hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不確実性下の企業経営とパフォーマンス

第三に、不確実性と景気循環に関する研究では、財務省・内閣府「法人企業景気予測調査」を用いて分析を行った。一部の分析結果は2018年9月にRIETIディスカッション・ペーパーとして公表している。2017年は予定通りに独自の企業サーベイを実施した。その結果の一部を2018年に日本経済新聞や国際ワークショップで発表した。現在分析結果をまとめて論文を作成している。また、関連研究として各種の政府統計を利用して不確実性、期待形成と企業行動に関する研究を進めていく。今後の計画としては、(1)すでに実施した独自企業サーベイを用いて不確実性と事業計画に関するワーキング・ペーパーを完成させる。また、現在第二弾の企業サーベイを実施してパネルデータを構築する可能性も検討している。(2)海外市場の不確実性と企業の輸出・直接投資のダイナミクスに関する研究は、現在最終版もほぼ完成して今年度の早い段階で海外の学術誌へ投稿する。また、本研究をさらに発展させ、海外市場ごとの不確実性を示す新しい指標を構築し、今年度論文を発表する予定である。(3)不確実性と景気循環に関する研究は、現在財務省・内閣府「法人企業景気予測調査」「法人企業統計調査」の申請利用手続きが順調に進んでいる。データ入手後、これまでの分析を精緻化させ、新しい分析結果をまとめて今年度論文を作成する予定である。
準安定なZrO_2-CeO_2-CeO_<1.5>固溶体の固体イオニクス特性

金属-酸素系セラミックスにおいては、還元酸化を繰り返すと前駆体である還元相の陽イオンの配置を保ったままで酸素が進入する際に準安定相が出現する。この原理をZrO_2-CeO_2系に適用して種々の準安定固溶体の作製を試み、さらに得られた相の局所原子配列の特徴、光学的性質、およびイオン伝導などの固体イオニクス特性について検討した。1600°C以上の高温で得られた立方晶相を冷却して得られる正方晶t'相を出発試料とした。T(deox)=1300°Cでt'相を還元してパイロクロア相(Ce_2Zr_2O_7,pyro)を作製し、その後873Kで酸化することにより陽イオンが規則配置した新規な準安定なκ相(CeZrO_4,κ)が得られた。温度T(deox)を下げて還元で得られたCaF_2関連構造を、その後873Kで酸化すると、t'相と同様の陽イオンの不規則配置は有するが、ラマン散乱により明らかに別相として区別される新規な準安定t'_<meta>相(CeZrO_4,t'_<meta>)が出現した。純粋なκ相およびt'_<meta>相は本研究で初めて見出された相であり、Ce-O-Ce間の距離はt'⇒t'_<meta>⇒κ相の順に小さくなった。同じCeZrO_4組成でありながら、準安定相t'_<meta>およびκ相の電気伝導度はt'相より数倍大きくなった。準安定相の作製により陽イオン-酸素イオン間の距離、および局所偏倚を変えてやることにより電気伝導度を制御できることが分かった。電荷担体はほとんど電子であったがイオン伝導も観測された。従来、電気伝導度の制御には異なる価数の異種イオンをドープするのが一般的であったが、本研究結果は準安定相の作製により陽イオンの分布と陽イオンと酸素イオンの局所構造を変化させることにより制御可能であることを示唆している。金属-酸素系セラミックスにおいては、Cyclic Redox Processにより種々の準安定相の作製が可能である。これら準安定相と安定相の間で均一な準安定固溶体を形成させると、酸素空孔と陽イオン空孔の局所配列が制御された種々の固溶体を創成することができる。多量の酸素空孔および陽イオン空孔が導入された、これら固溶体は固体イオニクス材料として大いに有望である。本研究では、ZrO_2-CeO_2-CeO_<1.5>系にこの原理を適用して、種々の準安定固溶体を作製し,局所原紙配列の特徴、光学的性質、およびイオン伝導などの固体イオニクス特性を明らかにすることを目的とする。1600°C以上の高温で得られた立方晶相を冷却し、良く知られた準安定な相である正方晶t′相を作製した。固体電解質酸素ポンプを用いて酸素分圧を一定に制御した雰囲気の中でt′相を還元してバイロクロア相(Ce_2ZrO_2O_7,pyro)を作製した。その後873Kで酸化することにより新規な準安定な相であるk相(CeZrO_4,k)を得た。1373K、O_2ガス中で焼鈍することにより別の新規な準安定相である正方晶CCeZrO_4,t^*相)を得た。このt^*

相を還元すると、Ce/Zrの幅広い比を有する新しい準安定相Ce_<(8-4y)>ZrO_<4y>O_<(14-δ)>が出現することを発見した。t′相からパイロクロア相までの還元の度合いが低い場合、その後の酸化で、新しい準安定相Ce_<(8-4y)>Zr_<4y>O_<(14-δ)>相、t^*相、t^<**>相のX線回折、ラマン分光分析、熱力学的測定、電気伝導度測定によるキャラクラリゼーションを行った。これら準安定相の電気伝導度は特異であり、例えば、t^*相、t^<**>相のX線パターンは同一であるにも関わらず、より不安定なt^<**>相の電気伝導度は数倍大きかった。これら準安定相および安定相との間で特異なイオニクス特性を有する固溶体が発見される可能性は大であることが示唆された。金属-酸素系セラミックスにおいては、還元酸化を繰り返すCyclic Redox Processにより種々の準安定相の作製が可能である。前駆体である還元相の陽イオンの配置を保ったままで酸素が進入する際に準安定相が出現する。この原理をZrO_2-CeO_2系に適用して種々の準安定固溶体の作製を試み、さらに得られた相の局所原子配列の特徴、光学的性質、およびイオン伝導などの固体イオニクス特性について検討した。ZrO_2-CeO_2系においては1600°C以上の高温で得られた立方晶相を冷却して得られる正方晶t'相を出発試料とした。T(deox)=1300°Cでt'相を還元してパイロクロア相(Ce_2Zr_2O_7,pyro)を作製し、その後873Kで酸化することにより陽イオンが規則配置した新規な準安定なκ相(CeZrO_4,κ)が得られた。温度T(deox)を下げて還元で得られたCaF_2関連構造を、その後873Kで酸化すると、t'相と同様の陽イオンの不規則配置は有するが、ラマン散乱により明らかに別相として区別される新規な準安定t'_<meta>相(CeZrO_4,t'_<meta>)が出現した。純粋なκ相およびt'_<meta>相は本研究で初めて見出された相であり、Ce-O-Ce間の距離はt'⇒t'_<meta> ⇒κ相の順に小さくなった。同じCeZrO_4組成でありながらこれらの相の電気伝導度は大きく異なり、準安定相の作製により電気伝導度を制御できることが分かった。電荷担体はほとんど電子であったがイオン伝導も観測された。さらに原理の一般性をNbO_2-SnO_2系で準安定なNbSnO_4化合物の作製することにより示した。本研究で得られた準安定相のイオン輸率は小さくセンサーの組立まではいかなかったが、種々の電気伝導度を有する種々の新規な準安定相の作製が可能であることが実験的に証明された。陽イオンの局所構造の制御、異種イオンのドープなどを行い固体イオニクス特性を改良することは可能である。
界面化学反応に関連した数理モデルの研究

