hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チャープ搬送波を用いるCDMA通信システム

DS-CDMAにおける多元接続性の改善については種々の方式が提案されているが,本研究では,搬送波に周波数掃引信号であるチャープ波を用いるシステムを提案している.提案システムの特徴は,受信側で複雑な符号同期システムを必要としない点,さらにチャープ搬送波によってCDMAでは重要な相関特性が改善される点が挙げられる.システム構成の特徴としては,送信側で分散性チャープフィルタを用意し,受信側では圧縮性チャープフィルタを用意するが,このインパルス応答に予め拡散符号を乗算しおく点にある.送信過程では情報信号を正負のインパルスに整形し,分散性チャープフィルタに入力することで本方式の送信波が得られる.また受信過程では受信信号を圧縮性チャープフィルタに通すことでパルス圧縮処理と符号同期が同時に行われ,最後に通常の復調処理を行うとで元の情報信号が得られる.CDMAの多元接続性の評価には相関特性の解析が重要であり,本システムの評価も相関特性をコンピュータシミュレーションで行っている.一般にCDMAの多元接続性は,同時に用いられるPN系列の自己相関および相互相関特性によって決定される.しかしながら相関特性の良いPN系列は数が限られるため,多元接続性を優先する場合は特性の悪いPN系列も使うことになる.通常のDS-CDMAでは搬送波が相関特性に影響することはない.しかしチャープ搬送波を用いる本システムでは,各チップに異なる周波数の搬送波が乗算されるため,相関特性はチャープ報送波のパラメータによって良くも悪くも変化する.本報告は相関特性とチャープ搬送波のパラメータの関係を明らかにし,特に相関特性の良くないPN系列を用いる場合に多元接続性が改善されることを示している.本報告書では,これらの結果について報告するとともに,基礎資料としてチャープ信号に関する基本的な内容も記述している.DS-CDMAにおける多元接続性の改善については種々の方式が提案されているが,本研究では,搬送波に周波数掃引信号であるチャープ波を用いるシステムを提案している.提案システムの特徴は,受信側で複雑な符号同期システムを必要としない点,さらにチャープ搬送波によってCDMAでは重要な相関特性が改善される点が挙げられる.システム構成の特徴としては,送信側で分散性チャープフィルタを用意し,受信側では圧縮性チャープフィルタを用意するが,このインパルス応答に予め拡散符号を乗算しおく点にある.送信過程では情報信号を正負のインパルスに整形し,分散性チャープフィルタに入力することで本方式の送信波が得られる.また受信過程では受信信号を圧縮性チャープフィルタに通すことでパルス圧縮処理と符号同期が同時に行われ,最後に通常の復調処理を行うとで元の情報信号が得られる.CDMAの多元接続性の評価には相関特性の解析が重要であり,本システムの評価も相関特性をコンピュータシミュレーションで行っている.一般にCDMAの多元接続性は,同時に用いられるPN系列の自己相関および相互相関特性によって決定される.しかしながら相関特性の良いPN系列は数が限られるため,多元接続性を優先する場合は特性の悪いPN系列も使うことになる.通常のDS-CDMAでは搬送波が相関特性に影響することはない.しかしチャープ搬送波を用いる本システムでは,各チップに異なる周波数の搬送波が乗算されるため,相関特性はチャープ報送波のパラメータによって良くも悪くも変化する.本報告は相関特性とチャープ搬送波のパラメータの関係を明らかにし,特に相関特性の良くないPN系列を用いる場合に多元接続性が改善されることを示している.本報告書では,これらの結果について報告するとともに,基礎資料としてチャープ信号に関する基本的な内容も記述している.本研究では、直接拡散CDMA方式の搬送波にチャープ波(周波数掃引信号)を用いるシステムを提案している。このシステムの特徴は、受信側で複雑な符号同期システムを必要としない点にあり、符号同期は受信側の圧縮性チャープフィルタのインパルス応答に予め拡散符号を乗算しておくことで、パルス圧縮処理と符号同期が同時に行われる。送信波の生成については分散性チャープフィルタを用意し、このインパルス応答に拡散符号を予め乗算しおく。送信時は情報信号をインパルスに整形し、このチャープフィルタに入力することで本方式の送信波が得られる。平成14年度は、多元接続性および送信波の電力密度スペクトルについて理論的検討を行い、コンピュータシミュレーションで有効性を確認した。まず多元接続性については、直交したPN符号を用意し自己相関関数および相互相関関数を事前に調査した上で、多元接続局が同期および非同期で運用された場合の相関特性について検討した。その結果、同期と非同期の両方で直接拡散CDMA方式と同等の多元接続性を確認した。つきに送信波の電力密度スペクトルについてスペクトルの包絡線形状を個別にみると、チャープ波は矩形であり、拡散符号は一般にPN符号を用いるためsinc関数となる。送信波はこの拡散符号とチャープ信号を時間領域で乗算するため、周波数領域ではたたみ込み積分した形状になり、占有帯域幅は両者の帯域幅の和になる。したがってチャープ信号と拡散符号の両者のパラメータによってスペクトル形状が決定される。帯域を有効利用したい場合、拡散符号のチップレートを遅くすることでスペクトル形状は矩形に近づく。また多元接続性を向上したい場合、拡散符号のチップレートを速くすることでPN系列は長くとれるため相関特性を向上できるが、帯域の有効利用とはトレードオフの関係になる。本研究では、直接拡散CDMA方式の搬送波にチャープ波(周波数掃引信号)を用いるシステムを提案している。このシステムの特徴は、受信側で複雑な符号同期システムを必要としない点、さらにチャープ搬送波によってCDMAで重要な相関特性が改善される点が挙げられる。

システム構成の特徴は、送信側で分散性チャープフィルタを用意し、受信側では圧縮性チャープフィルタを用意するが、このインパルス応答に拡散符号を予め乗算しておく点にある。送信過程は情報信号を正負のインパルスに整形し、分散性チャープフィルタに入力することで本方式の送信波が得られる。受信過程は受信信号を圧縮性チャープフィルタに通すことでパルス圧縮処理と符号同期が同時に行われ、最後に通常の復調処理を行うことで元の情報信号が得られる。平成15年度は、CDMAの多元接続性を評価する上で重要な相関特性の解析をコンピュータシミュレーションによって行っている。一般にCDMAの多元接続性は、同時に用いられるPN系列の自己相関および相互相関特性によって決定される。しかしながら相関特性の良いPN系列は数が限られるため、多元接続性を優先する場合は特性の悪いPN系列も使うことになる。通常の直接拡散方式では搬送波が相関特性に影響することはない。しかしチャープ搬送波では各チップに異なる周波数の搬送波が乗算されるため、相関特性はチャープ搬送波のパラメータによって良くも悪くも変化する。本研究では相関特性とチャープ搬送波のパラメータの関係を明らかにし、特に相関特性の良くないPN系列を用いる場合に多元接続性が大幅に改善されることを示している。
急速凍結法による細菌病原因子の機能構造の解析

