hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放牧家畜の生理,生態現象のポリグラフィー測定法の開発と放牧試験

家畜の生理生態記録法として肉眼観察やテレメトリー法が行われてきたが、昼夜を問わず広い放牧地で各種の行動を長時間定量化することは困難である。そこで、家畜装着型の小型電子記録装置(データロガ)を用いて広い放牧地を自由に動き回る家畜の多数の生理生態情報を無拘束状態で、同時記録するポリグラフィー測定法を開発した。測定可能なパラメータは食草行動と反芻行動を自動測定する1分間当たりの顎運動回数と顎運動休止回数(顎運動が3秒以上休止する回数)、心拍数、姿勢(横臥、佇立)、歩数、飲水行動、呼吸数、心拍数、直腸温、皮膚温、膣温、腹帯上部5cm温、外気温などである。そのシステムを応用して高冷地の八ケ岳の放牧地と平地温暖な茨城県にある東大農学部附属牧場で放牧されている乳牛の放牧生態の季節変化を調査し、比較検討した。高冷地である八ケ岳の牧場の24時間の食草、反芻行動の出現パターンは春、夏、秋ともほぼ同様の傾向が見られ、食草時間は3季ともほぼ等しく、反芻時間は春、秋に比べて夏季で増加した。1日当たりの移動距離は夏季(3.1Km)に比べて、秋季(4.3Km)で増加した。この原因として、秋季の可食草量の減少が考えられた。一方、茨城の牧場では7月下旬の暑熱時の食草行動と反芻行動は昼間に少なく、しかも1日当たりの食草、反芻時間は春、秋季に比べて半減した。さらに食草および反芻活動の指標となる1分間当たりの顎運動回数は7月下旬では少なく、顎運動回数においても暑熱の影響が観察され、高冷地の成績と著しく相違した。本研究によって夏季放牧時の家畜生態に及ぼす暑熱ストレスの影響の実態が把握でき、また温暖地での夏季暑熱時の家畜増体低下の原因の一端が考察できた。家畜の心拍数、呼吸数、直腸温、皮膚温などの生理諸元と、顎運動回数、顎運動休止回数、姿勢、歩数、乗駕行動などの行動情報を同時記録し、放牧家畜の生理・生態現象を定量化し、放牧家畜の生産システムを総合的に検討しようとしている。平成6年は、上記パラメータのうち、暑熱時の放牧家畜の生理諸元として、重要な直腸温、膣温、皮膚温、腹帯上部5cmの気温、心拍数、呼吸数さらに食草行動と反芻行動の指標となる顎運動回数と顎運動休止回数を同時記録する家畜携帯型の小型の電子記録装置を考案した。この装置を茨城県にある東京大学農学部附属牧場繁養の乳牛に装着させ、7月下旬から8月上旬に放牧生態の調査を行った。この研究では直腸温と膣温の両方を記録したが、直腸温は膣温に比べて00.5°C高い値を示した。膣温は直腸温に比べてセンサーの装着が容易であるので雌牛では直腸温に代わって膣温も利用できるものと考えられた。またこの計測システムにより家畜の暑熱反応の指標に重要な各種体温、呼吸数、心拍数と暑熱時に直接影響を受けるとされている食草行動と反芻行動の相互関係が24時間にわたり検証できた。さらに腹帯上部5cm温と外気温から、家畜が昼間に直射を避け日陰に入り休息しているか、再び日向に戻って食草を開始したか推測できた。この装置は暑熱時の放牧生理、生態の研究に利用できるものと思われた。

また同様の実験を7月下旬の暑熱時と9月中旬に実施し、両者を比較すると7月下旬の食草行動と反芻行動は昼間では少なく、しかも1日当たりの食草、反芻時間は半減した。さらに食草および反芻活動の指標となる1分間当たりの顎運動回数は9月中旬に比べて7月下旬では少なく、顎運動回数においても暑熱の影響が観察された。家畜の心拍数、呼吸数、直腸温、皮膚温などの生理諸元と、顎運動回数、顎運動休止回数、姿勢、歩数,飲水行動などの行動情報を同時記録し、放牧生態を総合的に把握するデータロガシステムを開発し、夏季暑熱時の放牧生態を調査した。歩数あるいは歩行距離は家畜の生産性を左右する重要なパラメーターの1つである。ヒト用の万歩計(pedometer)を牛の脚に取り付け、牛の歩数を連続記録する家畜装着用のデータロガを考案し、歩行距離を推定する方法を検討した。1分間当たりの歩数総数を最長3週間連続記録できた。狭い放牧地では放牧地を区画に区分し、家畜の位置を連続してプロットして、また広い放牧地では、家畜の後を観察者が歩いて、移動距離のキャリブレーション(ロガ値1回当たりの家畜の移動距離)を行った。飲水行動は採食量や体温維持に影響を及ぼす重要な行動である.自家製のセンサーを鼻環先端(あるいは下顎部)固定し、24時間の飲水行動を自動記録する装置を開発した。高冷地である八ヶ岳の牧場で放牧行動の季節変化を調査したところ、食草、反芻行動の出現パターンは春、夏、秋ともほぼ同様の傾向が見られ、食草時間は3季ともほぼ等しく、反芻時間は春、秋に比べて夏季で増加した。1日当たりの移動距離は夏季に比べて、秋でやや増加した。この原因として、秋季の草量の減少が考えられた。この結果は以前報告した茨城県(平地、温暖地帯)での成績と著しく相違しており、高冷地の夏季放牧では暑熱ストレスの影響が少ないことが放牧生態から実証できた。温暖地での夏季の家畜増体低下の原因の一端が把握できた。
無血清培養による臼歯歯胚の歯根形成、特に細胞分化・セメント質形成に関する研究

下顎骨と歯小嚢を伴う萠出直前の生後14日齢マウス下顎第一臼歯を摘出し、無血清BJGb培地で最大42日間の培養を行った。(1)培養液の検討:培養中の細胞合成活性の維持を目的に基本培地組成の改良を試みた。アスコルビン酸からL-アスコルビン酸リン酸エステルマグネシウム塩への変更、Linoleic Acid, Bovine SerumAlbumin添加により良好な結果を得た。(2)培養下で歯根に形成されたセメント質様基質の検索:A)透過型電子顕微鏡;セメント質様基質に包埋された細胞の細胞内小器官の分布や発達状況、また細胞周囲に見られるコラーゲン線維の走行やmatrix vesicleの分布などの特徴はin vivoの有細胞セメント質に見られる構造と類似していた。B)免疫組織化学;in vivoではcollagen type I, IIIが歯根膜に存在するが、歯根象牙質・歯槽骨・セメント質はcollagen type IIIが欠如した。培養下で観察されたセメント質様基質やその周囲の構造にもこれと同様な反応が見られた。C)Electron Prove Micro Analysis;歯根象牙質と同様、セメント質様基質においてもリンとカルシウムのピークが確認された。しかしセメント質様基質のピークは象牙質のものより相対的に低く、石灰化の進行が未熟な状態であると推測された。(3)外因性因子の検討:石灰化促進因子としてNa-β-Glycerophsphate, Dexamethasone、成長因子としてEGF, TGF-β1を添加して培養した。各因子の添加においてもセメント質形成初期の特徴は観察されたが、石灰化の進行は未熟な状態に留まった。(4)分子生物学的手法による研究:RT-PCRに供するためin vivo, in vitroの各発達ステージの試料を収集中である。また効率良いRNA回収のための組織の粉砕法についても検討中である。
同位体効果を利用したエネルギー機能材料の創製

