hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
魚類の生態特性に応じた放射性セシウム汚染実態の解明：福島県の漁業再生に向けて

福島県の漁業は、原発事故から8年が経過した現在においても、水産生物の放射性セシウム(Cs)汚染の影響により、一部を除き操業休止を余儀なくされている。本研究の目的は、原発周辺も含め、福島県の海面および内水面に生息する魚類の生態特性に応じたCs汚染実態の解明を目指すとともに、本研究の成果を国内外に公表し、風評被害の払拭など、科学的根拠に基づく福島県の漁業再生に資することである。平成30年度は、昨年度に引き続き水産生物(海面・内水面)のCs汚染状況や漁業の復興状況について、学会活動や地域活動等を通じて積極的に発信した。具体的には、日本水産学会春季大会および秋季大会や、福島大学が主催する研究活動懇談会(郡山市)や成果報告会、及び福島県が主催するIAEA協力プロジェクト等で発表した。また、福島県漁業協同組合連合会が運営する地域漁業復興協議会及びふくしまの水産物販売戦略会議に委員として参加し、原発や周辺環境の状況把握に努めるとともに、試験操業拡大化(対象海域、対象種)や好適な販売手法の確立に向けた討議に加わった。また、調査結果として、海面では、底魚類等のCs濃度が低い実態を明らかにするとともに、福島県の重要魚種であるホシガレイ等の調査を行い、魚種ごとの移動範囲や季節ごとの行動特性を明らかにした。一方、内水面では、昨年度に引き続き原発周辺地域の渓流域や貯水池に生息する魚類(ヤマメ、イワナ、コイ、フナ等)の調査を行い、これらの魚種のCs濃度が海水魚に比べて依然として高く、Cs濃度の低下が遅い実態を明らかにした。得られた成果の一部については、学術誌等を通じて公表した。平成30年度は、水産生物のCs汚染状況ならびに漁業の復興状況について、学会発表や地域活動懇談会等を通じて研究者や一般市民に向けて積極的に発信した。また、福島沖に生息するマアナゴの行動生態や、帰還困難区域内も含めた福島県に生息する淡水魚(アユ)のCs汚染状況、原発周辺のため池におけるCsの挙動に関する論文等を、学術誌を通じて公表した。以上のように、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。昨年度に引き続き、福島県の沿岸漁業の復興状況や海産物のCs濃度が低下した現状について、科学論文や学会発表、一般向けの講演会などを通じて幅広く周知する。また、帰還困難区域や周辺水域における淡水魚の調査を継続し、Csのエサを介した魚類への移行について飼育試験や安定同位体比分析等も交えながら研究を推進する。福島県の漁業は、原発事故から6年が経過した現在においても、水産生物の放射性セシウム(Cs)汚染の影響により、一部を除き操業休止を余儀なくされている。本研究の目的は、福島県の海面および内水面に生息する魚類の生態特性に応じたCs汚染の実態を解明するとともに、本研究の成果を国内外に公表し、風評被害の払拭など、科学的根拠に基づく福島県の漁業再生に資することである。平成28年度は、まず、福島県における海面のモニタリング結果を国際誌に公表し、福島県沖に生息する魚類の原発事故後のCs汚染実態や試験操業の拡大過程について、国内外に広く報告した。また、学会活動や地域活動等を通じて、福島県の海面・内水面漁業が置かれている状況について積極的に発信した(日本水産学会のシンポジウムや、福島大学が主催する研究活動懇談会や成果報告会)。さらに、福島県漁業協同組合連合会が運営する地域漁業復興協議に委員として参加し、原発や周辺環境の状況把握に努めるとともに、試験操業拡大化(対象海域、対象種)に向けた討議に加わった。調査結果として、海面では、福島県沖に生息する底魚類のCs濃度分析を行い、これらのCs濃度が震災後6年間で著しく低下した実態を明らかにした。さらに、福島県の重要魚種であるホシガレイやマアナゴのバイオロギング調査を行い、魚種ごとの移動範囲や季節ごとの行動特性を明らかにした。一方、内水面では、帰還困難区域内の渓流域や貯水池に生息する魚類(ヤマメ、イワナ、コイ、フナ等)の調査を行い、これらのCs濃度が海水魚に比べて依然として高い実態を明らかにした。平成28年度は、計画通り、福島県のモニタリング結果や試験操業の拡大過程について、国際誌を通じて公表した。さらに、海洋生物のCs汚染や底魚類の移動生態や資源状況、および沿岸域の津波からの回復状況について、国際誌5編を通じて報告した。また、福島沖で採捕された底魚類のCs汚染レベルや代表種の移動生態などを明らかにするとともに、帰還困難区域内の河川や貯水池に生息する魚類のCs濃度についても明らかにした。福島県の漁業は、原発事故から7年が経過した現在においても、水産生物の放射性セシウム(Cs)汚染の影響により、一部を除き操業休止を余儀なくされている。平成29年度は、水産生物(海面・内水面)のCs汚染状況や漁業の復興状況について、学会活動や地域活動等を通じて積極的に発信した。具体的には、日本水産学会の創立85周年記念国際シンポジウム、東北支部シンポジウム、東日本大震災災害復興支援検討委員会や、福島大学が主催する研究活動懇談会(いわき市、東京都江東区)や成果報告会等で発表した。