肺炎桿菌の変異株で莢膜を持つが毒力の弱い株について、強毒株と比較検討し、つぎのような事を明らかにした。(1)莢膜の大きさ厚ちは、毒力とは無関係である。(2)弱毒株は、線毛を有していたが、この発現のない変異株も弱毒であった。(3)線毛(ー)の株も表面は疏水性の程度が強毒株より高い。(4)強毒、弱毒何れもその莢膜は抗体を通しうる。(5)多核白血球への取込みは、線毛の有無とは無関係で、表面の疏水性の程度に比例した。(6)弱毒株の莢膜を抽出すると、数種類のタンパクを得たが、弱毒特有のものはない。(7)タンパク分解酵素で莢膜保有菌を処理しても、白血球への付着、疏水性は変化が無い。以上のことより、弱毒性は、この菌の持つ莢膜の化学構造の変化によるものと思われ、強毒株よりも莢膜の親水性の程度が落ちているためで、多糖の荷電の減少が最も可能性がある変化と予想される。この証明には糖質の化学分析が必要である。肺莢桿菌の莢膜は、凍結法によりその微細構造が極めてよく保存されており、莢膜多糖の線維構造を細かく観察できることが明らかにされた。この方法により莢膜保有の強毒株、弱毒株についてその構造の比較をおこないこの左の毒刀と関連していく一連の研究を実施した。毒力との関連している性状としては、第一次的には、莢膜の厚さの違いであった。ついで、莢膜多糖の線維の配列と密度の差が関連しているようであった。菌体表面に対する抗体は、莢膜層を通して菌体表面と反応することができ、莢膜は、抗体に対するバリアーとはなっていないことを明らかにすることができた。このことから莢膜の病原因子としての役割は、抗食作用としての機能が重要であることが示唆される。莢膜そのものに対する抗体の作成も完成し、この抗体の作用を観察した。莢膜に抗体が付着するとその厚さが増大する。これは古くから知られた莢膜膨化現象である。その詳細な観察結果から、膨化は、多糖の線維に抗体が付き、その結果線依が縦方向に伸長したものと考えられる。この結果は、次年度にさらに詳細な研究を行うために継続していく。肺炎桿菌の莢膜がO抗体のバリア-とならないことに関する研究を論文として完成した。更にグラム陽性菌の莢膜についても同様の機能について検討を行った。ブドウ球菌の莢膜保有株(smith diffuse株)は、肺炎桿菌同様に厚い莢膜を持つが、これに覆はれたタイコ酸分子層には、抗タイコ酸抗体は反応しない。ブドウ球菌の莢膜は抗体に対するバリア-としての働きをしている。抗タイコ酸抗体とともに抗ペプチドグリカン抗体も作製したので、ブドウ球菌表層へのこれら化合物の露出度を免疫電子顕微鏡法により検討したが、ブドウ球菌の莢膜非保有株ではその表面多量のタイコ酸が露出していることを明らかにした。この下にペプチドグリカンの層が在存するが、タイコ酸の層は莢膜層とは異り抗体に対するバリア-としての機能は持たない。莢膜のもつ毒力は、莢膜の大きさ(厚さ)ではなさそうであるがその本能はいまだ明らかでない。肺炎桿菌の研究から、弱毒化された菌は、莢膜の他に線毛を発現していることを見出した。線毛はそのタンパクが疎水性であり、莢膜とは反対の物理化学的性質をもつのでこれが莢膜機能をキャセルしている可能性が考えられる。次年度での研究課題である。(1)莢膜の大きさ厚さは、毒力とは無関係である。(3)線毛(-)の株も表面は疏水性の程度が強毒株より高い。

(5)多核白血球への取り込みは、線毛の有無とは無関係で、表面の疏水性の程度に比例した。(6)弱毒株の莢膜を抽出すると、数種類のタンパクを得たが、弱毒特有のものはない。(7)タンパク分解酵素で莢膜保有菌を処理しても、白血球への付着、疏水性は変化が無い。以上のことより、弱毒性は、この菌の持つ莢膜の化学構造の変化によるものと思われ、強毒株よりも莢膜の親水性の程度が落ちているためで、多糖の荷電の減少が最も可能性がある変化と予想される。この証明には糖質の化学分析が必要である。
時計機構の障害と関連した精神疾患の発現機構とその治療

生物時計機構が関係していると考えられる疾患において,その機構の障害がどのようにどこに現わるか,またその治療として光パルス等をどのように利用するかが本班の目標である。本班は昭和62年度より3年間編成され,その研究報告会は,毎年9月「臨床時間生物学研究会」として行い,また3年間の研究実績の概要は平成元年度の報告書に記した通りである。今年度はその延長として,更に1年間延長されたので,今回の概要は,その内容のみを述べる。1.季節性感情障害の多施設共同研究。マスメディアを通しての患者と,自発的受診した患者の中から,季節性感情障害と診断できるもの65例をえた。これらについて,諸外国の報告と比較した結果,(a)日本の症例では男女比が1:1となり,海外の女性優位とは異なること,(b)緯度との関係がなく日本全国で散発しており,日照時間とは余り関係がないこと,(c)秋冬発症の時間幅は,DSMーIIIーRでいう60日では狭すぎ,日本の症例では発症季節を120日として90%が該当すること,などが特徴的である。光療法に反応するものが多く,とくに,非定型性うつ病の症状得点の高いものが,光療法が有効であることがわかった。2.睡眠相遅延症候群の症例研究も多施設共同研究として実施中である。目下,各施設での症例検討が行われており,統計は示してないが,少くとも,200例の症例を集めている。その概日リズムの分析,光療法の効果などが検討されている。
公共事業における合意形成過程の社会心理学的分析:マイクロ-マクロ公正の役割

