hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
完全WKB法による量子不純物系および量子ブラウン運動の解析

本研究は、座標空間の複素平面への拡張というアイデアに基づく完全WKB法と、可積分系における様々な手法を組み合わせる事により量子系多体系における物理量の定量的評価をおこなう事を目的として始められた。量子不純物系に関して、境界磁場および、境界条件によりその有効理論を議論した。完全WKB法に基づく新しい手法を用いる事により、境界磁場のあるスピン系やディリクレ条件下での超対称性をもつ場の理論において、任意の励起状態を記述する積分方程式が得られ、赤外極限と、紫外極限をスムーズにつなぐすべての領域に有効な記述が得られた。これと同時に完全WKB法自体の基礎理論の構築のため、ODE/IM対応に関する研究もおこなった。積分作用素まで含んだintegro-differential方程式を導入することにより広いクラスの方程式系に対して、その固有値が、可積分系の研究においてベーテ仮説方程式とよばれる代数方程式によって記述される事を明らかにした。当初の目標である量子不純物系に対する新しい定量的方法の開発はほぼ成功したが、量子ブラウン運動に対する研究は、対応する常微分方程式系のWKB解析の困難により将来の課題として残された。この課題に関する解析は相関関数の定量的評価の方法をまず確立しなければ、ただしい知見がえられないであろう。その意味で新規の研究課題につながるものと考えられる。量子不純系に対する厳密な解析の手始めとして、本年度はまず、Chaiho Rim (Chonbuk)およびZ.Bajnok (Budapest)と共同で境界磁場のあるスピン系にたいする関数等式による解析をおこなった。対応する転送行列のフュージョンを調べることにより、ある次元をもつ転送行列がバクスターのQ operatorにより完全に因子化してあらわせるが示された。これにより、境界磁場のあるスピン系さらには、attractive regimeとよばれるパラメーター領域でのディリクレk境界条件下でのサインゴルダン模型の有限サイズ効果が厳密に評価できることが示された。三角格子上の量子ブラウン運動はフックス型の3階の常微分方程式と密接な関係がある。そこで量子ブラウン運動の完全WKB法による解析の準備のため、国場敦夫氏、およびV.Bazhanov (ANU)とともにフックス型の3階の常微分方程式に対する完全WKB法による解析をおこなった。この結果、フックス型の3階の常微分方程式と高い対称性をもつW3共形場理論との間に隠れた対応があることが明らかになった。これとは独立にR.Tateo (Torino)およびP.Dorey (Durham)とともに、アフィンリー代数に関係する高次の常微分・積分方程式系に対する完全WKB法による解析をおこなった。これらに関しても現在論文を準備中である。量子ブラウン運動において最も興味ある量は、多時間相関関数である。これ自体は非常に評価が難しい量であるので、その手がかりに、ヴッパタール大学のグループと共同で量子スピン系の有限温度多点相関関数に関する厳密な評価を行った。この結果、多重積分であらわされていた従来の結果が、具体的に近傍の点での相関関数の場合に一重積分の積に因子化することが示され、任意の温度での定量的評価が可能となった。この結果は論文にまとめられJSTATに掲載予定である。1.量子不純物系に関する研究量子不純物は、有効理論として境界条件によって記述されることが、近藤模型の取り扱いによって明らかになっている。そこで今年度は、物理的に興味深い不純物系を取り扱う前段階として、その最も簡単な境界条件のひとつであるディリクレ条件下での一次元スピン系、および超対称的サインゴルドン模型に関して解析をおこなった、これらはまた弦理論への応用の観点からも興味深い。解析の結果、任意の励起状態を記述する積分方程式が得られ、赤外極限ではS行列理論との、紫外極限での共形場理論との整合性が確かめられ、これらをスムーズにつなぐすべての領域に有効な記述が得られた。これらの結果は国際学会"From Statistical Mechanics to Fieldtheory 2007"(メルボルン2007年)で発表され論文としても発表された。2.完全WKB法の基礎理論に関する研究本研究のもう一つの柱である、量子ブラウン運動の解析には、高次の微分方程式に関する完全WKB法の基礎理論を確立する事が不可欠である。そのため本年度は、高い対称性をもつ高次微分方程式に関して、ODE/IM対応の立場にたった研究をおこなった。

その結果、ひろいクラスの方程式系に対して、その固有値と呼ばれる量が、可積分系の研究においてベーテ仮説方程式とよばれる代数方程式によって記述される事を明らかにし、解析的、数値的な評価をおこなった。この定式化は次年度の、量子ブラウン運動を解析に直接関係する意義深いものと認識している。1.量子不純物系に関する研究前年度に引き続き有効理論として,不純物を境界条件としてとりいれる研究を続けた。その副産物として,量子色力学における1ループの摂動を厳密にとりあつかう理論との思いがけない関連を見いだした。物理的励起の間の散乱行列を完全WKB法により厳密に求めた。この結果は共同研究者により国際会議"Recent advances in quantum integrable systems"(フランス2007年)におい発表され,論文も現在印刷中である。2.完全WKB法の基礎理論に関する研究高階徴分ふくむ一般のintegro-differential方程式に関して,ODE/IM対応の概念を拡張した。量子可積分模型のプロトタイプである量子サインコルドン模型の特殊な結合定数の場合の代数構造をヒントにして古典型リー代数に付随する一連のintegro-differential方程式を提案した。ODE/IM対応その固有値問題は可積分模型に対するベーテ仮説方程式を満足することが予想されるintegro-differntial方程式の固有値問題を直接に数値的解析をおこなうことによりこの予想が正しい事を確かめ,さらに大域的な接続問題に関して議論をおこなった。3.相開開数の基礎理論に関する研究量子系の応答を特徴づけるためもっと需要である相開開数の厳密な評価に関する基礎的研究をおこない,相開開数の因子化などに関して基本的な知見を得た。この内容は,国際会議"Recent advances in quantum integrable systems"(フランス2007年)におい発表され,また論文としてもすでに出版された。
人工的屈折異常を用いた視覚検出モデルの実験的検証

