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グローバル化した世界における哲学的「人権」概念の研究

本研究の第一の成果は、日独倫理学コロキウムを4回開催し(ドイツで3回、日本で1回)、国際研究交流を実現したことである。グローバル化した世界における人権問題を、その問題に対峙しているドイツ人哲学研究者と重ねて討議できた。カント実践哲学に依拠しつつ行われた討論から得た成果として次のものが挙げられる。まず、人権は制度・機関なくして実現するものでないものの、それだけで実現するものでもないことを確認した。次に、人権と<人間の尊厳>との関係について、見解の相違があることを確認し、双方の理路を明らかにした。さらに、人権を実現するための政治がいかに道徳と関係しているかを、その道徳の意味とともに明らかにした。平成24年度における本研究活動の中心は、8月24日に予定通り第6回日独倫理学コロキウムを開催したことである(会場:ドイツ連邦共和国のボンにある早稲田大学ボン・オフィス)。それに先んじて、8月4日に準備会、10月27日と12月15日にコロキウムの反省会と第7回日独倫理学コロキウムに向けた準備会を開催した。第6回コロキウムでは、「グローバル化時代の人権」という表題の下、6本の研究発表が行われた。いずれもドイツ語か英語で行われたが、ここには邦訳を記す。「カントの『方法の逆説』と人権」(御子柴善之)、「市民にならないと、人権はないのだろうか」(アンドレアス・ニーダーベルガー)、「人道的介入と人権一グローバリゼーションの観点から」(舟場保之)、「討議倫理の特殊地位」(ヴォルフガング・クールマン)、「人格の尊厳を媒介するものとしての人権」(寺田俊郎)、「人権とその課題一政治のグローバル化によって何がもたらされるか」(マティアス・ルッツ=バッハマン)。いずれの発表もそれぞれの仕方で人権を擁護しようと企図するものだったが、研究目的に即してグローバリゼーションを背景に考えたところに特色がある。議論になったのは、大きく二点である。まず第一に、法・権利を道徳によって根拠づけようと試みることの当否である。これには賛成する参加者と反対する参加者がいた。第二に、国籍をもつというかたちでしか人権は保障されないのか、という問題である。これには賛成する参加者が多かったが、この考え方でグローバリゼーションに対応できるのかが問題となった。特に、セイラ・ベンハビブの「実践的反復」という概念が話題になったが、インクルージョンを志向するこの概念によって、歴史的背景に基づいて日本社会で生活する在日朝鮮・韓国人の人権問題について、どのような視点を提供できるのかが課題として残った。なお、人権問題の中心を参政権に見るのか、20世紀的人権といわれる社会権に見るのかという、緊急に整理されるべき問題も明らかになった。本年度の研究は、予定通りに遂行されたと言ってよい。第7回コロキウムの開催地を日本からドイツに変更せざるを得なかったが、そのための準備もすでに進行している。2013年度は、三回のコロキウム準備会(6月29日、10月26日、12月21日、いずれも会場は早稲田大学)と一回のコロキウムを開催した。第7回日独倫理学コロキウムは8月21日ドイツ連邦共和国ボンにある早稲田大学ボン・オフィスを会場とし、「グローバル化時代の人権II」というテーマの下、研究分担者の寺田俊郎氏、舟場保之氏、ゲストとして招聘したマティアス・ルッツ=バッハマン氏、ルトガー・ホンネフェルダー氏、そして研究代表者の御子柴善之が研究発表を行った。当日の発表順に発表題目(邦訳)を記す。寺田氏「人権と世界市民的責任」、ホンネフェルダー氏「人権と人間の尊厳とを普遍的に根拠づけることへの問い」、御子柴「グローバル化した世界における信頼と人権」、舟場氏「人権は道徳的に解されるべきか法理的に解されるべきか」、ルッツ=バッハマン氏「グローバルな公法の規範的核心としての人権」。議論の中心となったのは、人権に対するさらなる基礎として道徳や道徳的経験を認めるか、それとも人権を純然たる法・正義論の内部で論じぬくべきか、という論点である。この議論を踏まえて、2014年度の第8回日独倫理学コロキウム(開催日:9月23日、会場:早稲田大学)では「人権への問いー法と道徳」というテーマを掲げることになった。第7回コロキウムの原稿を集めた冊子は2014年度に作成する予定である。なお、第7回コロキウムでは、出席を予定していたアンドレアス・ニーダーベルガー氏が南米で講演を行う都合で出席できなかった。同氏には、第8回コロキウムにご参加いただく。今年度の研究では、グローバル化という主権国家の枠組みを越える動向に対峙しつつ「人権」を擁護するために、どのような視野をもち、どう論じるべきかが明らかになった、とまとめることができる。2014年度、本研究の中心課題は、日本で第8回日独倫理学コロキウムを開催することである。この課題は、複数の準備会を経て、2014年9月23日、早稲田大学戸山キャンパスにおいて、「人権への問いー法と道徳ー」という題目の下、当該コロキウムを開催することで実現した。当日はドイツ語で発表・質疑が行われた。その発表者と題目を日本語で記す。

舟場保之(大阪大学)「人権を道徳的承認で根拠づけることができるか」、マティアス・ルッツ=バッハマン(フランクフルト大学)「人間の尊厳と人権」、寺田俊郎(上智大学)「法と道徳ー人権の観点から」、御子柴善之(早稲田大学)「適法性と道徳性ー人権の観点から」、アンドレアス・ニーダーベルガー(デュースブルク=エッセン大学)「人権と道徳を新たに査定する」。以上の発表者に加えて、多くの大学から研究者が集まり、総勢25名ほどの研究会となった。日本の若手研究者にドイツ語での議論に参加する場を提供できたことを、このコロキウムの実績の一部と見なしてよいだろう。今回は、昨年度の第7回コロキウムにおける議論を引き継ぐかたちで、「人権」の根拠づけに道徳、特に「人間の尊厳」概念が使えるかどうかが議論の中心となった。もとより、この議論に決着があるわけではないが、複数の視点を共有できたことは実績と見なしてよい。なお、コロキウムに先んじて、第7回コロキウムの原稿集を冊子にまとめ、今回のコロキウム参加者に配布することができた。また、本研究の代表者と分担者を中心として、次の訳書を刊行した。ブルンクホルスト他編、舟場保之・御子柴善之監訳『人権への権利ー人権、民主主義そして国際政治』大阪大学出版会、2015年1月。この訳書の刊行もまた、本研究の当初より計画したことであり、今年度の研究実績である。また、コロキウムと前後して、本研究の成果を書籍化することについて合意を形成した。本年度の研究活動の中心は、2015年9月9日にドイツ連邦共和国のボン(早稲田大学ボン・オフィス)で、同年9月11日にエッセン(デュースブルク=エッセン大学)で開催した第9回日独倫理学コロキウムである。またそのために、計画どおり、準備会を一回、次年度への準備会を二回、早稲田大学で開催した。両日は「道徳、法、政治の関係ーカントを起点として考える」という共通テーマを設定し、9日は「I・カントの良心論前史」、「人権への権利」、「カントと改革の問題」、「カント法哲学における共生の問題」、「道徳的な道具化禁止とその環境倫理的意義」、「『社会において人間以上であると感じる』とはどういうことか」、「カントの世界市民的体制という理念における道徳、法、政治の関係」というテーマで研究発表が行われた。また、11日は「教養哲学としてのフィヒテ哲学」、「実地の法学としての政治と理論的な政治としての道徳」、「偶然性と理性の法則」というテーマで、一般公開のかたちで研究発表が行われた。研究発表者が10名(日本人5、ドイツ人5)であったこと、また開催日が二日に渡ったことは、本コロキウムの9回目で実現した国際交流上の成果である。議論は、カントの法哲学・政治哲学が道徳とどのような関係にあるかという問題を中心として展開され、その関係を切断して考える研究者の論理と、その関係を維持して考える研究者の論理とが明らかになった。これは、グローバル化した世界の人権状況に、政治と道徳がどのように対峙すべきかを浮き彫りにするものでもある。コロキウム開催時にドイツでは連日、シリア難民を受け入れており、発表者の議論を真摯なものにした。今回のコロキウムの成果は、まずドイツ語の資料集として作成され、配布された。また、成果を日本語の単行本にすべく、すでにすべての原稿を集め、現在、出版機関と交渉中である(2016年度中に刊行予定)。本研究の第一の成果は、日独倫理学コロキウムを4回開催し(ドイツで3回、日本で1回)、国際研究交流を実現したことである。
超少子高齢・人口減少社会に対応する家族福祉モデルの構築に関する研究

