hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知的障害者の地域自立生活支援とパーソナルアシスタンスの制度化に向けての総合的研究

鈴木は、1)海外の福祉先進国における障害者の個別化給付やPAによる生活の質とコストについての研究論文を障害者本人や家族への成果、費用対効果に関わる内容ごとの整理、2)2017年9月523日にかけてスウェーデンの行政機関や事業所へのインタビューを行った。この結果、運動団体はPA抑制政策に抵抗するために、1)LSSの堅持と現代化、2)協議調整型のアセスメント方式と支払い方式の柔軟化、3)利益追求型企業は利用者が管理・選定し、家族のパーソナルアシスタントを容認し、4)費用は権利意識の高まりや支援の質との関係、費用対効果、労働市場や国内需要への効果、人権やジェンダー平等、国の責務を検討すべきことが確認された。岡部は「重度訪問介護の対象拡大」と「パーソナルアシスタンス」をめぐる理念と現状及び課題の整理をテーマとして、2017年度に4回の研究会を早稲田大学で開催した。うち2回は「スウェーデンにおけるパーソナルアシスタンス制度の成立過程と現状」、「重度知的障害者の自立生活と支援のリアリティの現在とこれから」のテーマで公開研究会であった。個人として、重度訪問介護を活用した重度知的障害者の脱施設に関する研究を行い、その成果を4点の論文執筆及び11回の研究報告・講演において発表した。中根の介護給付費分析調査は概ね順調にすすんでいる。2017年度調査の論文による結果の発表は2018年度を予定している。山下の2017年度実績は、地域での自立生活を営む重症心身障害者の生活支援の状況について、インタビュー調査及び参与観察を行った。インタビュー調査は、可能な限り障害者本人に同席いただきながら計16名の介助者・支援者に対して行い、また日中や夜間の支援状況を把握するための参与観察を複数回行った。調査により、生活支援の状況および、生活支援と密接に関係して行われる意思決定支援の状況を把握することができている。鈴木の研究の海外の文献研究の収集と整理については、主要な論文成果について概ね整理・分析が終了した。また北欧における個別化給付/パーソナルアシスタンスの実態調査については、今回のスウェーデン国内の現地調査によって、運動団体による近年の政策についての見解を明らかにすることができた。岡部や研究成果の共有と社会への発信のために企画運営する研究会の開催については、公開研究会の開催を含め、予定どおり行うことができた。相模原障害者大量殺傷事件の発生を受けて、2017年度の研究の焦点を重度訪問介護の活用による重度知的障害者の脱施設へとシフトさせたため、当初予定していた東京都多摩地区の自治体職員及び介護派遣事業所スタッフ等に対するインタビュー調査は行わなかった。鈴木は、海外の福祉先進国における障害者の個別化給付やパーソナルアシスタンス(以下、PA)による費用についての研究論文に焦点をあてて、整理し分析した。スウェーデンで、グループホームやホームヘルプサービスに比較するとPA制度は費用が少なく済むこと、代替施策に比較すしてもPA制度の費用はほぼ変わらず、障害者本人や家族の生活の質の向上、家族の雇用機会の確保などの社会経済的効果や社会一般の生活水準の上昇から考えれば、費用上昇は妥当なものであるという結果が得られた。
高性能フェライト磁石のサイト選択的コバルト置換法の確立

近年モーター用途として注目されている高性能フェライト磁石には、保磁力の起源となる磁気異方性の向上を意図してCoが添加されている。この磁気異方性はCoがある特定の結晶学的サイトを占有した場合にのみ発現し、それ以外のサイトに置換されたCoは有効に機能していない。Coは価格や供給の不安定性があり、使用量の低減もしくは効果的な利用が求められている。本研究では添加Coの有効利用のため、合成条件とCo置換サイトの相関を解明し、M型フェライトのサイト選択的Co置換法の確立を目指す。
コミュニティの重層性に関する基礎研究-人口移動と諸機関関係の調査から-

本研究の目的は、社会学の基礎概念であり、かつまた行政施策の重要なキ-概念である「コミュニティ」について、その重層構造という観点から再構成を試みるというものであった。この目的を達成するために、当初の予定通り、文献調査と実態調査の2方向からの考察を行っている。まず文献調査では国内外のコミュニティ間連の論文を広く検討し、そのなかでコミュニティの重層構造の理論を引き出していった。社会学のコミュニティ概念には、コミュニティの包括的・限定的という区別が存在するが、これはコミュニティの重層構造の考え方の元に成り立つものであり、そのなかで重要な区別として、国際コミュニティ、国家コミュニティ、地域コミュニティが広く用いられていることを確認した。この文献調査で明らかとなったことのうち重要なものは、関東・関西の大都市調査でいわれている「コミュニティ」と、地方中小都市や農村・漁村調査で用いられる場合の「コミュニティ」の間にある奇妙なズレである。このズレに着目し、調査研究に臨んだ。調査では、津軽地方のコミュニティ構造をとりあげていくことでその重層的要素を拾い出し、このデータと大都市コミュニティ調査で行われているコミュニティ概念との比較を行った。津軽調査では、まず青森県津軽地域の人口移動構造や機関について調査を行い、数量的分析も行った。しかし、当初の予定に反し、こうした客観的指標以上に、各機関などで行った聞き取り調査の主観的なデータの方がより示唆的であった。この調査では生活レベルからコミュニティ構造を積み上げていくことを試み、その中で集落コミュニティ・旧町村コミュニティ・現市町村コミュニティの重層的段階を引き出していった。これらのデータと、大都市コミュニティとの比較の中から、重要なものとしてあらわれてきたのは、コミュニティの各層間の連続性のパターンの違いというものである。農村におけるコミュニティ構造は、下から順に緊密な形で積み上げられており、集落・旧町村・新市町村へと段階的に連続的な構成をなしている。他方、大都市コミュニティ構造は、旧町村規模のコミュニティがいきなり存在した後、これが無秩序に多方面へとつながっていくネットワーク構造を示している。コミュニティ層間の連続性というキーワードは、こうした地域ごとのコミュニティ構造を考える上で非常に重要な概念となりうるものであるが、このことを示すためには、さらに広く社会心理学的な手法を用いた解析が必要である。加えて、災害時のコミュニティなど、何らかの問題との関連で、こうしたコミュニティ構造の違いがどのように関わっているのかを追求する必要も課題として残された。
ルテニウムポルフィセン錯体によるZスキーム型光触媒系の構築

