化アルゴリズムは高精度な再構成結果を与え,その有用性が確認された。また,単一周波数及び多周波の入射波を用いた場合の可視化について数値的検討を行い,多周波散乱データを用いることによって比誘電率の大きい物体を精度良く可視化できることを明らかにした。3.マルチグリッド最適化法の適用効果を向上させるため,この手法を構成する周波数ホッピング法を改良した。具体的には,最小化の対象となる汎関数を定義する際に,過去に用いた低い周波数に対する散乱データを考慮した。均質誘電体円柱の比誘電率の推定について数値シミュレーションを行った結果,提案した手法は解の精度を向上させることが示された。周波数ホッピング法の改良については,平成20年度も引き続き検討を行う予定である。本年度の研究目的は,電磁波を用いたコンクリート構造物の非破壊検査を効率的に行うため,平成19年度に開発したマルチグリッド最適化法に基づく可視化アルゴリズムの改善を図ることである。1.コンクリート構造物の高精度な可視化を実現するため,マルチグリッド最適化法を構成する周波数ホッピング法を改良し,重み付き修正周波数ホッピング法を提案した。この手法は,より高い周波数に切り替えるたびに,過去に用いた低い周波数に対する散乱電界の残差ノルムに重みを付けて汎関数に付加する方法である。均質及び不均質な損失性誘電体円柱を例に取り,重み係数及び周波数の切り替え時期を変化して数値計算を行った。その結果,周波数の切り替え時期にかかわらず,重み係数を0.5とした場合に最も高精度な推定結果が得られることが示された。2.提案した可視化アルゴリズムの有用性について検証するため,線波源と観測点の個数及び使用周波数の組合せを変化した場合の損失性誘電体円柱の比誘電率の推定精度について数値シミュレーションを行った。その結果,散乱データに含まれるノイズの有無によらず,線波源と観測点の個数及び使用周波数の組合せが比誘電率の推定精度に影響を与えることが明らかになった。3.可視化に必要な計算時間を短縮して推定精度を向上させるため,マルチグリッド最適化法に新しい正則化法を適用した。この正則化法では,散乱体の比誘電率の推定の進行状況に応じて構造パラメータに関する正則化項が変化する。損失性誘電体円柱の比誘電率の推定について数値的検討を行った結果,正則化法の適用によって少ない反復回数で高精度な推定結果が得られることが示された。4.平成21年度は,マルチグリッド最適化法の更なる改良を図るとともに,時間領域における電磁波逆散乱問題の解析を行う予定である。本年度は,平成19,20年度に得られたマルチグリッド最適化法に基づく可視化アルゴリズムの推定精度の向上を図るとともに,新たにFDTD法を用いた可視化アルゴリズムの開発を行った。1.マルチグリッド最適化法に基づく可視化アルゴリズムの推定精度を向上させるため,散乱電界の測定値と計算値との残差ノルム及び正則化項の和として汎関数を定義した。散乱電界の残差ノルムは周波数ごとに重み付けして加え,その残差ノルムの値に応じて正則化項を動的に変化させる適応型正則化法を適用した。損失性誘電体円柱の複素比誘電率の推定について数値的検討を行った結果,適応型正則化法は通常の正則化法と比較して高速かつ高い精度で推定できることが示された。

2.パルス電磁波を用いてコンクリート内部を可視化する時間領域電磁波逆散乱問題の解析を行い,FBTS (Forward-Backward Time-Stepping)法に基づく可視化アルゴリズムを導出した。散乱電磁界の計算に際してはFDTD法を適用した。散乱電磁界の残差ノルムによって汎関数を定義し,これを最小化する非線形最適化問題に共役勾配法を適用した。得られた可視化アルゴリズムに着目し,均質なコンクリート内部にある円柱状の空洞及び誘電体の比誘電率及び導電率の推定について数値的検討を行った。その結果,比誘電率についてはいずれの場合も良好な再構成結果が得られた。一方,導電率の推定では,エッジ保存平滑化を適用することによって推定精度が向上することが明らかになった。3.平成1921年度に得られた研究成果を総合的に検討した結果,周波数領域におけるマルチグリッド最適化法と適応型正則化法を併用した手法及び時間領域におけるFBTS法とエッジ保存平滑化を適用した手法は,コンクリート内部の可視化に際して有用であることが分かった。
サブミリ波観測で探る爆発的星形成銀河及び大質量ブラックホールの形成環境