溶媒抽出法を利用した湿式製錬プロセスは、従来、乾式製錬プロセスでは経済上製錬の対象にならなかった低品位鉱等の未利用資源、深海底のマンガン団塊等の新資源および産業廃棄物等の二次資源から各種有価金属を分離精製するための省エネルギ-型プロセスとして、資源の有効利用の観点から近年注目されるようになってきた。また、溶媒抽出法と原理的に同じである液膜による金属の分離法の出現は、溶媒抽出法にさらに新しい発展の可能性を与えつつある。化学実験と数理モデルの数値実験により、詳細に反応機構の解明が行なわれている。その数理モデルは界面で非線型境界条件で関連しあっている非線型連立放物型方程式系である。偏微分方程式に対しては多くの一般論が知られているが、残念ながら、このモデルは従来の枠からはみだしている。しかしながら、既に、四ッ谷はこれらの偏微分方程式の解の存在と一意性の証明に成功している.本年度、四ッ谷は最も基本的な数理モデルの解の漸近挙動の解析に成功し、さらに新しい知見を与えた。無限個のリヤプ-ノフ関数を組織的に構成する方法を開発した点が新しいアイデアである。同時にこの解析に用いられた考え方を数値計算に応用し、簡単で高速な実用的差分スキ-ムを発見した。森田、岡は力学系の観点から、非線型拡散系の解の構造に新しい知見を与えた。この観点と四ッ点の解析の方法を組み合わせることにより、さらに詳しい漸近挙動の様子がわかることが判明したので、共同研究を押し進めているところである。
各種神経ペプチドの胃粘膜内の詳細な局在と粘膜防御機構の制御に果たす役割との関連性

胃の部位により異なった調節機構の存在が考慮される粘液代謝において神経ペプチドが果たす役割の有無を明らかにするため、免疫組織化学的検討で胃粘膜内における特徴的局在が明らかにされたCalcitonin gene-related peptide(CGRP)のムチン生合成に対する作用を胃粘膜器官培養系を用いて、胃の部位別に比較検討し以下の結果を得た。1. CGRPを培地内に添加し、7週齢ラットより作成した胃粘膜組織小片への^3H-glucosamineおよび^<14>C-threonineの取り込みをみたところ、胃体部における典型的ムチン型糖蛋白質への^3Hの取り込みは濃度依存的に有意な増加を認めたが、^<14>Cの取り込みの増加は認めなかった。また、胃前庭部ムチンへの標識化合物の取り込みは、CGRPの濃度に関係なく対照と同程度の値を示し一定であった。2.最近我々の研究室で開発した表層粘液細胞剥離法を用いて、胃体部粘膜から、粘液細胞として副細胞のみを含有する組織を作成し、同様の検討を行なったところ、CGRPのムチン生合成亢進作用は認められなかった。3.前年度の検討において、胃体部組織の表層粘液細胞層には一酸化窒素合成酵素(NOS)の局在が確認されているので、次に、CGRPの胃体部ムチン生合成活性亢進作用がNOS阻害薬であるN^G-nitro-L-arginine(L-NNA)の前処置によりどのように変化するか検討したところ、10^<-5>Mの濃度のL-NNAで完全抑制された。4.さらにNoのみを消去できる新しいタイプのNo消去薬Carboxy-PTIOを用いて同様の検討を行なったところ、CGRPのムチン生合成亢進作用は、10^<-5>MのCarboxy-PTIOで完全抑制された。5.以上の結果より、CGRPは胃体部表層粘液細胞に作用しムチン生合成を亢進させること、及びその機序の一部にNOそのものが関与している可能性が強く示された。胃の部位により異なった調節機構の存在が考慮される粘液代謝において一酸化窒素(NO)及び神経ペプチドが果たす役割の有無を明らかにするため、免疫組織化学的手法を用いて、胃粘膜におけるNO合成酵素(NOS)の局在及びNOとの関連で注目されているCalcitonin gene-related peptide(CGRP)含有ニューロンの分布を胃の部位別に比較検討し以下のような結果を得た。1.灌流固定後の胃組織から胃体部と前庭部の薄切標本を作製しNOSに対する抗体で免疫組織染色をおこなったところ、筋層間神経以外に胃体部粘膜細胞にも発現が認められた。2.最近我々が独自に開発した表層粘膜細胞のムチンに対する特異的なモノクローナル抗体RGM21と副細胞ムチンに対する抗体HIK1083を用いて、NOSの結果を得た隣接切片で同様の検討を行ったところ、NOSの局在は表層粘液細胞と一致していることが明らかとなった。副細胞にはNOSの分布は全く認められなかった。3.胃体部組織から表層粘液細胞層を剥離すると、粘膜細胞に認められたNOSの発現も消失した。4.CGRPに対する抗体を用いた検討では、胃粘膜組織内のニューロンに染色性が認められ、これらのニューロンは表層粘液細胞層まで到達していることが確認された。5.以上のNOS及びCGRP含有ニューロンの局在の結果より、ある種の粘液細胞の調節機構にNOやCGRPが重要な役割を果たしている可能性が強く示された。5.以上の結果より、CGRPは胃体部表層
上丘吻側領域における輻湊―調節の機能総合機構と斜視の病態解明

これまで、我々は上丘吻側の限局した部位の微小電気刺激により調節反応が誘発されることをネコを対象に明らかにしてきた。(Sawa and Ohtsuka,1994)。また、大脳皮質の輻湊・調節関連領域(the lateral supra-Sylvian area)からの下行性出力が上丘吻側の同部位に特異的に投射することを証明し、この領域を上丘調節関連領域と名づけた(Ohtsuka and Sato,1996)。今回我々は、この上丘吻側領域における輻湊-調節の機能統合機構を明らかにすることで斜視の病態解明に到達することを目的に3匹の覚醒ネコを用い研究を行った。両眼の水平・垂直眼球運動をサーチコイルによって記録した。タングステン電極をマニピュレーターによって上丘内に刺入し、先端部が上丘内に入っているか、視覚刺激と自発的衝動性眼球運動に対するニューロン応答によって確認した。上丘吻側の調節関連領域の電気刺激は、パルス幅300μ秒の陰性矩形波(電流強度,頻度,時間は各々10-40μA,125-500Hz,125-500ミリ秒の範囲)を用いた。上丘吻側部のほぼ限局した領域で、非共同性眼球運動(convergence)が約10μAの刺激閾値をもって誘発された。この非共同性眼球運動の平均振幅は、3.9°+/-0.9°、平均潜時は83±47ミリ秒であった。誘発された非共同性眼球運動の大きさは刺激強度と正相関し、刺激開始時の輻湊角とは負の相関を示した。また、この領域の電気刺激は自発サッケードを抑制した。ついで、1頭のネコに輻湊訓練を行い、非共同性眼球運動が誘発された領域の化学的抑制(0.5%Muscimol,0.5μlの微小注入)が輻湊運動に与える影響を検討した。片側の抑制によって、輻湊は一過性に抑制された。これらの結果から、ネコの上丘吻側部が調節のみならず、輻湊運動にも関与していることが示唆された。また、大脳皮質の輻湊・調節関連領域(the lateral supra-sylvian area)からの下行性出力が上丘吻側の同部位に特異的に投射することを証明し、この領域を上丘調節関連領域と名づけた(Ohtsuka and Sato,1996)。今回我々は、この上丘吻側領域における輻湊-調節の機能統合機構を明らかにすることで斜視の病態解明に到達することを目的に、上丘調節関連領域を微小電気刺激し、誘発される非共同性眼球運動の特性を調べ、この領域が輻湊運動に関与しているか検討した。実験には2匹の覚醒ネコを用いた。

