1 0 0 0 OA 固体塩基を用いる環境調和型新規電解反応システムの開発およびその応用展開
1 0 0 0 OA CG画像簡略化技術を用いた発泡スチロールの自由曲面加工・計測システムの構築
1 0 0 0 き裂先端近傍の延性破壊挙動に関する解析的研究
各研究分担者は当初の計画に従って研究を行い、開口および混合モード負荷を受けるき裂先端の弾塑性変形について解析および実験を行った。宮本・菊池・町田は、先端に巨視的ボイドを有するき裂について微視的ボイドの存在をモデル化したガーソンの構成式を用いて有限要素解析し、き裂とボイドの相互作用および合体について研究した。大塚・東郷は、混合モード負荷を受ける切欠きおよびき裂の挙動について有限要素法解析および実験をおこなった。切欠きについては、モードI負荷成分が大きいときの開口型き裂の発生は限界ボイド率によって予測できるが、モードII成分が大きいときのせん断型き裂の発生の予測は困難であった。き裂についても開口およびせん断型き裂が進展し、J積分による予測が可能なことを示した。坂田・青木・岸本は、混合モード負荷を受けるき裂について有限変形理論に基づく有限要素法によって、き裂先端に一個の巨視的ボイドが存在するモデルについて解析した。ボイドがき裂の鈍化側に存在するときには、き裂先端の塑性ひずみおよびボイド率の増加に寄与し破壊を促進するが、き裂の鋭化側に存在するときは相互作用しないことを示した。北川は、現象論的な構成式を用いないで、微視的なすべり機構を考慮した有限要素法シミュレーションを行って、き裂の開口形状を解析した。共役2すべり系による解析が実験結果とよく一致することを示した。阿部・坂は、有限要素解析およびすべり線場解析を行うとともに実験を行って、モードI負荷をうけるき裂の進展を規制する量として強変形域塑性仕事の概念を、混合モード負荷については一般化き裂開口変位の概念を導入し、これらがき裂の発生および進展を規制するパラメータであることを示した。
1 0 0 0 情報通信ネットワークの新しい性能評価法に関する総合的研究
情報通信ネットワークの新しい性能評価法に関して、基本的な研究および応用的な研究を行った。研究自体は個人あるいは少人数のグループベースで行い、月1回の月例会と年1回のシンポジウムの場で情報交換と研究成果の検討を行った。情報通信ネットワークは急速に変容しており、研究の内容も当初予定していたものとは多少違う方向で行わざるを得なかった。研究計画であげたテーマは次の4つであり、それぞれの研究の進展状況は以下の通りである。1. 入力過程の研究 長期依存性(long-range dependence)のある入力過程の研究と複数の入力がある待ち行列の解析が中心であった。そのなかで特筆すべきひとつの結果は、バッファの溢れ率に着目した場合、長期依存的であるかどうかよりも、ピーク時の入力過程の挙動が本質的であることが示されたことである。2. 極限的状況の研究 マルコフ性あるいは大偏差値理論を用いて、客数分布の裾が幾何的に減少することがかなり広い範囲のケースについて証明された。3. 混雑伝播の研究 ネットワークの多様性のため、研究が進展しなかった。4. コントロールの研究 ATMネットワークを中心に多くの研究がなされ、いくつもの新しい考え方が提案された。とくに移動体通信に関するものや料金によるコントロールの研究が始まり、新たな研究の芽が生まれた。
1 0 0 0 放電励起酸素ヨウ素レーザーの基礎研究
昨年度に引き続き数値解析を行い、その結果、レーザー発振に必要となる励起酸素の生成には、ガス温度が低く(1000K程度)、電子温度が高い(7000〜9000K)熱的に非平衡なプラズマが望ましいと言う結果が得られた。そこで、マイクロ波放電により比較的低気圧(0.5〜10Torr程度)の酸素プラズマを生成し、同プラズマの酸素ヨウ素レーザー媒質への応用の可能性について検証を行った。本プラズマは石英放電管内部において、2.45GHzのマイクロ波放電により生成される。放電条件としては、マイクロ波発振電力600W,放電圧力0.5〜10Torr、酸素ガス流量0〜0.5l/minであった。