第1年度、第2年度を通してルテニウムポルフィセンの合成と機能化を行い、さらに側鎖をヒドロキシル基で修飾したヒドロキシポルフィセンの合成を行った。第3年度はヒドロキシポルフィセンを用いた光誘起プロトン共役電子移動反応系を構築した。ヒドロキシポルフィセンは適当なプロトンと電子のアクセプターが存在すると、それらへ電子とプロトンを引き抜かれる、プロトン共役電子移動が起きると考えられる。また、ポルフィセンはポルフィリンよりも長波長に大きな吸収帯を有することから、従来のポルフィリンを用いた系よりも優れた光誘起電子移動の反応系を構築できることが期待される。電子、プロトンのアクセプターとしては天然の光合成でも用いられているキノンの誘導体であるデュロキノンを用いた。デュロキノン存在下でヒドロキシポルフィセンが吸収する可視光領域のレーザーを照射すると、励起3重項状態のヒドロキシポルフィセンとデュロキノンが反応していることが過渡吸収スペクトルによって確認された。また、光励起後、420nm付近に、デュロキノンのラジカル種に特徴的な吸収が新たに生成することが確認された。エタノール中におけるStern Volmerプロットより、電子移動反応速度定数は7.8×10^8[M^<-1>s^<-1>]である。重水素ラベル化したエタノール中では、ヒドロキシポルフィセンのOHがODへと変換され、電子移動反応速度定数は4.4×10^8[M^<-1>s^<-1>]に減少する、同位体効果を示した。これは、反応の律速段階に水素原子の移動を含んでいるということであり、光誘起プロトン共役電子移動が起きたことを示している。これらの結果は2012年のResearch on Chemical Intermediates誌に採録が決定されている。当初の目的であった、Zスキーム型光触媒系の構築には至らなかったものの、それに代わる新しい反応系として、ポルフィセンを用いた光誘起プロトン共役電子移動反応系を構築することに成功し、多くの学会、学術論文等で成果を発表することができた。これは、今後の人工光合成系の構築において重要な成果であると考えられる。Zスキーム型光触媒系の構築のためには、ただ可視光吸収能を有する色素を組み合わせるだけでなく、それらの間の励起状態のエネルギーや寿命等を考える必要がある。ポルフィセンは、光吸収能、励起状態のエネルギー等は充分であったが、電子移動に必要な最適な条件を見出すには至らなかった。一方、その過程で、自然界の様々なプロセスにおいて重要な過程の一つである、光誘起プロトン共役電子移動はポルフィセンを用いて行うことができた。今後は、一つの現象だけでなく、光合成のプロセスにおける様々な素過程を組み合わせることで効率的な人工光合成系を構築できると期待される。ルテニウムポルフィセン錯体の詳細な構造、性質の検討を行った。さらにポルフィセンを用いたユニークな光誘起電子移動反応系の構築を目指して側鎖にヒドロキシル基を導入したポルフィセンの合成とその光誘起電子移動に関する評価を行った。ルテニウムポルフィセン錯体はこれまでその構造について、分光学的手法以外では明らかになっていなかったが、今回初めてX線結晶構造解析によって構造を明らかにできた。これにより性質などに関して詳細な議論が可能になった。また、ルテニウムポルフィセン錯体の光誘起配位子置換反応において、これまでは紫外光の光源としてブラックライトを用いていたが、今回新たに内部照射型の高圧水銀ランプ反応器を用いることで反応の効率が飛躍的に向上した。現在、ルテニウムポルフィセン錯体の合成、構造、配位子置換反応に関する論文を作成中である。さらに人工光合成の反応系を志向した、光誘起電子移動の電子ドナーとしてのポルフィセンの可能性を探索するため、側鎖にヒドロキシル基を導入したポルフィセンおよびその錯体の合成を試みた。ヒドロキシル基は電子供与基であるのと同時にプロトンのドナーとしても作用することが期待される。このような分子の設計により、プロトンの移動に伴って電子移動も起こりやすくなる系の構築が可能になる。今後、置換基を導入したポルフィセン錯体の光物性、光化学的特性についてより詳細に議論し、Zスキーム型光反応系への応用へ展開していく。第1年度目は、ルテニウムポルフィセン錯体のX線結晶構造解析によって構造を明らかにした。第2年度目である今年度は、この知見を元にルテニウムポルフィセン、およびポルフィリン錯体の様々な類縁体についてX線結晶構造解析に成功した。現在、この構造をもとにした議論を行い、論文を執筆中である。また、ヒドロキシル基を導入したヒドロキシポルフィセンについても第1年度に引き続き研究を行い、その過程でポルフィセンが「プロトン共役電子移動反応」、「水素原子移動反応」などの様々な基礎的ではあるが興味深い反応を行うということを見出した。このような挙動は通常のポルフィリンやポルフィセンでは観測されず、ヒドロキシル基を導入した効果である。これらヒドロキシポルフィセンの電気化学的挙動について、論文を投稿し、現在査読中である。さらに、ヒドロキシポルフィセンはポルフィリンとは異なり、大きな可視光吸収能を有していることから、今後人工光合成の観点から、非常に優秀な化合物となり得ると考えられる。天然光合成においてはプロトン共役電子移動によって光誘起電子移動をスムーズに進行させており、我々の化合物によってこのような天然を模倣した先進的な系を開発できる。

今後、より優れた光誘起電子移動反応系の構築のために、ポルフィセンと種々の電子アクセプターとの間での光誘起電子移動に関する評価をUV-visスペクトル、過渡吸収スペクトルなどを用いて行い、最終年度ではポルフィセンと電子アクセプターとの間での興味深い電子移動反応について考察する予定である。第1年度、第2年度を通してルテニウムポルフィセンの合成と機能化を行い、さらに側鎖をヒドロキシル基で修飾したヒドロキシポルフィセンの合成を行った。第3年度はヒドロキシポルフィセンを用いた光誘起プロトン共役電子移動反応系を構築した。ヒドロキシポルフィセンは適当なプロトンと電子のアクセプターが存在すると、それらへ電子とプロトンを引き抜かれる、プロトン共役電子移動が起きると考えられる。また、ポルフィセンはポルフィリンよりも長波長に大きな吸収帯を有することから、従来のポルフィリンを用いた系よりも優れた光誘起電子移動の反応系を構築できることが期待される。電子、プロトンのアクセプターとしては天然の光合成でも用いられているキノンの誘導体であるデュロキノンを用いた。デュロキノン存在下でヒドロキシポルフィセンが吸収する可視光領域のレーザーを照射すると、励起3重項状態のヒドロキシポルフィセンとデュロキノンが反応していることが過渡吸収スペクトルによって確認された。また、光励起後、420nm付近に、デュロキノンのラジカル種に特徴的な吸収が新たに生成することが確認された。エタノール中におけるStern Volmerプロットより、電子移動反応速度定数は7.8×10^8[M^<-1>s^<-1>]である。重水素ラベル化したエタノール中では、ヒドロキシポルフィセンのOHがODへと変換され、電子移動反応速度定数は4.4×10^8[M^<-1>s^<-1>]に減少する、同位体効果を示した。これは、反応の律速段階に水素原子の移動を含んでいるということであり、光誘起プロトン共役電子移動が起きたことを示している。これらの結果は2012年のResearch on Chemical Intermediates誌に採録が決定されている。当初の目的であった、Zスキーム型光触媒系の構築には至らなかったものの、それに代わる新しい反応系として、ポルフィセンを用いた光誘起プロトン共役電子移動反応系を構築することに成功し、多くの学会、学術論文等で成果を発表することができた。これは、今後の人工光合成系の構築において重要な成果であると考えられる。Zスキーム型光触媒系の構築のためには、ただ可視光吸収能を有する色素を組み合わせるだけでなく、それらの間の励起状態のエネルギーや寿命等を考える必要がある。ポルフィセンは、光吸収能、励起状態のエネルギー等は充分であったが、電子移動に必要な最適な条件を見出すには至らなかった。一方、その過程で、自然界の様々なプロセスにおいて重要な過程の一つである、光誘起プロトン共役電子移動はポルフィセンを用いて行うことができた。今後は、一つの現象だけでなく、光合成のプロセスにおける様々な素過程を組み合わせることで効率的な人工光合成系を構築できると期待される。
看護師の経鼻吸引技術向上のためのシミュレーションラーニングシステムの構築

