hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古英語詩の語順決定要因に関する実証的研究および電子コーパスの構築

すなわち、第一半行内で助動詞(A)、不定詞補語(V)が共起し、かつのみが頭韻する時は圧倒的にVA語順の傾向が見られ、第二半行内に共起する場合もVのみ頭韻する時、VA語順となる。一方、半行内で共起する場合でもA,Vがともに頭韻しないなど他の頭韻パターンの場合にはAV語順となる。またA,Vが半行を超えて現われる場合AV語順となり、VA語順は決して現われない。この結果は今後の古英語詩における統語的研究の更なる解明につながるものと思われる。さらに電子コーパス構築の分野においても詩の形式を取り入れたコーパスを作成する必要性を示している。格の消失が語順の固定化(SVO化)につながったとされる定説があるが、格の表示があいまいである節においても語順の多様性が見られる事実は従来の「あいまいさを避ける原理」では十分説明できないことを示している。語順の変化要因の解明の一環として、語順の多様性が見られる節においてどのような語順決定要因が働いているかの解明が必要になる。そこで初期古英語から初期中英語までの各共時的段階における語順決定要因の解明を試みた。古英語は特定の語順が好まれるという点では同質であるが、語順決定要因は異なっており初期古英語ではOVの傾向が強く`heaviness'の要因は働かない。その後、後期古英語に入り`heaviness'の作用がみられるが、再び、初期中英語期にはVO化が進みその作用は見られない。このことは表面的な語順の分布は各時期で同じでも、その語順決定要因は変化していることを示している。したがって`heaviness'は12世紀に基底語順がOVからVOに変化する重要な要因となったものと思われる。本研究の研究意義は特に詩における語順決定要因の解明である。従来の詩に関する統語研究はほとんどなく、少数の研究においても詩の特徴である頭韻の作用は無視されてきた。本研究では詩の文体的影響をほとんど受けない助動詞と非定形動詞補語の語順に着目し、その語順決定要因の解明を試みた。その結果、詩の特徴である頭韻が最も重要な語順決定要因となっていることが判明した。本年度は特に、散文と韻文の関係に関して、散文から韻文に翻訳されたとされる古英語頭韻詩の作品を中心に調査を行うた。その結果、散文における主節は主節として、従属節は従属節としての語順を保持していることが判明した。このことは詩人が散文における主節、従属節等の概念を韻文でも再現しようとし、その枠組みの中で頭韻と語順のパターンを決定したものと思われる。今後、詳細な解明は次年度に進める予定であるが、本年度の調査結果は今後の古英語詩における統語的研究の更なる解明につながるものと思われる。また、さらに電子コーパス構築の分野においても詩の形式を取り入れたコーパスを作成の必要性を示している。詩の文法に関して伝統的には韻律や頭韻の要請のためにゆるやかな文法(loose syntax)と考えられてきたが、Momma(1997)はKuhn's lawを批判し3つのルールを提唱している。
北海道中軸帯の微化石年代学的手法による形成過程の解明

申請に述べた北海道中軸帯の主要研究地域毎にその成果を記す。1.南部日高帯(日高山脈横断ル-ト)海洋性堆積物で特徴づけられる空知層群は、その中にバランジニアンよりバレミアンの年代を示すタ-ビダイト相を挟在し、一方チャ-トブロックは後期ジュラ紀である。日高西縁緑色岩体に属するタ-ビダイト相は、アプチアン・アルビアン、一方海洋性(Pタイプ)多色頁岩はオ-テリビアンからバレミアンの年代を示す。エゾ層群は多色頁岩(Tタイプ)のニタラチ層に始まり、その年代幅はオ-ラリビアン・バレミアンであることが追認された。イドンナップ帯岩相により2帯に区分され、西帯はアプチアンよりチュロニアン、東帯はコニアシアンからカンパニアンのタ-ビダイト相の年代を示す。含まれるチャ-ト相はバレミアンからセノマニアンを示し、その年代幅は東方へ若化する。中丿川層群のタ-ビダイト相の年代はマストリヒチアンから暁新世の年代を示し、メランジェ相に含まれる海洋底物質の年代幅はバレミアンからカンパニアンである。以上南部日高帯はタ-ビダイト相・メランジェ相とも東方へ若化し、白亜紀60Ma間の断続した付加作用により形成されたと考えられる。2.道東部常呂帯(仁頃層群とサロマ層群)仁頃層群のチャ-トはアルビアンからチュロニアンの年代幅をもつ。一方それを不整合に被うサロマ層群はマヌトリヒシアンから暁新世を示す放散虫を含む。サロマ層群は白糖丘陵の前弧海盆堆積体を同時異相である。3.北部日高帯(枝幸山地地帯)全体がメランジェ相で下部白系上部を示すマトックスとバランジニアンからセノマニアンのチャ-トである。北海道北東部に分布する常呂帯は、北海道の重要な地質帯の一つである。本帯は二つの岩相ユニットからなる。枕状熔岩と堆積性緑色岩からなり、層状チャートやナンノ石炭岩のブロックに伴う複合岩体は仁項居輝と呼ばれ、一方タービダイトからなるユニットは佐呂間層洋と呼ばれてきた。両層評の形成については、数点のジュラ紀放数虫の発見により、ジュラ紀の海水が陸側にトラップられたものと解釈されてきた。本年度の調査研究により、仁項目層評は火山砕層性堆積岩類をユトリックスとし、ピローブレッチャ、層状チャートやナンノ石炭岩をブロックとして配する海底土石流堆積物を伴う海洋底起源の混在岩相であり、その混在場は隆源物質を含まないことから、海洋底上であろうと考えた。海洋底物質しチャート、遠洋性夏岩)はベレミアンからチュロニアンの各年代を示し、オーテリビアン以前のチャート、石炭岩は存在しない。このことは以前報告されたジュラ紀のチャートが岩相的にもまた伴う変域鉱物組合せからも神居コタン帯からオリストリスであるという考えを支持する。サロマ属洋からも保存良好な放散虫洋を発見し、緑灰色姪寛頁岩および赤色夏岩については暁新世しダニアンからサネチァン)であることが示された。この結果は本層洋中に白亜/古第紀境界が存することを示唆し、白ヌカ丘陵の前孤海貧堆積体の同時異層基盤である可能性が高い。以上の岩相層帯と年代の結果は、仁項層洋は白亜紀後期に付加した下部白亜系の海洋性物質であり、一方佐呂問層洋はそれを基盤とする暁新世の斜面海盆堆積体であると考えられる。本研究で得られた結果は北海道は東に若くなる一連の付加帯で説明できることを示しており、今後同時異相前孤海食堆積体群の分布、年代を加えて、北海道生成史をより一そう明確にしたい。