宇宙で最も明るい天体種族にサブミリ波銀河とクエーサーがある。サブミリ波銀河とは爆発的な星形成を行っている銀河であり、生まれた大質量星が周囲の星間ダストを暖め、ダストからの熱放射が卓越する結果サブミリ波で明るく観測される。他方、母銀河の中心にある大質量ブラッククホールへの物質の降着で起きる重力エエネルギーの解放により輝く活動銀河核の中で、最もブラックホールの質量が大きく明るいものがクエーサーである。両者は赤方偏移2-3(宇宙開闢から数えて約33億歳-23億歳)の宇宙に多く発見されており、サブミリ波銀河の中には活動銀河核を持つものがあることなどから、サブミリ波銀河の一部はその後クエーサーへ進化すると考えられている。サブミリ波銀河やクエーサーの極めて高い活動性を引き起こす原因とされるのが銀河の衝突・合体であり、形態学的特徴や理論予測から支持されている。従ってその時代の宇宙で銀河数密度が最も高い場所、原始銀河団がその形成環境として有力視される。また、サブミリ波銀河からクエーサーへ進化する途中の天体(原始クエーサー)を発見できれば一見違う性質を持つこの2つの銀河種族がどのように一つの進化系列でつながるのかを解明できると期待される。本研究を通して、原始銀河団の中心部で確かにサブミリ波銀河が多く形成されていること、その多くがクエーサーへの進化途中にある可能性が高いことが示された。本研究成果は爆発的星形成活動と宇宙大規模構造を直接的に結びつける成果であり、論文として出版されるとともに広くプレスリリースされた。27年度が最終年度であるため、記入しない。ミリ波、サブミリ波で選択的に観測されるサブミリ波銀河は宇宙で最も激しい星形成活動を示す大質量爆発的星形成銀河であり、他方クエーサーは中心に大質量ブラックホールへの質量降着で明るく輝く活動銀河核の最も活発な種族だと考えられている。宇宙の歴史は構造形成の歴史でもあり、質量密度揺らぎの進化は銀河、ブラックホールの形成条件や進化を形作る上で重要な要素に挙げられる。しかしながら、サブミリ波銀河の発現条件と大規模構造の関係を直接的に明示する観測的研究は存在していなかった。申請者はSSA22領域に注目した。SSA22は赤方偏移2以遠の既知の高密度領域の中で最も顕著な密度超過を示す領域であり、100Mpcスケールに渡って広がるフィラメント状のライマンα輝線銀河(LAE)の表面密度勾配が発見されている。まず、10mのミリ波サブミリ波望遠鏡ASTEに1mm帯の観測ができるAzTECカメラを搭載し、125個のサブミリ波銀河を大規模構造の方向に発見した。さらに125個のうち45個のAzTECカメラで検出された天体についてチリにあるサブミリ波干渉計ALMAを用いて高分解能観測を行った(筆頭提案者:申請者,Cycle1)。本研究によって、赤方偏移3の宇宙において、サブミリ波銀河の形成及びその内部での超大質量ブラックホールの成長には50Mpcスケールの大規模な密度環境の勾配が大きく関係していることが明らかになったと考えられる。今後、これらの成果を複数の出版論文にまとめていく予定である。本研究は申請者が属する研究グループのこれまでの成果を活かし、最先端の国際プロジェクトであるALMAを用いてその発展を企図したものである。これまでにこの研究の礎となるCycle1でのプロジェクト採択に加え、Cycle2においても筆頭提案者として追加のデータを既に取得することができており、観測時間の獲得及びデータの蓄積は順調に推移している。得られた科学的成果も非常に興味深く、特に活動銀河核の活動性と宇宙大規模構造の強い依存性は本研究によって初めて観測的に示されており、画期的なものである。今後は、最優先事項として既に得られているデータの論文出版に取り組む予定である。

10mの単一鏡での観測から12m望遠鏡30台の観測への発展で見えてきた貴重な成果であり、世界で初の高密度領域の大規模サーベイとして唯一性も非常に高い。ドイツでの長期滞在を通してこれらの解釈を徹底的に鍛え上げる。さらに、見えてきている面白い成果を活かして更なる観測時間の獲得にも取り組む。ALMAの次の募集であるCycle3への観測提案に加え、可視から電波に至る幅広い波長域でさらなる知見を得ることを目標とする。27年度が最終年度であるため、記入しない。
バタニック諸語の言語学的位置を明らかにするための基礎資料の収集

昭和60年度と62年度の2回にわたる現地調査の結果得られたバタニック諸語および周辺言語の言語資料を表にしてまとめればほぼ次の通りである。ただし以下の表で「土田語彙調査表」とあるのは土田がバタニック諸語調査のため必要と考え作成した約3,000項目からなる語彙調査表、「Constantino語彙調査表」はそのうちの特に基礎的と考えられる200語につきコンスタンティーノ教授が作成した例文付き調査表、「Constantino文法調査表」はコンスタンティーノ教授作成に関わる約200の文法項目を調査するための約680例文つき調査表である。調査表語彙調査表文法調査表Thao語土田1987○××若干Rukai語土田1985○××若干Yami語Imorod方言土田1985/87 ○○○若干Iraralay方言森口1985○××若干Iranomilek方言森口1987 ×○○若干Itbayat語山田1985/87 ○○○○Ivatan語Ivasay方言コンスタンティノ1987 ×○○○・・・・・・・・山田1985○×××Isamurong方言森口1985/87○○○若干Babuyan語森口1985/87○○○若干Ibanag語コンスタンティノ1987 ×○○○Ilokano語コンスタンティノ1987 ×○○○昭和60年度の調査で得られた「土田語彙調査表」の語彙のうち比較言語学的に重要と思われる350語彙項目および30文法項目を選び、昭和61年度科学研究費補助金を受け、昭和62年3月出版した。今年度は昭和62年度調査によって得られた文法事項を、4つのバタニック諸語(そのうちヤミ語とイバタン語はそれぞれ2つの方言を含む)と2つの北部ルソンの言語につき、整理し出版する。これらの言語資料は今後比較研究を行なうさいの基礎資料となるものである。特にこれまで調査・発表資料のなかったバブヤン語の資料は非常に貴重なものである。バブヤン語はこの地域における共通語であるイロカノ語の影響を大きく受け、他のバタニック諸語とは少しく異なる様相を呈する。ある一つの言語の文法のどの点がどのように隣接言語の影響を受けて変化するのかを探る絶好の資料となるだろう。
ゲノム編集RNA技術を用いた遺伝性難病治療を実現する非ウイルスベクターの開発

ゲノム編集技術は遺伝性疾患の根治療法を実現可能な次世代治療システムである。本研究では、肝臓の遺伝子疾患であるFAPに対するゲノム編集用CRISPR Cas9 mRNAおよびガイドRNAならびに申請者が開発した肝実質細胞特異的核酸キャリア(Lac-PaC)との3元複合体を用いて、FAPに対する新規治療システムの開発を目指す。方法として、CRISPR mRNA/ガイドRNA/Lac-PaCとの3元複合体を調製し、その有効性・安全性をin vitroおよびin vivoにて評価する。本研究が成功した暁には究極のFAP治療薬の誕生につながるだけなく、様々な肝臓の遺伝性疾患への応用が期待される。
水素マイクロプリント法による金属材料の衝撃変形特性に対する水素脆化感受性評価