また、福島県漁業協同組合連合会が運営する地域漁業復興協議会およびふくしまの水産物販売戦略会議に委員として参加し、原発や周辺環境の状況把握に努めるとともに、試験操業拡大化(対象海域、対象種)や好適な販売手法の確立に向けた討議に加わった。また、調査結果として、海面では、沿岸に生息するメバル類等のCs濃度が低い実態を明らかにするとともに、福島県の重要魚種であるホシガレイやマアナゴのバイオロギング調査を行い、魚種ごとの移動範囲や季節ごとの行動特性を明らかにした。一方、内水面では、昨年度に引き続き原発周辺地域の渓流域や貯水池に生息する魚類(ヤマメ、イワナ、コイ、フナ等)の調査を行い、これらの魚種のCs濃度が海水魚に比べて依然として高く、Cs濃度の低下が遅い実態を明らかにした。得られた成果の一部については、学術誌等を通じて公表した。平成29年度は、水産生物のCs汚染状況ならびに漁業の復興状況について、学会発表や地域活動懇談会等を通じて研究者や一般市民に向けて積極的に発信した。また、福島沖に生息するホシガレイの移動生態や、福島県に生息する淡水魚のCs汚染状況、震災後の阿武隈川で急増しているチャネルキャットフィッシュの生態特性に関する論文等を、学術誌を通じて公表した。以上のように、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。福島県の漁業は、原発事故から8年が経過した現在においても、水産生物の放射性セシウム(Cs)汚染の影響により、一部を除き操業休止を余儀なくされている。本研究の目的は、原発周辺も含め、福島県の海面および内水面に生息する魚類の生態特性に応じたCs汚染実態の解明を目指すとともに、本研究の成果を国内外に公表し、風評被害の払拭など、科学的根拠に基づく福島県の漁業再生に資することである。平成30年度は、昨年度に引き続き水産生物(海面・内水面)のCs汚染状況や漁業の復興状況について、学会活動や地域活動等を通じて積極的に発信した。具体的には、日本水産学会春季大会および秋季大会や、福島大学が主催する研究活動懇談会(郡山市)や成果報告会、及び福島県が主催するIAEA協力プロジェクト等で発表した。また、福島県漁業協同組合連合会が運営する地域漁業復興協議会及びふくしまの水産物販売戦略会議に委員として参加し、原発や周辺環境の状況把握に努めるとともに、試験操業拡大化(対象海域、対象種)や好適な販売手法の確立に向けた討議に加わった。また、調査結果として、海面では、底魚類等のCs濃度が低い実態を明らかにするとともに、福島県の重要魚種であるホシガレイ等の調査を行い、魚種ごとの移動範囲や季節ごとの行動特性を明らかにした。平成30年度は、水産生物のCs汚染状況ならびに漁業の復興状況について、学会発表や地域活動懇談会等を通じて研究者や一般市民に向けて積極的に発信した。また、福島沖に生息するマアナゴの行動生態や、帰還困難区域内も含めた福島県に生息する淡水魚(アユ)のCs汚染状況、原発周辺のため池におけるCsの挙動に関する論文等を、学術誌を通じて公表した。
重症同種免疫性疾患と母体免疫細胞機能との関連解析

母体の同種免疫異常によって引き起こされる胎児の臓器障害では,非常に予後が悪く,重症の場合は救命も困難となることがある.母体免疫が関与することから免疫抑制治療が行われているが,治療の免疫学的メカニズムは明らかではなく、治療効果の目安となる指標も存在しない.本研究では,同種免疫異常が関与する妊娠病態において、母体免疫能が正常妊娠経過と比較し病状とともにどのように変化・推移していくのかを捉えることを目的とする.具体的には、1正常妊婦における免疫細胞機能の推移,2同種免疫性疾患妊娠における無治療時の免疫細胞機能の推移,3同種免疫性疾患妊娠における免疫抑制療法施行時の免疫細胞機能の推移,について比較検討を行う.本研究により,同種免疫異常の病態を反映する免疫学的バイオマーカーを明らかにし,その推移をもとに、適切な薬剤投与量と投与時期を決定できる治療を可能にする臨床応用へとつなげることが,最終的な目的である.当該年度は,本研究計画である「同種免疫性疾患と母体免疫細胞機能・代謝産物との関連解析」について平成30年8月20日に施設倫理委員会へ倫理申請を行い,平成30年10月2日に本承認を得た.承認以降,当センターと共同研究施設における,1正常妊婦,2血液型(RhD型)不適合妊娠,3新生児ヘモクロマトーシス既往妊娠の3群について順次リクルートを行い,検体採取と母体免疫細胞機能解析を開始した.当該年度は,平成30年10月2日の本承認以降,当センターと共同研究施設(自治医科大学病院)における1正常妊婦,2血液型(RhD)不適合妊娠,3新生児ヘモクロマトーシス既往妊娠の3群について順次リクルートを行い,現在までに各々11例,25例,31例の同意を得て,当初の計画通り,検体採取と母体免疫細胞機能解析であるリンパ球サブセット解析,B細胞表面免疫グロブリン(Sm-IgG),リンパ球幼若化反応(PHA, ConA, PWM)検査を開始した.今年度は,現時点で3新生児ヘモクロマトーシス罹患群の妊婦を2名リクルート予定である.1コントロール群,2血液型不適合妊娠症例についても,昨年度同様リクルートを進め,各群の妊娠転帰の収集とともに,臨床マーカーとしての意義について検討を行っていく予定である.母体の同種免疫異常によって引き起こされる胎児の臓器障害では,非常に予後が悪く,重症の場合は救命も困難となることがある.母体免疫が関与することから免疫抑制治療が行われているが,治療の免疫学的メカニズムは明らかではなく、治療効果の目安となる指標も存在しない.本研究では,同種免疫異常が関与する妊娠病態において、母体免疫能が正常妊娠経過と比較し病状とともにどのように変化・推移していくのかを捉えることを目的とする.具体的には、1正常妊婦における免疫細胞機能の推移,2同種免疫性疾患妊娠における無治療時の免疫細胞機能の推移,3同種免疫性疾患妊娠における免疫抑制療法施行時の免疫細胞機能の推移,について比較検討を行う.本研究により,同種免疫異常の病態を反映する免疫学的バイオマーカーを明らかにし,その推移をもとに、適切な薬剤投与量と投与時期を決定できる治療を可能にする臨床応用へとつなげることが,最終的な目的である.当該年度は,本研究計画である「同種免疫性疾患と母体免疫細胞機能・代謝産物との関連解析」について平成30年8月20日に施設倫理委員会へ倫理申請を行い,平成30年10月2日に本承認を得た.承認以降,当センターと共同研究施設における,1正常妊婦,2血液型(RhD型)不適合妊娠,3新生児ヘモクロマトーシス既往妊娠の3群について順次リクルートを行い,検体採取と母体免疫細胞機能解析を開始した.当該年度は,平成30年10月2日の本承認以降,当センターと共同研究施設(自治医科大学病院)における1正常妊婦,2血液型(RhD)不適合妊娠,3新生児ヘモクロマトーシス既往妊娠の3群について順次リクルートを行い,現在までに各々11例,25例,31例の同意を得て,当初の計画通り,検体採取と母体免疫細胞機能解析であるリンパ球サブセット解析,B細胞表面免疫グロブリン(Sm-IgG),リンパ球幼若化反応(PHA, ConA, PWM)検査を開始した.今年度は,現時点で3新生児ヘモクロマトーシス罹患群の妊婦を2名リクルート予定である.1コントロール群,2血液型不適合妊娠症例についても,昨年度同様リクルートを進め,各群の妊娠転帰の収集とともに,臨床マーカーとしての意義について検討を行っていく予定である.倫理委員会による承認が平成30年の10月であったため,リクルート期間が短く,当初の計画より検体解析にかかった費用が少なくなった.次年度よりは,リクルート期間が前年度より長くなり,より多くの症例での解析を行う見込みである.
幼児の睡眠覚醒リズムがストレス反応に及ぼす影響