一方それを不整合に被うサロマ層群はマヌトリヒシアンから暁新世を示す放散虫を含む。サロマ層群は白糖丘陵の前弧海盆堆積体を同時異相である。3.北部日高帯(枝幸山地地帯)全体がメランジェ相で下部白系上部を示すマトックスとバランジニアンからセノマニアンのチャ-トである。
細胞内情報伝達の仕組みを究明する統合ナノマイクロシステムの創製

統合ナノマイクロシステムに必要なマイクロ流体デバイスの設計および構築に関する要素技術開発や科学的な基礎研究を行った。今年度は、分子センシングを行う機能性ナノ粒子のナノ・マイクロシステム内での分散・凝集について、電圧印可を行うことで能動的に行える機構の究明と展開を行った。表面増強ラマン散乱のスペクトル強度が電圧印可の有無によって変化することを確認した。交流電圧による電気浸透流による粒子凝集が表面増強ラマン散乱の強度増大に寄与し、ブラウン運動による粒子拡散によって表面増強ラマン散乱の強度減少が起きることを明らかにした。この手法を用いれば、統合ナノマイクロシステム内で所望の位置に分子センシング機能性を有するナノ粒子を凝集させて分子イメージングを行ったり、リアルタイムでの反応過程をモニターできることが期待できる。また、表面増強ラマン散乱を用いた環境分析や食品安全のための分析チップの創製と実証実験にも成功した。さらに、微小磁性体を用いたナノ・マイクロ磁気イメージング系を構築するために、局所的な磁気共鳴を励起する素子の開発も進めている。今回は、強誘電体/強磁性体界面によって発現する人工磁性体中の縞状磁区構造の強磁性共鳴現象の測定に成功し、その物理機構の究明と応用研究への展開を行った。強誘電体/強磁性体界面で磁気異方性が発現する機構についても光電子分光や放射光分析などを用いて解析を進めることができた。加えて、固体・固体界面だけではなく、気液および固液界面の形成による電子状態の変調が誘起する様々な現象に関する研究を進め、統合ナノマイクロシステム内での生体反応や化学反応機構に関する基礎的な知見を取得している。統合ナノ・マイクロシステムの創製に必要な要素技術の研究開発を研究計画に基づき進めている。以下、それぞれの研究開発項目について、概要を述べる。[1]流体プラットフォーム創製においては、PTFEチップやその他の構造材で形成するチップの創製に成功している。現在は、さらに高機能性を付与するために、ポンプ機能および粉体輸送機能等を実現するチップの作製を行っている。圧電体基板上に各要素を構成し、全体としてのシステムを構築して、実証実験を行う準備を整えている。[2]伝達信号等の検出基盤の創製として、分子センシングおよび分子イメージングを行うためのシステムならびにナノ粒子構造体の創製を行っている。システムでは、高次ナノ構造体をLab-on-a-chipの一部を抽出した仕組みを創製して、簡易ラマン分光器で超高感度・迅速分子検出ができることを示した。分子イメージングでは、作製したナノ粒子構造体を生体材料に導入して、その分子イメージングを撮影できることが分かった。ナノ粒子構造体の最適化などを現在進めている。さらに、本年度の概要で記述したように、表面増強ラマン散乱活性を有する機能性ナノ粒子の分散・凝集を電圧印可によって制御できることを示した。その動作原理についても明らかにすることに成功した。[3]局所磁気イメージングを行うための磁気共鳴素子として強誘電体/強磁性体ヘテロ接合素子を創製し、その磁気共鳴測定を行っている。[4]生体内での反応やナノ空間における反応では、界面・表面における物理・化学現象の理解が必要不可欠である。特にナノマイクロシステムでは、その反応が顕著に起きる。そのため、ヘテロ固体接合系、気液、固液界面での電子状態変調構造などに関する研究開発も進めており、ヘテロ固体接合系に関する強磁性体/強誘電体接合界面では、磁気弾性効果などを介して磁気異方性が誘発される機構を明らかにした。当初の研究開発計画に大きな変更点は現在のところ認められない。したがって、現在の研究開発計画に基づき、研究を行う。[1]ナノ・マイクロシステムのための流体プラットフォームでは、加工精度を向上させて、流路形成を行う予定である。設計した流体プラットフォームに電極形成を行い、単位化学操作と合わせて電気的な応答特性も取得できるシステム構築を引き続き行う。特にPTFEを構成材料とするナノ・マイクロシステムでは電極のPTFEへの接合・実装が課題になる。現在のところ、ある程度は接合できることが分かっているので、その範囲内での電極形成とデバイスの機能確認は可能である。したがって、プラットフォームを創製して、実際に稼働させてみるという実験とさらに精度よく電極形成などを行う技術開発を同時に進めていくことで、最終的に加工精度が高く、様々な機能性を有するプラットフォーム創製が実現できるように進めていく。さらに、圧電体基板との組み合わせによるポンプ機能や粉体輸送機能の実装についても進めていく。[2]伝達信号等の検出基盤の創製においても、[1]と同様である。特に分子センサーおよび分子イメージングを担うナノ粒子構造体の非特異吸着をさけるための表面改質や表面構造の制御機構の研究開発が重要であると考えられる。今後は、この表面構造の制御機構に注力して研究を推進する。磁気イメージング素子では、現在、異種材料ヘテロ接合によって発現する磁気異方性による磁区構造あるいは磁化反転機構の制御に注力しているが、感度向上や統合ナノ・マイクロシステムへの組み込みなども考慮した素子の研究開発フェーズに移行していきたいと考えている。統合ナノ・マイクロシステムを試作しながら、基本操作系の構築と確認を行い、細胞や生体材料を搭載した系での実験を進めていく方針である。まず、ナノ・マイクロシステムのための流体プラットフォームとして、X線選択熱化学エッチングによるPTFEチップ創製におけるエッチング機構の究明とナノ・マイクロ構造を創製するための適切なプロセス条件を調べた。