酸素原子励起準位からの発光スペクトルを分光分析し、原子励起数密度分布を測定した。その結果、プラズマは電離プラズマに特有な密度分布をしており、同プラズマが電離プラズマであることを確認した。電離プラズマでは原子励起数密度が原子基底状態数密度に比例することにより、同プラズマが圧力が高くなるにつれ、また下流に進むにつれ酸素分子の解離度が低下することを確認した。励起酸素O_2a^1Δの検出を試みたが、測光システムの検出効率に限界があり検出できなかった。ダブルプローブ法によりプラズマ下流域において電子温度と電子密度を測定した結果、それぞれ0.4〜5.0eV,10^8〜10^<12>cm^3となり、両者ともに高気圧放電となるにつれて低下する傾向が見いだされた。また励起酸素O_2a^1Δの生成に適した電子温度7000〜9000Kの条件が、放電圧力4〜10Torrの間で達成されることを確認した。以上本件級の結果、マイクロ波放電酸素プラズマ下流域において、マイクロ波出力600W,放電圧力4〜10Torrにおいて酸素ヨウ素レーザー触媒として適切な酸素プラズマが生成されている可能性があることが判明した。
1 0 0 0 分子凝集相における電子・イオン伝導チャネルの形成と制御
棒状液晶物質をモデルとして、ポリアニリンによるドーピングによる電子伝導、及び、イオン液体によるいイオン伝導のバルクキャリア濃度の制御、及び、それを利用した液晶物質を半導体層とするTFT特性の改善について検討した。ポリアニリンを所定量ドープした8-TTP-8の低電界下での電流特性は、その濃度に依存して増加し、増大し、最大4桁(1wt%時)増大が見られた。一方、ポリアニリンのHOMO準位よりもホールに対してエネルギー的に高いHOMO準位を持つNaphthalene系液晶8-PNP-012ではこの現象は観測できなかった。さらに、ドープされた試料のtime-of-flight法による過渡光電流の測定から、濃度によらず移動度は未ドープの試料と変わらないことから、ポリアニリンは液晶中では液晶分子が形成するスメクティック層の層間に存在しているものと考えられた。8-TTP-8の多結晶薄膜を有機半導体層として作製したボトムゲートFETの素子特性は未ドープのFETの特性に比べ、on電流、及び、ゲート電圧に対する電流の立ち上がりの改善が見られ、移動度は約2倍の0.2cm^2/Vsまで改善された。イオン液体によってドープした8-TTP-8の液晶相ではイオン液体の種類による伝導度の違いはあるものの、いずれの場合も濃度に依存して伝導度の上昇が観測され、結晶相では高濃度ドープした試料を除いてその濃度に係わらず、未ドープ試料の示す伝導度との違いが見られなかった。この特性は、8-PNP-012の場合も基本的に同じ結果を与えた。これらの結果は、ドープされたイオン液体が液晶物質の中で解離し、イオンとして伝導に寄与していることを示している。イオン液体の種類による伝導度の違いは液晶物質中におけるイオン液体の解離の違いによると考えられた。
- 著者
- アッタウィリヤヌパープ パトム
- 出版者
- 東京工業大学
- 雑誌
- 若手研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2007
本研究では、「信頼性向上」を目指して、「信頼性保険」という系統運用者と需要家がWin-Winの関係となる新しい仕組みを提案する。提案した信頼性保険は系統運用者が保険業者として提供し、需要家は保険契約者として自己の信頼性ニーズを考慮したうえで、自由に保険に加入できる。高い信頼性を必要とする需要家あるいは遮断不可能負荷を持つ需要家は系統運用者に保険料(プレミアム)を支払うことによって発電機や送電線の故障時に停電にならないように特別に守られる。万一停電が起こった場合は系統運用者と事前に決めた停電の補償金が支払われる。一方、事前に契約した遮断可能負荷を持つ需要家は電力系統全体及び他の需要家の信頼性を維持するために、自己の負荷を遮断する代わりに系統運用者から停電の補償金が支払われる。短期的に信頼性保険は系統運用者の立場から見ると、電力設備故障時に適切な負荷遮断できるというメリットがある。そのうえ需要家の信頼性ニーズを把握することができれば、系統運用者は長期的な視点から適切な系統増強ができると考えられる。本研究は、信頼性保険の定式及び適用例を紹介する。また、電気学会西10機系統モデルを用いて信頼性保険の有効性を明らかにし、電力系統への影響を検討する。