平成19年度に進めた分析のひとつでは、公共事業紛争の対立構造に対する一般市民の認知次元とともに、こうした認知が紛争解決手続きの選好におよぼす効果を検討した。対人葛藤の認知枠組みに関する研究は、人々が葛藤を関係-課題次元、理知的-感情的次元、勝利-妥協次元(一方に非がありその当事者の譲歩によって解決可能か双方の妥協によって合意が可能か)のいずれかにもとづいて知覚すると主張している。公共事業紛争を集団間葛藤ととらえれば、関係-課題次元といった対人葛藤特有の認知枠組みをあてはめることはむずかしいかもしれないが、理知的-感情次元と勝利-妥協次元は利害対立状況にほぼ共通した次元とも考えられる。一般に、否定的な感情は創造的な問題解決を阻害するため、感情的な対立は当事者による統合的合意の達成を困難にすると予想される。そのため、公共事業紛争を行政と地域住民の感情的な対立とみなす一般市民は、調停や裁判といった第3者介入による紛争解決手続きを選好するだろう(仮説1)。また、勝利-妥協次元でとらえられる対立は規範葛藤とみなすことができる。規範葛藤は正邪をめぐる対立であるが、深刻化すれば当事者どうしで解決するのはむずかしくなる。そのため、公共事業紛争を、どちらかに非があるとする勝利的な観点から認知する一般市民もまた、調停や裁判といった第3者による紛争解決手続きを好むだろう(仮説2)。全国8市町に在住の有権者1,400名を対象におこなった質問紙調査データを分析した結果、敵意や正邪の認知次元は第3者による手続きとの関連が示され両仮説とも部分的に支持された。しかし、本分析で得られた軽視という認知次元は交渉や調停といった手続きと関連した。これらの手続きは公共事業紛争解決においてもっとも好まれるが、これらの手続きが選好されるためには紛争構造が当事者間の地位関係の問題と認識される必要があるかもしれない。今年度は紛争解決およびマクロ公正に関する研究文献にあたるとともに、現実の紛争過程の特徴を把握するため、質問紙による意識調査を全国8市町に在住の有権者1,400名を対象に実施した。調査は郵送法により行い、標本抽出は住民基本台帳にもとづき等間隔抽出法(系統抽出法)により行った。調査では、まず公共事業をめぐる利害対立が一般市民にどのように認知されているかをあきらかにするために、Pinkley (1990)やGelfand, Nishii, Holcombe, Dyer, Ohbuchi & Fukuno (2001)の紛争認知次元をもちいて検討した。一般に社会的紛争は、責任の所在(双方に非がある-一方に非がある)、感情の関与(理性的-感情的)、関係性重視の程度(関係維持志向-課題達成志向)の3つの次元にもとづいて認知されるが、とくに日本人においては葛藤の顕在性(顕在-潜在)や義務(他者の義理に報いる-自分の体面を維持する)といった観点から紛争事態を評価するともいわれている。人々がどのような認知次元をもちいるかは、紛争状況に対する公正判断やその後の解決手続きの選好に影響すると考えられる。そこで公共事業をめぐる紛争場面における公正判断をマイクロな分配的公正および手続き的公正、マクロな分配的公正および手続き的公正の観点からおこなわせるとともに、さまざまな紛争解決手続きに対する選好を測定した。今後の分析において、紛争認知次元、公正判断、紛争解決手続きの3者間の関係を特定していきたい。マイクロ公正-マクロ公正の観点から,公共事業紛争における対立構造の認知と事業実施過程に対する手続き的公正感,行政に対する公正感が解決可能性認知におよぼす効果を検討した。第一に、事業実施過程に対する手続き的公正感と,紛争当事者である行政と地域住民それぞれに対してマイクロおよびマクロな分配的公正関心を知覚することが,行政に対する全体的な公正感に影響するかを検討した。行政に対する全体的な公正感は、一般市民が紛争当事者の公正関心をどのように知覚するかによって規定されると考えられる。一般市民が事業実施過程の手続き的公正を強く知覚するにつれ行政の全体的公正感も高まるだろう(仮説1)。また公共事業の実施において行政に対して分配的公正関心が知覚されるにつれ,それがマイクロな関心であれマクロな関心であれ,一般市民の行政に対する全体的公正感も高まるだろう(仮説2)。一方,地域住民が分配的公正の観点から事業への反対を主張するような場合には,一般市民はその主張の正当性を認めやすいと考えられる。そのため,住民側に分配的公正関心が知覚されるにつれ,それがマイクロな関心であれマクロな関心であれ,行政に対する全体的公正感は低くなると予想された(仮説3)。さらに行政に対する全体的公正感は公共受容を促進すると考えられることから,対立の解決可能性に関する一般市民の知覚とも正の関連を示すと予想された(仮説4)。全国8市町在住の20歳以上の有権者1,400名を対象に郵送調査を実施し,161名の男性と158名の女性(および不明4名)から回答を得た。手続き的公正感,行政側のマイクロ公正関心とマクロ公正関心に対する回答者の認知,住民側のマイクロ公正関心に対する認知は,行政の全体的公正感を高めた。しかし住民側のマクロ公正関心に対する認知は全体的公正感に有意な影響をおよぼさなかった。さらに,行政の全体的公正感,行政側のマイクロ公正関心認知,住民側のマクロ公正関心認知は対立の解決可能性認知を促進した。一般市民は公共事業紛争を行政のマクロ公正関心と住民のマイクロ公正関心の不一致の観点から認知していることが示唆された。

対人葛藤の認知枠組みに関する研究は、人々が葛藤を関係-課題次元、理知的-感情的次元、勝利-妥協次元(一方に非がありその当事者の譲歩によって解決可能か双方の妥協によって合意が可能か)のいずれかにもとづいて知覚すると主張している。公共事業紛争を集団間葛藤ととらえれば、関係-課題次元といった対人葛藤特有の認知枠組みをあてはめることはむずかしいかもしれないが、理知的-感情次元と勝利-妥協次元は利害対立状況にほぼ共通した次元とも考えられる。一般に、否定的な感情は創造的な問題解決を阻害するため、感情的な対立は当事者による統合的合意の達成を困難にすると予想される。そのため、公共事業紛争を行政と地域住民の感情的な対立とみなす一般市民は、調停や裁判といった第3者介入による紛争解決手続きを選好するだろう(仮説1)。また、勝利-妥協次元でとらえられる対立は規範葛藤とみなすことができる。規範葛藤は正邪をめぐる対立であるが、深刻化すれば当事者どうしで解決するのはむずかしくなる。そのため、公共事業紛争を、どちらかに非があるとする勝利的な観点から認知する一般市民もまた、調停や裁判といった第3者による紛争解決手続きを好むだろう(仮説2)。全国8市町に在住の有権者1,400名を対象におこなった質問紙調査データを分析した結果、敵意や正邪の認知次元は第3者による手続きとの関連が示され両仮説とも部分的に支持された。しかし、本分析で得られた軽視という認知次元は交渉や調停といった手続きと関連した。これらの手続きは公共事業紛争解決においてもっとも好まれるが、これらの手続きが選好されるためには紛争構造が当事者間の地位関係の問題と認識される必要があるかもしれない。
MRIによる多孔質内不均一流動・熱移動現象の計測と輸送モデルの構築

