hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多成分ボース・アインシュタイン凝縮体の厳密解析とその応用

その拡張として、近年、電磁誘導透過(EIT)現象が多くの興味を集めている。2つのレーザー光とラムダ配位の3準位原子系の相互作用を調べ、可積分条件を見出すことに成功した。ソリトン解を構成し、パルス伝播の性質を明らかにした。また、2ソリトン解を求め、衝突の多彩な振る舞いを調べた。多成分ソリトン系として、F=1(3成分)、F=2(5成分)のボース・アインシュタイン凝縮系と密接な関係があり、量子情報などへの応用が考えられる。4.量子力学において、エネルギーが実数値であるためには、エネルギー演算子はエルミート(自己共役)でなければならないと思われている。しかし、エルミート演算子の固有値が実数であることの逆は、必ずしも正しくはない。その例として、ソリトン理論での成果を用いれば、実数固有値をもつ非エルミートポテンシャルが統一的に構成できることを示した。量子力学には、まだ多くの興味深い現象が隠されている。1.原子系を光学的にトラップすることにより、スピン自由度をもっボース・アインスタイン凝縮体が得られるようになった。これらの凝縮体は、多成分のオーダーパラメタ(巨視的波動関数)で特徴付けられ、多成分グロス・ピタエフスキーで記述される。特に、ハイパースピンF=1の擬一次元凝縮体の動的振る舞いについて、多くの成果を得た。1)F=1凝縮体の場合、相互作用は密度-密度とスピン-スピンの2種類の相互作用がある。この系に対して、平面波解を解析して、極(ポーラー)状態と磁性(マグネティック)状態のソリトンの起源を示した。2)2つの相互作用の強さが等しいとき、系は可積分系になる。このことは、われわれの発見である。今年度の研究においては、斥力型の場合に解析を拡張して、暗い(ダーク)ソリトンの動的振舞いを調べた。また、無限遠でゼロにならないという境界条件(nonvanishing boundary condition)に対して、逆散乱法を拡張することに成功した。2.冷却された原子・分子の実験は、ボース粒子のみならず、フェルミ粒子にも対象が広がり、さらに興味深い発展が続いている。われわれはデルタ関数で相互作用する2成分フェルミ粒子系を考察した。べーテ仮説法によって得られる積分方程式をとくことにより、温度ゼロでの量子多体問題を厳密に解析することに成功した。実験では、フェッシュバッハ共鳴を用いることにより、相互作用の強さを符号までいれて変えることができる。相互作用を負(引力に相当)にして、その大きさを変えると、弱い相互作用ではBCS状態、強い相互作用ではBEC状態、に対応する量子状態が得られることを示した。これは、現在活発に研究されているBCS-BECクロスオーバーの本質を、1次元模型を使って明らかにしたものである。1.超微細スピンF=1をもつ1次元ボース・アインシュタイン凝縮体に対するグロス・ピタエフスキー方程式のソリトン解を解析した。単一モード振幅を仮定する方法と広田の方法の拡張の2つの方法を用いた。ソリトンは、強磁性状態、分極状態、サイクリック状態、の3つの状態で存在することを示した。
助数詞の獲得を支える言語的環境-日本語と中国語における母子相互交渉の比較II-

日本人幼児と母親の対話分析から、母親は子どもに対し(1)限られた種類の助数詞を、(2)高い頻度で用い、(3)幼児の言語レベルに応じた訂正フィードバックを行うことが明らかになっている。このような特徴は助数詞を有する他の言語(中国語)でも見られるのか。本年度は、北京市在住の中国人親子49組から収集した対話資料(1997年収集)を書き起こし、分析した。親-子(2、3、4歳)の対話と親-大人の対話において親が用いた助数詞の(1)種類、(2)頻度、(3)助数詞の獲得に寄与すると考えられる発話を調べたところ、以下の結果が得られた。(1)助数詞の種類:一般的な助数詞である「個」の割合は、対2歳児では6割、対3・4歳児では4割、対大人では3割であった。親は相手の言語レベルに応じて、助数詞の種類を変化させている。(2)助数詞の頻度:対大人での助数詞使用頻度は約7回だが、対2歳児ではその約3倍、対3歳児では約1.5倍である。子どもの年齢が低くなる程、発話の繰り返しが多くなり、そのために助数詞の頻度も増加する。(3)助数詞の使用を精緻化する発話:「数+助数詞」の規則の獲得に寄与すると考えられる発話「幾+助数詞+名詞?」と「数字+什マ?」をカウントした。前者は年齢とともに減少し、後者は3、4歳でのみ見られる。親は子どもが助数詞を適切に用い、精緻化できるような文脈を提供しているといえよう。なお、資料中7組が父子であった。母・父の比較から、同じ家族であっても、子どもに供給される言語的環境は必ずしも同じではないことが示唆された。以上、中国語の対話資料においても、養育者は幼児に対し、(1)限られた種類の助数詞を、(2)高い頻度で用い、(3)助数詞の使用や精緻化を促す発話を行っていることが明らかになった。養育者は幼児が晒される語彙に制約を与え、幼児が切り出しやすい形で語彙を提示し、幼児がその語量を定着させたり精緻化したりする場を保証しているといえよう。
救急搬送が必要な独居高齢者が、緊急時通報システムを使用しない要因