水素マイクロプリント法を用いて,環境から金属材料中に取り込まれる水素が材料の衝撃変形特性に及ぼす影響を調査した。その結果,環境から水素を取り込んだアルミニウム合金においては,7075合金で顕著な延性低下を生じることを示した。また衝撃変形における水素脆化感受性においては6061合金よりも7075合金において顕著であることも明らかにした。水素脆化感受性の高い合金では,塑性変形の開始時や破断時に水素放出が顕著となることを明らかにした。H20年度は,水素貯蔵容器のライナー材の候補とされている6061-T6,7075-T6アルミニウム合金の内在水素が衝撃引張特性に及ぼす影響を調査した。いずれの合金とも高湿度環境(RH90%)において塑性ひずみを与えることで予め材料中へ水素を導入した。環境から水素を導入した際の内在水素量を昇温脱離法で分析した結果,6061-T6合金と7075-T6合金間で,顕著な水素導入量の差異は認められなかった。衝撃引張試験は,当研究室で独自に設計したスプリットホプキンソン棒衝撃引張試験装置で行った(ひずみ速度5×10^2s^<-1>)。衝撃試験の結果,6061-T6合金に外部から水素を侵入させても衝撃引張特性に大きな変化は見られなかったが,7075-T6合金においては,外部からの水素の侵入によって,大幅な延性の低下が生じていることを明らかにした。また水素マイクロプリント(HMT)法を適用し,衝撃引張変形時の水素放出挙動の可視化を実施した。その結果,いずれの合金とも破断部近傍において表面に分布する晶出物と母相との界面部に水素は集積しており,6061-T6合金においてはAIFeSi相,7075-T6合金においてはAl_7Cu_2Fe相の周辺に集積していることが明らかになった。また超高真空環境で引張試験を行いながら連続的に水素イオン電流の計測を実施した結果,6061-T6合金と7075-T6合金では,変形・破壊時の水素放出量に顕著な違いが見られることが明らかになった。つまり,破断時の水素放出量は7075-T6が顕著であり,衝撃引張試験で認められた水素脆化の傾向と対応していることから,材料中での水素トラップ状態(晶出相)の違いが,合金間の水素脆化感受性の違いに強く影響しているものと考えられた。H21年度は,前年度に引き続いて,水素貯蔵容器のライナー材の候補とされている6061-T6,7075-T6アルミニウム合金を中心として,引張変形時のひずみ速度が機械的特性および水素放出に及ぼす影響を調査した。試験前に環境水素の導入を行うために,高湿度環境(RH90%)において塑性ひずみを与えた。引張試験は質量分析計つき超高真空材料試験装置を用いて行った。(ひずみ速度:10^<-3>=10^<-2>s^<-1>)引張試験の結果,6061-T6合金,7075-T6合金いずれもあるひずみ速度において,引張変形時の水素放出が最大となることが判った。水素脆化感受性の高い7075-T6合金の場合,ひずみ速度が2.5×10^<-2>s^<-1>以下では,塑性変形開始時に顕著な水素放出がみられることや,7075-T6合金は,6061-T6合金よりも変形時の水素放出が顕著となることを見出した。また水素マイクロプリント(HMT)法を適用し,引張変形時の水素放出挙動の可視化を実施した。その結果,いずれの合金ともひずみ速度によらず,表面に分布する晶出物と母相との界面部に水素は集積しており,6061-T6合金においてはAlFeSi相,7075-T6合金においてはAl_7Cu_2Fe相の周辺に集積していることが明らかになった。このことから材料内部での変形中の水素トラップ状態(晶出相)の違いが,合金間の水素脆化感受性の違いに強く影響しているものと考えられた。引張変形時の水素吸蔵,放出については炭素鋼を用いた実験についても実施した。H22年度は,前年度までに引き続いて,水素貯蔵容器のライナー材の候補とされている6061-T6, 7075-T6アルミニウム合金と比較のための炭素鋼を対象として,引張変形や疲労変形時のひずみ速度が水素放出に及ぼす影響を調査した。アルミニウム合金では,試験前に環境水素の導入を行うために,高湿度環境(RH90%)において塑性ひずみを与えた。鋼では電解水素チャージ法による水素導入を行った。引張試験の結果,6061-T6合金,7075-T6

合金いずれも疲労変形(最大応力:1.05σy,周波数1Hz,応力比0.1)の第一サイクル段階において,水素放出が最大となることが判った。水素脆化感受性の高い7075-T6合金の場合,塑性変形開始時に6061-T6合金と比べて顕著な水素放出がみられることや,引張破断時の同じく,7075-T6合金は,6061-T6合金よりも疲労破断時の水素放出が顕著となることを見出した。炭素鋼においても塑性変形の開始時に大きな水素放出が見られ,材料強度に依存した破断時の水素放出の変化も観察された。また水素マイクロプリント(HMT)法を適用した結果,いずれの合金ともひずみ速度によらず,表面に分布する晶出物や介在物と母相との界面部に水素は集積しており,6061-T6合金においてはAlFeSi相,7075-T6合金においてはAl_7Cu_2Fe相の周辺,炭素鋼においてはAl_2O_3相の周辺に集積していることが明らかになった。このことから材料内部での変形中の水素トラップ状態(晶出相,介在物)の違いが,合金間の水素脆化感受性の違いに強く影響しているものと結論づけられた。
核酸の蛍光誘導化反応による超効率的遺伝子シグナル増幅法の開発

