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海氷生成と融解に伴う大気への二酸化炭素放出・吸収に関する研究

『研究の目的』は、季節海氷域での氷上現場観測より海氷の生成・融解に伴う大気-海洋間のCO_2交換を支配する要因を明らかにし、季節海氷域が炭素循環に果たす役割を評価することである。本年度の『研究実施計画』は、平成19年度に実施した観測・分析(1、季節海氷域での大気-海氷間の各種気体交換量の解明、2、海氷中ブライン・海氷下海水のサンプリング及び各種気体の分析)の結果をまとめ、学会発表、国際雑誌に投稿することである。以下に本年度に国際雑誌に投稿済み(2報)、受理済み(1報)の論文の内容を示す。1.季節海氷域での大気-海氷間の各種気体交換量の解明(国際雑誌投稿中)2006、2008年2-3月にオホーツク沿岸サロマ湖で大気-海氷間のCO_2フラックスを測定した。大気-海氷間のCO_2フラックスは、-2.3から+0.5mg-Cm^<-2>hour^<-1>となった。観測期間中、積雪及び海水表面の融解と再凍結によって出来た氷に海氷表面が覆われる時期があった。その結果、ブライン・チャネルのような気体交換を可能とする場所が、海氷表面での融解と再凍結によって塞がれたため、大気から海氷へのCO_2吸収が制限された。大気-海氷中ブライン間のpCO_2差にだけでなく、海氷表面の特性も、大気-海氷間のCO_2フラックスを決定する重要な要因であることが示された。2.海氷中ブライン・海氷下海水のサンプリング及び各種気体の分析(国際雑誌受理済)海氷融解期におけるブライン・海氷下海水の化学特性変化を解明するため、2006、2008年2月-3月はじめにオホーツク海沿岸サロマ湖東部で氷上現場観測を行った。日中の気温の上昇に伴い、海氷上部または内部での融解や、河川水流入量増加によりブライン・表層水の塩分は大幅に減少した。中層・深層では、ほぼ一定の値となった。DO、TA、栄養塩各種は、塩分と同様にブライン・表層水で大きく変化した。観測点がサロマベツ川に近づくほど、その値は河川のものと近くなった。これは、主に河川水量増加によってSt.Main表層水の値が変化したことを示唆している。また、海氷から融解水が海氷下に流出する際、入れ替わりに海氷直下の海水をブライン・チャネル内に取り込むためにブラインの各成分値も大きく変化した。本年度の『研究実施計画』は、1、大気-海氷間の各種気体交換量の解明(氷上現場観測に用いるCO_2交換量測定機器の開発、海氷生成時における海水塩分の違いが大気-海氷間のCO_2フラックスに及ぼす影響)、2、海氷中ブライン・海氷下海水のサンプリング及び各種気体の分析である(オホーツク海及びオホーツク海沿岸サロマ湖での氷上現場観測)。氷上現場観測に用いるCO_2交換量測定機器の開発CO_2交換量測定用チャンバー内のCO_2を高精度で測定するためには、NDIR内に流す空気の流量を低く、一定に保つことが望ましい。そこで、低流量型の小型ダイアフラムポンプを購入し、室内もしくは屋外での予備実験を繰り返した。その結果、流量は約0.8L min.^<-1>で安定し、より高精度なCO_2測定が可能となった。海氷生成時における海水塩分の違いが大気-海氷間のCO_2フラックスに及ぼす影響北海道沿岸サロマ湖、バルト海北部ボスニア湾などの低塩分環境からの結氷を低温室での海氷生成・成長実験より再現し、海水塩分の違いが大気-海氷間のCO_2フラックスに及ぼす影響を評価した。その結果、低塩水から海氷が成長するとブラインの大幅な塩分変化により高濃度のCO_2がブラインから大気に放出されるが、放出経路となるブライン体積比や気体透過性が小さくなるので、単位面積当たりの放出量としては小さくなった。一方、海水の塩分(高全炭酸濃度)が高いと、放出するCO_2は低濃度であるが、ブライン体積が大きいため気体透過性は大きくなるので、放出量は前者をしのぐと考えられる。これらの結果は河川の影響を受けた多くの季節海氷域に適応できると考えられる。オホーツク海及びオホーツク海沿岸サロマ湖での氷上現場観測2008年2月8日から14日に海上保安庁巡視船『そうや』によるオホーツク海南部季節海氷域での氷上現場観測を行った。また、2008年2月20日から3月10日にオホーツク沿岸サロマ湖、知床ウトロ沿岸での氷上現場観測を行った。観測では、氷上での大気-海氷間のCO_2フラックス測定、海氷コア、海氷中ブライン、海氷下海水が採取された。現在、採取したサンプルを研究室又は低温実験室で処理・分析中である。サンプルの測定・解析より物理、化学・生物過程が担っているそれぞれのCO_2吸収・放出能力を評価する。

『研究の目的』は、季節海氷域での氷上現場観測より海氷の生成・融解に伴う大気-海洋間のCO_2交換を支配する要因を明らかにし、季節海氷域が炭素循環に果たす役割を評価することである。本年度の『研究実施計画』は、平成19年度に実施した観測・分析(1、季節海氷域での大気-海氷間の各種気体交換量の解明、2、海氷中ブライン・海氷下海水のサンプリング及び各種気体の分析)の結果をまとめ、学会発表、国際雑誌に投稿することである。以下に本年度に国際雑誌に投稿済み(2報)、受理済み(1報)の論文の内容を示す。1.季節海氷域での大気-海氷間の各種気体交換量の解明(国際雑誌投稿中)2006、2008年2-3月にオホーツク沿岸サロマ湖で大気-海氷間のCO_2フラックスを測定した。大気-海氷間のCO_2フラックスは、-2.3から+0.5mg-Cm^<-2>hour^<-1>となった。観測期間中、積雪及び海水表面の融解と再凍結によって出来た氷に海氷表面が覆われる時期があった。その結果、ブライン・チャネルのような気体交換を可能とする場所が、海氷表面での融解と再凍結によって塞がれたため、大気から海氷へのCO_2吸収が制限された。大気-海氷中ブライン間のpCO_2差にだけでなく、海氷表面の特性も、大気-海氷間のCO_2フラックスを決定する重要な要因であることが示された。2.海氷中ブライン・海氷下海水のサンプリング及び各種気体の分析(国際雑誌受理済)海氷融解期におけるブライン・海氷下海水の化学特性変化を解明するため、2006、2008年2月-3月はじめにオホーツク海沿岸サロマ湖東部で氷上現場観測を行った。日中の気温の上昇に伴い、海氷上部または内部での融解や、河川水流入量増加によりブライン・表層水の塩分は大幅に減少した。中層・深層では、ほぼ一定の値となった。DO、TA、栄養塩各種は、塩分と同様にブライン・表層水で大きく変化した。観測点がサロマベツ川に近づくほど、その値は河川のものと近くなった。これは、主に河川水量増加によってSt.Main表層水の値が変化したことを示唆している。また、海氷から融解水が海氷下に流出する際、入れ替わりに海氷直下の海水をブライン・チャネル内に取り込むためにブラインの各成分値も大きく変化した。
密封小線源治療における低線量率連続照射に対する高線量率分割照射の代替性の検討

