hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特定保健指導のためのヘルスリテラシー尺度の開発と評価

平成29年度には広島県下の2市町で行った予備調査66件の結果をもとに探索的因子分析を行った。その結果に基づき2市町(A市B町)で本調査を行った。得られたデータ(221件)を用いて「健康情報を獲得する力であるヘルスリテラシー尺度」の開発・作成のために、新たに探索的因子分析、さらに検証的因子分析(共分散構造分析)を実施した。探索的因子分析の結果からは4つの因子が抽出され、1つは情報の活用に関する因子、2つ目は情報の入手・伝達に関する因子、3つ目は情報の理解の困難性に関する因子、4つ目は情報の評価に関する因子がそれぞれ抽出された。予備調査結果を用いて行った因子分析結果より、よりモデルの概念に近い因子が抽出された。Cronbachのα係数は1.865、2.858、3.761、4.698であった。その後、引き続き検証的因子分析(共分散構造分析)を行いモデルの適合度を見た。4つのパス図を作成し、もっともGFIが高かったモデルは0.777となった。適合度については、さらに当該モデルがデータに適合しているかどうかについて検討を重ねる。次に、前年度(平成29年度)に行った2市町(A市B町)の調査件数221件に、今年度実施した2町(C町D町)(D町は豪雨災害の為2019年5月末まで調査を継続)の調査結果172件を加えて得た393件の調査結果を用いて、健診データの改善度と属性・社会経済状況(年齢・世帯人数・教育年数・世帯年収・経済的余裕)との関連を見た。アンケート調査結果の最後に調査対象者のメタボ健診結果(健診データ)のデータ供与を依頼し、同意の得られた対象者の健診結果経年比較(改善・不変・悪化)を行った。1「予想外の出費の負担感がない人」ほど、「経済的余裕がある人」ほど健康であること2「教育年数が多い」人ほど「世帯年収が高い」人ほど健診結果の改善度が高いといった結果が得られた。本調査のデータを用いた共分散構造分析から、考案したヘルスリテラシー尺度モデルの適合度をみた。次年度の尺度活用に向けて、さらに適合度を高めていく。もう一方の研究目的である健康の社会経済格差については、「健診結果のデータを活用してその経年変化から社会経済状況と健康改善度との相関(相関分析)を見た。健康獲得と社会経済要因について一定の成果を得た。開発したヘルスリテラシー尺度を用いて、特定保健指導対象者のヘルスリテラシー度を評価し、保健指導の方向性を特定し指導に活用する。情報の入手に困難を抱えているのか、情報の理解に問題を抱えているのか、情報の正しい判断に迷っているのか、情報の活用・実行(生活習慣改善行動)に問題を抱えているのかの判断に貢献しうるツールと考える。保健指導を行う医師、保健師、栄養士等の専門職がヘルスリテラシー尺度を活用し、根拠(Evidence)に基づいた指導用ツールをめざす。探索的因子分析から、モデルの適合度を見る確認的因子分析(共分散構造分析SEM)を行い、作成したヘルスリテラシーモデルの適合度を確認した。今後は測定尺度の妥当性・信頼性を見るための因子分析、全体の構造を見るための構造方程式を見ていきながら、尺度の信頼性を高めていく。実際の保健指導に活用することで尺度の評価をしていく。次年度は尺度の評価に焦点を当てて研究を進めたい。すでに妥当性・信頼性の得られた「健康管理尺度」もアンケート調査項目に入れ結果が得られていることから、ヘルスリテラシー結果と健康管理尺度結果との関連も見ていく。「尺度開発の為の調査協力はできないが、尺度が開発されたら評価のモニタリングに参加したい」と申し出ている自治体(広島市)がある。活用・評価に向けて次年度は結果を出していく。本研究の目的は健康情報に基づいた適切な意思決定と行動を支援するツールとして「特定保健指導用のヘルスリテラシー測定尺度」を開発することである。さらに保健指導対象者の社会経済状況についても明らかにし、情報の入手・理解・評価・活用といった社会的スキルが社会経済的要因に左右されていないかについても明らかにする。49月:1広島県国保連合会および広島県下の市町に調査研究の依頼と打診を行った。その後2調査を依頼する自治体の特定健診・特定保健指導事業計画から調査の実施計画を立てた。次に3調査票作成のための調査内容を先行研究から考案し調査票案を作成した。4その調査票案を共同研究者・連携研究者(3名)予備調査を行うK市及びA町の行政保健師(10名)に表面妥当性(所要時間・答え易さ・理解のしやすさ・負担感)についての検討を依頼した。10月3月:5修正後の調査票の質問項目を確定するために県下の2市町で予備調査を行った。K市の調査方法は、特定健診後に保健指導の対象になった要指導者に宛てた保健指導勧奨文書(自治体発行)に予備調査の協力依頼文書と調査票を同封し自治体より発送した。指導の利用の有無を回答する返信用封筒に調査票の回収も依頼した。A町の保健指導方法は保健指導対象者全員に訪問で行う。その際に調査票を手渡し、回収は町役場に郵送による返送を依頼した。K市・A町の2市町で69件の調査結果が得られた。

6調査票には健診結果と問診票の情報開示についての同意も尋ね、同意署名のあった対象者の健診結果・問診票のデータは自治体担当課から提供を受けた。(調査期間:H.28.12H.29.3)7解析:69件で「属性・社会経済状況(学歴・職歴・世帯年収・予想外の出費・経済的ゆとり)・主観的健康感」の自治体別のクロス集計を、また上記データ間の相関分析を行った。また欠損値のある3例を除く66例で探索的因子分析を行った。調査内容・調査マニュアルを示し協力の得られた2自治体で、ヘルスリテラシー(H.L)測定のための調査票案を用いて予備調査を実施・完了した。69件の調査結果の基本集計(記述統計・クロス集計)を行い、K市(38件)とA町(31件)の比較分析(クロス集計)を行った。今後の本調査の事前傾向を得る為と、協力自治体への結果の開示の目的で行った。属性・教育年数・職業・世帯年収・予想外の出費・経済的余裕・主観的健康感についての2自治体の比較分析では、いずれも男女比は6:4で男性が多く年齢も半数以上が6569才であった。世帯状況は4245%が夫婦1人暮らし、26から34%が2世帯同居、1819%が独居、次の3世帯同居で2市町の都市部3%・山間部13%の特徴が見えた。教育年数は6-9年が17.4%、10-12年が44.9%、13年以上が37.7%で市町の相違はなかった。職業の割合で最も多かったのは市が事務職26.3%、町が自営業25.8%であった。世帯年収についてはいずれも200万-400万円未満が42.145.2%と最も多く200万円未満は市39.5%が、600万円以上は町9.7%が多かった。予想外の出費を聞く設問では「少しとかなり」を合わせると「心配」がいずれも71%を占めた。経済的ゆとりについては「多少ならある」が市は34%、町は68%、「あまりない・まったくない」を合わせると市は61%、町は32%であった。最後に尋ねた主観的健康感(1問)が「普通」とした割合は5255%を占めるが「余り・よくない」を足した割合は市が21%、町は6%である。この結果で相関分析も行っている。次にH.L質問項目の調査結果を用いて探索的因子分析を行い、4つの共通因子を得た。それぞれの抽出された変数を用いて求めたCronbachのα係数はいずれも0.8以上で充分な内的整合性があるものと判断した。初年度は先行研究から考案した調査票の内容を共同研究者・連携研究者で確定した。広島県下の市町に研究協力の打診と依頼を行った。協力の得られた1市1町で、本研究の目的である「ヘルスリテラシー尺度開発」の為の調査を行い、前年度末(H.29.3月)までに69件の調査票を得た。(調査期間:4ヶ月)当該年度(H.29)に入り、これを予備調査として欠損値を除く66件で項目確定の為の因子分析を行った。最終的な因子抽出後の共通性の値は特に際立った1以上又は0に近い値は認められなかった。ガットマン・カイザーの基準によって最小の固有値を1とした条件で抽出し1以上の値を持つ5つの因子が抽出された。内的整合性をみるCronbachα係数は.823であった。属性や社会経済的要因・主観的健康感に対してもクロス集計及び各因子間の相関分析を行った。結果は「予想外の出費への心配」と「健康状態ー主観的健康感」、「予想外の出費」と「経済的余裕」、「年収」と「予想外の出費・経済的余裕」、「年齢」と「教育年数」にそれぞれ相関がみられた。
大陸規模の地表面状態の季節変化の解析