電気刺激は、パルス幅300マイクロ秒の陰性矩形波(電流強度,頻度,時間は各々10-40μA,125-500Hz,125-500ミリ秒の範囲)を用いた。上丘吻側部のほぼ限局した領域で、非共同性眼球運動(convergence)が約10μAの刺激閾値をもって誘発された。この非共同性眼球運動の平均潜時は83±47ミリ秒,大きさは1.3±0.4度であった。誘発された非共同性眼球運動の大きさは、刺激強度(電流の強さ)とは正の相関関係を,刺激開始時の輻湊角(水平眼位の左右差)とは負の相関関係を示した。これらの結果から、ネコの上丘吻側部が調節のみならず、輻湊運動にも関与していることが示唆された。これまで、我々は上丘吻側の限局した部位の微小電気刺激により調節反応が誘発されることをネコを対象に明らかにしてきた。(Sawa and Ohtsuka,1994)。また、大脳皮質の輻湊・調節関連領域(the lateral supra-sylvian area)からの下行性出力が上丘吻側の同部位に特異的に投射することを証明し、この領域を上丘調節関連領域と名づけた(Ohtsuka and Sato,1996)。今回我々は、この上丘吻側領域における輻湊-調節の機能統合機構を明らかにすることで斜視の病態解明に到達することを目的に3匹の覚醒ネコを用い研究を行った。両眼の水平・垂直眼球運動をサーチコイルによって記録した。タングステン電極をマニピュレーターによって上丘内に刺入し、先端部が上丘内に入っているか、視覚刺激と自発的衝動性眼球運動に対するニューロン応答によって確認した。上丘吻側の調節関連領域の電気刺激は、パルス幅300μ秒の陰性矩形波(電流強度,頻度,時間は各々10-40μA,125-500Hz,125-500ミリ秒の範囲)を用いた。この非共同性眼球運動の平均振幅は、3.9°+/-0.9°、平均潜時は83±47ミリ秒であった。誘発された非共同性眼球運動の大きさは刺激強度と正相関し、刺激開始時の輻湊角とは負の相関を示した。また、この領域の電気刺激は自発サッケードを抑制した。ついで、1頭のネコに輻湊訓練を行い、非共同性眼球運動が誘発された領域の化学的抑制(0.5%Muscimol,0.5μlの微小注入)が輻湊運動に与える影響を検討した。片側の抑制によって、輻湊は一過性に抑制された。
無ガンマグロブリン血症にみられる異常免疫グロブリンの蛋白及び遺伝子レベルでの解析

1)XーLA(伴性無ガンマグロブリン血症)患児骨髄血にEBウイルスを感染させて樹立した未熟B細胞株は、長期維代培養が出来ずに死滅する。しかしK4ー6ー22は試験管内で旺盛な増殖を示し、無血清培地にも容易に適応した。軟寒天でのコロニ-形成率も1.9%と高い。K46ー22培養上清中にはB細胞株の増殖を促進する活性が認められ、K4ー6ー22の増殖能には液性因子によるオ-トクリン機構が関与している可能性が示唆された。2)K4細胞株はμ重鎖にκとλの2つの軽鎖が同時に発現している細胞株である。K4のサブクロ-ンであるK4ー6ー22も同様に2つの軽鎖を発現している。K4ー6ー22を細胞レベルで何度クロ-ニングしても、κ産生株とλ産生株を分離する事が出来なかった。従って1つの細胞が同時にκとλの軽鎖を産生している可能性が強い。しかし培養長期にわたってκとλを高い陽性率で発現し続けるK4株を得る事は出来なかった。3)IgD(δーλ)産生K5細胞株についても、フロ-サイトメ-タ-によるソ-ティングおよび軟寒天上でのクロ-ニングを経て単一細胞由来のK5S株を得たが、これらの操査過程でIgD産生能がK5S細胞から失われていた。樹立直後に凍結したK5細胞株を解凍し、δおよびλ鎖に対する単クロ-ン抗体を用いた免疫沈降法により、K5が産生している免疫グロブリンがIgDである事を蛋白レベルで証明した。この方法で62KDaのδ鎖蛋白と82KDaのλ鎖蛋白を確認する事が出来た。4)免疫グロブリン遺伝子JHに対するプロ-ブを用い、サザン・ブロットハイブリダイゼ-ションを行う事により、同一XーLA患者から得た4つの細胞株とその2つのクロ-ンについて遺伝子レベルでのクロ-ナリティ-について調べた。いずれも対立遺伝子の片方あるいは双方に免疫グロブリン遺伝子JHの再構成バンドが認められ、XーLA患者骨髄からクロ-ナルにトランスフォ-ムした細胞株である事が確認された。新たに見い出された先天性無ガンマグロブリン血症(CAG)患児骨髄血にEBVを感染させ、細胞株を作成した。免疫グロブリンの表現型からみて種々の分化段階にあるB細胞株が得られた。共通して認められた現象は、どの細胞株も極めて増殖が悪く数代の継代後に死滅してしまうと言う事である。このような性状はCAG由来B細胞株の共通した性状であり、CAGの病因と密接な関係があるものと思われた。一方CAG由来のB細胞株としては珍しく軟寒天上でコロニ-形成能を獲得したK4細胞株の解析を行った。K4株は細胞質内にκとλの2つの軽鎖を持つμ重鎖を発現している。1つの免疫グロブリン重鎖が2つの免疫グロブリン軽鎖を伴っているのは異常である。K4株の中にμ-Kとμ-λ産生細胞株が混在している可能性を否定するために、軟寒天上でのK5細胞のクロ-ニングを3度繰り返し行った。