ヒトの視覚系が周囲と異なる特徴を検出する機能について,心理実験を行った.(1)従来の研究は,周囲と異なる特徴が複数提示されるような条件で,そのような異種特徴を検出するときには,特徴の個数を判断するときの成績は異種特徴の個数に依存しないが,特徴を固定するときの成績はそれら異種特徴の個数に依存することを示している.しかし本研究の実験の結果は,それらの結果と全く逆であり,個数の判断は異種特徴の個数が多くなれば困難になり,同定は異種特徴の個数が多くなっても困難にはならないというものであった.従来の研究で用いられてきた特徴は,方位のみであるのに対し,本研究では,方位だけでなく空間周波数も用いたので,本研究の結果は従来の結果よりも確実性が高いと考えられる.(2)従来,垂直線分の中の傾斜線分は,その逆の,傾斜線分の中の垂直線分よりも,検出しやすいことが知られている.こういった特徴検出の性能と,検出器の精度との関係を調べるため,周囲の線分の方位に雑音を加える条件で,特定方位の線分を検出する実験を行った.その結果,垂直線分の中の傾斜線分も,傾斜線分の中の垂直線分も,同様に雑音の影響を受けて検出性能は劣化し,かつその劣化の程度も量的に等しかった.(3)この,検出性能と精度の関係を調べるため,本研究の中心課題である,円柱レンズ装着による人工的屈折異常の条件を設定した.その結果,検出性能と精度の関係を示す,予備的なデータを得ることができた.しかし,上述のように,検出性能は特徴の個数に依存するので,個数による変動を解消する必要がでてきた.これは今後の課題である.ヒトの視覚系が周囲と異なる特徴を検出する機能について,心理実験を行った.(1)従来の研究は,周囲と異なる特徴が複数提示されるような条件で,そのような異種特徴を検出するときには,特徴の個数を判断するときの成績は異種特徴の個数に依存しないが,特徴を固定するときの成績はそれら異種特徴の個数に依存することを示している.しかし本研究の実験の結果は,それらの結果と全く逆であり,個数の判断は異種特徴の個数が多くなれば困難になり,同定は異種特徴の個数が多くなっても困難にはならないというものであった.従来の研究で用いられてきた特徴は,方位のみであるのに対し,本研究では,方位だけでなく空間周波数も用いたので,本研究の結果は従来の結果よりも確実性が高いと考えられる.(2)従来,垂直線分の中の傾斜線分は,その逆の,傾斜線分の中の垂直線分よりも,検出しやすいことが知られている.こういった特徴検出の性能と,検出器の精度との関係を調べるため,周囲の線分の方位に雑音を加える条件で,特定方位の線分を検出する実験を行った.その結果,垂直線分の中の傾斜線分も,傾斜線分の中の垂直線分も,同様に雑音の影響を受けて検出性能は劣化し,かつその劣化の程度も量的に等しかった.(3)この,検出性能と精度の関係を調べるため,本研究の中心課題である,円柱レンズ装着による人工的屈折異常の条件を設定した.その結果,検出性能と精度の関係を示す,予備的なデータを得ることができた.しかし,上述のように,検出性能は特徴の個数に依存するので,個数による変動を解消する必要がでてきた.これは今後の課題である.
磁粉探傷試験の磁粉模様から微小欠陥のサイジングが可能な高精度非破壊検査手法の開発

近年、トラックのハブの破損により車輪が脱落し母子が死亡した事故、遊園地のジェットコースターにおける車軸損傷による乗客死亡事故など、日常生活における安全・安心が脅かされるような重大事故が発生している。このような重大事故の発生を未然に防ぐため、欠陥を高精度に探傷・評価する技術を確立することは、我が国はもとより世界的にも緊急の課題となっている。本研究では、磁粉探傷試験で得られた探傷結果から、欠陥形状を正確にサイジングする手法の開発を行った。これにより、欠陥の危険度を判定し、重大事故の発生を未然に防ぐことのできる高精度磁粉探傷試験システムの確立を目的とした。このような重大事故の発生を未然に防ぐため、欠陥(破損、損傷)を高精度に探傷・評価する技術を確立することは、我が国はもとより世界的にも緊急の課題となっている。非破壊検査手法の一つである磁粉探傷試験は、微小な欠陥をも検出することができるため、現在多種多様な実現場において広く採用されている。本研究では、磁粉探傷試験で得られた探傷結果から、欠陥形状を正確にサイジング(欠陥形状の三次元的な推定)する手法の開発を行う。これにより、欠陥の危険度を判定し、重大事故の発生を未然に防ぐことのできる次世代の高精度磁粉探傷試験システムの確立を目的として研究を実施する。以下に平成21年度において実施した内容を示す。1)磁粉模様から磁粉量を評価するシステムを構築するため、画像処理手法およびデータ処理手法について調査を行った。2)鋼材に人工欠陥(き裂)を設ける手法に関して調査を行った。次年度にこれに基づき試験体を作製する。3)磁粉の付着していく過程を計測するための、高速度カメラを用いた画像計測システムの構築を検討した。また、プリズムレンズを用いた側面観測用レンズアダプターについても検討を行った。4)数値解析のパラメータとして使用するため、磁化器、被検査鋼材の各種材料特性(導電率、透磁率)を調査した。5)欠陥形状をパラメータにした数値解析モデルを構築し、欠陥形状と漏洩磁束密度の分布について明らかにした。近年、トラックのハブの破損により車輪が脱落し母子が死亡した事故、遊園地のジェットコースターにおける車軸損傷による乗客死亡事故など、日常生活における安金・安心が脅かされるような重大事故が発生している。本研究では、磁粉探傷試験で得られた探傷結果から、欠陥形状を正確にサイジング(欠陥形状の三次元的な推定)する手法の開発を行った。これにより、欠陥の危険度を判定し、重大事故の発生を未然に防ぐことのできる次世代の高精度磁粉探傷試験システムの確立を目的として研究を実施した。以下に本年度実施した内容を示す。1.エンドミルにより鋼材に人工欠陥(き裂)を設けた試験体を作製した。しかし、出来上がり寸法にバラつきがあり、欠陥形状が一定ではなかった。したがって、次年度に放電加工による欠陥の加工を検討する。2.ホール素子を用いて試験鋼材の欠陥部からの漏洩磁束密度を計測するシステムを構築した。構築したシステムを用いて、鋼材表面に対して垂直方向(Z方向)の漏洩磁束密度を測定した。3.磁粉の付着していく過程を計測するための、高速度カメラを用いた画像計測システムを構築した。開発した画像計測システムを用いて、鋼材上面から磁粉付着過程の動画像計測を実施した。また、前年度に作製したプリズムレンズを用いた側面観測用レンズアダプターでは撮影が困難であったため、ミラーを用いた側面観測用レンズアダプターを作製した。4.欠陥の幅および深さをパラメータにした数値解析モデルを作製した。作製したモデルにより、欠陥周辺部の磁束密度分布と空間への漏洩磁束密度分布を明らかにした。