1.北半球の積雪被覆の季節変化について、NOAA/NESDISの14年間の毎週のメッシュデータにもとづき解析した。平原部では、多数年の平均像としては、積雪の限界はなめらかに北上・南下するが各年では1週間に数千km四方の地域に急速に雪が広がることが多い。山岳部は、融雪が遅く降雪が早い地域と、融雪と降雪時期の年々の変動の大きい地域に分かれる。2.全球の大陸上の植生指標(葉緑素の指標)について、NOAA/NESDISの2年間の毎週のメッシュデータにもとづき解析した。3.中国地面気象記録月報のデータにより、地面温度の季節変化を調べた。特に中国北部の半乾燥地域では、地面温度の日較差が融雪期に最小となり、その後数十日間で砂漠と同程度まで大きくなっている。これは土壌の乾燥していく過程を反映していると思われる、対流内下部の乾燥断熱に近い成層の発達はこれと同時に起きている。大気の成層については、客観解析データを用いて北方の東シベリアまで範囲を広げて季節変化を調べた。北緯60°付近では、4月後半から5月にやや乾燥断熱に近くなるが、6月から8月にはまた安定度が増す(ただし湿潤対流に対しての安定度は下がる)点で、混合層が持続して出現する中国北部と違っている。4.NOAA原画像による地表面状態の把握を中国東北部の例について試みた。衛星による赤外輝度温度と地上観測による地面温度との対応は単純でない。大気による吸収・射出の不均一、地面温度観測時の日射や局在的条件がきいていると思われる。5.客観解析データによる熱収支・水収支解析から地表面フラックスを見積もることの手始めとして、南極大陸についてFGGE(ECMWF)データで調べた。子午面循環が弱すぎて熱収支の結果は不合理となった。本研究は,地表面状態の季節変化を,積雪,植生,地面温度に重点をおいて調べるものである.2年計画の第1年であるため,本年度はデータ取得が主な活動であった.具体的には,中国北部のNOAA衛星画像の受信・保存,「中国地面気象記録月報」に印刷されたデータの計算機入力は, NOAA衛星画像を処理して作られている全球の植生指標データ・積雪分布データの購入,ラジオゾンデなどによる気象観測データの購入である.これらの新しいデータについては,まだごく一部を表示してみただけであり,解析は次年度の課題である.Kato(1987)は,中国北部の5月, 6月の地面温度と地表付近の気温との差が大きく(約4K),大気が地面からの顕熱で加熱されているにちがいないことを示した.しかし,そこで使われたのは月平均値のデータであり,地面の昇温がどのくらい急激に起こるか,顕熱フラックスは時間的にどのくらい変動するか,などの疑問に答えるためには毎日のデータを使った解析が必要である.1.北半球の積雪被覆の季節変化について、NOAA/NESDISの14年間の毎週のメッシュデータにもとづき解析した。
網羅的cDNA解析による昆虫個体間・内情報伝達機構の解明

本研究の目的は、カイコをモデル動物として、触角、脳、前胸腺、フェロモン腺などの感覚器、神経、内分泌器官由来の平均化cDNAライブラリーを作製し、大量cDNA解析によるESTデータベースを元にした網羅的な解析を行うことで、雌雄個体間で行われるフェロモンを介した情報伝達と、ホルモンによる組織・細胞レベルでの機能調節のメカニズムを分子レベルで解明することである。本年度中に、純系系統p50由来のメスフェロモン腺、オスアンテナ、5齢幼虫神経節のcDNAライブラリーを構築、さらにそれらのライブラリーをすべて平均化した。cDNAライブラリー、平均化ライブラリーから、それぞれからランダムにl-2000クローンのシークエンスを行い、ESTデーター化した。合計で7000個のESTデーターが得られた。フェロモン腺由来ESTからは、これまで単離されていたacyl-CoA desaturaseとは違う新規のacyl-CoA desaturaseが数種類単離された。またフェロモン腺への脂質輸送に関連すると考えられるLow density lipoprotein recepter(LDLR)と有意なホモロジーがある遺伝子が単離され、この遺伝子の発現は成虫では、フェロモン腺特異的、幼虫では翅原基特異的な遺伝子発現パターンを示すことが判明した。さらに輸送された脂質分解に関与すると考えられるリパーゼも数種類ESTから見つかった。これらの遺伝子は、カイコ性フェロモン(bombykol)生合成カスケードに関与するタンパク質群であると推察され、タンパク質の機能解析からの証明を試みている。またアンテナからは、数種類のフェロモン結合タンパク質、感覚器特異的タンパク質群の存在が示され、アンテナでの多様な情報伝達系の存在が示唆された。
摘出脊髄標本および皮質視覚野培養標本を用いた神経伝達の発達可塑性に関する研究