本研究では、多様な家族に対応した福祉政策を構築するために、若者と子育て世代がどのような福祉ニーズを有しているかを、数カ国における量的調査をもとに明らかにした。その上で、多様な家族の例としてひとり親家族と高齢者に着目するとともに、新しい福祉モデルの例としてワークフェア政策に着目し、ひとり親家族と高齢者への就労・生活支援の現状と課題を数カ国における質的調査をもとに明らかにし、最終的には、新しい福祉モデルのあり方を提言した。本研究の目的は、量的調査と質的調査をもとに、超少子高齢・人口減少社会に対応する新しい家族福祉モデルを構築することにある。この目的を達成するために、第1に、アメリカ、ドイツ、イギリス、韓国、中国、及び日本で、各国の若い世代の家族状況や家族意識に関する量的調査を行う。第2に、多様化する家族形態の典型例として、(1)ひとり親家族と(2)高齢者家族を取り上げ、アメリカ、ドイツ、イギリス、フィンランド、フランス、及び日本において、これらの家族に対する就労支援や子育て支援に関して質的調査を行う。本年度は、以下の研究を行った。1、「ウェルビーイング」に関する量的調査票と「ライフコースの選択」に関する量的調査票の作成、及び調査票の翻訳を行った。その後、アメリカ、ドイツ、イギリス、韓国、及び中国の研究者とともに調査票の内容について吟味し、来年度の調査実施に回けて調査票の修正を行った。2、ドイツ(デユッセルドルフ)、フィンランド(ヘルシンキ及びタンペレ)及びイギリス(ノーリッジ及びロンドン)の研究者から、各国の家族政策、及びひとり親家族政策に関する情報を収集した。また、これらの国の関係機関のソーシャルワーカーと当事者を対象に、ひとり親家族の母親の就労支援と子育て支援の現状と課題に関する質的調査を行った。3、アメリカ(ニューヨーク)、フィンランド(ヘルシンキ及びタンペレ)、台湾(台北)及び韓国(ソウル、全州)の研究者から、各国の家族政策及び高齢者就労支援政策の動向に関する情報を収集した。また、これらの国の関係機関のソーシャルワーカーを対象に、高齢者の就労支援の現状と課題に関する質的調査を行った。4、2007年5月に共同研究の打合せを行った。また、2008年2月には、研究メンバーが各国の調査結果を発表し、各国の比較検討を行った。超少子高齢・人口減少社会の加速化に伴って派生する個人と家族の生活問題に対応しうる、ウェルビーイングの維持・向上を重視した21世紀に貢献する家族福祉モデルを、特に、個々人のライフコース選考を尊重した「ライフステージ」と「家族形態(世帯構造と世帯類型)」を取り組んだ柔軟な福祉ニーズ解決型の戦略的な家族福祉モデルとして構築するために、以下の5点に関する調査研究を行った。第1に、ライフコース等の状態と福祉ニーズに関する量的調査を、韓国と中国の育児期の家族及び中年期の家族を対象に行った。第2に、ライフコースの選考とその社会的背景に関する量的調査を、韓国、中国、ドイツ、及びアメリカ合衆国の大学生を対象に行った。第3に、高齢者の就労支援に関する質的調査を、イギリス、ドイツ、韓国、台湾の関係機関において行った。第4に、シングルマザーの就労支援に関する質的調査を、フランス、アメリカ合衆国、韓国の関係機関において行った。第5に、韓国、中国、フランス、ドイツ及びアメリカ合衆国の研究者を招聘し、上記のテーマについて国際セミナー及び研究会を開催した。国際セミナーでは、韓国とアメリカ合衆国の研究者がシングルマザーの就労支援の現状と課題について報告し、フランスとドイツの研究者は高齢者の就労支援の現状と課題について報告した。以上の調査研究結果と考察については、研究成果中間報告書としてまとめ、印刷した。第1に、アメリカ、ドイツ、韓国、中国の大学生を対象に行った将来のライフコースに関する量的調査を、日本の大学生に対しても行い、これら5カ国の調査結果を比較検討した。第2に、韓国と中国において子育て中の親に対して行った福祉ニーズに関する量的調査を、日本の子育て中の親に対しても行い、これら3カ国の調査結果を比較検討した。第3に、アメリカ、ドイツ、イギリス、韓国、中国において、シングルマザーと高齢者の就労支援、また、各国の家族政策に関する質的調査を行った。第4に、3年間の研究成果を、14人の執筆者によって、『多様な家族時代における新しい福祉モデルの国際比較研究-若者、ひとり親家族、高齢者-』というタイトルの著書にまとめた。本書の第1部では、多様な家族の時代の到来を人口統計学観点から明らかにし、今後は多様な家族に対する福祉政策が必要であることを明らかにした。その上で、多様な家族に対応した福祉政策の構築のために、日本の若者がどのようなライフコース設計をもっているのか、また日本の子育て世帯がどのような福祉ニーズをもっているかについて、他の国と比較しながら明らかにした。第2部と第3部では、多様な家族の例として、今後、ますます増加するひとり親家族と高齢者を対象にした。そして、新しい福祉モデルとして就労支援に着目し、日本におけるひとり親家族と高齢者の就労支援のあり方を、韓国、台湾、アメリカ、イギリス、ドイツ、フランス、フィンランドの状況と比較しながち検討した。比較検討の際、アジアと欧米諸国という視点からも検討した。
超多資源計算環境下における効率的な探索を実現するタブサーチメカニズム