低線量率連続組織内照射に対する高線量率分割組織内照射の代替性の検討のために生物モデルによる理論的考察、細胞による生物実験および早期舌癌に対する臨床研究を行った。生物モデル:LQモデルを元に高線量率組織内照射における不均等多分割照射の線量効果関係の算出を行った不完全回復を考慮したLQモデルにより不均等照射間隔-不均等分割線量の線量効果関係では、NSE(Nominal Standrd Effect)の値では6時間の照射間隔を設定した場合、半回復時間が1.5時間程度であれば半回復の影響はほとんど考慮しなくても問題がないと考えられた。晩発反応に関して耐容限界を低線量率連続照射の場合に70Gy/7日を採用してきたが、臨床データとの不一致を認め、耐容限界を85Gy/7日とした。しかし、晩発反応に関してはα/βを現在の3より大きく設定する必要があると思われる。生物実験:単層培養細胞での低線量率と高線量率の生物効果比は0.02%clonogeniccell生残率を与える線量で0.77であった。スフェロイドでは37°Cで放射線抵抗性を示し、スフェロイドを構成する細胞の大部分が低酸素状態におかれ、固形腫瘍のin vivoでの特性をよく示していると考えられる。SCD50(50%spheroid cure dose)で0.87であった。この値から臨床的に使用されている線量比0.86(低線量率70Gy→高線量率60Gy)は適当と考えられる。またHDRの場合、単細胞とは異なり、生物学的効果比は分割回数や1回線量によらず総線量のみで決定された。この結果からは1回線量を変化させても総線量を増減させる必要はないと考えられる。臨床結果:T1-2N0舌癌に対する高線量率と低線量率組織内照射に関する第III相比較試験を行った。局所再発は低線量率15例中2例に出現し、高線量率では13例全例に局所制御を得た。早期舌癌に対する低線量率連続組織内照射70Gy/4-9日は高線量率分割組織内照射60Gy/10分割/6日に置換しうることがわかった。LQモデルを使った理論計算、細胞を用いた生物実験および舌癌の臨床研究のいずれにおいても高線量率分割組織内照射は低線量率連続組織内照射に代替しうるものであることがわかった。低線量率連続照射に対する高線量率分割照射の代替性を考えるさいには放射線障害からの回復について調べる必要がある。1回照射と1日2回の多分割照射の比較では、細胞致死効果は多分割で低下し、各照射後の回復が寄与している。しかし、10T1/2細胞では照射回数を重ねるに従い、回復能力が低下し、特にslow type PLDRの能力が低下することが示唆された。また、42.1cGy/hのLDRと1回5.06Gy、1日2回のHDR照射では生物学的効果比はLDR/HDRで0.64-0.72であった。

この差異は細胞の障害修復能などで引き起こされたものと考えられる。さらに効果、修復能の検討を行う。舌癌の密封小線源治療におけるHDRとLDRの第III相比較試験:舌癌T1-2NOMOで1平面刺入例、舌縁発生例、厚みは10mm以下、PSは0-3、重篤な合併症を有しないものを対象とする。治療条件は、1)HDR群;60Gy/10回/日、2)LDR群;70Gy/4-9日とする。HDR群14例、LDR群15例が解析された。線量率はHDR群0.99-3.4Gy/min、LDR群0.30-0.81Gy/hであった。局所再発2例はすべてLDR群であった。頚部リンパ節再発はHDR群3例、LDR群4例にみられた。HRDとLDRでこれまでのところ効果よび副作用に差は認められなった。関根ら(東京慈恵医大)によるシミュレーションモデルによればHDR群の60Gy/10回/6日とLDR群の70Gy/7日が等価との決定は、半修復時間が1.5時間とすれば腫瘍のα/βは約25となり、通常の報告のなかで大きい値となる。舌癌の密閉小線源治療におけるHDRは従来のLDRの代替となりうる。生物実験と線量容積関係の物理的解析を加味し、シミュレーションモデルにより各臓器癌に対するHDRの標準照射様式の確立と適応拡大の研究を進める。生物モデル:LQモデルを元に高線量率組織内照射における不均等多分割照射の線量効果関係の算出を行った。不完全回復を考慮したLQモデルにより不均等照射間隔-不均等分割線量の線量効果関係では、NSE(Nominal Standard Effect)の値では6時間の照射間隔を設定した場合、半回復時間が1.5時間程度であれば半回復の影響はほとんど考慮しなくても問題がないと考えられた。晩発反応に関して耐容限界を低線量率連続照射の場合に70Gy/7日を採用してきたが、臨床データとの不一致を認め、耐容限界を85Gy/7日とした。しかし、晩発反応に関してはα/βを現在の3より大きく設定する必要があると思われる。生物実験:単層培養細胞での低線量率と高線量率の生物効果比は0.02%clonogeniccell生存率を与える線量で0.77であった。スフェロイドでは37°Cで放射線抵抗性を示し、スフェロイドを構成する細胞の大部分が低酸素状態におかれ、固形腫瘍のin vivoでの特性をよく示していると考えられる。SCD50(50% spheroid cure dose)で0.87であった。この値から臨床的に使用されている線量比0.86(低線量率70Gy→高線量率60Gy)は適当と考えられる。またHDRの場合、単細胞とは異なり、生物学的効果比は分割回数や1回線量によらず総線量のみで決定された。この結果からは1回線量を変化させても総線量を増減させる必要はないと考えられる。臨床結果:T1-2N0舌癌に対する高線量率と低線量率組織内照射に関する第III相比較試験を行った。局所再発は低線量率15例中2例に出現し、高線量率では13例全例に局所制御を得た。早期舌癌に対する低線量率連続組織内照射70Gy/4-9日は高線量率分割組織内照射60Gy/10分割/6日に置換しうることがわかった。LQモデルを使った理論計算、細胞を用いた生物実験および舌癌の臨床研究のいずれにおいても高線量率分割組織内照射は低線量率連続組織内照射に代替しうるものであることがわかった。
結合発振系にみられる4相同期現象とその応用に関する研究