本研究の目的は、救急搬送が必要な独居高齢者が、緊急時通報システムが自宅に設置されているにもかかわらず、なぜ通報システムを使用しないのか、その要因を明らかにすることである。都内A区在住の独居高齢者12名を対象に、半構造的面接を行い、Krippendorffの内容分析を用いて分析を行った。結果、3つのカテゴリー【利用機会の喪失】【使用するには気を遣う】【使わなくてもいいという意思】が抽出された。独居高齢者を取り囲む物理的・環境的要因だけでなく、心理的要因も明らかになったことで、本研究結果は「孤独死防止対策」「高齢者理解」「独居高齢者の在宅療養生活の継続」など多面的な場面において活用できると考える。本研究は、救急搬送が必要な状態になった独居高齢者が、緊急時通報システムが自宅に設置されているにもかかわらず、なぜ通報システムを使用していないのか、その要因を詳細に明らかにすることを目的としている。この目的を達成するため、下記の手順を踏む。1)独居高齢者にインタビューを行い、データを収集する。2)得られたデータをクレッペンドルフの内容分析を用いて、まず第1段階の分析を行う。老年看護学の専門知識を持つ看護師5名に依頼し、第1段階の分析結果の妥当性を判断してもらう。研究者の偏見や先入観による分析の歪みがないようにするため、研究の全過程において在宅・老年看護学領域の専門家らにスーパーバイズを受けながら実施する。3)妥当性が確認できた後、第2段階の分析に進む。つまり、類似性を持つ1つのまとまりごとに、代表的で抽象度の高い分析結果の名称をカテゴリー名まで抽出し、結果としてまとめる。本年度は、研究に対して同意の得られた研究対象者12名のうち、8名に対してインタビューを終了した。インタビューの終了した8名のうち3名は、第1段階の分析を行っている段階であり、5名は逐語禄に起こしている段階である。インタビューの終了していない4名は、平成27年6月末までにインタビューを終了する予定である。本研究の目的は、救急搬送が必要な独居高齢者が、緊急時通報システムが自宅に設置されているにもかかわらず、なぜ通報システムを使用しないのか、その要因を詳細に明らかにすることである。都内A区在住の独居高齢者12名を対象に半構造的面接を行い、クレッペンドルフの内容分析を用いて分析を行った。分析の際には、老年看護に5年以上従事する看護師2名に依頼して分析結果の妥当性を判断してもらい、また、研究者の偏見や先入観による分析の歪みがないか、質的研究の専門家にスーパーバイズを受けた。結果、86文脈単位、29記録単位、9サブカテゴリーが抽出され、3つのカテゴリー【利用機会の喪失】【使用するには気を遣う】【使わなくてもいいという意思】が抽出された。独居高齢者を対象にした研究では、加齢による健康不安から、独居高齢者が「近い将来も住み慣れたわが家で暮らし続けられるか」という不安を持って生活していることが明らかにされている。身近な救助者となり得る同居者がいない独居高齢者にとって、急変時にどのように自ら対処するのか具体的方法を決めておくことは、在宅療養生活を安心して継続することにつながる。このような背景の中、緊急時通報システムが自宅に設置されていても使用しない要因として、【使用するには気を遣う】【使わなくてもいいという意思】が明らかになった。これらの高齢者の心理面も考慮しながら、【利用機会の喪失】状態にある独居高齢者の問題点を解決し、通報システムが実用的に活用されるよう対策をとることの必要性が示唆された。健康長寿国を目指し孤独死防止対策を推進するために、早急に取り組むべき課題が明確になったと考える。本年度は研究対象者12名のインタビューを終了し、第1段階の分析まで実施する予定であった。しかし、研究開始が6月予定のところ、補助金使用開始時期が遅れ、11月開始となった。研究開始時期が遅れたため、インタビュー終了者が8名にとどまっている。残り4名のインタビューは6月中に終了する予定であり、また、インタビューと第1段階の分析を同時進行していることから、達成度は「やや遅れている」と判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。老年看護学在宅看護学残り4名のインタビューを終了し、逐語禄に起こす。クレッペンドルフの内容分析を参考に、第1段階の分析を行う。第1段階の分析終了後、第1段階で抽出された分析結果の妥当性を確認する(H27.9まで)

第2段階の分析は、1.記録単位の中で類似性を持つものを1つの集まりとする。集まった記録単位の代表となる抽象度の高いサブカテゴリー名を抽出する。2.類似性をもとにサブカテゴリーを集め、集まったサブカテゴリー名の代表となるさらに抽象度の高いカテゴリー名を抽出する。(H27.12まで)結果をもとに考察し、論文としてまとめる。(H28.3まで)27年度が最終年度であるため、記入しない。
原子薄膜デバイスに資する単結晶巨大グラフェンの創製と位置制御

極めて高いキャリア移動度や光透過性、そしてフレキシビリティなどユニークな特徴を有するグラフェンは、透明電極、タッチパネル、センサー、半導体デバイスなど多様な応用が期待されている二次元原子膜である。高い移動度などのグラフェン本来の優れた特性を得るためには、結晶粒界をもたない単結晶のグラフェンを大面積に合成する技術の開発が必要である。本研究は巨大な単結晶グラフェンのグレインを位置選択的に合成する手法を開発するとともに、高結晶性単層グラフェンをはじめとした二次元原子膜を本領域内の研究者に提供して活発な共同研究を行うことで新たな学術領域と成果を創出することを目的として研究を行った。数mmの穴の開いたニッケルマスクを銅箔上に設置することで、穴の位置だけに選択的に単結晶グラフェンを核生成させる技術を開発した。これにより、位置選択的なグラフェンの核成長が可能となり、エッチング等のプロセスを用いることなく、より高度に形状を制御したグラフェンの創出につなげられた。当該研究者はこれまでサファイア上に堆積させたCu(111)薄膜を用いる「エピタキシャルCVD法」というオリジナルな手法を開発してきた。ニッケルマスク法をこのCVD法に応用することで、4インチの大面積でグラフェンのパターン成長ができるようになった。さらに、この手法をデバイス作製プロセスに適用することで、リソグラフィ技術を用いずにグラフェンのデバイスアレーを作製することに成功した。これまで問題となっていたサファイア上のCu(111)薄膜に存在する双晶欠陥に関しても研究を進め、この双晶欠陥を抑制する手法に目途をつけつつある。その他にもグラフェンの結晶粒界の可視化に関して新たな方法の開発にも成功した。上記の高品質グラフェンの提供やサンプル測定などに関して、領域内の17チームと共同研究を行い、本学術領域の推進に大きな貢献をすることができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。究極的な原子薄膜であるグラフェンは、材料中で最も高い移動度や機械的フレキシビリティ、高い電気伝導度、高い光透過率などの優れた特性を有することから、透明電極、タッチパネル、半導体デバイスなどへの応用が世界中で活発に研究が進められている。現在広く用いられているCVD法で得られるグラフェンはグレインバンダリーや欠陥等が多数存在するため、十分な特性が得られない。そのため、グラフェン本来の優れた特性につながる単結晶グラフェンの合成技術の開発が望まれている。本研究は巨大なグラフェンの単一グレインを選択的に合成する手法の開発を推進すること、及び二次元原子膜を本領域内の研究者に提供して活発な共同研究を行うことで新たな成果を創出することを目的としている。当該年度は、グラフェンの核選択成長に関連して、ニッケルマスクを用いて局所的な炭素原料の濃度を制御するという全く新しい手法を見出すことに成功した。ニッケル金属は銅触媒よりもメタンをより多く分解するとともに、炭素を多く固溶することができる。この特性を利用し、ニッケルマスクの中心部に単層グラフェンの結晶核を1個だけ生成させ、直径2 mmの大きな単結晶グラフェンを位置選択的に合成することに成功した。これまではガスノズルで制御する方法が一件報告されているだけであり、本手法は新たな手法を提供するものといえる。さらに、銅の下にニッケルホイルを設置することで、グラフェンの多層成長も大幅に抑制することも見出している。上記の研究結果は、グラフェンの成長メカニズムの理解に加え、応用研究を推進する上で非常に大きな成果といえる。さらに、領域内の複数の研究者にサンプル提供を行うとともに、サンプルの分析や解析で共同研究するなど、本領域の活性化に大きな貢献をした。また、4インチの高品質グラフェン合成法を確立するなど、グラフェンの産業化に向けた取り組みも行うことができた。触媒活性の高いニッケルをマスクとして用いることで、より活性の低い銅触媒上で、単層グラフェンを位置選択的に成長させるというユニークな手法を開発した。この成果はACS Nanoに発表することができた。これは従来にない手法であり、多結晶グラフェンのパターニング技術としても期待される方法であることから、より一層の進展が期待される。また、領域内での共同研究も活発に行うことができた。

