hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ファイバー構造を持つ小平次元０の極小モデルの構成

穴あき円盤の上の滑らかなアーベル多様体の族,あるいは底空間を高次元化した多重円盤から座標軸にあたる超平面を除いたものの上の滑らかなアーベル多様体の族を底空間の穴あるいは除いた超平面の上まで延長した族を構成することに成功した.この問題は1980年代には考察されていた問題ではあったが,満足出来る証明がこれまで与えられてこなかったため,関連する問題に不自然な技術的な仮定を付けざるをえないものが多くあり,この成果を利用することで,関連するいくつかの結果を改良することが見込まる.穴空き円板の上のなめらかなabel多様体の射影的な族があったとき,これを円板上の族に延長するという問題は古くは1970年代からいくつかもの試みがあるが,以下の観点からすると,未だに十分な解答が得られているとは言い難かった. 1.延長した族が射影的であり,相対極小モデルとなっているか.2.延長した族と元の族の間の関係はどのようなものか?今年度は六月に研究集会を開催, 5月, 11月および3月に国外で講演をし,それを元に海外の研究者と議論することによって,元の族の双対族を考察するという新しい視点を得て,それを元にabel多様体の族の延長問題を考察し,上記1,2に対する回答を含んだ結果を得た.まず元の族の原点のまわりのモノドロミーがべき単であり,族が切断を持つという条件を仮定する.この条件は穴空き単位円板の間の有限写像を考え,それによる族の引き戻しをとり,局所的な張り合わせを変えることで任意の族に対して満たすようにすることが出来る.一つ目の成果として,先の条件下で,元の族の双対族を具体的に構成することが出来た.二つ目の成果として,この構成を元にして,元の族とその双対族の底空間が円板となる延長で,射影的かつ双対極小モデルとなっているものが構成出来た.これらの結果は, abel多様体をファイバーとするファイブレーション構造を持つ複素多様体で極小モデルとなっているものの構成に役立つことが期待される.アーベル多様体の族の相対コンパクト化について成果を得た.多重円盤と穴あき円盤の直積上に滑らかなアーベル多様体の族があり,なおかつ族が射影的であるものが与えられたとする.このとき,穴あき円盤の穴を埋めたものは,全体としては,ひとつ次元があがった多重円盤となるが,この拡張した多重円盤全体に元のアーベル多様体の族を拡張出来るか?という問題は自然なものでありながら,複素解析幾何の立場からは満足すべき解答はこれまであたえられてこなかった.昨年度までに,この問題に対し,与えられた族の双対にあたる族を考え,その族の延長を構成することに成功していたが,今年度はもともとの族の延長で極小モデルとなっているものを構成することに成功した.こうしたことが可能であることは1980年代からある論文において述べられていたが,満足する証明なしに主張が述べられてるため,この方向のいくつもの研究に不自然な技術的な仮定がつけられた形で止まっているものが少なくない.この成果はこれらの研究成果から技術的な仮定を取り除き,理想的な形にすることに役立つのみならず,研究課題であるの主目標の一部である,アーベル多様体をファイバーとするファイバー構造を持つ極小モデルの構成に役立つことと思われる.具体的な例としてあげられるのはLagrangian fibrationで滑らかなものはこれまでいくつか構成されているが,それをコンパクト化したものが構成出来る,ひいては新しいシンプレクティック多様体の具体例が得られるなどの応用が見込まれる.穴あき円盤の上の滑らかなアーベル多様体の族,あるいは底空間を高次元化した多重円盤から座標軸にあたる超平面を除いたものの上の滑らかなアーベル多様体の族を底空間の穴あるいは除いた超平面の上まで延長した族を構成することに成功した.この問題は1980年代には考察されていた問題ではあったが,満足出来る証明がこれまで与えられてこなかったため,関連する問題に不自然な技術的な仮定を付けざるをえないものが多くあり,この成果を利用することで,関連するいくつかの結果を改良することが見込まる.本年度は次の問題を考えた.小平次元0の多様体Xで,良い極小モデルを持つ多様体,例えばアーベル多様体などを一般ファイバーとするファイブレーションを持つものが与えられたとする.特にその底空間の小平次元が負の無限大の場合に元の空間の極小モデルを構成を出来るか.一般論から問題の状況では底空間の小平次元は0または負の無限大となることがわかっている.この問題を考察するにあたって,まず具体例を検証することで証明の足がかかりを得るべく,底空間を小平次元が負の無限大の代数多様体の代表例であるFano多様体,一般ファイバーがアーベル多様体であるようなファイブレーションを持つような小平次元0の代数多様体から極小モデルを構成してみたところ,目的とする極小モデルを得るためには,まずFano多様体の極小モデルであるSarkisov programを用いて底空間を双有理同値なもので取り替え,しかるのちに元のファイブレーションとのファイバー積を取り,その上で相対極小モデルを取らなければ目標とする極小モデルを得られない,ということがわかった.

また,同時にファイブレーションの構造を持つ極小モデルの間のファイブレーションを保つ双有理写像についても考察し,カナダのバンフで開催された国際研究集会に出席,出席者との議論の中でこのような種類の新しい双有理射の新しい例を構成することが出来た.ファイバー構造を持つ極小モデルの構成という目標に対して, Fano多様体の上のabel多様体の族で,全空間はとしては小平次元0の極小モデルを構成することを目指していたが,その第一歩と呼ぶべき成果は得ることが出来たものの,達成度としてはかなり低いものとなってしまった.もう一件の研究課題の遂行に研究リソースをとりすぎてしまったのが大きな原因と思われる.予算がどのくらい配分されるか,一時不透明な時期があったため,思うような研究交流が出来なかった.まず研究実績で記述した結果を論文にして発表することに主力を集中する.続いて当初の研究目的であったFano多様体の上のabel多様体の族について考察する.この考察で主として国内のFano多様体の専門家と研究連絡を行い,研究目標である極小モデルの存在に少しでも近づきたい.研究実績で記したSarkisov programの手法を参考にしつつ,極小モデルの構成をさぐる.24年度は国内外の研究者と交流する目的で研究集会を二回開催したが,講演をお願いした研究者が予想異常にこちらの旅費の援助を必要としなかったため,予定していた出費が抑えられた.この余剰金を用いて6月に京都, 10月にフランスで開催される国際研究集会に出席し,研究連絡および研究成果の発表を行う予定である.また,それ以外でも上記に記したように国内の研究者を数名,北大に招いて研究連絡を行う.23年度は年度の途中まで配分額が確定せず,そのため予定していた招聘をとりやめるなどして,当初配分予定額の七割でも遂行可能なように研究計画を変更した。その変更に伴い,未使用額が発生した。この未使用額は,24年度に北大で研究集会を開催し,関連する研究者を招聘することに使用する予定である。
高精度X線ミラー作製のための新規形状創生プロセスの開発