原子の質量に依存する格子振動が重要な役割を果たしている現象、すなわち、超イオン伝導体におけるイオンの拡散(移動)、熱電材料における熱拡散、強誘電体の相転移などの現象に着目し、同位体の含有率を制御してこれらの現象に及ぼす同位体効果を明らかにする。さらにその結果に基づいて、機能の飛躍的向上の為の指針を明らかにすることを目的として実験を行った。超イオン伝導体としては、現在のところLiイオン伝導率が一番高い物質である(La,Li)_<1-x>Sr_xTiO_3のLiを^6Liと^7Liに濃縮して、イオン伝導率変化を調べた。^6Li濃縮試料の伝導率は^7Liに比べて約1.5倍上昇し、古典論の1.08に比べて非常に大きく量子論的効果を考える必要がある。さらにホウ酸リチウムガラスのガラス転移点および電気伝導度に及ぼす^6Li/^7Liおよび^<10>B/^<11>Bの同位体効果も調べた。ガラス転移点の同位体存在比による変化はほとんど見られなかった。しかしながら、^6Liと^7Li濃縮試料の電気伝導度の比は500Kで約2.2となり、古典論からの予想値1.1よりも大きかった。一方、^<10>B/^<11>Bの電気伝導度の比は、500Kで1.4となり、やはり古典論よりも大きかった。拡散しているLiイオン同志の強い相関とLiイオン拡散経路のB-0網目構造の緩和振動が同位体効果に大きく影響しているものと推定される。強誘電体の強誘電性一常誘電性相転移温度に及ぼす同位体効果も調べた。PbTiO_3,BaTiO_3,SrTiO_3いずれもPbまたはTiの同位体の質量を増すと転移温度が大きく低下することが明らかになった。この場合も古典論からの予測と逆であり量子論的効果を考慮する必要があるものと考えている。本年度は,購入した放電プラズマ焼結装置を用いて,^<10>B_4^<12>C,^<10>B_4^<13>C,^<11>B_4^<12>C,^<11>B_4^<13>C同位体濃縮B_4C試料を作成し,熱伝導率を測定した。ほぼ平均原子量の大きい程熱伝導率が低下し,約2割の差が出た。今後,硬度,電気伝導度,ゼーベック係数,熱容量測定を行い同位体効果をより明確にする。また,^6Liと^7Liを濃縮したLi_2Oのイオン伝導率測定を複素インピーダンス法により行った。^6Li_2Oと^7Li_2Oでは明確な違いは認められなかった。一方^<46>Ti,^<48>Ti,^<206>Pb,^<207>Pbを濃縮したPbTiO_3強誘電体を作成し,転移温度に及ぼす同位体効果を調べた。^<46>Tiと^<48>Ti濃縮試料間では,約7Kの転移濃度の違いが認められた。しかしながら^<206>Pbと^<208>Pbの間では12Kの違いであり,Tiに比べてPbの転移点に及ぼす同位体効果は小さかった。今後,酵素同位体効果も含めて広範な試料について調べ,同位体効果の発生するメカニズムについて議論する予定である。

本年度は、購入した熱拡散率測定装置を用いて、B_4C化合物のBとCの同位体の違いによる熱拡散率の変化を再測定した。前年度の結果は再現性があり、平均質量の重い物程、約2割熱伝導率が低下した。また、^6Liと^7Liを濃縮した(La,Li)_<1-X>Sr_XTiO_3(X=0,0.05)のLi超イオン伝導体のLiイオン伝導度に及ぼす同位体効果を調べた。Li^6濃縮試科はLi^7濃縮試科に比べて約1.5倍イオン伝導度が上昇した。これは古典論からの予測値の1.08倍に比べて非常に大きく、量子論的効果を考える必要がある。さらに硼酸リチウムガラスのガラス転移点及びイオン伝導度に及ぼす同位体効果も調べた。強誘電体として知られているPbTiO_3のPbとTiの同位体効果に加えて、本年はBaTiO_3およびSrTiO_3のTi同位体効果さらには意図的に不純物を加えて不純物効果も調べ、結晶学的な検討も加えて同位体効果を系統的に理解し議論した。低温域での熱電材料として有望なUB_4の熱電性能(熱容量、ゼーベック係数、電気伝導度)に及ぼすBの同位体効果も調べた。
発生工学的手法を用いた特別天然記念物「オナガドリ」の保全