多孔質試料として,ガラス材の磁化率を水の磁化率と適合させて磁場のひずみを最小限に抑えたガラスビーズ充てん層と,水を注入した球状カプセルを多数充てんしたカプセル充てん層を用い,磁気共鳴イメージング(MRI)装置により流速・温度および局所伝熱量の計測を行った.これまでの研究より、水を注入した球状カプセル内部の水の相変化速度から,流体と球状カプセル間での局所熱流束値の定量計測が確立された.この計測法を約1000個のカプセルをランダムに充填させた模擬的な氷蓄熱槽内の伝熱計測に適用し,次のような結果を得た.融解実験より得られた熱流束の等数値面は空間的に不均一であり,その不均一な形状は流速が変化しても大きく変化しなかった.一方,凍結実験で得られた熱流束の等数値面は空間的により強い不均一性を示した.この原因は,過冷却解除が偶発的に発生するためにカプセル毎に凍結開始時間が異なり,このような偶発性が熱流束分布の不均一性を強くしたことが明らかになった.また,計測された流速分布と熱流束分布の比較から,壁面付近の高熱流束領域では高流束領域であり,逆に中央付近での低熱流束領域での流速は低く,熱流束の不均一性は冷媒の不均一流れによることが明らかになった.充てん層内の空隙幾何形状は非常に複雑な形状をしており,しかも隣接する空隙同士が多数結合して流路としてのネットワークを構築している.そこで,ガラスビーズ充てん層内の三次元的な空隙幾何形状をMRIにより計測し,それを元に流動モデルの構築を行った.その手法では,複雑な空隙幾何形状を最小の空隙単位に分割して単純化し,空隙構造はそれらが結合した管路網であると見なして低Re数域での流動モデルの構築した.さらに,MRIによる充てん層内流れの三次元的な計測を行い,それとモデルから得られた結果を比較することにより,次のような成果を得た.空隙形状の特性として,壁面近くにある五面体は大きな体積を持つが,内部にある四面体の体積は小さく,その幅は非常に狭かった.また,開発した流動モデルは壁面チャンネル流などの空隙構造に依存した不均一流れを定性的に再現することができることが分かった.多孔質試料として、ガラス材の磁化率を水の磁化率と適合させて磁場のひずみを最小限に抑えたガラスビーズ充てん層と、水を注入した球状カプセルを多数充てんしたカプセル充てん層を用い、磁気共鳴イメージング(MRI)装置により流速・温度および局所伝熱量の計測を行った。試料中には一定温度の流体を流入させ、試料の管壁周囲を冷却することによって生ずる不均一流動場と温度場を計測した。その際の手法として、三次元流速計測法へと拡張させた位相法とInversion Recovery法を用い、三次元空隙幾何形状と共に不均一流速分布の三方向成分を得た。これまでの研究成果により、水を注入した球状カプセルを一様流中に置いた際に、内部の水が凍結して氷へと相変化する過程をMRIで計測することによって相変化量から流体と球状カプセル間での局所伝熱量の計測が定量的に算出できることが分かった。この計測法を、製作した球状カプセル充てん層に適用してカプセル充てん層の空隙構造と空隙を流れる冷媒の流動場の計測を行うと共に、個々のカプセルへの局所伝熱量を算出し、空隙構造に起因した不均一流動場中での流体-粒子間の伝熱量の特性評価を定量的に行った。また、実験装置の製作に当たり、外部からの電磁ノイズの影響を強く受ける熱電対の代わりに、電気的な接続を不用とする光ファイバー方式温度計を充てん層の入口、出口温度の計測を行い、流体温度の換算時の参照温度として用いた。現在、これらの計測された結果を基に多孔質内の不均一構造をも考慮した熱・物質輸送現象の解明を行うために、輸送モデルの構築を行っている。多孔質試料として,ガラス材の磁化率を水の磁化率と適合させて磁場のひずみを最小限に抑えたガラスビーズ充てん層と,水を注入した球状カプセルを多数充てんしたカプセル充てん層を用い,磁気共鳴イメージング(MRI)装置により流速・温度および局所伝熱量の計測を行った.これまでの研究より、水を注入した球状カプセル内部の水の相変化速度から,流体と球状カプセル間での局所熱流束値の定量計測が確立された.この計測法を約1000個のカプセルをランダムに充填させた模擬的な氷蓄熱槽内の伝熱計測に適用し,次のような結果を得た.融解実験より得られた熱流束の等数値面は空間的に不均一であり,その不均一な形状は流速が変化しても大きく変化しなかった.一方,凍結実験で得られた熱流束の等数値面は空間的により強い不均一性を示した.この原因は,過冷却解除が偶発的に発生するためにカプセル毎に凍結開始時間が異なり,このような偶発性が熱流束分布の不均一性を強くしたことが明らかになった.

また,計測された流速分布と熱流束分布の比較から,壁面付近の高熱流束領域では高流束領域であり,逆に中央付近での低熱流束領域での流速は低く,熱流束の不均一性は冷媒の不均一流れによることが明らかになった.充てん層内の空隙幾何形状は非常に複雑な形状をしており,しかも隣接する空隙同士が多数結合して流路としてのネットワークを構築している.そこで,ガラスビーズ充てん層内の三次元的な空隙幾何形状をMRIにより計測し,それを元に流動モデルの構築を行った.その手法では,複雑な空隙幾何形状を最小の空隙単位に分割して単純化し,空隙構造はそれらが結合した管路網であると見なして低Re数域での流動モデルの構築した.さらに,MRIによる充てん層内流れの三次元的な計測を行い,それとモデルから得られた結果を比較することにより,次のような成果を得た.空隙形状の特性として,壁面近くにある五面体は大きな体積を持つが,内部にある四面体の体積は小さく,その幅は非常に狭かった.また,開発した流動モデルは壁面チャンネル流などの空隙構造に依存した不均一流れを定性的に再現することができることが分かった.
隕石ジルコンを用いた消滅核種プルトニウム244初生存在度の検証

