hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己の組織と細胞で構築したバイオメカニカル・ポンプシステムの開発:システム要素の検討

現在、バイオメカニカルポンプの要素のin vitro構築を行うために、多孔質・連通孔マトリクス(人工“心内臓"マトリクス)に血管壁の組織小片をゲル化させて一体化し、in vitroの培養で形態の観察を行っている。エネルギ-源としての骨格筋および骨格筋刺激装置の検討として、成山羊5頭を用い、広背筋に電極を縫着し、電気刺激によるトレ-ニングを12カ月間施行した。その後、広背筋フラップを左胸腔内へ挿入し心臓周囲に巻きつけ、自己心と同期させて収縮を行ない、心補助効果について急性実験により検討を行った。心補助効果は、左室圧ー容積曲線群から左室収縮末期圧ー容積関係(Ees)を求め、広背筋の刺激による効果を検討したが、今回の正常心山羊を用いた急性実験においては左心補助効果は明らかではなかった。現在、右心補助効果について検討を進めると共に、広背筋を心臓周囲へ巻きつけ、12週間後から電気刺激によるトレ-ニングを行なう慢性実験を開始している。バイオメカニカル・ポンプのin vitro構築の一環として、自己組織のin vitro再構築によるハイブリッド心内膜作製のために、血管微小細片のコラ-ゲンゲル培養を試みた。山羊血管壁の微小細片をコラ-ゲンゲル中に包埋して培養し、自己組織化を形態学的に検討したところ、3週間の培養後に、コラ-ゲンゲル表面に作業原理どおりの血管内皮細胞の再構築像が得られ、本システムはハイブリッド人工心内膜の構築技術として妥当と考えられた。次いで、in vivo構築について検討した。動脈圧に耐えるために、構造材として既製のhigh porosityの人工血管を使用した。コラ-ゲンに自己微小血管片を混入し、ゲル化させてら人工血管に塗布し、生体血管にグラフトした。最長3ヶ月の観察期間において、吻合部から人工血管中央部分にかけて内腔面に内皮化が観察された。この内皮細胞は、コラ-ゲンゲル中に捕捉された自己微小血管片より、内腔面に遊走したもので、in vivoにおける組織再構築による人工心内膜作製の可能性が示唆された。現在、構造材としてセグメント化ポリウレタンの使用について検討を進めている。エネルギー源としての骨格筋の検討を,Cardiomyoplasty(CMP)を施行し行なった.正常心成山羊4頭の左広背筋を用いて電気的トレーニングを68週間行なった後,CMPを施行し急性期における広背筋刺激による心機能の変化について検討した.広背筋非刺激時に比べ刺激時における収縮期肺動脈圧,右心拍出量,右心室駆出率は,上昇および増加傾向を示したが有意差は認めなかった.また,収縮期左室圧および左室圧一容積曲線群から求めた左室収縮末期圧-容積関係の傾き(Ees)には有意な変化を認めなかった.
生体の凍結・解凍過程の能動制御に関する研究

本研究は、大型組織細胞の凍結保存技術の確立を目標にして、伝熱制御と超音波場による凍結・解凍過程の能動的な制御技術の開発を行う。第1段階として、観察・計測が容易な含水紙及びタマネギの表皮細胞を用い、2次元的平板試料を用いて凍結・解凍実験を行い、氷晶の成長開始温度、成長速度、成長形態、試料内の流動、伝熱特性等に及ぼす超音波の影響を調べた。次の段階では、含水積層紙及びタマネギの鱗茎細胞ブロックを試料とし、3次元的厚みを有する細胞による凍結実験を行った。この研究の概要と得られた知見を以下に述べる。(1)超音波の周波数・強度を変化して印可できる凍結・解凍実験装置を設計・製作し、微細熱電対による試料の温度分布測定やディジタルマイクロスコープとビデオ解析装置による凍結・融解挙動や生体内部流動の観察を行えるようにした。(2)製作した実験装置を用い、流動中のフロリナート冷却液に浸積したタマネギ表皮細胞の凍結挙動を調べた。その結果、超音波振動の印可により超音波の強度がある値を越えると凍結温度が約5°C上昇することが判明した。また、顕微鏡観察により、超音波振動によるフロリナート冷却液のキャビテーション気泡が凍結開始時の氷核生成に関係があるような画像が得られた。この現象については、さらに詳細な現象観察が必要である。(3)タマネギ表皮細胞の凍結挙動において、新鮮な試料は明瞭なモザイク的な凍結挙動をするが、1回の凍結・解凍過程を経ることにより、初め試料表面に霞状の凍結模様が広がりその後不明瞭なモザイク状凍結が起こる2段階の凍結挙動に移行することが観察された。これは凍結・解凍過程における細胞損傷の結果である。(4)超音波印可により、タマネギ表皮細胞内の強制流動現象が観察されたが、全細胞均一ではなく、細胞毎にその流動の程度が異なっていた。(5)含水積層紙及びタマネギの鱗茎細胞ブロックを試料とした凍結実験において、試料ブロックの凍結・融解過程の温度変化を測定した。温度データの解析は今後の課題として残った。本研究は、大型組織細胞の凍結保存技術の確立を目標にして、伝熱制御と超音波場及び電場による凍結・解凍過程の能動的な制御技術の開発を行う。本年度は、観察・計測が容易な一次元的小型試料を用いて凍結・解凍実験を行い、氷晶の成長開始温度、成長速度、成長形態、試料内の流動・伝熱特性等に及ぼす超音波の影響を調べた。研究の経過とこれまでに得られた知見を以下に述べる。(3)超音波印可により、タマネギ表皮細胞内の強制流動現象が観察されたが、全細胞均一ではなく、細胞毎にその流動の程度が異なっていた。次年度以降、上記実験をさらに詳細に行い、凍結制御技術に適用できるようにする。さらに、電場による凍結・解凍制御に着手する予定である。