特に本年度はX線照射時における発熱抑制のための熱交換ガス分圧依存性などを調査し、加工精度の向上をある程度実現することができた。さらに、作製したPTFEチップを基板・電極等へ接合する技術基盤の確立を目指し、プロセス開発を行ったところ、比較的低温(180°C以下)で接合することに成功した。ただし、密着性等の向上を目指して研究開発を今後も継続して行う必要があることが分かった。次に、伝達信号等の検出基盤の創製を行うために、分子イメージング機構の創製を行った。ここでは、表面増強ラマン散乱を用いたイメージングを行うため、顕微ラマンシステムの構築とセンサーとなるナノ粒子構造体の創製を行った。実施例として、生体材料等へのナノ粒子構造体の付与や導入を行い、分子分布のイメージングがある程度可能であることを確認した。今後の課題としては、ナノ粒子構造体のデリバリーや特異吸着性などを考慮した設計指針を立て、ナノ粒子構造体の創製を行う。また、微小磁性体を用いたナノ・マイクロ磁気イメージング系を構築するために、局所的な磁気共鳴を励起する素子の開発を進めている。今回は、強誘電体/強磁性体界面によって発現する人工磁性体中の縞状磁区構造の強磁性共鳴現象の測定に成功し、その物理機構の究明と応用研究への展開を行った。調和振動子モデルを仮定することで、現象を定性的に説明できることが分かった。統合ナノ・マイクロシステムの創製に必要な要素技術の研究開発を研究計画に基づき進めている。本年度の研究実績概要で述べたように、[1]ナノ・マイクロシステムのための流体プラットフォーム創製においては、PTFEチップ創製のためのX線選択熱化学反応機構の基本原理の究明を行っている。X線照射時の熱交換ガスHeの分圧依存性を調べた結果、基本的にはX線による分子鎖切断機構が主たる寄与をして、化学量論組成に従うような反応機構が進行することをラマン分光やFTIR測定などから明らかにした。さらに加工したPTFEチップを金属と接合するプロセスについても研究開発を進め、はんだペーストによる接合が可能であることを示した。接触抵抗や密着性などには解決するべき問題点があるが、接合できないという点は回避されているので、研究開発を次の過程に進めることができると考えられる。ポンプ機能および粉体輸送機能については、現在、圧電体基板上にシステムを構築して、実験を進める様に準備している。[2]伝達信号等の検出基盤の創製として、分子センシングおよび分子イメージングを行うためのシステムならびにナノ粒子構造体の創製を行っている。システムでは、高次ナノ構造体をLab-on-a-chipの一部を抽出した仕組みを創製して、簡易ラマン分光器で超高感度・迅速分子検出ができることを示した。分子イメージングでは、作製したナノ粒子構造体を生体材料に導入して、その分子イメージングを撮影できることが分かった。
空間分解分光学的見地からのIII族窒化物不均一混晶半導体の発光機構解明

Si不純物濃度およびAl組成比の異なるAlGaN混晶薄膜をSEM-CL法で評価した。Si不純物濃度増加とAl組成比低下が表面ヒロックを増加させ、ヒロック端に局所的なSi起源のドナーアクセプタ対発光が生じた。また、理論的予測との比較から、結晶性が高い高Al組成AlGaN混晶薄膜において、局所CLの発光半値幅が増大することを明らかにした。この増大はAl空孔複合欠陥の増大と相関していることが示唆された。AlGaN量子井戸の顕微分光評価結果と内部量子効率との相関を明確にした。さらに、GaInN薄膜の温度依存CLマッピング像から、貫通転位近傍のポテンシャル構造についての考察を行い、発光モデルを構築した。Si添加されたAl組成0.6の窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)混晶薄膜の微視的な構造不均一性について、走査電子顕微鏡(SEM)/カソードルミネッセンス(CL)マッピング法を用いて評価した。Si添加量の増大とともに表面ヒロックが発展し、ヒロック端に局所的な発光が観察されることを見出した。この局所発光はバンド端発光より0.40.5eV低エネルギー側に発光ピークを有するDAP発光であることがわかった。このような局所発光はSi添加を行わない場合には、ヒロックが存在ていても観測されなかったことから、混晶の組成分離等では説明できず、Siが関与した発光であると考えられた。Si添加されたAl組成の異なるAlGaN混晶薄膜についても同様の評価を行った結果、Al組成の減少に伴い歪み緩和を起源とする表面ヒロックが発展すること、低Al組成でヒロックが発展した試料ではSiが起源と考えられるヒロック端の局所発光が観測されること、ヒロックが見られない平坦な表面の高Al組成AlGaN混晶薄膜においては、このような発光は観測されないことがわかった。以上から、この局所発光は高密度欠陥およびそれに伴う歪み場が存在するヒロック端部にSi不純物が取り込まれることによるDAP発光であると結論づけた。DAP発光エネルギーから、アクセプタのエネルギー準位を見積もり、Al組成の変化に伴うバンドの変化に沿って変化することがわかった。これは酸素とIII族空孔の複合欠陥において、アクセプタ準位がバンド内でピン留めされていることとは異なる傾向であった。以上の結果およびアクセプタエネルギーによる類推から、この局所DAPに関わるアクセプタの起源として、SiとIII族空孔の複合欠陥アクセプタや、窒素サイトに置換したSiアクセプタを考えた。Si添加量の異なるAlGaN/AlGaN多重量子井戸(MQW)の走査電子顕微鏡(SEM)/カソードルミネッセンス(CL)マッピング評価を行い、Si添加が表面構造、発光分布および内部量子効率に与える影響について考察した。Si添加量の増加に伴う表面平坦性の悪化は、今回の試料では見られなかった。これは、Si流量が比較的少ない条件であること、および障壁層のAl組成が高いことから、ヒロック形成の条件から外れたためと考えられる。室温全光CL像中に観測された暗点密度はXRCの半値幅から予想される貫通転位密度のオーダーであり、Si濃度に対して単調に増加していることがわかった。この結果を内部量子効率(IQE)と比較すると両者に相関がないことがわかった。これはSi濃度を一定としバリア層厚を変化させた場合に、暗点密度と内部量子効率の相関が見られたこととは異なる。効率に寄与する別の要因として組成/界面平坦性の揺らぎが考えられたが、発光分布の度合いの指標としてCLスペクトルの半値幅を比較したところ、Si濃度を変えても同程度であった。これらから、AlGaN-MQWにおけるSi濃度と発光効率の相関は、構造的要因よりもむしろSi添加に伴う点欠陥密度の変化の寄与が大きいと結論づけた。また、AlGaN薄膜のスポットCL測定を行うことにより、マクロスコピックな発光分布を排除した微小空間からの発光半値幅のAl組成依存性、Si添加量依存性を評価した。得られた結果について、完全ランダム混晶において理論的に予測されるアロイブロードニングとの比較を行い、高Al組成側でアロイブロードニングによる予測よりも大きな発光半値幅の広がりがあることを明らかにした。最終年度は、マクロスコピックなフォトルミネッセンス(PL)測定や顕微分光法にて、貫通転位近傍にポテンシャル障壁形成が示唆された発光波長400 nm前後のGaInN薄膜について、走査電子顕微鏡-カソードルミネッセンス(SEM-CL)像の温度依存性を評価した。特に、ポテンシャル障壁を介したキャリアの移動が温度に依存して生じる際の顕微分光像の変化について、In組成比0.020.06のGaInN混晶薄膜について系統的に評価した。CLスペクトルの発光ピークエネルギーの高エネルギー側および低エネルギー側でMCL像を取得し、それらの温度に対する変化を比較した。低エネルギー側の発光は貫通転位の位置に対応したスポット状の発光であり、高エネルギー側の発光とは相補的に観測される。温度上昇に伴い、低エネルギー側の発光領域が拡大し、その結果低エネルギー側の発光と高エネルギー側の発光が同一領域で観測された。CLマッピング測定法の検出原理(励起箇所からキャリアが拡散した先での発光も検出)を念頭に考察し、温度上昇により貫通転位周辺に形成されたポテンシャル障壁を越えてキャリアの移動が生じたことを示唆する描像の観察に成功した。