本年度は,昨年度実施した隕石ジルコンの全希ガス同位体測定の結果を基に,ジルコンを用いた新しい81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法の開発を行った。81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法はRb, Sr, Zrなどが宇宙線により核破砕反応を起こし生成されるKr同位体を利用する方法である。従来の81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法では,隕石の全岩試料を約200300g使用する必要があるため,希少な隕石試料を用いた分析は困難であった。しかし,本研究で開発するジルコンを用いた81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法は,将来的に一粒のジルコンから照射年代を得ることを可能にする方法であり,希少な試料(例えば火星隕石など)への応用も期待される。本研究では,隕石ジルコンの81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法を立ち上げるため,すでに照射年代が他の手法により測定されているEstherville隕石(メソシデライト)を用いた。ジルコン試料(30粒:0.04 mg)を化学的に分離し,全希ガス同位体分析を行った。測定の結果,ジルコン中の81Krを含む宇宙線起源Krを検出することに成功した。得られたKr同位体組成から81Kr-Kr宇宙線照射年代を計算した結果,76±4 Myrの年代が得られた。Estherville隕石は落下隕石のため,地球に落下してからの81Krの壊変の効果は考慮する必要がない。今回得られた81Kr-Kr年代は,Estherville隕石の36Cl/36Ar照射年代測定法によって報告されている年代の77±9Myrを非常に良く一致している。従って,隕石ジルコンを利用した81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法は有効であることが示された。将来的に、隕石試料からジルコン一粒を取り出すことができれば,全岩試料を用いることなく信頼度の高い宇宙線照射年代を決定することが可能になると予想される。244Pu(半減期8100万年)は、消滅核種であり、現在の太陽系には存在しない。しかし、244Puの一部が自発核分裂を起こし130-136Xeを生じるため、地球の古いジルコン(41-42億年)では244Pu起源のXeの存在が確認されている。本研究では、さらに古い隕石中のジルコン(45.2-45.6億年)に着目し、太陽系形成時の244Pu/238U比を決定することを試みた。本年度は、石鉄隕石メソシデライトであるNWA 8741を酸で溶解した残渣からジルコン(70-200 μm)を分離した。これらのジルコンを用いてID-TIMS法による高精度U-Pb年代分析、LA-ICPMSを用いた微量元素濃度分析、希ガス質量分析計による全希ガス同位体分析を行った。まず、高精度U-Pb年代分析による6粒のジルコンの重み付き平均年代は4525.0±1.3 Maであった。11粒のジルコンから得られたウラン及びトリウムの平均濃度は、1.1 ±0.3 ppm、0.08 ±0.06 ppmであった。希ガス分析に関して、本研究では世界で初めて全希ガス同位体を隕石ジルコンから検出することに成功した。特に81Kr(半減期0.23 Myrs)の検出は、地球ジルコンおよび隕石ジルコンにおいて初めての事例である。この結果、(U-Th)/He年代と81Kr-Kr宇宙線照射年代の見積りがジルコンのみから可能となり、それぞれ2.5-2.6 Ga、37 Maであった。244Puに関しては、244Pu起源136Xe濃度から見積もったジルコン形成時の244Pu濃度は0.020 ±0.002 ppmであった。ジルコンの形成年代は4525.0±1.3 Maであるから、太陽系形成時の値を計算すると、244Pu/238U比は0.012 ±0.004であることが示された。隕石中のジルコンはこれまでわずかにしか見つかっていない。そのため、計画の段階では隕石ジルコンをXe同位体分析に特化した質量分析計(RELAX)を用いて分析することを想定していた。RELAXはXe同位体を高感度で測定できるため、ジルコン一粒での分析が可能であるが、それ以外の希ガス(He, Ne, Ar, Kr)を分析することはできない。そのため、RELAXを使用した場合は、Xe以外の希ガスから得られる情報を取り出すことができない。本研究では、隕石を酸で溶解し、難溶性鉱物であるジルコンの化学的特徴を考慮することによって、ジルコンに濃縮したフラクションを作ることに成功した。これにより、分析対象であるジルコンを数100粒分離し分析に用いることが可能になった。実際に分離したジルコン試料(150粒)はすでに希ガス質量分析計を用いて測定しており、その結果、全希ガス同位体を隕石ジルコンから取り出すことに世界で初めて成功した。得られたデータから、本課題の目的である太陽系形成時における244Puの存在度を決定することができた。さらに、Xe以外の希ガス同位体からは、(U-Th)/He年代、81Kr-Kr宇宙線照射年代を得ることができた。

隕石ジルコンから(U-Th)/He年代、81Kr-Kr宇宙線照射年代、244Pu初生存在度を決定したのは本研究が世界で初めてである。本年度は,昨年度実施した隕石ジルコンの全希ガス同位体測定の結果を基に,ジルコンを用いた新しい81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法の開発を行った。81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法はRb, Sr, Zrなどが宇宙線により核破砕反応を起こし生成されるKr同位体を利用する方法である。従来の81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法では,隕石の全岩試料を約200300g使用する必要があるため,希少な隕石試料を用いた分析は困難であった。しかし,本研究で開発するジルコンを用いた81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法は,将来的に一粒のジルコンから照射年代を得ることを可能にする方法であり,希少な試料(例えば火星隕石など)への応用も期待される。本研究では,隕石ジルコンの81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法を立ち上げるため,すでに照射年代が他の手法により測定されているEstherville隕石(メソシデライト)を用いた。ジルコン試料(30粒:0.04 mg)を化学的に分離し,全希ガス同位体分析を行った。測定の結果,ジルコン中の81Krを含む宇宙線起源Krを検出することに成功した。得られたKr同位体組成から81Kr-Kr宇宙線照射年代を計算した結果,76±4 Myrの年代が得られた。Estherville隕石は落下隕石のため,地球に落下してからの81Krの壊変の効果は考慮する必要がない。今回得られた81Kr-Kr年代は,Estherville隕石の36Cl/36Ar照射年代測定法によって報告されている年代の77±9Myrを非常に良く一致している。従って,隕石ジルコンを利用した81Kr-Kr宇宙線照射年代測定法は有効であることが示された。将来的に、隕石試料からジルコン一粒を取り出すことができれば,全岩試料を用いることなく信頼度の高い宇宙線照射年代を決定することが可能になると予想される。今後の研究方針としては、本年度得られた太陽系形成時の244Pu/238U比の確度および精度を向上させるための研究を行う。得られた244Pu/238U比はジルコンから得られた値としては過去の研究を比べ精度は向上しているが、今後244Puを生成した元素合成モデルの評価や元素合成から太陽系形成までの期間を見積もる上では、より精度の良い値が求められる。本研究で得られた244Pu/238U比の誤差は244Pu量を計算する上で必要なウラン濃度の誤差が大きく影響している。そこで今後の研究では、用いているジルコンのウラン濃度をより精度良く測定するため、より多くのジルコンについての微量元素濃度分析を行う。また、本年度は石鉄隕石のジルコンから244Pu/238U比を見積もったが、太陽系形成時の244Pu/238U比を検証するため、異なる隕石である玄武岩質ユークライト中のジルコンを用いて分析を行う。玄武岩質ユークライトのジルコンに関しては、すでに高精度U-Pb年代、微量元素濃度が報告されているため、今後の研究では希ガス同位体分析を行い、本年度の研究と同様に、244Pu/238U比の見積り、および(U-Th)/He年代、81Kr-Kr宇宙線照射年代を得ることを試みる。本年度は従来予定していたXeの分析だけでなくXeを含めた全ての希ガス同位体を検出することを目的としたために、分析に用いる隕石ジルコンの分離法の改良を行った。そのため分析試料の準備が予定より遅れ、海外で分析する予定だった希ガス同位体分析の日程が次年度にずれ込んだ。第一回の希ガス分析(海外)は2018年4月に既に行った。
ハーフメタル強磁性体/Si界面の原子層制御による室温動作スピントランジスタの創出