特別天然記念物「オナガドリ」の保全のために,オナガドリの精液及び始原生殖細胞の凍結保存を実施した。また,オナガドリ胚盤葉細胞を長期継代培養し,ES細胞の樹立と樹立した細胞の凍結保存を行った。その結果,オナガドリの精液及び始原生殖細胞の凍結保存に成功した。また,オナガドリ受精卵からの胚盤葉細胞の長期継代培養(20世代以上)にも成功し,ES細胞が樹立された。さらに長期継代培養したES細胞を凍結保存した結果,融解後もコロニーを再形成することが確認された。本研究では,6か月間にわたり,オナガドリ精液の性状検査を行い,年齢や季節による変化や,個体ごとの特性について検討した。さらに,精液の質が高い個体からの精液を凍結保存し,人工授精を行うことで,受精卵を得ることを試みた。精液性状検査の結果,全ての検査項目において,月による値の増減はあるものの,日照時間,気温など季節による変化との関連は見られなかった。従って,オナガドリの精液の質については,季節による変動は少ないものと考えられた。年齢との関連について,若い個体で,奇形率が低く,精子密度および運動性が高い傾向がみられ,若い個体の方が精液の質は高いことが確認された。受精試験において,受精卵が得られたのは,横斑プリマスロック(黄斑)精子で,凍結保護剤にメチルアセトアマイド(MA)を用いた区(半量,全量の両方)のみであり,オナガドリでは受精卵を得ることはできなかった。グリセロール区で受精卵が得られず,MA区でのみ受精卵が得られたことより,凍結保護剤としてMAはグリセロールより有効であることが本実験で確認された。また,横斑で受精卵が得られ,オナガドリで得られなかった理由について考察すると,オナガドリおよび横斑の精子の奇形率・運動性では,両者に有意差は認められなかったのに対し,精子密度では,オナガドリが横斑よりも,有意に低い値であった。さらに,オナガドリと横斑の凍結融解後の奇形率,運動性を比較すると,両者に有意差は認められなかったことから,オナガドリと横斑で,受精の有無を分けた要因は,精子数であったと考えられる。現在,オナガドリの飼育数は限られており,鳥インフルエンザ等の感染症が発生すると,絶滅する可能性もあり,オナガドリ遺伝子の保存方法の確立が急務である。遺伝子の保存方法として,精子,卵子,あるいは始原生殖細胞(PGC)等の生殖細胞の凍結保存が考えられる。その中でも,PGCの凍結保存は有効な一手段であり,確実にPGCを凍結保存することができれば,生殖系列キメラの作出にも利用することができると考えられる。しかし,これまでオナガドリPGCの採取や凍結保存に関する研究はまったく行われていない。本年度の研究では,オナガドリの受精卵から,PGCを採取し,凍結保存後のPGCの生存率を観察し,オナガドリのPGCの凍結保存が可能かどうかを検討した。なお,オナガドリとの比較対象として,コマーシャル鶏である黄斑プリマスロック(以下,黄斑と略記)の受精卵から採取したPGCを用いた。また,PGCの凍結保存には市販されている凍結保存液であるSTEMーCELLBANKER(Nippon Zenyaku Kogyo Co., LTD.)を用いた。オナガドリおよび黄斑共に,PGCの採取,凍結保存に成功した。オナガドリ受精卵からのPGC採取は黄斑に比較して困難であり,1個の受精卵から回収できるPGC数はオナガドリの方が少なかった。また,凍結融解前の生存率においては,オナガドリおよび黄斑の両方とも100%の値を示し,有意差はなかった。一方,凍結融解後の生存率においては,オナガドリおよび黄斑の値は,それぞれ,5回の平均値が66.8%(最大値:75%,最小値:50%)および91.0%(最大値:100%,最小値:75%)であり,オナガドリの方が黄斑に比べ有意に低い値であった。これらの結果より,STEMーCELLBANKERを用いてPGCの凍結保存が可能であること,また,凍結前の処理においてオナガドリおよび黄斑のPGCはほとんど死滅しないこと,さらに,オナガドリPGCは黄斑PGCに比べて耐凍性が弱いことが明らかになった。本研究の最終年度である本年度は、オナガドリのES細胞の樹立および凍結保存を目的とし、実験を実施した。実験1では、ニワトリLIF(chLIF)を添加した培地で、オナガドリの胚盤葉細胞を培養した結果、初期段階においては未分化の状態が維持されたが、継代培養につれて、分化形態である嚢胞性胚様体が出現した後、徐々に死滅した。実験2では、chLIF、阻害剤であるY-27632およびU0126を添加した培地でオナガドリの胚盤葉細胞を培養した結果、培養した胚盤葉細胞の増殖が良好となり、コロニーを形成し(ES細胞形成)、さらに長期・安定的な培養ができた。実験3では、chLIF、Y-27632およびU0126添加した培地を用い、37日まで培養したオナガドリの細胞を凍結保存した。凍結用保存液には、セルバンカーを用い、4日間凍結保存を行った。融解した細胞を再培養した結果、ほとんどの細胞が生存し、細胞増殖も良好であり、コロニー形成能も保持されていた。

実験4では、20世代継代培養した細胞(43日間継代培養)および凍結融解後の細胞を用いて、多能性マーカーNanogと生殖系列マーカーVasaの免疫染色を行った。その結果、継代培養した細胞および凍結融解後の細胞にNanogおよびVasa陽性反応が認められた。これらの結果より、chLIFと阻害剤Y-27632、U0126を添加した培地を用いる方法は、オナガドリなどの希少家禽のES細胞の樹立に有効な方法であると考えられた。また、長期継代培養したES細胞は多能性と増殖性を維持していると考えられた。さらに、凍結保存後のES細胞にコロニー形成能が保持されたことから、本実験におけるES細胞の凍結保存方法は、有効な方法であると考えられた。特別天然記念物「オナガドリ」の保全のために,オナガドリの精液及び始原生殖細胞の凍結保存を実施した。また,オナガドリ胚盤葉細胞を長期継代培養し,ES細胞の樹立と樹立した細胞の凍結保存を行った。その結果,オナガドリの精液及び始原生殖細胞の凍結保存に成功した。また,オナガドリ受精卵からの胚盤葉細胞の長期継代培養(20世代以上)にも成功し,ES細胞が樹立された。さらに長期継代培養したES細胞を凍結保存した結果,融解後もコロニーを再形成することが確認された。26年度の研究において,オナガドリの受精卵からのPGC採取および凍結保存に成功した。また,本年度の研究を通じて,以下のことが明らかにされた。1.オナガドリPGC採取は黄斑に比較して困難であり,1個の受精卵から回収できるPGC数はオナガドリの方が少ないこと2.PGCの凍結融解前の生存率においては,オナガドリおよび黄斑の両方とも100%であり,凍結前の処理でPGCは死滅しないこと3.PGCの凍結融解後の生存率においては,オナガドリおよび黄斑の値は,それぞれ66.8%および91.0%(5回の試験の平均値)であり,凍結融解後のオナガドリPGCの60%以上が生存しており,凍結融解後のオナガドリPGCが生殖系列キメラの作出にも利用できること家畜生殖学今後は,オナガドリ受精卵から多くのPGC数を確保するために,より効率的なPGCの採取方法を確立すること,また,STEMーCELLBANKER以外の凍結保存溶液による生存率も検討する必要がある。さらに,本研究では,PGCの凍結保存期間が24時間以下の短期間であったため,長期間凍結保存した時の生存率も確認する必要があると考えられた。25年度の研究成果において,オナガドリの精液性状の特徴が明確にされ,凍結保存した精液で受精卵を得る可能性が示唆された。つまり,凍結保存したオナガドリ精液を用いて受精卵を得るためには,精液の質が高い,若い個体の精液を使用すること,また,凍結融解精子の濃縮程度をさらに高め人工授精を実施することが必要であると考えられた。平成26年度は,1,134円のわずかな残額が生じた。残額が少額であるため,あえて0円にするための消耗品の購入を行わなかった。オナガドリの凍結保存精子で受精卵が得られた成功例はまだない。今後は,若い個体の精液を使用し,凍結融解後の精子の濃縮の程度をさらに高めた後,人工授精を実施することで受精卵を得ることができると確信している。また,凍結用希釈液の改良(凍結保護剤や希釈液の化学組成の検討)を進め,より高い受精率が得られる凍結方法の検討を実施する予定である。残額(1,134円)については,27年度予算と合わせて,物品費(消耗品)の購入を予定している。平成25年度は116,073円残額が生じた。その理由は,年度末(1月3月)に購入予定であった物品費(消耗品)が予定より減額となったため,116,073円残額が生じた。
GNR-ICG-Lによる扁平上皮癌の新規癌治療開発