幼児の睡眠覚醒リズムがストレス反応に及ぼす影響を、唾液中コルチゾールを指標として生活習慣との関連を検討した。唾液中コルチゾールは、朝高く、夜には低くなる日内変動を示した。自立起床児のコルチゾール濃度は典型的な変動を示したが、起こされて起きる幼児は異なった。また、自立起床児は朝食時に食欲がありカルシウムの摂取量が多かった。起床状況はホルモンの分泌と相互に関連しており、良好な睡眠覚醒リズムの確立には重要であるが、食事内容も関連する事が示唆された。<目的>本研究では、幼児の睡眠覚醒リズムの実態を調査し、睡眠覚醒リズムと関連する体温や副腎皮質ホルモン(唾液コルチゾール)を測定することにより、生活習慣、健康状態および生体調節機構との関連を検討することである。<方法>対象者は保護者の同意が得られた幼稚園に通園する5歳児36名である。1)アンケート調査:睡眠覚醒リズム(行動記録)、生活習慣および健康状態に関する項目からなる。2)体温および唾液コルチゾールの測定:10月11月の2日間実施した。体温は1日7点(起床時、登園時、昼食前、降園時、夕方、夕食後、就寝前)測定した。唾液コルチゾールは、登園時、降園時の2点に唾液を採取した。3)幼児の活動量を把握する目的で1週間の歩数を調査した。<主な結果>1.幼児の平日平均就寝時刻は20時58分±35分、平日平均起床時刻は7時17分±26分、平均睡眠時間は10時間19分±35分であった。平日平均歩数は15208±2998歩であった。幼児の平均体温は起床時36.4°C、登園時36.5°C、昼食前36.7°C、降園時36.6°C、夕方36.6°C、夕食後36.6°C、就寝前36.5°Cであった。唾液コルチゾール値の平均値は登園時0.131μg/dl、降園時0.099μg/dlであり、降園時に有意に低値を示した。2.唾液コルチゾール値と体温および歩数との相互関連はみられなかった。3.アンケート調査から、自然に起きる幼児と、起こされて起きる幼児の2群に分けて検討した。自然に起きる幼児の体温は、登園時から降園時にかけて有意に上昇し、就寝時に下降するリズムを示し、起こされて起きる幼児は、起床時から午後にかけての体温上昇が小さく、夕食後にかけての体温上昇がみられた。唾液コルチゾール値および歩数には関連はみられなかった。自立起床が幼児の生活リズムの良好さを示唆した。<目的>本研究では、幼児の睡眠覚醒リズムの実態を調査し、それらと食事・運動などの生活習慣および健康状態、さらに幼児のストレス対応との関連を明らかとすることである。昨年の調査では、起床状況が幼児の健康状態や体温調節機能に影響を示す知見を得た。本年は、幼児の睡眠覚醒リズムの実態と唾液ストレス指標(コルチゾールおよび分泌型免疫グロブリンA(s-IgA))を測定し、生活習慣や食事摂取状況との関連を検討した。<方法>保護者の同意が得られた幼稚園に通園する5歳児7名を対象とした。睡眠覚醒リズムに関するアンケート調査、体温および唾液コルチゾールおよびs-IgAの測定:9月の3日間実施した。体温は1日7回測定し、唾液は起床時、登園時、降園時、就寝時の4回採取し、測定に用いた。食事摂取状況調査:3日間の食事内容を保護者に記録を依頼した。また、幼児の活動水準を把握するため、1週間ライフコーダ(生活習慣記録器:株式会社スズケン)により、歩数を測定した。<主な結果>幼児の平均就寝時刻は21時16分、平均起床時刻は7時9分、平均睡眠時間は9時間54分であった。平均歩数は平日14000歩、休日は17000歩であった。朝食を食べる幼児は7名、夜9時以降に外出することがある幼児は1名など、生活習慣は良好であった。唾液コルチゾールは、起床時に最も高く、その後減少し、就寝時に最も低くなる傾向を示した。s-IgAも同様の傾向を示した。起床状況により自然に起きる幼児と起こされて起きる幼児に分けて検討を行った。自然に起きる幼児のコルチゾールおよびs-IgAは、起床時が最も高く、その後激減したが、起こされて起きる幼児では、登園時にかけて上昇する者が見られるなど、減少が緩慢であった。食事摂取状況では起こされて起きる幼児は朝食時に食欲がなく、朝食のエネルギー摂取量は少なく、有意に1日のカルシウム摂取量が少なかった。以上の結果より、幼児期の自立起床は、基本的生活習慣の確立に重要であると推察されたが、それには食事内容も関連する事が示唆された。