1 0 0 0 予算制度と政治の透明性が財政政策におよぼす効果についての研究
本研究では,政治経済学の分析枠組みを用いて,財政政策の決定について考察した.第一に,利益集団と投票者の行動を導入した政治経済モデルを開発し,財政再建が行われる政策決定プロセスの理論化を行った.このモデルでは,増税と支出削減を組み合わせた財政再建の構成が政治家と利益集団との癒着の程度を表すシグナルとしての役割を果たし,投票者が政治家のタイプを識別することができるようになる点を明らかにした.第二に,賃金税と消費税で社会保障支出の財源調達を行うケースを想定して,財源調達方法が政治経済的な枠組みのもとでどのように決定されるか,それぞれの財源調達方法が固有に持つ再分配効果の違いに着目して,検討した.そして,高齢化の進んでいない社会では,賃金税のみで社会保障財源が調達される均衡(正確には,構造誘導均衡)だけが存在し,消費税による財源調達が行われることはないが,高齢化が進展すると,複数の構造誘導均衡が現れ,賃金税だけで社会保障財源が調達するケースだけでなく,消費税だけで調達されるケース,両者が併用されて調達されるケースが均衡になることを明らかにした.第三に,現行の厚生年金制度の政治的な存続可能性を実証分析した.具体的には「存続」と「廃止」を二者択一の選択肢とした国民投票で過半数が「存続」を支持するか,将来人口推計や財政再計算のデータを用い,正の残存期間収益を持つ最少年齢(境界年齢)と全有権者の中位年齢を計測して比較した.計測の結果,現行制度は政治的に存続可能と判定されるものの,今後の年金改革では,2025年までに境堺年齢を迎える現在30歳および40歳代の世代の残存期間収益を引き下げないことが重要であることがわかった.
本年度は形状記憶合金における内部摩擦の具体的な結晶学的機構を明らかとして力学的エネルギーの損失を制御するための指針を得るべく,マルテンサイト相が理論上無双晶となるTi-24mol%Nb-3mol%Al合金に,極めて強い再結晶集合組織を発達させて単結晶的試料を作製し,動的熱機械測定(DMA)によって123K〜423Kの温度範囲で減衰挙動を測定した.その結果,2つの内部摩擦(tanδ)ピークが現れることがわかった.一つはよく知られたマルテンサイト変態時の内部摩擦であり,応力振幅・周波数および負荷方位に大きく依存した.このピークに対して応力振幅σ_oとマルテンサイト変態歪み(理論値)ε_Mの積U(力学的相互作用エネルギーの指標)とtanδは比例関係にあることを新たに見いだした.もう一方のtanδピークはマルテンサイト状態である約150K付近で出現し,顕著な応力振幅・周波数・負荷方位依存性を示した. tanδピーク温度の周波数依存性から見積もった活性化エネルギーは約0.5eVであり,水素などの不純物元素の拡散とは別の内部摩擦が生じていることがわかった.さらにtanδピーク高さはUに比例すること,ピークが現れる閥応力が存在することが新たに明らかとなった.閾応力は引張試験から得られたマルテンサイトドメインの再配列応力と良く一致し,双晶変形のシュミット因子によって整理された.これらのことからマルテンサイト状態でのtanδピークはマルテンサイトドメインの双晶変形による再配列に起因し,集合組織を有した材料を作製して非弾性歪み(変態・双晶歪み)と外力の相互作用エネルギーの観点から負荷方位を適切に選べば,2つの内部摩擦ピークの値を制御可能なことがわかった.この様に,βチタン形状記憶合金の内部摩擦ピークの発生機構およびその制御指針を明らかとしたことが本年度における成果である.