また、高In組成比のGaInN薄膜試料における相対強度の変化は、低In組成比の試料よりも高温でより顕著であったことから、高In組成比においてキャリア拡散がより生じにくいことが示唆された。このことは、マクロPL観察結果から予想された、高In組成比の試料においてポテンシャル障壁が高くなる結果と矛盾しない。Si不純物濃度およびAl組成比の異なるAlGaN混晶薄膜をSEM-CL法で評価した。Si不純物濃度増加とAl組成比低下が表面ヒロックを増加させ、ヒロック端に局所的なSi起源のドナーアクセプタ対発光が生じた。また、理論的予測との比較から、結晶性が高い高Al組成AlGaN混晶薄膜において、局所CLの発光半値幅が増大することを明らかにした。この増大はAl空孔複合欠陥の増大と相関していることが示唆された。AlGaN量子井戸の顕微分光評価結果と内部量子効率との相関を明確にした。さらに、GaInN薄膜の温度依存CLマッピング像から、貫通転位近傍のポテンシャル構造についての考察を行い、発光モデルを構築した。Si添加量の異なるAlGaN/AlGaN-MQWのCLマッピング評価により、年度計画の目標であるSi添加に伴うAlGaN-MQWの発光空間分布を明らかにした。転位密度と内部量子効率に明瞭な相関が見られないことから、内部量子効率に支配的な影響を及ぼすのが点欠陥であることを示唆する結果を得た。また、AlGaN薄膜の発光空間分布についてスポットCL測定を行うことにより、AlGaN薄膜の発光空間分布についてさらに微視的な見地からの議論を深めることができた。さらに、GaInN薄膜のCL測定の温度依存性の評価を開始し、既に一定の結果を得ている。半導体工学目下、AlGaN-MQWのスポットCL評価結果について更に考察を深め、研究成果としてまとめているところである。また、試料中のキャリア輸送に対する直接的な描像を得ることを目的に、GaInN薄膜およびGaInN量子井戸のCLマッピング測定の温度依存性について評価を進め、成果としてまとめる予定である。混晶組成比、Si添加量の異なるSi添加AlGaNのカソードルミネッセンスマッピング評価により、当初の研究目的であるAlGaNへのSi添加に伴う局所発光の起源に関する一定の結論を得た。これにより目的の一部を達成した。また、AlGaN混晶薄膜の混晶不均一揺らぎに関する評価、AlGaN/AlGaN多重量子井戸の評価を進め、結果を得つつある。温度依存性評価については、上記課題解決後に実施する予定である。なお、これら研究の安定的遂行を目的として、本年度は研究経費の前倒し申請を行い、突発的な装置障害への対応を実施できたため、順調に計画を達成することができた。平成26年度に投稿する予定であったAlGaNのCL測定結果に関する論文が、解析や推敲に時間を要したため年度内に間に合わず未使用額が生じた。AlGaN混晶薄膜の混晶不均一揺らぎに関する評価、AlGaN/AlGaN多重量子井戸の評価を進め、現在得られつつある結果とともに成果をまとめる。同時にGaInN系混晶材料についてカソードルミネッセンスマッピング法の電流依存性・温度依存性評価を開始する。像の変化が得られた場合、近接場光学顕微分光法による評価結果と比較しながら、現象の解釈を行う。現在執筆中の論文投稿料に充当する予定である。
新しい血圧脈波検査を用いた末梢動脈疾患に関する疫学研究

一般住民では足関節上腕血圧比(ABI)が低値を示す者の割合は、安静時測定では低かったが、下肢運動負荷後測定では増加した。運動後ABIが低値を示す者の割合は喫煙者では非喫煙者に比べて高かったが、この差は安静時にはみられなかった。したがって下肢運動負荷後のABI検査は喫煙者における潜在性末梢動脈疾患の検出に有効と考えられる。腹囲/身長比と中性脂肪/HDLコレステロール比の積で表されるCMI (cardiometabolic index)を新たな指数として考案した。CMIは糖尿病と強く関連した。下肢動脈疾患患者において、CMIおよび血中尿酸値は下肢虚血進行の予知マーカーとなる可能性が示唆された。本研究は4年計画で実施する末梢動脈疾患に関する疫学研究である。その初年度である今年度は、兵庫県篠山市役所および丹南健康福祉センターの協力のもとで、篠山市における特定健診への申し込みを行った40歳以上65歳未満の国民健康保険加入者に対する疫学調査事業を平成24年度から開始した。このニュースは新聞各紙の丹波篠山地方版にて紹介された。今年度は675名の市民が本調査に参加し、各個人に対して生活習慣に関する問診および動脈硬化進展度に関する諸検査を実施し、そのデータを蓄積した。また動脈硬化関連疾患およびそのリスク要因に関する検査および動脈硬化に関連する血中分子マーカーに関する検査目的の血液・尿検体を採取・保存し、一部の検査項目については既に測定済みである。さらに末梢動脈疾患患者を対象にした同様の疫学調査を山形済生病院(山形県山形市)において、また末梢動脈疾患の重要なリスク要因である糖尿病の患者を対象にした疫学調査を神戸徳州会病院(兵庫県神戸市)において、いずれも平成25年度から開始する予定であり、相手方研究協力者との打ち合わせおよび倫理委員会への申請(すでに承認済み)など、当該疫学研究の準備を行った。一方、末梢動脈疾患などの動脈硬化性疾患のリスク要因として重要な内臓型肥満の指標に関する基礎研究を行った。一般に特定健診では指標として腹囲が用いられているが、最近、腹囲-身長比がより良い指標であることが提案されている。本研究ではこの2つの指標と他のメタボリック症候群診断項目との関連性を比較したが、いずれの指標を単独で使用した場合にも偽陰性が存在する可能性があり、これら2つの指標を合わせて使用することにより内臓型肥満のより正確な評価が可能になることを提案した(Wakabayashi I. Metab Syndr Relat Disord 2013, 11 : 189-194)。本疫学調査においてもこの方法を適用することとした。本研究は4年計画で実施する末梢動脈疾患に関する疫学研究であり、その2年目である今年度には、昨年度に引き続き兵庫県篠山市役所および丹南健康福祉センターの協力のもとで、40歳以上65歳未満の篠山市民に対する疫学調査事業を継続し、平成25年度は866名が参加した。そして各個人に対して生活習慣に関する問診および動脈硬化進展度に関する諸検査を実施し、そのデータを蓄積した。また今年度から新たに、末梢動脈疾患患者を対象にした疫学調査を山形済生病院(山形県山形市)にて、リスク要因である糖尿病患者を対象にした疫学調査を神戸徳州会病院(兵庫県神戸市)において、それぞれ開始した。さらに、来年度からは末梢動脈疾患の急性期患者を対象にした疫学調査を、兵庫医科大学病院循環器内科の協力を得て行う予定であり、相手方研究協力者との打ち合わせを行った。一方、末梢動脈疾患などの動脈硬化性疾患のリスク要因として重要な血中脂質異常の指標に関する基礎研究を行った。Lipid accumulation product (LAP)は腹囲と中性脂肪値との積で求められる新しい指標で、冠動脈疾患や糖尿病のリスク予知に有用である。この指標のカットオフ値は知られていなかったため、ROC分析を行い、男性では37.2、女性では21.1が至適カットオフ値であることを報告した(Wakabayashi, J Atheroscl Thromb 2014, 21: 282-288)。本疫学研究においてもこれらの値をLAPのカットオフ値として適用することとした。また、末梢動脈疾患のリスク要因として、飲酒に関して文献調査による解析を行った。その結果、適正量の飲酒では末梢動脈疾患のリスクは低下するが、この関連性には喫煙状況やインスリン抵抗性による交絡の可能性を十分に考慮する必要があることを報告した(若林他.日本アルコール・薬物医学会雑誌2014, 49: 13-27)。本研究は4年計画で実施する末梢動脈疾患に関する疫学研究であり、その3年目である今年度には、継続して兵庫県篠山市における疫学調査を行い、平成26年度には808名が参加した。本研究におけるこれまでの調査結果では、ankle brachial systolic pressure index (ABI)の測定により診断した末梢動脈疾患(ABI: 0.9未満)の有病率は0.5%で、境界域患者(ABI: 0.9以上1.0未満)の割合は5.0%であった。そして、運動負荷前には正常であったABIが運動負荷により1.0未満を示した、いわゆる潜在性末梢動脈疾患の患者割合は9.9%であった。一方、昨年度に末梢動脈疾患の予知因子として報告したLAP (lipid accumulation product)に代わる新しい予知因子として、今年度の研究によりCMI (cardiometabolic index)を提唱した(Clin Chim Acta 2015; 438: 274-278)。