温度データの解析は今後の課題として残った。本研究は、大型組織細胞の凍結保存技術の確立を目標にして、伝熱制御と超音波場及び電場による凍結・解凍過程の能動的な制御技術の開発を行う。本年度は、観察・計測が容易な一次元的小型試料を用いて凍結・解凍実験を行い、氷晶の成長開始温度、成長速度、成長形態、試料内の流動・伝熱特性等に及ぼす超音波の影響を調べた。研究の経過とこれまでに得られた知見を以下に述べる。(1)超音波の周波数・強度を変化して印可できる凍結・解凍実験装置を設計・製作し、微細熱電対による試料の温度分布測定やディジタルマイクロスコープとビデオ解析装置による凍結・融解挙動や生体内部流動の観察を行った。(2)製作した実験装置を用いて、流動中のフロリナート冷却液に浸積したタマネギ表皮細胞の凍結挙動を調べた。その結果、超音波振動の印可により超音波の強度がある値を越えると凍結温度が約5°C上昇することが判明した。また、顕微鏡観察により、超音波振動によるフロリナート冷却液のキャビテーション気泡が凍結開始時の氷核生成に関係があるような画像が得られた。この現象について、さらに詳細な現象観察を継続しているが、決定的な因果関係を示すには至っていない。(3)超音波印可により、タマネギ表皮細胞内の強制流動現象が観察されたが、全細胞均一ではなく、細胞毎にその流動の程度が異なっていた。この現象を凍結制御に応用するには場所的に流動制御を可能にする必要があるが、当面は温度分布の2次元的測定を行い、この現象による局所的な凍結制御の可能性を調べる予定である。(4)本年度は、電場による凍結・解凍制御の実験準備を行ってきたが、次年度には実験に着手する予定である。本研究は、大型組織細胞の凍結保存技術の確立を目標にして、伝熱制御と超音波場による凍結・解凍過程の能動的な制御技術の開発を行う。第1段階として、観察・計測が容易な含水紙及びタマネギの表皮細胞を用い、2次元的平板試料を用いて凍結・解凍実験を行い、氷晶の成長開始温度、成長速度、成長形態、試料内の流動・伝熱特性等に及ぼす超音波の影響を調べた。次の段階では、含水積層紙及びタマネギの鱗茎細胞ブロックを試料とし、3次元的厚みを有する細胞による凍結実験を行った。この研究の概要と得られた知見を以下に述べる。(1)超音波の周波数・強度を変化して印可できる凍結・解凍実験装置を設計・製作し、微細熱電対による試料の温度分布測定やディジタルマイクロスコープとビデオ解析装置による凍結・融解挙動や生体内部流動の観察を行えるようにした。(2)製作した実験装置を用い、流動中のフロリナート冷却液に浸積したタマネギ表皮細胞の凍結挙動を調べた。この現象については、さらに詳細な現象観察が必要である。(3)タマネギ表皮細胞の凍結挙動において、新鮮な試料は明瞭なモザイク的な凍結挙動をするが、1回の凍結・解凍過程を経ることにより、初め試料表面に霞状の凍結模様が広がりその後不明瞭なモザイク状凍結が起こる2段階の凍結挙動に移行することが観察された。
活性な多極子をもつ希土類化合物における単サイトの非フェルミ液体状態

希土類のプラセオジム(Pr)やネオジム(Nd)を希薄に含む立方晶化合物では,4f電子と伝導電子の混成による単サイト2チャンネル近藤効果の発現が期待されるが,実験的な実証には至っていない。本研究では,結晶場基底二重項をとる立方晶RT2X20 (R = Pr, Nd, T =遷移金属,X = Zn,Al)のPr,Nd希薄系の純良単結晶を作製し,0.1 Kまでの比熱,磁化,電気抵抗,弾性定数,熱膨張・磁歪を測定する。理論モデルによる計算から予測されている非フェルミ液体的挙動を実験的に捉え,2チャンネル近藤効果の特性を明らかにする。
不安症の認知行動療法における「変容プロセス測定・一般法則導出」サイクルの開発

本研究では,不快な体験を避けようとする試みである「体験の回避」を,日常生活下において測定する方法論を確立するための検討を行なった。昨年度の研究で,スマートフォンを用いた生態学的経時的評価法(Ecological Momentary Assessment: EMA)を用いた,測定法の枠組みを提示した。当該方法は,先行条件ー行動ー結果の連鎖である「随伴性」に基づいて体験の回避を捉えるものである("随伴性指標"と命名)。今年度は,その応用可能性について2つの研究結果をまとめた。研究1では,学生の行動変容場面において当該測定法が応用可能であるかを検討した。体験の回避に起因すると想定される行動を変容するための介入を実施し,随伴性指標が変化するか否かを検証した。介入が適切に実施されていたことが確認された3名のデータからは,行動変容を十分に予測することはできなかった。したがって,今後測定内容や対象を絞り込む必要があることが考えられた。ただし,EMAを用いた随伴性指標について,その測定法に関する疑問点や困難な点に関する報告はなかった。随伴性指標は日常生活下において複数回測定をすることを要するが,回答数が極端に減少した者はおらず,その応用可能性が一部確認できた。研究2では,不安性患者のセラピー場面における応用可能性を検討した。体験の回避の低減を意図した介入を実施し,経過中に随伴性指標への回答を求めた。アンケート,主治医/担当心理士の臨床的印象は改善方向に変化し,介入は適切であった。しかし,随伴性指標の変化の有無および方向は患者ごとに異なっており,一貫した結果は得られなかった。ただし,随伴性指標を用いた測定に関する不都合は報告されず,十分な回数の回答が得られたため,応用可能性の一部が確認された。また,自身の状況や行動を再確認できたとの報告があり,測定自体が治療効果を有する可能性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,不快な体験を避けようとする試みである「体験の回避」を,日常生活下において測定する方法論を確立するための検討を行なった。とくに,日常生活下での測定を可能にするために,スマートフォンを用いた生態学的経時的評価法(Ecological Momentary Assessment: EMA)の応用可能性を検討し,行動前後における不快体験の変化(随伴性)に焦点を当てた測定を試みた。具体的には,1)EMAを用いた日常生活下における随伴性に基づく体験の回避測定の方法の検討(研究1:早稲田大学人間科学研究掲載),2)研究1で開発した方法の精緻化および従来の測定指標(主観的に評価された体験の回避の程度)との比較(研究2:国際学術雑誌投稿準備中)を実施した。今年度の研究の結果,EMAを用いて,随伴性に基づいて体験の回避を測定することが可能であることが示唆された。また,測定タイミングについては,不快な体験を自覚してからの時間経過が15分以内であることが望ましいことが明らかにされた(研究1)。さらに,随伴性を基にした測定法と主観的な評価法とでは,体験の回避の異なる側面を捉えている可能性が示唆された。具体的には,随伴性を基にした測定法は体験の回避の短期的な結果を予測し,主観的な測定法は体験の回避の長期的結果を予測する指標であることが示された(研究2)。以上の研究成果から,EMAを用いた随伴性に基づく体験の回避測定法の枠組みが提示できたと考えられる。また,本研究結果は臨床場面における測定法の選択肢の拡大に寄与すると考えられる。当初の予定通り,日常生活下における随伴性に基づく体験の回避の測定法の枠組みを確立し,論文投稿が完了したため。今後,研究2を投稿するとともに,確立した測定法の有用性に関する検討を実施する必要がある。

しかし,随伴性指標の変化の有無および方向は患者ごとに異なっており,一貫した結果は得られなかった。ただし,随伴性指標を用いた測定に関する不都合は報告されず,十分な回数の回答が得られたため,応用可能性の一部が確認された。また,自身の状況や行動を再確認できたとの報告があり,測定自体が治療効果を有する可能性が示唆された。日常生活測定を安定させる方法および測定行動維持のための手続きについての検討を実施する。また,確立した測定法の臨床的な有用性に関する研究を実施し,実臨床場面における使用法を体系化する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
大学設置基準の大綱化に伴う学士課程カリキュラムの変容と効果に関する総合的研究