X線分析やX線顕微鏡の性能向上のためには,高精度なX線集光ミラーの開発は必要不可欠である.しかし,開口数の大きなX線集光ミラーは,その形状ゆえに高精度に作製することは困難を極める.本研究では,そのようなX線集光ミラーを高精度に作製できるコンピュータ制御イオンビーム加工装置を開発した.楕円ミラーを作製したところ,形状誤差1 nmで作製することに成功した.X線分析やX線顕微鏡の性能向上のためには,高精度なX線集光ミラーの開発は必要不可欠である.しかし,開口数の大きなX線集光ミラーは,その形状ゆえに高精度に作製することは困難を極める.本研究では,そのようなX線集光ミラーを高精度に作製できるコンピュータ制御イオンビーム加工装置を開発した.楕円ミラーを作製したところ,形状誤差1 nmで作製することに成功した.X線集光ミラーは,X線分析やX線顕微鏡の発展のために必要不可欠である.X線は波長が短いため,わずかな形状誤差(設計形状からのずれ)であっても容易に波面が乱れ,予想通りの集光を行うことができなくなる.そのため,X線集光ミラーは,形状誤差数nmの精度で作製する必要がある.本研究では,イオンビーム加工法を用いたX線集光ミラー作製のための新規形状創生プロセスの確立を目指している.本年度は,1イオンビーム加工装置の高度化,2イオンビーム照射後表面のAFM観察,3平面ミラーの試作を行った.1では,走査システムの改良・高度化と最大基板サイズを100mmから150mmまで拡大させるなどの装置改良を進めた.これによって研究を進める準備を整えた.2では,各種材料に対してイオンビーム照射後の表面をAFMによって観察した.その結果,金属などは表面が著しく荒れたが,カーボンやシリコンではほとんど変化がないことが分かった.これらの知見は,高反射率ミラーの作製や,成膜された後のミラーの形状修正に利用可能であると考えている.3はシリコンウエハ上に平面ミラーを試作した.開発した装置で加工した結果,一度の加工で形状誤差5nm(peak-to-valley)のミラーが得られた.この精度は加工精度に換算すると,約2%(peak-to-valley)の精度に相当する.これによって,イオンビーム加工の加工精度を確認することができた.さらに装置を高度化し,この精度を向上させる予定である.X線集光ミラーは,X線分析やX線顕微鏡の発展のためには必要不可欠である.X線は波長が短いため,わずかな形状誤差であっても容易に波面が乱れ,予想通りの集光ができなくなる.そのために,X線集光ミラーは,形状誤差数nmの精度で作製する必要がある.本研究では,イオンビーム加工法を用いたX線集光ミラー作製のための新規形状創生プロセスの確立をめざしている.本年度は,1ビーム偏向器の開発,2ビーム偏向器を用いたコンピュータ制御加工,3楕円ミラーの作製,4波動光学シミュレーションを用いた性能評価を行った.1では,機械式のステージ走査によって発生する送り速度誤差を完全に除去するためにイオンビームの方向を任意に制御できる静電偏向システムを開発した.これによって,位置決め精度・送り速度精度の非常によい加工が可能となった.2では,偏向器の電場強度を任意に制御することで,コンピュータ制御加工をできるようにシステムを構築した.加工すべき除去形状をコンピュータにインプットするだけ,最適な電圧シグナルを印加することが可能となった.3では,本システムを用いて楕円ミラーを作製した.加工後の形状を取得し評価したところ,誤差1nmの楕円ミラーを作製することに成功した.4得られたミラーの性能を評価するために波動光学計算を実施した.計算結果を解析したところ回折限界集光が可能であることが分かった.X線光学,超精密加工予定していたイオンビーム加工装置の高度化と,形状評価手法の確立が完了したためである.ただし,新たな問題とし,イオンビーム中に中性ビーム(0.06%)が存在していることが分かり,26年度は新たにこの対策を進める予定でいる.26年度は,1中性イオンビーム対策,2ビーム偏向器の高度化,3加工精度の向上,4楕円ミラーの試作を進める.1では,中性ビームのより詳細な評価と共に,偏向器を使って中性ビームのみカットできるシステムを構築する.2では,偏向器に与える電圧を制御し,ビーム照射位置を高精度に制御できるシステムを確立する.3では,加工精度向上のために,12を含む様々な対策(フレア対策,ビーム電流の安定化,デコンボリューションアルゴリズムの高精度化,等)を行う.あと10倍の精度向上を目指す.4では,最終的にデモ実験として,高精度な楕円ミラーをシリコンインゴット上に作製する.この形状をもとに波動光学シミュレーションを行うことで,仮想的な集光実験を実施する.これによって,ミラー形状の評価を行う(放射光施設にてビームタイムを取得できれば集光実験を行う).当初計画では,モーターとモーションコントロールボードの変更を考えていたが,ソフトウエアのみの改良でも性能を向上させることができることが分かったため,モーターとモーションコントロールボードの購入を取りやめた.その他に,消耗品費を節約できたため,次年度使用額が生じた.主に,シリコン基板の購入や,電極作製のために使用する.前者は,X線ミラー試作のために必要であり,後者は中性ビーム除去のために必要である.
食料自給率と食料安定供給の関連性：自給率向上政策の費用便益分析

これまで研究計画に沿い、食料自給率が食料安全保障にどのように影響を与えるかを研究してきた。現段階においていくつかの論文の草稿を完成させてきている。その内の一つは途上国のみに焦点をあて、国際小麦価格から国内小麦粉価格への変動性伝達(volatility transmission)の要因を特定する研究である。これは時系列モデルにより、国際価格と各国内価格ペアのダイナミックな相関性を推定し、その結果が小麦の自給率と関連性が存在するかをパネルモデルを用いて検証した。自給率が高ければ、国際市場からの伝達の度合い(影響)を減少させることができる、という結果を得た。2番目の研究では上述の方法と似た手法で先進国に関して検証した。そこでも自給率は先進国国内価格への伝達を抑制する効果をもつことが明らかになった。また、小麦の市場の国外への開放度合いは価格伝達と正の関係(開放度合いが高ければ国際市場からの影響がより大きい)をもつことが分かった。3番目の分析においては確率応用一般均衡モデルを用いて、日本の小麦自給率の上昇は国内価格の変動性を大きくしてしまうことが明らかとなった。これは日本の小麦生産性変動よりも輸出国であるアメリカやカナダのそれらの方が変動が小さいことに由来する。最後の論文は上述の第一番目の研究を小麦市場だけでなく、コメとトウモロコシ市場に拡張した研究である。これにおいても自給率が国際市場から国内市場を隔離する効果が見られた。これらの論文の草稿は国際的な雑誌に投稿中である。計量経済モデルを用いて3つの論文を作成し、応用一般均衡モデルによりひとつの論文を作成した。これは予定通り順調に進展していると言える。また、論文を国際学会において発表した。今後は投稿している4つの論文が出版されるように修正を行う。資金が十分であれば、国内での学会で発表したい。ここで得られた研究結果を踏まえ、どのような次の研究テーマに繋がるかを模索したい。
土壌水流に伴う溶質分散が脱窒過程窒素同位体分別係数に及ぼす影響の検討