本研究では中枢神経系をin vitroで維持し、ニューロン活動とシナプス形成の関係を長期的に観察することによって神経可塑性の研究を行うことを目指してきた。特に発達期の中枢神経において神経活動がシナプス形成におよぼす影響、その過程における伝達物質の修飾作用を生理学、生化学の両面から検討することを目的としていた。そのために以下の4種の中枢神経標本を用いて電気生理学的検討と細胞生物学・生化学的検討を行った。:まず亜急性実験として、1)新生ラットからの摘出脊髄標本、2)幼若ラット大脳皮質スライス(厚さ400μm)標本、次により慢性的な実験として、3)生後数日以内のラットの大脳、脊髄および脊髄後根神経節から細胞を酵素的に単一神経細胞まで分離し、35週間維持する単離培養標本、4)大脳、海馬、脊髄からのスライス(厚さ100200μm)を静置培養して数日間維持するスライス培養標本、の4種である。これらのうち、1)と2)についてはすでに我々の教室で利用されていたが、3)と4)に関しては、共同研究者であるR.Baughmanを中心に開発が進められ、実用が可能になった。まず発達期に可塑性発現に促進的に作用すると考えられているアセチルコリンについて、中枢ニューロンに対する作用を、単離培養細胞からのwhole-cell patch-clamp recording,摘出脊髄標本での細胞外記録、および急性スライス標本で微小電極を用いた細胞内電位記録法により電気生理学的に調べた。その結果、ムスカリン性レセプターを介して、皮質および脊髄ニューロンに対する直接的な興奮作用が観察された。これらはムスカリニックレセプターのM_3タイプを介するという点が両者で共通していた。さらにムスカリン作動薬は皮質において興奮性シナプス後電位および抑制性シナプス後電位を、脊髄において興奮性シナプス後電位をいずれもシナプス前性に抑制した。次に皮質において基本的な興奮性伝達物質であるグルタミン酸が作用するレセプターのうち代謝型レセプター(metabotropic glutamate receptor)を活性化させる薬物であるtrans ACPDの皮質単離培養細胞に対する直接作用を検討したところ、10-100μMの濃度域において、脱分極反応を誘発することがわかった。長期にわたるシナプスの可塑的な変化にはシナプスや細胞の形態、代謝の変化も伴うことが期待されるが、その際には外来刺激に反応して細胞の遺伝情報発現が誘発される可能性がある。Immediate Early Genesの一つであるc-fos遺伝子は末梢痛み刺激に応じて脊髄神経細胞で、また痙攣発作に応じて大脳皮質や海馬ニューロンで発現することが知られている。この遺伝子が神経活動に伴う伝達物質受容体活性化によって発現するか否かを単離およびスライスでの皮質、海馬または脊髄培養標本を用いて調べた。刺激として培養液に1)高カリウム(50mM)、2)サブスタンスP(10μM)、3)フォルボールエステル(phorbol2,3di-acetate,1μM)を1時間加え、正常液にて洗浄5時間後にc-fos蛋白抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。その結果、単離培養での大脳皮質ニューロンでは3)のフォルボールエステルが免疫陽性細胞の顕著な増加をもたらし、他の刺激では著変はなかった。脊髄ニューロンでは2)のサブスタンスPが若干の増加を示し、他は変化がなかった。次に単離培養標本より生理的状態に近いスライス培養標本で同様の刺激の効果を見た場合、各組織共3)のフォルボールエステルが著しい増加作用を見せたが、他は変化がなかった。この結果は3)が陽性であった点で単離培養細胞の場合と一致したが、脊髄の2)が陰性である点が異なっている。脊髄では痛みに関係する一次知覚ニューロンの伝達物質がサブスタンスPであることから、単離細胞のように2)が有効であることは末梢感覚刺激が可塑的変化に関与することを示唆させたが、スライス培養標本で再現しなかったことは、刺激薬物の細胞への到達のしにくさの問題であるのかも知れない。

その結果、ムスカリン性レセプターを介して、皮質および脊髄ニューロンに対する直接的な興奮作用が観察された。これらはムスカリニックレセプターのM_3タイプを介するという点が両者で共通していた。さらにムスカリン作動薬は皮質において興奮性シナプス後電位および抑制性シナプス後電位を、脊髄において興奮性シナプス後電位をいずれもシナプス前性に抑制した。次に皮質において基本的な興奮性伝達物質であるグルタミン酸が作用するレセプターのうち代謝型レセプター(metabotropic glutamate receptor)を活性化させる薬物であるtrans ACPDの皮質単離培養細胞に対する直接作用を検討したところ、10-100μMの濃度域において、脱分極反応を誘発することがわかった。長期にわたるシナプスの可塑的な変化にはシナプスや細胞の形態、代謝の変化も伴うことが期待されるが、その際には外来刺激に反応して細胞の遺伝情報発現が誘発される可能性がある。Immediate Early Genesの一つであるc-fos遺伝子は末梢痛み刺激に応じて脊髄神経細胞で、また痙攣発作に応じて大脳皮質や海馬ニューロンで発現することが知られている。この遺伝子が神経活動に伴う伝達物質受容体活性化によって発現するか否かを単離およびスライスでの皮質、海馬または脊髄培養標本を用いて調べた。刺激として培養液に1)高カリウム(50mM)、2)サブスタンスP(10μM)、3)フォルボールエステル(phorbol2,3di-acetate,1μM)を1時間加え、正常液にて洗浄5時間後にc-fos蛋白抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。その結果、単離培養での大脳皮質ニューロンでは3)のフォルボールエステルが免疫陽性細胞の顕著な増加をもたらし、他の刺激では著変はなかった。脊髄ニューロンでは2)のサブスタンスPが若干の増加を示し、他は変化がなかった。次に単離培養標本より生理的状態に近いスライス培養標本で同様の刺激の効果を見た場合、各組織共3)のフォルボールエステルが著しい増加作用を見せたが、他は変化がなかった。この結果は3)が陽性であった点で単離培養細胞の場合と一致したが、脊髄の2)が陰性である点が異なっている。脊髄では痛みに関係する一次知覚ニューロンの伝達物質がサブスタンスPであることから、単離細胞のように2)が有効であることは末梢感覚刺激が可塑的変化に関与することを示唆させたが、スライス培養標本で再現しなかったことは、刺激薬物の細胞への到達のしにくさの問題であるのかも知れない。本研究では中枢神経系をin vitroで維持し、ニュ-ロン活動とシナプス形成の関係を長期的に観察することにより神経可塑性の研究を行うことを目指している。本年度は初年度であり、第一段階として、大脳皮質と脊髄を生後0ー1日齢の動物(ラット)から取り出した後、酵素的に単一細胞まで分離し、それぞれを培養条件下に3ー5週間維持するという実験系を確立した。この方法は共同研究者であるR.Baughmanらの研究により可能になったものであり、出生後の中枢神経細胞を良好な状態で観察し電気生理、薬理学的実験に供することができる。当初、これら培養ニュ-ロンからwhole cell patch recording法を用いて電気生理学的性質の検討を行う予定であったが、現在はその準備中である。
乱流熱物質輸送過程における重ね合わせ原理に基づく現象の解明と予測