1 0 0 0 OA 社会基盤としての参加型合意形成メカニズムへの重層的アプローチ
本研究課題では、人文学、社会科学、理学、工学を横断するアプローチにより、参加型合意形成メカニズムについての理論・方法・実践に関する知識体系を整備した。特に、(1)合理的な主体の集団の中に協力が生まれるメカニズムを、コンピュータ・シミュレーションを用いて解明した。(2)合意と合意形成が満足するさまざまな性質、特に、合意の達成のされやすさや、合意の崩れにくさについての理論的成果を集約し、可視化した。(3)合意形成の支援のモデルを構築した。という3点が研究成果として得られた。
1 0 0 0 固体超強塩基を用いる新規合成反応の開発
1)アニリンとシラン化合物との反応フッ化カリウムをアルミナに担持した触媒では,アニリンとトリメチルシリアルセチレンとの反応によって,対応するアミノシランが得られる。その収率は45℃,20時間で67%であった。アニリンとトリエチルシランとの反応も進行して,50℃,20時間で47%の収率で対応するアミノシランが生成した。また,アミンとしてn-ブチルアミンやt-ブチルアミンでもトリエチエルシラントとの反応が進行し,それぞれの収率は,27%,と9%であった。2)ベンズアルデヒドとフェニルアセチレンとの反応アルミナ担持アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属酸化物を触媒として,上記反応を行なうとカルコンが生成した。なかでも水酸化セシウムを担持した触媒が最も高い活性を示し,90℃,20時間でカルコンの収率は65%であった。反応時間を40時間にすると,その収率は87%に達した。フェニルアセチレンはフルフラ-ルとも反応を起こし,1-フリル-3-フェニル-2-プロペン-1-オンが生成した。その収率は,90℃,20時間の反応条件下で45%であった。しかし,他のアルデヒドとフェニルアセチレンでは反応が進行しなかった。カルコンはフェニルエチニルベンジルアルコールの異性化反応によっても生成した。炭酸セシウムをアルミナに担持した触媒で反応を行なうと,90℃,20時間でカルコンの収率は95%であった。フェニルアセチレンはシクロヘキサノンなどのケトンと反応して,対応するアルコールが生成した。この反応にはアルミナ担持カリウムアミド触媒が有効であった。例えば,フェニルアセチレンとシクロヘキサノンとの反応では,1-(フェニルエチニル)シクロヘキサン-1-オールが,90℃,20時間で収率85%で生成した。
1 0 0 0 ANSI C言語用ソフトウェアスライサ開発へのXMLの応用
前年度まででスライサとビジュアライザの基本的な研究・開発は終了した.本年度は,我々が開発したANSI C用XMLマークアップ言語であるACMLの応用と,昨年度までの研究で判明した「XMLを用いたソースレベルのデータ統合方式」の欠点をより解明・解決する研究を行った.1.ACMLを用いたプログラム情報抽出システムAXESの設計.昨年度までで実現したスライサとビジュアライザをさらに進めた応用事例として,構文要素を用いたパターン(例えば,@if($exp=$exp){})を与えることで,ソースコードの一部を検索できるプログラム情報抽出システムの設計を行った.この機能は,例えば既存のクロスリファレンサ(例えば,GNU GLOBAL, LXR, SPIE, Cxref)にない機能であり,ソースコードに対するより高度で柔軟な検索を可能とする点で意義が大きい.2.DWARF2デバッグ情報を用いたバイナリレベル・データ統合方式の評価.ソースレベルのデータ統合方式は,コンパイラの独自拡張や規格の未規定動作への対応が困難であることが判明したため,昨年度からバイナリレベルのデータ統合方式の設計・実装を開始し,本年度は本方式を用いて実装したクロスリファレンサやコールグラフ生成系の性能や開発効率の評価を行い,本方式の有効性を明らかにした.特に,組込みソフトウェア分野など,本質的にC言語が必要なソフトウェアに対しても本方式が有効であること,一部に不完全なデータ統合を許す「軽量なデータ統合方式」が有用であることを示した.