本研究では、ハーフメタルをソース・ドレイン電極としたSi系スピントランジスタの創製を目指し、その基盤技術を構築した。スピン注入・検出の高温化を目的とし、3元系ホイスラー合金からなるハーフメタルのエピタキシャル成長技術の開発を行うと共に、ハーフメタル/Si界面の電気伝導特性の制御手法を創出し、室温スピン注入を実証した。本研究では、スピン注入・検出の高温化とSi系スピントランジスタの創出を目的とし、(1)3元系ホイスラー合金(Co_2FeSi)からなるハーフメタル(スピン偏極率:100%)のエピタキシャル成長技術の確立、及び(2)ハーフメタルをソース・ドレイン電極としたスピントランジスタの設計・試作を行う。本年度は、3年計画の第1年度として、(1)SOI上におけるCo_2FeSiの原子層制御エピタキシャル成長と(2)Co_2FeSi/Si界面のショットキー伝導特性の解析と電気伝導制御を検討した。(1)SOI上におけるCo_2FeSiの原子層制御エピタキシャル成長当該研究グループが保有している原子層制御エピタキシャル成長技術を3元系(Co,Fe,Si)に展開し、SOI上における強磁性体(Co_<2-x>Fe_xSi)のMBE成長を検討した。形成した強磁性体/Si構造の結晶性、磁気特性、及び規則度を強磁性体の組成の関数として系統的に評価し、成長条件適正化の指針を得た。原子層ドーピング技術を用いて、Si表面近傍に不純物を局所的にドーピングし、障壁巾の制御を検討した。ダイオードの順方向電流の電界勾配(理想因子)から接合界面の品質性を、逆方向電流の温度特性からトンネル注入効率を算定し、それらを原子層ドーピングや結晶成長にフィーッドバックし、スピン注入に最適なショットキー障壁を作製する指針を明らかにした。本年度は、3年計画の第2年度として、(1)高規則度を有するCo_2FeSiのエピタキシャル成長プロセスと(2)Co_2FeSi/Si界面の電気伝導特性の制御を検討した。3元系材料(Co,Fe,Si)の分子線堆積法を用い、SOI基板上における強磁性体(Co2_xFe、Si)のエピタキシャル成長を検討した。形成した強磁性体/Si構造の結晶性、磁気特性、及び規則度を強磁性体の組成(x)の関数として系統的に評価すると共に、電子顕微鏡法を用いて、規則度と界面急峻性の関係を系統的に検討した。以上により、高規則度を有する強磁性体薄膜をSOI基板上に原子層で制御しエピタキシャル成長する指針を明らかにした。原子層ドーピング技術を用いて、Si表面近傍に不純物を局所的にドーピングし、電気的障壁幅を制御する手法を高度化した。スピン注入に最適な障壁幅を実現するため、原子層ドーピングや強磁性体薄膜成長のプロセス条件の適正化を進めた。形成された障壁層の電気特性を測定し、障壁幅と接合界面の品質性を評価した。本研究では、スピン注入・検出の高温化とSi系スピントランジスタの創出を目的とし、13元系ホイスラー合金(Co2FeSi)からなるハーフメタル(スピン偏極率:100%)のエピタキシャル成長技術の確立、及び2ハーフメタルをソース・ドレイン電極としたスピントランジスタの設計・試作を行う。本年度は、3年計画の最終年度として、1ハーフメタル強磁性体(Co2FeSi)の高品位エピタキシャル成長プロセスと2Co2FeSi/Si界面の電気伝導特性の制御を検討した。1ハーフメタル強磁性体の高品位エピタキシャル成長前年度までの研究により、3元系合金の成長では基板温度(結晶成長温度)、分子線堆積速度、及び分子線堆積速度比(Co:Fe:Si)の制御が重要であることを明らかにした。本年度は、高い規則度を有するハーフメタル強磁性体をSi上に高品位形成するプロセスの確立を目指し、成長条件の適正化を進めた。形成したCo2FeSi/Si構造の結晶性及び磁性特性の評価結果を結晶成長法にフィードバックし、急峻なヘテロ界面を有するハーフメタル強磁性体/Si積層構造を実現した。Co2FeSi電極からSi内部へ室温スピン注入するには、Co2FeSi電極/Si接合の障壁巾を極薄化し、トンネル型の電子注入を実現する必要がある。そこで、原子層ドーピング法等による不純物の局所的ドーピングの高度化を図った。ダイオードの順方向電流の電界勾配(理想因子)から接合界面の品質性を、逆方向電流の温度特性からトンネル注入効率を算定した。それらを原子層ドーピングや結晶成長にフィーッドバックしてハーフメタル強磁性体/Si界面構造を適正化し、室温スピン注入を実証した。綿密な実験計画を立てて研究を推進しているので、おおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在までほぼ計画通りに進行しているので、特に研究計画の変更は考えていない。
ネットワーク上の計算機群で動作する並列分散TRSに関する研究

当初の予定を以下に示す.(1)プロトコルの検討並列分散処理のボトルネックである,共有メモリ,バス,ネットワーク等を用いたメッセージ転送の実現に関する基礎的な研究を行う.(2)基本処理系の作成分散OSに用意されているスレッド機構を用いて,1台の計算機上で並列動作する処理系を作成し,各種処理方式の検討,評価を行う.(3)並列分散処理系の検討・作成項目(2)で作成した基本処理系と項目(1)で検討したプロトコルを用いた並列分散TRSの実現方法に関する研究を行う.項目(1),(2)に関する研究は入念な試作および予備実験が行われていたこともあり,順調に進めることができた.詳細は論文『共有メモリ型並列計算機における項書換え系の実現方式』などに発表した.項目(3)の詳細は『An Implementation of Term Rewriting System ona Distributed Memory Architecture』に報告した.研究のキ-アイデアは分散メモリ型並列計算機に適した自律的BOBモデルである.このモデルはメッセージ・パッシング機構を利用して,上記の項目(1)で検討したプロトコルを実装している.また,実際にこのモデルに基づく処理系をAP1000上で作成し,64台のCPUで最大30倍程度処理が高速化されることと処理系の並列化に対するオーバヘッドは10%程度であることを確認した.自律的BOBモデルに基づいた処理系では項書換え系の並列性を十分利用することができ,本来の書き換えの並列度が少ない場合でもマッチングを並列に行うことにより並列効果をあげることができることが判った.当初の予定を以下に示す.(1)プロトコルの検討並列分散処理のボトルネックである,共有メモリ,バス,ネットワーク等を用いたメッセージ転送の実現に関する基礎的な研究を行う.(2)基本処理系の作成分散OSに用意されているスレッド機構を用いて,1台の計算機上で並列動作する処理系を作成し,各種処理方式の検討,評価を行う.(3)並列分散処理系の検討・作成項目(2)で作成した基本処理系と項目(1)で検討したプロトコルを用いた並列分散TRSの実現方法に関する研究を行う.項目(1),(2)に関する研究は入念な試作および予備実験が行われていたこともあり,順調に進めることができた.詳細は論文『共有メモリ型並列計算機における項書換え系の実現方式』などに発表した.項目(3)の詳細は『An Implementation of Term Rewriting System ona Distributed Memory Architecture』に報告した.研究のキ-アイデアは分散メモリ型並列計算機に適した自律的BOBモデルである.このモデルはメッセージ・パッシング機構を利用して,上記の項目(1)で検討したプロトコルを実装している.また,実際にこのモデルに基づく処理系をAP1000上で作成し,64台のCPUで最大30倍程度処理が高速化されることと処理系の並列化に対するオーバヘッドは10%程度であることを確認した.自律的BOBモデルに基づいた処理系では項書換え系の並列性を十分利用することができ,本来の書き換えの並列度が少ない場合でもマッチングを並列に行うことにより並列効果をあげることができることが判った.
合理的期待と矛盾するマクロ経済現象をどう説明するか