本研究の目的は、はく離・再付着を伴う複雑な強制対流の乱流場中で輸送される熱や物質の挙動を、風洞実験と直接数値シミュレーション(DNS)により明らかにすることである。複雑な乱流場として、2次元丘モデル周りなどの壁乱流を対象とし、その乱流特性を素過程の重ね合わせとして理解することで、複雑な乱流場における熱や物質の移流拡散現象を明らかにした。また、信頼性の高い実験データを得るために、温度センサの周波数伝達関数に基づく応答補償や、より小型の濃度変動計測装置を開発し,乱流中で変動する温度および物質濃度を高精度で測定する手法を提案した。本研究の目的は,はく離・再付着を伴う複雑な強制対流乱流場を,スカラー場の重ね合わせに着目して装置実験と直接数値シミュレーション(DNS)により明らかにすることである。そのために,壁乱流を対象とし,温度場や濃度場などのスカラー場が,速度場に対して受動的と見なせる強制対流場を風洞実験とDNSによりシミュレーションし,その乱流特性を素過程の重ね合わせとして理解することで,複雑な乱流場における熱や物質の移流拡散現象をより普遍的に解明する。本年度は以下の3点について研究を進めた。(1)温度変動の高精度計測手法の開発:壁乱流における温度変動を正確に測定するために,細線温度センサの応答関数に及ぼす種々のパラメータの影響を明らかにする必要があった。そこで,既存の理論解析では考慮されていない速度変動の影響を細線温度センサの非定常数値解析により明らかにして,ディジタル応答補償に基づく気流温度変動の高精度計測に向けての知見を得ることができた。(2)壁面加熱条件が変化する乱流境界層における温度場特性の調査:複雑乱流場の一例として,平板上を発達する乱流境界層の壁温が流れ方向に急変する系について,風洞実験により,温度場の乱流特性を明らかにした。(1)で開発した温度センサの応答補償を多点プローブに適用し,種々の加熱条件によって温度場乱流構造が大きく変化することを定量的に明らかにした。(3)複雑乱流場のDNSによる調査:重ね合わせが成立する乱流熱物質輸送場として,円管内乱流温度助走区間,T型チャネル温度混合場,バックステップ乱流熱・物質伝達場の直接数値シミュレーションを行い,平成26年度はそれらの場における壁面近傍までに至る詳細な基本乱流統計量を取得し,現象の解明を探った。そのために,壁乱流を対象とし,温度場や濃度場などのスカラー場が,速度場に対して受動的とみなせる強制対流場を風洞実験とDNSによりシミュレーションし,その乱流特性を素過程の重ね合わせとして理解することで,複雑な乱流場における熱や物質の移流拡散現象をより普遍的に解明する。(1)温度変動の高精度計測手法の開発:乱流温度境界層の風洞実験により,応答補償の必要がほとんど無い線径0.6ミクロンの極細抵抗線と適切に応答補償した3.1ミクロンのタングステン線による温度変動の測定結果がほぼ一致し,DNSと遜色の無い高精度な測定結果を得られることが実証された。(2)2次元丘モデルの風洞実験:物質拡散の風洞実験では,以前に比較してより小型で応答特性を改善した高速度応答水素炎イオン化検出器(高速FID)を作成し,2次元丘モデルの後方はく離領域内で変動する濃度場の詳細を定量的に明らかにすることができた。(3)複雑乱流場のDNSによる調査:温度助走区間を伴う乱流温度境界層,円管内乱流及びT型チャネル温度混合場の直接数値シミュレーションを行い,重ね合わせが成立するかどうかを詳細に検討した。また,実験と同様な2次元丘モデルの直接数値シミュレーションを行い,重ね合わせが成立しない浮力を伴う場合についてもデータベースを構築し,その詳細を明らかにすることができた。温度及び濃度変動を正確に計測することは,複雑な乱流熱物質輸送現象を定量的に予測するための基盤となるデータベースの信頼性を担保する上で非常に重要である。現在までに,温度及び濃度センサの応答を理論的,数値的に解析し,風洞実験での実証がほぼ完了している。今後は,速度変動との同時測定により,乱流熱流束及び乱流物質流束を実験的に明らかにする必要がある。これは,最終年度で計画されており,進行状況としては予定通りである。風洞実験における測定対象として,種々の温度境界条件を伴う2次元丘モデル周りの複雑乱流場を計画していたが,壁温の挙動に対する材質などの検討が不十分であり,風洞実験に着手するのが遅れている。しかし,複雑乱流場における重ね合わせを実験的に検証するためにも,次年度に実現したいと考えている。一方,DNSによる調査に関しては,多くの複雑乱流場についてのデータベースを着実に構築できており,重ね合わせの原理を定量的に検討している状況にある。また,これを乱流モデルにより予測する試みもすでに着手している。以上の理由から,本研究課題は,おおむね順調に進展しているといえる。そのために,壁乱流を対象とし,温度場や濃度場などのスカラー場が,速度場に対して受動的とみなせる強制

対流場を風洞実験とDNSによりシミュレーションし,その乱流特性を素過程の重ね合わせとして理解することで,複雑な乱流場における熱や物質の移流拡散現象をより普遍的に解明する。本年度は以下の2点について研究を進めた。(1) 2次元丘モデルの風洞実験:種々の壁温条件における乱流温度場及び丘モデルの上流で点源拡散された乱流濃度場を,実験的に計測し,はく離・再付着を伴う乱流場の特性を調べた。温度変動の測定に及ぼすセンサ支持部の動的な特性を明らかにすることで応答遅れの補償を改良することができた。また,濃度変動のスペクトル解析を実施し,はく離流れにおいて重要な変動の周波数成分とそれが発現する場所を明らかにすることができた。これは物質移動現象における重ね合わせを考察するうえで重要であると考えられる。(2)直接数値シミュレーションによる複雑乱流場の重ね合わせに基づく現象の調査と乱流モデルによる予測:装置実験と同様に,はく離・再付着を伴う複雑乱流場の重ね合わせを調査し,種々の境界条件において熱・物質輸送は互いにどのような関連があるのかを定量的に明らかにした。特に,平板上に設置された前向きステップ,2次元ブロックおよび2次元丘形状を通過する乱流境界層に種々の温度成層およぼす影響を明らかにし,乱流モデルによる予測を改善する方策について検討することができた。本研究の目的は、はく離・再付着を伴う複雑な強制対流の乱流場中で輸送される熱や物質の挙動を、風洞実験と直接数値シミュレーション(DNS)により明らかにすることである。複雑な乱流場として、2次元丘モデル周りなどの壁乱流を対象とし、その乱流特性を素過程の重ね合わせとして理解することで、複雑な乱流場における熱や物質の移流拡散現象を明らかにした。また、信頼性の高い実験データを得るために、温度センサの周波数伝達関数に基づく応答補償や、より小型の濃度変動計測装置を開発し,乱流中で変動する温度および物質濃度を高精度で測定する手法を提案した。温度変動を正確に計測することは,複雑な乱流現象を定量的に予測するための基盤となるデータベースの信頼性を担保する上で必要に重要であり,センサの応答を理論的,数値的に解析し,風洞実験で実証する必要がある。現在は,その解析がほぼ終了し,風洞実験による実証が残っている状況である。また,風洞実験における測定対象として,2次元丘モデル周りの複雑乱流場を平成26年度に想定していたが,壁温の挙動に対する材質などの検討が不十分であったため,風洞実験に着手するのが遅れていた。しかし,濃度変動場についてはその影響が小さいことから,当初の予定と変更して濃度場の測定を進めた。一方,DNSによる調査に関しては,当初想定していたケースよりも多くの複雑乱流場についてのデータベース本年度中に構築することができ,重ね合わせの原理を検討するためのデータが十分に揃っている状況である。以上の理由から,研究の目的はおおむね順調に進展しているといえる。温度及び濃度変動の高精度計測手法がほぼ確立したので,今後は,最終年度に予定していた風洞実験を進めるとともに,直接数値シミュレーションによる複雑乱流場の解明と乱流モデルによる予測を継続する予定である。具体的には,下記の2つについて進める。
潜在性動脈硬化に社会経済および心理的要因が及ぼす影響