その都度50個から100個のクロ-ンの免疫グロブリン発現パタ-ンを検索したが、いずれのクロ-ンにおいてもμ重鎖はκとλの2つの軽鎖を伴っている事が明らかになった。今後蛋白及び遺伝子レベルでこの現象を証明し、さらにκ鎖とλ鎖が同時に発現する機序の遺伝学的解析を進めて行きたい。なおK4細胞を軟寒天に播いた時のplating efficiencyは1.9%であった。K4細胞は不死化能を獲得した上に軟寒天でのコロニ-形成能も獲得しており、通常のCAG由来のB細胞株の増殖特性とは大きく異なっている。両者に認められる増殖能の相違の原因を明らかにすることができれば、この方向からもCAGの病因に迫る事ができる材料が得られるものと期待される。1)XーLA(伴性無ガンマグロブリン血症)患児骨髄血にEBウイルスを感染させて樹立した未熟B細胞株は、長期継代培養が出来ずに死滅する。しかしK4ー6ー22は試験管内で旺盛な増殖を示し、無血清培地にも容易に適応した。軟寒天でのコロニ-形成率も1.9%と高い。K4ー6ー22培養上清中にはB細胞株の増殖を促進する活性が認められ、K4ー6ー22の増殖能には液性因子によるオ-トクリン機構が関与している可能性が示唆された。2)K4細胞株はμ重鎖にκとλの2つの軽鎖が同時に発現している細胞株である。K4のサブクロ-ンであるK4ー6ー22も同様に2つの軽鎖を発現している。K4ー6ー22を細胞レベルで何度クロ-ニングしても、κ産生株とλ産生株を分離する事が出来なかった。従って1つの細胞が同時にκとλの軽鎖を産生している可能性が強い。しかし培養長期にわたってκとλを高い陽性率で発現し続けるK4株を得る事は出来なかった。3)IgD(ζーλ)産生K5細胞株についても、フロ-サイトメ-タ-によるソ-ティングおよび軟寒天上でのクロ-ニングを経て単一細胞由来のK5S株を得たが、これらの操査過程でIgD産生能がK5S細胞から失われていた。樹立直後に凍結したK5細胞株を解凍し、ζおよびλ鎖に対する単クロ-ン抗体を用いた免疫沈降法により、K5が産生している免疫グロブリンがIgDである事を蛋白レベルで証明した。この方法で62kDaのζ鎖蛋白と32kDaのλ鎖蛋白を確認する事が出来た。4)免疫グロブリン遺伝子J_Hに対するプロ-ブを用い、サザン・ブロットハイブリダイゼ-ションを行う事により、同一XーLA患者から得た4つの細胞株とその2クロ-ンについて遺伝子レベルでのクロ-ナリティ-について調べた。いずれにも対立遺伝子の片方あるいは双方に免疫グロブリン遺伝子J_Hの再構成バンドが認められ、XーLA患者骨髄からクロ-ナルにトランスフォ-ムした細胞株である事が確認された。
都市の温暖化が招く渡りの消失と集団多様化

ツバメの渡り行動と関係する形態的な特徴および渡りとその喪失がもたらす集団全体への影響について、越冬と渡りの両方が混在する個体群で調査する予定であったが、実際に調査地を訪ねてみると充分な個体数が確保できない状態であったため、研究方法を大幅に修正せざるを得なかった。それら新しい方法で行われた調査のうち1つはツバメと同属で、渡りを行わない種であるリュウキュウツバメについての調査であり、本種においての形態的な特徴と飛翔行動との関係について研究を進めている。本種を用いた研究の1つはすでに共同研究者が筆頭著者として論文にまとめ、発表済みとなっており、リュウキュウツバメの越冬期に働く自然選択の重要性を明かしている。本種を用いた他のいくつかの研究結果について現在準備中である。さらに、渡りを行うツバメを用いて、飛翔行動にもたらす形態の影響もこれらとは別に実験的に検証しており、現在投稿中となっている(なお、この研究の副産物的に得られた行動データについても現在投稿中である)。種間データについても収集しており、こちらも準備が済み次第発表する。なお、過去すでに取得済みのデータについては原稿としてまとめており、発表間近の状態になっている。安定同位体分析については引き続き分析手法と分析場所の選定を進めており、整い次第室内実験を行なって論文化を目指す。当初の計画を急に変更したために、大幅な見直しを迫られた本課題であるが、すでに発表済みの論文や今後発表予定の論文によって本研究分野の発展に多少なりとも貢献することができるだろう。まずは新たに宮崎に出向き野外調査を試みたが、予備調査の結果十分な数の繁殖が確認できず、サンプルの採集を行うことができなかった。本研究を遂行するためには十分な数の繁殖が不可欠であり、予定していた個体群を使った調査は難しいことがわかった。そのため、新たな調査地選考に先駆け、ひとまず宮崎で過去にとっていたデータを解析している。宮崎個体群のデータが増える見込みが少ないことから、これまでに得られたデータのみを使って論文を執筆することを検討している。コントロールとして設定していた上越個体群では十分なサンプルが取れているので、上越個体群と宮崎個体群の違いに焦点を当てた研究をまとめるかたちで進めている。さらに、上越個体群では思っていたよりもサンプルが取れているので、購入済みのスペクトロメータを活用してこの個体群内で見られるパターンに注目して研究を進めている。また、採取してある羽毛を用いた安定同位体分析については、分析に向けて試料分析先との協議を重ねている。こちらについては、方法の妥当性を検討した上で、本分析に向けて話をまとめている。研究実績の概要に記したように、調査地の繁殖状況が芳しくなく、データの取得が困難になっている。当初予定していた調査地とは異なる別の場所を調査地に選ぶことを検討しているが、適当な調査地がまだ見つかっておらず、研究全体に遅延が生じてしまっている。その代わりとして、すでに得られているデータを使った分析を進めている。スペクトロメータを用いた羽色測定については既存のサンプルを使って有効性を確かめたところであり、今後はこの方法を洗練して研究を進めていくことができる。新規分析手法については分析先との協議を重ねているが、実験設備や具体的な手法の選択に手間取っている。宮崎でのデータ取得が難しいことから、今後は新しい調査地を探しつつも、既存の生息地を用いた研究体制にシフトしていくことを予定している。宮崎で過去に採取したデータやコントロールとして設定している上越個体群のデータを活用して研究を進めていくことを予定している。このまま新しい調査地が見つからない可能性も考え、既存のデータや調査地を用いて越冬場所の効果自体を調べるなど、研究計画を大幅に見直して新たな目的設定を行うことも視野に入れて研究を推進していく。試薬の見積り額や旅費の予想金額に少しズレが生じ、次年度使用額が生じた。
環太平洋へき地における遠隔教育システムに関する研究

