hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
教師の授業マネージメントが授業運営および子どもの学習行動に与える影響の解明

本研究は,従来,教師の暗黙知で片づけられることの多かった授業内での教師の授業マネージメントに焦点化し,教師の授業マネージメントを類型化することでその特徴を探り,それが学習者の学習行動にどのような影響を与え,また,授業マネージメントの違いが授業の認知(雰囲気)にどう影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的としている。本研究の大きな特徴の一つに、従来、“授業"という理念で語られることの多かった事柄に関して、実証的に明らかにしていくところにある。特に授業内の教師の行動は教師の有する授業方略に基づいて行われている。本研究では、教師の授業マネージメント行動の中でも、教師の【1発話】および【2机間巡視を含む身体動作】,【3視線の動き】の3つに着目して、授業内での教師の行動を把握していく。このような本研究の知見は、教育現場の種々の問題解決の一助となるのみならず,広く教員養成の学生たちにも,教師の暗黙知の一端を伝えることが可能になるという点で重要な意義を持つ。28年度に行った研究は、当初の予定通り、実際に授業を行った教師のインタビューとすでに撮影されたデータのデータベース化及びそれに基づく分析であった。実際に授業を行った教員に対してのインタビューを実施することで、映像だけでは分からない教師の動きについての詳細を知るだけでなく、教師が気づいていなかった自らの動きについても教師自身が自覚し、また知ることにつながったという点で非常に有意義であるといえる。インタビューを行った結果、教師の授業内の動きのうち、教師自身の把握している動きは全体の50%程度であることが明らかとなった。特に、教師の教授過程以外(授業マネージメント活動等)の時の活動は、無意識的な活動であることが多いという結果であった。これは、教師の日常の教授活動が自らの中に暗黙知として内面化していることの表れと考えられる。研究2年目にあたる28年度には、主に3つのフェーズでの研究を予定し、実行した。一つには、1年目の研究の際に中学校の対象校が少なかったという点が挙げられたため、中学校を中心に、対象校を増やした。福井県と東京都で中学校をそれぞれ2校ずつ新たに対象として、国語と数学の時間の授業の撮影を行った。もう一つのフェーズとして、昨年度、実施できなかった教員のインタビューを行った。3つ目のフェーズとして、27年度および28年度に実施したプロトコル化された撮影データのデータベース化及び分析である。まずそのフェーズの前提として、撮影データがプロトコル化されている必要があるため、27年度,28年度に収集したデータで未プロトコルのデータのプロトコル化を行った。28年度に収集したデータのプロトコル化はすべて終了していないため、29年度に行う。また並行して、プロトコル化されたデータのデータベース化を行った。順次、データベースの中にデータを組み込む形でデータベースの構築を行い、それに基づいた分析を行った。研究の進捗状況および各研究分担者、連携研究者、研究対象校の教員との連絡を図る必要があることから、月に1回の定例の会議を開催している。この会議の席上で、それぞれの研究の計画及び進捗や、各学校との今後の撮影スケジュールの確認等の打ち合わせを行っている。この会議を開催することで、研究計画に出来るだけ遅れが生じないように調整を行っている。この定例の会議は、29年度以降も続けていく。また、遅いフェーズ(まだ足りていない校種・教科の撮影データ補充・プロトコル化等)に関しては、29年度に早急に行う予定である。
宮内庁所蔵『王公族実録資料』の機密文書に関する研究：閔妃暗殺事件後の大韓帝国皇室

本研究の目的は、宮内省(現宮内庁)が『王公族実録』を編修するために収集した膨大な史料群である『王公族実録資料』を解読・データ化して一般に公開するとともに、膨大な史料群の中に埋もれた機密文書を用いて、韓国併合直前の大韓帝国皇室の動向、具体的には閔妃暗殺事件以降の大韓帝国皇室における権力闘争、およびそれに日本がどのようにかかわっていたのかを解明することにある。平成30年度は『李太王実録資料』のデータ化を進め、第1巻から第14巻までの「資料番号」「資料名」「件名」「年月日」「執筆者」「宛先」の入力を終えた。今後は各書類のキーワードを入力し、検索しやすくする。また、データ化の過程で、解読不明な文字があったため、他の史料と比較するなどして解読を進める。これと並行して、『李太王実録資料』内の高永根関連資料(「皇貴妃厳氏譜略」「機密第九三号高永根還送ニ関スル具申」「高永根事杉本高正申立ノ件」「発第一〇九号高永根身分ニ関スル件回申」「乙未亡命者関係書類」)を抽出し、渉猟した。今後は『李太王実録資料』以外の関連する資料を収集し、閔妃暗殺事件以降の大韓帝国皇室に関する論文を執筆していく。『李太王実録資料』の基本情報を入力し終えており、また高永根関連資料の抽出および渉猟を終えたので、おおむね順調に進展しているといえる。高永根は禹範善を殺害する前年に危険を承知で韓国に帰ろうとしていた。このとき高宗は兵と巡検を仁川に派遣して待ち構えていたので、もし高永根が上陸していれば間違いなく逮捕・処刑されており、後に日本で禹範善を暗殺することなどなかったであろう。ところが、高永根は仁川に上陸することなく、再び日本に戻っている。高永根関連資料のうち、「機密第九三号高永根還送ニ関スル具申」を分析した結果、厳氏が林権助特命全権公使と結託して高永根の帰国を妨害したことが明らかとなった。その理由を林公使は「民間ニアリシ際」に高永根のもとで養われ、「私生児」をもうけたからだと述べている。もと内人だった厳氏は側室候補者である承恩尚宮に昇格したときに王妃閔氏の嫉妬で宮中から追放されたことがあった。「民間ニアリシ際」とはこのときを指しているのであろう。林公使が「本使ニ於テモ当時ノ右関係ヲ承知致居候」としているので、荒唐無稽な話しではなかったことがわかるが、さらなる調査により情報の確度をより高める必要がある。『李太王実録資料』内の各書類に登場する人物や事件などのキーワードをデータに記入し、検索しやすくする。また、『李熹公実録資料』『李埈公実録資料』のデータ化も合わせて進める。高永根関連の資料、たとえば、『日本外交文書』の「禹範善殺害ノ陰謀露顕ノ件」「禹範善殺害事件取調報告通牒ノ件」「禹範善殺害ニ付キ韓廷ニ於テ祝宴ノ件」などを収集・渉猟し、『李太王実録資料』の史料と合わせて高永根と大韓帝国皇室との関係性を分析していく。また、「乙秘第五三九号」を分析した結果、「英親王〔李垠〕将来ノ慶運ヲ図ランカ為メ其妃トシテ日本皇室ヨリ皇女ヲ迎ヘントスルノ希望嚴妃及其一族ニ在リ。〔中略〕英親王ニ我国皇女ヲ迎ヘントノ事ハ故佐々友房カ存命中或ル韓国ノ大官ニ対シ一場ノ座談トシテ今ヤ韓国政府ハ統監府ノ保護ヲ受クル事トナリタルヲ以テ我帝室ニハ皇女ノ多クアラセルヽ事ナレハ韓皇室ヘ皇女ヲ迎ヘラルヽニ於テハ両国ノ関係一層深厚ニ至ラント語リタル事アリ。今ヤ嚴妃モ己ノ実子タル英親王ノ為メニ万一佐々ノ談ノ如クナルヲ得ハ大ニ将来利益ナラントノ希望ヲ有シ居ラルヽ由ナルモ到底成功覚束ナキモノトナリ〔...〕」という情報が書かれていた。厳氏のこのような政治的動向はこれまで注目されてこなかったため、高永根との関係を分析するうえで重要となってくる。今後、より詳細に分析していく。