臨床の経鼻吸引場面では、鼻腔の狭窄や舌根による咽頭腔の圧迫などによりカテーテル操作が困難な場面も多い。経鼻吸引のような侵襲性の高い技術の習得にはシミュレータによるトレーニングが有用であるが、経鼻吸引技術の習得は臨床での経験の積み重ねに依拠している。本研究の目的は、看護師が対象の状況に合わせた経鼻吸引技術を習得するためのシミュレーションラーニングシステムを構築する。
脳神経細胞内情報伝達の核医学的描画を目的としたポジトロン薬剤の開発

アデニル酸シクラーゼの関与する細胞内情報伝達系イメージング剤の開発標識薬剤の合成研究-〔〃c〕アセチルクロライドによる脱アセチルフォルスコリン標識位の制御を試みた結果、1位のアセチル化には反応溶剤をジクロロメタンとし、baseにDBUを用いることが有効であることを見い出した。また、7位のアセチル化には反応溶剤にトルエンを用いると良いことが分った。インビトロにおける評価-上述の研究において複生成物として得られた1-アセチル-7脱アセチルフォルスコリンのフォルスコリンの結合部位への親知性をラット脳膜画分を用いて検討し、1-アセチル-7脱アセチルフォルスコリンは、フォルスコリンと極めて類似した物性を有するが、フォルスコリン結合部位に親知性を示さず、フォルスコリンのネガティブコントロールとして有用であることが示唆された。また、同化合物はアデニル酸シクラーゼ活性化能も有さないことが示された。イノシトールリン脂質の関与する細胞内情報伝達系イメージング剤の開発スタウロスポリン(プロテインキナーゼc阻害剤)の誘導体UCN-01の〃Cメタノールを用いた標識化を検討し、最適な反応条件を見い出した。同様にUCN-01のネガティブコントロールに成り得るUCN-02のメチル化にも成功し、今後2つの化合物の動物体内分布を検討して行く予定である。
高齢者の転居後の生活適応とその要因に関する縦断的研究

転居高齢者の転居後の身体・心理・社会的状態の特徴を明らかにすることを目的に、質問紙調査を実施した。地元高齢者に比較し、転居高齢者には介護予防の必要性が高い者が多く含まれていた。また1年齢が高い者、2転居前の家族構成が独居以外の者、3転居先の生活環境を知らなかった者、4転居後に趣味をやめた者が転居後の要介護度を悪化させていた。ライフ・ライン・メソッドを用いた調査結果から、転居先の生活に「辛うじて適応している」状態になったのは、平均で1年以上2年未満であることが明らかになった。転居高齢者には、健康状態や自立した生活に不安を抱える介護および介護予防ニーズの高い高齢者が多く含まれる。その上転居が高齢者に与える影響は非常に大きい。本研究では、転居高齢者の転居後の身体・心理・社会的状態などを地元高齢者と比較検討するとともに、転居後の良好な適応の要因を明らかにすることを目的とした。初年度は転居高齢者の身体・心理・社会的状態および日常生活状況などについて、地元高齢者との比較からその特徴を明らかにすることを計画した。自治体の協力を得て、転居高齢者が多く居住する地区を含む中学校区に居住する75歳以上の高齢者340名に質問紙調査を郵送し、訪問で回収した。対象者のうち入院、入所、認知症などで回答不能な者80名を除き、260名中180名(69.2%)の回答を得た。有効回答数は174名(96.6%)であった。このうち転居高齢者は29名で平均年齢(±SD)は81.3±5.1歳、地元高齢者は145名で平均年齢(±SD)は80.6±4.4歳であった。現居住地での適応について両者では有意な差がみられ、転居高齢者には「慣れていない」と回答した者が多かった。日常生活においても転居高齢者は近所への外出、日用品の買い物、排泄、入浴などの項目で家族の介助を受けている者が有意に多く、庭の手入れや友人・近所の人との会話も有意に頻度が低下していた。また基本チェックリストを用い介護二次予防が必要な項目を比較したところ、転居高齢者に口腔機能低下者が有意に多かった。また有意な差はないものの、転居高齢者のうち認知機能の低下は62.1%、抑うつ48.1%、閉じこもり、運動機能の低下は34.5%と該当者が多く含まれていた。転居高齢者には近所付き合いなど日常生活の変化が生じ、介護二次予防が必要な者が多く含まれることが明らかになった。今後は転居の影響を含めて詳細な分析を行う予定である。その上、転居が高齢者に与える影響は非常に大きい。本研究では、転居高齢者の転居後の身体・心理・社会的状態を、地元高齢者と比較検討するとともに、転居後の良好な適応の要因を明らかにすることを目的とした。H26年度にはH25年度とは異なる自治体の協力を得て、転居高齢者が多く居住する中学校区に居住する75歳以上の高齢者561名を対象に、質問紙調査を郵送し、訪問で回収した。その結果H25年度調査と合わせると対象者は901名となった。対象者のうち入院・入所・認知症などで回答不能な146名(16.2%)を除き、755名中472名(62.5%)の回答を得た。このうち有効回答数は463名(有効回答率98.1%)であり、その内訳は転居高齢者90名(19.4%)、地元高齢者373名(80.6%)であった。高齢者の日常生活状況では、転居高齢者に地域での生活に慣れていないとする者が有意に多く、近所への外出、排泄、入浴、家の掃除で介助を要する者も有意に多かった。畑・庭仕事、近所の人との会話の頻度も有意に低かった。また介護認定状況には差がなかったが、介護二次予防対象者を把握するための基本チェックリストを用いて、転居高齢者と地元高齢者を比較したところ、友人を訪ねる、家族や友人の相談にのる、階段を手すりを使わずに昇る、お茶や汁物でむせる、周囲から物忘れの指摘の各項目で転居高齢者に有意に問題を抱える者が多かった。心理的状態の生活満足度には差がなかった。高齢者を対象とする調査と同時に、主介護者に対する調査も実施した。H25年度に有効回答が得られた87名を分析したところ、転居高齢者の主介護者は続柄が実子で、高齢者に自分たちの生活スタイルに合わせて生活する事を求める者が有意に多かった。H26年度までに調査およびデータの整理を終えた研究を「転居高齢者の要介護度悪化に関連する要因の検討」として、以下のようにまとめた。目的:65歳以上で転居した高齢者の要介護度の悪化に、転居時の状況および転居後の生活変化がどのように関連するのかを明らかにすることを目的とした。方法:1.対象者:名古屋市近郊の2自治体の転居高齢者が多く居住すると考えられる中学校区(計6行政区)に住み、65歳以上で転居してきた後期高齢者を対象とした。2.調査期間および方法:住民基本台帳から抽出した後期高齢者に質問紙調査票を郵送し、1週間ほど留め置いた後、調査員が訪問で回収した。