土壌水流に伴う溶質分散が窒素同位体分別過程に及ぼす影響を明らかにするためには、まずは土壌の透水性等の動的水分特性を検討する必要がある。このためカラムにテンシオメータを取付け一定流量で水を供給する装置で、内灘海岸の砂について透水係数と土壌のぬれ具合について検討した。また、分散係数については、小型のカラムで上向流で硝酸態窒素溶液をステップ入力で供給し、出口濃度の経時変化をフラクションコレクターを用いて採取、計測することにより求めた。このようにして土壌における溶質の移動についてある程度明らかになった砂について、小型のカラムを作り、硝酸態窒素とグルコースを同時にカラムに上向流で供給して脱窒を行わせ、入出硝酸態窒素量より、脱窒量、脱窒率を算出し、これと流出液の窒素同位体存在比より脱窒過程における窒素の同位体存在比を算出した。また、実験と並行して、数理モデルを用いて、カラムの様に有限の長さを持つシステムにおいて溶質の分散が流出水の同位体分別係数に及ぼす影響について検討を加えた。この結果については論文として水環境学会誌に報告した。土壌の溶質分散が見かけの同位体分別係数に影響が顕著になるのは、土壌水流がごく遅い場合に限られるので、これを実験的に再現するのが難しかった。また、得られた測定点数が少ないため、今年度内には分散係数と見かけの同位体分別係数の関係を議論するところまでは至らなかった。この研究課題については、今後も実験を継続していく予定である。
修飾U1snRNAを用いた新規核酸医薬の開発

本研究課題では変異したスプライスサイトに相補的な配列をもつ人工UsnRNA(今回はU1snRNAやU11snRNA)を化学合成し細胞導入をおこなうことで、スプライシングを正常にもどすことを目的としている。U1snRNAおよびU11snRNAは5'側のわずか8塩基を使ってイントロンとエキソンにまたがるスプライスサイトを認識する。これまでに我々は「ホスホロアミダイト化合物を利用した高効率ポリリン酸化反応」を独自に開発し、m3Gキャップ構造を有するオリゴヌクレオチドの迅速かつ高効率な合成法を報告してきた。そこで本研究では、まず、効率の良い長鎖RNA構築法の開発検討を行った。U snRNA(U1 snRNAおよびU11 snRNA)を4つにわけたRNAオリゴマーをT4RNA Ligase 2を用いて酵素連結反応をおこなったところ、U sn RNAの高次構造の影響によりその連結効率が非常に低く、目的のU snRNAを得る事ができなかった。この高次構造による影響を少なくするために、splint DNAとT4 DNA Ligaseを用いて上記RNAオリゴマーの酵素連結反応を行ったところ、効率良く目的のU snRNAの合成に成功した。また、m3Gキャップ構造やスプライスサイト認識部位に化学修飾を加えたU1snRNAおよびU11snRNAアナログも、このT4 DNA Ligaseを用いた手法により効率よく合成することができた。現在では、これらUsnRNAと、CFTRイオンチャンネルのexon12のスプライスサイトを変異させたmini geneを導入した嚢胞性線維症モデル細胞を用いて、合成した核酸の取り込み効率、およびスプライシング活性評価を行なっている本研究課題では変異したスプライスサイトに相補的な配列をもつ人工UsnRNA(今回はU1snRNAやU11snRNA)を化学合成し細胞導入をおこなうことで、スプライシングを正常にもどすことを目的としている。そこで、本研究期間内にUsnRNAのこの部分に修飾を加え疾病原因遺伝子の塩基配列変異に対応させるほか、さらなるスプライスサイト認識や核酸分解酵素に対する耐性の向上をおこなっていく。また、m3Gキャップ構造を有するU1 snRNAの5'側の短いRNA分子と3'側の長いRNA分子を別途合成し、T4DNA Ligaseを用いて連結することで、世界で初めてU1 snRNAの化学合成に成功している。しかし、3'側の長いRNA分子はT7RNAポリメーラーゼを用いた酵素合成で合成しているため、化学修飾基をUsnRNAに導入することが困難であった。そこで、平成28年度はUsnRNAを4つにわけてそれぞれを有機化学合成し、その後、それらすべてのRNAオリゴマーをT4DNA Ligase、もしくはT4RNA Ligase 2を用いて一気に酵素連結する方法の検討を詳細に行った。U snRNA(U1 snRNAおよびU11 snRNA)を4つにわけたRNAオリゴマーをT4RNA Ligase 2を用いて酵素連結反応をおこなったところ、U snRNAの高次構造の影響によりその連結効率が非常に低く、目的のU snRNAを得る事ができなかった。そこで、この高次構造による影響を少なくするために、splint DNAとT4 DNA Ligaseを用いて上記RNAオリゴマーの酵素連結反応を行ったところ、効率良く目的のU snRNAの合成に成功した。また、この酵素連結反応において、RNAオリゴマーに種々の化学修飾を導入していても、その反応効率は変わらない事も確認している。一方、U snRNAの高効率なドラッグデリバリーを目指し、本研究課題ではU snRNAのプロドラック化も行っていく。そのため、平成28年度は脂溶性の高いアシル基を有する環状RNAの効率合成法の確立を行い、現在、この環状RNAの核酸分解酵素耐性、ならびに細胞導入効率の測定を行っている。以上、本研究は当初の計画通りに、順調に遂行できている。また、平成28度までにsplint DNAとT4DNA Ligaseを用いた効率の良い長鎖RNAの構築法の開発を行ってきた。そこで、平成29年度では化学修飾を加えたU1 snRNAアナログの合成とスプライシング活性評価のための嚢胞性線維症モデル細胞の作成を行った。