これは腹囲-身長比と中性脂肪-HDLコレステロール比との積で計算される。そこで、昨年度から山形済生病院の協力のもとで開始した臨床疫学研究において、末梢動脈疾患患者を対象にCMIとABIとの関連性を検討した。CMIはトレッドミルによる運動負荷後のABIの低下率や頸動脈の内膜中膜肥厚度と有意な関連性を示し、この関係は年齢、性、飲酒歴、喫煙歴、糖尿病の有無とは独立して認められた。一方、LAPとトレッドミルによる運動負荷後のABI低下率や頸動脈の内膜中膜肥厚度との関連性はCMIの場合に比べて弱かった(Clin Chim Acta印刷中)。そこで、今回我々が提唱した新しい動脈硬化指標であるCMIは末梢動脈疾患患者の予知因子として有用であることが期待される。今後、一般住民対象にした疫学研究および糖尿病患者を対象にした臨床研究においてCMIの有用性をさらに検証する予定である。今年度も継続して兵庫県篠山市における疫学調査を行い、平成27年度には720名が参加した。末梢動脈疾患の診断指標であるankle brachial systolicpressure index (ABI)が境界域の値または異常値(0.99以下)を示した者の割合は、非喫煙者では4.8%、過去の喫煙者では1.8%、現在の喫煙者では3.8%で、各群間に有意差は認められなかった。一方、足運動負荷後ABIが境界域または異常域の者の割合は、非喫煙者では3.2%、過去の喫煙者では11.5%、現在の喫煙者では17.0%で、現在の喫煙者では非喫煙者に比べ有意に高かった。このように喫煙者の中での潜在的末梢動脈疾患患者が、足運動負荷後ABIの測定により検出される可能性が示唆された。末梢動脈疾患患者を対象にした分析の結果、血中尿酸値が安静時ABIおよび足運動負荷後ABIと有意な相関を示した。従って高尿酸血症は末梢動脈疾患患者の下肢虚血の増悪因子である可能性が示唆された。さらに、糖尿病患者を対象に安静時および足運動負荷後ABIを評価したが、これらの指標は動脈硬化度の指標であるcardio-ankle vascular index (CAVI)と有意な相関を示さず、年齢との相関もCAVIに比べ弱かった。したがって、ABIは糖尿病患者では下肢虚血を正確に反映せず、その原因として、糖尿病患者に合併する下肢動脈の石灰化が考えられた。一方、昨年度の研究で末梢動脈疾患の新たな予知因子として提唱したCMI (cardiometabolic index)について、生活習慣との関連性を検討した。喫煙量の増加とともにCMIは高値を示したが、飲酒量とCMIとの間にはU字型の関係が認められた。これらの結果は喫煙や飲酒と下肢末梢動脈疾患のリスクとの関係に関するこれまでの疫学研究の結果と一致する。一般住民では足関節上腕血圧比(ABI)が低値を示す者の割合は、安静時測定では低かったが、下肢運動負荷後測定では増加した。運動後ABIが低値を示す者の割合は喫煙者では非喫煙者に比べて高かったが、この差は安静時にはみられなかった。したがって下肢運動負荷後のABI検査は喫煙者における潜在性末梢動脈疾患の検出に有効と考えられる。
高度連結巨大ネットワーク世界で生じる学際的トピックへのアルゴリズム論的アプローチ