これと並行して、『李太王実録資料』内の高永根関連資料(「皇貴妃厳氏譜略」「機密第九三号高永根還送ニ関スル具申」「高永根事杉本高正申立ノ件」「発第一〇九号高永根身分ニ関スル件回申」「乙未亡命者関係書類」)を抽出し、渉猟した。今後は『李太王実録資料』以外の関連する資料を収集し、閔妃暗殺事件以降の大韓帝国皇室に関する論文を執筆していく。『李太王実録資料』の基本情報を入力し終えており、また高永根関連資料の抽出および渉猟を終えたので、おおむね順調に進展しているといえる。高永根は禹範善を殺害する前年に危険を承知で韓国に帰ろうとしていた。このとき高宗は兵と巡検を仁川に派遣して待ち構えていたので、もし高永根が上陸していれば間違いなく逮捕・処刑されており、後に日本で禹範善を暗殺することなどなかったであろう。ところが、高永根は仁川に上陸することなく、再び日本に戻っている。高永根関連資料のうち、「機密第九三号高永根還送ニ関スル具申」を分析した結果、厳氏が林権助特命全権公使と結託して高永根の帰国を妨害したことが明らかとなった。その理由を林公使は「民間ニアリシ際」に高永根のもとで養われ、「私生児」をもうけたからだと述べている。もと内人だった厳氏は側室候補者である承恩尚宮に昇格したときに王妃閔氏の嫉妬で宮中から追放されたことがあった。「民間ニアリシ際」とはこのときを指しているのであろう。林公使が「本使ニ於テモ当時ノ右関係ヲ承知致居候」としているので、荒唐無稽な話しではなかったことがわかるが、さらなる調査により情報の確度をより高める必要がある。『李太王実録資料』内の各書類に登場する人物や事件などのキーワードをデータに記入し、検索しやすくする。また、『李熹公実録資料』『李埈公実録資料』のデータ化も合わせて進める。高永根関連の資料、たとえば、『日本外交文書』の「禹範善殺害ノ陰謀露顕ノ件」「禹範善殺害事件取調報告通牒ノ件」「禹範善殺害ニ付キ韓廷ニ於テ祝宴ノ件」などを収集・渉猟し、『李太王実録資料』の史料と合わせて高永根と大韓帝国皇室との関係性を分析していく。また、「乙秘第五三九号」を分析した結果、「英親王〔李垠〕将来ノ慶運ヲ図ランカ為メ其妃トシテ日本皇室ヨリ皇女ヲ迎ヘントスルノ希望嚴妃及其一族ニ在リ。〔中略〕英親王ニ我国皇女ヲ迎ヘントノ事ハ故佐々友房カ存命中或ル韓国ノ大官ニ対シ一場ノ座談トシテ今ヤ韓国政府ハ統監府ノ保護ヲ受クル事トナリタルヲ以テ我帝室ニハ皇女ノ多クアラセルヽ事ナレハ韓皇室ヘ皇女ヲ迎ヘラルヽニ於テハ両国ノ関係一層深厚ニ至ラント語リタル事アリ。今ヤ嚴妃モ己ノ実子タル英親王ノ為メニ万一佐々ノ談ノ如クナルヲ得ハ大ニ将来利益ナラントノ希望ヲ有シ居ラルヽ由ナルモ到底成功覚束ナキモノトナリ〔...〕」という情報が書かれていた。厳氏のこのような政治的動向はこれまで注目されてこなかったため、高永根との関係を分析するうえで重要となってくる。今後、より詳細に分析していく。朝鮮関連資料を多数所蔵する岩瀬文庫の調査を計画していた。しかし、2018年度に学内で2つの委員長をかけ持つこととなり、十分な研究時間を確保できなくなった。それゆえ、出張を断念し次年度使用額が生じた。2019年度には研究時間を確保して調査を進め、資料を論文執筆に活用したい。
武道必修化に伴う初心者の指導法に関する研究－基本動作における指導手順の検討－

本研究では、武道必修化に伴い、剣道初心者の指導において、効率的な指導教材の開発に向けた一助をなす資料を提供するため、指導手順の組み替えによる初心者への指導効果について検討した。初段階における指導の手順を組み替えた学習事例と一般的な指導手順による学習事例を作成し、それぞれ学習者ならびに剣道有段者に対して正面打突の試技における打突と踏み込みの時間差、および床反力について測定を実施し、三者を比較した。その結果、剣道の初心者指導においては、上肢は実際の打突,下肢は踏み込み足から学習させた方が,上肢と下肢の協調及び踏み込み動作の早期習得に効果的であることが示唆された。本研究は、指導手順の組替による指導効果を検証するため、以下の学習事例の作成と実験を実施した。剣道の場合,下肢は送り足,上肢は空間打突従来型からの学習(従来型)が一般的だが,本研究では、上肢は実際の打突,下肢は踏み込み足から学習(組替型)する事例を作成し,正面打突の試技により,打突時の上肢(竹刀操作)と下肢(踏み込み動作)の協調に及ぼす効果について,従来型の指導手順を用いた学習者と比較,検討した。事例作成については、一定期間(360分:90分15コマ中の25回目の授業),従来型と組替型の異なる2種類の指導手順で指導し、2種の学習事例を作成した。24年度は,前期は「従来型」、後期は「組替型」により指導し、25年度は,前期の学習者を「従来型」と「組替型」に分け,同時展開で異なる学習事例を作成した。なお、「従来型」と「組替型」との打突時における上肢と下肢の協調に及ぼす学習効果を比較するため,2回の実験を実施した。24年度は,運動条件を打ち込み台への正面打突の試技とし,測定は授業5コマ終了後に実施した。撮影した動画(HDR-CX560V,Sony社製)から,Frame-DIAS V(DKH)を用いて踏み込み足接地と打突の時間差を算出した。25年度は,運動条件を同一の有段者に対する正面打突の試技とし、被検者の身体の38点及び竹刀に3点の反射マーカーを貼付して打突を行わせ,その際,打突動作は光学式モーションキャプチャーシステムMAC3D(Motion Analysis)を用い、踏み込み足の地面反力は多分析フォースプラットフォーム(Kistler)を用いてサンプリングした。2回の実験において,上肢と下肢の協調については,組替型の方が打突と踏み込みの時間差が少なく,有段者(剣道三四段)に近い値を示した。地面反力においても同様の結果となり、組替型の指導は上肢と下肢の協調及び踏み込み動作の早期習得に効果的であることが示唆された。本研究は、剣道の指導における指導手順の組換えによる指導効果を検証することが目的であるため、24年度は1年間を通じて主にその指導事例の作成、蓄積に精力的に力を注いだ。年度の前半は、15名の被験者に対して、上肢の動作は「素振り(空間打突)」から、下肢の動きは「送り足(すり足)」から指導する、従来型の指導手順により正面打突の技術習得を実施した。後半は、異なる15名の被験者に対し、新たに指導手順を組み替えた指導を実施した。上肢は、最初の段階で素振りを行わずに、実際に「物(打込受棒、打込台)」を打たせ、下肢については、最初の段階ですり足を行う前に「踏み込み足」を練習させる方法を施した。以上、1年間を通じて二通りの指導事例を作成し、異なる指導手順における被験者の被験者正面打突について、上肢と下肢の協調(踏み込み動作と打突の一致の度合い)の比較検討を行うための資料とした。調査方法は、以下の通りである。1.各指導手順の事例において、指導時間の5回(1回が90分授業)経過後、被験者に対して正面打突の試技を行わせて映像を撮影。2.剣道有段者(34段)120名が、その映像を視聴し、上肢と下肢の協調について各被験者の試技を質問用紙に基づいて評価。なお、映像による試技の評価を比較検討のため調査に用いたのは、剣道は視覚、聴覚で審判が有効打突を判定する競技性を有するためである。有段者120名の評価の結果をデーター化し、比較検討の資料とした。現在データー処理及び考察段階であるが、同時に新たな指導事例の作成を実施している。その内容は、2名の異なる指導者により同時展開(同時間帯でグループ別)での二通りの指導手順による実践事例の作成を実施している。