化学修飾基としては、図書の予定通り、核酸分解酵素に非常に高い耐性を示すことN-メチルカルバモイルエチル基や、塩基識別能向上することのできる2-チオウリジンや4-アセチルシトシン、6-アセチル-7-デアザ-8-アザアデノシン、3-デアザ-2-アセチルグアノシンの検討を行っている。また、嚢胞性線維症モデル細胞は、HeLa細胞にCFTRイオンチャンネルのexon12のスプライスサイトが変異したmini geneを導入することで作成することができた。平成28年度までに開発したsplint DNAとT4DNA Ligaseを用いた効率の良い長鎖RNAの構築法を用いて、複数の化学修飾を有するU1 snRNAを効率よく合成できただけでなく、本年はこれらU1 snRNA活性評価を行うための嚢胞性線維症モデル細胞の作成に成功している。このことから、本研究は当初の計画通りに、順調に遂行できているといえる。本研究課題では変異したスプライスサイトに相補的な配列をもつ人工UsnRNA(今回はU1snRNAやU11snRNA)を化学合成し細胞導入をおこなうことで、スプライシングを正常にもどすことを目的としている。U1snRNAおよびU11snRNAは5'側のわずか8塩基を使ってイントロンとエキソンにまたがるスプライスサイトを認識する。これまでに我々は「ホスホロアミダイト化合物を利用した高効率ポリリン酸化反応」を独自に開発し、m3Gキャップ構造を有するオリゴヌクレオチドの迅速かつ高効率な合成法を報告してきた。そこで本研究では、まず、効率の良い長鎖RNA構築法の開発検討を行った。U snRNA(U1 snRNAおよびU11 snRNA)を4つにわけたRNAオリゴマーをT4RNA Ligase 2を用いて酵素連結反応をおこなったところ、U sn RNAの高次構造の影響によりその連結効率が非常に低く、目的のU snRNAを得る事ができなかった。この高次構造による影響を少なくするために、splint DNAとT4 DNA Ligaseを用いて上記RNAオリゴマーの酵素連結反応を行ったところ、効率良く目的のU snRNAの合成に成功した。また、m3Gキャップ構造やスプライスサイト認識部位に化学修飾を加えたU1snRNAおよびU11snRNAアナログも、このT4 DNA Ligaseを用いた手法により効率よく合成することができた。現在では、これらUsnRNAと、CFTRイオンチャンネルのexon12のスプライスサイトを変異させたmini geneを導入した嚢胞性線維症モデル細胞を用いて、合成した核酸の取り込み効率、およびスプライシング活性評価を行なっている本年度は、昨年度までに検討した合成法を用い修飾U snRNAを合成し、この修飾U snRNAによるスプライシングコレクションの検討を行う。CFTRイオンチャンネルのexon12のスプライスサイトが変異したmini geneを導入したHeLa細胞(嚢胞性線維症モデル細胞)に対し、変異したスプライスサイトと相補的になるように設計した修飾U1snRNAを細胞に、スプライシングの回復を確認する予定である。平成29年度に合成した修飾U1 snRNAのスプライシング活性評価を行い、化学修飾の種類や位置と活性の相関を詳細に調べていく予定である。また、
細胞間相互作用が癌の増殖進展に与える影響:ミュータントマウス由来細胞による解析

1)正常(+/+)マクスとW/W^Vマウスの骨髄細胞をILー3の存在下で培養して+/+マスト細胞とW/W^Vマスト細胞を得た。ILー3がない条件でNIH/3T3細胞と共生培養すると、+/+マスト細胞は増殖を続けたがW/W^Vマスト細胞は増殖をやめ死滅した。NIH/3T3細胞の場合はマスト細胞と直接に接触することが、増殖の支持のために必要であったが、NIH/3T3細胞のかわりにBALB/3T3細胞を用いると、マスト細胞との間をミリポア膜や軟寒天で隔ててもマスト細胞の増殖を支持することがわかった。BALB/3T3細胞の培養上清も+/+マスト細胞の増殖を支持するが、W/W^Vマスト細胞の増殖は支持しない。W遺伝子はcーkit癌原遺伝子と同一でレセプター蛋白をコードしているから、BALB/3T3の培養上清中には、cーkitレセプターに対するリガンドが含まれていると考えられる。BALB/3T3細胞を無血清培地で大量に培養し、cーkitレセプターに対するリガンドの精製を行うべく準備中である。2)+/+マウスの腹腔より採取したマスト細胞の約30%は、ILー3とILー4が共在すれば、メチルセルローズ中でコロニーをつくる。BALB/3T3細胞の培養上清中にはILー3、ILー4は含まれていないが、腹腔マスト細胞に作用して、コロニーを形成させることができることをみいだした。BALB/3T3培養上清中の有効成分が単一であるかどうか不明であるが、いずれにしても腹腔中の結合組織型マスト細胞の増殖がILー3、ILー4以外の物質で刺激されることは確かである。3)W/W^Vマウス、S1/S1^dマウスに加えてmi/miマウスもマスト細胞を欠損しているのでその機構についてしらべた。mi/miマウス由来のマスト細胞もILー3依存性増殖は正常であったが、BALB/3T3細胞培養上清には反応しなかった。
内村鑑三の「無教会」と日本思想史の文脈における「無所属」「無党派」の研究

「内村鑑三の「無教会」と日本思想史の文脈における「無所属」「無党派」の研究」と題する本研究は、日本社会の公共性の構造や、歴史学者網野善彦の「無縁」論にも通ずる特有の「神観念」のありようの解明を目的として、無教会キリスト教を中心的対象としつつも、より広く、「無所属」「無党派」を標榜する思想を、歴史貫通的な問題史として掘り下げていくことを課題とする。2018年度の研究は、下記「進捗状況」に記した事由から、初年度計画として予定していた「無教会思想の社会運動的側面」の掘り下げを、2年目以降へと繰り下げ、代わりに3年目に予定していた、通時代的な史料収集を優先的に推進することとした。内村鑑三・無教会関係については今井館教友会、群馬県立文書館等で調査を実施し、通時代的史料収集は、国立公文書館、東京大学総合図書館・史料編纂所・明治新聞雑誌文庫等で実施した。以上はデータ収集段階であるため、論文形式での成果公表には至っていないものの、一方で、関連する問題意識を述べた論文については、2編公表した。まず、日本社会の公共性の構造の解明の一端として、歴史学者網野善彦の「無縁」論がなぜ1970年代末に登場するかについては、同時代の思想状況の分析に基づき、「歴史の曲がり角としての1970年代」の問題である、と論じた。また、無教会、無所属、無党派の研究の根本問題が、日本社会に特有の属人的組織をいかに相対化しうるか、にあることから、その派生的課題として、日本政治史上の人格的支配の優位、非人格的支配の困難さ、というヴェーバー的課題が、1960年代の政治思想状況においていかなる意味を持ち、いかに思索されたか、について、石母田正、佐藤進一、丸山眞男らの言説を分析した。申請時点に予期していなかった要素として、2018年4月より勤務大学の文学部副学部長に着任することとなり(任期2年)、会議・出張等に多大な時間を取られ、このため本研究へのエフォート割り当てを、当初予定していた率まで確保できなかったため。無教会思想の社会運動的側面を掘り下げるため、足尾銅山鉱毒事件関係史料、とりわけ演説会の史料の収集・分析を推進する。また、「非」でも「反」でもない、「無」によって打ち消される諸概念への注目は、本研究の根幹をなすものであるが、一方で2018年度に、日本社会における「非人格的」という問題を再定位しえた成果にもとづき、「無」と「非」の相関、また「無」と「反」の相関についても、引き続き注目したい。さらに、当初2年目に予定していた、1890年前後生まれの無教会世代が、戦後、等しく天皇を中核に置く共同体を構想してしまう、という特異な現象の解明については、2018年度に参加し発言もした、第33回内村鑑三研究セミナーでの黒川知文氏の報告に刺激を受けつつ、推進していきたい。