さらに、この手法をデバイス作製プロセスに適用することで、リソグラフィ技術を用いずにグラフェンのデバイスアレーを作製することに成功した。これまで問題となっていたサファイア上のCu(111)薄膜に存在する双晶欠陥に関しても研究を進め、この双晶欠陥を抑制する手法に目途をつけつつある。その他にもグラフェンの結晶粒界の可視化に関して新たな方法の開発にも成功した。上記の高品質グラフェンの提供やサンプル測定などに関して、領域内の17チームと共同研究を行い、本学術領域の推進に大きな貢献をすることができた。前年度に単層グラフェンの位置選択的な結晶成長を実現できたものの、サイズは1-2 mmとまだ十分ではない。当該年度はより大きなサイズの単結晶グラフェンの合成法の開発を進めるとともに、位置選択の精度向上を目指す。また、エピタキシャルCu上でのグラフェン成長も推し進め、ハイエンドな応用や突出した物性を示す超高品質なグラフェン合成を展開する。さらに、前年度以上に共同研究を行い、二次元原子膜材料の研究の幅を広げるように共同研究を推進する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
合成ダイヤモンドにおける同位体質量分別および同位体効果に関する研究

合成ダイヤモンドにおける同位体質量分別および同位体効果に関して次に挙げる二つの課題について研究を行った。それぞれに関して得られた結果並びに現在の研究の進行状況を述べる。1、^<13>C/^<12>C比の異なる試料の高圧合成とその熱伝導率測定および精密構造解析による^<13>C同位体効果の検証。ダイヤモンドの合成には5-7GPaの圧力下で触媒金属中から析出させる方法と13GPa以上の高圧下でセキボクから直接変換する方法がある。本研究では触媒金属による結晶の汚染を避けるため、直接変換により^<13>C/^<12>C比の異なるダイヤモンド試料を合成し、その粉末X線回析データをもちいてRietveld法による結晶構造の精密化を行った。高圧合成は岡山大学地球内部研究所の6-8分割球型超高圧発生装置を用いて、圧力15GPa温度2000°Cの条件で行った。合成試料は^<13>Cが0%および90%である。セキボクからダイヤモンドへの変換率をほぼ100%にすることに成功した。得られたダイヤモンド粉末のRietveld解析の結果、^<13>Cが0%の試料では格子定数がa=3.5667Aであるのに対し^<13>Cが90%の試料ではa=3.56274Aとなり同位体効果と考えられる僅かな格子定数の違いが確認された。現在のところ、熱伝導率測定並びに非調和熱振動解析のための単結晶構造解析を行うには合成される試料の粒径が小さすぎて、その遂行には至っていない。2、高温高圧下で溶融状態にある鉄、ニッケルおよびその合金から炭素がダイヤモンドとして析出する際の質量分別係数の温度圧力依存性の決定。ニッケル及び鉄-ニッケル合金を触媒金属にし、既設の六方押し高圧発生装置を用いて^<13>C/^<12>C比の異なる数種類のダイヤモンドの合成を行った。既設SIMSを用いた質量分別係数の測定のために必要な残留セキボクの除去、試料成型などを現在検討している。
大強度パルス及び連続中性子を駆使した革新的元素・同位体分析技術の開発と応用・評価

J-PARC MLFで得られる大強度パルス中性子を使う事により即発ガンマ線分析(PGA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組み合わせた革新的な非破壊測定技術を開発した。この手法では、PGAとNRCAの両方の結果を同時に得られるだけでなく、どちらの手法でも測定出来ない試料でも分析することができる。混合標準試料を用いた実験により、有用性と有効性を実証するとともに、簡単で正確な補正法を開発することによって、その分析法の実用化に成功した。さらに、宇宙化学や環境科学の試料等に適用し、分析法の評価をした。本研究は大強度パルス中性子源J-PARCに設置した中性子核反応測定装置(以下、ANNRIと略称)と大強度連続中性子源JRR-3原子炉に設置された多重ガンマ線検出装置(以下、MPGAと略記)を用いて、新しい元素分析法の開発を行うことを目的とする。初年度である平成25年度には、中性子捕獲反応によって放出される即発ガンマ線シグナルをエネルギー分解能良く測定するために、低利得モードと高利得モードの2つの測定モードで取得できる回路計をパルス中性子、および連続中性子の実験用に構築した。加えて、測定データの汎用分析コードを開発し、そのベータ版の整備を行った。この版ではデータ収集系のデッドタイム補正が正確に出来るように、ランダムパルサーから発生する信号を用い、パルス中性子束の変動補正は陽子ビームのカウントを用いる方式を採用した。さらに、データ解析に必須の中性子捕獲断面積や即発ガンマ線エネルギーについて、優先度の高い元素からデータベース化を進めた。また、測定試料の多様性を考慮に入れて、それぞれの粉末状測定試料に対応するための試料ホールダーを開発し、試作した。中性子を利用して行う実験にかんしてはANNRIおよびMPGAとも年度内に実施出来なかった。これは、ANNRIに関しては放射性物質漏洩事故によるJ-PARCの運転休止、MPGAにつていは東日本大震災によるJRR-3の運転休止による。一方、元素分析の対照分析法としておこなう誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)に関しては、分析操作に種々の改良を加え、希土類元素、トリウム、ウラン、白金族元素を精度、確度ともに優れた分析手法を確立した。その分析手法を主として隕石試料に適用に、宇宙化学的に意義のある結果を得ることができた。また、環境試料と標準物質についても、放射化分析法により分析し、ANNRI、MPGAによる測定に備えた。本研究は大強度パルス中性子源J-PARCの物質・生命科学研究施設に設置した中性子核反応測定装置(以下、ANRRIと略称する)と大強度連続中性子源JRR-3原子炉に設置した多重即発ガンマ線検出装置(以下、MPGAと略記する)を用いて、新しい元素分析法の開発を行い、宇宙・地球化学試料、環境科学試料、標準物質試料のそれぞれに適用して分析法としての特徴を明らかにすることを目的とする。初年度(平成25年度)はJ-PARC、JRR-3ともに運転休止となり、装置を利用した実験は事実上できなかった。平成26年度においてもJRR-3は通年休止であったが、J-PARCは予定より大幅に遅れたが、年度内に運転が再開された。そこで、平成25年度にJ-PARCのANNRIを用いて行うことを予定していた実験を実施した。まず、平成25年度に整備した冷中性子実験用回路系を最適化し、パルス中性子を用いた実験を実施した。また、全立体角スペクトロメータを用いた測定を実施した。さらに、本年度は博士研究員を雇用したことにより、汎用分析コードを改良するとともに、中性子捕獲断面積や即発ガンマ線などのデータベースを前年度に引き続いて効率よく整備することが出来た。本格的補正法を開発して、汎用分析コードに組み込むことも実施した。スペクトルのサイズが巨大になるので、最適な圧縮法を開発し、データのサイズを小さくすることにより、解析をより容易にすることが出来た。また、ガンマ線ーガンマ線ー飛行時間の測定データを取り扱う機能を開発し、測定法をより高度化することができた。実試料の分析においては、予定通り、宇宙・地球化学試料として標準岩石試料(粉末)と隕石試料を、環境科学試料として沿岸海洋堆積物試料を、標準物質試料として産業技術総合研究所で作成している試料をそれぞれ分析し、分析法の評価を行った。本研究は大強度パルス中性子源J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置した中性子核反応測定装置(以下、ANNRIと略称)と大強度中性子源JRR-3原子炉に設置した多重即発ガンマ線測定装置(以下、MPGAと略称)を用いて、新しい元素分析法の開発を行い、宇宙・地球化学試料、環境科学試料、標準物質試料のそれぞれに適用して、分析法としての特徴を明らかにする事を目的とする。ANNRIにおけるパルス中性子を用いた即発ガンマ線実験データに、中性子ビームの自己遮蔽効果、ガンマ線の自己遮蔽効果、データ収集系のデッドタイムおよびパイルアップの補正を行った結果、高い精度で補正が達成された。また、TOF-PGA法を群分離後のTc・白金族元素を模擬した試料に適用した結果、従来法では解析が困難であったものが、TOF-PGAでは非常に明瞭なピークが確認できた。照射試料の厚み(質量)と即発γ線強度の関係を調べるために、厚みの異なるPd-Ag合金をJ-PARC ANNRIでパルス状中性子を照射し、即発γ線を測定した。また、低融点金属中の水素の測定の可能性を検討した結果、測定条件を改良することで数10ppmレベルの水素が測定できる可能性があることが分かった。