1 0 0 0 エリザベス朝市民喜劇に関する研究
シェイクスピアの『ウィンザーの陽気な女房たち』の4幕1場は本筋とは無関係なラテン語文法レッスンの場であり、Q版には存在しなかったことから、その存在意義についてこれまで様々な憶測を呼んできた。だが、この場面を作品全体に見られる多様で特異な言語スタイルとの関連で見直すと、この芝居の新たな面が見えてくる。本研究では、4幕1場とその前後にある二つの洗濯籠の場を中心に取り上げ、その特異な言語スタイルを、葛藤が起きてもすぐ脱線しいつのまにか立ち消えになってしまうアクションと絡めて考察した。特に、本作品の主人公フォールスタッフが洗濯籠に入れられ運搬されて河に放り込まれる喜劇的場面は、舞台化されずにフォールスタッフ本人の語りで処理されるのだが、ここには「運搬、移動、窃盗、翻訳」に関するこの作品のテーマが集約されている。結局、この作品は、洗濯籠の場と4幕1場を境にして喜劇の質が変わっているように思われる。最終幕では、フォールスタッフ一人に贖罪を負わせるのではなく、むしろ芝居の構造と言語のあり方そのものに自浄作用が働いており、それがこの喜劇の質を決定している。本作品は広い意味での「移動・運搬・翻訳」を根幹に据え、Aの世界からBの世界への移行のズレや拡散をプロットの起動力に仕立てながら、通常の市民喜劇に見られる陰謀喜劇でも祝祭喜劇でもアリストファネス型喜劇でもない新しい形の喜劇形態へのシェイクスピアの実験的散文劇と考えられる要素が見られるのではないか。
富栄養化に対する窒素除去能として脱窒過程が重要であり、硝酸の窒素安定同位体比を用いた解析手法が発展してきたが、複雑な窒素循環解析には適応限界があり、また、浄化能としてだけではなく温暖化ガスである一酸化二窒素の挙動も同時に評価する必要がある。本研究では、窒素酸化物(硝酸、亜硝酸、一酸化二窒素)の酸素安定同位体比に着目し、微生物培養実験及び湖沼における観測から、新たな窒素循環解析手法を確立することを目的とした。本年度は、微生物培養実験については、アンモニア酸化細菌及び脱窒菌の培養実験を行った。両実験ともに、多種窒素化合物の同位体比を測定するための、培養条件及び測定前処理法を確立するのに試行錯誤を要し、酸素安定同位体比についての明確な情報を得るという観点からは、予備的な実験に留まった。しかし、本年度の実験により実験条件を確立することができたので、今後、目的の実験を速やかに行い成果としてまとめる予定である。また、湖沼における調査については、昨年度までに長野県にある木崎湖及び深見池において窒素酸化物及び水・溶存酸素のサンプリングを行い、試料の一部については安定同位体比の測定を終えていた。本年度は、未測定試料の測定を行い、硝化・脱窒及び一酸化二窒素生成メカニズムについて酸素安定同位体比を中心に解析を行った。同位体比を含んだ窒素循環の鉛直一次元モデルの応用にも取り組み、現在投稿論文を執筆している段階である。
1 0 0 0 高性能LDPC符号の構成に関する研究
Shannon限界に迫る符号化方式として注目されている,LDPC(Low-DensityParity-Check)符号に関する未解決問題として,(1)出来るだけ詳細に規定された符号アンサンブルを導出し,その性能評価を効率的に行なうこと,(2)装置化を考慮した,代数的な構造を有するLDPC符号の構成法,などが上げられる.本研究では,上記の問題に対する解決策として,(1)MuIti-Edge型と呼ばれる新しい非正則LDPC符号アンサンブルの提案とその性能評価に必要な密度発展(Density Evolution)アルゴリズムの開発,(2)LDPC符号のクラスである,修正エキスパンダ符号,アレー符号に対して,ランダム性と代数的構造のバランスをとった,装置化が容易で高性能な符号の構成法,の検討を目的として行なわれ,平成18年度には(1)『対称性』と呼ぶ,Multi-Edge型非正則LDPC符号を規定する基本構造を明らかにして,Multi-Edge型非正則LDPC符号アンサンブルを組織的に記述し,これに適合した密度発展アルゴリズムを開発した(2)修正エキスパンダ符号に対する一般化最小距離繰り返し復号法を提案し,Justesen符号に類似の構成法による,線形時間復号可能でかつ漸近的に良い符号を"陽に"与えることに成功したなどの成果を得た.引き続き,平成19年度には,実際に近い環境を想定したシミュレーションを実施して,提案方式の実用性を検証し,・提案したMulti-Edge型の非正則LDPC符号アンサンブルの具体例に関して,重み分布ならびにStopping Set分布の漸近的振る舞いを求め,提案符号の有効性を確認する・提案した代数的構造を有する各種LDPC(-likeな)符号に関して,従来符号との性能比較を行ない,提案符号の有効性を確認することができた.