自記式調査としたが、健康状態などによって聞き取り調査を希望する場合には、調査員が直接聞き取り記入をした。また研究協力者で本人の了解が得られた場合は回答の記入もれなどを調査員が聞き取り、追加記入した。調査票の提出をもって同意が得られたものとした。結果:回答の得られた89名のデータから次の結果が示された。1.基本属性の中では、年齢及び転居後年数が要介護度悪化と有意に関連した。2.転居時の状況では転居先の生活環境を事前に知っていた者に比べ、知らなかった者が、要介護度が有意に悪化していた。3.日常生活の変化では、家事および趣味と要介護度悪化が有意な関連を示し、いずれも悪化群は転居後にやめた者に多く含まれていた。4.「要介護度悪化の有無」を従属変数として多重ロジスティック回帰分析(ステップワイズ法)を行ったところ、最終的に「年齢」「転居前の家族構成」「転居先の生活環境を事前に知っていたか」「趣味の実施状況の変化」の4変数が選択された。平成27年度は新たに研究題目「転居高齢者の転居後の生活適応の経過と関連要因」に着手した。平成27年度末までにデータ収集を終える計画であったが、インタビュー終了者は、計画のおよそ半数にとどまった。しかし平成28年度当初に引き続きデータ収集し、5月末をめどに終了する予定である。以上のことから計画の遅れはあったが、おおむね順調に進展している。H28年度に新たに調査を行い、「転居高齢者の生活適応の経過に関連する要因」としてまとめ、公表した。概要は下記の通りである。目的:都道府県の境界を越えて子どもとの近居または同居を目的として転居してきた高齢者を対象に、生活適応の経過と関連要因について明らかにすることを目的とした.方法:対象は過去2年以上5年以内に、65歳以上で長年住み慣れた地域から都道府県の境界を越えて子どもとの近居または同居を目的として中部地方のA市に転居してきた高齢者6名である。研究参加者は在宅介護支援センター相談員および民生委員から紹介を受けた。研究者が訪問し、研究参加について同意を確認した後、1人につきおよそ1時間の半構造化面接調査を行った。研究デザインはライフ・ライン・メソッドを用いた。結果:1.高齢者は、転居によって生活に「慣れている」状態から「慣れていない」状態に陥り、その後平均で4.2ヶ月頃に新しい土地での生活が適応に向かっていることを実感していた。転居先の生活に「慣れている」状態になったのは、平均で1年7ヶ月後であった。2.転居後の適応を推進した要因である「適応のための考えや行動」は、【転居の肯定的な受け止め】【地元の人に受け入れてもらえるよう振る舞い行動する】【自分にとってなじみの土地になるよう行動する】など7カテゴリーで構成され、転居者であることを意識しながらも地域に溶け込むための積極的な行動が含まれていた。また「周囲の人的・物的環境との関係性」は【転居前の生活を継続できる環境】【転居前より無理がなく安心感のある生活】【子ども家族や地域の人との穏やかな交流】【新たに得た知人・友人の存在】など8カテゴリーが含まれ、日常的な交流と安定感のある生活が要因になっていた。転居高齢者の転居後の身体・心理・社会的状態の特徴を明らかにすることを目的に、質問紙調査を実施した。地元高齢者に比較し、転居高齢者には介護予防の必要性が高い者が多く含まれていた。また1年齢が高い者、2転居前の家族構成が独居以外の者、3転居先の生活環境を知らなかった者、4転居後に趣味をやめた者が転居後の要介護度を悪化させていた。
レーザートンネル電子運動量計測に基づく電子ダイナミクス可視化法の開拓

化学反応や分子機能を司る電子のダイナミクスを複雑な解析を経ることなく可視化することを目的として,強レーザー場における「トンネルイオン化」を利用した新規手法の開拓を行う。特にトンネル電子の運動量分布に着目し,これを分子座標系で3次元計測することで,実時間で電子ダイナミクスを直接観測する新しい反応イメージング法の基盤を確立する。HOMOなどの最外殻電子のダイナミクスを可視化し、どのように変化するか捉えることは分子の反応や機能を理解する上で重要な課題である。ここでは、トンネルイオン化に注目し、トンネル電子の垂直方向運動量分布(TMD)が漸近領域での電子波動関数を反映することを利用して、その電子の運動量計測により3次元の電子分布の可視化に挑戦する。従来、電子軌道における電子の運動量測定は(e,2e)法など電子散乱で行われているが、電子の空間電荷を避けて時間分解能を付与することが困難であった。TMD法は、超高速分光を用いつつ電子運動量を測定できる可能性がある。新しい計測法の開発により、これまで見えていなかった電子のふるまいを明らかにできることが期待できる。
リン脂質への選択性を飛躍的に向上した抽出法の開発とターゲットリピドミクスへの応用