多くの発振器を1つの抵抗を介し星形に結合した場合,発振器の数nが素数の場合にはn相同期現象がみられ,nが素数でない場合,特にnが4の場合には4相同期現象はみられず,2つの独立した逆相同期現象が生ずることは,筆者等の研究により明らかにされている.本研究ではまず4個の発振器の固有周波数が異なる場合について研究し,同期,2つの独立した逆相,および4相同期現象がみられることがわかった.次に各発振器の非線形特性が非対称の場合,星形抵抗結合の場合には4相同期現象がみられることがわかった.さらに4つの発振器を1組にしてネットワーク結合した場合には同期した位相パターンが見られ,セルラーニューラルネットワークの構成要素として有用であることを示している.またカオス発振器をキャパシタによって完全結合した回路ではカオスの同相周期同期およびカオスの4相同期現象がみられ,コルピッツ発振器などの3次元発振器を完全結合した系でも4相同期現象がおこることがわかった.さらに結合発振器系に外力を加えた場合の同期現象についても研究している.カオス発振器の結合系において発振器の種類が異なる場合について研究するために,新しいカオス発振器2種を提案し,それ自体の振舞と結合系における同期現象についても研究を行っている.多くの発振器を1つの抵抗を介し星形に結合した場合,発振器の数nが素数の場合にはn相同期現象がみられ,nが素数でない場合,特にnが4の場合には4相同期現象はみられず,2つの独立した逆相同期現象が生ずることは,筆者等の研究により明らかにされている.本研究ではまず4個の発振器の固有周波数が異なる場合について研究し,同期,2つの独立した逆相,および4相同期現象がみられることがわかった.次に各発振器の非線形特性が非対称の場合,星形抵抗結合の場合には4相同期現象がみられることがわかった.さらに4つの発振器を1組にしてネットワーク結合した場合には同期した位相パターンが見られ,セルラーニューラルネットワークの構成要素として有用であることを示している.またカオス発振器をキャパシタによって完全結合した回路ではカオスの同相周期同期およびカオスの4相同期現象がみられ,コルピッツ発振器などの3次元発振器を完全結合した系でも4相同期現象がおこることがわかった.さらに結合発振器系に外力を加えた場合の同期現象についても研究している.カオス発振器の結合系において発振器の種類が異なる場合について研究するために,新しいカオス発振器2種を提案し,それ自体の振舞と結合系における同期現象についても研究を行っている.Van der Pol方程式のように2階の非線形微分方程式で表される同じような発振器を2個何らかの方法で結合した場合、両発振器は互いに同相、または逆相で同期することは古くから知られており、また同じような発振器を3個を結合した場合には、3個の発振器は3相周期することも知られている。しかしながら全く同一の発振器4個を結合した場合には予想と異なり、4相同期現象は起こらず2つの逆相同期ペアのみが存在し、このペアは互いに同期しないことが筆者らによってかなり厳密に示されている。近年筆者らは3階の非線形微分方程式で表されるカオス発振器を4個結合した場合には4相に近い同期現象が見られることから、3階の非線形微分方程式で表される正弦波発振器4個を結合した場合には、カオス発振器の場合と同じように4相同期現象が見られるのではないかと予想して研究を進めたが、やはり4相同期現象は見られないことがわかった。しかしながら4つの発振器のパラメータ値をわずかにずらした場合には、2階および3階の微分方程式で表される両方の場合ともほぼ4相に近い現象が見られることが、実験及び計算機シミュレーションで確かめることが出来た。多くの発振器を1つの抵抗を介し星形に結合した場合,発振器の数nが素数の場合にはn相同期現象がみられ,nが素数でない場合,特にnが4の場合には4相同期現象はみられず,2つの独立した逆相同期現象が生ずることは,筆者等の研究により明らかにされている.本研究ではまず4個の発振器の固有周波数が異なる場合について研究し,同期,2つの独立した逆相,および4相同期現象がみられることがわかった.次に各発振器の非線形特性が非対称の場合,星形抵抗結合の場合には4相同期現象がみられることがわかった.さらに4つの発振器を1組にしてネットワーク結合した場合には同期した位相パターンが見られ,セルラーニューラルネットワークの構成要素として有用であることを示している.またカオス発振器をキャパシタによって完全結合した回路ではカオスの同相周期同期およびカオスの4相同期現象がみられ,コルピッツ発振器などの3次元発振器を完全結合した系でも4相同期現象がおこることがわかった.さらに結合発振器系に外力を加えた場合の同期現象についても研究している.カオス発振器の結合系において発振器の種類が異なる場合について研究するために,新しいカオス発振器2種を提案し,それ自体の振舞と結合系における同期現象についても研究を行っている.
中期ビザンツ帝国におけるタグマの研究

平成15年度の研究成果として,8世紀中葉から9世紀初頭にかけてのタグマとは,いまだ国家における「中央軍」としての役割を果たすまでには至っておらず,むしろその司令官を中心として帝国政府の政治過程に深く関わるなど,皇帝あるいはそれを擁立しようとする勢力の手先となって活動する「近衛連隊」と呼ぶべき存在であったことが判明した。以上の成果を受けて,本年度は「近衛連隊」としてのタグマのその後の展開を考察することにした。その際に注目されたのがタグマの兵力規模の問題である。W・トレッドゴールドは,同時代に活躍したイスラム圏の地理学者のデータをもとにして,9世紀初頭に整備された4つの騎兵タグマ(近衛連隊)のそれぞれが4000名,合計1万6千の兵力を擁していたと推計した。これに対してJ・ハルドンからは,これは余りにも大きな見積もりであり,タグマは首都近郊に駐屯するより小規模な集団であると反論がなされている。本研究では,時代はやや下って10世紀となるが,実際の帝国による遠征の軍備・人員を詳細に記録した『ビザンツ帝国儀式について』に収められている記述に注目した。そこに登場するタグマの兵力は,各々の連隊ごとに数百名程度であり,記述内容からタグマごとの総兵力はせいぜい1千名前後であるとの推計が妥当であることが判明した。つまり,十分な整備がなされた時期のタグマの全兵力は45千名前後となるのである。ここからは,トレッドゴールドの推計は修正を求められることとなり,あわせて当時においてさえタグマを「中央軍」といった独立した決戦兵力と見なすことはふさわしくない,との結論が導き出せるのである。まず,基礎となるデータ収集作業を実施して,プロソポグラフィー研究文献を手元に完備した。そして,各タグマ,あるいはその指揮官職であるドメスティコスごとに登場年代と活動の主な内容のリストを完成させた。その上で,主な史料である『テオファネスの年代記』などをもとに,時代ごとにタグマとその指揮官についてのより詳細で具体的な動向に関する徹底的な洗い出しをおこない,分析を加えた。ここからの結果として,後に「中央軍」とも呼ばれ,当時において国家の機軸となる軍事力である地方のテマ軍と対比されてきた皇帝直属の主力4騎兵連隊タグマのそれぞれの成立時期を特定した。すなわち,スコライ連隊とエクスクービテス連隊については8世紀中葉での再編が確実であること,ビグラ連隊については8世紀後半の成立あるいは再編の可能性が高く,4つ目のヒカナトイ隊については9世紀初頭のニケフォロス1世の治世に,ともかくもその編成がなされたことである。さらに,8世紀中葉から9世紀初頭にかけての年代記史料に登場するタグマならびにその指揮官の動向を分析すると,彼らの軍事活動はさほど目立ったものではなく,むしろタグマやその指揮官は首都の宮廷を中心とした陰謀やクーデタを通じて,帝国の中央における政治過程に深く関わっていた実情が明らかとなった。ここからは,この時期におけるタグマとは,帝国の軍隊の一翼を担う「中央軍」,つまり首都を防衛する最終的な決戦兵力というよりは,皇帝やあるいはそれを擁立しようとする勢力の手足となって活動する近衛連隊と呼ぶべき存在であることが判明した。昨年度の研究成果として,8世紀中葉から9世紀初頭にかけてのタグマとは,いまだ国家における「中央軍」としての役割を果たすまでには至っておらず,むしろその司令官を中心として帝国政府の政治過程に深く関わるなど,皇帝あるいはそれを擁立しようとする勢力の手先となって活動する「近衛連隊」と呼ぶべき存在であったことが判明した。