本研究の目的は,並列処理と親和性の高い確率的最適化手法である遺伝的アルゴリズム(GA)を対象として,超大規模並列環境に適したメカニズムを考案することである.PCクラスタ,グリッドなどの多資源計算環境にGAを適用する際には,GAに膨大な計算リソースを有効に扱え,効率良く探索できるメカニズムが必要となる.本研究では,少ない計算量で有望な領域を集中して探索するといった特徴に加え,全数探索のような計算コストに対する探索領域のスケーラビリティを保証するメカニズムを有するGAを考案している.今年度は,次の研究実績を得た.1.GAに関する研究形質遺伝および獲得のための近傍探索に基づく交叉の汎用性を検証するため,NKモデルを用いて解探索の挙動の解析した.NKモデルは,ランドスケープの複雑さをパラメータ調節できる単純かつ柔軟な解析のためのモデルであり,多くの組合せ最適化問題がNKモデルに帰着される.NKモデルに適用することで,本手法がランドスケープの複雑さによらず,有効な解生成が可能であることを示した.また,データベースを利用することで,解探索の性能が向上することを示した.2.既探索領域データベースの応用に関する研究タブリストとして利用するデータベースについて,より大規模な問題および環境に対応させるため,データベースでの解表現を拡張した.これに伴い,GAにおける解のコーディングに変更を必要とするが,解探索に影響を与えないことを示した.実離散最適化問題として,規模が比較的大きい複雑ネットワーク解析,およびタンパク質立体構造予測に適用し,期待通りの挙動を示すことを確認した.なお,実験環境には,PCクラスタおよび,規模が拡大した同志社大学のキャンパスグリッド(United Devices社の商用ミドルウェアGrid MPを利用したシステム)を用いた.本研究の目的は,並列処理と親和性の高い確率的最適化手法である遺伝的アルゴリズム(GA)を対象として,超大規模並列環境に適したメカニズムを考案することである.PCクラスタ,グリッドなどの多資源計算環境にGAを適用する際には,GAに膨大な計算リソースを有効に扱え,効率良く探索できるメカニズムが必要となる.本研究では,少ない計算量で有望な領域を集中して探索するといった特徴に加え,全数探索のような計算コストに対する探索領域のスケーラビリティを保証するメカニズムを有するGAを考案している.今年度は,次の研究実績を得た.1.GAに関する研究組合せ最適化問題を対象として,形質遺伝に加え,形質獲得に重点をおいた近傍探索に基づく交叉を提案した.そして,巡回セールスマン問題,ジョブショップスケジューリング問題,二次割当問題の3種の異なる問題,および実離散最適化問題として複雑ネットワーク解析における探索性能の検証を通して,順序付け問題一般において,2種の近傍探索を組み合わせることで非常に強力な探索性能を実現することを示した.2.既探索領域データベースの応用に関する研究データベースをタブリストとして利用した,既探索解の再評価を回避するタブサーチ,および未探索領域への再初期化の仕組みをGAに取り入れた.実験環境には,PCクラスタに加え,本年度の秋より開始された同志社大学のキャンパスグリッド(United Devices社の商用ミドルウェアGrid MPを利用したシステム)を用いた.提案手法を基本的な連続関数,および実離散最適化問題である複雑ネットワーク解析に適用し,期待通りの挙動を示すことを確認した.本研究の目的は,並列処理と親和性の高い確率的最適化手法である遺伝的アルゴリズム(GA)を対象として,超大規模並列環境に適したメカニズムを考案することである.PCクラスタ,グリッドなどの多資源計算環境にGAを適用する際には,GAに膨大な計算リソースを有効に扱え,効率良く探索できるメカニズムが必要となる.本研究では,少ない計算量で有望な領域を集中して探索するといった特徴に加え,全数探索のような計算コストに対する探索領域のスケーラビリティを保証するメカニズムを有するGAを考案している.今年度は,次の研究実績を得た.1.GAに関する研究形質遺伝および獲得のための近傍探索に基づく交叉の汎用性を検証するため,NKモデルを用いて解探索の挙動の解析した.NKモデルは,ランドスケープの複雑さをパラメータ調節できる単純かつ柔軟な解析のためのモデルであり,多くの組合せ最適化問題がNKモデルに帰着される.NKモデルに適用することで,本手法がランドスケープの複雑さによらず,有効な解生成が可能であることを示した.また,データベースを利用することで,解探索の性能が向上することを示した.2.既探索領域データベースの応用に関する研究タブリストとして利用するデータベースについて,より大規模な問題および環境に対応させるため,データベースでの解表現を拡張した.これに伴い,GAにおける解のコーディングに変更を必要とするが,解探索に影響を与えないことを示した.実離散最適化問題として,規模が比較的大きい複雑ネットワーク解析,およびタンパク質立体構造予測に適用し,期待通りの挙動を示すことを確認した.なお,実験環境には,PCクラスタおよび,規模が拡大した同志社大学のキャンパスグリッド(United Devices社の商用ミドルウェアGrid MPを利用したシステム)を用いた.
大気球を用いた成層圏微生物採取実験