本研究は、北海道教育大学僻地教育研究施設研究員を中心に、アラスカ大学、マガダン国際教育大学、ジェームズクック大学との間で行なってきた共同研究であるが、国際ワークショップ等の開催や現地調査等によって、米、露、豪、日本の北部地城であるアラスカ、マガダン、クウィンズランド州、北海道のへき地における遠隔教育システムへの取り組みの現状や課題がかなり明らかになった。同時的な双方向のテレビ会議システム等を利用した他地城の学校との合同授業や民間遠隔教育プログラム利用等の試みは、へき地の子どもの視野や人間関係の拡大、小規模校での選択教科の拡充等の役割を果たしているが、現時点では多額の経費が必要で行政等から特別な補助を受けた場合にほぼ限られている。経費では、ケアンズ遠隔教育学校でのオーディオカンファランスによる双方向授業が、音声だけとはいえ実用的であろうか。アラスカ大学のANKNやジェームズクック大学のRATEP等における、先住少数民族の地域生活に根ざした教材作成の努力、マルチメディア活用授業における構成主義的視点の重視は、双方向時代に相応しい遠隔教育のあり方や大学の役剖を問うていると思われる。大学が発進する情報の質や双方向のあり方が重要となる。長い間、遠隔教育という場合の情報の発進基地は都市にあり、都市から離れた遠隔地に、都市教育の一部を、あるいは都市並の教育を送り届けるという考え方が強かった。へき地教育それ自体も、中央から離れた辺鄙な地域の教育を、都市の教育に近付けるという中央中心の発想で、その振興策が講じられがちであったと思われる。へき地との対等な立場で、へき地から学び続ける視点で、遠隔教育発進基地としての大学の役割を考えるべきであろう。環太平洋へき地には、そのような視点からの大学の実践的努力も始まっている。なお、へき地教育としての遠隔教育が、各国とも不登校生徒を含む多様な役剤を果たしつつある。マガダン教育大学、アラスカ大学、ジェームズクック大学から、各1名の研究者を招へいし、本道のへき地教育や遠隔教育の現状について調査研究の機会を提供すると同時に、招へい研究者の報告を中心としたワークショップを、上記3大学地域別(9月、1月、2月)に、本学僻地教育研究施設主催で開催し、研究分担者と学内外の参加者とともに質疑討論を行った。また、ジェームズクック大学に2人、マガダンに1人、アラスカに1名の本学研究分担者を派遣し、3地域の現地調査を行ない資料収集するとともに、現地関係者と研究交流を行なった。出張期間が短く、今年度は、大学とその近郊での資料収集と研究交流が中心となったが、初年度の研究として収穫の多い1年であった。オーストラリアでは、離島や内陸部に点在する先住民集落の学校教師の研修・資格向上プログラムとしてのRATEPに関する資料収集と研究交流を行なった。アラスカでは、IDEANETという教育情報通信システムについて調査し、小規模な小中高併置校の多いアラスカ州での活用の意義と課題について研究を進めた。マガダンでは、通信教育によるへき地小規模校教師の研修資格向上システムを中心に資料収集と研究交流を行った。ジェームズクック大学から1名、アラスカ大学から1名の研究分担者を招聘し、本道のへき地教育や遠隔教育の現状について調査研究の機会を提供すると同時に、招聘外国研究者の報告を中心とした国際ワークショップ「環太平洋へき地の教育と遠隔教育」を、11月と2月に本学僻地教育研究施設主催で開催し、研究分担者や学内外の参加者とともに質疑討論を行った(マガダン招聘予定者は経済航空事情等により切符を入手できず欠席)。

また,アラスカ大学に2人(9月と3月)、マガダンに1人(9月)、計3名の本学研究分担者を派遣し、マガダンとアラスカの現地調査を行い資料収集するとともに、現地関係者と研究交流をはかった。それらの現地調査の成果については、11月の国際ワークショップの際に詳しい報告と討議を行った。なお、研究成果の一部を平成11年3月の北海道教育学会で報告し、また、平成11年6月の日本比較教育学会でも報告予定である。オーストラリアに関しては、「構成主義に視点をおいた遠隔教育の実施」と題した報告を中心に、ジエームズクック大学での遠隔教育理論をめぐる研究状況を把握した。マガダン州では、人口流出と経済危機に悩むへき地小規模校を実地調査した。なお、極北ロシアでは、寄宿舎教育から居住地教育へのへき地教育政策の変更が進められつつあり、その一環として、マガダン教育大学スタッフを中心に、生徒数が極少のトナカイ放牧地,小規模校採掘地、観測ステーション等を対象とした遠隔教育構想も作成されているが、厳しい経済事情の中でメディア機器整備の困難からまだ実旋には至っていない。当初の計画では、ロシアからの招聘1名、アラスカとオーストラリアヘの派遣各1名を予定していたが、極北東ロシア・マガダン国際教育大学招聘予定者の都合(博士論文作成審査の遅れ)により、結局、来日が困難となり(代わりにレポート送付)、2名派遣の希望の強かったアラスカ調査を2名派遣とした。アラスカでは、ヘき地学校教師を主対象としたアラスカ大学大学院遠隔教育の実態と設立間もなく急速に生徒数が増加しつつあるアラスカ遠隔家庭内学校の現状を調査した。オーストラリア・クウィンズランド州では、遠隔地に点在する在宅農家子弟等を対象とするケアンズ遠隔教育学校やジェームズクック大学での教師教育カリキュラム等について調査した。ヘき地教育としての遠隔教育が、不登校者を含む多様な役割も果たしつつある。また、国内の国立メディア教育開発センターや今春新設予定のバーチャルユニバーシティ(人間総合科学大学)、文部省へき地学校マルチメディア活用方法研究開発校の幌延町問寒別小中学校等を視察調査し、研究の参考とした。本年度は3年計画の最終年度であり、6月の日本比較教育学会研究大会(東北大学)で、それまでの研究成果を「環太平洋へき地の教育と遠隔教育」と題して報告し、また、平成12年3月の北海道教育学会研究大会(北海道大学)で「環太平洋へき地の学校と大学を結ぶ教育改革-マルチメディア、遠隔教育システムの意義と課題を考える-」と題したシンポジウムを、本プロジェクトメンバーを中心に企画・運営し、本年度の調査研究の成果を報告したが、シンポジウム内容は北海道教育学会紀要に収録される予定である。3年間の研究成果を別記報告書にまとめたが、2冊を予定していた報告書が費用等の関係で1冊となった。本研究を通じて、日米露豪4国の北部に位置する4大学のへき地教育研究の協力の重要性を痛感すると同時に、それらの大学でのへき地を見据えた諸活動に敬服している。
麻酔薬のオピオイド受容体に対する作用の遺伝子工学的手法による解析

クローン化したラットμ、δ、κオピオイド受容体のcDNAをCHO細胞に導入することによりそれぞれの受容体を発現する細胞株を作成した。これらの細胞株を用いて、オピオイド受容体を介する細胞内情報伝達機構を検討し、従来報告されているアデニル酸シクラーゼ抑制作用の他に、オピオイド受容体の活性化によりMAP(Mitogen-activated protein)キナーゼが活性化されることがわかった。オピオイド受容体によるMAPキナーゼの活性化にはチロシンキナーゼ及びプロテインキナーゼCが関与していることが示された。さらにオピオイド受容体をアゴニストで刺激するとMAPキナーゼの活性化を介してホスホリパーゼA2の活性化が起こり、アラキドン酸が放出されることが明らかになった。これらの知見はオピオイド受容体の新しい細胞内情報伝達機構を解明したものである。今後、このオピオイド受容体を介する細胞内情報伝達機構に対する各種麻酔薬の作用を検討する計画である。μ、δ、κオピオイド受容体を大量に発現する細胞株を用いて、オピオイドアンタゴニスト(ナロキソン、ナルトリンドール、ナルトレキソン、ナロキソナジン)の薬理作用を検討した。その結果、アゴニスト非存在下ではこれらのオピオイドアンタゴニストは弱いアゴニスト作用を持ち、アデニル酸シクラーゼを抑制いて細胞内サイクリックAMP量を減少させることが明らかになった。このアデニル酸シクラーゼ抑制にはGTPase活性の上昇すなわちG蛋白の活性化を伴っていた。これらの結果は、臨床的に報告されている少量のナロキソンによる鎮痛作用の基礎となると考えられる。
電磁流体系複雑乱流における輸送抑制機構の研究

