hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
錯体配位子場を利用する多成分一段階カップリングによる分子骨格の短工程構築

複数の不飽和結合基質間に,高い選択性で複数の結合形成を進行させ,高付加価値の環状骨格を構築する錯体触媒反応の開発を目的とし,平成9年度より11年度まで研究を実施し下記の研究成果を得た.(1)1,6-ジインから生成するルテニウム・メタラシクロペンタジエン中間体を経由した,ヘテロ原子を含む環状および鎖状アルケンとの選択的交差カップリング,アルキン類とのメタ位置選択的交差カップリング,ならびに環状アルケン類との前例の無い2種類の新規ドミノ付加環化を達成した.(2)ロジウムカルボニル触媒を用いるアルキン類のシリルホルミル化機構を解明するとともに,2分子のアルキンの関与する新規5員環形成を発見し,ヒドロシラン,一酸化炭素,アミン類の4成分1段階カップリングを達成した.(3)ロジウム触媒を用い,エニン類,ヒドロシラン,一酸化炭素からシクロペンチルアセトアルデヒド骨格合成を実現した.(4)ロジウム錯体触媒によるジインのヒドロシリル化とそれを活用したフラーレンの新規化学修飾法を創出した(5)ロジウム錯体触媒存在下にプロパルジルアルコール類またはアルキニルアミンを環化カルボニル化させ複素環骨格の短工程構築を可能とした.(6)イリジウム錯体を用いるシリルエノールエーテルのマイケル付加,交差アルドール反応ニ成功した.(7)パラジウム(0)錯体に用いる電子欠損性1,6-ジインとアルキンの交差カップリングおよびトリインの分子内環化三量化に成功した.(8)常磁性チタン錯体により誘起されるラジカル環化を活用したケトーニトリル・カップリング環化を実現し,ジアール類のトランス選択的ピナコール型環化カップリングを触媒条件下に進行させた.(9)チタンおよびジルコニウム・メタラサイクルから出発する多様な新規シクロオクタテトラエン誘導体合成を創案した.複数の不飽和結合基質間に,高い選択性で複数の結合形成を進行させ,高付加価値の環状骨格を構築する錯体触媒反応の開発を目的とし,平成9年度より11年度まで研究を実施し下記の研究成果を得た.(1)1,6-ジインから生成するルテニウム・メタラシクロペンタジエン中間体を経由した,ヘテロ原子を含む環状および鎖状アルケンとの選択的交差カップリング,アルキン類とのメタ位置選択的交差カップリング,ならびに環状アルケン類との前例の無い2種類の新規ドミノ付加環化を達成した.(2)ロジウムカルボニル触媒を用いるアルキン類のシリルホルミル化機構を解明するとともに,2分子のアルキンの関与する新規5員環形成を発見し,ヒドロシラン,一酸化炭素,アミン類の4成分1段階カップリングを達成した.(3)ロジウム触媒を用い,エニン類,ヒドロシラン,一酸化炭素からシクロペンチルアセトアルデヒド骨格合成を実現した.(4)ロジウム錯体触媒によるジインのヒドロシリル化とそれを活用したフラーレンの新規化学修飾法を創出した(5)ロジウム錯体触媒存在下にプロパルジルアルコール類またはアルキニルアミンを環化カルボニル化させ複素環骨格の短工程構築を可能とした.(6)イリジウム錯体を用いるシリルエノールエーテルのマイケル付加,交差アルドール反応ニ成功した.(7)パラジウム(0)錯体に用いる電子欠損性1,6-ジインとアルキンの交差カップリングおよびトリインの分子内環化三量化に成功した.(8)常磁性チタン錯体により誘起されるラジカル環化を活用したケトーニトリル・カップリング環化を実現し,ジアール類のトランス選択的ピナコール型環化カップリングを触媒条件下に進行させた.(9)チタンおよびジルコニウム・メタラサイクルから出発する多様な新規シクロオクタテトラエン誘導体合成を創案した.ヒドロシラン/一酸化炭素を反応剤とし、アルキン類を基質とするロジウム触媒下のシリルホルミル化反応を本研究チームの基本反応として反応設計の基礎として反応機構に焦点をあて詳細な検討を行った。その結果、ロジウム四核クラスターとヒドロシランから生じる単核シリルロジウム種が触媒作用の中心的役割を演じていることを明らかにした。この知見をもとに、アルキンとシリルロジウムから生じる(Z)-2-シリルビニルロジウム活性種:を高機能化するよう基質を分子設計し、分子内に複数のアルキン部位を直接に配置した1,6-ヘプタジイン誘導体を基質とすることにより、2つのアルキンの連続挿入による環化カルボニル化反応を進行させることに成功し、ビシクロ[3.3.0]オクテノン骨格の一段階構築法を確立した。また(Z)-2-シリルビニルロジウム活性種のカルボニル化により生じるアシルロジウム中間体を、分子内に予め求核中心を導入しておき、捕捉することにより環化カルバモイル化させることを創出した。ω-アルキニルアミンをロジウムクラスター触媒と塩基の存在下、ヒドロシラン/一酸化炭素と反応させたところ、選択的に48員環構造のα-(シリルメチレン)ラクタム誘導体を構築することに成功した。1,6-ヘプタジイン類を過剰のノルボルネンとともに、インデニル・ルテニウム触媒の存在下に反応させることにより、全く新しいタンデム形式の[2+2+2]/[4+2]付加環化を進行させることに成功した。遷移金属誘起ラジカル環化の斬新な炭素骨格構築法として、ジシクロペンタジエニルチタン(III)錯体を反応剤とするシアノケトン類のケトン-ニトリル・カップリングを基本とする2-ヒドロキシシクロアルカン構築法を開発した。