ヌクレオシドの塩基部にクロスリンク試薬の構造を取り入れたヌクレオシドホスホロアミダイト体を得ることに成功した。さらに、DNA自動合成機によりオリゴヌクレオチドを合成した。一方で、5-ホルミルウリジンもオリゴヌクレオチド中へと導入し、これらのオリゴヌクレオチドについて、テンプレート上での反応を検討した。コンピュータモデリングにより適切な配置を取るようにデザインをし、さらなる反応の検討を行っている本研究では最終的に疾病の診断やテーラーメイド医療への応用を目指して、生体内の微量RNAを配列特異的に検出・定量し、細胞内外からの刺激に応じた小分子RNA(microRNA)の細胞内挙動を明らかにすることを目的としている。昨年度はヘテロ環をもつ誘導体の合成、共役系を延長した誘導体の合成、さらにはこれらの試薬をヌクレオシドの水酸基に直接導入する方法について検討を行った。また、ヌクレオシドの塩基部に試薬の構造を取り入れる検討についても同様に行った。その中で、試薬の構造を塩基部とする合成に成功していた。今年度はさらにこのものの誘導化を進め、ヨード化、チオールカップリング反応、ニトロ基の還元、保護基の脱着を経て、望みとするヌクレオシドホスホロアミダイト体を得ることに成功した。オリゴヌクレオチドの脱保護等について検討を行った結果、効率的に脱保護ができないことが明らかとなった。種々検討を重ねた結果、保護基についてはジルフィド結合型のものを用いることで解決可能であった。一方で、5ーホルミルウリジンもオリゴヌクレオチド中へと導入し、これらのオリゴヌクレオチドについて、テンプレート上での反応を検討した。しかし、予期に反して効率的な反応は進行しなかった。この理由については以下の様に考察している。試薬部アミノ基、チオール基と5ーホルミルウリジン部ホルミル基はテンプレート上で二本鎖の構造上重なり合うように近接する必要がある。当初の配列デザインでは両反応基は適切な相対配置にないと考えられた。そこで、コンピュータモデリングにより適切な配置を取るようにデザインをし直し、新たな配列にて反応の検討を行っているところである。デザインの結果より、試薬部を3'ー末端側に結合し、5ーホルミルウリジン部を5'ー末端側に結合することが重要であることが示唆された。平成23年度は5ーホルミルウリジンと特異的に反応する、新規ヌクレオシド誘導体のデザインと合成を行った。まず、ヘテロ環骨格を持つ誘導体として、ピリジン骨格を有するアミノチオフェノール試薬の合成を試みたが、これまでのところ目的とする試薬が得られていない。合成過程の化合物の安定性に問題があると考えられるので、異なる合成法での試薬合成を検討しているところである。また、新規合成法はその他のヘテロ環、環拡張誘導体にも対応可能なものを検討中である。同時に蛍光波長の長波長化を狙い、共役系の延長について検討した。共通前駆体を合成し、種々のカップリング反応による共役延長型試薬の合成を現在試みている。また、種々の試薬合成前、あるいは後にこれをヌクレオシドへと導入する必要があるが、その結合部位として、ヌクレオシドの水酸基だけでなく塩基部そのものを試薬の構造にすることについて検討した。塩基部に導入することにより、本研究の独創的部分である、核酸二重鎖構造の不安定化が起こりやすくなる可能性があると考えられる。ヘック反応を用いたグリコシド結合形成を検討した結果、望みとするC-ヌクレオシドをβ-選択的に得ることができた。現在チオールの導入を検討中である。一方でオリゴヌクレオチド中の5ーホルミルウリジンに対する反応性を評価するために、化学的に5ーホルミルウリジンをオリゴヌクレオチド中に導入するためのユニットの合成を行った。ヌクレオシドでの評価を行った後、オリゴヌクレオチドを合成し、その評価に入る予定である。平成23年度は主に化学合成による5ーホルミルウリジンと特異的に反応する、新規ヌクレオシド誘導体のデザインと合成を行った。本来ならば、ヌクレオシドでの評価をもう少し行いたいと計画していたが、当初の想定よりも新規ヌクレオシド誘導体の合成に時間がかかってしまい、やや計画よりも遅れていると評価している。その理由として第一に想定していた化合物の安定性・反応性に問題があるためと考えられる。安定性の問題はヘテロ環を含む誘導体に見られた。現在は合成ルートを変更し、種々のヘテロ環に応用可能な合成法を検討している。また、ピリジンやピリミジンなどのヘテロ環ではその電子不足の性質のため、試薬合成後に5ーホルミルウリジンとの反応性が低下することが懸念される。