本研究は,3年間にわたって体系的・組織的に実施され,以下のような成果をおさめた。1.所期の目的に沿って,「大学設置基準の大綱化に伴う学士課程カリキュラムの変容と効果」を理論的,実証的研究によって明確にすることに努めた。2.本研究は,全国大学教育研究センター等協議会の共同研究として行ったが,その組織的特色を発揮して,全国的なカリキュラム改革の動向と各機関内のカリキュラム改革の動向との統合的アプローチによって主題の解明を追及した。3.アンケート調査,訪問調査,参与観察,ケーススタディ等の各種の方法を採用し,顕在的カリキュラムと同時に潜在的カリキュラムの把握に努めた。4.協議会メンバー校の先行研究を踏まえるとともに,当該研究の関連先行研究において不十分な状態にある総合的研究,国際比較研究を試みた。5. 1998年度には機関調査研究会,学生調査研究会,コアカリキュラム研究会,外国研究,訪問調査(12大学)などを行った。6. 1999年度には教員調査及び学生調査(国立16校,私立5校)を実施,外国の大学のカリキュラム研究会,教員組織調査を実施した。7. 2000年度にはアンケート調査の分析,日本教育社会学会報告,合宿研究会を行った。報告書「大学設置基準の大綱化に伴う学士課程カリキュラムの変容と効果に関する総合的研究」を完成した。8.本研究の主たる成果は,旧来の学士課程カリキュラムの特徴である分化・分離の状態を克服し統合するための大綱化以降の学士課程カリキュラム改革の効果が十分に上がっていない事実を理論的・実証的に明らかにしたことにある。具体的には,学士課程のカリキュラム改革の効果が不十分である実態を,(1)理念の確立,(2)カリキュラム編成,(3)教員組織編成,(4)理念の共有,(5)学生への教育意図の伝達と実力の養成,(6)学生と教員の間の距離,等を通じ具体的に解明した。これらの研究成果に基づいて,学生課程改革の見直しと新たな改革の必要性を提言した。本年度は、次年度の調査の準備段階として、12大学(桜美林大学、鹿児島大学、金沢工業大学、上智大学、東京医科歯科大学、東京工業大学、宮崎公立大学、宮崎国際大学、宮崎産業経営大学、立教大学、国際基督教大学、愛媛大学)の訪問調査を行った。この調査結果は、「訪問調査報告(暫定版)、大学設置基準の大綱化に伴う学士課程カリキュラムの変容と効果に関する総合的研究」(私家版)としてまとめられている。また、この調査結果を踏まえた上で、学生調査、機関調査に関し、前者については神戸大学において、後者については筑波大学において研究会を行い、来年度実施するアンケート内容の検討を行った。また外国研究においては、アメリカの主要大学の教養カリキュラムの調査を進めた。年度末の広島大学での研究会では、ハーバード大学のコアカリキュラムの研究報告、学生調査の枠組みの決定、機関調査の枠組みの決定を行った。また、こうした作業と並行じて、日本語文献に関し、大学カリキュラムに関する目録作成を行った。外国語文献に関しては、来年度作成予定である。機関調査においては、アンケート調査、インタビュー調査、文献調査を三位一体として推進し、大学カリキュラムと大学運営組織の関係に焦点をあてた調査を進めること、学生調査においては、学生の学んできた文化との関わりで大学カリキュラムの有効性を見る視点から調査項目を立てること、外国研究においては、全米の動向を把握した上で、シカゴ大学、ハーバード大学等の事例研究を行うこととなった。本年度は、前年度の訪問調査や検討を踏まえて、次の研究を行った。(1)教員・学生調査。

「教員から見た学士過程カリキュラムに対する意識調査」及び「学生から見た大学教育に対する意識調査」を12月に全国の国立大学16校(北海道大学、東北大学、筑波大学、新潟大学、信州大学、京都大学、神戸大学、鳥取大学、広島大学、九州大学、岩手大学、群馬大学、宇都宮大学、愛媛大学、鹿児島大学、琉球大学)、私立大学5校(桜美林大学、玉川大学、東海大学、国際基督教大学、中部大学)において実施した。回収率は教員調査46.7%、学生調査43.0%であった。(2)外国班による研究会の開催。外国班は5月22日明治学院大学で研究会を実施し、4つの報告とそれに基づく検討を行い、主としてアメリカの学士過程教育の日本へのインプリケーションを分析した。具体的には、アメリカの有力13大学の学士過程プログラム、ハーバード大学の学士過程プログラム、カリフォルニア大学学士過程の文理学部と工学部、シカゴ大学のカリキュラム改革などが事例として分析され、さらに教養教育やリベラル・アーツなどの概念などの検討を試みた。(3)教員組織調査は「教養教育担当組織とカリキュラムの再編成過程の評価に関する研究」を推進しており、大学職員録と研究者研究課題総覧の分析、大学教育学会のデータの第2次分析などを行なうとともに、引き続き関連調査を実施している。これらの調査・報告に関して、3月21日に広島大学大学教育研究センターにおいて、分担研究者等が集まり中間的総括及び次年度の計画を行った。本年度(平成12年度)は,3年間のプロジェクトの最終年度に当たるが,前年度からの計画に基づいて,次の事柄を遂行した。1.平成11年度に実施した「教員調査」及び「学生調査」の分析を行い,日本教育社会学会(北海道大学)において発表した。2.「教員組織調査」に関しては,研究結果の集約を行った。3.外国研究では報告書作成に対応して米国を中心に研究成果のまとめを行った。4.理論研究では理論の深化を図ったが,特に理論研究と調査研究を総括して総合評価を行うために,9月に信州大学において一泊2日の合宿形態による全体研究会を開催し,同時に報告書作成等の打ち合わせを行った。5.アンケートの分析結果を基に調査実施大学でのフィードバック研究を行った。6.以上の作業から得られた理論研究、外国調査、教員調査、学生調査、教員組織調査等の成果を基に,研究分担者及び協力者が平成13年2月末までに原稿を完成し,3月に報告書「大学設置基準の大綱化に伴う学士課程カリキュラムの変容と効果に関する総合的研究」の印刷を行った。その内容は,はしがき,第1章:本研究の目的と方法,第2章:米国の学士課程のカリキュラム編成原理と動向,第3章:学士課程カリキュラムの動向と効果,第4章:大綱化以降のカリキュラム改革-個別大学の事例報告,第5章:教養部解体と教養教育担当組織の課題,第6章:総括、資料篇,から構成されている。
日本列島における後期旧石器文化の始源に関する基礎的研究