<目的>一昨年、昨年の調査では、幼児の起床状況が健康状態や体温調節機能、さらに唾液ストレス指標(コルチゾール、分泌型免疫グロブリンA(s-IgA))に影響を及ぼし、基本的生活習慣の確立に重要であると推察されたが、それには食事内容も関連する事が示唆された。本研究では、幼児の唾液コルチゾール濃度と生活習慣や食事摂取状況を調査し、母親についても同様の調査を実施し子どもとの関連を検討した。<方法>保護者の同意が得られた幼稚園に通園する5歳児7名(男児4名、女児3名)とその母親を対象とした。睡眠覚醒リズムに関するアンケート調査:睡眠覚醒リズム、生活習慣、健康状態に関する項目からなる。体温・唾液コルチゾールの測定:9月の3日間実施した。体温は1日7回測定し、唾液は起床時、登園時、降園時、就寝時の4回採取した。食事摂取状況調査:3日間の食事内容を保護者に記録を依頼した。また、活動水準を把握するため1週間の歩数を測定した。<主な結果>幼児の平均就寝時刻は20時41分、平均起床時刻は6時59分、平均睡眠時間は10時間17分であり、睡眠状況は良好であった。唾液コルチゾールの平均値は起床時0.274μg/dl、登園時0.105μg/dl、降園時0.092μg/dl、就寝時0.079μg/dlであり、起床時に最も高く、その後激減し就寝時は最も低下する一般的な動向を示した。食事調査の結果、1日の平均摂取エネルギーは1471kcal、たんぱく質50.8g、脂質51.3g、炭水化物197.5gであった。登園時のコルチゾール濃度が低い幼児ほど、乳類の摂取量が多かった。幼児とその母親の唾液コルチゾール濃度には、7名中6名に有意な相関がみられた。食事内容については、相関の高い食品群とそうでないものが存在するが、唾液コルチゾール濃度との関連が示唆されるカルシウム摂取量については相関がみられた。調査内容が詳細、多岐に渡るため、対象者の確保に苦慮している。24年度が最終年度であるため、記入しない。幼児の睡眠覚醒リズムと保護者との関連を検討する。また、対象者の人数を増やすことに努める。
ヒト第21染色体の物理的地図作成による家族性アルツハイマ-病遺伝子の追究

家族性アルツハイマ-病は常染色体優性遺伝形式を示し、その遺伝子(AD1)はRFLPマ-カ-との連鎖解析により第21染色体のq11.2-q21にマップされているが、実体についてはまだ全く不明である。本研究では、現在までにAD1との最も密接な連鎖の報告されているRFLPマ-カ-D21S16周辺の物理的地図を作成し、AD1遺伝子を同定・クロ-ニングし、その機能を解析することを目的としている。そのためにセルソ-タ-を用いて純化したヒト第21染色体DNAをNotI等の低頻度切断制限酵素で処理し、生じた巨大DNA断片をパルスフィ-ルド電気泳動で分離後、目的とする巨大DNA断片に特異的なクロ-ンをPCR法を用いて増幅し、クロ-ニングする方法(ショットガンPCR)を考案し、その実用化を試みた。まずAluPCRを用いてクロ-ニングを行なったが単一コピ-配列のものはほとんど得られなかったので、現在は巨大DNA断片をさらに制限酵素を用いて小断片化し、合成アダプタ-を連結してからPCR法で増幅する方法を試み、得られたクロ-ンの解析を行なっている。この様な方法で得られる多数のクロ-ンを用いれば、AD1遺伝子を含む巨大DNA断片領域をカバ-するクロ-ンのゲノムライブラリ-からのスクリ-ニングを従来のウォ-キング法やジャンピング法に比べて迅速に行なうことができる。今後は、D21S16領域のショットガンPCRで得られたクロ-ンをプロ-ブに用いて周辺の物理的地図を作成すると共にこの領域をカバ-するクロ-ンを第21染色体特異的DNAライブラリ-からスクリ-ニングし、その中から特にHTFアイランドを指標にしてこの領域の遺伝子を同定し、脳における発現などからAD1の候補遺伝子を検索する予定である。
動物福祉を含めた、動物園水族館における保全教育の実践と評価