そこで、同時に共役系を延長した誘導体の合成に着手したが、チオール基を導入した後での共役部分のカップリング反応が進行しなかった。現在、他の合成法での共役系延長型誘導体の合成を検討中である。第二にヌクレオシドへの導入の難しさが挙げられる。ヌクレオシドの水酸基への直接的なアリール基の導入はこれまでのところ、ほとんど行われていない。そのため、上記の試薬合成と同時に進行するのが困難であると考え、塩基部への導入を新たに考案し、検討中である。平成24年度はまず、早急に数種類の試薬合成と5ーホルミルウリジンとの反応、評価を行う。また、塩基部への導入が達成できそうなので、まずは塩基部へ試薬部位を導入したヌクレオシドをDNA合成機によりオリゴヌクレオチドプローブに結合させ、合成したオリゴヌクレオチドでの評価を検討する。その後、オリゴヌクレオチドでの反応性を評価して、最適化条件の検討を行う予定である。同時に化学合成による新規試薬の合成法確立も行い、他のオリゴヌクレオチドプローブの評価についても順次行って行く予定である。また、当初の計画通り反応後連結したオリゴヌクレオチドプローブを精製し、ターゲットとなるRNAとの50%二本鎖融解温度(Tm値)を測定し、その不安定化効果について見積もる。また、同時にミスマッチ塩基対を含むRNAとも比較することで一塩基ミスマッチを見分けるか否かも検討する。さらに最適なものについて触媒回転効率を検討する。最終的には生細胞を用いてその特異的なRNA検出を蛍光顕微鏡を用いて試みる。細胞内へのプローブ導入は広く用いられているトランスフェクション試薬を用いることで、プローブの汎用性を確認する。まずは、細胞内に恒常的に発現しており、生成量の多い、rRNAに対する有効性を評価し、続いてmRNAを標的とする。この際にもプローブの配列や長さについて検討が必要であると考えられる。最終的には細胞内の微量microRNAの検出を行い、その細胞内挙動について明らかにしたい。平成23年度の残金分552302円については平成23年度に実施した新規ヌクレオシド誘導体の合成のための物品費の支払いに使用する。
全寄生植物キヨスミウツボにおける宿主および繁殖特性の分化過程の解明

寄生植物は,他の植物に寄生し,生活に必要な栄養分を吸収する性質をもつ植物である.様々な系統群・バイオームに出現することから,進化的に大きな成功をおさめている生活史特性といえるが,その種分化の歴史に関する知見は未だ不足している.本研究では,種内に倍数性,繁殖様式や宿主選好性などの生態的特性が異なる複数の系統が存在することが示唆されている全寄生植物キヨスミウツボを対象として網羅的な系統地理解析および生態的特性の調査を行い,種内系統の進化の過程を明らかにすることを目的とした.全寄生植物の系統地理研究の事例自体が少なく,まして種内での遺伝構造の発達に生育環境や宿主の違いに加えて倍数化イベントが絡んでいると推測されるケースについての知見は世界的にも珍しい.したがって,本研究で得られる知見は,植物における寄生性の進化の歴史の解明に寄与すると考えられる.本年度は,北海道から鹿児島までの広い範囲からキヨスミウツボの採取を行い,証拠標本シュートを対象に,種子繁殖特性に関連する形質の測定・記録を行い,フローサイトメーターを用いた核内DNA量の測定によりどの系統に属すかを判定した.その結果, 2倍体と4倍体のみならず,両者の中間的な性質をもつ3倍体の系統が不稔にも関わらず,全国的に広く分布することが明らかになった.これらのサンプルについて, RAD-seq分析もしくはMIG-seq分析などのゲノムワイドで核ゲノム上の単塩基多型情報を収集することにより,キヨスミウツボの倍数性や生態的特性の異なる系統間および系統内の遺伝構造がどのようになっているのか,種内系統の生態的特性の差異がいつ,どのように発生してきたのかについて明らかにすることができると考えられる.寄生植物は,他の植物に寄生し,生活に必要な栄養分を吸収する性質をもつ植物である.様々な系統群・バイオームに出現することから,進化的に大きな成功をおさめている生活史特性といえるが,その種分化の歴史に関する知見は未だ不足している.本研究では,種内に倍数性,繁殖様式や宿主選好性などの生態的特性が異なる複数の系統が存在することが示唆されている全寄生植物キヨスミウツボを対象として網羅的な系統地理解析および生態的特性の調査を行い,種内系統の進化の過程を明らかにすることを目的とした.全寄生植物の系統地理研究の事例自体が少なく,まして種内での遺伝構造の発達に生育環境や宿主の違いに加えて倍数化イベントが絡んでいると推測されるケースについての知見は世界的にも珍しい.したがって,本研究で得られる知見は,植物における寄生性の進化の歴史の解明に寄与すると考えられる.本年度は,北海道から鹿児島までの広い範囲からキヨスミウツボの採取を行い,証拠標本シュートを対象に,種子繁殖特性に関連する形質の測定・記録を行い,フローサイトメーターを用いた核内DNA量の測定によりどの系統に属すかを判定した.その結果, 2倍体と4倍体のみならず,両者の中間的な性質をもつ3倍体の系統が不稔にも関わらず,全国的に広く分布することが明らかになった.これらのサンプルについて, RAD-seq分析もしくはMIG-seq分析などのゲノムワイドで核ゲノム上の単塩基多型情報を収集することにより,キヨスミウツボの倍数性や生態的特性の異なる系統間および系統内の遺伝構造がどのようになっているのか,種内系統の生態的特性の差異がいつ,どのように発生してきたのかについて明らかにすることができると考えられる.
特許権侵害訴訟の結果が当事者のイノベーションに与える影響に関する実証研究