不飽和炭素環を面性支持配位子とするルテニウム(II)錯体を触媒とする1,6-ヘプタジイン類の窒素または酸素官能基をアリル位に有するアルケン類に対する新規[2+2+2]付加環化を開発した.この変換によって得られる生成物は,1,3-シクロヘキサジエン骨格を有しているため,Diels-Alder反応のジエン成分として合成化学的に有意義である.さらに,この変換の反応場を分子設計し,インデニル基を面性支持配位子として導入することによってドミノ化させることに成功し,高次化された1,6-ヘプタジイン類と2分子のノルボルネンおよびその類縁体,またはN-フェニルマレイミドとの立体選択的な4成分一段カップリング,すなわち[2+2+2]/[4+2]形式の斬新な付加環化反応を開発した.この変換は剛直な分子骨格構築の新たな手法となりうる.4核ロジウムカルボニルクラスターを触媒に用いる,アミノアルキン類のヒドロシランと一酸化炭素を反応剤とした,三成分一段カップリングによる48員環のα-シリルメチレンラクタム骨格構築法を開発した.アミン部位にピロリドン誘導体またはピペリジン誘導体を導入することによって橋頭位に窒素原子をもつアルカロイドの基本骨格とみなしうる複素ビシクロ環構築にも成功した.さらにこの変換を,アルキニルアルコール誘導体からのα-シリルメチレンラクトン合成および分子間のアルキン/ヒドロシラン/一酸化炭素/ビロリジンの4成分一段連結法へ拡張した.ロジウム(I)ホスフィン錯体とヒドロシランから調製したロジウム(III)錯体が,1,6-ヘプタジイン類の環化ヒドロシリル化の触媒として有効であり,選択的にDiels-Alder反応のジエン成分として合成化学的に有用な1,2-ビス(エキソメチレン)シクロペンタン誘導体を生成することを明らかにした.不飽和結合をもつ複数の基質相互間に,複数の結合形成を高い選択性をもって進行させ,合成化学的に付加価値の高い環状分子骨格を一段の反応操作で構築できる斬新な錯体触媒反応の開発を目的として,平成9年度より研究を実施してきた.平成11年度は,その最終年度であり,下記の研究成果を挙げるとともに,3年間にわたる研究成果全般にわたり取りまとめを行った.(1)1,6-ジインから生成するルテニウム・メタラシクロペンタジエン中間体を経由した,アルキン類とのメタ位選択的交差カップリング,ならびに環状アルケン類との前例の全く無い2種類の新規ドミノ付加環化を創出した.(2)ロジウムカルボニルクラスター触媒を用いるヒドロシラン,一酸化炭素,アミン類の4成分1段階カップリングを達成した.(3)エニン類,ヒドロシラン,一酸化炭素の3成分からロジウム触媒を用いシクロペンチルアセトアルデヒド骨格合成を実現した.(4)プロパルジルアルコール類またはアルキニルアミンの環化カルボニル化により,複素環骨格の短工程構築をロジウム錯体触媒存在下に可能とした.(5)シリルイリジウムカチオン錯体を用い,シリルエノーエーテルのアリル位アルキル化,Michael付加,交差アルドール反応を触媒的に中性条件下に進行させることに成功した.(6)パラジウム(0)錯体をもちいる,電子欠損性置換基をもつ1,6-ジインの交差カップリングとトリインの分子内環化三量化に成功し,触媒活性をもつPb(0)トリイン錯体の単離と構造決定に成功した.(7)常磁性遷移金属錯体により誘起されるラジカル環化の方法論を活用し,ケトーニトリル・カップリングに成功し,ジアール類のtrans選択的ピナコール型環化カップリングを触媒条件下に実現した.
協同学習における遂行水準の異なる参加者間の相互作用の促進

認知能力の多様性を考慮した場合、必要な情報に選択的に注意を向けたり情報の要点や全体像を捉えることを苦手とする学生は、学習過程におけるコミュニケーションが円滑にできないことや、集団の所産に対する貢献(パフォーマンス)が低いこと等を背景として、集団をベースとする学習への参加が制約されることがある。本研究の目的は、特にパフォーマンスの低いメンバーが混在するグループにおける共同学習が効果的なものとなるための介入変数を明らかにするために、1能力や個人差と協力の重要性に関する教示、2分業型の課題設定、3パフォーマンスに影響する個人要因に関する情報の事前開示が、学生間の評価に与える効果を検証することである。3名の大学生を対象に、本実験と同様の設定による予備実験を実施したところ、1自発的な協力が発生しないような物理的な環境設定の必要性、2参加学生の作業の所産の質を評価する指標の精緻化、3各参加学生の協同的な学習に対する態度の事前評価の必要性が示唆された。3について先行研究の分析を行ったところ、共同作業に関する認識は「協同効用」「個人志向」「互恵懸念」の3つの因子で構成されており、共同作業認識を測る尺度の得点傾向によって、学生の態度は複数のタイプに分類可能であることが明らかとなった。このことから、本実験の参加者を募集する際には、事前に共同作業認識を評価した上で、実験グループの編成を操作する必要があることが示唆された。年度途中の研究代表者の移籍に伴い、当初予定していた研究協力者の募集及び研究スケジュールの変更を余儀なくされた。移籍後、新たな環境にて研究を実施する場所の確保、研究協力者への謝礼購入に係る事務的な手続き、研究協力者募集の方法等の検討を行い、改めて研究を実施する体制を整備している。研究実施に必要な諸条件を整備して参加者の募集を速やかに行う。参加者のグルーピングに必要な事前評価の手法が固まったことにより、参加者の募集開始後は遅滞なく研究を進めることができると考えられる。上記の研究実施の遅れに伴い、翌年度への繰越が発生した。当初の研究実施に必要な備品等のうち未購入のものの整備、研究成果の執筆/校閲等に使用する予定である。
レーザー光による第三象牙質の誘導と暫間的間接覆髄法への応用