本研究では一般地域住民を対象として社会経済的因子や心理的要因が潜在的動脈硬化に与える影響を明らかにすることを目的としている。なお、社会経済的要因および心理的要因については質問紙表にて潜在性動脈硬化に関してはCT検査にて評価を行う。当該年度は倫理委員会の審査、マニュアルの作成、参加者への説明書類の作成、研究参加者の募集場所の決定、CT検査施行医療機関の決定、血液検査項目の絞り込みと保存方法の決定、その他付随する検査(唾液および便中の細菌検査、睡眠時無呼吸検査)の実務の協議を行った。それら決定事項を元に2019年2月に実施された住民健診にて、追加の血液検査、便・唾液細菌検査への参加希望者を募集し82名の希望者を得た。さらにそれらの参加者中から潜在性動脈硬化のためのCT検査に48名が同意いただいた。その中より1名を選抜し問診表への回答と潜在性動脈硬化精査のためのCT検査を2019年3月27日に終了した。今後も引き続き住民健診会場にて参加者を募集し、研究を継続していく予定である。本研究は6年で1000名の調査を予定するものであり単年度あたり200名の参加を見込んでいた。しかしながら、実施医療機関の選定および交渉が難航し、かなりの時間を要した。並行して実施自治体との協議にも時間を要した。また検査および質問紙の作成においても、施行検査の選択や実施方法、および質問内容の選択について決定までに時間を要した。上記の事象をすべてクリアした後、マニュアルの作成と数回の予行演習を経て2018年度2月の地域住民健診にて地域住民を対象に研究の初回リクルートメントを行い、82名の参加希望者があった。うち、CT検査を希望された方は48名であり、2019年3月27日に1人目のCT検査を施行した。「現在までの進捗状況」の項で記したように2018年度はほぼ1年間を準備に費やした。しかしながら、実施する検査やマニュアルの作成等の下準備は完了し全体的な方向性は明らかになってきたので、今後も引き続き住民健診会場にて参加者を募集し、研究を継続していく予定である。当該年度は研究の準備に費やし、検査は1件しか施行できなかった。そのため人件費にあてる予定にしていた金額が使用されなかったため次年度使用額が生じた。次年度は検査人数が大幅に増加する予定であり、検査参加者への交通費として使用する予定である。
他の施設と複合される保育所・学童保育所の災害時における安全確保に関する研究

複合型保育所の設置について基準を設けている自治体は確認されず、避難訓練に関して複合型保育所に関するガイドラインや指導がある自治体は非常に少数であった。急速に設置が進む地域型保育の施設建物には他の施設と複合しているものが多いことが明らかになった。これらの施設では、複合施設との連携体制を築けていないものが少なくなく、これについての自治体による指導も十分とはいえないことがわかった。災害時の自治体との連絡体制についても評価は低く、自治体には施設側の不安を払拭し、安全を確保するための対策が求められる。複合施設として保育所が設置されている集合住宅に対し、災害時の連携体制についてヒアリング調査を実施した。今後の研究の展開において特に参考になると考えられる事例として、東日本大震災時における混乱の反省から保育所の避難訓練に対し集合住宅側が協力体制を取っているものがみられた。横浜市のある保育所では、津波を想定した避難訓練において、オートロックを開錠し、子どもたちが集合住宅の非常階段を使って建物の7階部分まで避難する練習が行われていた。この集合住宅では販売当初より敷地内に保育所が設置されることを購入者に対して説明しており、保育所が集合住宅の中庭で遊ぶことも好意的に見られていることがうかがえた。また、集合住宅内には近隣の幼稚園にバス通園している子どもが複数いることから、それらの幼稚園の要望により、津波などの非常時には集合住宅内に子どもたちを避難させることを集合住宅の管理組合が承認しており、他の園とも協議中である。こうした良好な関係を築くことができている要因について研究を継続中である。本研究の目的は、大都市に数多く存在する複合型保育所・学童保育所について、東日本大震災を機に明らかとなった非常災害時の複合施設との連携の問題について整理し、その解決策について検討することにより、保育所最低基準の地方自治体の条例委任に対し提言および実践をおこなうことである。本年度は、複合型保育所の防災・避難計画について、複数の保育所および自治体にヒアリング調査を実施した。複合型保育所に対する調査では、実際の避難訓練についても参与型観察調査を実施した。保育所の避難の問題については、複合する集合住宅によって関心がまちまちであり、通常は居住者しか立ち入れない共用部を避難時のみ開放するところもあったものの、日常的にも避難時にも共用部を開放しないとしているところもあり、関係構築・改善のため管轄自治体の関与が必要と考えられるケースもあった。また、保育所側としても、昼間に滞在している人が少ない集合住宅よりも、むしろ近隣の企業など人手が期待できるところと関係を築きたいと考えているケースも見られた。自治体へのヒアリングからは、複合型保育所に対し特別な配慮をおこなっているというケースは見られなかったが、平成27年度から導入される「子ども・子育て新制度」への対応として小規模保育事業の拡大が予想されることから、複合型の保育所が増加する見込みであることがわかった。全国の自治体の保育担当部署に対し、今後の保育施設整備の方針および自治体の独自認可基準の有無、複合型保育所への対応策等についてのアンケート調査を実施した。保育所最低基準については、認可保育所の職員資格、給食、園庭面積について国基準通りとしている自治体が95%を超えているのに対し、職員数、保育室面積については独自基準を設けている自治体がそれぞれ12.8%、11.0%存在することがわかった。保育室面積の設定基準では、0,1歳児室、乳児室を3.3m2/人としている自治体が38あり、そのうち東京都が12自治体、県条例で面積規定を設けている山形県が5自治体となっている。複合型の認可保育所があると回答した自治体は22.5%であったが、複合型保育所の設置について制限などの独自基準を設けている自治体はみられなかった。特に指導の必要性を感じていないとの回答もあったものの、風営法に係わる施設の周辺には設置しないよう事業者に協力を求めている、子育て支援センターなど連携が図れる施設との複合を優先するなど、明文化された規定はないがその都度対応しているという回答が多くみられた。しかし問題点として他の施設との動線分離がうまくいかない、防犯対策に課題があるなどの回答もみられ、何らかの規定を設ける必要性が示唆された。避難訓練などの災害対策として、複合型保育所に関するガイドラインや指導があると回答した自治体は23自治体(4.0%)にとどまった。ガイドラインや指導の内容としては、複合施設や近隣の小学校や病院などとの合同避難訓練実施の指導、複合施設との連携を取るよう指導などがあり、今後のガイドラインづくりに向けて有用な結果が得られた。平成27年度から導入された「子ども・子育て新制度」により、地方自治体の認可保育事業が大きく変容することとなった。全国の自治体を対象とする調査についても新制度を前提としたものとする必要が生じたため、実施年度が予定していた平成26年度から27年度へずれ込んだ。そのため研究期間を延長し、現在は最終年度となる平成28年度に研究をまとめられる状況にある。「子ども・子育て新制度」の実施に伴い、急速に設置が進む地域型保育(小規模保育、家庭的保育など)について、施設整備状況および防災計画に関するアンケート調査を実施した。対象地域は東京都及び横浜市とした。地域型保育の施設建物には他の施設と複合しているものが8割程度と非常に多く、集合住宅やテナント型ビルに設置されているものが多いことが明らかになった。防災マニュアルは9割以上の施設で準備されているが、複合施設について、複合している施設との間で非常時の対策や協力体制についての打ち合わせを行っている割合は3割弱にとどまっている。複合施設別では住宅や店舗、事務所との複合で特に少ない。