2016年度に、試料を作成し、亜鉛中の水素分析を試行する予定である。環境試料へ適用例として、考古学試料の異同分析を試みた。試料には、東大寺(奈良県)の大湯屋の鉄湯船(重要文化財)とその周辺で発見された鉄断片を用いた。しかし、施設トラブルによって平成27年度の測定ができず、測定試料の作成や測定のシミュレーションなど実験の事前準備を行った。特に、同位体比の測定精度を高めるために、試料形状や測定方法などを改めて検討した。平成28年度には本試料を用いた実験を行う予定である。本研究は、研究用原子炉JRR-3における連続中性子を用いる多重ガンマ線測定と、J-PARCのパルス中性子を物質・生命科学実験施設に設置されたANNRIで測定することによって推進することを計画しているが、東日本大震災以降、JRR-3が休止しており、現在にいたっても運転再開の見通しは立っていない。一方、J-PARCにおいても、パルス状中性子を生成する水銀ターゲットに事故が発生し、平成27年度のマシンタイムは大幅に減らされることになった。このように、実験施設のトラブルによって、平成27年度の実験計画はかなりの遅れを生じる結果となった。そうした中で、装置系の改良が予定した以上に進展し、今後の施設利用再開の後には大きな成果が得られるものと期待される。このような状況から、全体として進捗状況に関しては「やや遅れている」と判断せざるを得ないが、「おおむね順調に進展している」課題もあり、必ずしも悲観的状況とはなっていない。本研究の目的は、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)に設置した中性子核反応測定装置(ANNRI)及び研究用原子炉JRR-3のビームホールに設置した多重即発ガンマ線測定装置(MPGA)を用いて大強度パルス中性子と大強度連続中性子を利用し、中性子捕獲反応による即発ガンマ線計測を行う2つの分野(微量元素分析研究と核データ測定研究)を融合することによって、革新的な微量元素分析法を開発する事である。JRR-3を用いて行う予定であった基礎試験は、JRR-3が再起動しなかったものの、MLFが順調に稼働したため、バックアッププランとして用意していたANNRIにおいて得られる熱および冷中性子を用いた実験により実施することが出来た。ANNRIにおいては、確度の高い実験値を得るための補正法開発として、前年度までに確立した手法である中性子ビームの自己遮蔽効果、ガンマ線の自己遮蔽効果、データ収集系のデッドタイム及びパイルアップの補正法の高度化を行った。また、アルミニウム及びマンガンからのバックグラウンドを低下させ、シグナル・ノイズ比を改善することができた。さらに、ANNRIにおいてNiベース超合金試料、標準岩石試料、隕石試料、放射性同位体試料、ジルコニウム及びハフニウム金属試料、各標準元素試料等を用いた実験を実施した。Niベース超合金試料の実験においては、実際に1cmまでの厚さの試料の測定データの補正が正しく行えることを実証した。さらに、合金に含まれるMoの定量においては、従来法を用いた場合には正しい値が得られない試料もあったが、開発した分析手法の方を用いた場合にはすべての試料で正確な値が得られることを示した。
-80℃凍結保存法による犬の自己赤血球輸血の獣医臨床応用

犬の赤血球凍結について本研究では、-196°C法と2ステップ(-196°C→-80°C)法の効果について実験した。凍結保護剤にはヒドロキシエチルスターチ(HES)とグリセロール(GL)を用いた。2ステップ法では、凍結バッグを、まず-196°Cの液体窒素内で急速凍結し、その後-80°Cのディープフリーザーに移し3ヵ月間保存した。HES群の赤血球は解凍後非洗浄で自己輸血し、副作用等をチェックした。本研究の結果(1)in vivoで-196°C液体窒素でHES保存血を用いた自己輸血ではGlycerolと比較して輸血反応が少なかったが、液体窒素での保存はコストや使用管理面から問題が残った。(2)-196°Cで急速冷却後に-80°C超低温フリーザーに移すin vitroの実験を行った結果、ヘモグロビン回収率、浸透圧脆弱試験はともにGlycerol群よりもHES群の方が良好であった。(3)保存期間による影響をみた結果、24時間1カ月、2カ月、3カ月保存血群のHb回収率、浸透圧脆弱試験での50%溶血食塩濃度、走査電子顕微鏡観察による赤血球の形態的分類ではそれぞれの保存期間と非凍結間に有意差は認められなかった。(4)本2ステップ法をin vivoに応用するために正常ビーグル犬を用い、-80°C凍結保存血の自己輸血を行い、輸血後の副作用の発現について検討した結果、HES保存血投与群の回収率は90.5±0.01%と高かったが、輸血直後と2時間後の血中の血色素およびビリルビン濃度、さらに尿中ビリルビンの一過性の上昇が認められた。しかし、輸血24時間後の血色素およびビリルビンは血中と尿中において投与前と同程度までに回復した。その他の赤血球数、白血球数、体温や心拍数などは、Control群(24時間液状4°C保存洗浄後投与)と有意差は認められなかった。以上、本研究から2ステップによる-80°CでのHES保存血液を用いた犬の自己輸血の安全性が示唆された。今日、獣医学領域において十分なドナー血液を入手するのは困難な現状である。その解決策として考えられる方法の1つに赤血球の凍結保存が上げられる。赤血球の凍結保存を行う場合に必要である凍害保護物質として細胞内性、細胞外性のものがある。前者で汎用されるGlycerolは現在の人医学では-196°C液体窒素で使用されているが、解凍時の繁雑な脱Glycerolが必要である。後者のHydroxyethyl starch(HES)は抗原性が少なく、生体内で分解されることからその応用が期待されている。本研究の結果、(1)in vivoで-196°C液体窒素でHES保存血を用いた自己輸血ではGlycerolと比較して輸血反応が少なかったが、液体窒素での保存はコストや使用管理面から問題が残った。(2)-196°Cで急速冷却後に-80°C超