2003年3月15日、大阪歴史博物館において開催された「講演会・シンポジウム:旧石器人たちの活動をさぐる-日本と韓国の旧石器研究から-」で「東アジアと日本の旧石器文化」と題して、岩手県金取遺跡の火山灰層序学・地形史的位置づけ、韓国全谷里遺跡における最新の日韓共同研究成果を発表。同5月4日、韓国京畿道漣川郡全谷里で開催された「第2回韓国全谷里旧石器遺跡記念国際学術会議-全谷里遺跡の地形学的形成過程と東アジア旧石器-」において、Origin of the late Paleolithic in Northeast Asia.と題して、口頭発表を行った。本発表はその後同Proceedings(2003年12月)に収録。また同会議において、漢陽大学校裴基同教授との共同研究テーマ「全谷里旧石器遺跡の年代解明」のもとに、成瀬敏郎・林田明・檀原徹・兪剛民等と連名でLoess-paleosol sequence in Chongokni Paleolithic siteと題して研究発表をおこなった。本研究は広域テフラ・古地磁気層序・OSL年代測定・レス-古土壌編年にもとづいて高精度の韓国旧石器編年を確立するうえで重要な地質年代枠組みを提供することになった。本研究成果はその後同Proceedings(2003年12月)に収録。同6月710日、岩手県金取遺跡の火山灰層序学的位置づけを補強するため、岩手県・山形県下の指標火山灰のサンプリング調査を実施。同9月1828日、韓国龍湖洞遺跡、老隠洞遺跡、花渓里遺跡、魯峰遺跡、上舞龍里遺跡、好平洞遺跡等の資料調査を実施し、日本列島出土旧石器との比較検討をおこなった。同9月2426日、日韓共同研究の一環として韓国全谷里遺跡において玄武岩頂面の深度を解明する電探調査を実施し、基礎的なデータを収集した。研究初年度に当たる本年度は、国内・国外での関連資料の調査をおこなった。2000年8月10日25日、宮崎県西臼杵郡日之影町出羽洞穴の第4次学術発掘調査を実施した。地層の堆積状況、縄文時代草創期、複数の旧石器の包含層を層位的に把握し、基礎的な情報を収集した。また火山灰分析・年代測定用の試料等を採取し、併せて日之影川流域の先史時代遺跡の一般調査を実施した。出羽洞穴の出土資料については、現在整理中である。2000年10月20日22日、長崎県北松浦郡小値賀町大坂遺跡出土の後期旧石器の資料調査をおこない、併せて遺跡の立地、堆積状況について観察をおこなった。2000年11月28日30日、韓国大田市龍湖洞遺跡、江原道長興里遺跡、同上舞龍里遺跡出土の後期旧石器を中心とした資料調査を漢南大学校、江原大学校、揚口先史博物館で実施し、あわせて長興里遺跡・全谷里遺跡の現地踏査をおこなった。2000年12月23・24日、福島県立博物館で開催された東北の旧石器文化を語る会主催の公開討論のパネラーとして、前・中期旧石器捏造問題に関して後期旧石器研究者の立場から積極的な発言をおこなった。2001年2月1518日、韓国漢陽大学校文化人類学科裴基同教授を九州に招聘し、人吉市大野遺跡の調査現場において地層・出土遺物の観察・検討を共同しておこなった。

また熊本県教育委員会・熊本大学所蔵の後期旧石器時代初頭を中心とした石器群(石の本遺跡、曲野遺跡、耳切遺跡、狸谷遺跡、潮山遺跡、象ヶ鼻遺跡、西原遺跡)を観察し、遺物の詳細な検討とともに九州・朝鮮半島における後期旧石器時代石器群の変遷について情報交換をおこなった。1海外での調査研究朝鮮半島では3月・6月に韓国全谷里遺跡の年代把握を目的として漢陽大学校裴嚢基同教授との共同調査を実施した。全谷里遺跡の年代については、これまで204万年前と推定されていたが、日本の科学者の協力を得て、新たにFT年代測定、K/Ar年代測定、火山灰分析を実施し、本遺跡の旧石器包含層ならびに堆積物の年代決定に関する重要なデータを得た(この成果は次年度中に外国の学術誌に発表予定)。また韓国で石刃技法関係資料をまとまって出土した忠清南道石壮里遺跡(於延世大学校)、全羅南道ジヌングル遺跡(於朝鮮大学佼)出土遺物の資料調査と情報交換を実施した。9月中下旬には中国の山西省考古研究所(丁村・下川・柿子灘遺跡など)、河北省文物考古研究所(板井子、新廟庄、籍箕灘,干家溝遺跡など)、中国科学院古脊椎動物与古人類研究所(周口店第15地点・許家窰、王府井、峙硲遺跡など)において中期後期旧石器時代の資料調査・デジタル画像撮影ならびに情報交換をおこなった。また古脊椎動物与古人類研究所において、同研究所・社会科学院考古研究所・北京大学の研究者を文像に「日本の旧石器」と題して講演をおこなった。2国内の調査研究本年度は、石刃技法が特異な発達をみた東北地方(岩手県内の後期旧石器時代遺跡を対象)、朝鮮半島に地理的に近接した九州地方(熊本県、佐賀県、長崎県)の後期旧石器時代資料を中心に資料調査、データ収集をおこなった。2002年5月3日、韓国で開催された「全谷里旧石器遺跡記念国際学術会議」において、岩手県金取遺跡旧石器文化層の火山灰層序学に基づく年代的位置付けと石器群の評価に関して、火山灰の予備的分析結果を踏まえて「日本列島最古の旧石器文化」と題して口頭発表。また同会議において2001年度に漢陽大学校裴基同教授と実施した共同研究「全谷里旧石器遺跡の年代解明」の研究成果を檀原徹ほかと共同発表。遺跡基盤岩(玄武岩)のK/Ar・FT年代測定によるクロスチェック、上部風成堆積物中からAT火山灰(24Ka)およびK-Tz火山灰(100Ka)の検出、堆積率の算定、堆積物の粒度分析、酸素同位体編年ステージ(OIS)への対比に基づき、全谷里遺跡の年代の一端(300Ka)を把握することを可能とした。2002年度には、中国の黄土編年との対比、補足火山灰分析、堆積物の磁化率測定・TL年代測定に向けてのサンプリングを実施した。同9月1927日、中国河北省・山西省にまたがる泥河湾盆地の旧石器時代遺跡において、河北省文物管理局、山西省考古研究所、中国科学院古脊椎動物与古人類研究所の研究者並びに日本の科学者と共に予備調査を実施し、地質・地形解析、黄土編年、火山灰分析、K/Ar・FT年代測定、古地磁気年代測定等の総合的な研究に基づく高精度の年代軸の確立に向け各種情報の収集をおこなった。同7月18日21日、前年度に引き続き、岩手県金取遺跡検出火山灰の同定精度を高める目的で、北上低地・北上山地において比較資料としての火山灰層序の確認とサンプリングをおこない、火山灰分析を依頼した。同11月23日12月1日の期間、中国科学院古脊椎動物与古人類研究所の李超栄副研究員を招聘し、東北、関東、中部、近畿の後期旧石器時代初頭石器群の観察と意見交換をおこなった。
固体触媒表面での新規不斉反応場の創成とワンポット精密有機合成反応の開発