W・トレッドゴールドは,同時代に活躍したイスラム圏の地理学者のデータをもとにして,9世紀初頭に整備された4つの騎兵タグマ(近衛連隊)のそれぞれが4000名,合計1万6千の兵力を擁していたと推計した。これに対してJ・ハルドンからは,これは余りにも大きな見積もりであり,タグマは首都近郊に駐屯するより小規模な集団であると反論がなされている。本研究では,時代はやや下って10世紀となるが,実際の帝国による遠征の軍備・人員を:詳細に記録した『帝国儀式の書』に治められている記述に注目した。そこに登場するタグマの兵力は,各々の連隊ごとに数百名程度であり,記述内容からタグマごとの総兵力はせいぜい1千名前後であるとの推計が妥当であることが判明した。つまり,十分な整備がなされた時期のタグマの全兵力は4千名前後となるのである。ここからは,トレッドゴールドの推計は修正を求められることとなり,あわせて当時においてさえタグマを「中央軍」といった独立した決戦兵力と見なすことはふさわしくない,との結論が導き出せるのである。
大メコン川流域圏における地方大学の可能性と質保証による能力開発に関する比較研究

今年度は本研究プロジェクトの最終年度であり、大メコン川流域圏のインドシナ諸国における高等教育改革の現状と展望について多様な角度から検証を加えた。3年間の最終的な成果の一つとして、Springer社より『東南アジアの教育改革と能力開発』と題した著書を、代表者の北村が編者の一人として出版した。同書には、本研究プロジェクトの前代表者である廣里恭史博士(現アジア開発銀行上級教育専門官)や分担者の小川も執筆参加しており、まさに本研究プロジェクトの集大成として位置づけることができる。さらに、同書には、米国や東南アジア諸国の研究者たちも参加しており、本研究プロジェクトが国際的な視野のもとで展開されたことを示している。とくに、同書の中では東南アジア諸国(とくにインドシナ諸国)の教育改革を分析するためのフレームワークを提示し、そのフレームワークにもとづき国別の事例研究を行なっている。そのなかで、教育改革の推進のためには国レベルでの能力開発が不可欠なことを結論として導き出しており、とくに高等教育レベルでは質保証の面からも能力開発の重要性をしてきしている。このように、本研究プロジェクトの目的を遂行した成果として同書を捉えることができる。また、代表者の北村ならびに協力者の小川と米澤は、それぞれ個別の論文においても、高等教育の分析フレームワークと事例研究を行い、学会誌等に成果を発表した。本研究プロジェクトの成果を土台として、今後、さらに大メコン川流域圏の地方大学の展開について検証を継続していく予定である。平成18年度の主な研究活動は以下の通りである。課題1:大メコン川流域圏(Greater Mekong Subregional Program : GMS)プログラムに関する文献を基に、GMSプログラムの現状と「回廊」に関する調査を行う。課題2:大学認証評価基準についての文献・事例サーベイを行い、大学評価基準の検討を行う。課題3:大学評価基準の現状を把握するため、新興の地方大学を訪問し、望ましい質水準との差異を検討する。課題4:GMS域内経済社会格差の是正における地方大学の戦略的な位置づけを明らかする。課題1については、文献と事例サーベイを実施した。課題2についても文献・事例サーベイを行い、中井俊樹(分担者)による「大学教育の質向上のための教員・学生・大学組織の役割と相互関係:『ティップス先生からの7つの提案』を活用した教授学習支援」を刊行した。課題3については、本年度は、ラオス、カンボジア、タイ、インドネシアを訪問し、地方大学を対象とした予備調査を通して、各国の大学評価基準情報を入手し、適宜、翻訳を行った。課題4については、特にラオス北部の中核都市であるルアン・プラバンにあるソパノボン大学、南部の中核都市であるパクセにあるチャンパサック大学を訪問し、地域格差是正の観点より、人材育成における地方大学の役割を明確化した。課題3と課題4に関する成果の一部は、分担者である北村友人(監訳)の『アジアの高等教育改革』玉川大学出版部(2006年)に含まれている。また廣里恭史(研究代表者)は、平成18年7月にタイのバンコクで開催された『世界大学学長サミット』に出席し、文献・資料の収集を行うとともに、海外研究協力者からの助言を受けた。大メコン川流域圏(Greater Mekong Subregion: GMS)では経済的「回廊」を建設し、GMSの市場統合を促進させ、域内の経済成長と格差の是正を目指している。近年になってそれらの「回廊」の中核地方都市における人材育成を担う新興の地方大学が誕生し、回廊の人的ボトルネック(隘路)の解消という重要な役割を担っている。しかし、それら大学の物的、人的、制度的基盤は脆弱であり、量と質を伴った人材の育成に至るには多くの課題が存在している。本研究は、このような背景と問題意識のもと、今年度はGMSにおける新興の地方大学の現状を分析し、その課題と可能性を明らかにした。とくに、ベトナム、ラオス、カンボジアの3カ国における大学評価基準や評価機構の現状について調査を行い、バックグラウンド・ペーパーやモノグラフとして刊行した。また、それらの成果は、現在、出版準備中の書籍(『開発途上国への基礎教育支援-国際的なアプローチと実践』学文社より平成20年度に刊行予定)の各章に活用されている。本研究は、GMS域内諸国における地方大学の質保証を通じた能力開発の比較によって、GMS内及びアセアン大学間ネットワーク化に資する知見と情報・データを提供することを最終的な目的としており、そこに学術的な意義ならびに実践的な重要性を見出すことができるであろう。

このように、本研究プロジェクトの目的を遂行した成果として同書を捉えることができる。また、代表者の北村ならびに協力者の小川と米澤は、それぞれ個別の論文においても、高等教育の分析フレームワークと事例研究を行い、学会誌等に成果を発表した。本研究プロジェクトの成果を土台として、今後、さらに大メコン川流域圏の地方大学の展開について検証を継続していく予定である。
5f系ホウ素炭化物の強い磁性と超伝導