本研究では、磁粉探傷試験で得られた探傷結果から、欠陥形状を正確にサイジング(欠陥形状の三次元的な推定)する手法の開発を行った。これにより、欠陥の危険度を判定し、重大事故の発生を未然に防ぐことのできる次世代の高精度磁粉探傷試験システムの確立を目的として研究を実施した。以下に本年度実施した内容を示す。1.試験体の作製放電加工により鋼材に人工欠陥(き裂)を設けた試験体を作製した。2.漏洩磁束密度の計測H22年に作製した計測システムを用いて、鋼材欠陥部からの漏洩磁束密度を計測した。本年度はX,Y,Zの3方向成分の磁束密度分布を計測した。3.画像計測システムの構築と磁粉量の評価H22年に構築した高速度カメラを用いた動画像計測システムにより、欠陥に磁粉が付着していく過程の磁粉量を計測した。欠陥に適用する磁粉量と磁粉液の流速を一定とするため、チュービングポンプを用いた磁粉の適用塗試みた。4.探傷システムの確立および総合評価実験により磁粉模様(磁粉量)と漏洩磁束密度の関係、数値解析により欠陥形状と漏洩磁束密度分布の関係をそれぞれ明らかにし、本研究で開発したシステムに関して総合評価を行った。本年度の研究実施計画に基づき、ほぼ計画通りに「試験体の作製」、「漏洩磁束密度の計測」、「画像計測システムの構築と磁粉量の評価」、「数値解析モデルの構築と欠陥形状と漏洩磁束密度の関係把握」を実施した。おおむね順調に研究が進展しているため、次年度も当初の計画通りに研究を遂行する。
ヘリウム照射材料上での単極アークのキャラクタリゼーションと発生機構

核融合炉におけるアーキングの影響を明らかにするために,ヘリウム照射によりナノ構造化されたタングステン(W)を用いて材料物性評価及びアーキングの点孤の条件と影響を明らかにするとともに,大型実験炉におけるアーキングの影響を評価した。初期的なプロセスを議論するために,電界電子放出特性へのヘリウム照射の影響を実験的に明らかにした。アーク痕の解析や分光計測から陰極点の動きや発生するプラズマ温度を評価した。陰極点のフラクタル的な動きを明らかにするとともに,温度は0.8 eV程度であることを示した。またアーキングの影響を評価するためにWのエロージョン量を評価し,0.1 mg/C程度であることを示した。名古屋大学の直線型装置NAGDIS-IIにおいて,タングステンに定常プラズマ(ヘリウムプラズマ)を照射し,ヘリウム照射損傷を与えたタングステンに対して,パルス的熱負荷(パルスレーザー)を与えし,単極アーク/アークを発生させた。アークの発生条件を明らかにするために,様々な条件を変化させながら,実験を行った。その結果,(1)ヘリウムフルエンズの増加に伴いアークの発生が著しくなること,(2)ペリウム照射により一旦ナノ構造ができると,プラズマの密度が低くても(10^<17>m^<-3>以下でも),アークが発生してしまうこと,(3)ナノ構造ができている場合には,レーザーのパワーが低くても(100kJ/m^2以下でも)アーキングが発生してしまうこと,(4)アークの発生には電極のポテンシャルが-50V以下である必要があり,それ以上では発生しないことが明らかになった。この実験結果から,ナノ構造が形成された場合には,核融合炉で極めてアークが起きやすい条件になっていることが示唆された。アーク痕の断面図をFIB(集束イオンビーム)で加工しTEM(透過型電子顕微鏡)観察を行った結果,アークが通った跡は,ナノ構造が消滅している様子が明らかになった。ただし,アーク痕のあとにおいても,バブルが残っている層が残っており,ナノ構造が完全には壊されていないことが分かった。TEM画像をディジタル化して,ナノ構造の消滅量を評価したところアークによっておよそ半分程度のナノ構造を形成しているタングステンは消滅しているもののおよそ半分は,表面に残っていることが明らかになった。FIB-TEMの観測結果をもと,アークによるタングステンの放出量の算出した結果,アーキングにより放出されるタングステンは10mg/sと算出された。これは,理論的に予測されている値に比べて大きな値であった。名古屋大学の直線型装置NAGDIS-IIにおいて,タングステンに定常プラズマ(ヘリウムプラズマ)を照射し,ナノ構造が形成されたタングステンに対して,パルスレーザーを用いてパルス的熱負荷を与え,単極アーク/アークを発生させた。発生したアークの分光計測を行い,アークプラズマの温度を計測した。アークスポットからの光を光ファイバで集光して,分光器を介して,検出器としてイメージインテンシファイア付のCCDを用いて計測を行った。分光計測の結果,多数の線スペクトルが観察され,その中からWの発光を抽出した。Wの中性粒子および一価のイオンからの発光を用いて,ボルツマンプロットにより温度を評価したところ,両者はほぼ同程度の温度となり,およそ9500 K程度の温度であることが評価された。さらに,アーク点孤のメカニズムを解明するために,ナノ構造材料の電界電子放出特性を調べた。ヘリウムプラズマ照射により表面構造が変化した場合に,電界電子放出電流が,通常のタングステンに比べて著しく増加することが明らかになった。Fowler-Nordheimプロットの傾きから電界集中係数を算出した結果,ナノ構造材料の電界集中係数は通常の材料と比べて変化がないことが分かった。ナノ構造は,基本的にランダムな方向を向き,密集しているため,電界集中が起こらないが,電子放出点が著しく多くなることにより電界放出電流が増加していることが明らかになった。名古屋大学の直線型装置NAGDIS-IIにおいて,タングステンに定常ヘリウムプラズマを照射し,ナノ構造が形成された表面においてアーキングを発生させた。電極を負にバイアスすると,間歇的な熱負荷がなくても,-300 V以下になるとアーキングが発生することが明らかになった。-500 Vにおいてはアーキングが極めて頻繁に発生することが分かった。アークスポットの持続時間を評価した結果,10 ms程度以下で広く分布しており,バイアス電圧が高くなるにつれて,持続時間は短くなる傾向を示した。アーキングが発生する機構については,電界電子放出以外に,イオン衝突による二次電子放出も重要な役割を果たしている可能性が示唆された。さらに,アーキングのグルーピングの様子を明らかにするために,ナノ構造層が厚い領域と薄い領域を1枚の試料上に作成しアーキングを発生させ,アークスポットの振る舞いを観察した。