棒状の金粒子である金ナノロッド(Gold nanorods;GNR)は近赤外光照射で発熱する。またリポソームはナノ粒子の特徴であるEnhanced Permeability and Retention effect(EPR効果)によって腫瘍に集積する。扁平上皮癌細胞株、および癌細胞を移植したマウスを用い、リポソームに近赤外光で発熱するGNRとインドシアニングリーン(ICG)を付着させた物質(GNR-ICG-L)を投与後、近赤外光を照射することによる光線力学的温熱療法(photodynamic therapy(PDT))の有効性を検討し、さらには臨床応用へと展開するための研究基盤を確立することを目的として研究を行った。実験は主として、GNR-ICG-Lを用いたPDTによる腫瘍増殖抑制効果を示し、温熱治療による免疫惹起を確認することを目的とした。予備実験として、マウス扁平上皮癌細胞を培養し、vitroレベルでPDTを行い、腫瘍増殖抑制効果が得られることを確認した。さらに、vivoレベルの実験として、担癌マウスの尾静脈よりGNR-ICG-Lを投与し、蛍光レントゲン検出装置を用いて、腫瘍への試薬の集積を確認した。また、腫瘍にPDTを行い、治療中の腫瘍内温度、腫瘍体積を継時的に測定することで、コントロールと比較してマウスの腫瘍の治療中の温度上昇および、治療による増殖抑制効果が得られることを確認した。さらにPDTを行ったマウスの腫瘍組織に対してTUNEL染色を行いアポトーシス誘導を確認した。また、PDTを行った担癌マウスからリンパ節を摘出し、FACSで免疫細胞数の変化を検証した。以上の実験の結果として、GNR-ICG-Lを投与しPDTを行うことで、腫瘍増殖抑制効果が確認され、この治療法で生体に対し免疫惹起が生じる可能性が示唆された。
代数多様体の構造と位相の研究ジャコビアン予想の解決に向けて

ジャコビアン予想の解決を目指して、完備または非完備な代数曲面を中心として、その構造と位相に関する研究を行った。2.Abhyankar-Moh-Suzukiによるアフィン直線のアフィン平面への埋め込みの線形化に関する定理を、種数が低い場合に拡張したW.D.Neumannの結果がある。これは無限遠点において定められるknotの性質を調べることによってなされたが、新たに代数曲線の極小退化の観点から代数幾何学的証明を与えた。3.一般型ホモロジー曲面の第1及び第2Chern類については、宮岡-Vau型の不等式が成立する。特に完備な場合で、種数2のファイバー束の構造がある場合にはXiaoによって、(c_1)^2≦2c_2が成立するが、ホモロジー曲面で一般ファイバーがC^<2・>に同型であるようなファイバー束の構造がある場合には、Xiaoの結果と同じ結果が成立することを示した。(杉江徹(滋賀大)との共同研究)上記1,2,3,4の研究は高次数の多項式の処理と数値的な裏付けが必要であるが、本科研費の設備費で購入したNextStepにより実行した。
長大活断層帯の連動起震モデルの構築と地震動予測地図への確率論的応用手法の検討

地震・活断層データを整理・統合したデータベースより,活断層の成熟度を表すパラメータとして,活断層の平均活動間隔(R)を用いることとした.断層長とRの関係をみると,正の相関を示すことから,断層が未成熟なほど平均活動間隔が大きくなると考え,重回帰分析に用いることとした. AICを用いた統計的な結果として, ,従来の松田式で得られるMjmaと式(1)で得られるMwをMjmaに変換して比較すると,例えばRが10倍異なるとMwが0.2異なることとなる.地震・活断層データを整理・統合したデータベースより,活断層の成熟度を表すパラメータとして,活断層の平均活動間隔(R)を用いることとした.断層長とRの関係をみると,正の相関を示すことから,断層が未成熟なほど平均活動間隔が大きくなると考え,重回帰分析に用いることとした. AICを用いた統計的な結果として, ,従来の松田式で得られるMjmaと式(1)で得られるMwをMjmaに変換して比較すると,例えばRが10倍異なるとMwが0.2異なることとなる.初年度の研究として,まず,1995年以降日本の内陸地殻内で発生した8つの被害地震について,本震前の地震活動の時間変化を複数の統計指標から比較して,発生時期や規模の予測に利用可能な定量的特性が存在するか否かを検討した.さらに,これら8つの地震を発生させた震源断層の成熟度を地表の活断層分布形態や地震時の地表変位の出現の程度により,(1)活断層に沿って顕著な地表変位が出現した成熟度の高い兵庫県南部地震,(2)震源域に活構造が事前に認識されていたが規模に見合った地表変位の出現しなかった成熟途上にある岩手雫石地震・鳥取県西部地震・宮城県北部地震・新潟県中越地震,(3)活断層分布も地表変位の出現も顕著でない未成熟な地域で発生した鹿児島県北西地震・山口県北部地震に区分して,本震前の地震活動の時間変化と断層の成熟度の関連を検出できるかを検討した.その結果,GR式のパラメータ(b値,a値)の時間変化と地震活動の時間変化を示すZ値としてAS-functionとLTA-functionにおいて,活断層の長さや分布密度,連続性などの分布形態から想定される地下の震源断層の成熟の程度と地震数の時間変化やGR式のパラメータの時間変化には活断層の成熟度に関連した定性的な差異が見られた.また,連動性を議論する際の短い長さの活断層の取り扱いについて,地震発生層の厚さが震源断層の幅を制約する条件下で震源断層の形状を従来の矩形から楕円形とすることで,地表地震断層長から合理的に震源断層長を推定することを可能とする楕円断層モデルを考案し統計解析を行った結果,従来のモデルでは観測地震の平均発生頻度と活断層長より算出した平均発生頻度の間にはマグニチュードが67付近で不連続が見られたが,楕円断層モデルの場合には直線性が維持され,Gutenberg-Richterの関係がより明瞭に示された.断層長(Ls)をパラメータとする規模予測の経験式ではその規模を十分に見積もることができないという問題や,強震動の計算に重要な震源断層のパラメータの評価について,本研究では,(1)世界の地震・活断層データを用いて,統計的に規模予測式を検討すること,(2)アスペリティのデータが得られている世界の地震データを用いて,活断層の地表パラメータと震源断層パラメータの関係性を示し,活断層の地表パラメータを用いて規模のばらつきを説明可能なモデルの作成を行うこと,について作業を行った.地震・活断層データを整理・統合したデータベースより,活断層の進化・発達モデル(Wesnousky,1999)を定性的な根拠として,活断層の成熟度に関係して断層面の摩擦が異なり,断層がすべりを起こしたときの応力降下量に相違が生じると仮定した.しかし,予測の観点から,応力降下量(Δσ)の代わりに,それと正の相関を示す活断層の平均活動間隔(R)を用いることとし,重回帰分析を行った.その際には,活動間隔の推定誤差と多重共線性の評価のためにシュミュレーションも行い,以下の規模予測式を得た.これによると,例えばRが10倍異なるとMwが0.2異なることとなる.次に,活断層の地表パラメータと震源断層パラメータの関係性ついて,地震規模はLsから決定される基本量と断層の成熟度に関係する調整量で表されると仮定した重回帰式を検討した.サンプル数がまだ十分ではなく,現時点では統計的に有意な成果とは言えないが,地表の断層形態に切れ目が多く断層が未成熟なほど,観測された応力降下量と幾何的に求めた応力降下量の差(Δ(Δσ))が大きくなる傾向を認めた.糸魚川-静岡構造線活断層帯を対象として,地震の規模予測手法とアスペリティの設定が異なるt-L modelとs-L modelの2っのモデルと,活断層の形状より推定した3つの破壊開始点とを組み合わせた6つのモデルケースについて地震動の計算を行い,予測結果を距離減衰式との比較から検証した,予測結果を距離減衰式(司・翠川,1999)と比較した結果,t-L model,s-L modelを仮定した両方の場合で,最大水平速度値は概ね距離減衰式のばらつき±1σの範囲内に収まり,予測結果は妥当なものであった.次に,地震の規模予測手法とアスペリティの設定の異なる2つのモデル間の比較のために,合成波形の最大水平速度値について比較を行った.