1.動物園での保全教育実践:国内4カ所での実践(よこはま動物園・金沢動物園・大阪市天王寺動物園・甲府市遊亀公園附属動物園)および参加者からのコメント分析を行った。保全教育団体(ShoeZ)との共同により、計画・訓練・広報・実施と振り返りを行い、参加者コメントについては、適宜、実施者と開催園とのあいだで共有した。2.ふれ合い動物の福祉の実現:国内3カ所でのふれ合い動物の利用状況を目視及びビデオカメラ撮影により把握した後、モルモットの唾液中コルチゾール濃度の測定を行った。実施園は、大阪市天王寺動物園・甲府市遊亀公園附属動物園・足立区生物園であった。3.ふれあい活動に関与している各動物園の飼育担当者およびプログラム実施者を対象に「保全教育につながるための課題抽出」を目的としたワークショップを開催した。参加者は、全国12園より、24名が集まり、帝京科学大学において、2018年12月に開催された。また、ワークショップをすすめるにあたり、コミュニケーション学の専門家による、アドバイスをうけ、ワークショップ成果を共有した。4.公表・発表概要:1野生動物との保全事業をすすめている「バリパラファンデーション」(東インドのNPOで、ゾウとのコンフリクトを抱えながら地域の経済的自立と多様性保全の事業をすすめている)が主催するカンファレンスにおいて、日本の動物園での保全教育実践を紹介し、議論に参加した。2日本動物園水族館教育研究会会誌において、動物園における保全教育実践内容と評価について、保全教育団体ShoeZの名前で、内容を論文として公表した。1動物園における動物福祉と保全教育の実践:1平成28年8月盛岡市動物公園で小学生を含む35家族に対し、シロサイとアフリカゾウを対象にどのような配慮の元に飼育がなされているか、飼育状況の確認、展示場での行動観察を行い、野生保全のとりくみをパネルシアター風に獣舎で行った。2平成28年9月大阪市天王寺動物園においてコアラとホッキョクグマを対象に、エンリッチメントの状況視察と、来園者(80名)に対する行動観察実施と保全状況の解説を行うとともに、来園者の内協力者10名に対して、そのプログラムの参加感想をインタビューによって把握した。2平成28年9月ふれあい活動について、WAZA(世界動物園水族館協会)会長をオーストラリアのパース動物園を訪ねて、福祉の実現とふれあい活動の両立やその教育的意義についてインタビューを行った。また、子ども動物園における展示視察をタロンガ動物園(オーストラリアのシドニー市)で行った。3動物園や水族館における動物福祉の実現および、保全心理学と保全活動の関連について講演会を開催した。1野生生物保全論研究会主催「イルカ類の飼育と展示のありかた」2動物園講演会主催「保全心理学とは」を2回開催3大阪市天王寺区「キリンカフェ」にて講演会:内容は保全心理学と保全教育に関するシンポジウム参加報告4平成28年12月幼児を含む家族連れとともに、動物園を訪問し、その家族に対して教育活動を行った。提供者は並木美砂子(帝京科学大学)。5平成28年12月小学3年生に対して、教材絵本「マルミミゾウ」を読み聞かせし、担任が読むのと保全教育者(並木美砂子:帝京科学大学)が読むのとで子どもがどのような感じ方の違をもつかを検討した。平成29年2月同一の教材絵本を大学生に読み聞かせして、その効果を小学生と比較した。1.動物園における保全教育の実践は、ほぼ予定通り実践された。その概要報告は、動物園に対してはその都度行っており、とくに、参加者の感想や実施団体への意見等も得られたので、評価につながる。2.ふれあい活動の概要が、動物福祉の観点から見たときの問題点については、まだ使用動物にとってのストレスの有無や、ストレスの軽減についての検査と実践が行われていない。しかしながら、研究段階においては、研究代表者である並木が所属する帝京科学大学の飼育動物を用いて、実験段階ではあるものの、唾液採取をして、唾液内コルチゾル濃度測定によって測定の可能性を検討しつつある。3.研究成果の発表等については、上記報告段階であるため、今後の実践の積み重ねと、動物園動物の飼育条件についての提案をまとめる必要がある。その点は、継続中である。今年度研究実績は、大きく分けて、動物園での保全教育実践とその評価(公表含む)および、動物福祉の実践に関連した実践と評価となる。前者は、第一に、平成29年5月に盛岡市動物公園で行なわれた「アフリカゾウ」「シロサイ」の保全教育プログラムとその評価であり、プログラム参加者の声および職員へのアンケート結果を参考に、実施者側として自己評価を行った。これらは、平成29年11月に台湾で開催された「アジア動物園水族館教育者会議」で成果発表を行った。第二に、平成29年12月に保全教育の評価に役立つ博物館教育理論の学習会および平成30年3月に動物園の保全教育の可能性についてコンゴ共和国で野生動物保全にかかわるスタッフをお呼びしての講演会を開催し、保全教育に求められていることを議論した。さらに、平成29年12月には、爬虫類両生類の保全研究にかかわる展示評価研究に、上野動物園と共同でとりくみ、とくに利用状況の改善への提案をおこなった。後者は、第一に、飼育動物の福祉を考慮したトレーニングを、研究代表者の所属する大学の学科動物であるシバヤギに対して飼育担当職員とともに行った。第二に、動物園の飼育下ゴリラおよびホッキョクグマについて、飼料に含まれる抗酸化特性を測定するとともに、ゴリラにおいては飼料への嗜好性との関連を、ホッキョクグマにおいては血液の抗酸化特性との関連をみた。

さらに、第三に、動物園の教育活動の一環で行われる「ふれあい」に用いられるモルモットの唾液内コルチゾル濃度測定により、ストレス測定研究にとりくんだ。実際に動物園での保全教育の実践が継続して行われており、実績報告も公表された。また、動物福祉の観点から、飼育下動物へのハズバンダリートレーニングを意識的に開始し、順調にトレーニングが進んでいる。さらに、動物園での飼育動物の健康管理上、飼料に含まれる「抗酸化特性」に着目した飼料分析、および、実際の採取状況とを関連させたこと、および血液中の抗酸化性との関連をみるための研究に着手できたこと。以上の諸理由による。1.動物園での保全教育実践:国内4カ所での実践(よこはま動物園・金沢動物園・大阪市天王寺動物園・甲府市遊亀公園附属動物園)および参加者からのコメント分析を行った。保全教育団体(ShoeZ)との共同により、計画・訓練・広報・実施と振り返りを行い、参加者コメントについては、適宜、実施者と開催園とのあいだで共有した。2.ふれ合い動物の福祉の実現:国内3カ所でのふれ合い動物の利用状況を目視及びビデオカメラ撮影により把握した後、モルモットの唾液中コルチゾール濃度の測定を行った。実施園は、大阪市天王寺動物園・甲府市遊亀公園附属動物園・足立区生物園であった。3.ふれあい活動に関与している各動物園の飼育担当者およびプログラム実施者を対象に「保全教育につながるための課題抽出」を目的としたワークショップを開催した。参加者は、全国12園より、24名が集まり、帝京科学大学において、2018年12月に開催された。また、ワークショップをすすめるにあたり、コミュニケーション学の専門家による、アドバイスをうけ、ワークショップ成果を共有した。4.公表・発表概要:1野生動物との保全事業をすすめている「バリパラファンデーション」(東インドのNPOで、ゾウとのコンフリクトを抱えながら地域の経済的自立と多様性保全の事業をすすめている)が主催するカンファレンスにおいて、日本の動物園での保全教育実践を紹介し、議論に参加した。2日本動物園水族館教育研究会会誌において、動物園における保全教育実践内容と評価について、保全教育団体ShoeZの名前で、内容を論文として公表した。1.動物園における保全教育プログラムを、目的・方法・活動内容・事後評価の各項目において精査し、成果報告を行う。報告の方法は、冊子および報告会を予定している。2.飼育動物のストレスについては、「ふれあい活動」で用いられているテンジクネズミについて、データを増やし(2つの動物園の協力を得ることと、大学飼育動物での個体数を増やすことによる)、実際の使用方法との関連をみることとする。同時に、ふれあい動物だけではなく、希少種であるホッキョクグマについて、抗酸化特性をみる検査を行い、コルチゾル濃度に加えて、消化器の健康状態を把握したい。そのことにより、動物園動物のケアの状態を科学的に把握する。3.保全心理学について最新の研究成果を採り入れつつ、日本ならではの「ふれあい活動」や家畜類を使用した教育活動のありかたを検討する。
界面設計による革新的結晶粒微細化剤の開発と発現機構解明