この事例についても調査を加えて総合的に比較検討し、指導手順の組み替えによる指導効果について明らかにしたい。当初、年度内にデーター処理を終了させる予定であったが、研究代表者が年度末に重度の椎間板ヘルニアによる腰痛に苛まれ、研究業務に支障をきたしたため、本来の計画よりやや進行が遅れている。25年度は、前半期(4月7月)に2クール目の指導事例のサンプルを作成する。同時展開で研究分担者と協力して異なる指導手順(従来型と新たな指導手順)で二つの指導事例を作成し、技術習得上の上肢と下肢の協調に関する指導効果について比較検討する。比較検討の方法については、現在検討中である。申請当初は3次元動作解析を行う計画であったが、剣道の打突動作においては有段者であっても打突と踏み込みに時間的なズレが生じる場合がほとんどであるため、24年度同様に「有段者の映像による評価」の方が本研究には適しているかと考えられる。いずれにしても、24年度及び25年度に蓄積した指導事例について総合的に比較、検討して考察を行う予定である。本研究の成果は、25年度9月に開催される日本武道学会において発表する計画である。該当なし
歯周病は高い有病率を示す慢性疾患で、進行すると口腔の健康状態を著しく損なうだけでなく、糖尿病等の全身疾患に負の影響を及ぼし、医療経済に打撃を与える。これまで我々は、基礎研究・臨床研究の両面から歯周病に伴うバイオフィルム内代謝変動に関する研究を行ってきた。その結果、ポリアミン類が歯周組織の健康・不健康度を示すバイオマーカーとして応用できる可能性を見出している。現在、唾液ポリアミン類プロファイルによる高精度・歯周健康検査の実用化に向けた検証を進めるとともに、糖尿病患者を対象に、唾液・歯垢サンプル中に含まれる生体内化合物・代謝物を解析し、唾液から全身の健康状態を評価する試みを進めている。まず当研究室が所有するGC-MSおよびUPLCを用いて全唾液から安定的に各種ポリアミン類を一斉検出する技術基盤の構築に努め、現在までに装置の保守・点検、代謝物の抽出・誘導体化等、測定系開発の最適化作業がほぼ終了した段階である。また開発した測定系を用いて予備検討を行い、歯周病由来慢性炎症を定量的に表現し得るPeriodontal Inflamed Surface Area(PISA)に対する唾液ポリアミン類との正の相関を確認した。今後は開発した測定系を用いた縦断研究を行い、個人内の歯肉炎症レベルと唾液ポリアミン類の変動を検証する予定である。一方、唾液から全身の健康状態を評価する試みに関しては、被験者からの検体採取が終了し今後解析作業を開始する予定である。これまでに得られた興味深い知見として、未治療の糖尿病患者において特徴的な唾液ポリアミンプロファイルを示すことを見出している。連携研究者である福崎教授の研究室の支援のもと、質量分析装置を用いたin houseでのポリアミン測定系の安定的な運用に成功している。これにより、予防歯科学教室内でサンプル採取から測定・解析に至る一連の工程を完結でき、研究の飛躍的推進が期待できる。また糖尿病患者を用いた全身の健康状態を示す唾液マーカーの検討では、長期に渡る検体採取が完了した段階である。今後、歯周病・糖尿病・動脈硬化をつなぐ連関解明に向けた新規知見が得られる可能性が高い。当初の予定通り、高精度・歯周健康検査の実用化に向けて、昨年度開発した測定系を用いた縦断研究を行い、個人内の歯肉炎症レベルと唾液ポリアミン類の変動を検証していく予定である。一方、唾液から全身の健康状態を評価する試みについては、多変量解析の手法を駆使して解析作業を進める予定である。21世紀型の「防ぎ・守る」健康増進医療を実現するためには、患者がどの程度健康なのか不健康なのかを客観的指標を用いて明確に示すとともに、健康状態から不健康状態(疾病の発症あるいは進行)へと向かう変化を予測して先手を打つことが求められる。本研究は、上記視点からも未来の健康管理型社会の実現に向け、有用な知見を与えることが予想される。
圧電材料による構造健全性モニタリング用ネットワーク型センサシステムの開発