本研究では、パーフルオロアルキル基同士の特異的な親和性(フルオラス)を利用し、生体内リン脂質の新規かつ選択的抽出法の開発を行った。本法は、フルオラス性をもつパーフルオロポリエーテルカルボン酸(Krytox)のZn(II)固定化体を利用するものであり、金属キレートアフィニティー抽出様の原理により、リン脂質をフルオラス溶媒中に選択的に抽出する。前年度までに、モデル化合物として、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジン酸(PA)、スフィンゴシル-1-リン酸(S1P)及びスフィンゴシルホスホコリン(SPC)の7種のリン脂質を用いて抽出条件の最適化及びLC-MS/MS測定条件の最適化を行い、標準添加ヒト血清試料において、目的としたリン脂質類を本法により良好に抽出できることを示した。今年度は、本抽出法の更に詳細な検討を行い、実際のヒト血中リン脂質の抽出及び分析へと本法を適用した。リン脂質の中でもPC及びスフィンゴミエリン(SM)及びリゾホスファチジルコリン(LPC)は、MS/MS分析において共通のフラグメントイオンを有することが知られている。そこで、これら3種のリン脂質類を対象とし、本抽出法によって得られた溶液を、LC-MS/MSのプリカーサーイオンスキャン分析に供した。その結果、ヒト血中における6種のLPC、10種のSM及び34種のPCを何ら他の成分に妨害されることなく、検出同定することが可能であった。以上、本研究により開発した方法論は、リン脂質が関与する様々な疾病等の原因解明やバイオマーカー探索などにおける有用なツールになり得ることが示唆された。本研究では、リン脂質の選択的分析を行うべく、パーフルオロアルキル基同士の特異的な親和性(フルオラス)を利用した新しい抽出法の開発を試みている。本法の原理は、パーフルオロポリエーテル構造をもつフルオラスカルボン酸(Krytox)にZn(II)を固定化し、さらにそのZn(II)にリン酸基を配位させることで、得られた複合体(リン脂質を含む)をフルオラス溶媒中に選択的に抽出することに基づく。今回、モデル化合物として、スフィンゴシルホスホコリン(SPC)及びスフィンゴシン-1-リン酸(S1P)を用いて基礎検討を行った。抽出手順は以下のとおりである。試料溶液に、クロロホルム、0.2%トリフルオロ酢酸(メタノール溶液)、水Zn(II)固定化Krytox溶液(テトラデカフルオロヘキサン溶液)を加えて室温で振とう。遠心分離後,、上層を除去し、下層(フルオラス層)を洗浄後、2%トリフルオロ酢酸(80%メタノール溶液)を加えて逆抽出。遠心分離後、上層の一部(5 μL)をLC-MS/MSに注入。本抽出法により、SPC及びS1Pは定量的に抽出された。また,、リン酸基を有していない脂肪酸(パルミチン酸及びステアリン酸)についても同様の抽出を行ったところ、抽出はされなかった。以上の結果から、本法がリン脂質に対して選択性を有していることを確認することができた。なお、本法におけるSPC及びS1Pの回収率は85%92%の範囲であり、再現性についても良好な結果を得ることができた(RSD<9.0%)。上記の研究実績の概要のとおり、本法により、今回リン脂質のモデルとして用いたSPC及びS1Pの抽出が可能であったこと、並びにリン酸基を有していない脂肪酸は抽出されなかったことを確認している。従って、目的のとおり、フルオラスの親和性を利用することで、リン脂質を選択的に抽出できることを証明できており、研究は概ね順調に進展していると考えている。本研究では、パーフルオロアルキル基同士の特異的な親和性(フルオラス)を利用し、リン脂質の新規かつ選択的抽出法の開発を試みている。前年度までに、Zn(II)を固定化したパーフルオロポリエーテルカルボン酸(Krytox)を用い、金属キレートアフィニティー抽出の原理により、リン脂質をフルオラス溶媒中に選択的に抽出する方法を構築した。さらに、モデル化合物として、スフィンゴシルホスホコリン(SPC)及びスフィンゴシン-1-リン酸(S1P)を用いて基礎検討を行ったところ、それらの選択的な抽出が可能であり、LC-MS/MSにて高感度に測定可能であることを示した。今回、測定対象を拡張すべく、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジン酸(PA)、スフィンゴシル-1-リン酸(S1P)及びスフィンゴシルホスホコリン(SPC)の7種のリン脂質を用いて抽出条件の最適化を行った。さらに、本法をヒト血清試料へと適用し、その有用性を検証した。その結果、本法により対象としたリン脂質類を抽出できることを確認し、さらに標準添加ヒト血清試料から対象としたリン脂質類を抽出することも可能であった。ただし、ヒト血清試料からの対象リン脂質の回収率は、66159%の範囲内であったため、抽出条件の更なる検討が必要になるものと考えている。研究実績の概要に記載のとおり、本法により対象としたリン脂質の選択的抽出が可能であること、並びに実試料であるヒト血清試料への適用が可能であることを確認している。

従って、当初目的のとおり、フルオラスの相互作用を利用したリン脂質の新規かつ選択的な抽出法の基礎的条件は構築できており、研究は概ね順調に進展していると考えている。本研究では、パーフルオロアルキル基同士の特異的な親和性(フルオラス)を利用し、生体内リン脂質の新規かつ選択的抽出法の開発を行った。本法は、フルオラス性をもつパーフルオロポリエーテルカルボン酸(Krytox)のZn(II)固定化体を利用するものであり、金属キレートアフィニティー抽出様の原理により、リン脂質をフルオラス溶媒中に選択的に抽出する。前年度までに、モデル化合物として、ホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルグリセロール(PG)、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジン酸(PA)、スフィンゴシル-1-リン酸(S1P)及びスフィンゴシルホスホコリン(SPC)の7種のリン脂質を用いて抽出条件の最適化及びLC-MS/MS測定条件の最適化を行い、標準添加ヒト血清試料において、目的としたリン脂質類を本法により良好に抽出できることを示した。今年度は、本抽出法の更に詳細な検討を行い、実際のヒト血中リン脂質の抽出及び分析へと本法を適用した。リン脂質の中でもPC及びスフィンゴミエリン(SM)及びリゾホスファチジルコリン(LPC)は、MS/MS分析において共通のフラグメントイオンを有することが知られている。そこで、これら3種のリン脂質類を対象とし、本抽出法によって得られた溶液を、LC-MS/MSのプリカーサーイオンスキャン分析に供した。その結果、ヒト血中における6種のLPC、10種のSM及び34種のPCを何ら他の成分に妨害されることなく、検出同定することが可能であった。以上、本研究により開発した方法論は、リン脂質が関与する様々な疾病等の原因解明やバイオマーカー探索などにおける有用なツールになり得ることが示唆された。今後は、さらにモデル化合物を増やし、抽出方法・手順を最適化していくこととする。その後、実試料への適用を検討し、ターゲットリピドミクスを行うための基盤を整備していくこととする。なお、実試料へと本法を適用した際、抽出法に問題が生じた場合は、適宜、検討を行い、方法を修正していくこととする。今後は、抽出方法・手順をさらに最適化していくこととする。さらに本法のリン脂質に対する選択性を詳細に検討すべく、ヒト血中に含まれるその他の脂質類(アシルグリセロールやコレステロール混練物質など)を用いた検討をも行っていくこととする。また、実試料としてヒト血清試料への適用例を増やしていき、さらにはリピドミクスを行うべく、何らかの病態モデル試料へと本法を適用していくものとする。本年度は、本研究の基礎検討を中心に実験を行っていた。リン脂質のモデルとして使用した化合物も2種類であり、先ずは開発する抽出法の原理確認を優先して行った。そのため、消耗品費などの使途が限られてしまい、次年度使用額が生じた。(理由)本年度は、概ね順調に研究を遂行することができたため、助成金についてもほぼ計画通りに使用できたものと考えている。僅かに次年度使用額が発生したが、研究遂行に支障はないものと考えている。(使用計画)次年度は、対象とするリン脂質の成分数をさらに増やすとともに、抽出条件のさらなる最適化を行っていく予定なので、研究費のほとんどは、標準品を含む試薬や溶媒類、実験器具類などに充てるものとする。その他として、成果発表のための学会旅費、論文投稿費などとして使用することとする。
多量に水素侵入した水素利用機器材料のフレッティング疲労強度低下予測法の確立