本研究の目的は、我々が最近見いだしたウラン層状化合物UT_2B_2C(T=Ni,Rh)の異常に強い磁性の起源、及びトリウム化合物ThNi_2B_2C,ThPt_2B_2Cの超伝導特性を明らかにすることであった。この為に以下のような研究を行ない、新たな知見を得た。(1)参照物質としてセリウムを含むCeRh_2B_2Cを合成した。その磁気測定からこの化合物が非磁性の価数揺動系である事を見いだし、Ceの4f電子もRhの4d電子と強く混成する事を明らかにした。(2)ThNi_2B_2CとThPt_2B_2Cのトンネル分光によって、超伝導ギャップの温度変化を測定した。測定結果はBCS理論の結果に良く一致したので、通常の電子-格子相互作用によって超伝導が実現していると判断された。(3)ThNi_2B_2C中の^<11>B核の核磁気緩和の測定が姫路工大の小原研究室と共同で行われた。超伝導転移温度6.5K以下での緩和時間はBCS超伝導体の場合とはかなり異なるが、その原因は掴めていない。(4)赤外線加熱炉を用いた浮遊帯法によってUNi_2B_2Cの単結晶育成を試みた。ところが、出発原料のウランの純度が良くなくないために、育成中に表面が酸化されてしまった。良質なウラン原料が入手でき次第、再度結晶育成を試みる予定である。(5)15Kの超伝導転移温度を持つYNi_2B_2CにUを不純物として入れたY_<1-x>U_xNi_2B_2Cの多結晶試料を作製した。その超伝導特性がウラン濃度と共にどの様に変化するかを交流帯磁率と比熱の測定によって現在研究している。
分子コンピュータによる並列演算器の開発

光応答性物質を入れた光学セルを二次元的に配置した光応答性分子二次元配置素子を演算素子として、複数の入力情報を画像の形で演算素子に照射することで、並列処理を行う並列演算分子コンピュータの開発を進めた。この計算装置の開発は、ハードウェアとソフトウェアの両面から開発を行った。ハードウェアに関する研究は、昨年度に開発した深さ100μmのマイクロセルを数万個並べた光学マルチセルに光応答性分子を入れた状態で、照射した情報が光学マルチセルに蓄積されることを確認した。しかも、本コンピューティングでは光応答性分子を溶媒に溶かした溶液を使用しているため、溶媒の蒸発が一つの問題であったが、光学マルチセルを新規に開発した透明の容器に入れて使用することで、問題を解決することができた。ソフトウェアに関する研究は、蟻などの昆虫がフェロモンと呼ばれる情報伝達物質を用いて複雑な社会を形成している点に注目し、その情報伝達物質による人工知能的なアルゴリズムを本研究課題の分子コンピュータに組み入れる手法の開発を進めている。例えば、光学マルチセルをマップ、移動する車の位置を光照射位置として、信号を含む道路交通網をシミュレートする。その結果、光応答性分子が濃く変色する部分が渋滞位置として現れる。この手法を用いることで、道路上の車の渋滞状況を光応答性分子の色の濃さとして数値化することができた。渋滞度を数値化することで、道路交通の状況を変えた場合の渋滞度を比較することで、最適な交通制御を導き出せるシステムを開発した。また、蟻が索餌行動で分泌するフェロモンを光応答性分子に、蟻の位置を光照射位置とみなし、色の濃い光応答性分子の位置に照射光が引き寄せられるアルゴリズムを加えることで経路探索を行うアルゴリズムの構築を、本提案の分子コンピュータの動作をシミュレーションにより進めた。光応答性物質が入った光学セルを二次元配列させた光応答性物質を用いることで、入力情報の画像化により並列処理を行う並列演算型分子コンピュータの開発を進める。この計算機に関して、ハードウェアとソフトウェアの両面から開発を行った。ハードウェアに関する研究として、この分子コンピュータの演算の中心部品である光学マルチセルの高性能化を行った。特に、入力信号に対する光応答性物質の感受性を高めるために、開口部と深さのアスペクト比の高い光学セルの開発を進めた。現在、板上に深さ100・mのマイクロセルを4万個ほど並べた構造が完成している。同時にソフトウェアに関する研究として、蟻などの昆虫は、フェロモンと呼ばれる化学物質を使い社会システムを構築している。フェロモンによる意思伝達手法を他の化学物質に置き換えることで、社会システムを分析・制御を行うアルゴリズムを生み出せないかと考えている。フェロモンを光応答性分子に、同様にフェロモンマップを光応答性分子が入った光学マルチセルに置き換えることで、複雑な社会システムの計算を本提案の分子コンピュータで実現するための数理モデルやアルゴリズムの構築している。この変色部への信号制御のフィードバックを加えることで、効率性のよい道路交通網の立案を目指す。
経済の情報化に伴う金融規制の革新:日本と韓国の比較

日本の金融システムは、情報化、産業の構造調整、高齢化、高度成長の終焉、失業率の上昇などの経済全体の環境変化と、これまでの相対型取引を中心とした経済制度の一部としての位置づけからすると、資本市場を中心とした金融システムへの移行は少なくとも短期間ではありえない。逆に、膨大な移行のための制度設計のコストをかけるよりは、現行の銀行中心のシステムを修繕しながら、その機能と効率性を高める方向に進む戦略を選ぶ方が望ましいと言える。こうした指摘は、多様な分野における制度改革を行った韓国にそのまま適応できないが、少なくとも金融部門における規制当局のスタンスには、かなりの裁量権が残されており、その点を強調した両国の比較分析は有意義である。理論的には、エージェントとプリンパルの異なる利害関係から生じる問題を、両者の効用関数の差異を取り上げて分析した前年度の研究成果を(効用関数に自分の効用のみではなく、他人の効用を取り入れた場合、最適な生産量が従来の研究結果と異なる結果)応用している。金融機関をエージェントとして、複数の金融機関が規制当局からのレントの獲得における差に敏感に反応する状況を想定した場合、結果的に金融部門の過剰生産がありうることを説明できる。銀行部門に限って言えば、いわゆるオーバーバンキングあるいは、過剰な貸出である。こうした結果から、規制当局の金融部門におけるレントをベースにした金融規制は、高度成長が終焉した時期においては、適切ではないという結論が得られる。まず、金融規制を理論的に議論するための1つの枠として、エージェントとプリンパルの異なる利害関係から生じる問題を、両者の効用関数の差異を取り上げて分析した。効用関数に自分の効用のみではなく、他人の効用を取り入れた場合、最適な生産量が従来の研究結果と異なる結果が得られている。「IT化」の具体的な意味と経済に対する含意を理解ため、比較金融システムに関する議論をまとめた後、日本の金融制度の変化の可能性を、巨大化と民営化の視点から検討した。ただし、その方向への進展は、過剰供給体制の解消を失業問題などの理由から、大局的には積極的に進められない制約のもとで、局所的な都市銀行の競争がもたらす効率化の成果がどれくらい働くかが要になる。幸い、製造業を中心とした高い国際競争力を持つ日本の企業が健在している。また、それらの企業は系列関係と言われる強い取引関係を形成し、相対型の取引様式をメインにとっている。こうした、好業績を実現できる日本の企業がフルに潜在力を果たしながら、結果的な負け組の処理を如何に社会的に実現するかの合意が政治的に必要な時点である。