本研究は,構造物の健全性を監視するセンサ開発の一環として実施するもので,従来からの構造部材に働くひずみに関する情報に加えて,曲げや座屈損傷などにより構造部材が局部的に大変形した場合にその変形の程度を一つのセンサで検知する複合センサを開発することを第一の目的としている.さらに,センサの情報を収録し,警報を発する信号処理装置をネットワーク接続し,複数のセンサ情報をモニタリングして遠隔診断を可能とするセンサシステムを開発することを第二の目的としている.2年間にわたる研究の結果,レーザー加工により積層した高分子圧電フィルム表面に様々な電極パターンを成形し,自由なセンサ全体形状に加工することで,一つのセンサ上に複数のセンサ要素を構成でき,計測対象の曲げ変形曲率を計測するだけでなく,変形位置を特定することが可能であることを実験的に明らかにした.また,複数センサの情報を処理可能とするため,圧電フィルムセンサ用のモジュール型電荷増幅回路を設計試作し,その計測性能を明らかにした.さらに,多機能なマイクロコントローラを利用してセンサからの信号を処理する信号処理回路とパーソナルコンピュータとの通信機能を有する計測システムを開発した.本計測システムは複数の子機を親機とネットワーク接続し,親機が子機と通信してデータ収録を行う直列接続のセンサネットワークシステムを構成する.本システムが構造データを逐次収録可能であることを実験的に検証した.本研究は,構造物の健全性を監視するセンサ開発の一環として実施するもので,従来からの構造部材に働くひずみに関する情報に加えて,曲げや座屈損傷などにより構造部材が局部的に大変形した場合にその変形の程度を一つのセンサで検知する複合センサを開発することを第一の目的としている.さらに,センサの情報を収録し,警報を発する信号処理装置をネットワーク接続し,複数のセンサ情報をモニタリングして遠隔診断を可能とするセンサシステムを開発することを第二の目的としている.2年間にわたる研究の結果,レーザー加工により積層した高分子圧電フィルム表面に様々な電極パターンを成形し,自由なセンサ全体形状に加工することで,一つのセンサ上に複数のセンサ要素を構成でき,計測対象の曲げ変形曲率を計測するだけでなく,変形位置を特定することが可能であることを実験的に明らかにした.また,複数センサの情報を処理可能とするため,圧電フィルムセンサ用のモジュール型電荷増幅回路を設計試作し,その計測性能を明らかにした.さらに,多機能なマイクロコントローラを利用してセンサからの信号を処理する信号処理回路とパーソナルコンピュータとの通信機能を有する計測システムを開発した.本計測システムは複数の子機を親機とネットワーク接続し,親機が子機と通信してデータ収録を行う直列接続のセンサネットワークシステムを構成する.本システムが構造データを逐次収録可能であることを実験的に検証した.本研究は,構造部材に働くひずみに関する情報に加えて,曲げや座屈損傷などにより構造部材が局部的に大変形した場合にその変形の程度を一つのセンサで検知する複合センサを開発することを第一の目的とし,センサの情報を収録し,警報を発する信号処理装置をネットワーク接続し,複数のセンサ情報をモニタリングして遠隔診断を可能とするセンサシステムを開発することを第二の目的としている.初年度である平成18年度は,CO2レーザー加工機を導入し,高分子圧電フィルムを自由な形状に切断し,必要な電極を成形加工するための基礎的な検討を行った.検討の結果,高分子圧電フィルムをはじめ,センサに使用する素材の切断方法,および,圧電センサの機能を決定する表面電極を形状加工するための方法を確立した.本成果を基に測定性能が均一な曲げ変形センサを製作することができることを実験で示した.以上,本年度の研究により一枚のフィルム上に複数のセンサを有する複合センサを開発するための基盤技術を獲得した.また,電荷増幅回路および改良型電圧増幅回路など,高分子圧電センサに適した信号処理回路を設計製作し,実験を通じてセンサの測定性能を確認した.さらにセンサにより取得した情報を保存し,遠隔地に転送するための回路について予備調査を行い,本研究の目的に適したマイクロコンピュータおよびシステムの選定を行った.平成19年度は本年度の成果を踏まえて複合センサ形状の決定と性能検証を行うとともに,計測結果を遠隔地に転送するためのマイクロコンピュータシステムの開発を中心に研究を実施する.本研究は,構造物の健全性を監視するセンサ開発の一環として実施するもので,従来からの構造部材に働くひずみに関する情報に加えて,曲げや座屈損傷などにより構造部材が局部的に大変形した場合にその変形の程度を一つのセンサで検知する複合センサを開発することを第一の目的としている.さらに,センサの情報を収録し,警報を発する信号処理装置をネットワーク接続し,複数のセンサ情報をモニタリングして遠隔診断を可能とするセンサシステムを開発することを第二の目的としている.2年間にわたる研究の結果,レーザー加工により積層した高分子圧電フィルム表面に様々な電極パターンを成形し,自由なセンサ全体形状に加工することで,一つのセンサ上に複数のセンサ要素を構成でき,計測対象の曲げ変形曲率を計測するだけでなく,変形位置を特定することが可能であることを実験的に明らかにした.また,複数センサの情報を処理可能とするため,圧電フィルムセンサ用のモジュール型電荷増幅回路を設計試作し,その計測性能を明らかにした.さらに,多機能なマイクロコントローラを利用してセンサからの信号を処理する信号処理回路とパーソナルコンピュータとの通信機能を有する計測システムを開発した.本計測システムは複数の子機を親機とネットワーク接続し,親機が子機と通信してデータ収録を行う直列接続のセンサネットワークシステムを構成する.本システムが構造データを逐次収録可能であることを実験的に検証した.
期待指標の多様性と不平等のマクロ経済分析