その結果,厚い領域では薄い領域に比べて,速度が一桁近く遅くなり,またスポットの幅も一桁近く広くなることが明らかになった。この原因を探求するために,遊歩運動をするスポットに引力等の影響を考慮したモンテカルロシミュレーションモデルをつくり,検討を行った。ナノ構造が厚い層においては,スポット間の引力が強くなり,グルーピングを起こしていることが速度やアーク痕跡の幅を広げる一つの原因だと考えられた。核融合炉においては,アークの点弧により放出されるWの量が重要な物理量となる。このエロージョンの量を評価するために,アーク痕の断面観察を行った。ナノ構造の厚みにも依存するが,シングルスポットにおいては,凡そ0.1 mgC-1程度のエロージョンレートであり,グループが形成されると,数倍に増加することが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ材料相互作用26年度が最終年度であるため、記入しない。アーキング実験を基に,アーキングの発生条件を特定するとともに,アーキングに伴うタングステンの放出量に関する見積もりを実施し,またアーキングの計測用の高速カメラや分光器等の準備を実施してきており,当初の計画は順調に進行していると言える。更に,当初計画していなかったLHDにおけるアーキングの計測などの成果が上がってきており,計画以上の進展と言える。装置開発がR&Dの結果当初の計画通り行かないことが分かり若干遅れている。その他に関しては順調に進捗が見られている。アークプラズマの温度密度計測を実施するとともに,表面構造変化に伴う電界放出係数等の変化の効果を明らかにする。計測は分光計測を中心に,そこからヘリウム線強度比を用いた計測や,シュタルク広がりを使った密度評価などを試みる。さらに,それらの実験結果をもとに,アークスポットの物理を解明するために,理論的な側面からロシアの研究者との共同研究を進める。アークプラズマの光学的な詳細計測が課題としてあげられる。
ゼロエネルギー建築設計のためのシミュレーション技術の拡充と活用

ゼロエネルギー建築の設計や性能評価に建築熱環境・エネルギーシミュレーションを活用するための研究を行った。1)既に、ソーラー建築などで使用実績のある汎用建築熱環境・エネルギーシミュレーションツールEESLISMを基礎として、太陽電池一体集熱器(PVT集熱器)、蓄熱装置、ヒートポンプなどの要素機器の計算モデルおよび冷暖房負荷、給湯システムの制御などについて計算法を拡充した。2)ソーラー改修住宅、ローコストゼロエネルギー住宅などを事例として、設計や性能評価への活用方法を示した。また、熱帯地域の無冷房建築への適用についても検討した。ゼロエネルギー建築の設計と性能評価にシミュレーションの活用を図ることにより、ゼロエネルギー建築の合理的な設計法、性能検証法を確立することを目的として研究を行った。主な成果は以下のとおりである。1、ゼロエネルギー建築のシステム技術およびシミュレーション手法の拡充と検証1)工学院大学KTC実験室の空調実験システムを用いて、室内空気分布の影響を考慮する室熱負荷、空調機負荷計算モデルの妥当性を検討し、吹出し空気のバイパスモデルの適用可能性を示した。2)屋根一体型集熱器の計算モデルについて、空気式集熱器、太陽電池一体型集熱器の性能について検討した。外気導入式集熱システムを想定し、ネットゼロエネルギー住宅に適用する場合の集熱量、発電量を試算した。3)調湿機能のある内装パネルを試作し、室内熱環境や熱負荷シミュレーションに必要なデータを得るため性能試験を行った。4)ヒートポンプ空調機について、シミュレーションモデル作成に必要な実用運転時の性能把握のため、長期連続測定を行った。この結果、低負荷時には定格効率よりかなり低い効率で運転されていることが判った。2.設計、性能評価へのシミュレーションの適用1)樹木や周囲環境の影響を考慮する建築熱負荷シミュレーション手法を提案し、室内熱環境や暖・冷房負荷に与える影響について年間シミュレーションにより検討した。2)密集住宅地におけるネットゼロエネルギー住宅について、太陽光発電、太陽熱給湯を設置した住宅についてシミュレーションによる性能予測を行い、都心の密集住宅地でもネットゼロエネルギー住宅は可能であることを示した。3)環境共生型共同住宅についてシミュレーションを行いLCCO2による性能評価方法を検討した。本研究ではシミュレーションに主としてEESLISMを使用しているが、本研究で拡充、改良した成果も含めwebサイトで公開し、広く利用に供している。ゼロエネルギー建築の設計と性能評価にシミュレーションを活用することにより、ゼロエネルギー建築の合理的な設計法、性能検証法の確立が本研究の目的である。本年度の研究では、以下の成果を得た。1.拡充したシミュレーションモデルの改良と検証1)工学院大学KTC実験室の空調実験システムを用いて、吹出し空気のバイパスモデルを用いる室熱負荷、空調機負荷計算モデルについて、実験およびシミュレーションを行い検討した。2)屋根一体型集熱器の計算モデルについては、空気式集熱器、太陽電池一体型集熱器のシミュレーションモデルについて、実測データにより検証した。3)ヒートポンプ空調機について、ルームエアコンのシミュレーションモデルについて検討し、試算した。4)砕石蓄熱、容器入水蓄熱、躯体内蓄熱などの蓄熱方式について計算モデルを作成、試算した。5)熱交換器については、計算条件により熱交換有効率が計算されるモデルを試作、検討した。なお、本研究ではシミュレーションにEESLISMを使用しているが、本研究で拡充、改良した成果はWebサイトで公開している。2.設計、性能評価へのシミュレーションの活用1)太陽熱利用・太陽光発電住宅の設計におけるシミュレーションの適用例を示した。改修住宅4、新築住宅の事例についてシミュレーションを行った。また、ネットゼロエネルギー住宅の可能性も検討した。2)住宅の実測データによりシミュレーションモデルを検証した。また、実測とシミュレーションを併用することにより暖冷房負荷のような現場計測が難しいデータの推測法についても検討した。3)ベトナムの店舗併用住宅について実測を行い、蒸暑地域の開放的な建築におけるシミュレーションモデル作成について検討した。この結果、通風や建材の吸放湿効果を含めた計算モデルの必要性が判り、モデル作成に着手した。ゼロエネルギー建築の設計と性能評価にシミュレーションを活用することにより、合理的な設計法、性能検証法を確立することが本研究の目的である。これまで3年間に亘り汎用シミュレーションツールEESLISMを活用するための研究を行っており、今年度は、以下の成果を得た。1.シミュレーションモデルの拡充、改良と検証1) 3戸の太陽熱利用改修住宅における約1年間の実測データとシミュレーション結果との比較により、シミュレーションによる再現性を検討した。屋根一体型空気式太陽熱集熱器、集熱器併用太陽光発電パネル、給湯用蓄熱槽、床下蓄熱などシステム構成機器の計算モデルの検討とともに、住宅全体のシミュレーション結果も検討し、実測データを概ね再現できることを検証した。3戸のうち1戸については、ネットゼロエネルギーが達成できることも検証した。2) EESLISMを太陽熱給湯システムの詳細な実測データの再現性についても検討し、太陽熱利用システムの性能予測、システム設計に利用できることを検証した。2.設計と性能評価へのシミュレーションの活用についての研究