当該研究期間における研究成果は下記の3本の論文である。平成15年度においては、論文1の加筆・修正ならびにそれに伴う新たな実証研究と、論文2の実証研究を行った。平成16年度においては、論文2の執筆と論文3の研究・執筆を行った。以下に、各論文の表題と抄録を記す。本研究の目的は,インフレ変動や産出変動の決定因を実証的に明らかにすることである。本研究では,25のOECD諸国のデータを用いてクロスカントリー分析を行ない,金融政策反応関数の政策パラメータとインフレ・産出変動との関係,およびフィリップス曲線の傾きとインフレ・産出変動との関係を調べた。期待が適応的に形成されるとき、犠牲率(the sacrifice ratio)は(1)フィリップス曲線の傾き、(2)経済主体がインフレ期待を修正するスピード、および(3)過去に実現した実際のインフレ率によって決定される。本研究では、犠牲率を「期待インフレを1%下げるのに年間実質GDPが何パーセント失われなければならないかを示す数値」と定義することによって、より安定的な犠牲率を得ることができることを示す。本研究では、政策当局がインフレ率変更政策を早期に実施することにより、インフレ率変更費用を引き下げることができることが示される。また、インフレ率低下期には期待インフレの調整スピードが遅いという実証結果から、ディスインフレ政策の費用の方がリフレ政策の費用より大きくなるという示唆が得られる。本研究は、適応的期待の前提の下で、インフレ率変更費用の大きさの説明を試みるものである。犠牲率は過去のインフレ率の動きに依存するため、ディスインフレにおける犠牲率の大きさは個々のケースによって異なることになる。この犠牲率は、フィリップス曲線の傾きと期待インフレの調整スピードのみに依存し過去のインフレ率には依存しないため、期待インフレの調整スピードとインフレ率変更の費用との間の関係を分析するのに適している。(投稿準備中。)本研究の目的は,インフレ変動や産出変動の決定因を実証的に明らかにすることである。(投稿中。
高速・連続距離画像に基づく3次元動画アニメ-ション

1.まず、申請者らが提案した高速・連続3次元計測法をさらに改良して高精度化をはかった。2.ついで、その手法で中心的役割を担う128チャンネルのPSDアレイセンサを設計し、試作した。3.上記のPSDアレイセンサを用いて高速・連続3次元形状計測装置を実際に作製した。4.この試作装置を使って、動物体を含む各種3次元物体を実際に計測することによって、この装置が、1シ-ンあたりの計測時間が1/32秒以内.精度±0.3%以内で、連続計測できる性能をもっていることを確認した。5.得られたレンジデ-タの雑音除去、欠落点再生などのフィルタリング処理アルゴリズムを開発した。6.ついで、会話中の人間の顔などの動きのある物体の連続計測結果から、表面モデルの再構成を試み、良好な結果が得られることを確認した。こうして、申請者らの装置が、3次元動画アニメ-ションの分野においても極めて有効であることが示された。7.さらに、レンジデ-タから対象物体表面上の局所的面ベクトル分布が容易に求められることを利用して、領域分割および領域統合アルゴリズムを開発した。8.以上の結果をもとに、計測された対象物体から必要な部分の抽出を行ない、これを部品化してデ-タベ-ス化し、しかるのちに、部品の再構成により物体の任意姿態の合成を試みた。その結果、人間の顔のアニメ-ション化などに一定の成果を得ることができた。以上の結果は電子情報通信学会、国際学会などで発表済ないし予定であるが、既に、各種新聞、雑誌等に報道発表済である。
示差熱重量-X線回折同時分析装置の試作

本年度は、昨年度一応装置の組み立てを完了したので、その性能を検討するため、種々の物質についてTG-DTA-Xrayの測定を行った。次にその例を示す。(2)La(OH)_3の熱分解:La(OH)_3は、La_2O_3を室温に放置しておくだけで水を吸って合成される。このLa(OH)_3を温度上昇すると途中にLaOOHという化合物が生成し、ついでLa_2O_3となることがわかった。La系の超伝導合成の際、普通はあまり注意を払わずLa_2O_3を使用するが、水を吸っていることに注意する必要のあることが明らかとなった。(3)La_2O_3とCuOの反応:最終的にはLa_2CuO_4となるが、その途中の酸素の出入りが明確になった。(4)YBa_2Cu_3O_7の合成:Y_2O_3,BaCO_3,CuOを出発原料とし、空気中、N_2雰囲気中でどのようにYBa_2Cu_3O_<7-δ>が合成されるかを詳細に検討し、N_2雰囲気中の方が良質で反応速度が速いことがわかった。これらの実験を通して、反応速度の速いものでなければ、改良の余地はあるにせよ十分に所期の目的を達成できた。また、この装置では、連続X線(白色X線)を用いているため、回折線以外に蛍光X線も観測され、試料の元素分析(定性分析)も可能であることがわかった。次にその例を示す。本研究の目的は、示差熱重量天秤装置と粉末X線回折装置の組み合わせにより、熱変化・重量変化・X線回折図形の変化と相同定を、温度の関数または時間の関数として同時に測定出来る装置の試作にある。その為には、協力X線を発生する回転対陰極を有したX線発生装置とX線の検出に非常に有力な半導体検出器(SSD)および示差熱重量天秤装置が必要である。ところで、補助金の交付が申請額の約六割に削られたため、当初の計画を大幅に変更せざるを得なかった。まず、回転対陰極を有したX線発生装置(18kW)を密封管式のX線発生装置(3kW)に変更した。そのために、装置全体の設計をやり直した。この研究のポイントは、示差熱重量天秤装置(当初の計画では新規に購入して、それに手を加える予定であったが、経費削減のため当研究室の既存の装置を利用することとなった。)に連続X線を導入し、試料により回折されたX線をエネルギー分析するところにある。当初の計画のように、強力X線の発生装置が購入できれば、示差熱重量天秤装置の試料およびヒ-タを包んでいる透明石英管をも通過させることが出来たのであるが、密封管式のX線発生装置(3kW)ではこのようなことは不可能である。そこで種々検討した結果、試料およびヒ-タを包んでいる透明石英管にBe(ベリリュウム)の窓(殆どX線を吸収しない)をつけて、X線の経路をつくることにした。現在この線に沿って試作研究および基本的動作機能を検討している段階である。(このような状況であるから、この試作研究に関連した論文は発表していない。)本年度は、昨年度一応装置の組み立てを完了したので、その性能を検討するため、種々の物質についてTG-DTA-Xrayの測定を行った。次にその例を示す。