当該研究期間、電磁流体複雑系においては、電場、回転運動、圧縮性が輸送抑制機構と密接することを確認した。本研究課題で得られた成果は以下のようにまとめられる。(1)トカマクプラズマの高モード閉じ込めにおいては、プラズマ外辺の電場、特にその曲率が輸送抑制と深く関係することを統計理論的方法で示し、観測結果と一致することを確認した。電場曲率の重要性は、電場勾配を最重要とする従来の研究と大きく異なる点である。(2)圧縮性による乱流抑制に関連して、平均密度で規格された密度分散と乱流マッハ数の重要なパラメーターとなることを統計理論的に示し、これを異なる速度で流体が混合する、いわゆる乱流混合層で定量的に示した。また、音波に関連した密度揺動とエントロピー変動より生じるそれとを分離することによって、圧縮性効果をさらに精密に議論できることを統計理論的手法をで示した。(3)プラズマの回転運動と磁場を結び付ける量として、乱流クロスヘリシティの概念を導入し、帯域的回転運動ないし系の回転効果から帯域的磁場構造が発生することを示し、この機構が電磁流体での乱流輸送抑制と密接することを確認した。特に、トカマクプラズマでの回転による乱れ抑制、高密度星を取り囲む降着円盤における磁場および双極ジェット生成等において、これを定量的に確認した。以上に見るように、本研究課題ではいくつかの重要な概念を提案し、実験ないし観測結果と照らし、その重要性を示した。2か年研究計画の初年度として、以下の研究を行なった。課題1:クロスヘリシティ効果によるトロイダル磁場の生成の研究(主に、吉澤担当)天体等の回転する球形領域においては、差動回転により乱流が発生する。乱流の発生は運動量、エネルギー等の輸送を促進する作用をもつが、他方回転効果によって乱れの反転対称性が破られる。この結果、速度、磁場相関で定義される乱流クロスヘリシティが発生し、回転運動から大規模トロイダル磁場が生じ、乱れを抑制する。課題2:圧縮性乱流の統計理論的研究(主に、半場担当)乱流中の圧縮性効果の代表的として、流体混合の抑制作用がある。その原因として、運動量輸送に対する圧縮性効果、圧縮に起因する乱流エネルギー散逸の促進等が上げられる。これらの事項を、乱流統計理論の観点から明らかにするために、2スケーる繰り込み理論を用いて、解析を行なった。特に、運動量輸送、熱輸送等に対する抑制効果を明らかにした。課題3:円筒領域におけるプラズマ回転による乱流抑制の研究(主に、横井担当)核融合プラズマのトカマク閉じ込めにおいては、強いトロイダル磁場に加えて、ポロイダルプラズマ回転が乱れの抑制に強く関連していることがHモードの研究から知られている。本研究では、この事実をクロスヘリシティによる磁場と流体運動の相互作用の視点から説明するために、乱流モデルを構成し、数値解析によりこれを確認した。平成8年度の研究を継続発展させ、電磁流体複雑系においては、電場、回転運動、圧縮性が輸送抑制機構と密着することを確認した。本研究課題で得られた成果は以下のようにまとめられる:(1)トカマクプラズマの高モード閉じ込めにおいては、プラズマ外辺の電場、特にその曲率が輸送抑制と深く関係することを統計理論的方法で示し、観測結果と一致することを確認した。(2)圧縮性による乱流抑制に関連して、平均密度で規格された密度分散と乱流マッハ数の比が重要なパラメーターとなることを統計理論的に示し、これを異なる速度で流体が混合する、いわゆる乱流混合層で定量的に示した。また、音波に関連した密度動揺とエントロピー変動より生じるそれとを分離することによって、圧縮性効果をさらに精密に議論できることを統計理論的手法で示した。(3)プラズマの回転運動と磁場を結び付ける量として、乱流クロスヘリシティの概念を導入し、帯域的回転運動ないし系の回転効果から帯域的磁場構造が発生すること示し、この機構が電磁流体系での乱流輸送抑制と密接することを確認した。

特に、トカマクプラズマでの回転による乱れ抑制、高密度星を取り囲む降着円盤における磁場および双極ジェットの生成等において、これを定量的に確認した。以上に見るように、本研究課題ではいくつかの重要な概念を提案し、実験ないし観測結果と照らし、その重要性を示した。
高分子電解質材料におけるナノアーキテクチャーの開発

新規なモノマーの分子設計と触媒移動型重縮合法により、分子量制御したジブロック共重合体の合成に成功した。これら高分子電解質において、低分子量分散を維持しつつ親水性、疎水性ブロックの鎖長と組成を制御することが可能であった。組成や鎖長により、ラメラ状、ジャイロイド状などのミクロ相分離構造が形成され、電解質材料のナノ構造制御が可能になった。これら材料は、そのナノ構造に対応したプロトン伝導性やガス透過性を示し、燃料電池の電解質膜または触媒層のアイオノマーとして機能することが分かった。特に高い燃料ガスを示すジブロック共重合体は、既存のナフィオン溶液より優れたアイオノマー特性を示した。(1)精密なブロックユニットの合成Ni(0)カップリング重合反応の反応条件(配位子、反応温度、触媒など)を検討することによって、分散度を2以下に抑えた精密なブロックユニットの合成を試みたが、モル質量分散度が2.0以下のブロックユニットを合成することはできなかった。一方、触媒移動型重縮法と原子移動ラジカル重合法を用いることで、モル質量分散度が1.20以下の親水ブロックおよび疎水ブロックの合成が可能になった。Ni(0)カップリング重合反応と芳香族求核置換反応によってブロック共重合体を合成し、その疎水部が力学的特性に与える影響を検討した。疎水部を嵩高く、かつ非対称構造にすることで柔軟性を付与することに成功した。(2)系統的マルチブロック体の合成触媒移動型重縮合法を用いて、親水ブロック組成の異なるジブロック共重合体を系統的に合成した。精密なブロック体の導入により、ミクロ相分離構造が明瞭化した。さらに親水ブロックの組成を変化することでミクロ相分離構造をジャイロイド、球、ラメラ、シリンダー状に制御できることが明らかになった。これらの構造体を用いて、構造と膨潤性、導電率の異方性の関係を明らかにした。(3)ブロック構造のシーケンス制御上述の系統合成を発展させ、トリブロック体の合成を試みた。親水、疎水の両ブロックからのマルチ化を可能にする条件を見出した。その結果、総分子量が8万程度の親水-疎水-親水、または疎水-親水-疎水トリブロック体の合成に成功した。(1)バインダー電解質(アイオノマー)の構築高分子電解質形燃料電池の触媒層に用いられる電解質材料(アイオノマー)への応用を目的に、親水性と疎水性ブロックユニットからなるA-BまたはA-B-A、B-A-Bブロック構造体を系統系に合成した。親水性、疎水性ブロックユニットともに柔軟なアルキル基を導入したこと、また比較的長い側鎖を導入したことにより、燃料電池の燃料ガスである水素と酸素の透過性が著しく向上し、アイオノマーとして多く用いられているNafionに代表されるフルオロ系電解質材料より高い燃料ガス透過性を示した。さらに、昨年度見出したように、水などの極性溶媒中で本ブロック共重合体は約100nmサイズのミセル状微粒子を形成し、成膜プロセスではそれが堆積することにより膜が形成されることから、比較的多孔質な膜が形成することが分かった。さらに、親水性と疎水性ブロックユニットの長さや組成比を系統的に変化させ、化学構造と電解質材料特性の関係を明らかにした。(2)高次構造制御とPEFC発電特性の相関関係の解析開発したジブロックとトリブロック共重合体は、その親水性と疎水性ブロックユニットの組成比と鎖長により、様々なミクロ相分離構造を形成することを明らかにした。シンクロトロン小角X線散乱測定や中性子小角X線散乱測定の結果、球状、ラメラ、ジャイロイド、柱状のミクロ相分離の形成が確認され、透過電子顕微鏡観察でも膜表面、膜内部で構造が維持されていることを確認した。プロトン伝導性においては、膜の膨潤を抑えつつ、親水性ブロックユニットの連結性が高いジャイロイド構造が最も高い値を示すことが明らかになった。また、燃料電池中のアイオノマー特性においては、フラディングを抑えるために、比較的低いIEC(1.5-2.0)の試料が高い発電特性を示すことを明らかにした。(1)ブロック形体と高次構造の関係系統的にブロック鎖長、ブロック組成、さらにはブロックシーケンスを調整したブロック共重合体を合成した。触媒移動型重縮合法を用いることで、分子量(鎖長)と分散度を制御したジブロック共重合体が得られた。キャスト膜の構造をAFMとSーTEMにより観察した結果、球状、ラメラ状、ジャイロイド状、シリンダー状のミクロ相分離構造が確認された。親水部ブロック鎖長とイオン交換容量(IEC)が連動して変化するため、親水部ブロック鎖長が長い(IECが高い)共重合体が高いプロトン伝導性を示した。