本研究で研究代表者は,期待インフレ率に関する理論・実証分析を行った.まず,期待インフレ率についてのアンケート調査から,回答結果を数量データに変換する方法を開発した.平均・分散のみならず,歪度,尖度を考慮した分布を推定することにより,単純な加重平均で算出する期待インフレ率に対して,上方バイアスを修正した期待インフレ率系列を得た.次いで,DSGEモデルを計算ソフトで記述し,DSGEモデルの構造を明らかにした.また,ケインズの期待インフレに対する考え方をサーベイし,1930年代における「期待インフレ率」の経済学説史的な位置づけを確認した.平成26年度は,期待インフレ率データ利用を見越し,動学的一般均衡モデル分析のサーベイ,理論研究を行った.また,期待インフレ率導出方法について,先行研究のサーベイを行った.1点目として,動学的一般均衡モデルの展開と,コンピュータコードの対応についてのサーベイを行った.この成果は,「DSGEモデルとMATLAB」として,京都産業大学経済学レビューに掲載された.この論文は,計算ソフトMATLABを用いた動学的一般均衡モデルの解説であり,動学的一般均衡モデルで利用されている手法の見通しを良くするため,最も基本的なRamsey-Cass-Koopmansモデルを例として,計算ソフトMATLABでの解法コードを示したものである.動学的一般均衡モデルにおいては,現在,解法ソフトDynareによる利用がかなり一般的であるが,Dynareでは実際にどのような計算を行っているのかがブラックボックスとなり,計算手順・アルゴリズムが分かりづらいものとなっている.この論文ではその点を補い,動学的一般均衡モデルの見通しを良くするものとなっている.また,日本における動学的一般均衡モデルの利用,特に政府・日本銀行における利用について,サーベイを行った.2点目として,経済主体によって異質な期待形成を念頭に置いた動学的一般均衡モデルの開発を行った.動学的一般均衡モデルにおいては,複数の異質な状況が混在している状況の分析も行われている.例えば,企業の改訂がフレキシブルな層と固定的な層,家計が流動性制約に直面している層と直面していない層,などである.本研究は,これらの分析をサーベイし,異なる期待形成を念頭に置いたモデルを構成し,期待インフレ率の分布を理論的に導出する試みである.また,理論的に導出された期待インフレ率の分布が,実際のデータとマッチするかどうか,実証分析を見越している.平成27年度は,期待インフレ率の測定方法に関する先行研究サーベイ,理論・実証分析,データの性質についての調査を行ってきた.1点目として,経済主体によって異質な期待形成を念頭に置いた動学的一般均衡モデルの開発を行った.動学的一般均衡モデルにおいては,複数の異質な状況が混在している状況の分析も行われている.例えば,企業の改訂がフレキシブルな層と固定的な層,家計が流動性制約に直面している層と直面していない層,などである.本研究は,これらの分析をサーベイし,異なる期待形成を念頭に置いたモデルを構成し,期待インフレ率の分布を理論的に導出する試みである.また,理論的に導出された期待インフレ率の分布が,実際のデータとマッチするかどうか,実証分析を見越している.2点目として,物価や経済データの作成方法の歴史についてサーベイを行った.データを中心とした定量的な研究に限らず,経済政策の時代時代の背景を踏まえた定性的な研究は,マクロ経済が経済政策実験で経路を比較できない以上,不可欠である.そのため,物価指数の作成方法の歴史を探り,その変遷をまとめた.3点目として,期待インフレ率研究を更に深化するため,独自のアンケート調査を行う.実際に行うのは28年度を予定しているが,そのための予備調査として,どのような調査票が望ましいのか,アンケート対象はどのようなものが望ましいのかといった,社会調査の手法のサーベイを行った.これらの成果は現在論文として執筆中であり,早い段階で学会報告,査読付き専門雑誌への投稿を予定している.期待インフレ率についてアンケートを行うプロジェクトを考えていたが,実施を計画していたもののアンケート調査を実施・委託する法人に対して条件を詰められず,平成27年度中の実施が困難となった.平成28年度は,期待インフレ率が歴史的にどのように捉えられてきたのか,という点について調査を行ってきた.また,期待インフレ率をメインテーマとした理論・実証分析,期待インフレ率データの性質についての研究を継続してきた.1点目として,ジョン・メイナード・ケインズの「期待」についての捉え方をサーベイした.ケインズが「投資」をどう捉え,「期待」とどのように関連付けたかを,直筆のマニュスクリプトより分析した.直接には投資と物価動向に関する手紙だが,物価の動向は将来,物価がどのように動くのか,つまり「期待インフレ率」であるため,期待と景気変動について言及された文献であろう.ここから,1930年代当時に期待がどのように捉えられていたのかを分析した.2点目として,経済主体によって異なる所得を所与とした場合の動学的一般均衡モデルの開発を行った.所得が異なる場合,個別には期待インフレ率は異なるものを形成する.これを集計したマクロの期待インフレ率が,どのようなところから影響を受けるのか,理論的に導出する試みである.また,期待インフレ率の分布の理論値と,データから推定される分布とが,整合的かどうかの実証分析を見越すものでもある.3点目として.期待インフレ率についてのアンケート調査を独自に行った.進捗の遅れにより28年度中には大規模なものは実施できなかったが,予備的に何度かアンケート調査を行い,回答項目の検討を重ねている.

また,どのような調査票が望ましいのか,アンケート対象はどのようなものが望ましいのか,という社会調査の手法のサーベイを行った.これらの成果は,現在,論文として執筆中であり,早い段階で学会報告,査読付き専門雑誌への投稿を予定している.期待インフレ率についてアンケートを行うプロジェクトを考えていたが,実施を計画していたもののアンケート調査を実施・委託する法人に対して条件を詰められず,平成28年度中の実施が困難となった.平成29年度は,平成28年度終了予定だった研究課題の遅延分と,本研究課題の最終年度であるので,研究期間全体の総括を行った.本研究は研究期間を通じ,結果として以下の成果を得た.1.期待インフレ率の日英比較,2.DSGEモデルによる期待インフレ率の理解,3.戦前期の物価と期待インフレ率の関係1について,平成28年度までに内閣府等,政府公表の期待インフレ率データを扱う手法の分析・研究を進めてきた.この研究成果は,期待インフレ率を統計的な分布に当てはめる際の誤差の計測や,混合分布で理解する手法,先験的な統計的分布を仮定せずにモーメントで当てはめる手法などにより発展させてきた.こうした成果を利用し,日本のデータのみならず,英国のデータを当てはめることによって,期待インフレ率のさらなる理解を進めた.英国のBank of Englandのデータは日本のデータと対応する箇所が多いので,混合分布による理解を進め,論文として執筆した.2について,期待インフレ率はフォワードルッキングの変数である.マクロ経済モデル上,どのように扱われているかを整理し,モデルの手法をまとめた.3について,戦前期の日本経済をデータによって分析を行った.期待インフレ率は金融政策と大きな関連性があるが,金融政策が物価自体に影響を与えるかどうかの検証である.財政政策より金融政策の効果を統計的に得ており,この成果を論文として執筆している.全体を通して,期待インフレ率の非合理性,経済政策をすべて織り込まない性質を成果として強調できるだろう.2において,マクロ経済モデルで合理的期待を前提とすることが多い中,1や3の成果は期待インフレ率の系列が合理的期待を前提とできないことを示すものである.この成果を利用することは,期待インフレ率データの経済学的利用を大きく進展させるものと考えられる.本研究で研究代表者は,期待インフレ率に関する理論・実証分析を行った.まず,期待インフレ率についてのアンケート調査から,回答結果を数量データに変換する方法を開発した.平均・分散のみならず,歪度,尖度を考慮した分布を推定することにより,単純な加重平均で算出する期待インフレ率に対して,上方バイアスを修正した期待インフレ率系列を得た.次いで,DSGEモデルを計算ソフトで記述し,DSGEモデルの構造を明らかにした.また,ケインズの期待インフレに対する考え方をサーベイし,1930年代における「期待インフレ率」の経済学説史的な位置づけを確認した.期待インフレ率についてアンケートを行うプロジェクトを考えていたが,実施を計画していたもののアンケート調査を実施・委託する法人に対して条件を詰められず,平成26年度中の実施が困難となった.
水溶性食物繊維の生理効果に関する研究