平成28年度に行ったデータの収集と分析に加え、平成28年度に福岡で開催された国際学会The 7th Asia-Pacific Innovation Conferenceでの情報収集結果、平成28年度に中国で開催された国際学会The 8th International Symposium on Management of Technologyで多くの経済学者や経営学者から受けた有益なコメント、平成28年度に一般社団法人日本知財学会が主催する日本知財学会エグゼクティブ知的財産時事懇談会で実務家の観点からのフィードバック等を踏まえ、分析モデルを改良し、理論的な観点から体系化を図った。結論を要約すると、特許訴訟は原告とした中小企業の特許出願行動に悪影響がある一方で、学習効果が生じるということは明らかとなった。具体的にいえば、特許訴訟後2年目から3年目まで、原告とした中小企業の特許出願数が減る傾向は見られた。ハイコスト特許訴訟後、この影響はより著しく、継続期間も長いことがわかった。一方で、特許訴訟後、原告とした中小企業が出願した特許の質が増える傾向が見られた。本研究成果は、特許訴訟は原告とした中小企業への間接的な影響を明らかとし、特許権者とした中小企業の特許訴訟リスクマネジメントに役に立つ。また、本研究成果は原告とした中小企業が特許訴訟による悪影響を受けやすいということを明らかし、政策策定者は中小企業が特許権利を行使するための良い政策環境を策定する必要があると示唆した。本研究成果はInternational Review of Law and economicsという学術雑誌に投稿し、査読後、掲載した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では、まず、研究に必要なデータセットを構築し、当該データを用いて実証的な分析を行った。具体的に、データセットの構築は具体的には以下の手順をとった。はじめに、最高裁判所が提供した知的財産裁判例集から2000年から2008年までの間に判決された特許訴訟判決文を収集した。次に、その判決文の詳細に基づき、121社の国内中小企業が関わる142件の特許訴訟案件を分析対象として得た。その上で、抽出された121社が2000年から2009年まで各年出願した特許の情報を特許データベース『PatentSQUARE』から抽出し、Excel VBA言語で書いたプログラムで分析に必要な変数を計算した。以上のデータセットをもとに、特許訴訟の結果が中小企業のイノベーションパフォーマンスに与える影響を分析した。具体的には、分析対象とした各企業から各年に出願されその後登録された特許の件数とそれらの特許の最大被引用回数を被説明変数として、特許訴訟の判決後の一年目から五年目までのタイムラグが及ぼす影響を回帰推計により推定した。その結果、研究開発活動と特許出願活動に影響を与えていることが確認できた。特許訴訟の当事者の特許出願数と出願した特許の被引用回数を分析しようとしたが;、これただけては、説明力が足りないと想定されるため、研究手法を見直して、より詳細なデータを抽出する事とした。そのため、3か月の遅延が生じた。平成29年5月までにデータ収集する。平成29年6月に収集したデータをまとめ、特許のクレーム数や特許クレームの文字数等の変数を計算する。平成29年度7月から特許訴訟の結果または特許訴訟自身が当事者の出願特許のクレーム数やクレームの文字数等に与える影響について分析を行う。
ニヴフ語の総合的語彙調査と画像音声資料の作成

本年度、研究協力者である丹菊逸治(千葉大学社会文化科学研究科)、北原次郎太(同)、田村将人(同)は、平成14年9月9日から9月19日にかけて、ロシア共和国サハリン州において現地調査を行った。まずユジノサハリンスク市のサハリン州郷土博物館において、同博物館所蔵のニヴフ語関係資料の調査を行った。またノグリキ市に赴き、これまで収録したニヴフ語資料の不明部分の再調査を行った。また、平成15年1月27日から31日にかけて、研究代表者の中川裕、研究協力者の丹菊逸治、同じく研究協力者のチューネル・タクサミによって、網走市の道立北方博物館において、故服部健氏のニヴフ語に関するフィールドノート類、および録音資料の調査を行った。また、本年度はこれまでの調査資料を整理し、以下のような報告書を成果として刊行した。☆白石英才、ガリーナ・ローク編、中川裕序文『ニヴフ語音声資料1-V.アキリャーク=イヴァノーヴナの民話-』(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-15:CD付)☆マリア・ニコラーエヴナ・プフタ著、ガリーナ・ローク、金子亨編『ロシア語-ニヴフ語会話帳及びニヴフ語-ロシア語会話帳』(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-17)論文としては次の1点を公刊した。☆丹菊逸治「ニヴフ語の魚名と漁労語彙(1)」津曲敏郎編『環北太平洋の言語』8号(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-12)また、次の二つの報告書も刊行予定である。☆白石英才、ガリーナ・ローク編、中川裕序文『ニヴフ語音声資料2-アムール方言の民話と歌謡-』(CD付)☆丹菊逸治著、中川裕、チューネル・タクサミ監修『ニヴフ語サハリン方言基礎語彙集』(CD付)本年度は、2000年8月21日から9月7日にかけて、研究代表者である中川、および研究協力者であるチューネル・M・タクサミ(ペテルブルグ人類学民族学博物館)、ガリーナ・D・ロク(ノグリキ郷土博物館)、ティエールド・デ・グラーフ(グローニンゲン大学)、丹菊逸治(千葉大学文学研究科)、白石英才(ユジノサハリンスク郷土博物館)の六名で、サハリンでの現地調査を行った。一行は二班に分かれ、中川・タクサミ・丹菊の三名はサハリン東海岸のノグリキ市を拠点にニヴフ語サハリン東方言の語彙調査を行い、グラーフ・ロク・白石の三名は、西海岸ネクラソフカ村を中心にアムール方言の音声学的調査を行った。中川班はデジタルビデオカメラで画像収録をも行いながら、おもに基本動詞の意味記述と、魚類を中心とした動物名の名称体系の記述に重点をおいて調査した。またヴェンスコエ村においては、ニヴフの伝統料理の調理法を撮影しながら、調理動詞についての調査を行うことに成功した。一方、グラーフ班はニヴフ語の一大特徴とされている子音交替の現象を中心に、DATによる収録を行いながら音声の記述を行った。この調査によって得られた映像・音声資料は、単なる言語学的分析の資料とするにとどまらず、現地のニヴフ人子弟のニヴフ語学習に資するべく、パソコン上で加工を行い、教材として使用できる形に整理を行っている最中である。ニヴフ語は近年のソ連・ロシアの経済状況を反映して、ロシア側によって記録されている映像・音声資料はごく限られたものしか存在しない。それがこれまでニヴフ語学習のネックになっていたが、本年度調査の成果は、本特定領域研究の大きな目的である消滅危機言語の維持・復興に、大きく寄与するものになると考えられる。本年度、研究分担者である金子亨および研究協力者である丹菊逸治(千葉大学文学研究科)は、2001年7月27日から8月13日にかけてロシア共和国サハリン州において現地調査を行った。金子はおもにノグリキ市でM.プフタ氏著『ニヴフ語・ロシア語会話及び日常語彙』の記載項目について、ガリーナ・ローク氏から聞き取り調査、丹菊は同じくノグリキ市で、ニーナ・ニトゥクク、N・Ya・タンジナ氏から、ニヴフ語東サハリン方言の語彙調査および、前年度までに採録した口承文芸のテキストに関する聞き直し調査を行った。また、両者はチルウンヴド市で伝統行事であるマス祭に参加、その映像資料を収録し、さらにポロナイスク市で、現地の言語使用状況に関する調査を行った。また、金子、丹菊および研究協力者の白石英才(フローニンゲン大学助手)の3名は、10月9日-11日にユジノ・サハリンスクで開かれたシュテルンベルグ生誕140年記念研究会にも出席、本研究プロジェクトの経過および成果について金子が、ニヴフ語の音韻分析について白石が発表を行い、また丹菊が音声資料をパソコンによって映像化したニヴフ語学習用の教材をデモンストレーションして、それぞれ好評を博した。また、中川はこれまでに収録した映像・音声資料を編集し、一般的なブラウザを用いて利用できるニヴフ語学習用のソフト作成を進め、現在試験的なものを完成している。これに関しては次年度の千葉大学バーチャルユニバーシティ用の教材としても試用する予定である。