本研究は暫間的間接覆髄法(IPC法)を想定して窩洞にレーザーを照射した場合の歯髄反応と硬組織形成能を評価した。89週齢の雄性SD系ラットに全身麻酔を施し、上顎第一臼歯近心面に直径1.0mm、深さ0.5mmの窩洞を形成した。窩洞の最深部に炭酸ガスレーザー(Opelaser PRO、ヨシダ、波長10,600nm)あるいは半導体レーザー(Opelaser Filio、ヨシダ、波長808nm)を0.5W・1秒間(0.5J、弱)、1.0W・1秒間(1.0J、強)でそれぞれ照射した。その後、コンポジットレジン修復(ユニバーサルボンド、マジェスティESフロー、クラレノリタケデンタル)を施し、観察期間満了(1日、28日)まで経過観察を行った。対照群は、水酸化カルシウム製剤(ダイカル、デンツプライ三金)とMTA(プロルートMTA、デンプライシロナ)を用いて覆髄後、接着性レジンで修復したもの(対照群1と2)、接着性レジンのみで修復したもの(対照群3)とした(n=6)。観察期間後、全身麻酔下で4%パラホルムアルデヒド(PFA)溶液による経心的灌流固定を行い、上顎骨ごと摘出して4%PFA溶液に1日間浸漬した。試料は10%EDTA容液で脱灰後、通法にてパラフィン薄切連続切片を作製して、H-E染色とグラム染色を行い光学顕微鏡にて評価した。術後1日では、窩洞と象牙細管で連続する象牙芽細胞の一部配列不正・消失を認めたが、全群で重篤な炎症性変化は観察されなかった。術後28日では、すべての試料に窩洞形成に伴う刺激象牙質が髄壁に確認され、特に炭酸ガスレーザー群(強)で最も形成量が多かった。一方、半導体レーザー群は対象群3とほぼ同様の所見で、第三象牙質の形成促進効果は認めなかった。炭酸ガスレーザーは適度な刺激を与えることで第三象牙質の形成を促進し、IPC法に応用できる可能性が示唆された。平成29年度に実施予定の実験2を平成27年度に実施した。平成27年度実施予定であった実験1(ラットを使った動物実験)は生物実験施設の増改築工事のため、平成29年度以降に実施する予定である。本研究の目的は、レーザーの波長と照射エネルギー量の違いが、象牙質の組織学的変化に及ぼす影響を明らかにすることである。ヒト抜去永久歯(齲蝕のない大臼歯)の歯冠からアイソメットを用いて3×3mmの象牙質立方体を作製した。レーザー装置は、炭酸ガスレーザー、半導体レーザー、Nd:YAGレーザーおよびEr:YAGレーザーの4種類を使用した。レーザーの照射条件は、レーザーの種類に関わらず、総エネルギー量を1.0J(0.5W、20Hz、パルスモード、2秒間照射)と2.0J(1.0W、20Hz、パルスモード、2秒間照射)の2条件に設定した。各レーザー装置を用い、各照射条件で象牙質面を照射した。その際、レーザー光のフォーカスは非焦点ビームとした(デフォーカス照射)。照射済みの試料(n=2)は十分に乾燥し、PdーPt蒸着を施し、SEM(S-800)を用いてSEM観察(1,000倍)を行った。その結果、いずれのレーザー照射面においても象牙質面上に形成されたスミヤー層は残存し、象牙細管はスミヤープラグで閉鎖されていた。炭酸ガスレーザーとEr:YAGレーザーは、組織表面吸収型レーザーのためスミヤー層と直下の象牙質表層はレーザー照射により消失することが予想されたが、デフォーカスで照射したことにより照射面にエネルギーが集中しなかったためと考えられる。ヒト抜去歯の入手が困難で、平成27年度はSEM観察を実施するに止まった。平成28年度は、計画調書上平成29年度実施予定であった「実験2:レーザー照射を行った象牙質の組織学的変化の観察」で、アザン染色による熱変性層の厚さ測定を行った。実験2における今回の研究目的は、レーザーの波長と照射エネルギー量が、象牙質の熱変性層の厚さに及ぼす影響について明らかにすることである。ヒト抜去永久歯(齲蝕のない大臼歯で0.1%チモール液中に浸漬しておいたもの)の歯冠部を近遠心的に半切後、耐水研磨紙(#120と#600)で頬側あるいは舌側面を平坦に研磨して象牙質面を露出し、約3×3×3mmの立方体歯片を作製した。#411ダイヤモンドポイントを用いて象牙質面に直径約1mm、深さ約1mmの円柱形窩洞を形成した。レーザー装置は炭酸ガスレーザーと半導体レーザーの2種類を使用した。レーザーの照射条件は、レーザーの種類に関わらず、総エネルギー量を1.0mJ(0.5W、20Hz、パルスモード、2秒間照射)と2.0mJ(1.0W、20Hz、パルスモード、2秒間照射)の2条件に設定した。各レーザー装置を用い、各照射条件で円柱形窩洞の窩底象牙質を照射した(デフォーカス照射)。照射済みの試料は10%EDTA溶液中で1か月間脱灰した後、通法にてパラフィン包埋を行って薄切切片を作製した。切片にアザン染色を施して光学顕微鏡にて染色層(熱変性層)を観察し、その厚さを測定した。

その結果、炭酸ガスレーザーを照射した試料は、照射条件、すなわち総エネルギー量に関係なく窩底象牙質に3050μmの熱変性層を認めた。これは、炭酸ガスレーザーが組織表面吸収型であるため、デフォーカス照射でも象牙質照射面にエネルギーが吸収された結果、熱変性層が生じたものと思われる。一方、半導体レーザーを照射した試料は、いずれの試料においても熱変性層を認めなかった。これは、半導体レーザーが組織透過型であるためと考えられる。ヒト抜去歯の入手が困難な状況にあるため、まだ、EPMA分析とTEM観察を実施できていない。H29年度は各種レーザー照射による象牙質の組織学的変化の評価に関する研究を行った。その結果、表面吸収型レーザーであるE群とC群のアザン染色試料において、表層から蒸散層(0.1-0.15mm)、透明層(0.01-0.03mm)、青(紫)染層(0.01-0.03mm)、赤染層(E群0.05-0.1mm、C群0.02-0.04mm)、青染層(健全象牙質)が観察された。一方、組織透過型レーザーのN群は、蒸散層(0.15mm)、透明層(0.02mm)、赤染層(0.02-0.05mm)、青染層(健全象牙質)が観察され、青(紫)染層は認めなかった。照射径は、E群0.55-0.9mm、C群0.4-0.7mm、N群0.4-0.45mmであった。なお、N群の1Jと2JとS群のすべての条件で組織変化を認めなかった。上記の結果から、レーザーの種類によって象牙質への影響は異なるため、これから施行するラットの歯に応用するための適正な照射条件を再検討し、歯髄ー象牙質複合体の反応について評価する予定である。本研究では動物(ラット)を用いるが、利用予定であった生物科学施設(動物実験施設)の建て替え工事により長期間施設を使用することができなかった。併せて施設利用マニュアルの大幅な改定があり、当初の計画を新マニュアルに沿うように修正する必要がある。その他の業務(教育など)の多忙により、課題の遂行が遅延した。研究内容に大きな変更はないため、2018年度で完遂する予定である。本研究は暫間的間接覆髄法(IPC法)を想定して窩洞にレーザーを照射した場合の歯髄反応と硬組織形成能を評価した。89週齢の雄性SD系ラットに全身麻酔を施し、上顎第一臼歯近心面に直径1.0mm、深さ0.5mmの窩洞を形成した。窩洞の最深部に炭酸ガスレーザー(Opelaser PRO、ヨシダ、波長10,600nm)あるいは半導体レーザー(Opelaser Filio、ヨシダ、波長808nm)を0.5W・1秒間(0.5J、弱)、1.0W・1秒間(1.0J、強)でそれぞれ照射した。その後、コンポジットレジン修復(ユニバーサルボンド、マジェスティESフロー、クラレノリタケデンタル)を施し、観察期間満了(1日、28日)まで経過観察を行った。対照群は、水酸化カルシウム製剤(ダイカル、デンツプライ三金)とMTA(プロルートMTA、デンプライシロナ)を用いて覆髄後、接着性レジンで修復したもの(対照群1と2)、接着性レジンのみで修復したもの(対照群3)とした(n=6)。観察期間後、全身麻酔下で4%パラホルムアルデヒド(PFA)溶液による経心的灌流固定を行い、上顎骨ごと摘出して4%PFA溶液に1日間浸漬した。試料は10%EDTA容液で脱灰後、通法にてパラフィン薄切連続切片を作製して、H-E染色とグラム染色を行い光学顕微鏡にて評価した。術後1日では、窩洞と象牙細管で連続する象牙芽細胞の一部配列不正・消失を認めたが、全群で重篤な炎症性変化は観察されなかった。術後28日では、すべての試料に窩洞形成に伴う刺激象牙質が髄壁に確認され、特に炭酸ガスレーザー群(強)で最も形成量が多かった。一方、半導体レーザー群は対象群3とほぼ同様の所見で、第三象牙質の形成促進効果は認めなかった。
一般の安定ホモトピー論における余加群の研究