11観測点,3つの破壊開始シナリオについてモデルケース比を求めた場合,その平均はすべての破壊開始シナリオで同じ1.2であった.t-L mode1とs-L modelの地震規模の違いのみを考慮するために,2つのモデルを仮定した場合に設定されるMwから距離減衰式を用いて各観測点でのモデルケース比を求めた場合には,平均1.4(標準偏差:0.12)のモデルケース比が得られた,最後に,破壊開始点の位置の最大水平速度値に対する影響について考察するために,各観測点について,同じモデルで破壊開始点が異なる3つのケースの合成波形の最大水平速度値を求め,それらの最大と最小の比(ケース比)を算出した.その結果,ケース比の平均値は,t-L model,s-L modelを仮定した場合でともに1.4(標準偏差0.1)となった以上のことから,本検討においては地震の規模予測手法とアスペリティの設定が異なるモデルの違いの影響が,破壊開始点の違いによる影響ほどには大きくないと結論付けられる.
ナノ構造グラファイトエネルギー材料の開発と構造学的研究

グラファイトのミリングによってグラファイトがナノ化し、さらにそれが活性化することを明らかにしてきている。その研究成果が発端となり本研究が開始された。すなわち、グラファイトを水素雰囲気中でミリングすると、活性化したグラファイトと水素原子がある種の反応をおこし、ミリング初期から水素の吸収が始まることが明らかとなった。また、その時グラファイトの層間が広がっていくことから一部の水素は層間に入っていくことも明らかになった。これらの結論は中性子回折実験から明らかとされた。ミリングによってグラファイトがナノ化した状態で、水素吸収による層間距離の広がりを示す構造因子S(Q)の第1ピークの位置の変化が中性子回折実験により観察された。さらに、動径分布関数RDF(r)からC-D相関の位置が明確となった。すなわち、グラファイトの水素雰囲気でのミリングによって非架橋炭素原子が形成され、一部の水素原子はこの炭素原子と結合するが、残りの水素原子はグラファイト層間に入っていくことが分かった。さらに非弾性散乱実験結果からもこの実験事実がサポートされた。このグラファイト水素吸蔵材料の水素放出をTDS測定によって明らかにすることができた.ほぼ800Kと1000Kに水素放出ピークが観察され、低温のピークはグラファイト層間に存在する水素の放出、そして高温のピークは炭素原子と結合している水素の放出であろうと推測される。これらのTDSは水素ならびに重水素でも同じ結果が得られている。これらの結果から、ナノグラファイトは水素吸蔵材料として十分に使えることが証明されたと考えることが出来る。今後は触媒をグラファイトに混入させることにより、水素の吸収・放出が容易になると考えられる。グラファイト-D系水素吸蔵材料本研究ではグラファイトのミリングによってグラファイトがナノ化することを明らかにしてきている。そして、さらにそのグラファイトを水素雰囲気中でミリングすることによりミリング初期から水素の吸収が始まることや、その時グラファイトの層間が広がっていくことから水素は層間に入っていくことが明らかにした。すなわち、ミリングによってグラファイトがナノ化した状態で、水素吸収による層間距離の広がりを示す構造因子S(Q)の第1ピークの位置の変化が中性子回折実験により観察された。グラファイトの水素雰囲気でのミリングによって非架橋炭素原子が形成され、一部の水素原子はこの炭素原子と結合するが、残りの水素原子はグラファイト層間に入っていくことを示しており、ナノグラファイト材料は水素吸蔵材料として期待できる。このグラファイト水素吸蔵材料の水素放出をTDS測定によって明らかにすることができた。ほぼ800Kと1000Kに水素放出ピークが観察され、低温のピークはグラファイト層間に存在する水素の放出、そして高温のピークは炭素原子と結合している水素の放出であろうと推測される。今後は触媒をグラファイトに混入させることにより、水素の吸収・放出が容易になるようにし、より実用材に近づけていこうと考えている。

ミリングによってグラファイトがナノ化した状態で、水素吸収による層間距離の広がりを示す構造因子S(Q)の第1ピークの位置の変化が中性子回折実験により観察された。さらに、動径分布関数RDF(r)からC-D相関の位置が明確となった。すなわち、グラファイトの水素雰囲気でのミリングによって非架橋炭素原子が形成され、一部の水素原子はこの炭素原子と結合するが、残りの水素原子はグラファイト層間に入っていくことが分かった。さらに非弾性散乱実験結果からもこの実験事実がサポートされた。このグラファイト水素吸蔵材料の水素放出をTDS測定によって明らかにすることができた。ほぼ800Kと1000Kに水素放出ピークが観察され、低温のピークはグラファイト層間に存在する水素の放出、そして高温のピークは炭素原子と結合している水素の放出であろうと推測される。これらのTDSは水素ならびに重水素でも同じ結果が得られている。これらの結果から、ナノグラファイトは水素吸蔵材料として十分に使えることが証明されたと考えることが出来る。今後は触媒をグラファイトに混入させることにより、水素の吸収・放出が容易になると考えられる。
硬膜外腔内視鏡下手術における癒着剥離用超音波デバイスの開発