2016年度に大気球実験を行い、新規開発した降下式インパクター型試料採取装置で成層圏微粒子を採取することに成功した。これは技術実証として重要であり、今後の成層圏微生物採取実験の基盤となるものである。また、本実験の結果より、難培養性微生物も含めた成層圏微生物数密度の上限値を推定した。難培養性微生物は自然界の微生物の大半を占め、成層圏微生物の寿命や動態を理解する上で不可欠な情報を有し、生物圏界面biopauseの検出と理解という大目標達成へ向けて中核となる観測対象である。過去の成層圏微生物の観測は培養できる微生物のみに限定されており、本研究が成層圏の難培養性微生物に関する世界初の観測結果である。本研究では、気球で成層圏まで上昇した後、気球からゴンドラを切り離し、パラシュートで落下する最中に、成層圏中に浮遊する微生物を採集することを目指す。この採集方法で成層圏中における受動的取り込みにより微生物の採集ができるのかどうかの確認と装置の最適化が必要である。そこで、風洞実験と流体計算によるそれらの確認作業を実施した。筒にノズルやインパクター板を取り付けた模型を製作して風洞実験を行い、装置内の大気の流れを調べる一方、風洞の流れ中に蛍光ビーズ(蛍光を発する微粒子。サイズは1ミクロンと5ミクロンの2種類)を放出し、模型で確かに微粒子が捕集できるかどうか調べた。大気圧条件下と成層圏気圧下(0.05気圧)で行った。ノズルのスロート部の直径や、インパクションプレートの直径、ノズルとインパクションプレートの距離、流れに対する装置の角度、流速、風洞内の圧力などを変えながら測定を行った。その結果、全ての実験条件において放出した微粒子の一部が確かにインパクター板上に捕集できること、それを蛍光顕微鏡で観察できるということを確認した。受動的インパクター型微粒子採取装置が、気球用微生物捕集装置として機能することを確認することが出来た。また、風洞実験で測定できるのは離散的箇所での静圧のみであるため、装置内の流れを知るために、流体計算を行い、風洞実験結果との比較を行った。まず、ノズルのみ、ついでインパクションプレートありの場合の計算を行った。得られた結果(各圧力測定点の圧力)は、風洞実験の結果と良く一致することが判った。今回の結果は、そのような条件に於ける微生物採集に対してポジティブなものである。大気球を用いた成層圏微生物採取実験のための試料採取装置の原理実証と製作、分析手順と滅菌洗浄手順の確立を行った。まず、成層圏微生物採取実験の先行研究と比べて地上微生物の混入を劇的に軽減できる、降下式インパクター型試料採取装置の原理実証と製作を行った。低圧下で微粒子が捕集できるよう理論計算による採取装置の形状の最適化を行い、実験用模型を製作して実証試験を行い、さらに実際の気球実験用の形状の模型を用いて採取効率の定量化のための風洞実験を行った。その結果、我々が気球実験用に製作したインパクター型試料採取装置を用いることで、確かに低圧下の浮遊微生物が十分な効率で採取できるということが実証できた。また、予定している観測手法(蛍光顕微鏡)で採取された微粒子を検出できることを実証することが出来た。また、実験で用いる試料採取装置の内部のダストを完全に除去するとともに、微生物が完全に死滅する滅菌条件での洗浄滅菌試験を行った。その結果、たしかにダストを除去できること、内部に微生物が存在しないことを確認できた。また、一連の洗浄滅菌手順を行った後の微生物採取装置一式が問題なく動作することを確認した。これにより、大気球を用いた微生物採取実験の準備をほぼ全て整えることが出来た。成層圏微生物採取のための大気球実験へ向けた準備を行い、最も重要なポイントであった採取手法と分析手法ほぼ全て確立することが出来た。地球生命圏の上端biopause、あるいは地球/地球外間の生命の流入/脱出の有無は、生命の普遍性や起源、進化、分布を理解する上で非常に重要である。地球/地球外間の生命の流入/脱出を確認する最も直接的な鍵は地球中層大気での生物分布にある。我々は中層大気中での微生物の動態を包括的に理解するため、JAXAの大気球を用いた成層圏微生物採取実験(Biopauseプロジェクト)を行っている。2016年度に行った大気球実験の結果、新規開発した降下式インパクター型試料採取装置で、成層圏微粒子を採取することに成功した。サテライト構造を持つエアロゾル粒子を確認し、確かに成層圏にて微生物試料の採取に成功したことが示された。また、採取装置を搭載したゴンドラの側面に塗布した蛍光ビーズの混入が無かったことから、試料採取中の地上微生物の混入を防止するという降下式インパクター型試料採取装置の最大の長所が実証された。気球実験用の降下式インパクター型の微粒子採取装置による実験は前例がなく、技術実証として重要であるとともに、今後成層圏微生物採取実験を継続していく上での基盤となるものである。さらに、本実験の結果より、難培養性微生物も含めた成層圏微生物数密度の上限値を推定した。難培養性微生物は自然界の微生物の大半を占めるだけでなく、成層圏微生物の寿命や動態などを理解する上で不可欠な情報を有しており、生物圏界面biopauseの検出と理解というプロジェクトの大目標達成へ向けて中核となる観測対象である。

これまでの成層圏微生物の観測は培養法に依存しており対象が培養できる微生物のみに限定されていたため、本研究が成層圏の難培養性微生物に関する世界初の観測結果である。2016年度に大気球実験を行い、新規開発した降下式インパクター型試料採取装置で成層圏微粒子を採取することに成功した。これは技術実証として重要であり、今後の成層圏微生物採取実験の基盤となるものである。また、本実験の結果より、難培養性微生物も含めた成層圏微生物数密度の上限値を推定した。難培養性微生物は自然界の微生物の大半を占め、成層圏微生物の寿命や動態を理解する上で不可欠な情報を有し、生物圏界面biopauseの検出と理解という大目標達成へ向けて中核となる観測対象である。過去の成層圏微生物の観測は培養できる微生物のみに限定されており、本研究が成層圏の難培養性微生物に関する世界初の観測結果である。2015年度夏の気球実験へ向けて、採取装置の検討と開発がほぼ予定通り順調に進んでいるため。特に、最も重要であり困難である受動的インパクター型微粒子採取装置の原理実証と最適化検討において重要な知見を得た。平成28年度に第1回の大気球実験を行い、成層圏微生物採取・分析を行う予定である。装置が想定通り動作し、試料採取と分析に成功した場合は、さらに多角的な分析を行うとともに、成層圏微生物の高度分布を観測することを目指す。採取装置はこれまでに検討・製作した物をベースに実験を行うことが出来るので、大気球実験のフライト機会を得ることが出来れば順調に成果を創出できると想定している。地球惑星科学これまでに行ってきた採取装置の検討結果を踏まえ、採取装置を開発・製作し、気球実験を行い、先行研究に比べ格段に地上微生物の混入の少ない成層圏微生物採取実験を実施する。また、採取試料を分析し、成果を論文にまとめ公表する。今年度実験の結果を踏まえ、来年度以降の気球実験に備え採取装置や分析方法の改善方法を検討する。予定していた、遠方の他大学での打ち合わせ・出張実験の予定が変更になった。実験は近距離の研究機関(神奈川県のJAXA)にて行った。風洞模型等の消耗品を大学の工作センターで製作したため、当初の想定よりも使用予算が少なく抑えられた。成層圏微生物採取実験のための事前試験に必要な消耗品(蛍光ビーズ、試薬類等)の購入に充当する予定である。北海道で気球実験を行い分析を行うため、旅費として使用予定。
微粒子型マイクロ圧力センサーの基盤研究及び加工プロセス研究への実用化