1)ベトナムのホイアン市に、設計、建設した環境共生建築の実測を行い、熱帯都市におけるゼロエネルギー建築の可能性についてのデータを収集し、シミュレーション方法を検討した。2)太陽熱利用デシカント冷房システムの計算モデルを作成し、年間の太陽熱利用を図るゼロエネルギーハウスの設計や性能予測についてのシミュレーションの基礎とした。3)ゼロエネルギー建築の空調システム機器として重要なマルチパッケージ型空調機の実運用時の性能を実測し、ヒートポンプのシミュレーションモデルの適用範囲拡充を検討した。4)日射遮蔽や通風に配慮した低層集合住宅の居住者行動の室内環境改善効果を実測、シミュレーションにより検討し、居住者行動のパッシブ性能向上への効果を検証した。申請書に記載した研究計画に従い、概ね順調に研究は進展している。EESLISMにおけるシミュレーションモデルについては、集熱器についての改良を行った。蓄熱装置、熱交換器等についても計算法を改良し、検証しつつある。ヒートポンプ機器については、ルームエアコンの簡易モデルの適用について検討したが、さらに詳細な運転条件が反映できるモデルについて検討の余地がある。設計、性能評価への活用については、数例の事例研究を行い、活用できることを検証している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究は、当初の研究計画に沿い概ね順調に進展しているため、研究計画に従い、引き続き、1.拡充したシミュレーションモデルの改良と検証、2.設計、性能評価へのシミュレーションの活用について研究を行うが、1.についてはヒートポンプ機器のシミュレーション対象の拡充を図る。また、夏期の室内熱環境と冷房用エネルギーシステムについての検討も深めることとし、太陽熱除湿・冷房、建材の調湿作用や通風などのシミュレーションによる評価についても研究する。
力学系と離散事象系の二重化相互作用に基づく群行動のモデル化と制御

本研究の長期的目的は,少数の疑似個体を通じて,魚群全体を制御・誘導するための原理を明らかにすることである.特に本課題の2年間の研究期間では,数匹から十匹程度の魚群の,実際の軌跡データに基づき,魚群の相互作用モデルを獲得する手法の確立を目指した.具体的には,(1)水中の2次元および3次元複数個体追跡手法を開発するとともに,(2)魚群に対する誘引性および反発性の働きかけを行う映像刺激を設計し,(3)個体間相互作用の様子をネットワーク変化として推定する枠組みを構築した.本研究の目的は,少数の疑似個体を通じて,魚群全体を制御・誘導するための原理を明らかにすることである.特に本研究では,数匹から数十匹程度の魚の群れを対象とし,実際の軌跡データに基づき,魚群の相互作用モデルを獲得する手法を確立するとともに,疑似個体を通じた効果的な働きかけを設計することを目指す.そこで本年度は以下の研究を行った.(1)魚の3次元形状モデルを利用した魚群の3次元追跡水槽の外に設置した複数台のカメラを用いて,水槽内を群泳する6-10匹程度の魚群(体長2-4cm,カラシン科)における,各個体の3次元位置および方向(ピッチ,ヨー)を追跡する手法を提案した.まず,背骨およびそれに沿った断面形状を事前にパラメトリックなモデルとして与え,パーティクルフィルタの手法を用いて,形状パラメタおよび3次元位置や方向を毎時刻伝搬させるとともに,水槽内外での屈折も考慮しながら画像上で尤度評価を行う.これにより,水槽内面における反射や個体同士の遮蔽などに頑健な追跡を実現した.さらに,個体間の空間的位置の近接性,方向の類似性,軌跡同士のパターンの類似性,およびその時間的近接性を用いて,どの個体が,いつどの個体に影響を与えているかを推定する手法を検討し,本年度開発した追跡手法が,来年度計画している魚群の相互作用モデル構築にとって十分な精度を持つことを確認した.(2)映像刺激による魚群の追従運動の解析水槽に接して設置したディスプレイに,同種個体の映像を提示・制御した際に,実際の魚群がどの程度追従するかについて検証を行った.本年度は,数個体が単純な往復運動を行う映像を提示した際に,それに対して実際の魚群の運動がどの程度同期するかを,周期および位相の両面から解析した.その結果,現時点での検証数は限られているものの,提示映像が実際の個体の往復運動を誘発することを確認した.本研究の目的は,少数の疑似個体を通じて魚群全体を制御・誘導するための原理を明らかにすることである.魚群の各個体が,周囲の個体や環境の状況に応じて自身の行動を決定する行動則をモデル化しておけば,群れ全体はその相互結合系として記述することができる.疑似個体を通じて群れを誘導するための制御則を設計するためには,いかに実際の魚群のふるまいを,結合系の数理モデルとしてうまく構築できるかが重要となる.しかしながら,従来の魚群のモデルでは,各個体のふるまいはあらかじめ設定した半径内の近傍個体によって決まるといったように様々な単純化がされており,実際の魚群のふるまいを十分予測できるものではなかった.そこで本研究では,魚群制御・誘導における基礎技術として,実際の魚群の計測データから,魚群のネットワーク内における個体レベルでの影響伝搬過程を記述できる精緻なモデルの構築を目指した.具体的には,各個体が周辺のどの個体を基準に自己の行動を決定するかを,単純な近傍半径ではなく明示的な離散状態変数として持つような,微分方程式系と離散事象系の二重化されたハイブリッドシステムとしての群行動モデルの構築を行った.まず,(1)小型水槽内の撮影映像から複数魚個体を追跡する手法の開発と,(2)映像刺激提示による魚群の反応計測手法の開発を平成26年度に進め,27年度(最終年度)は,(3)軌跡データからの魚群ネットワークのトポロジ推定に関する研究を実施した.(3)では,各個体の行動則が自律的行動と他律的行動の項を持つようにモデル化し,さらに他律項は,近傍個体の部分集合から影響を受けるとしたうえで,それぞれの影響度を軌跡データから推定する手法を考案した.映像刺激により誘発した逃避性群行動を提案手法を用いて解析することで,群泳状態の変化過程を個体間の影響伝搬として解析できることを確認し,現在対外発表の準備を進めている.本研究の長期的目的は,少数の疑似個体を通じて,魚群全体を制御・誘導するための原理を明らかにすることである.特に本課題の2年間の研究期間では,数匹から十匹程度の魚群の,実際の軌跡データに基づき,魚群の相互作用モデルを獲得する手法の確立を目指した.具体的には,(1)水中の2次元および3次元複数個体追跡手法を開発するとともに,(2)魚群に対する誘引性および反発性の働きかけを行う映像刺激を設計し,(3)個体間相互作用の様子をネットワーク変化として推定する枠組みを構築した.本研究では,個体間の距離といった連続量だけでなく,突発的な動き出しといったイベント(離散事象)が,相互作用モデルの構築に重要であるという仮説を提示している.この仮説の検証には,個体の運動に関してイベント分類ができる程度に詳細な軌跡データが必要となるが,本年度は,追跡によって得られた軌跡データを分節化し,イベントとして分類・記述することで,個体間の影響伝搬解析に利用可能であることが確認できた.したがって,研究の目的を達成する上で,おおむね順調に進展しているといえる.パターン認識来年度は,実際に魚群を追跡した軌跡データから,個体間の相互作用モデルやそのパラメタを推定する手法を考案する.