しかも、構造に由来する現象も見られ、共重合組成のみならずそのミクロ相分離構造の状態もプロトン伝導性に寄与することが明らかになった。さらに、ジブロックから親水性ブロックを外側にしたABAまたはBABトリブロック体の合成を行い、シーケンスと高次構造の関係を調査した。(2)物理的または機械的手法による高次構造の配向制御分子量制御したジブロック共重合体は、マルチブロック共重合体より明瞭なミクロ相分離構造を示した。各種溶媒に可溶であることから、キャスト溶媒、乾燥条件によって、高次構造の配向性が異なることが明らかになった。特に、膜表面近傍に大きな影響を与えることが分かった。一方、電場、磁場印可などの物理的な配向制御技術ではあまり変化がないことが分かった。水溶液中または希薄溶液からのキャスティングを行い、ジブロック共重合体の凝集状態を調査した。水溶液中では、ミセル状の凝集体が観察され、100nm程度の直径を有する球状凝集体であることが分かった。さらに、希薄溶液からのキャストでは、水中ミセルが基板表面に高密度に堆積していることが観察された。これらの挙動は、基板の種類にも大きく影響され、球状微粒子、板状結晶が観察された。板状結晶では盤面状に親水部が直線上に配向した構造が観察された。一般的な重縮合反応では、マルチブロック共重合体の分子量とその分布の制御を精度良く行うことができなかった。モノマー、特に親水性ブロック用のモノマーの化学構造を検討し、触媒移動型重縮合反応で重合可能なモノマーを見出し、数万程度の分子量を持つジブロック体とトリブロック体の合成に成功した。また、見出されたブロック共重合体が、予想以上のアイオノマー特性を示し、特許出願につながった。25年度が最終年度であるため、記入しない。触媒移動型重縮合反応で重合可能な親水性、疎水性モノマーを見出し、数万程度の分子量を持つジブロック共重合体とトリブロック共重合体の合成に成功した。ジブロック共重合体は、親水性と疎水性ブロックからなることから、マルチブロック共重合体と同様のミクロ相分離構造を形成した。しかも、触媒移動型重縮合法による分子量と分散度の精密な制御は、今までの芳香族系ブロック共重合体では得られなかった明瞭なミクロ相分離構造の形成とその制御を可能にした。ミクロ相分離構造は親水部ブロックと疎水部ブロックの非相溶性から発現するため、親水部ブロックの凝集部位はプロトン輸送の経路として働く。ジブロック共重合体はプロトン輸送部位と構造形成を担う疎水部ブロックの凝集部位からなるので、含水した水を最大限に活用して高いプロトン輸送と膜形成を示している。本研究で開発したジブロック共重合体は、明瞭なミクロ相分離構造を実現したため、これらの効果が強く影響し、現状では炭化水素系電解質材料として世界最高水準のプロトン伝導性を実現している。また、本材料を触媒層中のアイオノマーとして利用した場合においても、世界最高の発電特性を示している。しかも、広く燃料電池用電解質材料として用いられているナフィオンと比較しても、高温低加湿域では高い発電性能を示すに到った。一方、これらジブロック共重合体の一部は水に可溶であり、水中でミセルを形成するなど構造に由来した特殊な界面特性を有することが明らかになった。
液中低濃度微粒子に対するメンブレンフィルター性能試験法の開発

メンブレンフィルターは,種々の素材からなり,その構造も繊維状のものから多孔板状のものまで多様であり,フィルター孔径にも大きな分布があるため,たとえば,孔径1μmのフィルターで1μm以上の粒子は完全に除去できても,1μm以下の粒子の捕集効率は全く予測できないのが現状である。本研究では,フィルター孔径よりも小さな粒子の除去機構を明らかにするとともに,種々の液体に対してフィルターを使用した場合の捕集効率を保証できる試験法および試験装置を提案することを目的とした。試作したフィルター試験装置は,2台のパーティクルカウンター(最小可測粒径0.1μm,サンプリング流量10ml/min),試験用粒子(単分散PSL粒子)供給装置からなり,フィルター出入口での粒子濃度を同時に測定して捕集効率を測定するものである。本年度は,フィルターの内部構造が捕集効率に及ぼす影響について調べた結果,以下のようなことが明らかになった。(1)フィルター孔径より小さい粒子の濾過についても,さえぎり効果によって粒子は捕集される,(2)超純水中では,フィルターの空隙率の違いが捕集体周りの電気二重層の形状に影響を与えることにより,捕集効率の濾過速度の依存性が異なる,(3)繊維状フィルターについて,濾液のイオン濃度が高くなって捕集体周りの電気二重層が圧縮されると,粒子はフィルター表面に接近しやすくなり捕集されやすくなる。以上の結果より,メンブレンフィルター,特に繊維状フィルターについては,フィルター孔径よりも充分小さい粒子の捕集効率を予測するために,バブルポイント法により決められたフィルター孔径ではなく,繊維径,充填率,フィルター厚さ等の物性値を考慮した指標の導入が必要であることが明らかになった。メンブレンフィルターは種々の素材からなり,その構造も繊維状のものから多孔板状のものまで多様であり,フィルター孔径にも大きな分布があるため,たとえば,孔径1μmのフィルターで1μm以上の粒子は完全に除去できても,1μm以下の粒子の除去率は全く予測できないのが現状である.本研究では,フィルター孔径よりも小さな粒子の除去機構を明らかにするとともに,種々の液体に対してフィルターを使用した場合の捕集効率を保証できる試験法および試験装置を提案することを目的とした.試作したフィルター試験装置は,2台のパーティクルカウンター(可測最小粒径0.1μm,サンプリング流量10ml/min),試験用粒子(単分散PSL粒子)供給装置からなり,フィルター出入口での粒子濃度を同時に測定して捕集効率を測定するものである.本研究で得られた成果を要約すると以下のようである.(1)フィルター孔径よりも小さな粒子の捕集効率は,ろ過速度,電界質濃度(液の電気伝導度),フィルター素材によって大きく変化する,(2)多孔板状のフィルターの場合,孔径より十分小さな粒子はブラウン拡散によってフィルター表面へ輸送され,フィルター表面と粒子の正電気反発力(電気二重層による力)によって捕集されるか否かが決定される,(3)液に界面活性剤を添加することにより,フィルター表面への粒子の付着はなくすことができ,孔径よりも小さな粒子はすべて透過する,したがって,界面活性剤の添加により最低限のフィルター捕集効率を保証できる,(4)繊維状フィルターの場合,ろ過速度が大きくなるほどフィルターの表面電位が小さくなり,捕集効率は大きくなる.以上の結果より,メンブレンフィルターの捕集効率は,電気二重層による反発力とvan der Waals力による引力を考慮したDLVO理論では予測できず,これらの力の作用下で粒子の運動を求めなければならないことがわかった.