近未来エネルギーである水素を利用する機器の長期信頼性確保のため,大量の水素が侵入した金属材料のフレッティング疲労強度評価を行った.760気圧, 105°Cの高圧水素ガスに試験片に最長300時間曝露し,試験片の表面水素濃度を通常材料の60倍以上に増加させた.本研究で開発した1MPa水素ガス中試験装置を用いて,フレッティング疲労強度試験を実施し,材料内に侵入した水素と水素ガスのいずれも強度低下を引き起こすことを明らかにした.両方の影響が同時に存在するとき,もっとも顕著な疲労強度低下が生じた.近未来エネルギーである水素を利用する機器の長期信頼性確保のため,大量の水素が侵入した金属材料のフレッティング疲労強度評価を行った. 760気圧, 105°Cの高圧水素ガスに試験片に最長300時間曝露し,試験片の表面水素濃度を通常材料の60倍以上に増加させた.本研究で開発した1MPa水素ガス中試験装置を用いて,フレッティング疲労強度試験を実施し,材料内に侵入した水素と水素ガスのいずれも強度低下を引き起こすことを明らかにした.両方の影響が同時に存在するとき,もっとも顕著な疲労強度低下が生じた.次世代エネルギーの有望策のひとつに水素利用があげられるが,水素環境での金属疲労・摩擦摩耗特性に対する知見は不十分である.低圧の水素ガス環境中では,フレッティング疲労強度が大気中に比べて低下することが明らかになっており,より高圧の水素ガス環境中,あるいは,長期使用後に材料に大量の水素が侵入した状態のフレッティング疲労強度は水素利用機器の安全性確保の観点から極めて重要な解決すべき課題である.第一年度である本年度は,1MPa級の水素ガス環境中でフレッティング疲労試験を実施できる試験機の開発に取り組んだ.高圧ガス機器であること,爆発性の水素ガスを使用することを考慮して,実験装置の安全性確保には細心の注意が必要である.本装置には安全確保策として,水素ガス漏洩に対し(1)水素ガス容器は密閉し,回転・摺動等のシール部を持たない構造にする,(2)水素ガスの封止は二重構造とし,万一水素ガス容器から漏洩が発生してもその外側の容器で大気中への漏洩を防止する,(3)二重構造の中間と試験部の空間に差圧をつけて,各封止構造の負担する圧力を相対的に減少させる,(4)中間部の圧力監視を行い,圧力変化で水素ガス漏洩を検知するシステムにする,等を組み込んだ.試験装置はほぼ完成し,ガス中試験を実施できる状態とした.本年度は,水素ガス中の試験データとの比較データとして,大気中でのフレッティング疲労試験を実施した.供試材は,水素利用機器材料として用いられているSUS316Lと比較材としてのSUS304,それらに予ひずみを付与して硬化させた材料,さらに,上の4材料に水素チャージを行った材料である.水素チャージは陰極チャージ法を用いて行った.大気中のフレッティング疲労試験では,フレッティング疲労強度に水素チャージの影響は顕著には見られなかった.今後は,水素ガス環境中での実験を実施する予定である.水素エネルギー利用は機器の実証試験段階にあるが、水素環境中の金属疲労や摩擦・摩耗特性の知見は不十分である。水素利用機器の構成材料が高圧水素ガス環境に長期に曝されることを考慮して、金属材料に大量の水素が侵入した状態のフレッティング疲労強度評価を行うことは、水素利用機器の安全性・長期信頼性確保の観点から極めて重要である。昨年度に第一の研究課題である1MPa級水素ガス環境中フレッティング疲労試験装置の開発を完了した。本年度の主な研究項目はその試験装置による実験遂行である。試験片に水素を侵入させるため、陰極法と高圧水素ガス曝露法による水素チャージを行った。陰極法では8ppm、高圧水素ガス曝露法では60ppmの材料中水素濃度が得られた。後者は100MPa級のガス中での飽和値に相当する高い水素量である。試験環境は大気中と水素ガス中とし、両方の環境においてチャージ材と未チャージ材を試験した。供試材はSUS304加工硬化材である。大気中におけるフレッティング疲労限度は、水素チャージにより約18%低下した。水素ガス中におけるフレッティング疲労強度は、未チャージ材においても低下した。水素ガス中における水素チャージ材のフレッティング疲労強度は、未チャージ材の水素ガス中と比較しても顕著な差は未だ認められていない。また、2種類の水素チャージ材の材料中水素濃度には7.5倍の差があったが、フレッティング疲労強度には差がみられなかった。これらのことから、水素ガス中では材料中に予め吸蔵した水素はフレッティング疲労に対して著しい影響を与えない可能性が示唆された。水素ガス中でフレッティング疲労強度が低下する理由の一つに、接触面間に作用する接線力が水素ガス中の方が大気中に比べ増加したことがあげられるが、接線力の大小には水素チャージは影響を与えないことが明らかになった。水素は近未来エネルギーとして利用の実証試験段階にあるが,金属疲労や摩擦・摩耗に及ぼす水素の影響は未だ明らかでない.本研究では,水素利用機器の長期信頼性確保の観点から極めて重要である,水素利用機器の構成材料が高圧水素ガスに長期に曝され大量の水素が侵入した状態を模擬したフレッティング疲労強度評価を行った.本研究の初期に開発した1MPa水素ガス中フレッティング疲労試験装置を用いて,試験を実施した.試験片には高圧水素ガス(760気圧,105°C,100時間)暴露による水素チャージを行った.この水素チャージ条件の試験片表面水素濃度は約60ppmまで増加した.