結晶対称性が高く,不整合度の小さいL12構造Al5CuTi2金属間化合物粒子を,アーク溶解によって得たバルク状試料の粉砕あるいはガスアトマイズ法により得た.これらを異質核とする微細化剤を放電プラズマ焼結により作製し,アルミニウムの鋳造実験を行ったところ,高い微細化能が見いだされた.また,アルミニウムあるいは黄銅を用い,切削くずを利用した微細化実験も系統的に行い,不整合度が大きい場合に比べ,小さいあるいはゼロの場合には高い微細化能を発揮することを見いだした.加えて,このアイデアは鋳造マグネシウムの結晶粒微細化にも適用できることを示した.D022型Al3Ti金属間化合物は結晶の対称性が悪いため,面によって平面不整合度が異なる.これらの面の中では,最小の平面不整合度は{112}Al3Tiにおける2.17%であるものの,最大では(001) Al3Tiにおける4.89%となり,この面における整合性は低い.結晶粒微細化剤中のAl3Ti粒子は板面が(001) Al3Tiである板状を有し,不整合度が一番大きい面が圧倒的な割合で占有しているため,Al3Ti粒子が異質核として最大の能力を発揮しているとは言い難い.球状に近いAl3Ti粒子の平均不整合度は2.99%であり,高い微細化能を示すことが予想される.そこで,球状Al3Ti粒子をガスアトマイズ法により作製し,それを用いて微細化剤を製造し,保持時間を変化させてアルミニウム鋳造実験を行った.微細化剤を添加しないで作製したアルミニウム鋳造材では,等軸晶や柱状晶を有する通常の凝固組織が観察できた.これに対し,微細化剤を添加して作製したアルミニウム鋳造材において,保持時間が0秒でのアルミニウム鋳造材の組織は均質かつ微細になった.しかしながら,Al結晶粒は保持時間が長くなるにつれて組織が粗大化していた.この現象を解明するため,作製した微細化剤に時効処理を施したところ,球状Al3Ti粒子は分断されていくことが見いだされた.時効時間を増やしていくと,Al3Ti粒子同士がより細かくなり,離れていくことが確認された.以上の結果から,フェーディング現象が鋳造初期に生じるのは,製造した粒子と比較して非常に細かな粒子が働いていたためと考えられる.そこで,短時間撹拌での鋳造実験を行った.その結果,撹拌時間30秒の鋳物に比べて,組織が微細になっていた.したがって,開発した結晶粒微細化剤の工業的利用のためには,ガスアトマイズで作製した球状Al3Ti粒子の粒界構造を制御することが必要である.結晶対称性が高く,不整合度の小さいL12構造Al5CuTi2金属間化合物粒子を,アーク溶解によって得たバルク状試料の粉砕あるいはガスアトマイズ法により得た.これらを異質核とする微細化剤を放電プラズマ焼結により作製し,アルミニウムの鋳造実験を行ったところ,高い微細化能が見いだされた.また,アルミニウムあるいは黄銅を用い,切削くずを利用した微細化実験も系統的に行い,不整合度が大きい場合に比べ,小さいあるいはゼロの場合には高い微細化能を発揮することを見いだした.加えて,このアイデアは鋳造マグネシウムの結晶粒微細化にも適用できることを示した.L12型金属間化合物であるAl5CuTi2を異質核とする新規微細化剤を開発する目的で,Al-Al5CuTi2微細化剤の最適な作製方法および作製条件を調査した.アーク溶解および均質化処理により,均質な組織を持つL12型金属間化合物であるAl5CuTi2を作製した.そして,SPSによりAl-20vol%Al5CuTi2微細化剤を作製し,Al鋳造実験を行ったところ,鋳造材の結晶粒微細化が認められた.微細化剤中のAl5CuTi2の体積を変えることで,微細化性能の発現時期を変更できることもわかった.微細化剤作製時の焼結温度である500°C,およびAl鋳造実験における溶湯温度である750°Cにおいて,Al中のAl5CuTi2の熱安定性を調査した.その結果,保持時間が長くなるにつれてAlとの反応が進行し,Al5CuTi2がAl3TiやAl2Cuといった化合物へと変化していくことがわかった.Al5CuTi2のAlに対する濡れ性を測定したところ,Al3Tiに比べ,Al5CuTi2の濡れ性が良いことがわかった.Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を作製し,これらの微細化剤をAl溶湯に添加したところ,Al鋳造材の組織は微細になることがわかった.(Al, Y)-Ti3元系L12型金属間化合物はAlに対して有効な微細化剤であると言える.特にAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を用いて作製したAl鋳造材は,保持時間なしでも,平均結晶粒径が256μmという微細で均質な組織を有していた.これに対し,Al-Al5CuTi2微細化剤において最も優れた微細化効果が得られた保持300秒のAl鋳造材では,平均結晶粒径が344μmである.すなわち,保持時間を変えてAl鋳造実験を行えば,Al67Ni8Ti25はさらに高い微細化効果を発揮する可能性がある.ガスアトマイズ法により球状粉末状,アーク溶解法によりバルク状Al22Fe3Ti8を作製した.