複合施設と合同避難訓練を行っている割合は1割にとどまっており、代表者のみ参加を加えても2割に満たない。こうした複合施設との連携について、自治体から指導や助言を受けている割合も15%に過ぎず、具体的な内容の回答はみられなかった。非常時の対応について近隣との協力体制を持っている施設は全体の約半数となっている。協力体制の相手先としては、近隣の保育所や学校などの施設や自治会が多くなっており、商店街の人や高校生が助けに来てくれる予定、津波の時に高層階に避難させてもらう予定などの回答もみられた。以上、地域型保育の施設建物には他の施設と複合しているものが多いことが明らかになった。防災という観点からこれをみると、複合施設との連携体制を築けていない施設が少なくなく、これについての自治体による指導も十分とはいえないことがわかった。災害時の自治体との連絡体制についても評価は低く、自治体には施設側の不安を払拭し、安全を確保するための対策が求められる。複合型保育所の設置について基準を設けている自治体は確認されず、避難訓練に関して複合型保育所に関するガイドラインや指導がある自治体は非常に少数であった。急速に設置が進む地域型保育の施設建物には他の施設と複合しているものが多いことが明らかになった。これらの施設では、複合施設との連携体制を築けていないものが少なくなく、これについての自治体による指導も十分とはいえないことがわかった。当初の計画に沿って進展はしているが、平成27年度から導入される「子ども・子育て新制度」により、平成26年度から認可外保育施設が小規模保育事業として業態を変更するケースが多くみられ、アンケート調査対象を絞り込むことが困難となり、事業が落ち着くまではアンケート調査に着手できない状況であったため。保育所、学童保育所を対象とする視察調査、アンケート調査を実施し、研究のとりまとめをおこなう。建築計画上記より、昨年度から実施する予定であったアンケート調査を今年度に実施し、合わせて視察調査・観察調査を実施し、取りまとめをおこなっていく。当初の計画に沿って進展はしているが、予定していた保育所の避難訓練についての調査が、調査日程の調整の問題でやや遅れている。【現在までの進捗状況】に記入した通り、平成27年度から導入された「子ども・子育て新制度」の影響により、アンケート実施時期がずれ込んだために研究期間を延長しており、それに伴って残額が生じている。現在までの達成度で記したように、アンケート調査の実施が27年度にずれ込んだため次年度使用額が生じている。保育所、学童保育所を対象とする視察調査、アンケート調査、研究のとりまとめのために残額を使用する。当初の計画に沿って、引き続き調査対象とすべき事例を探すとともに、既に実地調査を実施している施設に対しても調査を継続する。アンケート調査を確実に実行すること、継続して視察調査・観察調査をおこなうことにより残額を執行する。
老化と免疫機能ー分裂・分化に関与する遺伝子の発現と調節ー

老人のT細胞やB細胞は抗原やマイトゲンによる分裂反応が低下していることがわかっていたが、この原因を遺伝子の発現の面から研究を行なった。T細胞やB細胞を直接に刺激し分裂反応を起こすためにイオノマイシンとPMAを用いた。がん遺伝子であるc-mycやc-mybは細胞の活性化過程で発現され、短時間のうちに消失するものであるが、老人T細胞ではc-mycRNAの発現は正常にみられるにかかわらず、その消失が遅延していた。この原因はc-mycRNAの転写が持続していることによるのではなく、c-mycRNAの分解が遅延していることによることがわかった。これと異なりc-mybRNAの発現量は老人T細胞でも若年者のT細胞と同様の増減を示した。老人B細胞では、c-mycもc-mybもその発現パターンに差がみられなかった。次にc-mycDNAの変化について検討したが、c-mycRNAの発現を調節していると考えられるc-mycDNA遺伝子の領域のメチレーションが低下していた。メチレーションの低下は一般にその部位のmRNAへの転写の亢進を伴うものであるが、上述のように転写亢進は認められずその意義は不明である。老人の細胞の分裂能が低下している原因を明らかにするために、クローン化T細胞を作成し低下の原因を検索中である。今回は薬剤による遺伝子発現への影響についての検討は行えなかった。
極微少空間の分子系光励起エネルギー緩和・光反応・光加工