さらに、当初2年目に予定していた、1890年前後生まれの無教会世代が、戦後、等しく天皇を中核に置く共同体を構想してしまう、という特異な現象の解明については、2018年度に参加し発言もした、第33回内村鑑三研究セミナーでの黒川知文氏の報告に刺激を受けつつ、推進していきたい。66,000円の書籍の購入元である古書店が、納品後間もない時期に、不慮に倒産したことにより、会計処理上のズレが出たため。次年度使用額として計上されているが、実質的には当該図書は購入手続きを完了しているため、新たな使用計画を要しない。
非線形超音波CTによる粒子充填層の内部構造診断及びその熱流動特性の大規模数値実験

本研究では粒子充填層内の詳細な熱流動現象の解明を目的とし、内部構造の詳細を取得可能な非線形超音波CTシステムの構築および、粒子充填層内を微視的に取り扱う、モデルを可能な限り排除した数値計算を行った。非線形超音波CTの評価試験から固体と周囲流体の音波の屈折率の違いに起因しCT像が劣化することが分かり、その他にもいくつかの問題点を抽出した。数値解析はLarge-eddy simulationを採用、計算コードの作成および並列化を行い、充填層中の流れ場を詳細に解析した。次世代高速炉や核融合ブランケットなどで粒子充填層型の炉心が提案されている。これらが社会に受け入れられるためにはその安全性の担保が必須であり、そのため充填層の内部構造診断や熱流動および熱機械特性を明らかにすることは重要である。本研究では、粒子充填層の内部構造を可視化し得る、音波の非線形性を利用した超音波CTシステムを開発し、その内部構造を計算空間に再現することで充填層の熱流動および熱機械特性を数値解析により明らかにすることを目的とする。超音波診断ではビーム径を細くできないことに起因する分解能の低さ、音波の多重反射による虚像やノイズの多さが問題となる。本研究では音波の非線形パラメトリック作用の指向性の鋭さを応用し、高分解能の超音波CTシステムの構築を目指す。今年度の実験より固体(アクリル)一流体(水)間の音波の屈折率の違い、および超音波のノイズが結果に大きく影響することが分かった。屈折率の違いは水を適当な濃度の食塩水にすることで、超音波のノイズは入力電圧を大きくできないことに起因するが、これは受信側のハイドロフォンの信号をアンプで増幅することで解決できると考えられる。これらの改良を施し、引き続き非線形超音波CTの評価実験を行う。上記実験と並行し、本研究では内部発熱をする粒子充填層をモデルを用いずに離散相として扱い可能な限り直接計算を試みる。今年度は粒子充填層の空隙部を流れる流体のLES(Large-eddy Simulation)流動解析コードを作成し、いくつかのパラメータにおいて計算を行った。流体の通り道となる空隙と、ほとんど流れのない淀み域と化した空隙の存在を確認することができた。超音波診断による充填層内の内部構造可視化実験では、2つの周波数の超音波(一次波)および非線形作用により生ずるそれらの差音(パラメトリックアレイ)を利用して対象領域のCT像を得るが、20年度に指摘した固体(アクリル)と周囲流体(水)との間の音波の屈折率の違いから生じるCT像の劣化を改善するには至らなかった。問題になるのは屈折率の違いだけではなく、パラメトリックアレイ強度の低さ、固体内での減衰の大きさに大きく影響し、加えて振動子径の大きさによる空間分解能の限界も関係していると考えられる。パラメトリックアレイの強度は2つの一次波の強度に依存し、この2つの一次波は同一の振動子から発振される。今回用いたものよりも良好な周波数特性を持つ振動子の使用により改善されると考えられるが、その他の問題に対しては即答できる解決策はなく、依然として課題が多いと言える。粒子充填層内流動の数値解析では、20年度に開発したLES(Large-eddy Simulation)流動解析コードを並列化し、計算領域の大規模化および計算速度の高速化を図った。これにより大規模な計算機クラスターを用いることで粒子充填層の詳細計算が行える目処は立ったと言える。しかし温度場の導入までには至らず、こちらも課題を残す結果となった。
超音速インテ-ク設計ツ-ルの構築に関する研究

超音速旅客機開発の気運が高まりつつあるが,そのキ-テクノロジ-は超音速エンジンであり,インテ-クはエンジン性能を左右する重要な要素である。インテ-ク内の流動は衝撃波と逆圧力勾配中での境界層との干渉が本質的な非常に複雑な形態を持ち,工学的重要性はもちろんのこと,流体物理としても興味ある問題である。それゆえ,その正確な理解なくしては効率よいインテ-ク設計が不可能である。本研究では,インテ-ク内の超音速粘性流の数値計算法およびその計算コ-ドの開発・検証を行い,この種の計算条件的にきびしい流れに対するTVD風上計算手法の有効性を調べた。実験との対応は定性的にはよい一致を示したが,超音速・極超音速流に有効な乱流モデル等の取扱いにまだ課題が残されている。また,衝撃波によるインテ-ク喉部近傍の境界層剥離は実験では強い3次元性を示しており,これに対応するために数値シミュレ-ション法も3次元粘性流への拡張を急ぐ必要がある。本研究ではインテ-ク流シミュレ-ションと平行して,数値流体力学のエンジン要素設計等への工学的実用化についても研究を行った。主として数値計算前処理としての格子生成法の研究・開発を進め,インテ-ク設計ツ-ルとして利用可能になるよう環境整備を行うと共に,後処理としての計算結果可視化法の開発整備も進め,ワ-クステ-ション上で2次元および3次元数値シミュレ-ション結果を会話処理的に調べることを可能とした。これら前処理・後処理は数値計算の工学的実用化に重要な役割を演じる。今後,インテ-ク流動の三次元数値シミュレ-ションを行ってインテ-ク空力設計を進める予定であるが,そのためにはス-パ-コンピュ-タ-を用い,かつパラレル処理に対応した効率的な数値計算法の開発,および乱流モデルの検証が重要である。超音速インテ-ク内の流動解析は、衝撃波と逆圧力勾配中での境界層との干渉の解析が最も重要であり、工学的な点からだけでなく、流体物理の観点からも非常に興味ある問題である。逆に、その正確な理解なくしては効率よいインテ-ク設計が不可能である。本年度はインテ-ク設計ツ-ルの構築という研究目標の第1段階として、インテ-ク内の衝撃波による境界層剥離のメカニズムとその制御を取り上げて研究を進めた。まず、インテ-ク内の超音速粘性流れ数値解析のために、ナビエ・スト-クス方程式計算コ-ドを新しく開発した。この計算コ-ドは、有限体積法を用いて実形状に対応する形状融通性を増し、風上法による超音速・極超音速流計算の信頼性の向上を目的としたものである。数値シミュレ-ションの結果は、境界層と衝撃波の強い干渉により、境界層剥離を適切に制御しない限りインテ-クとして成り立たない事が確認された。そこで、更に境界層抽気の効果を数値計算上で実現するように境界条件を検討・改良し、インテ-ク内の境界層剥離を制御するための必要抽気量、抽気場所等の数値実験を可能とした。この結果、インテ-ク喉部上流での境界層抽気によりインテ-クの始動が確認された。今後の課題として、適切な実験デ-タとの計算結果の比較により数値シミュレ-ションの定量的精度の確認を行うと共に、インテ-ク内流動の非定常な応答のシミュレ-ションを試み、インテ-ク設計のための解析ツ-ル構築を目指す。