高度連結巨大ネットワーク世界で起こる現実問題および潜在的問題に対する学際的研究トピックに注目して、情報学・経済学・社会学の総合的な観点からアルゴリズム論的研究を行った。具体的には、ネットワークにおける重要な問題であるシュタイナー森問題に対するアルゴリズムの提案と計算機実験による品質検証を遂行した。さらに、組合せオークションにおける最適解と高品質なナッシュ均衡解の存在に関して研究を遂行してその成果を情報処理学会英文論文誌および電子情報通信学会英文論文誌に発表した。また、デマンドバス運行を抽象化した後悔最小化ダイアルライド問題に対する研究を行い、その成果を機械学会英文論文誌に発表した。高度連結巨大ネットワーク世界で起こる学際的研究トピックに対して情報学・経済学・社会学の総合的な観点からアルゴリズム論的研究を行うことが本研究の目的であるので、連携研究者と討論しながら研究を以下のとおり実行した。1.高度連結巨大ネットワーク世界で生じる学際的トピックに対して、情報学・経済学・社会学の観点から系統的に資料収集・研究調査を行った。具体的には、この分野の研究を主目的とする国際会議、情報学の世界的権威の国際会議および国内の学会会議に基づいて資料収集を行うと同時に、これらの会議の発表者とその場で情報交換・研究討論して研究調査を行った。さらに、この分野で最も著名な研究者であるCornell大学のD. WilliamsonおよびD. Shmoysと緊密なアイデア交換と専門的知識の提供・討論に基づいて資料収集・研究調査を行った。2.高度連結巨大ネットワーク世界で生じる学際的トピックに対して、資料収集・研究調査で得られた知見と申請者のアルゴリズム研究を通して獲得している知見を合わせて、情報学・経済学・社会学の観点から有用となる理論的研究成果を提案した。とくに、インターネットオークションのモデル化であるアイテム入札に基づく組合せオークションにおいて、各参加者の評価関数が劣加法性を満たすときのナッシュ均衡の存在に対する未解決問題に対して、限界と可能性を明らかにした。3.提案した理論的成果を大規模実物データを用いて計算機実験を行い、その有効性を検証した。なお、これらのアルゴリズムの提案および検証の計算機実験は、連携研究者の京都大学浅野泰仁特定准教授と綿密に研究打合せをして実行した。4.研究成果を学会口頭発表論文および翻訳書として発表した。また、国内外の研究者から評価・批判をもらい、情報学・社会学・経済学の総合的な観点から再度検討した。その検討に基づいてさらに研究を進めている。「研究実績の概要」で述べたように、本研究の目的は、高度連結巨大ネットワーク世界で起こる現実問題および潜在的問題に対する学際的研究トピックに注目して、情報学・経済学・社会学の総合的な観点からアルゴリズム論的研究を行い、高度連結巨大ネットワークシステムの科学的理解・体系化に貢献することである。その目的を達成するために平成27年度研究計画に基づいて、インターネットオークション(組合せオークション)における最適解と高品質なナッシュ均衡解の存在に関して研究を遂行するとともに、世界的権威の国際会議および国内の学会会議に出席してその場での情報交換・研究討論を通して最新の研究動向の調査と研究成果に対する情報・アイデア交換を精力的に実行した。また、この分野で最先端の研究を行っているCornell大学のDavid Williamson教授およびDavid Shmoys教授と情報交換・討論した内容の最先端の研究成果の調査報告を日本語として出版した。さらに、ネットワークにおける重要な問題であるシュタイナー森問題に対するアルゴリズムの提案と計算機実験による品質検証も遂行した。これらの成果についても学会等で発表した。さらに、より詳細な内容を含む研究論文も進行中である。4.研究成果を学会口頭発表論文、研究会論文、および国際会議論文(採択済みで発表予定)として発表した。また、国内外の研究者から評価・批判をもらい、情報学・社会学・経済学の総合的な観点から再検討した。

その目的を達成するために平成28年度研究計画に基づいて、インターネットオークション(組合せオークション)における最適解と高品質なナッシュ均衡解の存在に関して研究を遂行するとともに、世界的権威の国際会議および国内の学会会議に出席してその場での情報交換・研究討論を通して最新の研究動向の調査と研究成果に対する情報・アイデア交換を精力的に実行した。また、ネットワークにおける重要な問題であるシュタイナー森問題に対するアルゴリズムの提案と計算機実験による品質検証も遂行した。これらの成果についても学会等で発表した。さらに、より詳細な内容を含む研究論文も進行中である。高度連結巨大ネットワーク世界で起こる学際的研究トピックに対して情報学・経済学・社会学の総合的な観点からアルゴリズム論的研究を行うことが本研究の目的であるので、連携研究者と討論しながら研究を以下のとおり実行した。1.高度連結巨大ネットワーク世界で生じる学際的トピックに対して、情報学・経済学・社会学の観点から系統的に資料収集・研究調査を行った。具体的には、この分野の研究を主目的とする国際会議、情報学の世界的権威の国際会議および国内の学会会議に基づいて資料収集を行うと同時に、これらの会議の発表者とその場で情報交換・研究討論して研究調査を行った。2.高度連結巨大ネットワーク世界で生じる学際的トピックに対して、資料収集・研究調査で得られた知見と申請者のアルゴリズム研究を通して獲得している知見を合わせて、情報学・経済学・社会学の観点から有用となる理論的研究成果を提案した。とくに、インターネットオークションのモデル化であるアイテム入札に基づく組合せオークションにおいて、各参加者の評価関数が劣加法性を満たすときのナッシュ均衡の存在に対する未解決問題に対して、限界と可能性を明らかにした。3.提案した理論的成果を大規模実物データを用いて計算機実験を行い、その有効性を検証した。なお、これらのアルゴリズムの提案および検証の計算機実験は、連携研究者の京都大学浅野泰仁特定准教授と綿密に研究打合せをして実行した。4.研究成果を学会口頭発表論文、研究会論文、および国際会議論文として発表した。また、国内外の研究者から評価・批判をもらい、情報学・社会学・経済学の総合的な観点から再度検討した。その検討に基づいてさらに研究を進めて得られた成果を学会誌に投稿して、採録決定されている。さらに学術書等でも発表する予定であり、この分野の研究の発展につながることを期待している。高度連結巨大ネットワーク世界で起こる現実問題および潜在的問題に対する学際的研究トピックに注目して、情報学・経済学・社会学の総合的な観点からアルゴリズム論的研究を行った。具体的には、ネットワークにおける重要な問題であるシュタイナー森問題に対するアルゴリズムの提案と計算機実験による品質検証を遂行した。
東シナ海における浮游性繊毛虫の生物多様性と個体群動態

外国人特別研究員であるHu Xiaozhong博士は、東シナ海沿岸域に出現する浮遊繊毛虫の生物相を明らかにするために、長崎大学の臨海実験所が位置する長崎県長崎市の三重港および長崎県時津町の時津港において、週に一度の頻度で、表層水および海底水の採集を行った。このような調査で得られた試水から、浮遊繊毛虫をまず最初に分取し、次に、ブアン固定液で固定し、銀染色を施し、永久プレパラートを作成した後、生物顕微鏡下で詳細に観察することにより、出現繊毛虫の各個体の分類・同定を行った。現在もその定常調査を継続しており、この海域における繊毛虫各個体群の季節的消長を明らかにしつつあると同時に、繊毛虫に多様性を焦点としたモノグラフ(海洋繊毛虫の分類体系は、有鐘繊毛虫という特徴的な殻を持つグループを除き、ほぼ手付かずである)を作成しつつある。なお、この研究を通して、繊毛虫下毛類分類群に所属する新種Holosticha nagasakiensisを記載公表することか出来た。外国人特別研究員であるHu Xiaozhong博士が2002年9月に来日した後、研究進展のための具体的な打ち合わせを行い、すぐに、研究に必要な器材を購入した。同時に、東シナ海沿岸域に出現する浮流繊毛虫の生物相を明らかにするために、長崎大学の臨海実験所が位置する長崎県三重港において、週に一度の頻度で、表層水および海底水の採集を行った。このような調査で得られた試水から、浮游繊毛虫をまず最初に分取し、次に、ブアン固定液で固定し、銀染色を施し、永久プレパラートを作成した後、生物顕微鏡下で詳細に観察することにより、出現繊毛虫の各個体の分類・同定を行った。
血清中の可溶性Fc_εレセプタ-IIの存在様式及び機能の解析