対称なテンソル積をもつ安定なpresentable無限大圏をスペクトラムの安定無限大圏の一般化とみなし、そこでの余代数あるいは余加群のなす圏の性質について研究を行った。淡中双対定理は群とその表現のなす圏との間の対応を与えるものである。これを一般化して、ファイバー関手の圏と余代数の圏の間の随伴関手を構成することができる。今年度はこの淡中随伴関手を無限大圏における随伴に拡張し、そのテンソル積構造について考察した。そして、これらの関手がテンソル積構造と両立することを示した。このことより、例えば、余代数にEnモノイドの構造が入った双代数に対して、その表現の圏はEnモノイド圏になり、また、Enモノイド圏とその構造を保つファイバー関手から、Enモノイドの構造が入った双代数が得られることがわかった。さらに、Enモノイドの圏のすべての対象が双対をもつならば、対応する双代数はHopf亜代数の構造もつことがわかった。一般の余代数や余加群の性質については成果が得られたが、昨年度から継続して行っているK(n)局所スペクトラムのなす無限大圏の構造やMorava安定化群の表現のモジュライの研究については、まだまとまった結果が得られていないことが、現在までの進捗状況はやや遅れていると判断する理由である。平成30年度までの研究を継続するとともに、一般の安定ホモトピー論におけるGalois群と導来淡中双対性および導来群スキームの表現のモジュライについて研究する予定である。スペクトラムの安定ホモトピー論および一般の安定ホモトピー論の局所的・大域的構造と数論的・代数幾何的構造との関係を余加群のquasi-categoryやホモトピー論的代数幾何の観点から研究を行った。スペクトラムの安定ホモトピー圏のMorava K理論K(n)による局所化は、安定ホモトピー圏の基本構成単位と考えることができ、安定ホモトピー圏を研究する一つの方法を与えるクロマティックホモトピー論において、重要な研究対象である。K(n)局所スペクトラムのモデルとして、Morava E理論E_nの余作用素代数上の余加群、あるいは、離散G_n作用をもつF_n加群を考えることができる。ここで、F_nはE_nの離散モデルであり、G_nはMorava安定化群である。今年度はこれらのモデルを用いて、K(n)局所スペクトラムのなすquasi-categoryについて研究を行った。より具体的には、G_nの閉部分群の離散作用をもつF_n加群のquasi-categoryやそのホモトピー固定点quasi-categoryとホモトピー論的なGalois対応やG_nの表現のモジュライ空間との関係について考察を行った。現時点では、まだまとまった結果は得られていないが、いくつかの予備的な結果を得た。また、トポロジーシンポジウム、研究集会「空間の代数的・幾何的モデルとその周辺」、変換群論シンポジウム、ホモトピーシンポジウムなどに参加し、様々な研究者と研究課題について議論を行った。さらに、トポロジーシンポジウムおよび変換群論シンポジウムでは、K(n)局所安定ホモトピー圏のE_n余作用素代数上の余加群によるモデルや、離散G_n作用をもつF_n加群によるモデルに関する講演を行った。K(n)局所スペクトラムのなすquasi-categoryの余加群モデルを用いた研究について、予備的な結果は得られたものの、当初予定していた程度のまとまった結果までは得られなかったことが、現在までの進捗状況はやや遅れていると判断する理由である。これまでのスペクトラムのquasi-categoryの余加群モデルを用いた研究を継続するとともに、今後は一般の安定ホモトピー論における余加群のquasi-categoryの性質についても研究を行う予定である。2018年度に海外で開催される研究集会に参加するための旅費、および、国内での研究集会の開催や参加のための費用を、次年度に回した方が良いと判断したためである。

使用計画としては、ボルダーでのクロマティックホモトピー論の研究集会への参加、および、国内の研究集会の開催や参加のために主に使用する予定である。予定していた研究集会開催費用が予定よりも少額で済んだためである。使用計画としては、国内の研究集会の開催や参加のために主に使用する予定である。
大学歴史教育におけるアクティブラーニング型授業と評価基準に関する実証的研究

本研究は、大学歴史教育におけるアクティブラーニング型授業のデザインと評価基準であるルーブリックの開発と検証を行うことにより、大学教育における歴史分野の実践知の蓄積および学習成果の可視化を目指すことを目的としている。本研究では、具体的に次の3つのプロセスを踏むことにより研究を達成する。(1)国外調査および国内の大学を対象とした量的調査を通じ、現行の「歴史的思考力」の定義、歴史学の傾向を明らかにする。(2)国内外の実践事例の調査を行うとともに、「歴史的思考力」を育む授業デザインを構築し、その実践と評価を行う。(3)以上の実践を踏まえ、高大接続を視野に入れた大学歴史教育プログラムを提案する。
衝撃波圧縮が固体内の欠陥に及ぼす効果