均一系触媒に比べ、不均一系触媒である固体触媒を用いた不斉合成反応の例は非常に限られており、さらに、不斉合成をワンポット反応に組込んだ報告例はほとんどない。本研究では、キラル配位子を活性金属ではなく担体である金属酸化物に酸・塩基相互作用により導入し、活性金属周辺に集積させることで、固体表面に新規不斉反応場を形成することを目指す。さらに、金属酸化物の酸・塩基機能と不斉水素化を組み合わせたワンポット合成反応を実現する。本年度の検討では、固体触媒表面での不斉反応場の形成に有効な触媒系の構築検討として、アセトフェノンの水素化反応をモデル反応に用い、様々な固体触媒と不斉配位子の組み合わせを検討した。その結果、イリジウムを酸化セリウムに担持させたIr/CeO2触媒に不斉配位子としてアミノ基と水酸基を有するビナフチル化合物であるNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた場合に、比較的高いエナンチオ選択性が発現することを明らかにした。各種反応条件(キラル配位子導入量、水素圧、基質濃度、溶媒の種類など)やイリジウム金属担持量や触媒前処理条件について検討を行った結果、溶媒の選定が活性やエナンチオ選択性に大きな影響を与えることが明らかになり、最も有効であった2-プロパノールを溶媒として選択した。また、触媒還元前処理条件も重要であり、還元後、酸素での不動態化(パッシベーション)処理がee発現に最も適した条件であることも見出した。貴金属微粒子担持セリウム触媒に各種不斉配位子を添加することで、固体触媒上に不斉反応場を形成可能かについて検討を行った。モデル反応としてアセトフェノンの水素化を用い、触媒反応試験は回分式反応器を用い、水素加圧下で行った。各種金属種、キラル配位子の組み合わせを検討した結果、イリジウムを酸化セリウムに担持させたIr/CeO2触媒に不斉配位子としてアミノ基と水酸基を有するビナフチル化合物であるNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた場合に、エナンチオ選択性が発現することが確認できた。そこで、Ir/CeO2+NOBIN触媒系を用いて、各種反応条件(キラル配位子導入量、水素圧、基質濃度、溶媒の種類など)検討を行った結果、溶媒の種類によって活性、エナンチオ選択性が大きく変化することがわかっており、比較的高いエナンチオ選択性(30% ee)を示した2ープロパノールを最適溶媒として選定した。金属表面状態を変化させるために、触媒前処理条件、金属担持量の影響についても検討した。触媒還元前処理条件は活性、エナンチオ選択性に大きな影響を与ることが明らかとなり、還元後、酸素で不動態化(パッシベーション)処理を行うことで、適度な活性とeeが発現することがわかった。現状、Ir/CeO2にNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた触媒系が最も高いエナンチオ選択性を示すことがわかっている。しかし、eeが30%程度と不斉反応場としては不十分である。そこで、本年度では、本触媒系のより高いエナンチオ選択性を実現できる不斉反応場の構築を目指す。まず、不斉配位子の構造を変化させることによるeeの変化について検討を行う。配位子に関しては北海道大学の吉野先生と協力しながら、検討を進めていく。特に、キラル配位子を立体的に嵩高くすることで、より精密な不斉反応場が構築されうると考えられるため、NOBINに置換基を導入した配位子の検討を優先的に行っていく。また、ワンポット反応に関する検討も進める。酸化セリウムは塩基性が比較的高い金属酸化物であるため、アルドールやマイケル付加などの塩基触媒反応と水素化を組み合わせたワンポット反応系への展開についても模索する。触媒系の活性点構造の解析も行う。キャラクタリゼーションとしては、昇温水素還元(TPR)、XRD、CO吸着のFTIR、ラマン分光法、XANES+EXAFS(SPring-8)、TEM、NMR、XPSなどの方法を用い行い、導入したキラル配位子がどのように金属酸化物表面に吸着し、不斉反応場を形成しているかについて、その詳細解明を目指す。

各種反応条件(キラル配位子導入量、水素圧、基質濃度、溶媒の種類など)やイリジウム金属担持量や触媒前処理条件について検討を行った結果、溶媒の選定が活性やエナンチオ選択性に大きな影響を与えることが明らかになり、最も有効であった2-プロパノールを溶媒として選択した。また、触媒還元前処理条件も重要であり、還元後、酸素での不動態化(パッシベーション)処理がee発現に最も適した条件であることも見出した。貴金属微粒子担持セリウム触媒に各種不斉配位子を添加することで、固体触媒上に不斉反応場を形成可能かについて検討を行った。モデル反応としてアセトフェノンの水素化を用い、触媒反応試験は回分式反応器を用い、水素加圧下で行った。各種金属種、キラル配位子の組み合わせを検討した結果、イリジウムを酸化セリウムに担持させたIr/CeO2触媒に不斉配位子としてアミノ基と水酸基を有するビナフチル化合物であるNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた場合に、エナンチオ選択性が発現することが確認できた。そこで、Ir/CeO2+NOBIN触媒系を用いて、各種反応条件(キラル配位子導入量、水素圧、基質濃度、溶媒の種類など)検討を行った結果、溶媒の種類によって活性、エナンチオ選択性が大きく変化することがわかっており、比較的高いエナンチオ選択性(30% ee)を示した2ープロパノールを最適溶媒として選定した。金属表面状態を変化させるために、触媒前処理条件、金属担持量の影響についても検討した。触媒還元前処理条件は活性、エナンチオ選択性に大きな影響を与ることが明らかとなり、還元後、酸素で不動態化(パッシベーション)処理を行うことで、適度な活性とeeが発現することがわかった。現状、Ir/CeO2にNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた触媒系が最も高いエナンチオ選択性を示すことがわかっている。しかし、eeが30%程度と不斉反応場としては不十分である。そこで、本年度では、本触媒系のより高いエナンチオ選択性を実現できる不斉反応場の構築を目指す。まず、不斉配位子の構造を変化させることによるeeの変化について検討を行う。配位子に関しては北海道大学の吉野先生と協力しながら、検討を進めていく。特に、キラル配位子を立体的に嵩高くすることで、より精密な不斉反応場が構築されうると考えられるため、NOBINに置換基を導入した配位子の検討を優先的に行っていく。また、ワンポット反応に関する検討も進める。酸化セリウムは塩基性が比較的高い金属酸化物であるため、アルドールやマイケル付加などの塩基触媒反応と水素化を組み合わせたワンポット反応系への展開についても模索する。触媒系の活性点構造の解析も行う。キャラクタリゼーションとしては、昇温水素還元(TPR)、XRD、CO吸着のFTIR、ラマン分光法、XANES+EXAFS(SPring-8)、TEM、NMR、XPSなどの方法を用い行い、導入したキラル配位子がどのように金属酸化物表面に吸着し、不斉反応場を形成しているかについて、その詳細解明を目指す。
『白氏六帖』収載対偶の全容解明とその作者及び続纂類書に於ける受容の研究