アーク溶解法では,アーク溶解まま材の時,母相中に多くの第2相が観察された.均質化処理により,第2相の完全な消滅には至らないものの,第2相の減少が確認された.また,ガスアトマイズ法によっても,L12構造を有するAl22Fe3Ti8球状粉末が作製できた.続いて,Al22Fe3Ti8粉末を用いて放電プラズマ焼結法によりAl-Al22Fe3Ti8微細化剤を作製した.両微細化剤においてAl母相中に粉末状のAl22Fe3Ti8粒子が観察され,これらの間に明確な界面が観察できた.Al母相とAl22Fe3Ti8粒子が未反応の状態で焼結が完了しており,体積率10%のAl22Fe3Ti8粒子を有する微細化剤が作製できた.Al-Al22Fe3Ti8微細化剤を用いて鋳造実験を行った.微細化剤を添加しないで作製したAl鋳造材では,等軸晶や柱状晶を有する通常の凝固組織が観察された.一方,微細化剤を添加して作製したAl鋳造材では,ほぼ均一に微細化した組織であることが確認できた.ガスアトマイズ法およびアーク溶解法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤は,共に保持時間を600秒として作製したAl鋳造材の組織が最も微細であった.また,保持時間600秒以降で平均結晶粒径が大きくなっていおり、フェーディング現象が生じた.ガスアトマイズ法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤とアーク溶解法によるAl22Fe3Ti8を用いた微細化剤を比較すると,前者の微細化剤の方が,平均結晶粒径の値は小さくなった.これは,Al22Fe3Ti8粒子の第二相に起因していると考えられる.アーク溶解後に敢えて均質化処理を施さず,第二相が存在するAl5CuTi2粒子を用いて微細化剤を作製し,微細化能を調査したところ,微細化能が低下することがわかった.ハンマーで試料を粉砕する際,試料内の第2相を起点として割れ,粒子の表層に第2相が多く現れるため,微細化能が低下したと結論できる.材料組織学材料強度学当初の計画においては目標以上の成果が得られているのと同時に,その展開の実験も行ったところ,非常に興味深い結果が得られている.また,これら成果に関する企業からの問い合わせも多く,実用化に向けた段階に入りつつある.実用化に向けた取り組みとして、株式会社真壁技研との鋳造アルミ合金用結晶粒微細化剤の事業化に向けた試作開発の共同研究があり,これは平成25年度補正「中小企業・小規模事業者ものづくり・商業・サービス革新事業」に採択された.不整合度の事なるAl5CuTi2,Al22Fe3Ti8およびAl67Ni8Ti25を用いて,Al-Al5CuTi2微細化剤,Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25を作製し,これらの微細化剤をAl溶湯に添加したところ,全てにおいてAl鋳造材の組織は微細になることがわかった.また,不整合度と微細化能との間の関係を調査したところ,保持時間なし,という限定条件ではあるものの,両者には直線的関係が見出され,申請時の最終目標データに近い情報が得られている.計画以上の成果が得られているので,本年度中に大型予算獲得に向けて舵取りを行う.平成24年度にAl-Al5CuTi2微細化剤で行った実験同様,Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤において,系統だった実験を進めていく.具体的には,SPSにより,Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を作製し,保持時間を変えた鋳造実験を行い,微細化能を調査する.また,熱安定性とAl母相との結晶学的方位関係について調査する.加えて,バルクAl22Fe3Ti8およびAl67Ni8Ti25と溶融Alとのぬれ性を調査し,Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25
コラーゲンの小胞体・ゴルジ間輸送におけるHSP47の役割

コラーゲンに結合性をもつ新しいストレス蛋白質HSP47について、その機能と発現の解析に焦点を絞って研究を行なった。in vivoクロスリンク法に、特異抗体を用いた免疫沈降法、パルスチェイス法などを併用することによって、次のような点が明らかになった。ポリソームで合成されたプロコラーゲンは、小胞体へ入るとただちにHSP47と結合する。HSP47は、プロコラーゲンが3本鎖構造をとり、ヒドロキシレーションやグリコシレーションなどのプロセシングを受ける過程を助けているものと思われる。プロコラーゲんがゴルジ体を経由して分泌される前に、HSP47は解離し、そのC末端に存在するRDEL配列によって、小胞体へと戻される。このようにHSP47は、小胞体とゴルジ間をシャトルのように往復しながら、コラーゲンの3本鎖形成、プロセシング、分泌などを助ける、いわゆる分子シャペロンとして機能しているものと思われる。コラーゲンの3本鎖形成を阻害した場合、チレフェルディンAなどの試薬によって小胞体からゴルジへの輸送を阻害した場合などは、HSP47はコラーゲンから解離せず、異常コラーゲンの分泌を抑えているものと考えることができる。これも従来から言われてきた分子シャペロンの機能の一つである。これまでのストレス蛋白質と異なり、HSP47は基質特異性をもつストレス蛋白質として最初に発見されたものである。HSP47のゲノムDNAクローニングに成功した。HSP47ゲノムは、6個のエキソンをもち、またそのプロモーター分位には、よく保存された熱ショックエレメント(HSE)が存在することを明らかにし、厳密な意味でHSP47をストレス蛋白質と見なせることが明らかになった。
Fast, effective and robust person re-identification for large-scale real applications

知能ビデオ監視を現実的になるように、人物照合モデルをより効果的に、よりスケーラブルに、より迅速に、より堅牢にするソリューションを検討した。実効性を高めるために、辞書学習、メトリック学習、局部性、およびエンドツーエンドの深層学習を探求した。効率とスケーラビリティのために、大量のクラスを扱うときでも、分類を高速に検索できる階層型クラス間構造学習モデルを提案した。堅牢性のために、1つの転移学習モデルと2つの能動学習モデルを設計し、最小限の監督でデータセット間のモデル転送とトレーニングを可能にした。10件の論文が発表され、提案されたすべてのモデルが広範な実験と比較によって評価されている。コンピュータビジョン
動的質問合成に基づくオブジェクトベースの文書インタフェースに関する研究

本研究では、文書中のキーワードとなる文字列の内包的な意味をデータベースに対する質問によって、また外延的な意味をその質問結果であるデータベースオブジェクト集合によって表現することにより、文字列が表現する実世界の実体(集合)をデータベースにより統一的に管理するシステムを設計し、そのシステムおよび利用者インタフェースを商用オブジェクト指向DBMS上で実験開発した。1.システムの基本設計のための理論的考察を進めた。質問部品辞書のモデル化とその構造設計に対して理論的考察を行なった。辞書に登録する質問文の能力の解析を容易にするため、オブジェクトデータベース言語ObaseLangの開発を行なった。質問部品の最適な分解単位に関する解析を行ない、質問部品の動的合成アルゴリズムを確立し、これらのアルゴリズムをSQLを対象とするものに変換した。質問間の類似度や距離の概念を提案し、利用者によって指定された質問に類似する質問を提示する機構を与えた。2.現有のワークステーションおよびその上で稼働している商用オボジェクト指向DBMS上に本システムのカーネル部を開発しその有効性を確認した。利用者が、Tcl/Tkで開発したインタフェースを通じて疑似自然言語の文字列を入力することにより、対応するSQL文を自動合成し検索結果を利用者インタフェースシステムを利用して表示する機能を実現する。
他人からの手、足同種移植の臨床応用に向けて―キメリズムによる安定した免疫寛容獲得