本年度は、隕石衝突によりクレーター近辺に生成されたと考えられる石英高圧相の、コ-サイト、スティショバイトの放射線生成欠陥について、静水圧合成試料を用いてこれを3編の論文として明らかにした。これにより、1)高圧相石英中に見られる放射線欠陥として、1)酸素欠陥に電子が捉えられたintrinsicな欠陥2)不純物として入っているアルミニウムホール中心3)水素中心などが明らかになった。また衝撃実験に関しては、開放系にて花崗岩、微斜長石、斜長石、凝灰岩などを高速衝撃銃を用いて行い、その破砕、溶融試料について調べたほか、ステンレスカプセル内に閉じこめた石英、斜長石などの惑星形成物質および新材料合成の観点からSm-Fe-N系の磁性材料を衝撃した。その結果、斜長石圧縮試料では、石英高圧相のコ-サイトのx線回折線が現れたほか、放射線照射後のESRスペクトルに、静水圧合成コ-サイト試料と同様な信号が観測できた。現在、詳細を検討中であるが、銃による衝撃実験試料からコ-サイトがはっきり観測できた例は過去にはない。(更に高圧相のスティショバイトは例がある)Sm-Fe-Nの磁性材料は1回の実験を行ったのみであり、今後の衝撃形成実験への指針を得た状況である。今後陽電子などで構造欠陥を調べる予定である。またレーザー衝撃実験では、カーボネイト、花崗岩、カリ長石などの衝撃実験を行い衝撃変成された試料のx線スペクトルを得た。特筆すべきは、結晶石英試料から、スティショバイトが得られていることである。
自立・介護を支援するソフトアシストウェアの開発

高齢者や障害者の自立した生活や介護を支援する装置の実現を目的として、空気圧ゴム人工筋を身体に装着して各種動作を支援する小型・軽量・柔軟なパワーアシスト装置を開発した。研究成果の一部は、手指の動作を支援するパワーアシストグローブとして商品化され、また、片麻痺者を対象とした歩行支援装置や介護作業の支援を目的とした腰部動作支援装置を開発した。さらに、筋電や脳波などの生体信号を用いた装着者の意思反映手法を提案した。これまでに外骨格を用いないアシストウェアに関する研究はほとんどなく、この種のアシストウェアの機構を明らかにすることはウェアラブルパワーアシスト技術のブレークスルーに繋がる。そこで、空気圧ゴム人工筋を用いたウェアラブル人工筋およびアシストウェアの構造や身体への取り付け方法などを検討し、支援性能と着用性の両面から適切なソフトアシストウェアの機構を明らかにする。アシストウェアの着用性を向上させて長時間あるいは常時着用可能なものとするため、ハードな素材を用いない構造とし、衣服状のソフトアシストウェアを開発する。この種の装置においては、人工筋の発生力を身体に伝達するための機構が重要であり、外骨格を使用すれば伝達効率は向上するが、装置の柔軟性が損なわれ着用性が低下する。これに対して、伝達機構に布やゴムなどのやわらかい素材を使用することにより着用性は向上するが、外骨格型に比べて伝達効率の低下は否めない。また、肩部などの多自由度運動を支援するためには機構の工夫が求められる。そこで、やわらかさと伝達効率の両立、多自由度運動への対応を主な課題とし、小型(薄型)、軽量なアシストウェアの機構を明らかにした。これまでの研究でゴムと布を素材とするシート状湾曲型空気圧ゴム人工筋を用いて試作している上肢用パワーアシストウェアを発展させ、上肢(手首、肘、肩)の屈曲・伸展、回内・回外、膝の屈曲・伸展、腰の屈曲・伸展、捻り動作など、必要に応じてそれぞれの多自由度動作の支援が可能な上肢動作支援用アシストウェアを開発した。また、手指の動作支援を目的としたパワーアシストグローブの性能向上を図るとともにデータグローブを用いた各種動作の制御法を提案した。昨年度に引き続き、外骨格を用いない身体装着型パワーアシストウェアの実現を目的として、空気圧ゴム人工筋を用いたアシストウェアの構造や身体への取り付け方法などを研究した。また、装着者の意思に基づいたアシストウェア制御系を構成するため筋電信号の効果的利用法について検討した。主な研究成果は下記の通りである。身体装着型パワーアシストウェアは、通常はできるだけ柔軟であり、支援動作を行う時にのみ剛性が増加することが望まれる。このような要求を満足するため新たな空気圧ゴム人工筋を開発した。マッキベン型人工筋のゴムチューブとスリーブ(繊維コード)の間に、管断面を3分割したウレタン製パネルを軸方向に並べて挿入したものである。ゴムチューブに無加圧時には各パネル間に隙間があるため人工筋は90゚程度湾曲することが可能であり、加圧によりゴムチューブが半径方向に膨張するとともに人工筋は軸方向に収縮する。軸方向への収縮により、内部へ設置したパネルは互いに軸方向の押し付け力を受け、それぞれの隙間が減少するように動作する。その結果、無加圧時に湾曲可能であった人工筋が、加圧により直線状に硬化することになる。すなわち、加圧時にのみ高剛性の外骨格としての利用が可能である。この人工筋を用いて、肩部の屈曲、外転、内旋の3動作の支援を行う肩部パワーアシストウェアを試作し、その一つの応用例として食事動作支援への可能性を明らかにした。また、並行して、通常のマッキベン型空気圧ゴム人工筋を用いた柔軟構造による腰部動作支援や寝返り動作支援を目的としたパワーアシストウェアの開発を進めた。さらに、筋電信号を用いた装着者の意思検出法について検討し、ニューラルネットワークを用いて学習機能を付加することにより、上肢および手指の動作を適切に識別できることを示した。外骨格を用いない身体装着型パワーアシストウェアの実現を目的として、空気圧ゴム人工筋を用いたアシストウェアの構造や身体への取り付け方法ならびに筋電信号などの生体信号を用いた装着者の意思反映手法について検討した。内蔵するゴムチューブに圧縮空気を供給することにより軸方向に大きな収縮力を発生するマッキベン型空気圧ゴム人工筋を用いて片麻痺者用歩行支援装置を開発した。本装置は、布やゴムのみで構成され、軽量・柔軟であることが特長である。布製のサポーター状ウェアに複数本の空気圧ゴム人工筋をマジックテープで固定したものであり腰関節と膝関節の屈曲動作を支援する。これにより下肢片麻痺者によく見られるぶん回し歩行を改善し、正常な歩行動作に近づける。力学解析により適切な人工筋の仕様や取り付け位置などを明らかにするとともに、産学連携により本装置の実用化を目指した設計や制御手法の開発を推進した。さらに、パワーアシストグローブや腰部パワーアシストウェアの研究を発展させた。