超音速旅客機開発の気運が高まりつつあるが,そのキ-テクノロジ-は超音速エンジンであり,インテ-クはエンジン性能を左右する重要な要素である.インテ-ク内の流動は前年度の研究でも明らかになったように衝撃波と逆圧力勾配中での境界層との干渉が本質的な非常に複雑な形態を持ち,工学的観点からだけでなく流体物理としても非常に興味ある問題である.それゆえ,その正確な理解なくしては効率よいインテ-ク設計が不可能である.今年度の研究は,前年度に開発したインテ-ク内の超音速粘性流数値解析用の計算コ-ドの検証を行い,この種の膨張・圧縮の激しく計算条件的にきびしい流れに対するTVD風上計算手法の有効生性を調べた.また,衝撃波によるインテ-ク喉部近傍の境界層剥離は,実験では強い三次元性を示しており,これに対応するために数値シミュレ-ション法も3次元への拡張を行っている.同時に数値計算前処理としての格子生成法の開発を進め,インテ-ク設計ツ-ルとして利用可能になるよう環境整備を行った.後処理としの計算結果可視化法の開発整備も進め,ワ-クステ-ション上で2次元および3次元数値シミュレ-ション結果を会話処理的に調べることを可能とし,流れ場の理解を助けている.これら前処理・後処理は数値計算の工学的実用化に重要な役割を演じる.インテ-ク流動は三次元性が極めて高く,その数値シミュレ-ションも3次元ナビエ・スト-クス方程式を用いて更に進める必要がある.ただしそのためにはワ-クステ-ションでは計算能力に限界があり,ス-パ-コンピュ-タ-を用いた超大規模な数値計算を行う必要がある.現在国立大学等に設置されている計算機では計算量の大きさから非常に因難であるが,テ-マの重要性から将来の計算機の発達を見込んで研究を更に進める必要があろう.
複合脂質膜を用いるがん治療およびDDSへの応用

頭部極性基が双性でアシル鎖長が異なるリン脂質(C12:DLPC,C14:DMPC,C16:DPPC)とPEG系界面活性剤からなる(ハイブリッドリポソーム;HL)のin vitroにおけるヒト前骨髄性白血病細胞HL-60に対する増殖抑制効果と細胞死誘導の解析を行ったところ、リン脂質のアシル鎖長の違いによりがん細胞に対する細胞死誘導が異なる(DLPCはネクローシス、DMPCはアポトーシス、DPPCは細胞死を誘導しない)ことを明らかにした。とくに、脂質分子として、ジミリストイルポスファチジルコリン(DMPC)とPEG系界面活性剤(C_<12>(EO)_<23>)を構成成分とするHLは、腫瘍細胞(ヒト乳がん細胞、ヒト大腸がん細胞)に対してアポトーシスを誘導し、顕著な増殖抑制効果を示した。アポトーシス誘導メカニズムについて詳細に検討したところ、HLは腫瘍細胞に融合後、Caspase-3,-8,-9およびミトコンドリアを活性化して最終的にDNAを断片化するシグナル伝達であることを明らかにした。さらに、HLは、がん細胞膜の流動性をターゲットとして正常細胞と区別し、流動性の大きな腫瘍細胞膜のみに融合・蓄積することを確認した。動物実験においては、ヒトリンパ腫モデルマウスに対して副作用無く顕著な腫瘍縮小効果が得られた。正常動物に対しての安全性も確認され、臨床応用が期待される。さらに、HLをヒト末梢血単核細胞に添加したところ、サイトカイン(IFN-γ、IL-12)の産生量が顕著に増加した。HLは、がん細胞に直接作用してアポトーシスを誘導するだけでなく、同時に患者の免疫系を賦活化してがんを抑制する免疫療法剤としても期待できる。一方、DDS(薬物送達システム)への応用として、筋ジストロフィーモデルマウスに対するゲンタマイシン封入HLの投与により、副作用無くジストロフィンの発現率が増大し、治療効果が明らかになった。1.複合脂質膜のヒト乳がん細胞増殖抑制効果および制がんメカニズムリン脂質(DMPC)とPEG系界面活性剤(C_<12>(EO)_n, n=425)を混合して創製した複合脂質膜のヒト乳がん(MDA-MB-453)細胞に対する50%増殖抑制濃度(IC_<50>)の検討を行った。複合脂質膜(HL)はヒト乳がん細胞に対してDMPC単一リポソームと比べ、IC_<50>が約1/2以下と増殖抑制効果が向上することが明らかとなった。また、TUNEL法による蛍光顕微鏡観察を行ったところ、HLで処理したがん細胞は緑色に染色され、アポトーシスを誘導することが明らかとなった。一方、DMPC単一リポソームでは緑色に染色されなかった。2.アポトーシス誘導のシグナル伝達HLのヒト乳がん細胞に対するCaspase-3,-8-9活性を検討した。Caspase-3は0.5時間から2時間で活性を示し、その後、6時間後まで活性を維持していた。Caspase-8およびCaspase-9は1時間から3時間で活性を示した。次に、ミトコンドリアの関与について検討した。HL23の添加により、ミトコンドリアの膜電位の減少がみられた。以上のことからHLのヒト乳がん細胞に対するアポトーシス誘導においてはCaspase-3,-8,-9およびミトコンドリアが関与していることが明確になった。3.ゲンタマイシン封入複合脂質膜(GM-HL)の筋ジストロフィー治療実験筋ジストロフィーモデルマウスを用いてGM-HLの治療効果を検討した。GM-HL投与群では、GMのみと比べジストロフィンの発現率が増大し治療効果が明らかになった。