まずユジノサハリンスク市のサハリン州郷土博物館において、同博物館所蔵のニヴフ語関係資料の調査を行った。またノグリキ市に赴き、これまで収録したニヴフ語資料の不明部分の再調査を行った。また、平成15年1月27日から31日にかけて、研究代表者の中川裕、研究協力者の丹菊逸治、同じく研究協力者のチューネル・タクサミによって、網走市の道立北方博物館において、故服部健氏のニヴフ語に関するフィールドノート類、および録音資料の調査を行った。また、本年度はこれまでの調査資料を整理し、以下のような報告書を成果として刊行した。☆白石英才、ガリーナ・ローク編、中川裕序文『ニヴフ語音声資料1-V.アキリャーク=イヴァノーヴナの民話-』(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-15:CD付)☆マリア・ニコラーエヴナ・プフタ著、ガリーナ・ローク、金子亨編『ロシア語-ニヴフ語会話帳及びニヴフ語-ロシア語会話帳』(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-17)論文としては次の1点を公刊した。☆丹菊逸治「ニヴフ語の魚名と漁労語彙(1)」津曲敏郎編『環北太平洋の言語』8号(「環太平洋の言語」報告集2002 A2-12)また、次の二つの報告書も刊行予定である。☆白石英才、ガリーナ・ローク編、中川裕序文『ニヴフ語音声資料2-アムール方言の民話と歌謡-』(CD付)☆丹菊逸治著、中川裕、チューネル・タクサミ監修『ニヴフ語サハリン方言基礎語彙集』(CD付)
太陽電池用シリコンの方向性凝固による高純度化と凝固残留応力の制御

鋳造法を用いて作製されるシリコンインゴットの品質は製造後に材料中に存在する残留応力に大きく影響されてい知られている。しかし、残留応力を正しく測定し、その結果を評価する方法は十分に確立されているとはいえない。本研究では、残留応力の測定や発生状況と鋳造プロセスの関連性を詳細に国際共同により調べることを目的とし大学生産技術研究所に設けられている装置を用いてシリコンを連続鋳造した。鋳造条件を変えて試料を作成し、このインゴットを、カナダ国チョークリバー国立原子力研究所において、中性子回折実験を行い、内部ひずみの実測連続鋳造で得られるシリコンの結晶粒径が非常に大きいため従来の測定手法ではひずみ量の測定が困難であった料を測定中回転しながら等方性を持たせて測定する新たな手法をカナダ側で開発して適用した。東京大学では、モデルと伝熱解析から連続鋳造後のシリコンの残留応力を推定するモデルを作成し、実際のプロセス条件を境界析を行なった。この結果と上記実験結果を比較検討した。さらに、現在計算時間の短縮化と汎用計算手法の確立とから、モデルについては解析解を近似的に得るための工夫を行っている。これが可能になれば計算時間が飛躍的将来的には、製造時のオンラインプロセスモニタリングにも適用できる可能性を秘めている。大型電子ビーム溶解装実験を行った。小型電子ビーム溶解炉実験のスケールアップにとどまらず、2台の電子ビームと大型水冷銅製ハーシリコン精製実験を行った。実験の結果、30kg級大型シリコンインゴットを得ることに成功した。小型電子ビーム溶解装置を用いたシリコンの精製実験では、ドーパントとしてアンチモンを含んだスクラップシリコンの精製に関する実験を行った。抵抗率の測定と化学分析を行った結果、初期アンチモン濃度は、70ppm、抵抗率は0.01Ωcm程度であった。約30gのシリコンを電子ビームの出力2KW-5KWで所定時間溶解した後中心部を切り出し分析した。いずれの出力でも150秒以内にアンチモン濃度は1ppm以下になり、抵抗率は1Ωcm以上の値を示した。この値は、太陽電池用シリコンの抵抗率としては許容範囲内にある。また、溶解実験中の蒸発速度から、Herz-Kundsenの式を用いて表面温度の推算、およびシリコン中のアンチモン活量の推算を行なった。その結果、この実験条件において表面温度は2kwで1920°C、5kwで1990°Cであった。また、活量係数は0.004-0.007程度の値であった。2000年3月22日から3月27日モントリオール工科大学のペルトン教授を招聘し、熱力学的な検討を行った。小型装置での連続鋳造を行い、鋳造中の温度測定を試みた。ボトム(スタート材料)部の改良を行い、黒鉛ボトム内2ヶ所の温度および水冷銅ボトムサポーター部の温度を測定した。モデル化、伝熱解析、応力解析については、1999年12月11日から19日の間、池田貴がブリティッシュコロンビア大学へ行き、モデル化と伝熱解析について検討した。この時点では、連続鋳造前の予備実験データと計算結果との比較検討を行い、電子ビームの入力とボトム部の境界条件を決定した。2000年1月12日から1月19日は、ブリティッシュコロンビア大学のスティーブ・コッククロフト、ダーン・メイヤーを東京大学生産技術研究所へ招聘した。ここでは、上に述べた予備的な比較から得られた境界条件等を元に連続鋳造実験で得られた測定温度結果と数値計算結果との比較検討を行った。改善の余地はあるが伝熱解析のモデルの妥当性を確認し、計算結果と測定結果とは比較的よい一致を示した。金属シリコンまたはスクラップシリコンを原料とし、直接太陽電池シリコン基板を製造するプロセス技術を確立することを目的とし、小型電子ビーム溶解装置(最大8kW)を用いて、ボタン溶解による金属シリコンの気化精製実験を行いCa,Al,P,Cなどの不純物を除去する技術を確立してきたが、Fe,Tiなどの遷移金属不純物は気化精製することはできなかった。