なお,水素未チャージ材の水素濃度は1.7ppmである.フレッティング疲労強度に及ぼす材料内水素の影響に着目して行った水素チャージ材の大気中試験では,水素チャージ材の疲労強度低下がみられ,機器の強度設計では配慮が必要であることが明らかになった.次に水素濃度の影響を検討するために,高圧水素ガス暴露の暴露時間を300hとした試験片も作製した.300h高圧水素ガスチャージ材の疲労強度は,100hチャージ材よりさらに低下し,多量に水素を含む材料の強度低下はより顕著となることが明らかとなった.環境水素の疲労強度に及ぼす影響を検討するため,水素未チャージ材の水素ガス中試験を実施した.水素ガス中では初期に材料中に水素が含まれていない状態であっても疲労強度が低下した.環境と材料内の水素の影響を重畳させた条件で生じる疲労強度について検討するために,100hチャージ材の水素ガス中試験を実施した.その結果,大気中で実施した100hチャージ材の疲労強度に比べて,水素ガス中ではさらに低い疲労強度となり,多量に水素侵入したフレッティング疲労強度低下傾向が把握できた.300hチャージ材については,今後さらに試験を自主的に行う予定である.
Ti-Pd-Ni系高温形状記憶合金の開発

Ti_<50>Pd_<50-x>Ni_x(0【less than or equal】x【less than or equal】50)高温形状記憶合金の特性改善をめざして各種の実験を行い以下の結果を得た.(1)高温形状記憶合金の高温での特性評価は,各部での熱膨脹が入るため測定が難しいが,差動トランスを用いた新しい評価装置を開発した.当初問題があったが,これは伸びを取り出すロッドの熱膨脹のためであることが分かり,ロッドを鋼から熱膨脹係数の極めて小さい石英に換えることによって解決した.(2)特性改善のためのB添加は粒成長の阻止,ひいては靭性の向上に有効であることが分かった.又時効析出効果を利用するため当初ねらったTiB_2の析出も実現できたが,析出物が大き過ぎ有効でないことが分かった.このTiB_2の粗大化は前処理としての均質化熱処理によることが分かったので,以後均質化処理は行わないことにした.(3)B添加による時効析出効果があまり有効でないため,Ti_<50+x>Pd_<30>Ni_<20-x>合金において,Ti濃度を化学量論的組成からズラすことを試みた.この結果,Ti-rich側では変態点を下げることなく,時効析出効果を利用でき,特性改善に有効であることが分かった.(4)Ti_<50>Pd_<30>Ni_<20>合金をベースにして,これにB添加したもの,Ti濃度をTi-rich側にズラせたもの,両方を利用したものの4種類の合金に対し,組成及び熱処理の最適化を図った結果,組成をTi-rich側にズラせたものを773Kで1h時効した試料の形状記憶特性が最適であるとの結果を得た.(5)この合金の回復・再結晶について極めて興味深い結果が得られた.つまりマルテンサイトの逆変態が,回復・再結晶をコントロールしていて,回復・再結晶は逆変態を追いかけるように起こることが明らかになった.(6)今回マルテンサイト状態の再結晶という極めて興味深い結果を得たが,このことはこの再結晶が,高温形状記憶合金の使用上限温度の一つになることを意味している.(7)新しく開発した装置による繰り返し試験を行っているが,高温での繰り返し試験は,約10h/本と非常に時間がかかるため,次年度以降も研究を続行する予定である.Ti_<50>Pd_<50-x>Ni_x(0【less than or equal】x【less than or equal】50)高温形状記憶合金の特性改善をめざして各種の実験を行い以下の結果を得た.(1)高温形状記憶合金の高温での特性評価は,各部での熱膨脹が入るため測定が難しいが,差動トランスを用いた新しい評価装置を開発した.当初問題があったが,これは伸びを取り出すロッドの熱膨脹のためであることが分かり,ロッドを鋼から熱膨脹係数の極めて小さい石英に換えることによって解決した.(2)特性改善のためのB添加は粒成長の阻止,ひいては靭性の向上に有効であることが分かった.又時効析出効果を利用するため当初ねらったTiB_2の析出も実現できたが,析出物が大き過ぎ有効でないことが分かった.このTiB_2の粗大化は前処理としての均質化熱処理によることが分かったので,以後均質化処理は行わないことにした.(3)B添加による時効析出効果があまり有効でないため,Ti_<50+x>Pd_<30>Ni_<20-x>合金において,Ti濃度を化学量論的組成からズラすことを試みた.この結果,Ti-rich側では変態点を下げることなく,時効析出効果を利用でき,特性改善に有効であることが分かった.(4)Ti_<50>Pd_<30>Ni_<20>合金をベースにして,これにB添加したもの,Ti濃度をTi-rich側にズラせたもの,両方を利用したものの4種類の合金に対し,組成及び熱処理の最適化を図った結果,組成をTi-rich側にズラせたものを773Kで1h時効した試料の形状記憶特性が最適であるとの結果を得た.(5)この合金の回復・再結晶について極めて興味深い結果が得られた.つまりマルテンサイトの逆変態が,回復・再結晶をコントロールしていて,回復・再結晶は逆変態を追いかけるように起こることが明らかになった.(6)今回マルテンサイト状態の再結晶という極めて興味深い結果を得たが,このことはこの再結晶が,高温形状記憶合金の使用上限温度の一つになることを意味している.(7)新しく開発した装置による繰り返し試験を行っているが,高温での繰り返し試験は,約10h/本と非常に時間がかかるため,次年度以降も研究を続行する予定である.各種組成のTi50Pd50-_xNi_x(0≦x≦50)合金の高温形状記憶特性改善にとっては、これら各組成の合金の再結晶過程の把握が重要で、本年度は硬度測定、DSC(示差走査熱量計)測定及び電子顕微鏡観察等による詳細な研究を行い、以下の重要な結果を得た。以下に他の成果と併せて記す。(1)回復・再結晶と逆変態温度の間には密接な相関のあることが今回の研究で始めて明らかになった。