本研究はマイクロマシン技術を用いて、微小領域の荷重及び圧力を測定するための、超微粒子型の荷重センサーを創出することを目的として、ダイヤモンド薄膜及びZnO薄膜を用いた圧力センサーの基本構造及び材料創製と圧力センサーの試作を行い、その特性評価を行ったものである。その研究成果は以下の通りである。1)ダイヤモンド薄膜を用いた圧力センサーダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜を用いることで、耐環境性の高い圧力センサーを実現できるため、センサーの基板として多結晶のダイヤモンド基板を用い、その上にボロンをドープすることでP型の半導体特性を示すダイヤモンド薄膜を形成し、その基板をダイヤフラム構造に加工した場合とホルダーに固定することでダイヤフラム構造を構成した。作成したセンサーは200度の温度環境下においても20以上ゲージ率を保ち、線形性も高かった。また、単結晶のダイヤモンド個体を基板として、その上にP型ダイヤモンド薄膜を形成することで、粒子型のセンサーを試作し、その圧力・変位特性についても良好な結果を得た。これらの結果、ダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜からなる圧力マイクロセンサーの基盤技術を確立することができた。2)ZnO薄膜を用いた圧力センサーZnO薄膜はSi基盤のみならずガラスやアルミニウム等様々な基盤の上に着けることが可能である。すなわち、ZnO薄膜を用いて圧力センサーを作成することが可能であれば、センサーを埋め込むということが不要となり、測定対象物の上にセンサーを構成することが可能となる。そこで、CVDとスパッタの2種類の成膜方法を用いて、圧電性を示すZnO薄膜の作成を試み、ド-ピングする不純物と圧電特性の関係及びスパッタにおける成膜条件が圧電特性に及ぼす影響を明らかにした。また、作成した圧電性ZnO薄膜の圧電定数を測定する方法を考案し、圧電特性の測定を行った。これらの研究により示した2種類の圧力センサーはマイクロマシン技術を用いておりさらに小型化することで微粒子化が可能であることを示した。本年度は、粒子マイクロセンサーを構成する基本寺領と基本原理関する基礎実験を行うことを主目的として、研究の開始以来、高圧タイプと低圧タイプの2種類のマイクロ圧力センサーを構成する材料の選択及び結晶又は薄膜製造方法の決定を行って来た。その結果、高圧タイプは圧電特性を示すダイヤモンド結晶を用いてひずみセンサーへ適用することが可能であるという結論を得た。しかし、人工ダイヤモンドは圧電特性を示すが、ひずみに対する線形性及び安定性に門だおがありそれを解決することが必要であり次年度に継続して検討を加える。低圧タイプの圧力センサーは従来Siを用いたものが主であったが、温度特性及び製造プロセスの問題があり、本研究では環境温度に対する安定性とさまざまな基板上に製造することが可能であるという観点より、ZnOの薄膜を用いることにした。センサーとしてZnO薄膜を用いる場合、良好な配向性を必要とする。そのための膜製造プロセスの条件の抽出を行った。非配線の原理としては、磁場を用いることを検討しその基本原理について検討を行った。これらの基本原理の検討においては、有限要素法による構造計算及び磁場解析を用いて基本特性の検討を行い、実験の効率化を図っている。本年度の研究の結果以下のような問題点が生じ、今後これらの点について検討を加えて行く。ダイヤモンド材料の圧電特性の非線形性が出る。また、低圧タイプのセンサーでは、製膜条件を決定する段階は終えたが、膜センサーとしての試作までは至らなかった。これは、膜を保持しかつ電圧の取り出し方法に関する検討に時間がかかっていることによる。

さらに、製膜装置及び評価装置を借用しているために、使用時間が限定され、効率よく研究を遂行することが困難であると言う人為的な問題もある。平成8年度は平成7年度に行ったマイクロ圧力センサーの基本構造についての研究を継続し基本構造研究において問題となった点についてさらに基礎研究を継続した。1)低圧型マイクロセンサーはZnOをCVDで作製する場合、高抵抗を得るためにLiを添加することが必要であることが明確となり、その結果、圧電特性を十分に有する薄膜を作製することが困難であった。そこで、本年度は2局スパッタを用いて、あらたに、ZnO薄膜を作製するプロセスについて検討した。その結果、良好な圧電特性を有する薄膜を得ることが出来、また、その特性を動的な周波数特性を取ることで確認した。また、歪みに対する圧電特性を高めるために、薄膜表面に表面形状を作製することの第一段として、表面加工時の応力分布及び歪み分布解析を有限要素法をも落ちて解析し、表面形状を決定した。2)高圧対応のダイヤモンドセンサー似ついては、圧電膜及び結晶方向にたいする応答性を検討し、1)のZnOの場合と同様に、表面にテクスチャーを作製することで、応力集中を発生させ、その結果、ゲージ率を高めることができることを確認した。今後、最終年度において、デバイス化を試みる。本研究はマイクロマシン技術を用いて、微小領域の荷重及び圧力を測定するための、超微粒子型の荷重センサーを創出することを目的として、ダイヤモンド薄膜及びZnO薄膜を用いた圧力センサーの基本構造及び材料創製と圧力センサーの試作を行い、その特性評価を行ったものである。その研究成果は以下の通りである。1)ダイヤモンド薄膜を用いた圧力センサーダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜を用いることで、耐環境性の高い圧力センサーを実現できるため、センサーの基板として多結晶のダイヤモンド基板を用い、その上にボロンをドープすることでP型の半導体特性を示すダイヤモンド薄膜を形成し、その基板をダイヤフラム構造に加工した場合とホルダーに固定することでダイヤフラム構造を構成した。作成したセンサーは200度の温度環境下においても20以上ゲージ率を保ち、線形性も高かった。また、単結晶のダイヤモンド個体を基板として、その上にP型ダイヤモンド薄膜を形成することで、粒子型のセンサーを試作し、その圧力・変位特性についても良好な結果を得た。これらの結果、ダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜からなる圧力マイクロセンサーの基盤技術を確立することができた。2)ZnO薄膜を用いた圧力センサーZnO薄膜はSi基盤のみならずガラスやアルミニウム等様々な基盤の上に着けることが可能である。すなわち、ZnO薄膜を用いて圧力センサーを作成することが可能であれば、センサーを埋め込むということが不要となり、測定対象物の上にセンサーを構成することが可能となる。そこで、CVDとスパッタの2種類の成膜方法を用いて、圧電性を示すZnO薄膜の作成を試み、ド-ピングする不純物と圧電特性の関係及びスパッタにおける成膜条件が圧電特性に及ぼす影響を明らかにした。
ドイツ労働運動と社会民主主義の歴史的形成過程

本研究においては、ドイツの労働運動と社会主義運動の歴史的形成過程について、とりわけドイツの中世以来のものの生産に関わる伝統である手工業の持つ特質との関係、連続性に焦点をしぼって考察してきた.その中で解明されてきた、特に強調されるべきは次の点である.(1)手工業におけるものづくりの市民的「名誉」心が、マイスターのみならず、職人にも共有されており、この意味で彼らが「誇り」を抱いていたこと.しかし他方で、(2)手工業のマイスター-職人-徒弟の技能養成における身分的な上下関係が、国家・市当局とツンフト・マイスターとの強い結びつきの中で、職人の地位を差別する構造を持ち、職人は未だ「市民」とはされていなかったこと.(3)そしてマイスターになかなかなりにくい状況の中で、手工業における職人の遍歴Wanderungが、職人の横の関係に対して、実体を伴った連帯意識をつくりだし、一方では手工業的「名誉」意識と呼応し、他方ではマイスターと職人との緊張関係の存在と呼応する中で、手工業職人を中心とする労働運動が、「名誉」に基づき、しかし「弱い者」の連帯を前面に打ち出す社会民主主義労働運動として展開していったことである.本研究の成果は、近刊『世界史と現代』(仮題)の中で発表される予定である.本研究においては、ドイツの労働運動と社会主義運動の歴史的形成過程について、とりわけドイツの中世以来のものの生産に関わる伝統である手工業の持つ特質との関係、連続性に焦点をしぼって考察してきた.その中で解明されてきた、特に強調されるべきは次の点である.(1)手工業におけるものづくりの市民的「名誉」心が、マイスターのみならず、職人にも共有されており、この意味で彼らが「誇り」を抱いていたこと.しかし他方で、(2)手工業のマイスター-職人-徒弟の技能養成における身分的な上下関係が、国家・市当局とツンフト・マイスターとの強い結びつきの中で、職人の地位を差別する構造を持ち、職人は未だ「市民」とはされていなかったこと.(3)そしてマイスターになかなかなりにくい状況の中で、手工業における職人の遍歴Wanderungが、職人の横の関係に対して、実体を伴った連帯意識をつくりだし、一方では手工業的「名誉」意識と呼応し、他方ではマイスターと職人との緊張関係の存在と呼応する中で、手工業職人を中心とする労働運動が、「名誉」に基づき、しかし「弱い者」の連帯を前面に打ち出す社会民主主義労働運動として展開していったことである.本研究の成果は、近刊『世界史と現代』(仮題)の中で発表される予定である.
高速イオンによって駆動されるインターチェンジモードに関する研究