また、装着者の意思に基づいた装置の制御を可能とするため、表面筋電位を用いた制御法を開発した。空気圧ゴム人工筋で駆動される肘部動作支援装置による肘の屈曲、伸展、回内および回外動作を支援対象とし、装着者が支援を要求する動作を装着者自身の上腕二頭筋、上腕三頭筋、方形回内筋および回外筋から得られる4つの筋電信号に基づいて識別するものである。識別率を向上させるためニューラルネットワークを導入し、その学習機能により上記の動作を適切に識別できることを示した。さらに、将来的な「考えたら動く」パワーアシストウェアの実現を目指して、脳波を用いたブレイン・マシン・インターフェース(BMI)の導入について検討した。その結果、視覚誘発電位(VEP)などを用いることにより、比較的簡便な脳波計による意思反映の可能性を示した。上肢、腰部、寝返りなどの動作支援を目的としたパワーアシストウェアの構造設計ならびに筋電や音声信号を用いた装着者の意思検出法の開発はほぼ達成できたが、本研究で目的とする高齢者や具体的の障害者を対象とした有用性の検証が課題として残されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。上肢、腰部や寝返り動作の支援を目的として設計されたパワーアシストウェアと、それぞれに適切なセンサおよび制御方式を組み合わせた統合システムを構築する。また、連携研究者である医師と協力して、具体的な障害者や介護者を対象として本システムの有用性を検証する。
腹部深部癌治寮を目的とした集束透過形ハイパ-サ-ミア装置の試作研究

腹部深部癌の治寮を目的としてリエントラント空胴共振器を用いたハイパ-サ-ミア装置の開発を行なった。1.ファントムの高さ8cm迄のものを加温出来るリエントラント型空胴共振器を作成し、集中加温が可能である事を確認した。2.次のステップとして、ファントムの高さ15cm迄のものを加温出来るリエントラント型空胴共振器を作成し、実験を行なったところ、ファントム横断面の中心部が必ずしも加温されない事が判明した。そこで、電界集中具をファントム上下に取り付ける事によって、ファントム横断面の中心部が常に集中加温される事を可能とした。3.集中加温のパタ-ンが円柱状のものと球状のものが存在する事を確認した。円柱状パタ-ンを常に得る加温周波数の決定方法を確立した。球状パタ-ンについては今後の検討を要す。以上の結果は、電力をリエントラント型空胴共振器に加えファントムを加温し、加温中は光ファイバ-形温度計で加温中の温度を監視し、加温終了後ファントムを切断し、サ-モカメラで温度分布を観測したものである。4.有限要素法を用いた数値解析の結果でも、従来のRF加温に比べ、本研究で提案しているリエントラント型空胴共振器による加温が深部集中加温に有効である事が確認された。更に、腹部人体モデルを用いた解析結果では、電界集中具を用いその大きさを調整する事によって癌組織を高温に出来る可能性が有る事が判明した。5.今後の研究課題としては、ファントムの厚さが人体腹部と同じ25cm迄のものが加温出来るように更に大きなリエントラント空胴共振器を作成し、実験する事である。また、ファントムも人体内部の各臓器に近い電気定数を有する複雑なものを使用して加温実験する必要がある。深部癌治療を目的とした集束透過形ハイパ-サ-ミア装置の試作を目的として研究を行なった結果、小形ファントム(直径18cm、高さ8cm)の中心部を常に集中的に加温することが可能となった。今年度の研究目的は充分に達せられた。以下にその技術の詳細を述べる。1.連続可変周波数大電力発生装置を完成した。固定周波数の大電力増幅器を購入し、これを改造することによって中心周波数の8%の範囲で周波数を可変とした。9台の大電力増幅器で本研究に必要な周波数範囲を全てカバ-出来るようにした。2.大型のリエントラント空胴共振器を新たに作成し、その加温特性を詳細に検討した。空胴共振器の外形は直径93cm高さ43.5cm、一個のリエントラントの外形は直径31cm高さ14.5cmであり、これを空胴共振器内部の上下に取り付けた。この間にファントムを挿入して加温した。3.電力給電部および整合部は、実験の結果これらを空胴共振器の内部に設けることが最も効率良いとの結論に達した。4.整合監視装置は定在波測定装置が使用できることを確認した。5.加温パタ-ンを検討した。研究の初期段階では必ずしも常には深部集中加温が可能ではなかった。種々のパラメ-タを検討した結果、常に集中加温が可能となった。サ-モカメラによる横断面、縦断面測定では共に中心部が集中的に高温になっていた。これらの結果は近く多くのカラ-写真入りで専門誌に発表する予定である。6.来年度はもっと大きなファントムについての加温特性を検討する予定である。このためにもっと大きな空胴共振器を作成する必要がある。

また、この装置の鍵である電力給電部および整合部を設計する必要がある。腹部深部癌の治療を目的としてリエントラント型空胴共振器を用いたハイパ-サ-ミア装置の開発を行った。1.ファントムの高さ8cm迄のものを加温できるリエントラント型空胴共振器を作成し、集中加温が可能である事を確認した。2.次のステップとして、ファントムの高さ15cm迄のものを加温できるリエントラント型空胴共振器を作成し、実験を行ったところ、ファントム横断面の中心部が必ずしも加温されない事が判明した。そこで、電界集中具をファントム上下に取り付ける事によって、ファントム横断面の中心部が常に集中加温される事を可能とした。3.集中加温のパタ-ンが円柱状のものと球状のものが存在する事を確認した。円柱状パタ-ンを常に得る加温周波数の決定方法を確立した。球状パタ-ンについては今後の検討を要す。以上の結果は、電力をリエントラント型空胴共振器に加えファントムを加温し、加温中は光ファイバ-形温度計で、加温中の温度を監視し、加温終了後ファントムを切断し、サ-モカメラで温度分布を観測したものである。4.有限要素法を用いた数値解析の結果でも、従来のRF加温に比べ本研究で提案しているリエントラント型空胴共振器による加温が深部集中加温に有効である事が確認された。更に、腹部人体モデルを用いた解析結果では、電界集中具を用いその大きさを調節する事によって癌組織を高温にできる可能性がある事が判明した。5.今後の研究課題としては、ファントムの厚さが人体腹部と同じ25cm迄のものが加温できるように更に大きなリエントラント空胴共振器を作成し、実験する事である。また、ファントムも人体内部の各臓器に近い電気定数を有する複雑なものを使用して加温実験する必要がある。
多硫黄原子をもつ拡張π電子系配位子の非平面金性属錯体による多次元性電導体の開発