低温フリーザーに移すin vitroの実験を行った結果、ヘモグロビン回収率、浸透圧脆弱試験はともにGlycerol群よりもHES群の方が良好であった。(3)本2ステップ法をin vivoに応用するために正常ビーグル犬を用い、-80°C凍結保存血の自己輸血を行い、輸血後の副作用の発現について検討した結果、HES保存血投与群の回収率は90.5±0.01%と高かったが、輸血直後と2時間後の血中の血色素およびビリルビン濃度、さらに尿中ビリルビンの一過性の上昇が認められた。しかし、輸血24時間後の血色素およびビリルビンは血中と尿中において投与前と同程度までに回復した。その他の赤血球数、白血球数、体温や心拍数などは、Control群(24時間液状4°C保存洗浄後投与)と有意差は認められなかった。(4)以上、本研究から2ステップ法による-80°CでのHES保存血液を用いた犬の自己輸血の安全性が示唆された。今日、獣医学領域において十分なドナー血液を入手するのは困難な現状である。その解決策として考えられる方法の1つに赤血球の凍結保存が上げられる。赤血球の凍結保存を行う場合に必要である凍害保護物質として細胞内性、細胞外性のものがある。前者で汎用されるGlycerolは現在の人医学では-196°C液体窒素で使用されているが、解凍時の繁雑な脱Glycerolが必要である。後者のHydroxyethyl starch (HES)は抗原性が少なく、生体内で分解されることからその応用が期待されている。本研究の結果、(1)in vivoで-196°C液体窒素でHES保存血を用いた自己輸血ではGlycerolと比較して輸血反応が少なかったが、液体窒素での保存はコストや使用管理面から問題が残った。(2)-196°Cで急速冷却後に-80°C超低温フリーザーに移すin vitroの実験を行った結果、ヘモグロビン回収率、浸透圧脆弱試験はともにGlycerol群よりもHES群の方が良好であった。(3)保存期間による影響をみた結果、24時間1カ月、2カ月、3カ月保存血群のHb浸透圧脆弱試験での50%溶血食塩濃度、走査電子顕微鏡観察による赤血球の形態的分類ではそれぞれの保存期間と非凍結群間に有意差は認められなかった。(4)本2ステップ法をin vivoに応用するために正常ビーグル犬を用い、-80°C凍結保存血の自己輸血を行い、輸血後の副作用の発現について検討した結果、HES保存血投与群の回収率は90.5±0.01%と高かったが、輸血直後と2時間後の血中の血色素およびビリルビン濃度、さらに尿中ビリルビンの一過性の上昇が認められた。(5)以上、本研究から2ステップ法による-80°CでのHES保存血液を用いた犬の自己輸血の安全性が示唆された。
熱処理の有無による歯科矯正用ワイヤーからのNi,Crの溶出について

矯正用Stainless Steel(SSと記す)ワイヤーは、臨床上必要な機械的性質を得るため、熱処理により硬化させた状態で使用されることが多い。これは固体状態の金属あるいは合金を加熱および冷却することにより治療に必要な硬度を得るために行われるものである。ワイヤーの表面には通常、不導態膜(酸化膜)が存在し、そのため腐食が進行しにくくなっている。しかしながら、この不動態膜は熱処理により破壊されるため、金属の溶出に対する抵抗性が低下しその溶出量は増加すると考えられる。そこで我々は、熱処理によるSSワイヤーからのNi,Crの溶出量の変化について検討した。実験材料として、長さ11cmのSSワイヤー(0.019×0.025)を、リングファーネス中にて、曲げ剛性、弾性特性などに問題のない450°C、10分間熱処理を行い、その後、20°Cの水中にて急冷したものの、コントロールとしては、同じく長さ11cmのSSワイヤーに熱処理を加えないものをそれぞれ使用した。まず、各ワイヤーを脱イオン水にて洗浄した後、無水エチルアルコールで脱水し、さらに四塩化炭素で除脂し、再び脱イオン水で十分洗浄し乾燥させた。浸漬液として用意した生理食塩水12mlを入れた栓付き試験管に乾燥させたワイヤーをそれぞれ2本ずつ浸漬し、37°Cで、振盪下(90回/分)にて7日間インキュベーションした。そして、ワイヤーを取り除き浸漬液中のNi、Cr量を原子吸光度計にて測定し、それぞれ27例のデータを得た。その結果、Crは熱処理の有無に関わらず溶出量が非常に少なかった。それに対しNiは熱処理したワイヤーからの溶出量の平均値が0.635μg/ml、熱処理をしなかったワイヤーからの溶出量の平均値は0.015μg/mlであり、両者には高度な有意差が認められた(P<.0001)。すなわち、Niは熱処理により約42倍もの溶出量の増加が認められた。
鉄系形状記憶合金および整合折出粒子のマルテンサイト変態に及ぼす磁場効果