磁場閉じ込め核融合プラズマにおいては、様々な運動論的効果によって電磁流体力学的(MHD)不安定性が安定化あるいは不安定化される。プラズマ加熱や核融合反応によって生成される高速イオンは、魚骨型振動と呼ばれるモードを励起することが知られている。本研究においては、ヘリカル系装置におけるインターチェンジモードと高速イオンの相互作用について調べた。運動論的エネルギー原理に基づく拡張されたインターチェンジモードの分散関係を解析し、高速イオンの運動を粒子シミュレーションによって調べた。捕捉高速イオンとの波-粒子相互作用によって、安定なインターチェンジモードが不安定化されることが新たに見いだされた。以下の成果が得られた。(1)運動論的エネルギー原理の構築と分散関係の解析本研究で扱う運動論的エネルギー原理は、高速イオンとMHDのエネルギー交換を記述するモデルである。トカマクにおけるChen(1984)の理論をヘリカル系に拡張した。導出されたモデルをヘリカル系のインターチェンジ(IC)モードと捕捉高速イオンに限定し、拡張されたICモードの分散関係を導出した。分散関係を試行関数法によって近似的に解いた。モデルを解析した結果、ICモードが安定な領域においても、モードが不安定化されることが明らかになった。捕捉高速イオン駆動型のICモードの存在を理論的に記述する新しい成果が得られた。(2)捕捉高速イオンの粒子シミュレーションコードの開発ヘリカル系における捕捉高速イオンの運動をシミュレーションするための粒子シミュレーションコードを開発した。バウンス中心の軌道や歳差ドリフト周波数について、シミュレーション結果は理論予測とよく整合することが確かめられた。ICモードを模擬した電場揺動が存在する場合の粒子シミュレーションを行った。電場揺動と捕捉高速イオンのエネルギー交換は、理論で予測される波-粒子共鳴条件を満たす場合に最も大きくなることが確かめられた。その他に、前年度まで取り組んできた磁気島とプラズマフローの相互作用に関する研究についても論文執筆や学会発表を行った。この研究は、MHDに対する運動論的効果という枠組みにおいて本研究課題と密接に関連するものである。(1)運動論的エネルギー原理に基づく固有値方程式の解析高速イオンの効果を含むMHDのエネルギー原理は、高速イオンとMHDのエネルギー交換を記述するモデルである。前年度においては、トカマクにおけるキンクモードに対する魚骨型振動の理論を、ヘリカル系のインターチェンジ(IC)モードへと拡張した。導出された積分型の分散関係を試行関数法を用いて解析することにより、捕捉高速イオンによってICモードが不安定化される機構が存在することが示されていた。本年度は、分散関係を固有値方程式に変形し、厳密な数値解析を行った。その結果、高速イオンによって不安定化されるICモードは、元々のICモードの固有関数の持つ径方向分布よりも広い構造を持つことが明らかになった。この結果は、捕捉高速イオンから効率よくエネルギーを受け取るために、モードの固有関数が自律的に変形する機構の存在を示唆している。(2)捕捉高速イオンの粒子シミュレーションコードの拡張捕捉高速イオンとICモードの共鳴相互作用の存在を間接的に検証するために、捕捉高速イオンの運動を計算するための粒子シミュレーションコードを開発した。前年度においては、ICモードを模擬した電場揺動の効果を加味した場合の粒子シミュレーションの解析から、理論モデルを支持する結果が得られていた。しかし、電場揺動の空間分布は簡約化MHDモデルにおいて用いられている円柱モデルであり、ヘリカル系において形成されるリップル構造を含む揺動場に対しては検証が行われていない。本年度はこの点の改善に向けて、シミュレーション空間において磁気面座標系を構成するためのモジュールを構築し、リップル構造を含む揺動場の生成を行った。拡張化された揺動場と捕捉高速イオンの相互作用に関する解析は今後の課題として残された。運動論的エネルギー原理に基づく拡張されたICモードの分散関係を導出し、初期的な解析から捕捉高速イオンによって駆動されるICモードの発見に至った。この成果は速報として学術雑誌に掲載されるなど、新規性が評価された。また、粒子シミュレーションコードの開発を進め、捕捉高速イオンの軌道や周波数に関して理論的仮定との整合性を検証した。このコードを用いて、捕捉高速イオンに対する電場揺動の作用を調べ、理論解析の予測する波-粒子共鳴条件と矛盾しないことが検証された。これらは、当初の計画で期待されていた成果である。以上より、本研究はおおむね順調に進展している進展していると判断される。27年度が最終年度であるため、記入しない。核融合プラズマ拡張されたICモードの分散関係に関しては、初期的な解析が修了した段階であり、今後はより詳細な解析が必要である。また、実際の装置においてはトロイダル効果によって捕捉高速イオンの軌道が磁気面からずれたり、ヘリカル系プラズマに特有のトロイダルリップル構造の寄与が存在する。これらの寄与を加味した理論モデルの構築およびシミュレーションコードの開発が必要である。
相対論的量子力学における陽電子空間の不顕化：その物理とメリットの展開