多くの硫黄原子を含んだ拡張π電子系ジチオレート配位子を有する種々の金属錯体を合成し、その酸化によって新規な電導体を得て、その特性を明らかにした。○dmit(C_3S_5^<2->)およびetdtをもつ有機コバルト(III)と-チタン(IV)錯体を検討した。○dmit-およびetdt-ルテニウム(II)錯体の酸化体の導電性をしらべた。6配位構造のかさ高いRu(bpy)_2(dmit)およびRu(bpy)_2(etdt)(bpy=2,2′-ジピリジン)を合成し、とくにヨウ素との反応で得られた酸化体[Ru(bpy)_2(etdt)]Iおよび[Ru(bpy)_2(etdt)]-(I_3)_<2.1>の電導度は7.4x10^<-7>および2.0x10^<-4>Scm^<-1>であった。2つのbpy分子が配位したきわめてかさ高い構造であっても、錯体のetdt配位子部位での酸化が進めばetdt配位子どうしの接近による分子間相互作用が効果的になることがわかった。多くの硫黄原子を導入することにより、π電子系を配位子分子軸方向に一層拡張することにより、配位子内での酸化還元を安定化し、また、硫黄原子を介した多次元的分子間相互作用を拡大しうるエチレンジチオテトラチアフルバレンジチオラト配位子(C_8H_4S^<2->_8,etdt)に着目し、この配位子を有するかさ高い金属錯体によって分子性高電導体を得ることを目指した。かさ高い錯体中では二次元あるいは三次元的に張り出した配位子によって多次元性分子間相互作用に基づいた固体状態での新しいタイプのパッキングが生じ、特徴ある電導経路形成が期待される。まず、C_8H_4S^<2->_8(etdt)配位子の前駆体であるetdt(CH_2CH_2CN)_2を得て、Na_2etdtを発生させて[PtCl_4]^<2->塩と反応させ、平面構造をもつ[Pt(etdt)_2]^<2->錯体を得た。これとヨウ素との反応によって得られる酸化体は高い電導度を示した。また、Na_2etdtと[Mo(O)Cl_5]^<2->塩との反応により[M(O)(etdt)_2]^<2->錯体を得た。四角錐構造をもつこの錯体の酸化還元電位は低く、ヨウ素あるいは[Fe(C_5Me_5)_2]^+塩で酸化されて、基本的に二電子酸化体固体が得られた。これらは室温で0.29-5.9Scm^<-1>の高い電導度を示した。さらに、Na_2etdtとCo(η^5-C_5H_5)(CO)_2を反応させてCo(η^5-C_5H_5)(etdt)を合成した。この錯体においてもその酸化電位は低く、ヨウ素との反応によって得られる一電子酸化体[Coη^5-C_5H_5)(etdt)]I_3は室温で0.19Scm^<-1>という高い電導度を示した。平面性からかなりはずれた分子構造であるにもかかわらずこのような優れた導電性は、酸化されたetdt配位子中にある多くの硫黄原子による効果的な分子間相互作用によるものと考えられる。ジチオラト配位子に多くの硫黄原子を導入することによってπ電子系が拡張され、配位子内での酸化還元性が安定化される、エチレンジチオテトラチアフルバレンジチオラト配位子(C_8H_4S_8^<2->,etdt)を用いて、かさ高い金属錯体を合成した。これらの錯体では、固体状態において硫黄原子を介した多次元的分子間相互作用が拡大しうるので、特徴ある電導体が期待できる。相当するC_3S_5^<2->(dmit)配位子をもつ金属錯体についても検討した。これまでに合成したη^5-C_5H_5あるいはη^5-C_5Me_5基を有するdmit-コバルト(III)錯体の臭素による酸化の反応過程を明らかにした。

CO(η^5-C_5H_5)(C_3S_5)Brを結晶として得て、そのX線結晶構造解析を行い、また、磁性を測定して固体状態でC_3S_5配位子上の不対電子の錯体間反強磁性的相互作用を明らかにした。一方、CO(η^5-C_5H_5)(etdt)は低い電位で容易に酸化され、ヨウ素との反応によって得られる酸化体Co(η^5-C_5H_5)(etdt)I_3は高い電導度(0.19Scm^<-1>,室温、粉末加圧成型試料)を示した。また、THF中においてTi(η^5-C_5H_5)_2Cl_2とLi_2etdtを反応させてTi(η^5-C_5H_5)_2-(C_8H_4S_8)を合成し、溶液中においてその配位硫黄原子のところでの屈曲運動を^1HNMRスペクトルから明らかにした。ヨウ素と反応させて得られるl電子酸化体Ti(η^5-C_5H_5)_2(C_8H_4S_8)](I_3)_<0.9>の電導度は2.7x10^<-4>Scm^<-1>(室温、粉末加圧成型試料)であった。etdt(CH_2CH_2CN)_2とNMe_4OHの反応から得た(NMe_4)_2etdtとSnCl_4 5H_2Oをエタノール中で反応させることにより、正八面体構造の[Sn(etdt)_3]^<2->錯体を合成した。類似の反応によって、[Sn-(dmit)_3]^<2->錯体を合成した。これらのイオン種は、エレクトロスプレーイオン化マススペクトルにより確認した。
電磁波を用いた非接触遠隔探傷試験法の開発