- 著者
- 飯野 裕明
- 出版者
- 東京工業大学
- 雑誌
- 若手研究(スタートアップ)
- 巻号頁・発行日
- 2006
平成19年度は(1)加熱スピンコートによる多結晶薄膜作製の詳細な検討(2)平成18年度に検討した棒状液晶系(チオフェン系)、円盤状液晶(フタロシアニン系)の多結晶薄膜を用いた有機トランジスタの作製および評価(3)新規な液晶材料(チオフェン、ペリレン系)の多結晶薄膜の電荷輸送評価および有機トランジスタの作製および評価を行った。(1)液晶相を示す温度における加熱スピンコートを行った際のみ、均一な薄膜作製が可能であった。従って、液晶相においてスピンコートをすることが均一な薄膜作製には重要であることが示唆された。(2)棒状液晶においては良好なトランジスタ特性を示し、移動度(>10^<-2>cm^2/Vs)が過渡光電流測定法で求まる移動度(粒界の影響を受けていない移動度)と一致したのに対し、円盤状液晶においては良好なトランジスタ特性は示さなかった(移動度<10^<-5>cm^2/Vs)。これは配向制御が容易な棒状液晶においては粒界方向を制御でき粒界の影響を受けない電荷輸送特性になったのに対し、円盤状液晶は分子配向制御ができず、粒界の影響を強く受けたためと示唆された。(3)過渡光電流測定法により高移動度(>0.1cm^2/Vs)を示すターチオフェン液晶、およびペリレン液晶を上記と同様な方法でトランジスタを作製したところ、それぞれ、pチャネル、nチャネルで動作し、移動度が0.1cm^2/Vsを超えることを見出した。このように液晶性物質の多結晶薄膜は、(1)液晶相を用いることで通常では困難なウエットプロセスによる均一な多結晶薄膜の作製が可能、(2)液晶相を経由することで分子配向制御させた多結晶薄膜作製が可能、(3)粒界方向を制御でき電荷輸送方向には粒界の影響が少ない、といった特徴を有することが明らかになった。その結果、通常の多結晶材料の真空蒸着法で示されるような高移動度(>0.1cm^2/Vs)を示すpチャネル、nチャネルのトランジスタをウエットプロセスで実現させることに成功した。
本研究は、土砂崩れなどの災害現場において生き埋めになった被災者の救出作業機能を従来の油圧パワーショベルに付加することを目的としているため、i)力制御しながら土砂・瓦礫などを撤去できる油圧ショベル先端のマスター・スレーブ制御系の構築、ii)i)の作業に時間を要する場合に備えた、瓦礫内部に直接延命用の飲料水を搬送できる駆動式生命線「能動ホース」の開発、これら2本を柱に本年度の研究を遂行してきた。その結果、以下のような研究実績を納めることができた。i)においては、11年度提案した臨場感の優れたマスター・スレーブ制御系「パラレルインピーダンス制御系」、12度はマスターとスレーブ間の通信遅れ補償した制御系を開発した。この制御系は、スレーブの受ける土砂・瓦礫等の対称物のインピーダンス特性変化にも適応できる機能があり、さまざまな瓦礫内に被災者が存在する場合の識別などにも発展する技術となり得る。本年度はこれらを総合的にまとめ、各状況に応じた制御系の適用法を明らかにした。またii)においては、11〜14年にかけて開発した「象の鼻」のように柔軟かつ大きな屈曲力を生成できるアクチュエータに関して、本年度は口径45mmの小型湾曲ユニットを開発し方向操舵の機能を有することを確認し、さらに瓦礫内への推進力を生成することのできる推進ユニットを2種類開発した。これらを連結して瓦礫内の推進、および延命用水供給作業の有効性も確認された。今後はさらに防塵対策も行っていく予定である。
1 0 0 0 OA 階層的多構造計算モデル(HIMS)による物流最適計算システムの構築に関する研究