初年度の昭和63年9月に研究の目的を実施するに不可欠である磁気異方性測定装置が購入され、性能テストを細部における調整等を行って、平成元年4月より予定通りの性能を発揮して、下記に述べるような研究に利用され、現在も有益な情報を提供している。以下に得られた成果を研究テ-マ別にまとめる。3)FeーMnーSi形状記憶合金の常磁性【tautomer】反強磁性転移とγ【double half arrows】ε変態の関係を明らかにし、自由エネルギ-変化と磁気変態をリンクする計画は、磁場効果が小さく実験が困難であることが判明し、時間的な制約のため現段階では満足な成果を得ていな以上述べたように、目的とした研究はほぼ予定通りに進行しているが、FeーMnーSiに関しては計画を見直して、今後も反強磁性と変態に伴うエネルギ-変化について検討を続ける予定である。磁気異方性測定装置は9月に納入され、装置のキャリブレーションや性能テストも完了し、順調に稼動している。本研究で磁気異方性測定を予定している材料は、FeーN,FeーMnーSi,FeーCrーNi及びCuーFe合金であるが本年度は実験に適した組成の合金単結晶を見出すための予備段階であって、一部の試料(FeーCrーNi及びFeーN)についてのみ磁気異方性測定装置の機能を必要とする測定を行い、例えば、FeーN中に析出させたFe_<16>N_2の要易磁化方向と析出中に引加した磁場の関係や磁場中変形によってFeーCrーNi合金中に導入したα相による磁気異方性を調べ、興味深い結果を得ている。すなわち、FeーN合金では、磁場中時効によって磁気異方性を有するFe_<16>N_2析出物が特定の配向性をもって形成されることを見出し、CuーFe合金では、引張り試験中、磁場の引加によってγーFe粒子からαーFe粒子へのマルテンサイト変態が促進されることを見出している。なお、FeーMnーSi形状記憶合金やCuーFe合金のマルテンサイト変態及び磁気変態に対する磁場効果については、実験に適した変態温度を持つ単結晶を見出すため、種々の組成の単結晶試験片を用意して電気抵抗測定や比熱測定並びに降伏強度の温度依存性等を調べている。また、これと平行して磁場中引張り試験用装置の作製を行い、4.2400Kの各温度で、5.6Teslaまでの磁場中引張りが可能となった。これら析出やマルテンサイト変態の駆動力となる磁気的効果の定量的な議論は、さらに詳細な実験を必要とするので、目下進行中である。磁気異方性測定装置は予定通りの成能を発揮し、γーFe粒子のγ→αマルテンサイト変態に及ぼす磁場効果とFe_<1b>N_2析出物の一軸磁気異方性についての有益な知見が得られた。それらを下記に要約して述べる。〈Fe粒子のマルテンサイト変態〉γーFeからαーFeへ変態したFe粒子は強磁性体であり、磁気異方性がある。αーFe粒子は母相と特定の方位関係(KurdiumovーSacksの方位関係)を持つ。単結晶を用いて引張り変形を行い、母相と特定の方位関係にあるバリアントを導入して磁気異方性を測定し、さらに焼鈍による磁気異方性の変化からαー鉄粒子の形状変化と双晶の消失に関する知見を得た。〈FeーMnーSi合金の磁性〉当初はFeーMnーSi合金単結晶の反強磁性について研究する予定であったが、この材料についてはγ→εマルテンサイト変態を担う転位の運動に主眼が置かれ、磁気変態に関する研究は見合せることとした。FeーMnーSiに換えてFe_<ib>N_2の析出と共に変化する磁気異方性の測定を行った。特に興味深い結果としては、低温におけるFe_<1b>N_2の形成初期には一軸異方性が〈100〉型ー軸異方性を持たないという点があげられる。これは低温時効中に磁場を引加しても配向析出をしないという従来の結果を説明するものである。なお、高温時効では完全な〈100〉型ー軸異方性が観察され、磁場中電流加熱の実験では、この〈100〉配向析出が核生成に対する磁場効果であることが判明した。

前年度までの報告に述べたように、磁気異方性測定装置を用いた実験と磁気天秤を用いた定量化によって、γーFe粒子のγ→αマルテンサイト変態に及ぼす磁場効果とFe_<16>N_2析出物の一軸磁気異方性について有益な知見が得られ、本年度はデ-タの解析と追加実験による以前の結果の確認等を行った。それらを要約して述べる。〈Fe粒子の磁気異方性〉γ→α変態したFe粒子は強磁性であり、立方晶型の磁気異方性を持つ。また、これらの粒子は母相の面心立方晶と特定の方位関係を有し、一軸応力下で変態した場合は結晶学的に等価なもののうち特定バリアントが優先発生する。従って、単結晶を用いて測定したトルクカ-ブと発生したバリアントから予測されるカ-ブを合致させるべくパラメ-タ-を決定すれば、ある程度定量的にそれぞれの方位の変態量を決定できる。また、さらにαーFe粒子を時効すると〈110〉方向に優先生長するので、形状磁気異方性についても知見を得ることができ、巨視的測定によってαーFe粒子の形状を推測することにも成功した。磁気異方性の測定を時効初期に時効と平行して行うことにより、析出初期における未発達な窒素のクラスタ-についての知見を得ることができ、トルク曲線とクラスタ-のもつ磁気異方性とのカ-ブフィッティングにより、Fe_<16>N_2の核形成前には〈001〉一軸異方性が達成されていないということを見出し、また時効に伴うFe_<16>N_2への移行についても有益な情報を得ることができた。〈オ-ステナイト鋼のマルテンサイト変態に対する磁場効果〉FeーCrーNiを用いた実験を新たに試みたが、磁場効果のないことが判明し、γ→α変態が直接起こることはないと結論した。
近現代日本における首都の災害に関する総合的研究