水溶性食物繊維の生理効果を知るために下記の研究を行なった。1.水溶性食物繊維による結腸粘膜の変化プルラン、ポリデキストロース、ペクチンの繊維源のちがいによって、結腸粘膜のDNA、蛋白質量および粘膜表層の形態変化に差が見られた。2.ビタミンB_1、B_2の出納におよぼす水溶性食物繊維の影響1%プルラン食で飼育されたラッとにおいて、ビタミンB_1出納は負を示したことから、盲腸でビタミンB_1を合成する細菌叢が存在することが示唆された。3.水溶性食物繊維による盲腸内細菌叢の変化プルラン、ポリデキストロースあるいはペクチンを含む飼料で飼育したラットの盲腸内の細菌叢を検索した。同時に盲腸内容物中の短鎖脂肪酸濃度および可溶性糖の含有量を測定した。ポリデキストロースとペクチンに比べて、プルランは盲腸内細菌によって発酵されやすいことがわかった。4.水溶性食物繊維の生理効果ー盲腸切除ラットの腸内発酵および形態的変化水溶性食物繊維は盲腸に生息する菌叢によって分解(発酵)されることを証明した。血中コレステロール低下作用も盲腸が関与していることがわかった。5.ラット消化管および血清コレステロール値におよぼす直鎖およびゲル状ポリアクリル酸ナトリウムの影響小腸の走査電顕像から,5%ゲル状ポリアクリル酸ナトリウム食群では,消化管粘膜表層の微細構造に損傷がみられた。10%ゲル状ポリアクリル酸ナトリウム食群では,損傷がさらに著しかった。しかし,1%直鎖状および1%ゲル状ポリアクリル酸ナトリウム食群では,消化管に形態的変化を与えないが,血清コルステロール濃度を低下させることを明からにした。消化管腟で膨潤したポリマーが粘膜表層の形態変化やコレステロール代謝に対して重要であることがわっかった。本研究の目的は人々の健康維持に食物繊維がどれほど必要なのか、その最適条件をもとめることである。プルラン、ポリデキストロ-ス、ペクチンをそれぞれ1%または10%含有する飼料で4週間飼育したラットの消化管粘膜(小腸下部、盲腸、結腸)の形態的変化を観察した。同時に、結腸粘膜のタンパク質量およびDNA量を測定し、次の結果を得た。1)水溶性食物繊維を摂取することによって、小腸絨毛の形態的な変化、盲腸及び結腸のすう壁の減少あるいは消失、微絨毛の増殖などがおっこっており、それらの変化や超微細構造の走査電顕像がプルラン食、ポリデキストロ-ス食、ペクチン食の間でそれぞれに異なっていることが観察された。2)プルラン食群において結腸粘膜のタンパク質量が減少し、DNA量が増加したことより、粘膜の上皮細胞の数は増加したものの、細胞のサイズはむしろ小さくなったものと推測される。したがって、プルラン食群の盲腸や結腸の組織は肉眼的にも顕微鏡下でも肥大の所見がみられなっかたのであろう。ペクチン食群も結腸粘膜が減少し、DNA量が増加したので粘膜上皮細胞の数は増加したが、一つ一つの細胞のサイズは小さくなったため、プルラン食群と同様に組織の肥大にはおよばなっかたものとおもわれる。ただし、盲腸粘膜の組織は肉眼的にみてコントロ-ル(5%セルロ-ス食群)よりも大きかった。一方、ポリデキストロ-ス食群では結腸粘膜のタンパク質量が増加し、DNA量はコントロ-ルと差がなっかたことより、ポリデキストロ-ス食群の盲腸や結腸組織が肥大したのは、細胞そのもののサイズが肥大したことによるものと思われる。

本研究は水溶性食物繊維の生理機能と腸内醗酵産物との関係を明らかにする目的で、盲腸切除ラットおよび疑似手術(対照)ラットを作成し、それぞれについて5%セルロ-ス食、5%ペクチン食および5%ポリデキストロ-ス食によって3週間飼育した。盲腸を切除してしまうと腸内醗酵が影響されて、醗酵生成物の短鎖脂肪酸も減少すると考えられるが、結腸内容物中の短鎖脂肪酸をイオンクロマト法によって測定した。また、短鎖脂肪酸の濃度と血清コレステロ-ル濃度との関係を知るために血清の総コレステロ-ルおよびHDLーコレステロ-を測定した。盲腸切除ラットでは回腸あるいは結腸の形態や機能に変化が生じるかどうかについても検討した。1)ペクチン食の対照群では盲腸内発酵が行なわれているのに対して、盲腸を切除してしまうと、腸内発酵が充分に行われない。一方、ポリデキストロ-ス食では対照群の可溶性糖の利用率および内容物中の有機酸含量が盲腸切除群よりも極度に低く抑えられた。2)ペクチン食は対照ラットが血清コレステロ-ルを低下させる作用があるのに対して、腸内醗酵が不十分になると(盲腸切除ラット)血清コレステロ-ル値がむしろ上昇した。また、ポリデキストロ-ス食でも腸内醗酵が落制されていると思われる対照ラットにおいて血清コレステロ-ル値の上昇がみられた。これらの結果は、腸内醗酵と血清コレステロ-ル値の低下作用には深い関わりがあることを示唆している。特に結腸内容物中のプロピオン酸濃度と血清コレステロ-ル値との間には負の相関が認められた。3)盲腸切除の影響は各群ともに、回腸よりも結腸に対して著しい変化がみられた。すなわち、結腸の長さ、湿重量が増加した。水溶性食物繊維のなかでも特にペクチン食群においてその傾向は顕著であった。食物繊維の構造が多様であるため、食物繊維の生理機能におよぼす化学構造や物性などの要因を特定することは容易ではない。合成ポリマーを食物繊維のモデル化合物として用いると化学構造、物理構造が一定した系を選択できるという利点がある。飼料中に直鎖状タイプのポリアクリル酸ナトリウム量を変えて加え、ラット消化管粘膜に対する影響を観察した。また、合成ポリマーの物理的構造のちがいによる影響についても不溶性ゲルタイプと比較した。[方法]直鎖状タイプのポリアクリル酸ナトリウムは重合度の異なる3種類(分子量=7,200、15,000-20,000、22,000-66,000)を用いた。3週齢のSD系雄ラットの飼料に上記の合成ポリマーをそれぞれ1%添加して4週間飼育し、諸臓器重量、結腸粘膜のDNA量、蛋白質量、血中コレステロール濃度、糞の保水率、糞中コレステロール濃度を測定した。大腸(盲腸、結腸)粘膜表層の形態変化を走査型電子顕微鏡によって観察した。[結果]不溶性ゲルタイプの合成ポリマーが飼料中に10%レベル存在すると、ラット消化管が肥大し、結腸粘膜細胞が増生した^<1)>。ところが、直鎖状タイプの合成ポリマーを与えた場合には、結腸粘膜のDNA量、蛋白質量は対照群(5%セルロース食)との間に差が見られなかった。大腸粘膜表層の微細構造にも変化が見られなかった。肝臓の重量は減少し、糞中の保水率は増加した。血中コレステロール濃度はポリマーの重合度が大きくなるほど低下する傾向があった。
トロポニン遺伝子変異による機能不全の分子メカニズム解析