本研究テーマは、原子力発電所などの大型プラントで多く利用されている金属配管の保守管理のために、電磁波を用いた新たな欠陥探傷試験方法を開発することである。金属管内に電磁波を放射するために、シミュレータを駆使して電磁波放射プローブを設計し、実際の被計測管に合わせたプローブを作製して、ベクトルネットワークアナライザを用いた実証実験をおこなった。その結果、異物として寸法が1mmに満たない金属片を金属管内に配置した場合でも、その存在の有無と位置を特定することができた。さらに、金属管がU字に湾曲している先に異物が存在してる場合でも同様に検出及び位置の特定も可能であることが実証された。今年度の研究目的は、金属管内を伝搬する電磁波の伝達関数特性を計測することで金属管変形検出を可能にすることである。このために重要となるのは、金属管内を伝搬する広帯域電磁波をいかにして金属管内に放射するかである。以前の研究では、市販の同軸ー矩形導波管変換器を用いて矩形導波管内に電磁波を放射し、その後、自作した矩形ー円形導波管変換器を経由することで(円形)金属管内に電磁波を放射していた。しかしこの方法では、複数の変換部分があるため各部における反射波が高精度な計測の妨げとなっていたため、円形金属管内に直接電磁波を放射できる機構が必要であった。そこで本年度は、円形金属管片端の上下対称位置に2つの電磁波放射用プローブを設置し、そこから金属管内に直接広帯域電磁波を放射する機構を開発した。計測にはベクトルネットワークアナライザ(以下、VNAと略す)を用いるが、VNAの2つのポートを上下対称に配置された2つのプローブに各々接続し、Sパラメータ(電磁波伝達関数)を計測する。そして、両ポートにおける計測結果の和と差から"偶モード"と"奇モード"を算出し、"偶奇モード"の伝達関数を評価することで金属管の変形・き裂の高精度検出を可能とした。なお、VNAの2ポートによる計測で"偶奇モード"を用いることは申請書には盛り込まれていないが、今年度新たに採用したアイディアである。今年度実施した実験では、金属管の片端に設置したプローブから内径28mmの金属管内に電磁波を放射し、偶奇モードの伝搬伝達関数を求めることで、金属管内の変形を模して置かれた4mmX4mmX2mmの金属片を容易に見つけ出すことができた。今年度の研究目的は、金属管に生じたき裂や異物の位置を特定することである。このために申請時の研究計画では、金属管表面に生じたき裂からの漏洩電磁波を波源と見なし、以前独自開発した電磁波源位置特定法を利用して、き裂位置の推定をおこなう予定であった。(外部計測法)しかし、今年度研究を進めた結果、申請書で予定していた外部計測法よりも、金属管内を伝搬する電磁波を用いた計測方法(内部計測法)の方が、容易かつ精度良くき裂や異物の位置を特定できることが判明した。これは、金属管内に広帯域電磁波を放射し、金属管内を伝わる電磁波の伝搬速度分散性を考慮し、周波数領域ー時間領域変換をおこなうことで精度良くき裂や異物の位置特定が可能であることが判明したことによる。この今年度新たに考案した計測方法では、金属管内の異物・き裂の位置を誤差数mm程度で高精度に特定することが可能である。さらに、多様な金属管形状であっても本研究テーマの遠隔計測手法が適用できることを実証するため、U字に屈曲している金属管内の異物検出実証実験をおこなった。その結果、U字金属管の湾曲部の先にある異物であっても、直線金属管の場合と同様に検出可能であることが立証された。他の計測手法では、被計測体である金属管が曲がっている場合には、湾曲部が計測の障害となり計測感度が低下する。しかし、本研究テーマでは金属管内に電磁波を伝搬させる独自の計測方法であるため、金属管に湾曲部が存在していても計測精度に悪影響を及ばさないことが明らかになった。さらに、分岐構造を持つT字金属管での計測もおこなった。この場合には金属管が分岐しているため、き裂や異物からの反射電磁波が分割されることで計測精度がやや低下するが、従来の計測方法ではなし得なかった分岐先にある異物やき裂も検出可能であることを立証できた。申請書に記載された研究目的及び研究計画は、新たな電磁波を用いた金属配管の変形検出・き裂探傷試験法の開発を目的とした研究の実施である。具体的には、金属管の片端側から電磁波を照射して電磁波伝達関数を計測することで容易に金属管全体の変形・き裂を検出する新たな試験方法の開発である。今年度までの研究で、金属管内を伝搬する電磁波を用いて金属管内に存在する異物やき裂検出を容易におこなえることを明らかにしてきた。平成26年度に実施した研究では、内径28mmの金属管内に、管の変形を模して置かれた4mmX4mmの金属片を容易に見つけ出すことを実証実験により明らかにした。さらに平成27年度に実施した研究では、金属管に生じたき裂を遠隔で検出できることを明らかにした。ただ、申請時に想定していた金属管表面に生じたき裂からの漏洩電磁波を波源と見なし、以前独自開発した電磁波源位置特定法を利用してき裂位置の推定をおこなう方法(外部計測法)よりも、金属管内を伝搬する電磁波を用いた計測方法(内部計測法)の方が、容易かつ精度良くき裂や異物の位置を特定できることが明らかになった。

これは、金属管内を伝搬する電磁波の周波数分散性を考慮した周波数領域ー時間領域変換法を採用することで可能となった。さらに、多様な金属管形状でも本研究テーマの計測法が適用可能であることを実証するため、U字に屈曲している金属管や分岐構造を持つT字金属管を被計測対象とした実証実験もおこなった。その結果、多様な金属管形状であっても、金属管内部に存在する異物やき裂を検出できることを実証した。以上の研究進捗状況から、申請書に記載した"電磁波を用いた非接触遠隔探傷試験法の開発"としては、"(2)おおむね順調に進展している。"とした。当初の申請書における今年度の研究目的は、申請者が以前開発した独自の電磁波源位置特定法を用いることで、金属管表面に生じたき裂からの漏洩電磁波を遠隔計測し、離れた位置からき裂位置を特定する研究を実施する予定であった。(外部計測法)しかし昨年度までの研究結果から、当初の申請書で予定していた外部計測法よりも、金属管内を伝搬する電磁波を用いた計測方法(内部計測法)の方が容易かつ精度良くき裂や異物の位置を特定できることが判明した。これには、金属管内に広帯域な電磁波を放射し、周波数ー時間変換をおこなうことで精度良くき裂や異物の位置特定を可能とする方法である。しかしこの計測方法は、広帯域で高性能な電磁波放射プローブが必要となる。そこで今年度は、昨年度の今後の課題であった広帯域高性能な電磁波放射プローブの開発をおこなった。開発の方法として、研究室所有の電磁波シミュレータと数値解析用PCクラスタを活用し、金属管内でも広帯域で高性能放射特性が得られるプローブ形状を設計した。その結果、従来の直線状導体を放射体とするプローブより、導体中間部を太くした形状のプローブが広帯域周波数特性に優れていることが分かり、さらに特定の誘電率を持つ誘電体をプローブにかぶせることで広帯域で低反射特性となることが判明した。そこで、このシミュレーション結果で得られた形状・材料のプローブを作製し、本研究課題である金属管の異常検出の実証実験をおこなった。その結果、この新たに開発した高性能プローブを使用することで、金属管内に存在する寸法が1mmに満たない異物であっても検出可能であることを実証した。この結果、従来の異常検出方法と比べて大幅な高感度化を達成することができた。本研究テーマは、原子力発電所などの大型プラントで多く利用されている金属配管の保守管理のために、電磁波を用いた新たな欠陥探傷試験方法を開発することである。金属管内に電磁波を放射するために、シミュレータを駆使して電磁波放射プローブを設計し、実際の被計測管に合わせたプローブを作製して、ベクトルネットワークアナライザを用いた実証実験をおこなった。その結果、異物として寸法が1mmに満たない金属片を金属管内に配置した場合でも、その存在の有無と位置を特定することができた。さらに、金属管がU字に湾曲している先に異物が存在してる場合でも同様に検出及び位置の特定も可能であることが実証された。申請書に記載された研究目的及び研究計画は、新たな電磁波を用いた金属配管の変形検・き裂探傷試験法の開発を目的とした研究の実施である。具体的には、金属管の片端側から電磁波を照射して電磁波伝達関数を計測することで容易に金属管全体の変形・き裂を検出する新たな試験方法の開発である。この研究目的・計画に関しては実際の金属管を用いた実験結果から、金属管の変形検出・き裂探傷試験が可能であることを実証することができた。