相対論的量子力学の基礎方程式であるディラック方程式は、例えば1電子系の場合4成分から成る方程式である。4成分のうち陽電子状態を見かけ上取り除き(不顕化)、電子状態だけの方程式に変換するとその複雑さは低減される。本研究では、水素型原子及びH2+イオンについてディラック方程式を不顕化し、Free Complement(FC)法を用いて正確に解いた。また、2粒子が近接する状況において波動関数が満たすべき必要条件として、一般化近接条件の導出を行った。相対論的量子力学の基礎方程式であるディラック方程式(DE)は、例えば水素型原子の場合4成分から成る方程式である。我々は、シュレーディンガー方程式の正確な解法として提案されたFree Complement(FC)法を、この不顕化されたDEに適用した。まずは水素型原子において核電荷がZ=1,26,90の時に不顕化された方程式を解いた。すると変分崩壊することなく安定的に基底状態・励起状態ともに求めることに成功した。この時核電荷が大きくなるにつれて収束が遅くなる現象が見られた。これは用いた波動関数が、核近傍における発散状態(mild singularity)を正しく表現できていないことに起因すると考えられる。次に二核分子である水素分子イオンについて検討した。この系においても、陽電子成分を不顕化することができ、2成分だけの方程式を導出することができた。そして、FC法を適用すると、従来用いられてきた関数形とは異なる関数形が生成された。しかし、その収束スピードは非常に遅い。これもmild singularityに起因すると考えた。これまでの研究から、速い収束を得るためには粒子が衝突する領域(カスプ領域)における粒子の振舞が重要であることが明らかとなった。そこで、まずは非相対論の場合におけるカスプ領域での粒子の振舞について検討した。そしてカスプ領域において波動関数が満たすべき必要条件として一般化近接条件の導出に成功した。また、1粒子系における相対論のカスプ条件の導出も行った。不顕化されたDEからは独立な1つの条件式が得られた。これは不顕化によるメリットである。最後に2電子系ディラック-クーロン方程式について検討した。この方程式は16成分から成る。陽電子状態由来の項を不顕化することで、4成分から成る方程式にまで低減することができた。ディラック方程式(DE)は、原子・分子の状態を記述する相対論的な基礎方程式であるが、相対論特有の陽電子状態が方程式に含まれ、シュレーディンガー方程式以上に複雑な方程式である。水素型原子に対するDEは4成分あるが、これから陽電子状態を見かけ上取り除き(不顕化)、1成分だけの方程式に厳密に変換した方程式はこれまで知られていたが、その厳密解法は知られていなかった。本研究では、シュレーディンガー方程式の正確な解法として提案されたFree Complement(FC)法を、この非顕化されたDEに適用しても正確に解けることを示した。また、DEは陽電子状態に由来して数値的な不安定さが生じることが知られているが、本手法を用いることで変分崩壊することなく安定的に解を求めることができた。励起状態の解も基底状態と同時に求めることができ、安定的に求めることができた。次に、二核分子である水素分子イオンについて検討した。水素原子とはポテンシャル項が異なるが、陽電子成分を不顕化することができ、2成分だけの方程式を導出することができた。そして、FC法を用いることで水素分子イオンに対するDEの解を正確に求めることができた。この時、従来用いられてきた関数形とは異なる新しい関数がFC法によって自動的に生成された。相対論において粒子が衝突する領域(カスプ領域)における粒子の振舞が重要であることが知られているが、本年度は、非相対論の場合におけるカスプ領域での粒子の振舞について詳細に検討した。次に、2電子系ディラック-クーロン方程式(DCE)について検討した。この方程式は16成分からなる方程式であるが、陽電子状態由来の項を不顕化することで4成分から成る方程式に低減することができた。この方程式を解くことはまだ成功していないので、今後この方程式を正確に解くこと、さらには3電子以上のDCEについても正確な解法を探求したい。当初の計画では、水素原子、水素分子イオンなどの1電子系ディラック方程式を不顕化し正確に解くこと、及び、2電子系ディラック方程式を不顕化し、その解を求めることが当初の計画である。前者については概ね順調に進展しており、後者については、すでに不顕化することはできており、なお現在進行中である。2電子系以上のディラック方程式について、陽電子成分が不顕化された方程式の導出を行う。そしてFree Complement法を用いてその方程式を正確に解く。

この時、積分法を適用できれば積分を行い、もし適用が困難であるならば、LSE(Local Schroedinger Equation)法を用いる。特に、前年度において、積分計算部分に非常に時間がかかった水素分子イオンについては、積分法の改良を行い、計算時間の短縮をめざしたい。相対論的ディラック方程式においては、粒子が衝突する領域(カスプ領域)の振舞いが非相対論とは大きく異なることが知られている(mild singularity)。本年度は相対論的な場合におけるカスプ付近での粒子の振舞についても検討を行う予定である。これらの研究成果は適宜学会及び論文にて発表する。これまで研究実施場所として京大桂ベンチャープラザを借りてきたが、本年度より賃貸料の支払いが必要となるので、その費用のうち分担分に支出する。また、計算を行うために用いるワークステーションの電気代及びその使用に係る費用についても支出する予定である。その他、研究を遂行するうえで必要となる経費(印刷費、文房具等の物品費、学会等への参加費等、旅費等、講演会の謝礼等、論文の投稿費用等)にも支出する予定である。
小脳バーグマングリアの機能維持におけるイノシトール1, 4, 5-三リン酸の役割

シナプスは神経同士の接点である。シナプス機能を維持することは、脳における安定な情報処理に不可欠である。バーグマングリアはグルタミン酸トランスポーターを発現し、グルタミン酸を迅速に取り込むことで、シナプス伝達の正確性を保障している。我々は、イノシトール1, 4, 5-三リン酸がグルタミン酸トランスポーターの発現量を維持し、グルタミン酸取り込み能を保つことを発見した。よってイノシトール1,4,5-三リン酸はシナプス機能維持に不可欠である。中枢神経系における代表的なグリア細胞であるアストロサイトは、正常な興奮性シナプス俵達に必須の存在である。小脳に存在するバーグマングリアはアストロサイトの典型例としてよく研究されており、プルキンエ細胞の興奮性シナプスを取り巻くように突起を伸ばすことで、平行線維および登上線維終末から放出されたグルタミン酸がシナプス外へ漏れ出すのを防いでいる。加えて突起には数多くのグルタミン酸トランスポーターが発現し、シナプス間隙のグルタミン酸の除去を行っている。しかしながらその機能を維持するための、バーグマングリア細胞内シグナルは十分明らかになっていない。本研究では、生理的条件下での持続的内イノシトール1, 4, 5一三リン酸(IP3)シグナルが小脳バーグマングリアのグルタミン酸除去機能の維持に関与することを、IP3分解酵素であるIP3-5-ボスファターゼ(5ppase)を用いたIP3シグナル抑制法により示す。応募者はこれまでの研究で、アデノウイルスベクターを用いることでバーグマングリア選択的に高い効率で5ppaseを発現させることに成功している。まず、5ppase発現バーグマングリアに接するプルキンエ細胞でEPSCを測定することで、バーグマングリアの機能面での変化を解析した。平行線維シナプスについて、AMPA受容体の脱感作阻害剤であるcyclothiazide (CTZ)存在下に、AMPA受容体依存性EPSCが顕著に延長することが観察された。これはシナプスにおけるグルタミン酸滞留時間の延長を示すものであり、バーグマングリアのグルタミン酸除去機能が低下したことが示唆される。この除去機能低下についてはバーグマングリアでグルタミン酸トランスポーターGLASTの発現量の低下が原因であった。以上の成果をもとに論文を執筆し投稿した中枢神経系における代表的なグリア細胞であるアストロサイトは、正常な興奮性シナプス伝達に必須の存在である。本研究では、生理的条件下での持続的内イノシトール1,4,5-三リン酸(IP3)シグナルが小脳バーグマングリアのグルタミン酸除去機能の維持に関与することを、IP3分解酵素であるIP3-5-ボスファターゼ(5ppase)を用いたIP3シグナル抑制法により示す。平行線維シナプスについて、AMPA受容体の脱感作阻害剤であるcyclothiazide(CTZ)存在下に、AMPA受容体依存性EPSCが顕著に延長することが観察された。以上の成果をもとに論文を執筆し投稿した。
オイルサンドの新開発法と一体化したオンサイト改貭プロセスに関する研究