拘束型心筋症(RCM)関連トロポニンI変異体の機能および構造研究と野生型心筋トロポニンの構造機能研究とを並行して、推進した。大腸菌による蛋白質生産系とイオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用い、本研究において用いる全ての蛋白質を調製した。RCM原因変異体(L144Q, R145W, A171T, K178E, D190G, R192H)は、再構成スキンドファイバーの張力を指標としたアッセイ系において、私はCa^<2+>感受性の亢進を齎すことを見出し、また、特に大きな感受性増強作用を発現するK178Eは、全ての変異箇所を含むC末端ペプチドを用いた変異体のNMR解析により、変異が齎す構造変化は局所的であることを見出した。K178E以外の変異も局所的な構造変化につながることを解明した。ただし、R145Wは不溶性となるため解析が不可能であった。この性質変化自体も大きな機能変化を齎す要因であると考えられた。これらの研究結果に基づいて、さらに、九州大学医学研究院の森本、只野、東大院農学生命科学研究科の田之倉、永田ら、慈恵医大の大槻とともに、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性を減弱する物質について解析を行った。その結果、茶由来カテキンの1つであるEGCGが、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性減弱作用を与えることを見出した。さらに、EGCGは、心筋トロポニンCのC端ローブに結合し、トロポニンIのトロポニンCC端ローブ結合部位との相互作用を強化することを明らかにした。この結果、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性が増強していると考えられる。さらに、また、ペプチドを用いたNMR実験により、心筋トロポニンI野生型のN末端30残基とC末端領域とが相互作用することを明らかにした。この結果は、これまでに知られていないトロポニンの制御(調節)機構の存在を示唆するものであると考えられる。拘束型心筋症(RCM)原因性トロポニンI変異体の機能および構造について調べた。大腸菌により発現調製した、RCM原因変異体(144Q,R145W,A171T,K178E,D190G,R192H)をスキンドファイバーに組み込んで、張力発生を指標としてCa^<2+>応答性を観察したところ、K178Eで最も大きなCa^<2+>感受性の増強作用が観察された(Yumoto et al., 2005)。他の変異体についても、これまでに肥大型心筋症原因トロポニン変異体で観察されていたものよりも大きな変化であった。これは、アクトミオシンMg-ATPアーゼ活性を指標としたCa^<2+>応答性の解析結果によっても支持されるものであった。そこで、6種の変異体全てを含み、単独で可溶性となる領域TnI_<129-210>を大腸菌による発現調製系から得て、CD,NMRによる構造解析を行った。ただし、R145Wを含むペプチドのみ不溶性であったことから、この変異はタンパク質の溶解度を減弱されるものと考えられる。また、特に顕著なCa感受性の増強作用を示したK178E変異について、TnI_<129-210> K178EのCDスペクトルパターンは、野生型のものとほぼ同様であったことから、2次構造はほぼ等しいことがわかった。また、^<15>N標識したTnI_<129-210> K178Eの^<15>N-^1H HSQCスペクトル解析の結果、K178E変異は、177-181番目のアミノ酸残基の間における構造変化につながることが明らかとなった。また、L144Q,A171T,D190G,R192Hについても数アミノ酸残基のみの局所的な構造変化を導くことが明らかとすることができた。これらの結果からトロポニン関連RCMは、小さな局所的構造変化が導く、大きな機能変化によるものであることを明らかにすることができた。これらの研究結果に基づいて、

さらに、九州大学医学研究院の森本、只野、東大院農学生命科学研究科の田之倉、永田ら、慈恵医大の大槻とともに、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性を減弱する物質について解析を行った。その結果、茶由来カテキンの1つであるEGCGが、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性減弱作用を与えることを見出した。さらに、EGCGは、心筋トロポニンCのC端ローブに結合し、トロポニンIのトロポニンCC端ローブ結合部位との相互作用を強化することを明らかにした。この結果、心筋スキンドファイバーのCa^<2+>感受性が増強していると考えられる。さらに、また、ペプチドを用いたNMR実験により、心筋トロポニンI野生型のN末端30残基とC末端領域とが相互作用することを明らかにした。この結果は、これまでに知られていないトロポニンの制御(調節)機構の存在を示唆するものであると考えられる。
食品の「安心」を確保するための低価格スクリーニング用放射線検出器の開発

福島第一原子力発電所事故の結果発生した広域汚染により食料に対する安全・安心の確保が必要となった。小売店や直販農家などが自らの販売する食品の放射能を直接測定する安価な検出器の開発を行った。検出器はシンチレータを使用し、食品の自己遮蔽を最大限に活用する事で小型・軽量化を進めた。実験とシミュレーションにより、1.25x1.25x3.0cm3のCsIシンチレータを想定し、5kgの米を測定した場合、スクリーニングレベル50Bq/kgを達成するには22分かかることを明らかとした。また一般家庭での使用を想定した場合、100Bq/kg以下である事を確認するにはより短い時間で判断可能である事も明らかにした。日本の東北地方を襲った地震により福島第一原発事故が発生し、放射性セシウム等が飛散し、海産物、農産物の放射能汚染が発生した。厚生労働省により食品中の放射性セシウムの放射能濃度が規制され、簡便な放射能濃度測定器の需要が存在している。本研究ではシンチレータを用い、食品による自己遮蔽のみとした簡便な検出器の技術的成立性検証を実験ならびにシミュレーションによって行った。実験ではCsI(Tl)シンチレータと光電子層倍管を使用し、放射能濃度が既知の米試料を使用しバックグラウンドならびにベンチマーク実験を行った。設計ではPHITS(Particle and Heavy Ion Transport code System)を使用した。その結果、1.25x1.25x3.0cm3のCsI(Tl)と光電子増倍管を組み合わせた検出器で22分の測定により放射能濃度100Bq/kg以下を保証できることを明らかにした。さらに同サイズのCsI(Tl)とpinフォトダイオードを組み合わせた検出器の試作も試みた。回路ならびに実装技術の不足により十分な性能を持つ検出器の実現には残念ながら至らなかった。福島第一原子力発電所事故で発生した放射性物質のプラント外への大量放出によって、食品の放射能汚染が発生した。これに対して各種比放射能測定装置、スクリーニング装置が開発され、一般的な流通経路にのる食品に対しては安全が確保されるようになった。一方、福島県内に住まれている方や小さなお子さんをお持ちの家庭では自分で採った農作物や実際に口にするものを直接自分の手で確かめたいニーズが存在する。このニーズに答えるために本研究では大面積GM計数管によるスクリーニング検出器の提案を行った。提案時点では一般食料品の暫定基準値が500Bq/kgであったが、その後の改定でより厳しい100Bq/kgの基準が設けられた。これにGM計数管方式では対応することが不可能との結果となったことから、他の計測方式に切り替え、シミュレーションおよび実験によってスクリーニング検出器としての成立性を検証した。現段階では特許出願前であるため詳細は述べられないが、相対的に安価な検出器であっても1時間程度の測定時間を使えば、JISで求められているスクリーニング検出器の仕様を満たすことが出来ることを確認し、今年度の目標を達成した。家庭用で使用する検出器については実際の食品に含まれる比放射能はそれほど高くない場合がほとんどであることから、おおむね15分程度の測定でスクリーニングレベルである100Bq/kg以下であることを99%の確度で保証できるめどを得た。次年度はこの結果に基づき、プロトタイプの製作を行う予定である。予算申請後、暫定基準値からより厳しい100Bq/kgの比放射能に基準が変わった。測定方式を変えることで家庭で購入可能な10万円程度の実売価格となるような構成の検出器であってもスクリーニングレベルを達成できる事をシミュレーションならびに実験によって実証したから。評価方法の適用範囲をさらに明確にし、プロトタイプ検出器の試作を行う予定である。H24年度に未使用額337,541円が発生したが、これは3月中に納入されたプロトタイプ検出器製作用3Dプリンター等の予算処理が間に合わなかったためのものであることから、すでに執行済みである。H25年度予算はプロトタイプ検出器の試作費用を中心に使用する予定。
微小重力で明らかにされる超流動ヘリウムの特異な膜沸騰の実相と伝熱促進効果の解明