脊椎と脊髄神経の間にある硬膜外腔という狭小空間で使用するワイヤ型超音波振動子の開発に向けて、ペインクリニック領域で臨床使用が盛んなRaczカテーテルに注目し、その先端を超音波振動させることで強固な癒着の剥離が可能かを評価することを目的とした。ランジュバン振動子にRaczカテーテルの先端を固定した実験装置により、スチレンフォームへの穿刺力が40%程低下する一方で、温度上昇は2°Cに抑えられ、有効性が示された。1超音波振動が生体組織に与える影響平成27年度は癒着試料に限定せず、超音波振動が生体組織に与える影響を調べた。20 kHz、振動速度0.74.8 m/sの超音波加振器を用いて、ブタ皮膚への影響を調べるために、超音波トロッカーを参考にした円錐型のモデルを振動子に固定した。超音波振動の振動速度に対して皮膚貫通に要する時間と、熱電対により皮膚内温度を測定した。実験の結果、振動速度が速くなるにつれて、貫通に要する時間は短くなった。しかし、貫通に要する時間の変化は、振動速度に対して単調減少ではなく、ある振動速度を境に殆ど変化しなかった。これは、超音波振動により生体組織が加熱され、タンパク変性により硬くなったためで、加振方法や組織によって異なることが考えられた。次に、超音波振動による生体組織の損傷の要因として、加熱とキャビテーションが挙げられる。ブタ皮膚を対象にした実験とは異なる小型超音波振動子(共振周波数47 kHz)を研究分担者の森田が製作し、キャビテーション発生の有無と損傷について実験した。振動子への印加電圧を100300 Vに変えることで、振動速度は5.358.24 m/sの範囲を示した。振動速度8.24 m/sの条件下、水中に入れた振動子の先端からキャビテーションによる気泡の生成と消滅が観察された。アルミ箔と振動子の距離を調節して、キャビテーションによる損傷を調べたところ、振動子から5 mm離れると、アルミ箔に穴が開くことはなかった。アルミ箔の代わりに腸間膜を用いたところ、水中に脂の溶出が見られたが、組織損傷については他の方法が必要と考えられた。2細径振動子の性能評価当初計画とは別の方法として、先行して臨床応用されているRaczカテーテルを活用することを想定し、カテーテルのガイドワイヤを細径振動子に見立て、先端を超音波振動させる方法についても検証を始めた。研究分担者の森田と相談して、超音波振動が生体組織に与える影響を調べる実験機器を用意した。その際、森田が所有していた機器を借用し、分担者所属機関のある柏から代表者所属機関のある蒲田へ輸送して実験できるようにした。次年度以降に試作するための経費を残せるように、森田が既に所有しているものと同じ基本的な実験機器を新規に購入することは見送った。その結果、学部4年生2名と共同で、超音波振動による加熱とキャビテーションが原因で皮膚貫通や腸間膜損傷の様子を調べることができた。また、先行する臨床技術として、Raczカテーテルがペインクリニック学会で注目されていることを知った。本研究で対象とする硬膜外腔内の神経根周辺の癒着剥離について、実用性の高い技術開発を進めるために有益な情報を得た。Raczカテーテルのガイドワイヤを超音波振動させる新しい方式について、基礎実験に着手した。初年度の調査から臨床現場では硬膜外腔内視鏡による治療より、Raczカテーテルを用いた治療が増加していることがわかった。そこで、研究代表者はRaczカテーテルに関して、実地調査とガイドワイヤの超音波振動の可能性検証を実施した。実地調査には、大韓民国大田市ウリドル病院にて臨床例10例を見学した。Raczカテーテルは薬液注入による化学的な癒着剥離術であり、術前MRI画像により適した症例か否かを判断しており、本研究で新規デバイスが開発されれば、従来は適用症例となっていなかった症例も治療できるようになることがわかった。ガイドワイヤの超音波振動について、本学応用生物学部村松宏教授との共同研究を始めた。Raczカテーテルのガイドワイヤ(直径0.3 mm)を3, 4, 5, 6, 7 cmの長さに切断し、市販の超音波カッター(公称発振周波数40 kHz)のカッター刃の代わりにガイドワイヤを挿入した。共振周波数と圧電素子の発振周波数を測定したところ、カッターの刃では両者の差は0.067 kHzであったが、6 cmのガイドワイヤの時に両者の差が0.193 kHzと比較した条件の中では最も小さかった。共振周波数で圧電素子を発振させるのが最も効率が良いので、今後のデバイス開発に生かしていく必要がある。超音波振動させたガイドワイヤを、培養皿に接着させたヒト肝ガン由来細胞HepG2にあてたところ、ガイドワイヤの振動方向に接着細胞が剥離する様子が観察された。一方、研究分担者の森田剛氏は直径1 mmのワイヤ型振動子について、高出力化に向けた有限要素解析とランジュバン振動子を用いた試作を進めた。治療技術は臨床現場に受け入れやすい方式が望ましく、課題申請時には日本で普及途上であったRaczカテーテルが益々注目されている現状を鑑みて本年度の研究を進めた。Raczカテーテルでは、ヒアルロン酸を分解するヒアルロニダーゼを注入するが、日本では使用が認められていないため、超音波振動による機械的剥離の必要性はゆるぎないと考えるに至った。

圧電素子を用いたバイオセンサの研究を続けている村松氏の協力も得ることで、更に研究が進む環境が整ったといえる。平成28年度までにペインクリニックの領域で、硬膜外腔内視鏡(エピドラスコピー)による神経形成術より、Raczカテーテルを用いた化学的癒着溶解が増加傾向にあることがわかった。そこで、平成29年度はRaczカテーテルに超音波振動を付加することで、カテーテルの柔軟性により突破できない癒着部位を通過できるか、さらに周囲との摩擦による発熱がないかを実験で調べた。研究分担者の森田剛氏の研究室で製作したランジュバン型振動子に臨床使用されているRaczカテーテルを先端から15 mm分切断したものをエポキシ樹脂系接着剤で固定した。Raczカテーテルを固定した振動子の共振周波数をインピーダンスアナライザにより計測し、51.03 kHzと結果を得た。その後、Raczカテーテルを固定した振動子にロードセルを装着し、直線的に移動するリニアステージにのせた。リニアステージの水平となす角度を90°とし、試験片に向けてステージを移動させて、Raczカテーテル先端を刺し込んだ時の反力を計測した。ステージ移動速度は0.8 mm/s、10 mm/sとした。共振周波数で40 Vの正弦波入力を高速バイポーラ電源(平成29年度購入)によりランジュバン振動子に入力した。試験片にはスチレンフォームを用い、Raczカテーテル先端とスチレンフォームが接触する部位の温度分布をサーモグラフィ(平成29年度購入)により測定した。以上の実験により、超音波振動を付加することで、刺入反力が37 %減少し、より遅い速度で刺入することで効果が大きいこと、摩擦による温度上昇は2 °Cと十分に低いことが示された。3年間の研究を通じて、内視鏡やカテーテルなどの索状医療機器の先端を超音波振動させることで、進行方向に組織があっても低い抵抗で挿入でき、癒着剥離の可能性が示された。脊椎と脊髄神経の間にある硬膜外腔という狭小空間で使用するワイヤ型超音波振動子の開発に向けて、ペインクリニック領域で臨床使用が盛んなRaczカテーテルに注目し、その先端を超音波振動させることで強固な癒着の剥離が可能かを評価することを目的とした。ランジュバン振動子にRaczカテーテルの先端を固定した実験装置により、スチレンフォームへの穿刺力が40%程低下する一方で、温度上昇は2°Cに抑えられ、有効性が示された。1超音波振動が生体組織に与える影響硬膜外腔内に発生する癒着の組織モデルとして、心膜に付着した脂肪を採用して超音波振動の影響を評価する。平成27年度に皮膚を対象に用いた超音波加振器の振動子先端を、心膜と脂肪の間に当たるように実験装置を製作する。実験では、振動速度が組織温度および脂肪剥離に与える影響を調べる。一方で、本研究で対象とする癒着の組織学的特徴について、文献調査および臨床医への聞き取り調査を実施する。先行技術であるRaczカテーテルによる臨床を実施している病院を訪問して、生理食塩水やカテーテルにより癒着が困難であった症例の特徴について情報を得る。2細径振動子の性能評価研究分担者の森田が設計したワイヤ型振動子を製作して評価する。振動子先端の振動様式の違いと、周辺組織の加温への影響について、実験と有限要素解析を行なう。1で得られた振動速度、組織温度と癒着剥離の関係性から、細径振動子の性能について考察する。
光・電子過程を内包するメタロセン系イオン液体の開発と動的挙動の解析