ILー4の活性が高まっていると考えられる即時型アレルギ-疾患においては、Bリンパ球やマクロファ-ジにおけるFc_εレセプタ-II(Fc_εR II)の発現増加が認められる。またFc_εR IIのC端側は可溶化し血清中に存在することが知られている(sFc_εR II)。種々のアレルギ-患者について血清中のsFc_εR IIを正常人と比較したところ,正常人においてはsFc_εR II平均0.08u/ml(1U=4ng/ml)で80%は0.1u/ml以下であるのに対し,患者では平均0.88u/mlと有意に高値を示した(P〈0.05)。次にアレルギ-患者の臨床経過と血清中のsFc_εR II値の変動について検討を進めた。まず脱感作治療群においては、脱感作治療開始後3ヶ月目に有意な血清中のsFc_εR IIの低下を認めた(P〈0.05)。次に環境中の吸入抗原量の変動との関連について検討した。ダニアレルギ-患者については,生活環境の改善により、臨床症状と共に,血清中のsFc_εR IIの低下が認められた。またスギ花粉症患者においては,花粉シ-ズンに入るとsFc_εR IIの増加を認めシ-ズン後再び低下した。薬物治療を受けている患者においても臨床症状と並行した血清中のsFc_εRIIの変動を認めた。sFc_εRIIには膜型Fc_εR IIからの切断部位の差異から,3337KDa及び25KDaの分子量のものが存在することが明らかになってきている。ILー4によるIgE抗体産性におけるこれらsFc_εR IIの機能を,B細胞株培養上清より得た精製物を用いて検討した結果,3337KDa分子はIgE産生を特異的に増強することが明らかとなった。現在3337KDa分子の機能をリコンビナント分子を作製して解析を進める準備を行っている。以上,sFc_εR IIの一部はILー4によるIgE抗体産生を増強する活性を有する可能性が明らかになったと共に,血清中のsFc_εR II値はアレルギ-疾患の活動性の指標となる可能性を示した。
TeVガンマ線高角度/高エネルギー分解能観測による銀河宇宙線起源の解明

オーストラリア・ウーメラに日豪共同で建設した10mチェレンコフ望遠鏡アレイを用いて超高エネルギーガンマ線の観測を行い、Velaパルサー星雲・超新星残骸RX J0852.0-04622・活動銀河核PKS 2155-304・パルサー星雲MSH15-52・HESS未同定天体J1804-216からのTeV領域ガンマ線の信号を検出し、これらの天体における高エネルギー粒子の加速現象に関する知見を得た。また、電波銀河Cen A・球状星団ωCen・超新星残骸SN1987Aおよびその近傍の天体・Kepler超新星残骸・銀河円盤の観測からはガンマ線フラックスの上限値を得た。これらは粒子加速の機構に制限を与えるものとなっている。こうして、銀河系及び系外天体における宇宙線の加速と起源を論じ、解明していくための多くのデータを得ることができた。超新星残骸は、超新星爆発に伴う衝撃波中で粒子加速が起こると考えられることから、銀河宇宙線を高エネルギーまで加速する天体の最有力候補として指摘されてきた。しかし、観測的な証拠は超新星残骸SN1006についての日本のX線衛星「あすか」によるシンクロトロンX線放射の観測による間接的な証拠が初めてといえるものであり、それに続く我々CANGAROOグループによる超新星残骸RXJ1713.7-3946など、最近のいくつかの天体からのTeV(=10^<12>eV)ガンマ線の検出によって、より直接的な証拠が初めて得られ始めたといえる段階にあり、その例数は統計的な議論に基づいて銀河系全体における宇宙線の加速と起源を論じるには程遠い状態である。本研究では、銀河系内天体に有利な南半球オーストラリアに日豪共同で建設されたガンマ線望遠鏡システムを用い、銀河系内の超新星残骸の系統的観測という「ボトムアップ」的な側面から、宇宙線起源とその加速機構の解明を目指す。本年度は、オーストラリア・ウーメラの10mチェレンコフ望遠鏡4台のアレイ(CANGAROO-III)を用いて、主に銀河系天体からの超高エネルギーガンマ線の観測を行い、そのデータを解析した。観測は各月月明のない晴夜にのみ可能なので、研究者を毎月派遣して、十数個の天体について観測データを蓄積した。特に、南半球のナミビアでドイツなどが建設した同種の装置(H.E.S.S.)との結果の食い違いについて留意しながら、慎重にデータを解析し、結果の検討を行った。各天体に対する結果については、2005年8月にインド・プネで行われた宇宙線国際会議における8件の講演を始めとして、各種研究会・国内学会・国際学会で報告しているが、特にほ座パルサー及び超新星残骸についての結果をまとめ、学術雑誌で報告した。他の天体についても論文を準備中である。しかし、観測的な証拠は上がり始めたばかりであり、その例数は統計的な議論に基づいて銀河系全体における宇宙線の加速と起源を論じるには程遠い状態である。各天体に対する結果については、2006年6月のイタリア・エルバ島、12月の京都、12月のオーストラリア・アデレード、2007年3月の渋谷でそれぞれ行われた国際会議など、各種研究会や国内学会で報告しているが、特に超新星残骸RX J0852.0-4622についての結果をまとめ、学術雑誌で報告した。この天体はCANGAROO-II望遠鏡により我々が超高エネルギーガンマ線の検出に初めて成功していた超新星残骸であるが、ステレオ観測によりガンマ線画像と高精度のエネルギースペクトルを得ることができた。また、爆発的星形成銀河NGC 253をステレオ観測したが、ガンマ線信号は得られなかった。以前報告していたCANGAROO-II望遠鏡での信号解析について問題点を見出し、この結果をErratumとして学術雑誌に報告した。