本研究では、『白氏六帖』収載対偶句の作者を解明すべく、該書の由来と基本的性格について考察を深めた結果、該書は白居易による書判抜萃科対応の資料集成に基礎を持つ政務用類書であるという新たな仮説の提起に至った。白居易自作説の傍証の一つと考える。また、詩作参考書としての類書の具体的利用実態について、日本近世の詩僧文之玄昌の詩作を例に明らかにした。この発見は、宮崎県串間市と連携した文之玄昌研究の新たな展開につながった。当初計画に従い、善本とされる南宋紹興年間刊本『白氏六帖事類集』(傅増湘旧蔵、天理図書館蔵本。新興書局、1969年影印)を基礎に北宋刊宋元逓修・元末明初印『白氏六帖事類集』(陸心源旧蔵、静嘉堂文庫蔵本。古典研究会叢書・漢籍之部4042、汲古書院、2008年2012年影印)及び宋刊『新雕白氏六帖事類添注出経』(台湾国家図書館蔵本の影印資料をJSPS科研費24720165の助成により同館より入手)を参照しつつ、対偶の抽出を行なった。ここに言う「対偶」(或いは対偶を構成する句)について、本課題の申請時には、出典未詳のもの或いは出典となる経書等の本文を、それに基づく創作と言えるほどに変形したもののみを想定していた。しかし、抽出作業を行なう過程で、申請者が虚字等の単なる省略(特段の意図なき省略)と見なし、抽出の対象と見なしていなかった対偶(或いは対偶を構成する句)のうちに、採録者が声律上の工夫から意図して省略等を施した、言わば創作とも言うべきものが含まれる可能性に気付いた。本課題を当初計画より、より正確かつ学術的意義を有するものとして遂行する契機を得た一方で、対偶抽出を改めてやり直す必要に迫られ、作業進度の上では遅滞を生じた。また、当初予定の抽出作業を進める過程で、『古今事文類聚』所収の対偶句との関連性にも注意が至った。従来、類書所収の対偶句等を自己の創作に活用、流用する現象については、現存する各種詩文集(総集、別集等)に確認することが困難であったが、文之玄昌の詩文中に『古今事文類聚』所収句の流用に近い利用実態を窺わせる事例を発見し、「書物・出版と社会変容」研究会鹿児島大会(2015年12月,鹿児島大学)に於いて「文之玄昌の詩作参考書」と題して口頭発表を行なった。当初、創作された対偶と見なさず、出典の本文に対する特段の意図なき省略と考えていた対偶(或いはそれを構成する句)のうちに、声律上の検討を経て意図的な変形が加えられた可能性のあるものを見出し、調査方法の見直しと調査のやり直しに迫られたため。なお、調査の重点を最も特徴を有すると考える政事関連の部立てに置き、収載対偶と続纂類書における受容の様態についての解明を急ぎたい。私は先に『白氏六帖』に収載される対偶が、白居易自作の判(司法・行政の実際政治、或いは倫理・経義上の諸問題について判断を示す文章ジャンル)中の対偶と一致または極めて類似する事実を指摘し、該書が本来的に政務用類書であることを主張していた。その際に、『白氏六帖』に唐代の律令格式が複数収載される事実を以て傍証としていたが、それが決して網羅的ではなく、随意に採録されたとでも言うべき状況を呈していたことについては、明確な説明を成せないままでいた。本年度は『白氏六帖』収載の唐令に対して再度分析を行ない、以下の結論を得た。すなわち、唐令の採録は、法令用語として一般の語義とは異なる意味で使用される術語を含む条文の採録といった一部の例外を除き、白居易が吏部試に応じるべく準備、創作を行なった百道判の判題設定のために必要な範囲で採録されたがため、その採録状況に随意性が見られたのである。このことは、本課題研究の主眼である『白氏六帖』収載対偶が真に白居易の創作であるのかという問題考察にも、白居易「百道判」との関わりが明確になったことで寄与するものと考える。上記の今年度の成果については、2016年11月に中山大学(中国広州市)で開催された第五届中国文体学国際学術研討会に於いて、「『白氏六帖』之類書属性考ー兼示其作為唐代判体文研究資料的可能性」と題して学会発表を行なうと同時に、同題の論文を学会開催時の論文集に発表した。中国を始めとする各国の研究者に対し、本課題研究の意義を広く知ってもらうとともに、課題研究遂行のための助言を得ることができた。また、上記の成果とは別に、本課題研究遂行の途上、偶然発見するに至った類書の利用実態という附随するテーマについて、同年12月に復旦大学(中国上海市)で開催された中日日蔵漢籍研討会に於いて「日本近世詩僧文之玄昌所用詩学参考漢籍小考」と題する研究発表を行ない助言を得た。

『白氏六帖』収載の対偶表現について、その悉皆的調査には力が及んでいないものの、唐の令採録状況に対する考察を通して、『白氏六帖』と白居易判との関係性を従来の自己の研究より更に明確にできたことで、収載対偶についても白居易との関連性をより強く推認させる成果を示すことができたため。本研究は、その目標を1『白氏六帖』収載対偶の全体像を明らかにすること、2それら収載対偶の作者について考察すること、3続纂類書に於ける収載対偶の受容の様態を明らかにすること、以上の三点に置いていた。このうち、2の作者解明の問題は最も困難であると同時に、仮に白居易の手にかかると証明可能であった場合、それは大量の白居易佚文の発見に直結することから、本研究中最も影響力のある内容となることが予期されていた。前述の1や3は、全て2の作者問題の解明に資するものとして課題設定がなされていた。『白氏六帖』収載対偶は、中国学諸分野の研究に於いて、従来ほとんど見過ごされていた。前年度までの本研究に於いて、まずはその存在を日中両国の学界に対し示し得たことは、大きな成果であったと言える。第五届中国文体学国際学術研討会(中山大学,2016年11月)に於いて、『白氏六帖』収載対偶と白居易自作の判体文との間に大きな関連性が予期されることを示し、学術的関心を惹き起こし得たことも成果の一つに数えうる。最終年度は、先述の文体学国際研討会に於いて指摘された本研究の欠点、すなわち収載対偶と白居易判体文の関連性についてより精細な証明を行なうのに必要な両者の文体研究について、その有効な手法の検討を行なった。これについては、本研究期間の期限を迎えてなお明確な成果を得るには至っていない。虚字の用法上の特徴並びに白居易判体文の段落構成上の特徴という二つの視点から今後の研究を継続して行ない、対偶の作者解明に挑みたい。なお、最終年度に於いては前年度に引き続き、本研究の途上、附随して発見するに至った類書一般の問題に関連して、1件の招待講演と2件の口頭発表を行なった。いずれもその内容に類書による文献伝存、文献受容に関する研究を含む。本研究では、『白氏六帖』収載対偶句の作者を解明すべく、該書の由来と基本的性格について考察を深めた結果、該書は白居易による書判抜萃科対応の資料集成に基礎を持つ政務用類書であるという新たな仮説の提起に至った。白居易自作説の傍証の一つと考える。また、詩作参考書としての類書の具体的利用実態について、日本近世の詩僧文之玄昌の詩作を例に明らかにした。この発見は、宮崎県串間市と連携した文之玄昌研究の新たな展開につながった。当初の逐次調査よりも、政務用参考書と想定する本書中、最も特徴を有すると考える政事関連部立ての詳密な調査を優先して行ない、学会発表を経て論文作成に至りたい。『白氏六帖』収載対偶の作者問題について、後代の続纂類書に於いて如何に考えられてきたのか明らかにしたい。これによって、今年度までの成果により推認する白居易創作の仮説について考察を深め、その妥当性等を客観的に吟味する。中国古典文学中国書の購入にあたり、年度末になって予期しない納期の遅れが判明し、当該図書の購入を次年度に繰り越さざるを得なかったことによる。次年度に、予定していた図書の購入を行なう。
ミュオン特性Ｘ線元素分析イメージングによる価数・電子状態の可視化