本課題は、特徴的な光物性・電子物性を示すメタロセン系イオン液体物質の設計・構築を目的とする。第一に、イオン液体の液体物性とキラリティーの相関を調べた。従来、多数のキラルイオン液体が合成されているが、キラリティーと液体物性の相関は明らかとなっていない。そこで本研究では、キラルな分岐型アルキル基を導入したルテニウム錯体をカチオンとするイオン液体を合成し、キラルカラムによる光学分割を行った。その結果、ラセミ体ではキラル体に比べて結晶化が抑制され、低温まで液体状態を保つことが判明した。光学純度に対する2成分相図を作成し、この系ではラセミ体がコングロメラートを形成していることを明らかにした。こうして本系では、混合エントロピーの効果によって、ラセミ体はキラル体より大幅に融点が低下することが判明した。以上のように、キラリティーが液体物性に及ぼす効果を解明し、ラセミ体の使用がイオン液体の融点低下に有効な方法になりうることを示した。第二に、これらのメタロセン系イオン液体に光反応性部位を導入することにより、化学反応を起こす液体の開発を進めた。その結果、対アニオンとしてシアノ系アニオンを用いたルテニウム錯体系イオン液体では、紫外光照射によってカチオン・アニオン間で架橋反応が起こり、配位高分子固体が生成することを見出した。カチオン骨格にアルキル基を1本もしくは3本導入した置換体を合成し、その液体物性および光反応性を評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本課題は、動的電子過程・反応過程を含むメタロセン系イオン液体および関連物質の設計・合成を目的とするものである。今年度は第一に、光反応性イオン液体の分子設計の指針を得るために、三置換アルコキシベンゼンを配位子とするサンドイッチ錯体イオン液体を合成し、置換様式と熱的性質の相関を検討した。その結果、1,3,5置換体は1,2,3置換体よりも顕著に低融点化する傾向があること、準安定相が出現しやすいこと、後者の結晶中ではアルキル鎖による層状構造が形成されていることを見出した。分岐置換基、極性置換基が融点に与える効果についても検討した。この骨格に光機能性部位を導入することにより、光反応を起こす液体の合成を進めた。第二に、メタロセン系物質に関する基礎研究として、ドナー・アクセプター系物質の開発と物性評価を行った。置換ビフェロセンとTCNQ誘導体の組み合わせによる物質探索を行い、DA比2:7の組成比を持つ特異な結晶を見出した。この結晶中では静電相互作用に基づく電荷局在が発現し、TCNQの常磁性6量体からなる量子井戸的な構造が形成されていた。さらに、フェロセンとビオロゲン誘導体を連結した分子を合成し、その電荷移動吸収、電気化学特性、結晶構造を評価した。これらの分子が多段階レドックスを示すことを明らかにした。三置換アルコキシベンゼンを配位子とするサンドイッチ錯体イオン液体の熱物性を検討した結果、置換様式によって熱的性質を制御できることが示された。この知見は、光反応性の三置換サンドイッチ錯体系イオン液体の設計に有用であり、今後の展開につながる結果である。さらに、今後の展開の礎となる新規物質系の開拓も行った。本年度の結果をもとに、光反応を起こすイオン液体の開発を進め、その光物質評価および機能化を進める。あわせて、電子移動・解離平衡を起こすメタロセン系イオン液体の開発と物性評価を進める。これらの系に関して、理論計算・先端計測グループとの共同研究に展開する。
高年齢者に対する雇用政策に関する基礎的研究-差別禁止アプローチの限界と克服

高年齢者の雇用政策の1つとして、年齢差別禁止法が注目されている。本研究は、アメリカ・EUを中心に諸外国の年齢差別禁止法を考察し、年功賃金や、老齢年金支給年齢に接合した定年制などが例外的に許されていることを分析して、年齢差別禁止法には、人種差別や性差別等、他の差別法制と同様の平等保障という理念に基づく側面があり、その一方で、それぞれの国の雇用慣行・労働市場の状況を考慮した政策的な側面もあるということを明らかにした。本年度は日本及び研究対象国に関する広範な資料収集、及び対象国において研究機関、社会保障・雇用政策担当の行政機関を訪問し、中高齢者の雇用政策及び年齢差別禁止法制の実施状況・効果につき、ベルギー・フランス・イギリスでヒアリングを行った。欧州諸国では、2000年に採択されたEC指令(2000/78/EC)に基づき既にそれぞれ2006年までに国内で年齢差別禁止法を制定しているが、その実施・効果については必ずしも評価はなされていない。また、EC指令採択の背景となった少子化・高齢化に伴う社会保障制度の財政上の懸念が認められる一方で、若年者失業が深刻であり、政策決定上重要な影響力を持つ労使・国民が中高齢者の問題に対し比較的関心が薄いという状況が明らかとなった。年齢差別禁止法制の有用性の面では、立証が困難であるなど(よほど明確な差別でなければ殆ど立証は難しいとされる)、直接的な差別抑止効果は現時点で期待できないが、性別による差別と同様に、労使・国民の意識の上で年齢差別が不当であることを浸透させることが必要であり、その意味で効果的、と指摘された。特にベルギー・フランス・イギリスにおいては、テレビや新聞などを利用した中高齢者の活力と雇用価値に関する大規模なキャンペーンを行い(ベルギーでは諸外国のキャンペーン効果について調査を行っている)、意識改革に力を注いでおり、年齢差別禁止法制をその一要素と捉えている社会保障制度上は、年金受給要件の改正から早期退職を助長する措置を撤廃するなど、「早期退職文化」の転換を図っており、雇用促進措置として効果的と見られる中高齢者の雇用に関する社会的コスト(社会保険料等)の軽減措置も注目されていることが分かった。平成19年度は、日本における高齢者の雇用政策と、高年齢者に多いパートタイム労働者に対する差別規制についての研究を行い、これに併せて、年齢差別・パートタイム労働に関する外国法研究も実施した。年齢差別に関しては、外国法研究として、一昨年に差別禁止法を新たに導入し、日本でもその動向が注目されてい旨るドイツ・イギリスに関する文献調査、EC指令に関する欧州司法裁判所判決等を分析した。その結果、定年制を例外とする場合が多いこと等、男女差別等とは異なるアプローチが用いられている一方で、高年齢者の雇用促進のための取扱いまで「差別」として禁止されてしまう等の問題が発生していることがわかった。今年度はアメリカの学説の検討も行ったが、そこでも年齢差別の立証の困難さが指摘されている。日本においても、平成19年改正雇用対策法10条により、募集採用時に年齢にかかわりのない機会を与える義務が設けられたが、省令に多くの例外が定められ、その実効性に疑問が投げかけられている。これらは総じて年齢差別禁止アプローチの限界を示すものである。パートタイム労働に関する研究としては、日本の短時間労働者法の課題と、EU及びその加盟国の動向等についての文献調査を行った。その結果、EUにおいては、パートタイム労働者の均等待遇が確保されていること、これに対し、平成19年改正短時間労働者法は、一定の要件を満たす場合に限ってパートタイム労働者に対する差別を禁止したが、その適用対象者は極めて少数になると予想されており、実効性の面で課題があること等が明らかになっている。本年度は、日本における高年齢者の雇用政策のうち、60歳未満定年を禁止する高年齢者雇用安定法や、募集・採用時における年齢差別を禁じる平成19年改正雇用対策法10条等について、特に他の差別法理との比較という観点からの検討を試みた。その結果、日本のこれらの法規制は、年齢による取扱いを一定程度是正するものではあるが、規制の例外を広範に認め、労使協定による逸脱を許す等の点において柔軟性があることを明らかにした。そして、それらの特徴には、立法趣旨-差別はしてはならないというイデオロギーに基づくというより雇用促進のための政策的な立法であるという趣旨-が反映されていること、定年制や年功賃金等、日本において年齢による雇用慣行が深く根付いていることが背景にあること等を検討した。また、日本では若年層の正社員化の推奨(雇用対策法7条に基づく。)やシルバー人材センター等、年齢による取扱いをむしろ推進することで一定年齢層の雇用を促進しようとしているところもあり、厳格な年齢差別禁止アプローチがとられていないことについても考察を行った。また、外国法研究として、本年度は、年齢差別禁止アプローチを世界で最初に取り入れたアメリカ・カナダについて、特に判例と学説の展開について研究を深めた。