超流動ヘリウム(He II)は、それ自身が超流動性や超熱伝導性などの特異性を持つだけではなく、沸騰においても非常に特異な特性を持っている。これまでHe II中の膜沸騰について多くの研究が行われたが、その特異性についてすべて理解されたとは云えない。むしろ、極低温中の可視化技術の発達や使用センサーの高感度化により、新しい現象が発見されているのが現状である。本研究は、微小重力落下棟を用いた沸騰可視化実験により重力効果によって隠されたHe II中の沸騰の物理現象を明らかにすることを目的とした。実験からHe II中の沸騰では液相への熱拡散の寄与が大きいことを示した。平成22年度は、HeII沸騰構造の可視化観測を低ノイズ且つ高分解能で行えるようテストセクションや内部固定法を改良したクライオスタットをあらたに製作した。このクライオスタットならびに既存の高速度カメラやヒータ加熱電源等を利用して、微少重力場でのHe II中の膜沸騰への対流熱伝達の寄与を実験的に検証した。本研究計画の要である自由落下塔施設は、独立行政法人産業技術総合研究所が北海道センターに所有する電磁ブレーキ付自由落下塔設備を使用した。このため、産業技術総合研究所・先進製造プロセス研究部門の間宮幹人氏が研究分担者として参加した。落下塔を使用した80回におよぶ落下実験から、微小重力場でのHe II沸騰構造の解析に必要なデータを取得した。データから微少重力場でのHe IIの臨界熱流束並びに発生した気泡の生成・消滅から液相と気相間の熱抵抗に関する解析をおこなった。その結果、He IIの臨界熱流束が1g重力場と比較して微小重力場では0.6程度に減少することが確認された。また、He IIの液温や飽和蒸気圧に依存しないことが確認された。上記の実験・解析のほか、平成22年7月にポーランドで開催された第23回国際低温会議(ICEC23)に出席し、He II膜沸騰に関する研究成果の報告と研究継続に必要な情報収集をおこなった。平成23年度は、平成22年度に引き続いて自由落下用小型軽量クライオスタットを用いた飽和超流動ヘリウムの沸騰実験と実験結果の解析を行った。また、解析の要となる可視化部の解像度の性能向上を目指した改良を並行して行い、精度の向上を計った。本研究計画の要である自由落下塔施設は、昨年度と同じ独立行政法人産業技術総合研究所所有の設備を使用した。産総研北海道センターの落下塔を使用した自由落下実験から、微小重力中のHeIIの沸騰構造の解析に必要なデータを取得した。自由落下の回数は90回に及び昨年度実績の80回と合わせて解析用データの蓄積を行った。微小重力下での気泡の消滅画像の解析から、HeII中に発生した気泡の発達過程並びに消滅時間から液相と気相間の熱抵抗に関する解析を行った。さらにヒータ加熱時間をパラメータとした自由落下実験の結果から、微少重力場でのHeII中の臨界熱流束を同定すると同時に臨界熱流束がHeIIの飽和蒸気圧に実験の精度の範囲で依存しないことを確認した。上記の実験予定とは別に平成23年6月に米国で開催される低温会議(CEC/ICEC2011)に出席し、これまでに得られた成果の報告と研究遂行に必要な情報収集を行った。さらに、平成24年3月に研究分担者の参加による研究会を開催し、これまでに実験結果の解析並びにHeII沸騰の計算コードの開発状況について検討を行った。超流動ヘリウム(He II)は、それ自身が超流動性や超熱伝導性などの特異性を持つだけではなく、その沸騰においても非常に特異な特性を持っている。宇宙用観測機器の冷却に用いられるHe IIの特異な膜沸騰の実相を解明しつつ、その効果的な利用法を追求することは、He IIを冷媒とする冷却機器にとって今後も必須である。そのような観点から、本研究は微小重力場での実験を通してHe IIの膜沸騰について熱流体力学的な解釈を行い、その実相の解明を目的としている。平成24年度は、独立行政法人産業技術総合研究所が所有する電磁ブレーキ付自由落下塔設備の故障により、当初予定していた落下実験を遂行できなかった。このため、平成23年度に収集した実験データの解析と機器の改造のみを行った。解析結果は、平成24年5月に福岡市で開催された国際低温会議(ICEC24)で報告された。平成25年度は、修理を完了した電磁ブレーキ付自由落下塔設備と自由落下用クライオスタットを用いた飽和超流動ヘリウムの沸騰実験と実験結果の解析を行った。また、解析の要となる可視化部の解像度の向上を目指した改良を平成24年度に行った結果、可視化画像の緻密化並びに実験の精度を向上させることに成功した。

この可視化画像では超流動ヘリウム中の単気泡生成と消滅データを得ることに成功し、対流熱伝達の影響を受けない条件下での超流動ヘリウム気液界面熱抵抗を算出可するためのデータを得ることができた。平成2425年度の本研究成果として3本の査読付論文を発表した。これと並行して国内学会で2件の研究成果報告並びに国際学会で3件の研究成果を報告した。また、本研究が高エネルギー加速器機構の2012年度の年度報告にトピックスとして取り上げられた。実験に使用している自由落下用小型軽量クライオスタット及び付属設備について故障等の障害の発生も無く、解析に使用する実験データの蓄積が順調に行われている。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度についても落下実験を継続し、解析用データの蓄積を計る。さらに国外の研究者とも研究に関する情報交換を積極的に行い、研究の推進を図る。