2018年9月8日に神田外語学院本館(東京都千代田区内神田2-13-13)において、首都圏形成史研究会の主催(「例会」としての開催)、公益財団法人土木学会土木史研究委員会および岩井田家資料研究会の共催、神田外語大学日本研究所の後援により、シンポジウム「首都圏の災害史研究の現在」を開催した。発表内容は、「自治体史にみる首都圏の災害史」(首都圏災害史年表作成の中間報告も兼ねたもの)、「利根川・渡良瀬川合流地域の自然災害」、「近代土木史としての帝都復興事業」である。過去の災害データを自治体史等から抽出して作成する「首都圏災害史年表」について、首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーの協力を得て分担し、幕末から明治期までのデータを集めた。それらを統合し、首都圏災害史年表明治編(暫定版)を作成中である。国立国会図書館憲政資料室が所蔵する「憲政資料」(幕末から現代にいたる政治家・官僚などに関わる日記、書簡、草稿などの私文書群)について、資料名の頭文字「マ」に属する人物・団体(牧野伸顕、松本学など)の関係文書を調査し、災害を含む土木史関係資料の情報を収集した。それを2019年6月開催予定の第39回土木学会土木史研究発表会で発表するための講演用論文としてまとめ、投稿した。外務省外交史料館において明治期の災害関係史料の調査をおこなった。明治43年関東大水害への対応を検討する前提として重要と考えられる、日露戦争終結直後に発生した東北三県凶作への対応に関する史料を確認した。そこには凶作に対する各国からの支援(義捐)の動きが記録されていた。同史料などをもとに同凶作への日本政府、政党、メディア、民間団体、外国の対応について論文を作成している。「首都圏災害史年表」の作成について、首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーの協力を得ながら、過去の災害に関するデータの収集と集約を実施した。その過程で困難に直面した。初年度であるため、多様な災害をどの範囲(種類や規模)まで拾い、その内容をどのように整理するのか(年表の形式)という問題について、実際に作業を進めながら意見交換をおこなう必要が生じた。試行錯誤の末に、まずは主な資料として依拠する自治体史などで「災害」として取り上げられている情報を広く収集すること、年表の書式については、災害発生の年月日・都県名・災害の種類・被災地域・被害の概要・出典など簡潔な項目にまとめることとし、明治期までの年表を暫定的に作成して、それをもとにさらに検討することとした。当初計画では、アルバイトによる災害情報の入力作業を予定していたが、前述のとおり何をどのように入力するのかが明確にならなかったために、アルバイトの利用に至らなかった。また、災害を主題として編纂されたものを除けば、自治体史などの書籍において、過去の災害に関する記述はまとまって存在していない。そのため、過去の災害に関する情報を広く収集しようとすれば、それだけ多くの書籍にあたり、そのなかから記述を探さねばならなかった。作業に多くの時間と労力が必要になることが改めて明らかになった。史料保存機関の調査については、東京都内の機関の調査を優先的に進めたため、東京都以外に所在する機関に対する調査が不十分になってしまった。遅れている「首都圏災害史年表」の作成を進める。表計算ソフトの機能を活用する。すなわち、収集した各地の過去の災害に関する情報について、災害発生の年月日を示す8桁の数字を付し、並び替えをおこなうという方法を採る。それにより最新の作業データをその都度付け加え、年表全体を随時アップデートしていく。こうすることで、協力を得ている首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーによる災害情報の収集と統合の効率化を図るとともに、未完成の状態でも暫定版として年表を研究に利用できるようにする。ある程度データがまとまり、一般の利用に堪えるレベルに達したと判断された時点で公開を考える。「首都圏災害史年表」の作成と並行して、明治43年関東大水害(1910年)を中心とする明治期の災害から個別災害の研究に着手する。「首都圏災害史研究会」のメンバーに協力を依頼し、明治43年関東大水害における首都圏各地の被害状況や対応策について、先行研究や関係史料に関する情報提供をしてもらう。そうした準備のうえで、ミーティングを開催し、研究テーマや研究分担を協議・決定する。研究成果(途中経過を含む)は、2019年度内に公開の研究会を開催して発表し、社会に広く伝えるとともに、本研究に関する意見や情報を求める。史学など人文・社会科学の観点のみならず、自然科学の観点からの分析も意識する。明治43年関東大水害の研究に着手するのに合わせて、その被災地となった首都圏各地の史料保存機関の調査も実施する。このことで、不十分であった東京都以外に所在する史料保存機関における過去の災害に関する史料の調査を重点的に実施する。

過去の災害データを自治体史等から抽出して作成する「首都圏災害史年表」について、首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーの協力を得て分担し、幕末から明治期までのデータを集めた。それらを統合し、首都圏災害史年表明治編(暫定版)を作成中である。国立国会図書館憲政資料室が所蔵する「憲政資料」(幕末から現代にいたる政治家・官僚などに関わる日記、書簡、草稿などの私文書群)について、資料名の頭文字「マ」に属する人物・団体(牧野伸顕、松本学など)の関係文書を調査し、災害を含む土木史関係資料の情報を収集した。それを2019年6月開催予定の第39回土木学会土木史研究発表会で発表するための講演用論文としてまとめ、投稿した。外務省外交史料館において明治期の災害関係史料の調査をおこなった。明治43年関東大水害への対応を検討する前提として重要と考えられる、日露戦争終結直後に発生した東北三県凶作への対応に関する史料を確認した。そこには凶作に対する各国からの支援(義捐)の動きが記録されていた。同史料などをもとに同凶作への日本政府、政党、メディア、民間団体、外国の対応について論文を作成している。「首都圏災害史年表」の作成について、首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーの協力を得ながら、過去の災害に関するデータの収集と集約を実施した。その過程で困難に直面した。初年度であるため、多様な災害をどの範囲(種類や規模)まで拾い、その内容をどのように整理するのか(年表の形式)という問題について、実際に作業を進めながら意見交換をおこなう必要が生じた。試行錯誤の末に、まずは主な資料として依拠する自治体史などで「災害」として取り上げられている情報を広く収集すること、年表の書式については、災害発生の年月日・都県名・災害の種類・被災地域・被害の概要・出典など簡潔な項目にまとめることとし、明治期までの年表を暫定的に作成して、それをもとにさらに検討することとした。当初計画では、アルバイトによる災害情報の入力作業を予定していたが、前述のとおり何をどのように入力するのかが明確にならなかったために、アルバイトの利用に至らなかった。また、災害を主題として編纂されたものを除けば、自治体史などの書籍において、過去の災害に関する記述はまとまって存在していない。そのため、過去の災害に関する情報を広く収集しようとすれば、それだけ多くの書籍にあたり、そのなかから記述を探さねばならなかった。作業に多くの時間と労力が必要になることが改めて明らかになった。史料保存機関の調査については、東京都内の機関の調査を優先的に進めたため、東京都以外に所在する機関に対する調査が不十分になってしまった。遅れている「首都圏災害史年表」の作成を進める。表計算ソフトの機能を活用する。すなわち、収集した各地の過去の災害に関する情報について、災害発生の年月日を示す8桁の数字を付し、並び替えをおこなうという方法を採る。それにより最新の作業データをその都度付け加え、年表全体を随時アップデートしていく。こうすることで、協力を得ている首都圏形成史研究会小委員会「首都圏災害史研究会」メンバーによる災害情報の収集と統合の効率化を図るとともに、未完成の状態でも暫定版として年表を研究に利用できるようにする。
ハイペロンおよびハイパー核の研究