メンブレンフィルターは,種々の素材からなり,その構造も繊維状のものから多孔板状のものまで多様であり,フィルター孔径にも大きな分布があるため,たとえば,孔径1mumのフィルターで1mum以上の粒子は完全に除去できても,1mum以下の粒子の捕集効率は全く予測できないのが現状である。本研究では,フィルター孔径よりも小さな粒子の除去機構を明らかにするとともに,種々の液体に対してフィルターを使用した場合の捕集効率を保証できる試験法および試験装置を提案することを目的とした。試作したフィルター試験装置は,2台のパーティクルカウンター(最小可測粒径0.1mum,サンプリング流量10ml/min),試験用粒子(単分散PSL粒子)供給装置からなり,フィルター出入口での粒子濃度を同時に測定して捕集効率を測定するものである。本年度は,フィルターの内部構造が捕集効率に及ぼす影響について調べた結果,以下のようなことが明らかになった。(1)フィルター孔径より小さい粒子の濾過についても,さえぎり効果によって粒子は捕集される,(2)超純水中では,フィルターの空隙率の違いが捕集体周りの電気二重層の形状に影響を与えることにより,捕集効率の濾過速度の依存性が異なる,(3)組織状フィルターについて,濾液のイオン濃度が高くなって捕集体周りの電気二重層が圧縮されると,粒子はフィルター表面に接近しやすくなり捕集されやすくなる。以上の結果より,メンブレンフィルター,特に繊維状フィルターについては,フィルター孔径よりも充分小さい粒子の捕集効率を予測するために,バブルポイント法により決められたフィルター孔径ではなく,繊維径,充填率,フィルター厚さ等の物性値を考慮した指標の導入が必要であることが明らかになった。
貯水池系における潜在的渇水被害度とその生起確率の評価法の研究

本研究は,同じ異常渇水流況に対する被害の程度が河川水の利用率の高低により異なり,社会的に不公平となっている点を問題とし,利水用貯水池をもつ河川水系(貯水池系)における潜在的渇水被害度を河川水利用率をパラメータとして把握・表現する方法と共にその共通の尺度で表される被害度の生起確率の評価法を確立し,渇水対策ダムの合理的計画等に資することを目的とするものである。今年度は,昨年度の検討により,渇水被害度指標として確率評価上,簡明さ及び非金銭的指標の点から不足%・日を第一候補とした前提のもとに,実際のダム流域における流量資料に基づいて次のような解析・検討を行った。なお,流量資料は豊川水系宇連ダムへの自流域(A=26.26km^2)からの日流入流量時系列で,1970-1992年の23年分である。(1)日流量の統計解析(日流量の統計的特性および長期(30360日)移動平均流量の極値分布解析)(2)河川水利用率(平均流量に対する取水流量の%,年間一定)α=2050%に対する年最大必要貯水池容量(残差マスカーブ法により算定)の分布特性解析(3)交差レベルをα=2070%に相当する流量とした日流量時系列の連解析(正および負の連長,連和の分布特性・極値分布解析,負の連和は不足%・日と一義的に対応)(4)渇水被害度指標の貯水池容量,河川水利用率,節水ルール(無節水または貯水量率に基づく節水率変化方式)による変化特性の検討主要な成果は次のようである。(1)年最小長期移動平均流量,年最大必要貯水池容量はGumbel分布にほぼ従うようであるが適合度はあまり良くない。(2)年最大連長,連和は正負ともGumbel分布によく適合する。(3)渇水被害度指標を不足%・日とすると,無節水操作の場合が常に最小となる。(4)渇水被害度指標を(不足%)^n・日とすると,河川水利用率に対して貯水池容量が過大または過小の場合を除いて節水操作の方が被害度が小さくなることがある(節水ルールにも,指数nにも依存し,今回設定したルールではn(〕SY.gtoreq.〔)3のとき)。本研究は、河川水の利用率の高低により同規模の異常渇水に対する被害の程度が異なり、社会的に不公平となっている点に注目し、貯水池系による流況操作や取水制限を受けた状態に対する渇水被害度を河川水利用率をパラメータとして把握・表現する一般的方法を究明し、同時にその共通の尺度で表される被害度の生起確率の評価法を確立することを目的とするものであり、これまでの研究経過は以下のようである。(1)従来から提案されている渇水被害度の評価指標の特性、妥当性の比較・検討に関する資料解析的研究では、各種の指標を、渇水の(1)長さ、(2)大きさ、(3)厳しさ、及び(4)経済的被害額という4つのカテゴリーに、分類し、それぞれから代表的なもの、即ち、(1)では水不足発生日数、(2)では不足%・日、(3)では(不足%)^2・日、(4)では渇水被害額(=最大給水制限率で決まる被害額+給水制限率別日数に比例する被害額)、を選び、過去(昭和39年昭和62年)の著名な渇水(23件)についてこれらの指標を評価(ただし、資料不足のため評価不能の場合もあった)し、比較・検討したところ、各カテゴリーの指標間にかなり高い相関があることが判明した。このことは生起確率の評価が容易な指標を1つ選択すればよいという可能性を示すものである。(2)渇水時のダムからの給水方式や節水方式のパターン分類化については上記の著名な渇水時の他に、重大な渇水に至らない前に降雨に恵まれたケースも重要と考え、そうした資料の調査・収集と整理中の段階であるが、本来無限に有り得る状態を有限個に分類するには、大胆な単純化となんらかの規格化が必要であり、その方法論を模索中である。(3)モデル水系によるシミュレーション研究については、近畿、四国、中国の各地方からそれぞれ、1水系を選び、現在水文資料、地形・地理条件等の整理・解析中である。(1)日流量の統計解析(日流量の統計的特性および長期(30360日)移動平均流量の極値分布解析)(2)河川水利用率(平均流量に対する取水流量の%,年間一定)