銀行部門に限って言えば、いわゆるオーバーバンキングあるいは、過剰な貸出である。こうした結果から、規制当局の金融部門におけるレントをベースにした金融規制は、高度成長が終焉した時期においては、適切ではないという結論が得られる。
肺高血圧症における肺循環の構造的再編成に関する病理学的研究

肺高血圧は進行に伴い、肺動脈に閉塞性病変が発生、増悪して末期には非可逆的なEisenmenger症候群に陥るが、この状態に至る迄には側副血行路の発達等により肺の循環構造は大幅に再編成されると考えられる。循環動態変動の機序を理解するには、閉塞性病変の肺動脈樹における分布と血管床全体の狭小度、また側副路の発達様式などを解析する必要があり、しかし三次元可視化の技術的困難も手伝い、この視点からの研究は行なわれていない。そこで本研究では肺高血圧を合併した先天性心疾患の人肺からHeath-Edwards2-3度の2例、4度以上の9例、さらに正常2例を選び、肺の連続切片から計算機による再構成を行ない、肺動脈樹における閉塞性病変および側副血行路の三次元マッピングによって次の結論を得た。1)Heath-Edwards2度の段階では肺血管床のごく一部が閉塞されるにすぎないが、3から4度にかけて閉塞は高度となり、次第に分布も肺内に一様になる。この様に、肺高血圧の進行に伴う循環動態の変化は、動脈病変の質的変化よりは病変の密度・血管床の狭小度など、量的側面と相関する。2)血管病変は種類により分布に特徴があり、病変の発生に血行力学的因子が関与すると考えられる。3)4度病変の末梢側に続発する"dilatationlesion"は一部は側副血行路として機能することを確かめた。これは閉塞部をまたぐ形で形成され、細し気管支動脈枝に連結するが、同時に肺高血圧では区域気管支に併走する上位の肺動脈・気管支動脈間にも吻合が発達している。従ってこの場合は近位部で肺動脈の血流が気管支動脈に流入、この系をかりて末梢に達する「バイパス型」側副血行が主体であり、そう仮定することより多くの臨床像が理解可能であることが示された。この最後の点はさらに検証を行なうべく、目下実験的研究を計画中、また以上に解明した病変分布様式を肺生検による病理診断にいかに反映するかに研究を展開したい。目的と方法:肺高血圧,とくに先天性心疾患に随伴するものでは,肺動脈病変の進行に伴い高血圧が非可逆化するが,病変分布,血管床の狭小度,側副循環路の形成様式などに未解決の問題が多い.これは従来の研究が,動脈病変一個の質的な解析に終始したためと考えられる.そこで肺の血管樹を総体として扱うことにより病態を解明すべく,種々の病期にある肺高血圧の生検・剖検材料(現在11例)から肺の連続切片を作成し,肺血管の断面像を画像解析装置を用いて連続二次元像として抽出,三次元コンピュータ画像処理装置を用いて肺動脈樹の広範囲の立体可視化を実施した.この画像上に各種の動脈病変のマッピングを行うことにより,肺循環の動態を解析している. 62年度における研究の概況:現在すべに次の知見を得ている.1.肺動脈の閉塞性病変はすべて外径150μm前後の細動脈に生ずる.2.病変は従来, HeathーEdwardsの基準で質的に分類され,それに基づき病期決定が行われてきたが三次元マッピングの結果からは,病期進行はむしろ閉塞性病変の数の増加,それによる血管床の狭小化に相関することが明らかになった.3.閉塞性病変の代表的な2型であるPlexiform lesionと内膜線維化による閉塞は,それぞれ血管樹の一定の部位に生ずる傾向があり,病変発生に血行動態面の因子が関与すると考えられる.

4.三次元的にPlexiform lesionの内部には蔓状の小血管網が見出されるが,血流は10%以下,内膜線維化の部位ではしばしばゼロと推定される.5.通常,この様な進行した肺高血圧症例においても23l/min程度の肺血流は維持されているが,上の結果からは肺動脈床には,既にその余地はなく,側副循環の発達による代償が不可欠と考えられる. 63年度の計画:以上から,高血圧の進行に伴い肺循環は逐次側副路に肩代りされることが予想される.そこで次年度は気管支動脈系を含めて肺循環再編成の様相を解明して行く予定である.昭和63年度は前年度に引き続き、進行したHeath-Edwards4度の肺高血圧において、肺の循環動態が側副血行路の発達によりどの様に再編成されて行くかを主に解析し、次の様な成果をあげた。4度病変を有する9症例の肺連続切片から、コンピュータ画像処理システムを用いて連続断面像を入力し、肺動脈・その動脈病変による閉塞・気管支動脈・側副血行路などを三次元再構成により血管樹上にマッピングを行い解析した。〔結果〕4度肺病変を有する肺高血圧例では、症例によっては肺動脈床はほぼ100%閉塞状態にあることを前年度の研究で明らかにした。この様な例では、閉塞部の末梢側には特有の血管拡張があり、"dilatation lesion"と呼ばれるが、この拡張部は一部が側副路として機能していることが周囲血管との関係で確認した。すなわち、拡張した血管は閉塞部にまたぐ形で発達し、終末細気管支に併走する細小の気管支動脈枝に連結、これを他方では肺胞域の毛細血管床に結び付けている。しかしこの場合、気管支動脈の主幹部は特別は発達を示さず、気管支動脈血流が増加していると考えられないのである。この点は次の様な検討により解明することができた。すなわち肺高血圧例では、肺門に近い太い気道(区域気管支)に併走するレベルで、肺動脈と気管支動脈の間に別な吻合を豊富に形成しているのが見出されたが、この部位で高圧の肺動脈から気管支動脈に血流が流入し、肺内気管支動脈をかりて末梢に流れ、dilatationlesionを経て閉塞部を迂回し、肺胞域に到達するという形で肺循環が再編成されていることが考えられる。「バイパス型」循環とでも称すべき形で、この様な循環動態が支配すると仮定することにより、肺高血圧症例にみられる臨床的な現象の多くが理解可能になる。今後、この仮定を検証すべく、実験的研究を計画中である。
塩基の配位していないシリル(シリレン)錯体およびそのゲルマニウム類縁体の合成