(4)YBa_2Cu_3O_7の合成:Y_2O_3,BaCO_3,CuOを出発原料とし、空気中、N_2雰囲気中でどのようにYBa_2Cu_3O_<7-δ>が合成されるかを詳細に検討し、N_2雰囲気中の方が良質で反応速度が速いことがわかった。これらの実験を通して、反応速度の速いものでなければ、改良の余地はあるにせよ十分に所期の目的を達成できた。また、この装置では、連続X線(白色X線)を用いているため、回折線以外に蛍光X線も観測され、試料の元素分析(定性分析)も可能であることがわかった。
顎関節機能障害の発症に及ぼす社会環境因子に関する調査研究

咀嚼は健康な生活を維持するために欠かせない問題である。これまで、咀嚼に関して歯科的には虫歯(齲歯)や歯周病による咀嚼機能の低下に対する治療が重点的に行われてきた。しかし、最近では咀嚼時あるいは下顎運動時に伴う顎関節部疼痛、顎関節雑音及び閉口障害を主症状とする顎関節機能障害が増加し社会問題になっている。我々は1994年に歯科医療機関のない中国吉林省北方の農村部で歯及び顎関節の検診を行い、雑穀を主食とする住民に歯の咬耗が多く、齲歯や顎関節症状は極めて少ないことを確認した。さらに、この地方は産業、経済、交通状況などから考察すると、高度成長期以前の日本の社会環境を想定することができた。そこで、これまでの日本人の生活環境の変化が顎関節機能障害の発症に及ぼした影響を知ることを目的として、今回は産業、経済が発達し人口密度の高い中国の都市部で1995年に行った歯及び顎関節の検診結果をもとに農村部の検診結果と比較検討した。対象は年齢を25歳から40歳までの農村部185名(男性80名、女性105名)、都市部214名(男性102名、女性112名)であった。その結果、一人平均齲歯数、一人平均処置歯数および一人平均喪失歯数は農村部より都市部が2から3倍程度多くみられ、顎関節機能障害(雑音の発現率)は農村部は3%、都市部は25%で約8倍であった。これらのことから、齲歯が多く歯科治療を受ける機会が多い環境では、顎関節機能障害を生じる可能性が高く、顎関節機能障害発症に社会環境因子の関連性が示唆された。このことは、日本での顎関節機能障害の増加要因の一つとも考えられた。今後さらに調査を継続し顎関節機能障害の発症因子を解明したいと考えている。
超高純度バナジウム合金の照射特性に関する研究

バナジウム合金は高融点であり高い熱負荷に耐えられること、低放射化材料であること冷却材としての液体Liとの共存性に優れていること等から核融合炉用構造材料としての検討が進んでいる。合金の材料特性に及ぼす材料因子として、加工・熱処理、室温時効、不純物元素濃度が指摘されている。最終的な合金においては、C、O、Nの侵入型不純物元素濃度を200ppm以下に抑えること、PやS、Cl等の濃度制御も重要なことが提案されているが、必ずしも一定した材料特性を有する合金の作製が行なわれているとは言い難い。特にはじき出し損傷が導入される環境においては合金溶解ロットに依存するような材料特性が観察される場合がある。本研究では第1年度にできるだけ高純度を目指した合金調整を行い、第2年度ではいったいどこまでの不純物濃度低減が有効であるかについて理論的な検討を試みた。具体的には高純度バナジウム合金における点欠陥の活性化エネルギーを求めるための超高圧電子顕微鏡観察及び侵入型不純物元素と点欠陥との相互作用およびこれに及ぼす添加元素の影響についての基礎的知見を得るためにDV-Xα法による電子状態の計算を行った。超高圧電子顕微鏡観察では室温から300°Cまでの範囲で電子線照射を試みた。表面からの酸化が顕著で十分な予備排気やベーキングまたはコーティングなどを施す必要があることが分かった。DV-Xα法計算ではSi、Al、Yを添加したV-Ti-Cr系合金における各添加元素を含み15原子からなるクラスターについて計算行い有効共有結合電荷を比較した。超高純度合金の特性評価には計算機内で構成する仮想材料を用いる種々の実験が有力な手段と成り得る。バナジウム合金は高融点であり高い熱負荷に耐えられること、低放射化材料であること等から核融合炉構造材料としての検討か進んでいる。特にV-Ti-Cr系合金については種々の照射環境因子や材料因子の材料特性に及ぼす影響についての研究を行っている。材料特性への影響が大きくかつ低温照射での延性低下の要因となる侵入型不純物元素の濃度を低減した合金が基礎的および実用的観点から求められている。本研究においては今年度以下の2点について研究を進めた。●比較的侵入型不純物濃度の低い従来の合金におけるヘリウムイオン照射効果に関する研究:侵入型不純物元素(酸素、窒素、炭素)の濃度が約400wppmのV-Ti-Cr-Si系合金に室温および400°Cにおいて30appmまで3MeVのヘリウムイオン照射を行った。エネルギーデグレーダーを用いて表面より約4μmまで深さ方向にほぼ均一な濃度での注入を行いセクショニングと背面研磨によって薄膜を作成し透過型電子顕微鏡によるミクロ組織観察を行った。室温ではイオン照射による欠陥組織は微細で判別できなかったが400°Cでの照射では約4.5x10^<20>m^<-3>の数密度で微細なブラックトットが観察された。高純度合金のヘリウムイオン照射効果を調べるための基礎的な実験手法を確立した。●高純度合金作製のための地金調達と高純度化の方策の検討:酸素濃度が約70wppmバナジウム地金を入手した。バナジウム地金をさらに高純度化するためには電子ビーム溶解とフローティングゾーン精製を行うことが適当である。酸化物や窒化物および炭化物の形成自由エネルギーが小さい元素(Zr、Y、Al、Ca、Mg)をあらかじめ溶解させスカベンジャーとして活用し後に精製する方法について検討を進めた。