ミュオン特性X線による非破壊元素分析はこれまで一次元の面内平均の元素分布を実現してきた。加えて、この手法には元素の特定のみならず、同一元素の電子・価数状態判別の可能性がある。本研究では、ミュオン捕獲過程に基づく電子・価数状態とミュオン特性X線の関係を明らかにし、化学状態の非破壊可視化技術を確立する。これにより、リチウムイオン電池内の電極の充電状態の均一性/非均一性や、表面に析出する不活性リチウムの可視化を実現する。さらに、新学術領域研究で取り組む、宇宙線検出器やイメージング技術により、電子・価数状態の3次元マッピングへ展開する。
近接場ナノ反射分光顕微競の開発

ナノメートルの空間分解能を実現する近接場光学顕微鏡は,ナノ物質の物性評価に有望であるが,不透明試料の測定に必要な反射分光計測は困難であった。本研究では,高精度な変調分光法を基礎とする新規測定手法を考案し,これを用いて近接場ナノ反射分光顕微鏡を開発した。金属ナノ構造体をテスト試料として,開発した顕微鏡の有効性を評価し顕微鏡がナノ物質の新たな評価手法となること,また従来法との組み合わせにより,ナノ物質の特性理解の深化に大いに貢献することを明らかにした。本手法は,従来法と比べてより多くの試料の観測を可能とする汎用性の高い手法であり,今後一般的な分析手段へと発展していくことが大いに期待される。本研究では,近接場光学手法と広い波長帯域で動作可能な変調分光法とを組み合わせて,反射スペクトル観察を可能とする近接場ナノ分光顕微鏡を開発し,その有効性と汎用性を明らかにすることを目的としている。近接場ナノ反射分光顕微鏡を実現する上で重要な要素は,試料表面ー近接場プローブ先端間の距離制御(変調)法の高度化と変調信号に位相同期させたスペクトル測定法の構築である。前者を高速デジタル制御系の導入により,また後者を同期信号の安定化とマルチチャンネルスペクトル測定装置の機器制御により実現することを計画した。前者では,デジタル制御系の導入により,制御スピードを300 Hzから1 kHz程度に向上することに成功するとともに走査スピードの向上にも成功した。また,後者の測定に不可欠となる距離制御機構の高度化を実現した。後者では,スペクトルシフト測定法の試験導入を行い,測定法自体の原理検証を達成した。以上の開発により装置を試作し金属ナノ構造の反射測定を行った。その結果,金属ナノ構造体に励起されるプラズモン共鳴に特有の分光スペクトルを取得することに成功している。一方,このテスト計測より,今後改良すべき点についても知見が得られている。例えば,試料上でのスペクトル測定では,自動距離制御機構を一時的にオフにする必要があるが,測定時間中にプローブ先端と試料表面間の距離がわずかながら変化することが明きからとなった。主な原因は,試料の走査ステージに使われているピエゾ素子のクリーピング現象があげられる。これまでに,クリーピング現象を回避する方法として,ステージの閉回路制御を利用が有効であることを確認している。一方,この方式では試料の走査スピードを下げる必要がある。この問題を解決する方法として,走査法の改良を検討している。近接場光学顕微鏡の発展により,ナノ物質の光学特性の実空間での計測が可能となっている一方,原理上および動作上の問題から通常の顕微鏡において適用可能な分光手法が近接場光学顕微鏡には十分に取り入れられていなかった。本研究では,近接場光学手法と広い波長帯域で動作可能な変調分光法とを組み合わせて,反射スペクトル観察を可能とする近接場ナノ分光顕微鏡を開発し,その有効性と汎用性を明らかにすることを目的とした。前年度までに,デジタル制御系の導入により原理検証を終え,当該年度は,装置性能の向上とナノ物質系への適用を計画した。装置開発においては,特に,ピエズステージのクリーピング現象による位置制御の不安定性を回避するために,閉回路方式のピエズステージの導入を行った。これにより位置制御の精度が向上した一方で,試料走査速度を低下させる必要が生じた。デジタル制御機構の最適化により走査速度の低下を最小限にとどめることに成功した。開発した顕微鏡の有効性を検証するために,銀ナノプレートの近接場反射分光測定を行った。観察された近接場像には,プラズモンの空間構造に起因する振動構造が明瞭に観測された。また,その波長依存性を可視化することにも成功した。同一試料に対する近接場透過測定を行い可視化される空間特性に違いがあることを見出した。反射測定と透過測定では,光の散乱と吸収などに関して相補的な知見が得られる。両者の比較から,プラズモンの理解を深化させることができる。本研究で開発した反射分光顕微鏡は,透明基板上の試料では反射および透過計測が,また不透明試料では反射計測が可能である。したがって幅広い試料に対してナノ分光計測を実現する顕微分光手法となることが期待される。当初の計画に従って装置の開発を進めている。いくつか当初予想していなかった問題がでてきたものの,その多くをすでに解決できている。また,テスト測定によりナノ物質の反射分光測定が実現できることもすでに確認しており所期の目標を概ね達成することができている。物理化学今後は,装置の性能向上を進めるとともにこれを用いてさまざまなナノ物質系への適用を検討している。例えば,試料として,化学合成や電子線リソグラフィー法によりシリコン基板上に作製したものを検討している。