(1)メチルタングステン錯体Cp^*W(CO)_3Me(Cp^*=η-C_5Me_5)をヒドロジシランHSiMe_2SiMe_3共存下で光照射したところ,シリル(シリレン)タングステン錯体のカルボニル配位子の酸素が別の分子のシリレン配位子に互いに配位して二量化した錯体[Cp^*W(CO)_2(=SiMe_2)SiMe_3]_2(1)が得られた。一方メチルタングステン錯体を嵩高い置換基もつヒドロジシランHSiMe_2SiMeMes_2存在下で光照射したところ,塩基の配位していないシリル(シリレン)タングステン錯体Cp^*W(CO)_2(=SiMes_2)SiMe_3(2)が得られた。2は初めての塩基で安定化されていないシリル(シリレン)錯体であり,本研究の最大の目標としていた化合物である。1および2の結晶構造解析に成功し,タングステンーシリレン配位子間が非常に短いことなど,その特異な構造を明らかにした。(2)ジゲルミルタングステン錯体Cp^*W(CO)_3GeMe_2GeMe_3を光照射したところ、塩基の配位していないゲルミル(ゲルミレン)タングステン錯休Cp^*W(CO)_2(=GeMe_2)GeMe_3(3)が定量的に得られた。これはメチル基という小さなアルキル基のみをゲルマニウム上に持つゲルミレン錯体の初めての例である。錯体3にFe_2(CO)_9を反応させたところ,ゲルミル基がタングステンから鉄に転位し,ゲルミレン配位子が2つの金属原子を架橋した錯体CP^*(OC)_3W(μ-GeMe_2)Fe(CO)_3GeMe_3がほぼ定量的に生成した。これはゲルミレンー金属結合に配位不飽和な金属フラグメントが付加した初めての例であり,またゲルミル基が2つの金属の間を転位した初めての例である。(1)ジシラニルタングステン錯体Cp^*W(CO)_3SiMe_2SiMe_3(Cp^*=η-C_5Me_5)を重ベンゼン中で光照射したところ,シリル(シリレン)タングステン錯体のカルボニル配位子の酸素が別の分子のシリレン配位子に互いに配位して二量化した錯体[Cp^*W(CO)_2(=SiMe_2)SiMe_3]_2(1)が得られた。1の結晶構造解析に成功し,タングステン-シリレン配位子間が非常に短いことなど,その特異な構造を明らかにした。また1は溶液中で非等価なシリレン配位子上のメチル基の交換による動的挙動を示すことを見いだし,速度論的研究からその機構を明らかにした。(2)ジゲルミルタングステン錯体Cp^*W(CO)_3GeMe_2GeMe_3を光照射したところ、塩基の配位していないゲルミル(ゲルミレン)タングステン錯体Cp^*W(CO)_2(=GeMe_2)GeMe_3(3)が定量的に得られた。

2の結晶構造解析を行ったところ、結晶中ではカルボニル配位子の酸素が別の分子のゲルミレン配位子に互いに弱く相互作用した2量体を形成していることが明らかになった。しかし溶液中では塩基の配位していないゲルミル(ゲルミレン)錯体単量体として存在していることが各種分光学的測定の結果から明らかになった。また、2はゲルミル基からゲルミレン配位子ヘメチル基の分子内1,3-転移をNMR夕イムスケールで起こしていることを明らかにした。(1)タングステンメチル錯体Cp^*W(CO)_3Me(Cp^*=η-C_5Me_5)を嵩高い置換基もつヒドロジシランHSiMe_2SiMeMes_2存在下で光照射したところ,シリル(シリレン)タングステン錯体Cp^*W(CO)_2-(=SiMes_2)SiMe_3(1)が得られた。1は初めての塩基で安定化されていないシリル(シリレン)錯体であり,本研究の最大の目標としていた化合物である。1の結晶構造解析に成功し,タングステンーシリレン配位子間が非常に短いことなど,その特異な構造を明らかにした。また1の^<29>Si NMRを測定したところ,シリレン配位子のケイ素に帰属されるシグナルは380.9ppmという,これまでに例の無い低磁場に現れることが明らかになった。(2)昨年度合成に成功した塩基の配位していないゲルミル(ゲルミレン)タングステン錯体Cp^*W-(CO)_2(=GeMe_2)GeMe_3にFe_2(CO)_9を反応させたところ,ゲルミル基がタングステンから鉄に転位し,ゲルミレン配位子が2つの金属原子を架橋した錯体Cp^*(OC)_3W(μ-GeMe_2)Fe(CO)_3GeMe_3がほぼ定量的に生成した。これはゲルミレン-金属結合に対する配位不飽和種の付加反応として初めての例であり,またゲルミル基が2つの金属の間を転位した初めての例である。(3)シリレンおよびゲルミレン錯体の研究を発展させ,陽イオン性シリレン錯体およびシリリン錯体と等電子構造の関係にあるガリル錯体およびガリレン錯体の研究を開始した。その結果,塩基で安定化された裸のガリウム架橋錯体の合成に初めて成功し,またガリレン架橋錯体の幾何異性化反応を発見しその速度論的解析に成功するなど,多大な成果を得た。
ネットワーク移動可能なMCUによる多地点間テレビ会議システムの高度化に関する研究

本研究では,今後のテレビ会議システムで需要拡大が確実な多地点間接続(MCU)の高度化を目的とした,広域ネットワーク上を透過的に移動できるストリーム多地点接続機構を提案した。仮想化技術とIP移動透過技術を組み合わせた仮想計算機(VM)の広域マイグレーションをリアルタイムアプリケーションに適用するためのQoS保証手法を確立し,さらにMCU機能を展開するためのプラットフォームについて検討した。加えて,このようなテレビ会議システムを想定したIPマルチキャストによるストリームデータ通信を,無線LANに接続された移動端末で利用するためのQoS技術についても検討した。本研究では,広域ネットワーク上を透過的に移動できるMCU(ストリーム多地点接続装置)機能の開発を目的としている。そのために本年度は主に,MCUを動作させるVM(仮想計算機)の広域マイグレーションにおけるQoS保証制御方式について検討を行った。以下に各々について具体的に述べる。1.VMマイグレーションにおける通信途絶時間短縮のためのバッファリング機構の検討:Linux上で動作する仮想計算機モニタであるXenとKVMを取り上げ,これらのライブマイグレーションプロトコルについて調査した。また,マイグレーションによるVM停止時間中に中継(バッファリング)サーバを経由させることで,パケット損失や遅延によるストリームへの影響を抑えるためのプロトコルの検討を行っている。現在,IPマルチキャストを併用した中継プロトコルを検討しており,次年度以降も継続した検討および実装を行う予定である。2.中継サーバを利用した移動透過IPマルチキャストの実装と評価:VMの広域マイグレーション時と同様にハンドオーバ動作をする移動端末が,L3ネットワーク上を移動しながら継続してストリームを受信するための,中継サーバを用いた配信手法を検討した。本結果より,ソフトウェア処理による中継ノードが十分実用的であることを明らかにした。3.検証環境の構築:2台のVMホストとL3ルータおよびファイルサーバから構成される,広域VMマイグレーションを想定した研究室検証環境を構築した。本研究では,今後のテレビ会議システムで需要拡大が確実な多地点間接続(MCU)の高度化を目的とした,広域ネットワーク上を透過的に移動できるストリーム多地点接続機構を提案する。研究代表者らがこれまで進めてきた仮想化技術とIP移動透過技術,ストリームQoS制御技術に関する研究を多角的に組み合わせ,仮想計算機(VM)の広域マイグレーションをリアルタイムアプリケーションに適用可能なQoS保証手法の確立とMCU機能を展開するためのプラットフォームへの実装を進めた。以下に本年度の実績について具体的に述べる。1.VM広域マイグレーション時のストリーム途絶時間を短縮するため,中継サーバを用いたマイグレーション支援の方法について検討した。プロトタイプを実装し,その一部を移動透過IPマルチキャストに対応する広域マイグレーションのための中継機能として利用することで,その有効性について検証した。これらの成果の一部について研究発表も行った。2.無線環境からのクライアント接続を想定し,無線LAN環境におけるIPマルチキャスト通信の特性評価とQoS制御手法について検討した。通信品質に応じてIPマルチキャストとIPユニキャストを使い分けることで,映像配信における品質劣化を抑制できることを確認した。この成果の一部についても研究発表を行った。3.MCUを動作させることを想定した,広域ストリーミングプラットフォームへの上記QoS機構の導入と検証についても実施した。
ランタノイドのオキシ水酸化物の結晶合成と機能性評価