分子系固体の微症領域における光励起エネルギー緩和現象の解明を目的とし、ピコ秒近接場光学顕微鏡を開発した。本システムは蛍光スペクトルと蛍光減衰曲線を100nmの空間分解能で表面形状と共に測定できる性能をもち、これによりバルクと同じ精度の議論をナノメートルオーダーの微小領域について行うことが可能になった。測定対象としては、固体反応を念頭に、不均一性、発光特性、実験容易性から二成分系有機結晶、具体的にはエネルギー供与体・受容体、電子供与体・受容体系をとりあげ調べた。以下にその結果を示す。1.近接場蛍光分光により、テトラセン微結晶の蛍光スペクトルの2つのピーク比が結晶ごと及び結晶中の場所ごとで異なり、トポグラフィーとの比較からピーク比が結晶の厚さに依存することを明らかにした。この原因を再吸収の影響、結晶の表面層における欠陥濃度の2点から議論し、後者の寄与が大きいと結論した。2.アントラセン-四塩化無水フタル酸電荷移動錯体結晶に対し近接場蛍光分光システムを用い、蛍光強度及びスペクトルマッピングを行った。1つの微結晶中において蛍光スペクトルには位置依存性が観られなかったが、蛍光強度に不均一性が観察され、その可能な原因について考察した。3.ピコ秒近接場顕微鏡を用いて、アントラセン-四塩化無水フタル酸-無水ピロメリット酸の3成分電荷移動錯体微結晶の蛍光スペクトルとそのダイナミックスを測定した。結晶中の枝分かれの部分にはマイクロメートルサイズのドメインが複数存在し、蛍光スペクトルと蛍光寿命の違う2種類の結晶構造から成ることがわかった。また蛍光強度が弱く、蛍光寿命の短いドメインも確認され、エネルギーを受け取る消光サイトが局在していると結論した。
オーストラリア産コチ科魚類の種多様性の解明

オーストラリア博物館(以下AMS)とオーストラリア連邦科学・産業研究機構(以下CSIRO)を訪問し、AMS(5日滞在)で30個体、CSIRO(5日)で34個体を観察した。他にも、本海域の分布が疑問視されるRogadius asperについて、CSIROでそのように同定されている3標本も観察した。その結果、これらはR. pristigerと同定された。このように、3年間でRogadius asperと同定される標本はなかったため、オーストラリアにはR. asperは分布しないと判断した。その他にもAMSから11個体、CSIROから7個体の標本を借用し、観察を行った。国内の研究機関として、高知大学理工学部、鹿児島大学総合博物館および国立科学博物館を訪問し、オーストラリアに生息するコチ科魚類の他海域の標本などの観察を行った。特に、Kumococius rodericensisは種の定義を明確にするため、多くの標本の観察をする必要があり、特に集中的に観察した。それぞれの機関で31個体、39個体および34個体の観察を行った。さらに、すでに部分的な観察を行っていた北海道大学総合博物館に収蔵される19標本の観察を詳細に行い、データの補強を行った。以上より、2018年度は合計で208個体の標本の観察を行った。収集したデータはコンピュータに入力し、タイプ標本を含む他のデータとともに種ごとに解析を行い、各種の形態的特徴を詳細に調査した。さらに同属に属する種間のデータの比較を行い、種的差異の検討・洗い出しを行った。計測形質については各種の全形質をグラフ化することで成長変異の傾向を確認した。最終的に、オーストラリア海域に生息するコチ科魚類は、2新種を含む14属51種であると結論した。また、各種の形態的特徴を解明するとともに、全51種に対応した種レベルの検索表を作成した。文献情報からオーストラリア海域に出現するコチ科魚類の種リストを作成し、本海域に50種の本科魚類が生息するとされていることを確認し、このうち、すでに研究がほぼ完了した2属19種を除く31種を研究対象とした。同国の6博物館から入手した収蔵標本リストなどから、本海域およびその近隣海域から採集された約200個体を主要な観察対象とすることとした。新たな標本観察に先立ち、上記31種に分類され、本研究課題を実施以前に集積した約430個体(本海域と他海域から採集された標本を含む。うち約120個体はタイプ標本)の形態データの見直しを行った。その他にも、本海域に分布しない24種についても比較のために、すでに観察してある約230個体のデータの見直しも行った。クイーンズランド博物館およびノーザンテリトリー博物館を訪問し、それぞれで34個体ずつの標本を観察した。今回の滞在(どちらも5日間)では時間が足らず、観察できなかった標本(それぞれで13個体と5個体)については後日借用を行った。その他にも、先行研究によってすでに国外から借用している15個体のオーストラリア産標本の観察も行った。また、本海域の分布が疑問視されるRogadius asperについて、両博物館でそのように同定されている全標本(それぞれ52個体と17個体)を観察した。その結果、すべての個体がR. pristigerと同定されたため、オーストラリアにはR. asperは分布しない可能性が示唆された。新たに収集したデータをコンピュータに入力し、タイプ標本を含む他のデータとともに種ごとに解析を行い、各種の形態的特徴を調査した。類似種間のシノニム関係の再検討を行ったが、現在のところ新たなシノニムが疑われる種は見いだせなかった。本研究課題を申請した当初に、平成28年度には主に以下のことを予定していた。すなわち、1)本海域の出現種リストの作成、2)これまで集積した本海域に分布する種のデータの見直し、3)借用済みの本海域産の標本の観察、4)今後観察する標本の選定、5)クイーンズランド博物館とノーザンテリトリー博物館の訪問,および標本観察、6)データの解析、および7)シノニム関係の再検討である。これらについては「研究実績の概要」で述べた通り、ほぼ順調に目標を達成することができたと考えている。一方、本研究課題では北海道大学に所蔵される本海域産のコチ科魚類も観察する予定だったが、まだ未観察だった標本は所在が確認できず、観察できなかった。しかし、登録されている標本数はごくわずかであったため、本研究課題の遂行に支障を来すものではなかった。その他、本研究課題では当初は予定していなかったが、ノーザンテリトリー博物館でパプアニューギニアから採集された7個体の未記載種を確認したため、これについても本研究課題の結果として論文化する予定である。このように、当初の目標はほぼ達成された他、予定以外の成果も得られており、全体としておおむね順調に進展していると判断している。当初はオーストラリア博物館とオーストラリア連邦科学・産業研究機構を訪問する予定であったが、後者では希望訪問時期に受入れができないことが分かり、予定を変更して平成30年度に訪問予定であった西オーストラリア博物館(以下、西博)とヴィクトリア博物館(ヴ博)を訪問した。西博(6日滞在)で46個体を、ヴ博(3日)で21個体を観察した。