これまでにナノプレートを用いた透過モードでの測定から,透過配置では空気ー試料表面に励起されるプラズモンモードと試料基板ー試料界面に励起されるプラズモンモードとが同時にスペクトルに寄与すること,それにより表面モードの特性評価が困難であることが分かっている。反射分光顕微鏡では,試料表面に励起されるモードの同定が可能であり,そこから得られる知見は,プラズモンの理解において有用である。貴金属以外の試料についても検討を進め,分光手法としての汎用性も確認する計画である。当初購入を計画していたデジタル機器制御系を再精査し付属部品等を除外した結果,当初計画より支出を軽減することができた。これにより当初予算計画と11万円の差額が生じた。一方で高精度かつ効率的な測定に新たに高額な偏光素子が必要なことが明らかとなった。これを購入する計画にしていたが,納期および導入時期などの理由から次年度にこれを購入することとした。繰り越し分を上記予定通り光学部品の購入費用として支出する計画である。その他の助成金は,当初計画にしたがい消耗品の光学部品の購入,成果発表のための学会旅費,また論文発表用の諸経費にあてる計画である。
定常核融合炉に於ける固体・液体プラズマ対向機器による粒子制御の包括的方法論

1980年代後半の米国TFTRでのスーパーショット以来、周辺プラズマ密度の制御、つまり、壁からのリサイクリングを制御することでコア・プラズマの性能が向上することが、磁気閉じ込めコミュニテイーの常識となった。ところが、壁コンデイションニング法によるリサイクリング制御には、壁材料表面の粒子飽和による有限の寿命があるため定常運転磁気核融合炉に適用できない。そこで、本課題では、この定常炉に於ける粒子制御に適用できる新しい壁概念「移動表面式プラズマ対向機器」を提唱し、その表面材料として固体及び液体リチウムを用いて粒子リサイクリングが実験室系装置内の定常水素・ヘリウム混合プラズマ照射下で水素・ヘリウムそれぞれ100%より小の状態で維持できることを原理検証し、その結果に基づいて小型・球状トカマクに於ける能動的周辺制御実験を行いコア・プラズマ性能の向上を実証した。平成17年度までに研究代表者等は、実験室系直線型プラズマ装置(VeHICLE-1)に設置されたリチウム蒸着回転ドラム型移動表面式プラズマ対向機器(MS-PFC)テストユニットを用いて水素・ヘリウムプラズマ夫々のリサイクリング率を100%以下に低減し定常状態に保つことができることを実証した。水素に関しては、リチウムが水素化物を生成することでリサイクリングが抑制されることが期待されるが、ヘリウムの場合は、リチウム蒸着物の格子欠陥に捕獲されることでリサイクリングが抑制されると解釈された。ここで、水素の場合は、回転ドラムに全くバイアス電圧を掛けない状態で、ヘリウムの場合は、約30ボルトの負の電圧を掛けた状態で実験が行われた。本研究課題初年度(平成18年度)の目的は、上記のMS-PFCテストユニットを用いて水素・ヘリウム混合プラズマのリサイクリングを低減できるかを実験的に検証することであった。実際の核融合炉のコアプラズマでは、DT-反応にため全体の約1020%がヘリウム(アルファ粒子・熱化粒子)になることが理論的(TRANSP-code)に予想されている。そこで、VeHICLE-1装置内で水素:ヘリウムイオン密度比がおおよそ10:1になるような混合プラズマを生成しリチウム蒸着回転ドラムに照射し夫々の粒子リサイクリングをHα及びHe-I分光によって測定した。上記の分光測定の結果、混合プラズマの回転ドラムからの水素リサイクリング率は約30%、ヘリウムリサイクリングは、約20%定常的に低減されることが分かった。また、これを捕獲粒子数とリチウムの比で表すとH/Li=1.25、He/Li=0.08となった。これらの原子数比データは、固定リチウム試料を用いた実験でも検証された。また、上記の実験と並行して従来水素粒子バランス解析に用いられてきたゼロ次元・4元系モデルを水素・ヘリウムの2粒子系に適用できる様に改造し、上記の実験データを考慮したケーススタデイーを行い発電炉への移動表面式プラズマ対向機器概念の適応性を評価した。本研究課題の平成18年度の目標は、実験室系で原理検証された回転ドラム型・移動表面式プラズマ対向機器による粒子制御能力(プラズマ照射下でのリサイクリング率の低減と維持)を実際の閉じ込め装置に応用して同様の粒子制御能力を発揮できるか、また、発揮できた時、コアプラズマの性能を改善できるかということを実験的に検証する事である。この実験は、正に世界初の試みである。この目的のため従来の回転ドラム型テストユニットと同様な回転ドラム型リミターを設計・製作した。これを研究分担者(図子秀樹・吉田直亮)所属の九州大学の小型球状トカマク(CPD:大半径0.3m、小半径0.2m)にポロイダル・リミターとして赤道面に取り付け電流駆動放電(入力40kW)を行った。回転ドラムにリチウム蒸着(速度毎秒1原子層)このとき以下のような結果が再現性良く観測された:(1)回転リミター付近のみならずセンタースタック付近のH-alpha強度も約3分の1に減少した。(2)H-alphaフィルター付きCCDカメラの画像からリサイクリング粒子のコア・プラズマへの進入深さが劇的に減少した。(3)コア・プラズマ中の酸素不純物濃度(0-II)強度も約3分の1に減少した。(4)トロイダル電流が約2倍に増大した(電流駆動効率の向上)。これらの観測結果から移動表面式プラズマ対向機器による粒子制御能力はトカマクでも証明され、また、この能力によってコアプラズマの閉じ込め(電流駆動)性能も向上したと考えられる。

平成20年度は、本課題で提案・検討中の壁新概念「移動表面式プラズマ対向機器」の定常的粒子制御能力に関して前年度より実施中の小型球状トカマク(CPD装置@九大)に於ける回転ドラム型リミターの実験を継続するとともにデータを解析し以てその原理検証をすることが目的である。CPD装置は、大半径30cm・小半径20cmで、典型的に50kWの電流駆動で中心密度10^<12>l/cc,電子温度7eV、パルス300ms(フラットトップ:250ms)、電流約300Aの放電が可能である。このトカマクに回転ドラム型リミター(直径約15cm、軸方向長さ約12cm)を取り付け、放電中にドラムに連続的にリチウムを蒸着すると、以下のような顕著な変化が認められた:(1)コアプラズマ中心部の電子温度の増加:7eV→20eV;(2)上記電子温度の上昇に伴うトロイダル電流の増加(同一垂直磁場下):300A→lkA;(3)リミターとセンタースタックでの水素リサイクリング:H-α強度の減少(約3分の1);(4)コアプラズマ中の酸素不純物:0-I強度の減少(約3分の1)。ただし、中心密度は、ほとんど変化しなかったので上記分光測定結果は、そのまま各原子濃度の減少と考えられる。また、電子温度の増加の増加とリサイクリングの減少にはっきりとした相関性が認められたことは、周辺リサイクリングの制御がコアプラズマの性能向上に寄与することを実証したと言える。これらの結果が、前年度、発表されたゼロ次元粒子バランスモデル改良版を用いて解析され、壁リサイクリングの能動的制御の重要性が指摘された。