本研究では、提案している階層的多構造計算モデル(HIMS)に基づいた物流最適計算システムを構築している。構築システムでは、配送サービスに対する消費者の多様な要求を満足しつつ、配送側の利益を最大化し、さらにリアルタイムに変動する配送環境にも柔軟に対応することが特徴である。成果として、17 件の原著論文と16 件の国際会議論文(いくつかの基調講演を含む)を発表している。石油物流業界への産業応用の見通しも得られており、今後はコンビニエンス業界など他業種も含めた幅広い実用化に向けて更なる応用を進める。
1 0 0 0 炭素薄膜ライナー圧縮による高密度プラズマの発生
ピンチ形式のプラズマ発生法において、大強度軟X線源、軟X線レーザーへの応用のうえで優れた特徴のある炭素薄膜ライナー圧縮方式を提案し、その原理を実証した。まず、雪かきモデルに類似したシミュレーション法により薄膜の圧縮過程を定量的に検討し、理論的にも本方式は問題が無いことを明らかにした。次に、成膜法の最適化について高周波放電、交流あるいは直流アーク、グロー放電、パルス放電等の各種形式について試み、細い炭素棒をジュール加熱して行う真空蒸着を用いれば、一様でかつ電気抵抗の低い薄膜ができることを示した。しかし現段階では炭素薄膜の場合、成膜に時間がかかり過ぎること、プラズマの圧縮過程が一様でないことなど問題点も多く存在する。そこで炭素にこだわることなく、導電性物質を薄膜とする概念に拡張して研究を発展させた。電気抵抗を低くするには金属薄膜が優れていることから、膜形成が容易なアルミニウムに着目し、その薄膜ライナーと圧縮を検討した。成膜はタングステン・ヒータを用いたアルミ真空蒸着法が確実であり、しかも一様にできること、および蒸着源の部分を工夫すれば真空を破らずに連続運転も可能であることを示した。内径7cmのアクリル製放電容器の内壁へ電極間に幅4cmでつけた膜の厚さは、10〜数10オングストロームであった。これを容量4.4μFのコンデンサ電源で放電電流70KAで駆動した実験により、原理通りの圧縮を実現し、本研究の提案が正しいことを示した。プラズマの振る舞いは、軟X線計測、高速度カメラによる観測だけでなく、これまでライナー圧縮実験では行われたことのない磁気プローブによる磁界測定を実施した。実験で得た軟X線出力を検討するため、平均イオンモデルならびに混成原子モデルによりアルミニウムプラズマからの軟X線放射スペクトルを理論計算から求め、現段階では、内殻電子からの放射強度が強くないことを示した。
1 0 0 0 天体衝突が地球システムの進化に与える影響
本研究では、天体衝突によって作られた蒸気の塊(以下衝突蒸気雲と呼ぶ)の内部で進行する化学反応系を、数値的にシミュレーションし、どのガス種が、どれだけ作られるのかを求める。衝突蒸気雲は、形成直後はきわめて高温・高圧だが、急激に膨張・冷却する。高温・高圧の条件下では化学反応の速度は速く、容易に化学平衡が達成される。これに対し、膨張・冷却が進むと、化学平衡はもはや達成されなくなる。従来の研究では、膨張過程のある瞬間で化学反応がクエンチ(停止)すると考え、単純に衝突蒸気雲の膨張のタイムスケールと、ある化学種がかかわる反応のタイムスケールとの比較から、膨張・冷却後の衝突蒸気雲の組成を見積もってきた。本研究では昨年度までに、開発した1次元球対称モデルを用いて得られる結果について、ガス成分の種類や量について議論を重ね、論文の準備を行ってきた。しかし一連の議論の中で、蒸気雲中の化学反応ネットワークは、系全体がサブシステムに細分化されてゆき、サブシステムの中で局所平衡が達成されるように進むことが明らかになってきた。この描像は従来考えられていたものとは異なっており、この性質をうまく使うことでガス種同士の相対存在度から逆に衝突条件を求めることができるようになるかも知れない。ただし、どのガス種組合せでサブシステムを構成するようになるのかは、温度圧力条件(衝突条件)だけでなく、初期組成にも依存する。本研究では今後も、衝突蒸気雲が地球システムに与える影響を議論するための、幅広いパラメタ空間でのシミュレーションなどを続けてゆく。