他の天体についても解析が進んでおり、論文を準備中である。本研究では,銀河系内天体に有利な南半球オーストラリアに目豪共同で建設された解像型チェレンコフ望遠鏡システムを用いてTeV領域の天体ガンマ線を探索し,銀河系内の超新星残骸の系統的観測という「ボトムアップ」的な側面から,宇宙線起源とその加速機構の解明を目指している。本年度は,オーストリア,ウーメラの10m望遠鏡4台のアレイ(CANGAR00-III)を用いて,主に銀河系天体の観測を行い,そのデータを解析し超高エネルギーガンマ線の信号を探索した。観測は各月月明のない晴夜にのみ可能なので,研究者を毎月派遣して,十数個の天体について観測データを蓄積した。特に,南半球のナミビアでドイツなどが建設した同種の装置(H.E.S.S.)との結果との比較検討を行いながら,慎重にデータを解析し,結果の検討を行った。各天体に対する結果については,2007年7月の宇宙線国際会議(メキシコ)など,国際会議,各種研究会や国内学会で報告している。活動銀河核PKS 2155-304のフレアについては時間変動するガンマ線ブラックスを観測した結果をまとめ,学術雑誌で報告した。超新星残骸MSH15-52の観測では広がったガンマ線信号を観測し,論文は学術雑誌で印刷中である。また,電波銀河Cen Aと球状星団Cenω,超新星1987Aおよびその周辺天体をそれぞれ観測し,ガンマ線信号の上限値を得て,その意義を論じた論文を学術雑誌で報告した。他の天体についても解析が進んでおり,論文を投稿中および準備中である。本研究では、銀河系内天体に有利な半球オーストラリアに本研究では、銀河系内天体に有利な南半球オーストラリアに日豪共同で建設された解像型チェレンコフ望遠鏡システムを用いてTeV領域の天体ガンマ線を探索し、銀河系内の超新星残骸の系統的観測という「ボトムアップ」的な側面から、宇宙線起振とその加速機構の解明を目指している。本年度は、オーストラリア・クーメラの10m望遠鏡4台のアレイ(CANGAROO-III)を用いて、Fermiガンマ線天文台衛星との多波長観測を行うため、主に銀河系外天体の観測を行い、そのデータを解析し超高エネルギーガンマ線の信号を探索した観測は各月月明のない晴夜にのみ可能なので、研究者を毎月派遣して、数個の天体について観測データを蓄積した。特に、南半球のナミビアでドイツなどが建設した同種の装置(H.E.S.S.)との結果との比較検討を行いながら、慎重にデータを解析し、結果の検討を行った。各天体に対する結果については、2008年7月の高エネルギーガンマ線天文学国際シンポジウム(ドイツ)など、国際会議・各種研究会や国内学会で報告している。H.E.S.S.の未同定天体J1804-216についてはH.E.S.S.と同様のガンマ線フラックスを観測し、結果をまとめて学術雑誌で報告したまた、ケプラーの超新星残骸の観測と、銀河円盤の横断的観測を行い、それぞれガンマ線信号の上限値を得て、その意義を論じた論文を学術雑誌で報告した。銀河団Abell 3667とAbell 4038についても上限値を得て、論文を投稿中である。これらの上限値は天体の高エネルギー活動度についての制限を与える結果となっている。
紫外発光ダイオードと先進材料の光相互作用による非線形加速機構と超小型衛星への応用

本研究では,紫外発光ダイオード(uv-LED)が発するuv光と低結合エネルギーの有機ポリマーや低仕事関数の無機材料との非線形的な光相互作用により,プラズマ(中性原子・分子を含む)を発生(プラズマ源)および加速(推進機)する物理機構を理論的および実験的に解明し,最適なプラズマ発生条件について検討し,さらに工学的応用を追求することを目的とする.初年度(2018年度)は主として実験装置の構築に予算のほとんど及び時間の大半を費やした.また,構築した装置による作動実験,さらには理論解析手法の構築に取り組んだ.これらの課題は相補的関係にあり,物理機構検証上何れも不可欠である.なお本研究で目指す最適条件(uv波長・材料の組合せ)は,a)電子密度の最大値を得る条件,b)電子温度の最大値を得る条件,c)材料表面の質量消費率の最大値を得る条件,d)プラズマ速度の最大値を得る条件,など目的により異なる.具体的には,以下の課題に取り組んだ.課題1.推進性能の評価(推進剤消費率・推力測定):推進性能評価に向け以下の5点について検討した.1)推力評価用真空チャンバおよび排気系の導入,2)スラストスタンド構築,3)校正用アクチュエータ構築,4)推進剤消費率測定装置構築,5)推力測定実験の実施課題2.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の実験的検討1-分子流生成特性評価:uv-LED照射後のターゲット表面のEPMA観察を行った.課題3.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の理論的解明:第一原理分子動力学シミュレーション:第一原理シミュレーションの市販の汎用コードの検討を行った.紫外発光ダイオード(uv-LED)が発するuv光と低結合エネルギーの有機ポリマーや低仕事関数の無機材料との非線形的な光相互作用により,プラズマ(中性原子・分子を含む)を発生(プラズマ源)および加速(推進機)する物理機構を理論的および実験的に解明し,最適なプラズマ発生条件について検討し,さらに工学的応用を追求することを目的に掲げて研究を遂行している.初年度(2018年度)は主として実験装置の構築に予算のほとんど及び時間の大半を費やした.また,構築した装置による作動実験,さらには理論解析手法の構築に取り組んだ.これらの課題は相補的関係にあり,物理機構検証上何れも不可欠である.なお本研究で目指す最適条件(uv波長・材料の組合せ)は,a)電子密度の最大値を得る条件,b)電子温度の最大値を得る条件,c)材料表面の質量消費率の最大値を得る条件,d)プラズマ速度の最大値を得る条件,など目的により異なる.具体的には,以下の課題に取り組んだ.課題1.推進性能の評価(推進剤消費率・推力測定):推進性能評価に向け以下の5点について検討した.1)推力評価用真空チャンバおよび排気系の導入,2)スラストスタンド構築,3)校正用アクチュエータ構築,4)推進剤消費率測定装置構築,5)推力測定実験の実施課題2.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の実験的検討1-分子流生成特性評価:uv-LED照射後のターゲット表面のEPMA観察を行った.課題3.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の理論的解明:第一原理分子動力学シミュレーション:第一原理シミュレーションの市販の汎用コードの検討を行った.本研究の目的は,紫外発光ダイオード(uv-LED)が発するuv光と低結合エネルギーの有機ポリマーや低仕事関数の無機材料との非線形的な光相互作用により,プラズマ(中性原子・分子を含む)を発生(プラズマ源)および加速(推進機)する物理機構を理論的および実験的に解明し,最適なプラズマ発生条件について検討し,さらに工学的応用を追求することである.本研究で提案する方式は,電源の小型・軽量化が極めて容易で,さらにuv光輝度の制御で推進性能を高精度で制御できる特徴がある.この方法を超小型衛星に搭載し,我が国独自の技術としていち早く工学的価値を実証することは極めて重要で,これが本研究の最終的な目標である.次年度(2019年度)以降は,上記課題13を継続的に実施し,さらにはこれらに加えて,以下を実施する.課題4.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の実験的検討1ープラズマ生成特性評価:1)発生物質(原子・分子・イオン)同定,密度・温度計測,エネルギー分布計測,2)分析装置:TOF-MS(堀澤),レーザー分光.課題5.CubeSat用推進システムの構築:1U-CubeSatに収まるシステム構築を目指す.目標サイズはPPU込みで厚さ1cm×10cm平方でスラスタ最大8機の搭載を目標とする(最大消費電力2W,質量100g).本研究では,紫外発光ダイオード(uv-LED)が発するuv光と低結合エネルギーの有機ポリマーや低仕事関数の無機材料との非線形的な光相互作用により,プラズマ(中性原子・分子を含む)を発生(プラズマ源)および加速(推進機)する物理機構を理論的および実験的に解明し,最適なプラズマ発生条件について検討し,さらに工学的応用を追求することを目的とする.初年度(2018年度)は主として実験装置の構築に予算のほとんど及び時間の大半を費やした.また,構築した装置による作動実験,さらには理論解析手法の構築に取り組んだ.