SAGD法により230°C程度の熱水と混合した状態で地下から回収されるビチュメンをそのままの混合状態で反応器に送入し、超臨界水(430°C)中での反応により数万cPのビチュメンを数10cPまでオンサイトで低粘度化(軽質油化)する方法の開発を目的とし、本研究では、この超重質油の改質法について、低粘度化のみならず高品質油化を目標として反応条件を検討するとともに、その結果を基に現有の実験室規模の流通式反応装置を用いて本プロセスの有用性を検証し、実証プラントの設計に必要な基礎的資料を得ることを目的とし、既設装置による検討ならびに装置の改造(反応管長尺化)を行った。連続式反応装置並びに分離装置としてく管内流動挙動を調査し、縦型装置の場合に必要な重質分の分離排出機構を設置して連続プロセスとして運転可能なシステムを構築した。更にこの実験系により高品質改質油製造およびプロセス最適化を目的として反応条件の検討を行った(1)縦型反応管の長尺化により反応管内での移動時間の確保が可能となったため軽質化に与える反応時間の影響を把握することができた。(2)小型バッチ式反応容器を用いた研究より得られた結果より、連続系の実験条件(設定温度:435°C,反応管出側圧力:30MPaを決定して実験を行った結果、パイプライン輸送可能なレベルの油を得ることができた。(3)反応後の流体を生成油と熱水に分離する装置を反応管の後段に設けるシステムを検討し,亜臨界水熱条件下での縦型円筒管中における油と水の流動挙動に関する検討を行った。平成11年度は主として温度、圧力、反応時間等を変化させた実験により,低粘度化のみならず高品質油化の観点から、最適反応条件を検討した。これまでに得られた改質油はバッチ式オートクレーブと流通式反応装置で性質が若干異なり、流通式反応装置ではバッチ式に比べて改質油中のナフサ、ガソリン相当分が少なく、VGOに相当する成分を多く含む。軽質分が少ない理由として、反応装置内で比重による分離が起こり原料油中の相対的に軽質な成分が十分反応する前に速やかに系外に流出してしまうためと予想された。このことから、比重の異なる油をモデル油として反応装置内における流動挙動を調べた。これにより、ちゅおりんかいすいの条件下では油はその比重差により反応館内の滞留時間が異な利、軽い油ほど早く流出することが分かった。これにより、反応条件として超臨界水の密度を相対的に小さくして反応時間を増加させることと反応を促進させるために反応温度を高くすること、また、本研究における実験条件下では油が超臨界になっていないために撹拌を強化して混合状態を均一化させるように改善することが有効であることが明らかになった。また、これらの知見を基に反応条件を最適化できる反応室の形状を設計し新たな反応管を製作した。現有設備の反応管は後段に設置、分離装置として転用した。これにより反応溶媒として使用した水をビチュメン回収用蒸気として再利用するプロセスの検討が可能となった。水蒸気とともに回収された重質油をそのまま反応容器中に送り込んで昇温、昇圧させ、超臨界水中で軽質化ならびに脱硫、脱金属などの改質を行うプロセスの開発を目的として、バッチ式連続式の両方の反応装置を用いて検討を行った。1,小型バッチ式反応容器を用いた実験により、温度、圧力、反応時間、添加物を変化させ、低粘度化のみならず高品質油化の観点から、最適反応条件を究明するための実験を行い、超臨界水の水密度が高い場合に脱硫、軽質化が共に進行すること、重質油の熱分解的な分解反応に伴い、軽質化・脱硫を進行させるのに十分な量の水素ガスが同時に発生していることを見いだした。

2,改質油の性状・品質の評価として連続装置で得られた生成油の蒸留曲線を測定した。ナフサ、軽油相当分は比較に用いた中質原油よりも少ないものの550°Cまでの収率は同等であった。3,流通式反応装置に、反応容器に送入される重質油の状態を再現できる供給装置と、反応後の産出流体からガス・水相・固形分を分離する分離装置を設置して一連のシステムを構築するための油水分離の実験を行い、縦型円筒容器を用いて300°C以上の亜臨界状態で生成油と水の分離が可能なことを確かめた。これにより、分離後の水をそのまま回収用の水蒸気として利用可能であることが見いだされた。SAGD法により230°C程度の熱水と混合した状態で地下から回収されるビチュメンをそのままの混合状態で反応器に挿入し、超臨界水(430°C)中での反応により数万cPのビチュメンを10cPまでオンサイトで低粘度化(軽質油化)する方法は、SAGD法と一体化することにより反応後の熱水から発生させた水蒸気をビチュメンの回収用に利用できるため、(1)油に対して24倍も排出される廃水の処理が不要となる、(2)熱利用効率が高い、(3)基本的には水素ガス・高価な触媒を利用しない、等の利点を有する。この方法はビチュメンを低粘度の原油へ転換することのみをもともとの目的としているが、反応によって副次的に生成する多量の水素ガスを利用するなどにより、高品質の合成原油への転換も期待される。本研究では、この超重質油について、低粘度化のみならず高品質油化を目標として反応条件を検討するとともに、その結果を基に現有の実験室規模の流通式反応装置を用いて本プロセスの有用性を検証し、実証プラントの設計に必要な基礎的資料を得ることを目的とする。本年度は本研究において改造した流通式反応装置並びに分離装置を用いてプロセスとしての総合評価を可能にするべく高品質改質油製造およびプロセス最適化を目的として反応条件を検討した。(1)縦型反応器を用いた流通式反応装置において送入された油は超臨界水と混合して改質反応が進み反応管上部から流出する分と反応触媒と均一相にならずに下部に堆積しようとする重質分があることがわかった。このとき、反応管下部より連続的にこの重質分を排出することにより装置の安定的な運転を可能にすると共にトルエン不溶分(コークス)の生成を2%以下に抑えることに成功した。(2)小型バッチ式反応容器を用いた実験より、金属酸化物の添加が硫黄分の低下に影響することを見出した。(3)流通式反応容器において縦型反応管長を1.5倍にすることにより,反応を進行させて上部から流出する生成油がより軽質化しており、反応管長さが反応時間に影響していることを明らかにした。