これは、低温側のマルテンサイト相に比べ、高温側の母相の方が格段に拡散が早いため、逆変態を起こした部分で回復・再結晶が起こり、回復・再結晶は逆変態を追いかけるように進行していくことを示唆する極めて興味深い結果と思われる。(2)等時焼鈍による硬度の軟化曲線は二つのステージからなることが見い出された。Pd≦40%では、第一ステージは回復過程、第二ステージは1次再結晶と解釈された。一方Pd>40%では、第一ステージは回復・再結晶過程、第二ステージは2次再結晶と解釈された。以上の成果は近く、学術雑誌Acta Metallurgica et Materialiaに投稿の予定である。(3)本合金に関するB添加の効果について予備的実験を行い、B添加が粒成長抑制に極めて効果的であることが明らかになると共に、B添加は高温形状記憶特性改善ににも有効であることが明らかになった。(4)20%Pd及び30%Pd合金において、荷重下での冷却による変態歪の測定を行い、これらの合金では二段階変態を起こしている可能性を示す興味ある結果を得た。これが本当の二段階変態であるか否かについては、次年度高温X線回折による実験を行う予定である。(5)本年度差動トランスを利用した高温歪測定装置を試作したが、設計上いくつかの問題が生じ、現在改良中であるが、本年度中には立ち上げが完了する見込みである。本年度は、試作した定荷重型の高温形状記憶特性評価装置の性能評価、Ti-Pd-Ni合金にBを添加したときの析出物の構造決定、回復・再結晶過程及び析出物による特性改善につき詳細の研究を行い、以下の結果を得た。(1)昨年度試作した差動トランスを用いた高温形状記憶特性評価装置を詳しく調べた所、伸びの装置に問題のあることが分かり、その原因は差動トランスで伸びを取り出すロッドの熱膨張によることが分かり、ロッドを金属から石英棒に変えることにより解決した。(2)昨年度見出したB添加によって生ずる析出物の組成と構造を分析電子顕微鏡と電子回折で調べた結果、析出物はTiB_2であることが明らかになった。(3)しかしこうして生じた析出物はμmオーダーと大き過ぎるため、粗大化の原因を調べた結果、これ迄行ってきた1000°Cで5hr.の均質化処理によることが分かり、均質化処理を省くことにより、析出物の粗大化を避けられることが分かった。しかし高温強度を改善するため、析出物を細かく均一に分散させる技術はこれからの問題である。(4)上述したB添加による析出物利用の他、今回はTiの濃度を従来の化学量論組成50%からずらしたTi_<50.6>Pd_<36>Ni_<19.4>の合金を製作して、熱処理後の組織及び高温形状記憶特性を調べた結果、500°Cで1hr。時効するとTi_2(Ni,Pd)と考えられる析出物が生成し、高温形状記憶特性を改善できることが分かった。(5)昨年度の研究では、マルテンサイトの逆変態がTi-Pd-Ni合金の回復・再結晶をコントロールするという極めて興味深い結果が得られたが、今回は更に一歩進めて、逆変態温度の高いTi_<50>Pd_<50>合金では、マルテンサイト状態で再結晶の起こることを見出した。即ちマルテンサイトの構造を持つにもかかわらず、マルテンサイト変態に特有な格子不変変形を含まず、irregularな界面を持つマルテンサイトが再結晶によって生ずるという大変興味深い結果が得られた。これはこの相の安定性ともからむ重要な問題である。又マルテンサイト状態における再結晶の詳細な電子顕微鏡による観察は今回が初めてといってよい。これ迄の研究でTi-Pd-Ni高温形状
東京23区における大深度地下インフラ・トンネルのルート設定に関する実証的調査研究

地球環境問題としてのCO2対策、都市再生上の重要課題であるヒートアイランドや首都機能維持のための防災機能の向上等に対して抜本的な対策がいそがれる中、本論文では大都市東京を支える新しい都市システムとして、大深度地下空間を活用した新たな基幹インフラストラクチャーの有効性に関する検討を行うものである。東京のような大都市においては、人々の生活の質(QOL)向上の為に地下利用の推進は必須である。地下からの確実な供給処理システムの構築が、都市効率を上げ、安全と安心を保障できると想定される。東京に於いて大深度地下空間は残された最後の未利用空間である。大深度地下空間を有効に活用し、公共の利益となる事業が円滑・適正に実施されることを目的とし、世界で最初の大深度地下利用法(大深度地下の公共的使用に関する特別措置法)が2001年に成立した。大深度地下空間の利用による安全で効率の良い都市の構築を目的とした学術的研究を行うことは急務であると考えている。大深度地下インフラは大都市の抱える環境性、防災性の両面の課題に対して複合的な技術開発によりその抜本的な解決を試みようとするものであり、その果たしうる役割は大きい。今後の都市再生のためにも早急に取り組むべき課題である。本研究に於いては、公共系インフラの上下水供給処理管、ゴミ廃棄物搬送処理機能、公益系インフラの電力供給線、ガス供給管、熱供給管等を対象インフラとし、平常時には都市活動を高効率に維持するためのエネルギー、ごみ搬送、物流、上中下水道のインフラストラクチャー幹線として活用しながら、首都直下型地震時などの広域災害時には高い供給信頼性を保障する安全性の高いライフラインとして、湾岸部から混乱する都心部や副都心部を支援ことを目的とし、システム設計とその効果の検証を行った。また、長期的な都市計画の視点に於いては、地下都市計画を推進することにより地上の都市計画をも促進させ、自然の環境容量を取り込む形へと都市構造を誘導する契機となる。(都市のクラスター化)地球環境問題としてのCO2対策、都市再生上の重要課題であるヒートアイランドや首都機能維持のための防災機能の向上等に対して抜本的な対策がいそがれる中、本論文では大都市東京を支える新しい都市システムとして、大深度地下空間を活用した新たな基幹インフラストラクチャーの有効性に関する検討を行うものである。(都市のクラスター化)東京都心部における大深度地下スペースネットワーク活用の有効性を評価するため、今年度の研究に於いては、大深度地下インフラを利用した環境負荷低減手法に関して研究を行った。まず、都市における環境アセスメントの手法として環境容量、環境負荷の考え方を考察し、その上で大深度地下インフラの持つ能力を人工の環境容量であると定義した。その上で、大深度地下スペースネットワークを活用することで、都心部の環境容量を増加させ、環境負荷を低減する手法とシステムの提案を行った。ケーススタディーとして、現在想定されている東京都港区における今後の開発案と、大深度地下スペースネットワークを活用した容積移転手法による東京のクラスター化モデルに関して環境負荷を算出し、都市再生緊急整備地域等東京都心部における、今後の環境負荷の局所的な増加に対する大深度地下インフラの有効性に関して評価を行った。評価項目として、上水・中水、熱需要、排熱、廃棄物を取り上げ、今後の開発案に関して環境負荷の増分を算出し、大深度地下インフラの持つ環境容量の有効性を検証した。また、大深度地下スペースネットワークを利用した中水利用に関しては、下水処理水の広域循環システムの提案を行うための調査研究として、基礎資料の作成を行った。文献と実態調査により、現在の中水利用の事例を調査し、個別循環、地区循環、広域循環、それぞれのシステムの特徴と現状を把握した。その上で、大深度地下インフラの立抗周りの地域を対象とし、行政、メーカー等の分散する資料から、既存の中水利用施設(個別循環、地区循環、広域循環)に関して、立地、計画水量、延べ床等のリストの作成を行った。