その成果として、カナダで定年制が廃止されたこと等、年齢差別禁止法理の広がりが確認された一方で、アメリカでは、被用者給付において制度上明らかに年齢が考慮されていても年齢差別的動機につき労働者がさらなる立証を行わなければならないとする合衆国最高裁判決が出ており、年齢差別の立証が容易ではないとみられること、アメリカの学説においても年齢差別禁止法の実効性・理論的正当性について疑問が提起されていること等が明らかになった。
フェムト秒時間分解・電子ビーム３次元バンチ形状モニターの研究開発

EOサンプリング(EOS)の波長多重化により、単一のプローブ光で複数のEO信号を世界で初めて観測し、3次元バンチ計測の原理実証に成功した。また、第2世代XFEL光源と言われるシードXFELが発振し続けるには、互いにサブピコ秒の電子バンチとシード光パルスを6次元位相空間でオーバーラップさせて保持する必要がある。EOSでシード光に全同期した光タイミングシステムを実現し、オーバーラップを保持した高次高調波シードFELの発振に成功した。これにより諸外国の記録を2桁上回るヒット率を長期に保持できている。さらに、超高速応答の結晶開発を含むフェムト秒バンチ計測に必要なプローブ光源の要素技術開発にも成功した。現状で、SPring-8内の2つの先端加速器であるVUV FELでの加速器とRF電子銃試験施設において、EOサンプリングによる超短バンチ計測に成功し、常時モニターとして利用できており、長期安定度に関するデータについても蓄積されていく状態にある。特に、その有用性から、シードVUVFELの標準モニターとして採用されたため、ビーム試験の時間枠を多く割り当てられている。このため、各種EO結晶に関して十分な基礎データを取得できている。これにより、今後の各開発段階の数値目標を明確化できるようになった。既に3次元EOサンプリング化のための各種光学素子の開発にも成功しており、後は組み合わせるだけである。プローブレーザ光源の開発では、コンパクトな固体レーザベースでの開発案を採用し、フォトニック結晶LMAファイバーを用いて、スペクトル帯域幅が300nm[FWHM]を達成した。また、その矩形パルス化にも成功している。このプローブパルス光源を線形チャープ化することで、30fs[FWHM]の時間分解能が実現し、3次元EOサンプリングでのトランスバース計測が可能であることを計算機シミュレーションで確認をした。特筆すべきことは、世界初の有機EO結晶(DAST結晶)でのEOサンプリングに成功したことである。2012年度に完成予定の超高速時間分解能用のプローブ用レーザパルスが完成する前に成功したので、同結晶での最高時間分解能を確認する手段がまだないが、本研究における最大の難関はこれによって突破したと言える。同じ電子バンチ計測条件で、一般に広く用いられている無機EO結晶であるZnTe結晶と比較したときに、このDAST結晶では約4-2倍の信号強度が得られている。これは3次元EOサンプリングでの分光器エンコーダーにおけるS/Nの改善に寄与する。1オクターブ級の広帯域のプローブ光を円環化するのに、アキシコンミラー(レンズ)・ペアでの開発を進めてはいるが、別途、円錐屈折による円環ビーム発生をバルセロナ大学と共同で研究開発を開始した。ほぼ、必要な大きさの円環ビームの生成に成功した。今年度は、SPring-8内の先端加速器であるVUV FEL試験加速器において、昨年度に完成して常時モニターとして利用できる状態になっていたEOサンプリング装置を改良し、3次元バンチ形状計測のための波長多重化方式の検証試験を行った。また、RF電子銃試験施設は極短バンチ電子ビーム生成のための大改造を実施し、3次元バンチ形状を計測するための空間多重化EOサンプリングの高時間分解能計測が可能な施設を完成した。完成した施設で試験するためのモニターシステムの開発を今年度は進めた。VUV FEL試験加速器では、昨年度に引き続きDAST結晶による長期安定度に関する基礎データ、および放射線損傷に関するデータも蓄積された。有機結晶の高品質化のために理研仙台の南出チームリーダーとアニーリング技術と光学研磨技術を組み合わせる基本工程を決定し、加速器用EO素子として再現性が良いものが出来る体制を築き上げた。プローブレーザ光源の開発では、フォトニック結晶LMAファイバーを用いたスペクトル帯域幅300 nm [FWHM]の発生が長期に安定的に実現できるレベルに達し、NOPA方式で増幅することにも成功した。さらにその上で、矩形パルス化を保持するためのチャープスキャン計測によるフィードバックにも成功している。3次元EOサンプリングは、波長多重化方式から空間多重化方式へと大きく方針を変え、実際にS/Nの改善が大幅になされる技術がすべて揃った。別のプローブレーザー方式である、円錐屈折による円環ビーム発生に関しては、1オクターブ光源での円錐屈折を実現し、波長分散による光軸の波長依存性における利用上の問題点を明らかにした。平成24年度は、SPring-8内の2つの先端加速器であるVUV FEL試験加速器とRF電子銃試験施設において、EOサンプリングを完全に常時モニターとして利用できる状態になった。平成24年12月からは、RF電子銃試験施設は極短バンチ電子ビーム生成のための大改造に入り、3次元EOサンプリングの高時間分解能計測が可能な施設になる。平成25年度中に完成する予定で、ここで試験するためのモニターシステムの開発を今年度は進めた。