そこで、本研究では真空中で連続鋳造を行い、真空蒸発による精製と凝固時の偏析を利用する精製を同時に実現する方法を採用し、その実験、解析を行なった。具体的には、小型電子ビーム溶解装置を用いたシリコンの精製を試み、ドーパントとして高濃度のアンチモンを含んだスクラップシリコンの精製に関する実験を行なった。不純物を含んだシリコン試料を電子ビームの出力2kW-5kWで所定時間溶解した後中心部を切り出し分析した。評価は、化学分析と抵抗率測定によって行なった。また、大型電子ビーム溶解装置による精製実験も行ない、スクラップシリコンが本プロセスにより再生できることがわかった。また、小型装置での連続鋳造を行い、鋳造中の温度測定を試み、さらに水冷銅鋳型からの銅の混入についても再検討を行ったが、再現性の良い結果は得られなかった。今後は、モデル化、伝熱解析、応力解析および残留熱応力の解析を行う予定である。鋳造法を用いて作製されるシリコンインゴットの品質は製造後に材料中に存在する残留応力に大きく影響されていることが知られている。しかし、残留応力を正しく測定し、その結果を評価する方法は十分に確立されているとはいえない。本研究では、残留応力の測定や発生状況と鋳造プロセスの関連性を詳細に国際共同により調べることを目的とした。東京大学生産技術研究所に設けられている装置を用いてシリコンを連続鋳造した。鋳造条件を変えて試料を作成し、このシリコンのインゴットを、カナダ国チョークリバー国立原子力研究所において、中性子回折実験を行い、内部ひずみの実測を行った。連続鋳造で得られるシリコンの結晶粒径が非常に大きいため従来の測定手法ではひずみ量の測定が困難であったので、試料を測定中回転しながら等方性を持たせて測定する新たな手法をカナダ側で開発して適用した。東京大学では、凝固熱モデルと伝熱解析から連続鋳造後のシリコンの残留応力を推定するモデルを作成し、実際のプロセス条件を境界条件とし解析を行なった。この結果と上記実験結果を比較検討した。さらに、現在計算時間の短縮化と汎用計算手法の確立という観点から、モデルについては解析解を近似的に得るための工夫を行っている。これが可能になれば計算時間が飛躍的に短縮され、将来的には、製造時のオンラインプロセスモニタリングにも適用できる可能性を秘めている。従って、本研究をさらに発展させオンライン高速プロセス制御を行なうことが次の課題であるといえる。
初期航空工学の発達における科学者と技術者の協力関係に関する比較史的研究

今年度は主として、第一次大戦前後における欧米の航空工学の発達におけるグラフなど視覚的表現の果たした意義の分析と、日本の航空工学史の一次史料の基礎調査を遂行した。1.第一次大戦前後の航空工学者たちは、図やグラフを非常に多用している。特にグラフは、風洞実験データなどの表示だけでなく、複雑な空気力学や構造力学の計算法としても利用された。このようなグラフの利用のされ方を、イギリス・フランス・アメリカの航空技術者の間で比較しながら調査分析した。いずれの国においても、飛行機の設計製作をする技術者にとっては、グラフは数量データを表現・処理するための言語のようなものになっていること、科学者・応用数学者の出した理論的分析結果を彼らに利用してもらうには、グラフの言葉で表現し直さなければならなかったこと、がさまざまな事例から明らかになった。例えばイギリスの応用数学者は飛行機の安定性に関して高次方程式を導出したが、この力学理論を現場の技術者にも利用してもらうために、4次方程式のグラフ的解法が工夫され活用された。また数量データの表現や処理ばかりでなく、基本的な物理概念の理解に対しても、模式図などの視覚的表現を使用した説明様式が必要とされた。例えばドイツで発達した空気力学理論の基本的概念を理解するために、イギリス人科学者・技術者はそのような視覚的表現を必要とした。2.最初期から終戦に至るまでの日本の航空工学の歴史を研究するための予備作業として、公文書館、防衛研究所戦史資料室、運輸省船舶技術研究所図書室など東京周辺に所蔵されている一次史料を調査した。今後はこの史料をもとにして、日本における航空工学の発達と関連技術分野との影響関係を研究することが、課題である。