さらに,得られたモデルの有効性については,モデルに基づいて設計した疑似個体のフィードバックが,魚群の誘導につながることを示すことで検証することを計画している.そのためには追跡手法のリアルタイム化を進める必要があるが,開発期間がある程度かかると予想されることから,これと同時に,すでに追跡された軌跡データからのオフラインでのモデル構築と予測精度評価を行い,交差検証等による評価を行っていくこととする.当初計画していた海外での成果発表について日程の都合上見送ったため次年度使用額が生じている.本年度に得られた成果について来年度に国際会議等での発表を計画しており,次年度使用額はその旅費および学会参加費の一部として使用する予定である.
ネットワーク機能をもつ汎用心理学実験システムの開発

本研究の究極的な目的は,複数の心理学研究者が限られた資源を有効に使い得るような,汎用心理学実験システムの開発にある。すなわち,マルチユーザ・マルチタスク的心理学実験が容易に実施できるようなコンピュータシステムの開発を目指すところにある。ただし,そうしたシステムの実現には,まずマルチタスク・マルチユーザ的心理学実験プログラミングを可能にする支援システムが用意されなけらばならない。そのため,本研究では,まず,マルチタスク・マルチユーザの可能な心理学研究支援コンピュータシステムの構築を目指すことにした。2年度にわたる本研究では,ネットワーク機能をもつ汎用心理学実験プロムラミング環境,および,ネトワーク機能をもつ心理学実験データベース環境,の整備・構築を進めた。我々は,UNIXワークステーションをホストコンピュータとし,多くのパーソナルコンピュータをサテライトとしたネットワークシステムを構築し,そのホスト上に,各種心理学実験用のプログラムを集め,それらをデータベース化した。これにより,心理学実験用制御プログラムの一括管理が可能になり,今後の専用プログラムの開発と集積が極めて容易になると期待できる。また,このネットワークシステムは,独立した複数の被験者による言語コミュニケーション実験や社会心理学的対人交渉実験の実現に容易に結びつけることが可能になると期待できる。本研究の究極的な目的は,マルチューザ,マルチタスク的心理学実験が容易に実施できるコンピュータ・ネットワーク・システムの開発にある。しかしながら,そうしたシステムの実現には,まずマルチタスク,マルチューザ的な心理学実験プログラミングを可能にする支援システムがなければならない。したがって,本研究では,まず,そうした集団的プログラミング環境の構築を目指している。具体的には,ネットワーク機能をもつ汎用心理学実験プログラミング環境を構築する。このシステムは次の特徴をもつ。A)このネットワークシステムでは,一台の高速なコンピュータがサーバとしてネットワークシステムの管理とプログラミング資源の一括保管を同時に行うため,研究者は端末となるコンピュータからそれらの資源を自由に呼び出して使用することができる。また,B)新たな開発された特殊な関数はサーバとなるコンピュータに接続されたハードディスクの関連するディレクトリに保管されるため,他の研究者と同じものを開発してしまうことを未然に防止できる。さらに,C)このようなシステムは独立した複数の被験者による言語コミュニケーション実験や社会心理学的実験の実現に容易に結びつけることもできる。本年度は,ホストとしてUNIX系ワークステーションを用い,サテライトにパーソナル・コンピュータを用いたネットワークシステムを構築した。同時に,心理学的実験用プログラムのデータ・ベースの開発に取りかかった。これにより,心理学的実験制御関数群の一括管理が実現されるようになった。また,今後のデータ(プログラム)集積も極めて容易となると期待される。ただし,そうしたシステムの実現には,まずマルチタスク・マルチユーザ的心理学実験プログラミングを可能にする支援システムが用意されなければならない。本年度は,昨年度に引き続き,ネットワーク機能をもつ汎用心理学実験プログラミング環境,および,ネットワーク機能をもつ心理学実験データベース環境,の整備・構築を進めた。我々は,UNIXワークステーションをホストコンピュータとし,多くのパーソナルコンピュータをサテライトとしたネットワークシステムを構築し,そのホスト上に、各種心理学実験用のプログラムを集め,それらをデータベース化した。また,ネットワークシステムは,独立した複数の被験者による言語コミュニケーション実験や社会心理学的対人交渉実験の実現に容易に結びつけることが可能になると期待できる。
メソ-ゲンを側鎖に有する液晶性シリコ-ンエラストマ-

分子末端に不飽和結合(アルケニル)基を有するエステル系の低分子液晶(メソゲ-ン)を合成した。アルケニル基は1位に不飽和結合を有し,シリコ-ンとの反応後は飽和アルキル基となる。そしとこのアルキル基が,主鎖と則鏡のメソ-ゲンをつなぐスペ-サ-となる。ポリ(ジメチルシロキサンーCOーメチル水素シロキサンをシリル化剤として,前記メソ-ゲンのヒドロシリル反応を,塩化白金酸触媒下で行い,メソ-ゲンを側鎖に有するポリシロキサンを合成した。二次反応としてこの速度論的解析を行い,高分子シリル化剤を用いているために立体障害の効果が,特に反応の後期に重要となってくることを明らかにした。また,熱力学パラメ-タを算出し,エンタルピ-項よりもエントロピ-項が重要であることを明らかにした。生成物はエペクトル分析および熱分析によりキャラクタリゼ-ションを行った。興味深いことに,ネマチック相の温度範囲が,低分子では室温より高温側で4ー10°Cであったのに対し,液晶性シリコ-ンでは室温をはさんで30ー90°Cの広範囲でネマチック相を示した。すなわち,室温で液晶性を示すようになっここと,および液晶性を示す温度範囲が約10倍に広がったことは,液晶作料として重要なブレイクスル-が為し遂げられたことを意味している。また,3個のフェレンリングより成るメソ-ゲンの場合,その含量が60モル%を越えるとガラス転移点ではなく融点を示すようになり,その結果室温付近での液晶性が失われた。これは3員環系の強い液晶性が,ポリシロキサンのグラフト体においても結晶性となって現われたと解釈できる。材料としてエラストマ-を目的とした場合,強い液晶性は必らずしも有利な条件ではないこと仰示している。
オオミジンコ　（Ｄａｐｈｎｉａ　ｍａｇｎａ）　の環境性決定機構の解明