クレアチンキナーゼ値も正常値近くまで低下し、腎不全マーカー値および聴覚検査においても異常は認められず、GM-HLの高い安全性が確認された。1.リン脂質DMPCとPEG系界面活性剤C_<12>(EO)_n(n=4,10,21,23,25)からなる複合脂質膜のin vitroにおけるヒト乳がん細胞MDA-MB-453に対する増殖抑制効果検討した。DMPCおよび界面活性剤単一に比べ、50%増殖抑制効果が1/2以下の低濃度で細胞増殖抑制効果を示した。さらに、アガロースゲル電気泳動、TUNEL法およびフローサイトメーターによる解析からアポトーシス誘導を明らかにした。アポトーシス誘導メカニズムの検討を行ったところ、複合脂質膜はがん細胞膜に融合・蓄積後、カスペース-3、-8、-9の活性およびミトコンドリアを経由し、DNAを断片化するアポトーシス誘導経路であることが明確になった。2.ポリオキシエチレンアルキルエーテルの疎水部が425と異なるミセル界面活性剤およびジミリストイルポスファチジルコリンを構成成分とするハイブリッドリポソーム(HL)のヒト大腸がんに対する増殖抑制効果をin vitroで検討したところ、次の注目すべき結果が得られた。(1)HLの膜流動性と増殖抑制効果に明らかな相関関係を見出した。(2)HLは大腸がん細胞に対してアポトーシスを誘導しており、カスペースを活性化していることを明確にした。(3)HLは正常大腸細胞に対しては全く融合せず、大腸がん細胞のみに融合・蓄積することを一分子観察法を用いて初めて明らかにした。3.リン脂質DMPCと非イオン性界面活性剤C_<12>(EO)_n(n=21,25)からなるハイブリッドリポソームがヒトリンパ腫瘍細胞MOLT-4およびRAJIに対して、in vitroにおいて顕著な抑制効果を示し、TUNEL法によりアポトーシス誘導を明らかにした。in vivoにおいてRAJI細胞移植がんモデルマウスに対して顕著な延命効果が得られ、正常ラットに対する安全性を確認した。1.リン脂質DMPCとPEG系界面活性剤C_<12>(EO)_n(n=425)からなる複合脂質膜(HLn)のin vitroにおけるヒト乳がん細胞(MDA-MB-453)に対する増殖抑制効果を検討した。アポトーシス誘導メカニズムの検討を行ったところ、HLnはがん細胞膜に融合・蓄積後、カスペース-3、8、9の活性およびミトコンドリアを経由し、DNAを断片化するアポトーシス誘導経路であることが明確になった。2.ゲンタマイシン封入リボソームのDuchenne型筋ジストロフィーモデルマウス(mdxマウス)を用いた動物実験において、ゲンタマイシン封入リボソームの投与により筋繊維が回復する基礎的知見が得られた。また、mdxマウスを用いた体内動態試験において、臓器や骨格筋の種類によって蓄積量に違いがあり、組織特異性があることが明らかになった。特に、骨格筋においては壊死部位に顕著な蓄積が観察された。
フタロシアニン複合体の焼成による革新的な固体高分子型燃料電池空気極用触媒の創製

本研究では,固体高分子型燃料電池空気極用触媒創製のための焼成前駆体としてカルボキシ基含有金属フタロシアニンおよびアミン化合物とのアミド結合形成による複合体形成を行った後,得られた複合体を焼成することによりπ電子共役系が拡張された金属担持型炭素系触媒の創製を行い,その触媒活性評価を行った。すなわち,カルボキシ基含有金属フタロシアニンとジアミン芳香族化合物を用いて,直接重縮合法によるアミド結合形成反応を行い,金属フタロシアニン複合体を合成した。得られた金属フタロシアニン複合体を石英管中に静置し,セラミクス電気管状炉を用いて水素あるいは窒素気流中で焼成することにより,金属担持型炭素触媒を得た。まず,ジアミン芳香族化合物を用いたフタロシアニン複合体から得られた金属担持型炭素系触媒の触媒活性評価を行ったところ,複合体中の窒素含量が多いほど触媒活性が高いことが明らかとなったことから,酸素還元触媒の活性点としてグラフェン炭素に結合した窒素が関与していることが示唆された。また,ピリジンやトリアジンといった窒素含有ヘテロ芳香族化合物を用いた複合体から得られた炭素系触媒においてはその触媒活性の向上は見られなかった。さらに,ジアミン脂肪族化合物を用いたフタロシアニン複合体から得られた金属担持型炭素系触媒の触媒活性評価を行ったところ,触媒活性は窒素含有量に依存せずに,焼成前駆体の耐熱性に依存することが明らかとなった。これは,焼成前駆体の耐熱性が低い場合には触媒活性点となる炭素窒素結合を形成するために十分な量の窒素が失われてしまうことが要因であることが推察された。本研究では,固体高分子型燃料電池空気極用触媒創製のために有効な焼成前駆体の分子設計指針を明確にすることを目的の一つとしているが,焼成前駆体の窒素含有量を増大させる分子設計を行いとともに,その耐熱性を向上させる必要性があることを明らかにすることができた。これは,固体高分子型燃料電池空気極用触媒創製のために有効な焼成前駆体の分子設計指針に対する重要な知見が得られたものと考えている。さらに,本研究では,酸素還元触媒活性点およびその機構を明らかにすることも目的の一つとしているが,ジアミン芳香族化合物を用いたフタロシアニン複合体から得られた金属担持型炭素系触媒の触媒活性評価を行い,複合体中の窒素含量が多いほど触媒活性が高いことを明らかとしたことは,酸素還元触媒の活性点としてグラフェン炭素に結合した窒素が関与していることを示唆するものであり,酸素還元触媒活性点の解明に対して重要な知見を与える結果として評価できるものと考えている。2018年度の研究成果から,固体高分子型燃料電池空気極用触媒の酸素還元活性は,触媒中のグラフェン骨格中に含まれる窒素含有量に依存することを明らかにし,高耐熱性の焼成前駆体が高活性の触媒を与えることが明らかとなったことから,2019年度は,さらに高耐熱性の触媒前駆体の合成を計画している。すなわち,オリゴベンズアミド骨格を有するジアミン誘導体を合成し,カルボキシ基含有金属フタロシアニン誘導体を用いた焼成前駆体合成を用いた触媒創製を行う予定である。また,当初の予定通り,金属担持型炭素系触媒の含有金属による酸素還元触媒活性の違いに関する検討,固体高分子型燃料電池空気極用触媒の触媒活性点の特定および酸素還元反応機構解明,触媒粒子サイズの最適化および触媒耐久性の評価を引き続き行う予定である。