これら以外にも、本海域の分布が疑問視されるRogadius asperについて、ヴ博でそのように同定されている3標本(西博では標本なし)を観察し、これらはR. pristigerと同定されたため、オーストラリアにはR. asperは分布しない可能性が更に強まった。西博ではLeviprora属の新種を3個体、およびアネサゴチ属の新種を13個体確認した。これらの標本は詳細な観察が必要なため、時間不足で現地で観察できなかった他種4個体と合わせ、合計20個体を借用した。さらに、西部インド洋、アンダマン海などの他海域から採集された61標本を比較材料として別途観察した。新たに収集したデータをコンピュータに入力し、これまでとりためたデータとともに種ごとに解析を行い、各種の形態的特徴を詳細に調査した。さらに同属に属する種間のデータの比較を行い、種的差異の検討・洗い出しを行った。類似種間のシノニム関係の再検討を行ったが、現在のところ新たなシノニムが疑われる種は見つかっていない。計測形質については各種の全形質をグラフ化することで成長変異の傾向を確認し、これらも平成30年度に行う各種の形態的特徴の解明のためのデータとした。さらに、すでに30個体程度以上のデータを集積できた4種、および希種でありこれ以上の標本観察が期待できない8種については予備的な形態的特徴の取りまとめを行った。本研究のこれまでの結果、オーストラリア海域から2新種を含む50種のコチ科魚類が確認された。本研究課題を申請した当初に、平成29年度には主に以下のことを予定していた。すなわち、1)オーストラリア博物館とオーストラリア連邦科学・産業研究機構の訪問,および標本観察、2)データの解析、3)シノニム関係の再検討、および4)必要に応じて他海域産の標本などとの比較検討である。先方の都合で訪問先が西オーストラリア博物館とヴィクトリア博物館変更となったが、訪問の順番が入れ替わっただけで、最終的にはいずれの博物館も訪問する予定であるため、本研究の遂行にあたって問題は全く発生していない。他については「研究実績の概要」で述べた通り、ほぼ順調に目標を達成することができたと考えている。その他、本研究課題では当初は予定していなかったが、平成28年度に借用したパプアニューギニア産の7個体の標本は希種Rogadius welanderiであることが確認され、新たな種内変異が見いだされた。さらに、比較に用いたアンダマン海産の標本からイネゴチ属の新種が2個体確認された。これらの新知見については本研究の成果の一部として2編の論文として公表する予定である。このように、当初の目標はほぼ達成された他、予定以外の成果も得られており、全体としておおむね順調に進展していると判断している。オーストラリア博物館(以下AMS)とオーストラリア連邦科学・産業研究機構(以下CSIRO)を訪問し、AMS(5日滞在)で30個体、CSIRO(5日)で34個体を観察した。他にも、本海域の分布が疑問視されるRogadius asperについて、CSIROでそのように同定されている3標本も観察した。その結果、これらはR. pristigerと同定された。このように、3年間でRogadius asperと同定される標本はなかったため、オーストラリアにはR. asperは分布しないと判断した。その他にもAMSから11個体、CSIROから7個体の標本を借用し、観察を行った。
随伴元素に着目した金属スクラップ循環分析

WIO-MFA LPモデルを用いて廃自動車スクラップの合金元素拡散最小化を志向したスクラップソーティングについて分析を行うと、合金元素含有量が比較的少ないボディ部品、ステアリング部品、ブレーキなどは普通鋼生産に投入されるのに対し、サスペンション部品、トランスミッション、排気系部品といった合金元素随伴量が多い部品は、特殊鋼の中でも合金元素濃度の高い構造用合金鋼や軸受け鋼、ステンレス鋼へとマッチングされた。このようなマッチングでスクラップを用いることで、ELV由来鉄スクラップに随伴する合金元素の内88%がリサイクル鋼材中の合金元素成分として再び有効利用されることが示された。自動車には多様な素材の部品が組み込まれており、鉄やアルミ、銅といったベースメタル、プラスチックをはじめとし、基盤に用いられるレアメタル、モーターに用いられる磁石に付随するレアアース等、多種多様なエレメントが自動車部品に随伴して存在する。自動車に用いられる鋼材中の特殊鋼比率は年々上昇傾向にある。一方、廃自動車(End of Life Vehicle: ELV)に目を向けると、現状では解体された後、再利用可能な部品は取り外し、主要素材である鉄鋼材については冷鉄源として再資源化するか、あるいは中古車、中古部品、鉄源として輸出されている。しかしELVスクラップを冷鉄源として利用する実態の多くは、カープレスあるいはシュレッダー屑としての電炉投入である。このようなELVスクラップの電炉リサイクルでは、ステンレスに含まれるクロムやニッケル、その他特殊鋼に含まれるマンガン、タングステン等のレアメタルは回収されることなくスラグに移行・拡散したり、あるいは鋼材に含まれる不純物質として蓄積したりしている。このような社会情勢を背景に、本研究課題はELVに由来する鉄スクラップに付随するエレメントフローの推計を行い、鉄鋼あるいは非鉄製錬でELVがリサイクルされる際にどのようなエレメントが回収可能で、どのようなエレメントが回収不可能(拡散)するのかを定量的に明らかにすると同時に、ELV随伴レアメタルのさらなる有効利用に向けたシステム提案を行うことを目的とする。我が国における鉄鋼・非鉄金属資源のフローに着目すると、その多くは建築資材あるいは自動車用途材料として用いられている。翻ってスクラップ利用に目を向けると、現状では鉄スクラップの電炉リサイクルでは、合金組成別の選別が不十分であるため、磁力選別で漏れた一部ステンレスに含まれるクロムやニッケル、その他特殊鋼に含まれるマンガン、タングステン等のレアメタルは回収されることなくスラグに移行・拡散したり、あるいは鋼材に含まれる不純物質として蓄積したりしている。このような社会情勢を背景に、本研究は1)元素の回収可能性および除去限界の解析2)金属スクラップの都市鉱山としての資源量・回収可能量の推計3)スクラップに含まれるレアメタル資源の分別コストと資源性・経済性を考慮した再資源化シナリオ分析と、4)それに伴う環境負荷発生量、経済影響の推定の4つに分けて推進した。合金に着目した高度なELVスクラップ循環を実現するためのスクラップのソーティングとマッチングについては、産業エコロジーの視点からはマテリアルフロー解析(MFA)、関与物質総量(TMR)の視点でどのようなスクラップをどの素材に向けて資源化すべきかの定量的な指針を示した。さらにWIO-MFA解析では排気系、サスペンション、シャフト、トランスミッション、その他の5分類のスクラップの合金拡散量最小化を条件とした最適な鋼材生産とのマッチングについて定量的な解析結果を示し、それぞれの結果については論文投稿ならびに国内外の学会報告を行い外部への情報発信を行った。このような社会情勢を背景に、本研究課題は熱力学解析の視点からスクラップリサイクル過程において、随伴する合金成分がどのように循環、拡散、散逸しているのかを定量的に明らかにすると同時に、金属スクラップに随伴するレアメタルのさらなる有効利用に向けたシステム提案を行うことを目的とする。本研究は1)元素の回収可能性および除去限界の解析2)金属スクラップの都市鉱山としての資源量・回収可能量の推計3)スクラップに含まれるレアメタル資源の分別コストと資源性・経済性を考慮した再資源化シナリオ分析と、4)それに伴う環境負荷発生量、経済影響の推定の4つに分けて推進している。これまでスクラップ解体業者へのヒアリング、サンプル採取を行っており、自動車解体プロセスにおいて発生するスクラップの部品別鋼材別重量推定をすすめてきた。また各部品の合金元素量を蛍光X線分析により推定し、自動車スクラップを鉄源として利用する際に、どの程度の合金元素が電炉に向かうのか、その量の推定を行った。