本国際共同研究の中心は、高エネルギー研究所の12-GeV陽子シンクロトロンによる中間子ビームを用いたハイペロン相互作用に関する日韓共同実験である。これまでに以下のような研究を進め、それぞれに成果を挙げた。1。ハイパー核の研究(1)高分解能中間子ビームラインとスペクトロメーターの建設、陽子シンクロトロンの新実験室に新しく設置されたK6ビームラインと、大型超伝導スペクトロメーターSKSを整備・調整し、ビームを用いたテストで当初の予想を超える分解能を得た。(2)(π、K)反応によるハイパー核構造の研究実験、高分解能スペクトロメーターの完成を待って、CからPbまでの数種の核を標的にハイパー核の実験を行なった。従来のものよりはるかに優れたスペクトルが得られ、新しいハイパー核準位の発見など続々と成果が挙げられるようになった。(3)ハイパー核寿命測定実験の立案と準備、SKSによるハイパー核準位の研究に加えて、ハイパー核の寿命を決める実験計画をまとめた。計画は実験審査委員会によって採択され、現在は、そのための準備を進めている。2。ハイペロン・核子相互作用の研究(4)シンチレーション・ファイバー検出器の開発研究ハイペロン・核子相互作用の研究は、これまで泡箱実験による極めて古く質の悪い実験データに依存してきたが、その画期的な改善をめざしてシンチレーション・ファイバーを用いる新しい方法の開発を進めてきた。(5)ハイペロン・核子散乱実験シンチレーション・ファイバーの開発と併行して、その適用が最もやさしいケースであるΣP散乱の実験を進め、データ収集・解析を始めた。(6)ハイペロン・核子散乱データの解析法の開発シンチレーション・ファイバーの技術的開発とともに、飛跡検出データの解析法の開発も進めている。高エネルギー研陽子シンクロトロンによる共同実験を進めるかたわら、日韓の協力研究を更に発展させるため、以下の日韓共同セミナーや講演会を行なった。1。核物質中のストレンジネスに関する日韓共同セミナーソウル大学で日韓共同のセミナーを開催し、ハイペロン・ハイパー核物理の研究と高エネルギー重イオン反応による核物質の研究の接点における諸問題について討論した。2。K中間子物理の将来の展開とB中間子物理についての講演会CP対称性や、その他の基礎対称性のテストの今後に関し、陽子シンクロトロンによるK中間子崩壊実験と、BファクトリーによるB中間子崩壊実験について、それぞれの物理の将来を展望する講演会をソウル大学で開催した。1。2。1。2。
H行列法ライブラリの機能拡張と次世代スパコン向け最適化

H行列法ライブラリHACApKの高機能化を目的とし、次の5項目について研究を行った。(1)本研究で提案した格子H行列の行列分解に取り組み、近似LU分解および近似QR分解を行う計算手法を開発した。格子H行列の特殊な場合であるBLR行列について、これらの分解手法を実装し、数値実験を行った。近似精度および計算コストについて調査し、開発手法の有効性を確かめた。(2)HACApKで扱う任意のカーネルに対応できように、FMMを拡張した。また、境界要素法のコードからこのFMMを呼び出すことにも成功した。(3)GPUを用いたH行列計算法コードの開発を実施した。特にGPUを用いたH行列ベクトル積に注目し、従来より高速な実装の実現に向けたコード開発に取り組んだ。さらに、複数GPU環境における格子H行列に対するLU分解についての研究を実施した。分散環境におけるLU分解は行列ベクトル積と比べて通信パターンが複雑なため実装や最適化の難易度が高く、大変挑戦的な研究である。(4)H行列ベクトル積の高速化について取り組んだ。スレッド並列処理における負荷均衡戦略として,スレッド間にまたがる少数の部分行列を分割することで,ほぼ完全な負荷均衡化を図ることができることを示し、HACApKライブラリに含まれる従来実装の性能改善が可能なことを示した。また、H行列内の部分行列の一部を単精度化する新たな手法を考案し、計算の高速化、精度の悪化の程度について、実験的な調査を行った。(5)H行列の分割構造生成処理について、動的負荷分散を用いた高速化に取り組んだ。特に、並列実装の性能改善に注力した。分割構造を表現する木の生成において、ノード間だけでなくノード内の並列化を組み合わせ、さらにタスクの最小粒度等の性能パラメータのチューニングを施すことにより、良好な並列性能を得ることができた。下記の通り、5つの研究項目ごとに達成度は異なるが、総じて概ね順調である。(1)格子H行列について、近似分解計算手法を構築した。格子H行列の特殊な場合であるBLR行列について逐次コードを実装し、数値実験を通じて有効性を確かめた。格子H行列は分散メモリ計算システム向けに開発した低ランク近似手法であり、大規模計算に向けた基礎を築けた。(2)FMMコードをHACApKで扱うGreen関数に拡張し、それを実際の境界要素法のアプリケーションから呼び出すことにより、実アプリケーションコードを高速化することに成功した。従来のFMMで用いられてきた空間充填曲線を用いた負荷分散では境界要素法のような低次元の超平面において最適な空間分割が得られない問題があったが、これを直交再帰二分割法を用いて解決し、電磁界解析の実アプリケーションで高い分散並列化効率を実現した。(3)GPUを用いたH行列計算法のさらなる性能向上のためには、大量の小さな部分行列を効率よく計算することが重要であることを明らかにした。また、複数GPU環境における格子H行列に対するLU分解の実装を行った。高速な実装を実現するとともに、通信時間の削減や負荷の均等化の難しさも明らかにした。(4)H行列・ベクトル積計算のスレッド並列処理の負荷均衡については、アルゴリズム上はほぼ最適な手法を考案することができた。低精度演算を導入することによる行列・ベクトル積の高速化については、すでに一部のアプリケーション上で有用な結果を得ている。(5)H行列の分割構造生成処理については、分散メモリ環境対応の実装までは至らなかったものの、共有メモリ環境における木の構築処理については、ほぼ期待通りの性能が得られた。5つの研究項目ごとの推進方策は次の通りである。(1)分散メモリ計算システム上で、格子H行列に対して近似分解を行うための研究を推進する。まずは現状のBLR行列分解の共有メモリ並列化アルゴリズムを開発し、その後、分散メモリ並列化アルゴリズムの開発を行う。分散メモリシステムを用い、大規模行列について計算精度および計算コストを調べる。ここまでの検証をBLR行列で行い、問題点を全て解決してから格子H行列に移行する。(2)これまでに開発したFMMコードとは別に、多重極展開・局所展開の変換行列を保存し、インタラクションの対称性を利用してGEMMに落とし込む手法を採用したFMMコードを開発中である。これらのFMMコードの統合とHACApKとの融合が今後の課題である。(3)GPUを用いた高速なH行列計算法・格子H行列計算法の実装を継続して行う。行列・ベクトル積や行列分解の計算性能を観測し、行列生成時のパラメタ最適化を行う手法を検討していく。(4)H行列に低精度演算を取り入れる方式による性能改善は、現在の所、その有効性が明らかとなりつつあるので、引き続き研究を推進する。具体的にはアプリケーションにおける性能評価を行い、その報告を行うと共に、アルゴリズムの改良についても検討する。(5)H行列の分割構造生成処理を分散メモリ環境で行う実装に本格的に取り組む。共有メモリ環境向け実装についても、参照局所性の向上等によるさらなる性能改善の余地があるため、改良を続けていく。さらに、格子H行列を対象とした分割構造生成についても並列化を行う。(1)分散メモリ並列計算環境におけるH行列計算の改善に取り組んだ。効率的な通信パターンを構築することが最大の課題であったが、BLR行列の持つ規則性をH行列に導入することにより解決した。この新手法(格子H行列法)は、H行列法の高圧縮性とBLR行列の利便性を併せ持つ画期的な手法と言える。