これは,固体高分子型燃料電池空気極用触媒創製のために有効な焼成前駆体の分子設計指針に対する重要な知見が得られたものと考えている。さらに,本研究では,酸素還元触媒活性点およびその機構を明らかにすることも目的の一つとしているが,ジアミン芳香族化合物を用いたフタロシアニン複合体から得られた金属担持型炭素系触媒の触媒活性評価を行い,複合体中の窒素含量が多いほど触媒活性が高いことを明らかとしたことは,酸素還元触媒の活性点としてグラフェン炭素に結合した窒素が関与していることを示唆するものであり,酸素還元触媒活性点の解明に対して重要な知見を与える結果として評価できるものと考えている。2018年度の研究成果から,固体高分子型燃料電池空気極用触媒の酸素還元活性は,触媒中のグラフェン骨格中に含まれる窒素含有量に依存することを明らかにし,高耐熱性の焼成前駆体が高活性の触媒を与えることが明らかとなったことから,2019年度は,さらに高耐熱性の触媒前駆体の合成を計画している。すなわち,オリゴベンズアミド骨格を有するジアミン誘導体を合成し,カルボキシ基含有金属フタロシアニン誘導体を用いた焼成前駆体合成を用いた触媒創製を行う予定である。また,当初の予定通り,金属担持型炭素系触媒の含有金属による酸素還元触媒活性の違いに関する検討,固体高分子型燃料電池空気極用触媒の触媒活性点の特定および酸素還元反応機構解明,触媒粒子サイズの最適化および触媒耐久性の評価を引き続き行う予定である。2018年度は,予定していたよりも少ない試薬使用量により研究が遂行でき,触媒活性評価に用いる電極等の消耗品の購入も最小限で行うことができたため,次年度使用額が生じた。しかしながら,2019年度はさらに数多くの触媒焼成前駆体合成を行う予定であり,合成に必要な試薬,高価な金属原料,溶媒,合成用器具の購入が大幅に増加することが想定されることに加え,触媒活性評価件数が大幅に増加することに伴い,前年度以上に触媒活性評価に用いる電極を購入する必要が生じるため,これらの経費として2019年度分助成金とともに使用する計画である。
小型切欠き曲げ試験による超電導応用機器材料システムの極低温破壊強度特性評価

本研究は、小型切欠き曲げ試験片を用いた構造・絶縁・超電導材料の極低温破壊強度特性簡便評価法の開発・応用を行ったものである。すなわち、超電導応用機器の設計・開発及び信頼性・安全性評価に資することを目的に、2年間の研究を実施し、以下の成果を得た。1.準安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS304の極低温(液体ヘリウム温度4K)・強磁場(6T ; T : tesla)下における引張・弾塑性破壊靱性試験を行い、極低温引張・破壊特性に及ぼす磁場誘起マルテンサイト変態の影響を明らかにした。2.オーステナイト系ステンレス鋼溶接材の溶接熱影響部に切欠きを導入した試験片を用いて極低温切欠き曲げ試験を行い、極低温破壊強度特性に及ぼす組織・介在物、ひずみ誘起マルテンサイト変態等の影響を明らかにした。また、溶接部の極低温硬さを計測し、破壊強度特性との関連を明らかにした。3.織物GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)積層材料を対象に、AE(アコースティックエミッション)法を併用して室温・77K・20K・4Kにおける引張試験を行い、各温度における引張・損傷挙動を解明した。また、損傷進展解析(有限要素法)を行い、損傷発生・進展挙動、試験片縁の応力分布を明らかにして、実験結果に理論的検討を加えた。4.ガラス繊維表面に処理を施した織物GFRP積層材料を対象に、繊維・樹脂間の極低温界面特性を評価し、界面特性に及ぼす繊維表面処理条件の影響を明らかにした。また、繊維表面処理を施した織物GFRP積層材料の極低温引張・切欠き曲げ試験、試験片表面・破面観察及び数値シミュレーションを行い、極低温損傷・破壊強度特性に及ぼす繊維・樹脂界面特性の影響を解明・考察した。5.希土類バルク超電導体として応用が期待されているNd(ネオジウム)・Sm(サマリウム)・Gd(ガドリニウム)系を提試材として極低温切欠き曲げ試験を行い、き裂進展特性に及ぼす不純物・欠陥等の影響を明らかにし、破壊強度改善に向けて検討した。また、接合部の極低温・強磁場破壊強度特性も評価し、最適接合条件についても検討を加えた。本研究は、超電導応用機器の設計・開発及び信頼性・安全性評価に資することを目的に、小型切欠き曲げ試験片を用いた構造・絶縁・超電導材料の極低温破壊強度特性簡便評価法を開発・応用するものである。本年度は、構造・絶縁材料の極低温力学特性を明らかにするため、大型超電導マグネット用構造材料として広く用いられているオーステナイト系ステンレス鋼の極低温破壊・変形挙動に及ぼす磁場の影響、電気的熱的絶縁材料として利用されている織物GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)積層材料の極低温引張・損傷挙動について検討を加えた。また、超電導材料に関しては、材料・デバイス開発状況を調査し、供試材の選定・試験条件の設定等を行った。得られた成果を要約すると以下の通りである。1.準安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS304の極低温(液体ヘリウム温度4K)・強磁場(6T;T:tesla)下における引張・弾塑性破壊靱性試験を行い、極低温引張・破壊特性に及ぼす磁場誘起マルテンサイト変態の影響を明らかにした。

2.織物ガラス-エポキシ積層材料を対象に、AE(アコースティックエミッション)法を併用して室温・77K・20K・4Kにおける引張試験を行い、各温度における引張・損傷挙動を解明した。また、損傷進展解析(有限要素法)を行い、損傷発生・進展挙動、試験片縁の応力分布を明らかにして、実験結果に理論的検討を加えた。3.希土類バルク超電導体として応用が期待されているNd(ネオジウム)・Sm(サマリウム)・Gd(ガドリニウム)系を提試材として選定し、試験片寸法・き裂導入方向について検討を加えて、試験片形状を決定した。また、供試材の機能特性を調査し、試験温度・磁場等の試験条件を決定した。本研究は、超電導応用機器の設計・開発および構造健全性評価に資することを目的に、小型切欠き曲げ試験片を用いた材料システムの極低温破壊強度特性簡便評価法を開発・応用したものである。本年度は、1.オーステナイト系ステンレス鋼溶接材、2.繊維表面処理を施した織物GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)積層材料、3.希土類系バルク超電導体の極低温破壊・変形挙動について検討を加えた。1.オーステナイト系ステンレス鋼溶接材の溶接熱影響部に切欠きを導入した試験片を用いて極低温切欠き曲げ試験を行い、極低温破壊強度特性に及ぼす組織・介在物、ひずみ誘起マルテンサイト変態等の影響を明らかにした。また、溶接部の極低温硬さを計測し、破壊強度特性との関連を明らかにした。2.ガラス繊維表面に処理を施した織物GFRP積層材料を対象に、繊維・樹脂間の極低温界面特性を評価し、界面特性に及ぼす繊維表面処理条件の影響を明らかにした。また、繊維表面処理を施した織物GFRP積層材料の極低温引張・切欠き曲げ試験、試験片表面・破面観察及び数値シミュレーションを行い、極低温損傷・破壊強度特性に及ぼす繊維・樹脂界面特性の影響を解明・考察した。3.希土類系バルク超電導体の極低温切欠き曲げ試験を行い、き裂進展特性に及ぼす不純物・欠陥等の影響を明らかにし、破壊強度改善に向けて検討した。また、接合部の極低温・強磁場破壊強度特性も評価し、最適接合条件についても検討を加えた。