ミジンコ類は環境依存型の性決定様式を有しており、単為生殖によって好適環境ではメスを、生存に不向きな環境下ではオスを産出する。オス産出を引き起こす環境要因は日照時間や水温、栄養状態など数多く報告されているが、遺伝的背景の異なる系統間でも各環境シグナルへの応答能が異なるため、実験室環境で安定して雌雄の産み分けを誘導できる実験系は確立されていなかった。私はこれまでに、海外で系統化されたミジンコ(Daphnia pulex)のWTN6系統が日長条件に応じて雌雄を産み分けできることを発見した。昨年度の研究でミジンコのオス誘導に内因性の幼若ホルモンが関与している可能性が高いことを示すデータを多数取得した。本年度は更に詳細な解析を進めるために以下の研究をおこなった。性決定期の幼若ホルモンシグナルの制御に関与している因子を探索するために、長日(メス誘導)条件と短日(オス誘導)条件で飼育したWTN6系統の母親個体のトランスクリプトーム解析をおこなった。その結果、短日条件で統計的有意に発現変動している遺伝子としてイオンチャネル型グルタミン酸受容体に関連する遺伝子を見出した。イオンチャネル型グルタミン酸受容体のサブタイプ特異的な活性化剤や阻害剤の投与によるオス誘導に与える影響を調べたところ、N-methyl-D-aspartate (NMDA)型グルタミン酸受容体がミジンコのオス誘導を引き起こす幼若ホルモンシグナルの上流制御因子として作用している可能性が高いことが明らかになった。現在はトランスクリプトームから得られた他の候補遺伝子についても個別に機能解析を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。地球上の生物が示す多様性と可塑性に富んだ性決定機構は、染色体の構成に起因する遺伝性決定と、外部環境によって惹起される環境性決定に大別される。モデル生物の研究から分子基盤が明らかになりつつある遺伝性決定と異なり、最適なモデル生物を欠いている環境性決定の分子機構はほとんど明らかとなっていない。本研究は、動物プランクトンであるミジンコを用いて環境性決定の分子機構を明らかにすることを目的にしている。これまでの研究から、幼若ホルモン処理によって環境非依存的に雄産生を誘導すること、オオミジンコ(Daphniamagna)の雄への性分化にdoublesexl(DSXI)遺伝子が必須であることが明らかとなっている。しかし、天然雄を産生する際に内在性の幼若ホルモンが作用しているのか、また幼若ホルモンシグナル伝達経路からDSXI遺伝子の発現を制御している分子カスケード、さらにはDSXI遺伝子による雄形質の発現機構がミジンコ類に共通した性分化機構であるかは不明である。そこで本年度は以下の研究をおこなった。(1)性決定関連遺伝子を探索するために、オオミジンコの性決定期におけるマイクロアレイ解析をおこない、雌雄間で発現量の異なる候補遺伝子を見出した。(2)得られた候補遺伝子の機能解析をおこなうために初期胚へのRNA干渉(RNAi)解析を実施したが、いずれの遺伝子も単独では雌雄の表現型に影響を与えないことがわかった。(3)天然雄を用いた候補分子の探索や機能解析をおこなうために雄の誘導条件を検討した。オオミジンコ9系統と近縁種のミジンコ(Daphnia pulex)6系統を用意し、様々な飼育環境において雄産生条件を検討したところ、ミジンコにおいて天然雄の誘導条件の確立に成功した。(4)DSXI遺伝子による雄への性分化機構がミジンコ類で保存されているか調べるために、オオミジンコの近縁4種(D.pulex,D.galeata,Ceriodaphnia dubia,Moina macrocopa)からDSX遺伝子を単離し、系統・発現解析の結果、DSXI遺伝子による雄形質の発現機構はミジンコ類間で保存されていることが示唆された。淡水性甲殻類に属するミジンコ(Daphnia pulex)は、世界中の河川や湖沼に広く分布している。ミジンコは生息に適した好適環境下では単為生殖によって雌のみで繁殖をおこなうが、環境条件の悪化に伴って雄を産生し、単為生殖から有性生殖へ生殖方法の転換を行うユニークな生存戦略をもっている。近年、本研究グループを含む国内外の研究グループにより、昆虫や甲殻類がもつ多機能性ホルモンである幼若ホルモン(JH)の曝露によって環境非依存的にミジンコの雄産生が誘導されることが明らかになった。このことから、環境条件の悪化を感受したミジンコ個体は体内のJH濃度を上昇させることで生理環境を変化させ、雄産生を誘導していると考えられてきた。しかし、実験室で自在に雌雄を産み分けられるミジンコ系統やその飼育条件が確立されていないため、実際にミジンコの性決定に内在性JHが関与しているのかは明らかにされてこなかった。しかし昨年度、我々の研究グループは飼育条件を変えることで雌雄の産み分けが可能な系統と条件の確立に成功した。そこで本年度は本系統を用いて以下の研究をおこなった。(1)雌雄誘導条件下における各種薬剤の投与による雌雄誘導の阻害試験と、(2)リアルタイム定量PCR法によるJHシグナル伝達経路に関わる遺伝子群の発現動態解析からJHがミジンコの雄誘導因子として働いているという仮説を支持するデータを多数得ることに成功している。さらに、(3)雌雄誘導条件間のトランスクリプトーム解析をおこなっており、ミジンコの性決定システムに関わる因子の探索を進めている。