独自に開発した合成手法を駆使して、ランタノイドのオキシ水酸化物の結晶を合成し、得られた良質な結晶を用いた物性評価により、これまで明らかにされていなかった同物質群の基礎物性を評価した。合成に成功した結晶のうち、ガドリニウムのオキシ水酸化物は、赤色発光中心となるユウロピウムイオンを添加することで高い量子収率を示し、特殊用途の蛍光体の新しいホスト相としての利用が期待できることを示した。15種類あるランタノイドLnのうち、La,Nd,Sm,Eu,Gdの5つについて、そのオキシ水酸化物LnOOHの良質な結晶の合成条件を明らかにした。これらのオキシ水酸化物のうち、GdOOHは蛍光体のホスト相として利用可能であると考え、赤色発光中心であるEu^<3+>をドープしたGd_<1-x>Eu_xOOH(x=00.5)の結晶を合成した。得られた結晶は、最大で長さ1.2mm程度の板状となった。粉末X線回折のデータを用いたRietveld法による解析により、得られた結晶は全組成範囲で空間群P2_1/mの単斜晶であり、Eu^<3+>の含有量の増加に伴い単位胞の体積が増加した。波長617nmで測定した励起スペクトルにおいては、x=0.1以下の低濃度領域で、蛍光中心の直接励起による蛍光がxの増加に伴って増加した(励起波長350nm以上の領域)。一方、励起波長が315nm以下の領域では、ホスト相からのエネルギー移動の効果が観測されたが、この効果には組成依存性がほとんど見られないという特異なスペクトルを見出した。絶対PL量子収率測定装置により測定した励起波長243nmにおけるGd_<1-x>Eu_xOOHの量子収率は、x=0.1において最大27%となり、水酸基を含む化合物としては高い値を示すことを明らかにした。また、x=0.2以上になると濃度消光により量子収率が急激に減少したが、これらの挙動についてパーコレーションモデルを用いた解析を行った。本研究では、我々が独自に開発した結晶合成手法を駆使してランタノイドのオキシ水酸化物の良質な結晶を合成し、その結晶学的性質と量子収率を含む蛍光特性の評価、解析を行っている。特に、ガドリニウム(Gd)のオキシ水酸化物GdOOHをホスト相として、赤色発光中心となるユウロピウム(Eu)イオンをドープしたGd_<1-x>Eu_xOOH(x=01.0)の結晶において、照射光340nm以下の短波長領域で、ホスト相からEuイオンへのエネルギー移動に対応する母体増感が生じることを明らかにした。また、絶対PL量子収率測定装置により評価した量子収率が、x=0.1において最大27%となることなどを明らかにした。この蛍光結晶の量子収率の更なる向上のために、酸化物において特性改善が報告されているサマリウムやテルビウムなどの他のランタノイドイオンの同時置換を行った結晶を合成し、その蛍光特性評価を行った。しかしこれらのイオンの単なる同時置換では、特性改善が期待できないことがわかった。また、同系に対するパーコレーションモデルを用いた詳細な解析により、同物質内のEuイオン間では、三次元的なエネルギー交換が生じていることがわかった。量子収率の改善のためには、濃度消光により発光効率が低下するEu含有量をより高濃度側にシフトさせることが有効であり、そのためには層状構造物質内における発光中心イオン間で、二次元的なエネルギー交換のみが行われよう結晶構造を制御することが重要となる。そのような蛍光結晶の合成のために、置換型オシキ水酸化物の合成に着手し、様々な置換型結晶の合成条件を明らかにすることに成功している。本研究では、独自に開発した結晶合成手法を駆使してランタノイドのオキシ水酸化物の良質な結晶を合成し、その物性評価と解析を行った。特に、ガドリニウムGdのオキシ水酸化物GdOOHは、アルカリ雰囲気下で高い化学的安定性を有するため、特殊用途の蛍光体ホスト相としての利用が期待できる。我々の前年度までの研究で、同物質に赤色発光中心となるユウロピウムEuイオンを置換したGd_<1-x>Eu_xOOH結晶は、高い量子収率(最大27%)を有することが明らかにされ、パーコレーションモデルを用いた解析により、Euイオン間の距離を変化させることで、量子収率を改善できることが示唆されていた。この結果を受けて、ホスト相中のGdサイトに、イオン半径の異なるイットリウムYやランタンLaなどの希土類イオンを同時置換した結晶を合成し、その結晶学的性質と量子収率を含む蛍光特性を評価することで、同系における希土類元素の同時置換効果を評価した。作製した同時置換型物質の結晶構造は、全組成範囲で空間群P2_1/mの単斜晶となり、その単位格子体積は同時置換した元素の含有量に依存して変化した。

ところが、同時置換した元素のイオン半径の大小によらず、結晶中に導入されたひずみ等により、いずれの場合でも量子収率が置換量に依存して低下した。一方で、元素の同時置換によるひずみの発生が少ないと考えられるLa_<0.9>Eu_<0.1>OOHでは、その量子収率が32%となり、Euイオン間の距離をわずか数%変化させることで、量子収率が改善できることが実験的に明らかにされた。以上の結果から、ひずみの少ない結晶構造を有し、かつ蛍光イオン間の距離をさらに大きくすることができれば、さらなる蛍光特性の改善が可能であると結論した。