ミジンコ類は環境依存型の性決定様式を有しており、単為生殖によって好適環境ではメスを、生存に不向きな環境下ではオスを産出する。オス産出を引き起こす環境要因は日照時間や水温、栄養状態など数多く報告されているが、遺伝的背景の異なる系統間でも各環境シグナルへの応答能が異なるため、実験室環境で安定して雌雄の産み分けを誘導できる実験系は確立されていなかった。私はこれまでに、海外で系統化されたミジンコ(Daphnia pulex)のWTN6系統が日長条件に応じて雌雄を産み分けできることを発見した。昨年度の研究でミジンコのオス誘導に内因性の幼若ホルモンが関与している可能性が高いことを示すデータを多数取得した。本年度は更に詳細な解析を進めるために以下の研究をおこなった。性決定期の幼若ホルモンシグナルの制御に関与している因子を探索するために、長日(メス誘導)条件と短日(オス誘導)条件で飼育したWTN6系統の母親個体のトランスクリプトーム解析をおこなった。その結果、短日条件で統計的有意に発現変動している遺伝子としてイオンチャネル型グルタミン酸受容体に関連する遺伝子を見出した。イオンチャネル型グルタミン酸受容体のサブタイプ特異的な活性化剤や阻害剤の投与によるオス誘導に与える影響を調べたところ、N-methyl-D-aspartate (NMDA)型グルタミン酸受容体がミジンコのオス誘導を引き起こす幼若ホルモンシグナルの上流制御因子として作用している可能性が高いことが明らかになった。現在はトランスクリプトームから得られた他の候補遺伝子についても個別に機能解析を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。オオミジンコのマイクロアレイを用いておこなった性決定期のトランスクリプトーム解析から得られた候補遺伝子は、単独でそれらの機能を阻害しても雌雄の表現型に影響を与える遺伝子は見出せなかった。また、昆虫において既知の性決定関連遺伝子の解析も難航しており、現在ミジンコのゲノムデータベースからin silico探索をおこなっている。これまで候補遺伝子の一時スクリーニングに用いていたオオミジンコのマイクロアレイは独自のESTデータベースを基に構築したもので、オオミジンコの推定されている遺伝子の約3割程度しか網羅できていなかった。JH曝露を必要としない飼育条件による雌雄の誘導系の確立によって、JHがミジンコの性決定へ果たす機能の一端が明らかになってきた。さらに、従来のマイクロアレイによる候補遺伝子のスクリーニングに代わり、次世代シークエンサーを用いた解析から雌雄の誘導条件間で発現量に雌雄差のある遺伝子を多数見出すことに成功した。そこで現在、天然雄の誘導条件を確立したミジンコを用い、次世代シークエンサーによる性決定期におけるトランスクリプトーム解析(RNA-seq解析)と、代謝物を網羅的にカタログ化するためのメタボローム解析に着手している。来年度は、バイオインフォマティクス的な手法を習得し、これら大規模データからミジンコの性決定期に雌雄間で発現パターンの異なる候補分子の探索およびその機能解析を実施する。現在、ミジンコのオス誘導時に内在性のJH濃度が上昇しているのか明らかにするために、LC-MS分析を用いたオス誘導条件時における内在性JHの直接定量法を検討している。
弱い相互作用によるベータ崩壊制御に関する研究

本研究では、日本原子力研究開発機構の研究用原子炉JRR3の利用を計画していたが、東日本大震災のために同原子炉は運転再開が2012年2月に先送りとなり、結局、最終的にはずっと運転が停止にされたままであった。そこで、同原子炉のニュートリノを使った実験が実施できなかったため、本研究では(1)密封線源に対するベータ崩壊率の精密測定方法を確立するとともに、(2)自然ニュートリノによる弱い相互作用の反応機構の研究を行いその反応の描像を定式化した。原子炉ニュートリノを使った実験は、日本原子力研究開発機構の原子炉JRR3の利用を計画していた。東日本大震災のために同原子炉は運転停止したが、平成24年2月に運転が再開される予定となっていた。ところが、諸般の事情により運転開始時期が先送りになり、平成25年3月になっても同原子炉の運転の再開はなかった。このため、本研究では、(1)密封線源に対するベータ崩壊率の精密測定方法の確立、および(2)自然ニュートリノの弱い相互作用の反応機構の研究に重点をおいて研究を行った。(1)コバルト60密封線源にニュートリノによる摂動処理を行った場合に、その処理の前後でゲルマウム検出器によってベータ崩壊率を測定することになる。密封線源をゲルマウム検出器に設置し直すことになるので、コバルト60密封線源内の真の線源位置の再現性が必要である。本研究ではコバルト60密封線源を回転操作できる治具を製作し、コバルト60密封線源内のコバルトワイヤ片による光電ピーク測定の再現性を調べた。その結果、コバルトワイヤ片の向きを一定に制御できない場合には、線源強度の推定に単純な位置誤差の効果を超える影響がでる場合があることが確認された。このコバルトワイヤ片の問題に回避するには、液体の密封放射線源の利用が適切である。(2)反応機構については、当初企画した外部摂動で生成した弱い相互作用の補助場を利用するのはなく、自然ニュートリノと自然界に存在する補助場を利用した研究を行った。低エネルギーの自然ニュートリノが、補助場の作用によって、弱荷型粒子と弱電気モーメント型粒子に分離して、弱電型粒子が原子核と、弱電気モーメント型粒子が電子に結合する描像の定式化を行い、それぞれの結合エネルギーがeV級であることが示唆された。一方、低エネルギー自然ニュートリノの作用と太陽活動との相関を調べ、太陽活動との相関が否定できない結果を得た。原子炉の使用済核燃料には多量の放射性核種(主にベータ崩壊核種)が含まれており、その処理処分が原子力発電の課題となっている。高深度地下への埋設処理処分が計画されているが、その一方で、できるだけ放射化量を少なくする取り組みが望まれる。放射化量低減の一例として、弱い相互作用を直接に抑制してベータ崩壊そのものを制御する方法が考えられる。この方法が発見・実用化されれば、放射性廃棄物の放射線リスクが軽減される。本研究では、弱い相互作用を制御してベータ崩壊核種の崩壊を抑制する実験研究を行い、実用的な処理方法としての発展する可能性があるかどうかを調べることを目的としている。本年度は、日本原子力研究開発機構(東海村)の研究用原子炉JRR3(熱出力20MW)の炉心近くの原子炉ニュートリノを使ってコバルト60について照射実験を行う予定であった。しかしながら、東日本大震災による東海村の被害によって、当初見込みと異なり最終的に平成23年度は年度末まで完全に研究用原子炉JRR3が運転休止になった。JRR3の運転の再開は平成24年秋が予定されている。本年度は、平成24年度の実験のために実験装置の性能向上をはかるべく、九州大学においてコバルト60を用いて環境ニュートリノを使った予備実験を行った。さらに、コバルト60線源を使ってゲルマニウム検出器による半減期測定の精度向上のため技術開発を行った。また、線源の熱処理のための電気炉を購入して、テスト熱処理を行い性能の確認を行った。加えて、来年度の実験のために日本原子力研究開発機構の研究用原子炉JRR3の利用申請を行った。本研究は日本原子力研究開発機構(茨城県東海村)の研究用原子炉JRR3(熱出力20MW)原子炉をニュートリノ源として実験することを予定していたが、東日本大震災による茨城県東海村の被害によって結果的に同原子炉が全く稼働できなかった。そこで、本研究は同原子炉を使用した実験を実施できなかった。そのために、本年度は実験装置の性能向上に努めた。平成24年度は日本原子力研究開発機構の研究用原子炉JRR3(熱出力20MW)が稼働する予定である。同原子炉を使用する実験回数を増やして、精力的に実験研究を進める予定である。しかしながら、もし、平成24年度も同原子炉が稼働しないようなら、京都大学原子炉実験所研究用原子炉KUR(熱出力1MW)などの原子炉を使用して研究を進める。

本年度は、研究用原子炉JRR3(茨城県東海村)で実験するための旅費および実験費を中心に、研究費の繰越が生じた。平成24年度は、遅れを取り戻すべく、同所での実験回数を増やし旅費および実験費を支出して、鋭意研究を進める予定である。