最近、心臓移植や小腸移植の実験研究をみると、キメリズムと免疫寛容の導入についての研究が特に注目されている。平成21年度はキメリズム現象、つまりドナーからレシピエントへの細胞移動についてこれまでの実験を発展させ、新たな結果が得られた。最も興味深い研究は骨髄移植によるキメリズムの誘導である。つまり、臓器移植前にレシピエントに骨髄移植を行いキメリズムの成立、確認した後に目的臓器を移植すれば何の免疫抑制剤を投与しなくても移植臓器が免疫反応を受けることなく生着する。これは移植骨髄のドナーに特異的な免疫寛容であり、小腸など抗原性が高い臓器ですら安定した生着が報告されている。この骨髄移植が免疫寛容を導くならば、四肢に含まれる骨髄は血行を保ったまま移植されることになるため免疫寛容を導かないのかという期待がもたれる。平成21年度はレシピエントに放射線全身照射を行った後にドナーの後肢を同所性に移植した。ドナーにはLacZ Tgラット、レシピエントにはInbred Lewisラットを用いた。この組み合わせだと、何も処置をしなければ移植後4日で移植後肢は拒絶される。MHCでは大きなバリアーがあるペアーである。ドナー骨髄からキメリズムを誘導するために顆粒球刺激因子を投与し、またGVHDを抑制する目的でFK506を28日間投与した。この結果については2009年度のJournal of Orthopedic Researchにすでに報告したが、約20%に高いキメリズムと免疫寛容が得られたが、非致死的な慢性GVHDが認められた。この結果は放射線の量や薬物の使用量によって異なったが、いずれにしろレシピエントに対しては大きな負担となるのは間違いないプロトコールであった。平成21年度は、全身照射量や非骨髄破壊的な前処置について検討すべき結果となった。手同種移植が臨床応用され10年が経過し、症例の詳細な分析から手同種移植特有な問題がいくつか指摘され始めた。その問題点の1つに、他人の手をもらった患者は新しい手を“Alien Hand"と意識し長期を経過してもその意識が拭い去れず、いつまででも精神的な苦痛が伴っていると聞く。つまり、移植手の長期将来的運命、たとえば移植手の細胞置換現象や慢性拒絶などの問題が全く解明されていないという問題がある。これらの問題点についてはこれまで動物を用いた実験的研究が全く注目されていなかった。我々の研究チームはこの移植四肢の細胞置換課程を解明するため平成13、14年に科学研究費を頂きラットを用いた実験的研究を行い後述の数編の英文原著論文を記した。(2005年論文発表)この実験系ではラットの後肢を性別の異なる間で同種移植を行い、雄総胞のみが持つY染色体を特異的に定量解析するPolymerase Chain Reaction(PCR)法を用いた。しかし、この方法ではDNAの発現量を電気泳動上のBandでしか見られないため病理組織学的な検索は不可能であった。そこで、我々はドナーとレシピエント細胞の認識を組織学的に行う目的で、数種類のTransgenic(Tg)ラットを自治医大から譲与準備した。GFPラットはクラゲの遺伝子がTgされておりUVライト下で緑色に発色し(2007Preliminary Paper)、LacZラットはX-gal染色で青色に発色し、蛍ラットは黄色に自家発色する。それぞれの発色量に臓器特巽性があり異なるので、対象臓器に合わせてTgラットを使用する事とした。
不揮発性メモリー用高品質STNO強誘電体膜の低温形成に関する研究

本研究の目的は、大口径ウェーハ(直径300mm以上)の成膜において、申請者が開発したラジアルラインスロットアンテナを用いたマイクロ波励起高密度プラズマ装置を用いた直接酸化技術により、大口径ウェーハ上全面で均一(±2%以内)で、高品質な強誘劃薄膜(Sr_2(Ta_<1-x>, Nb_x)_2O_7:STNO膜)作製プロセス技術を、500°C以下の低温領域で確立することを目的に行われた。SNTO膜などの強誘電体膜の従来成膜技術として、ゾルゲル法、PCVD法、CVD法、スパッタ法等が研究されているが、大面積ウェーハ上に、低温で高品なゲート絶縁膜を均一にかつ高速に形成するプロセスを確立するに至っていない。本研究では、以下こ述べる全く新しい強誘電体ゲート絶縁膜形成プロセスを開発した。まず、強誘電体膜とシリコンとの反応を防止するために、シリコン基板上にバリア膜としての超高品質・極薄シリコン窒化膜をマイクロ波励高密度プラズマにより低温(500°C)で形成する。次に、我々が開発したBalanced Electron Driftマグネトンプラズマを用いた低エネルギイオン照射による新スパッタ法によりSr、Ta、Nbを基板上に成膜する。その後、マイクロ波励起高密度プラズマによる直接酸化・結晶化を行う。シリコン窒化膜形成では、NH^*ラジカルを用いた低島直接窒化プロセスにより、銅やボロンなど反応・拡散しやすい元素に対して完全なバリア性を有し、リーク電流が極めて小さく(現状の熱酸化膜に対してリーク電流を3桁低減)、1/fノイズが極めて小さく(現状ゲート絶縁膜に対して2桁低減)、電流ストレスに極めて強い(100C/cm^2以上)バリア膜としてのゲート糸縁膜を形成する技術を開発した。直接酸化プロセスでは、あらゆる面方位のシリコン結晶、シリコン多結晶、Sr、Ta、Nbを含む各種金属表面を酸素ラジカルを用いて低温で直接することにより、電気的特性が極て優れた酸化膜を形成することに成功した。これらの技術により、高速・高集積化に最適なFET型強誘電体メモリの作製プロセスが確立される。本技術による我が国の半導体産業全体への寄与は、計り知れない。本年度は、プロセス雰囲気を徹底的にクリーン化し、さらにプラズマからのイオン照射を行いながら薄膜形成を行うことにより、高品質STNO(Sr_2(Ta_<1-x>,Nb_x)_2O_7)強誘電体膜を500°C以下の非常に低い温度(通常は800°C程度の温度が必要)で形成可能な成膜装置を世界に先駆けて開発した。さらに、強電体膜を形成した後に、高密度マイクロ波プラズマを用いて生成した酸素ラジカルで処理することにより強誘電体膜の電気的特性を改善する技術、および強誘電体膜に対して完全なバリア性を有する高信頼性シリコン窒化膜をシリコン基板上に形成する技術を開発した。予算の都合上、強誘電体膜形成装置は、既存の超高清浄シリコンエピタキシャル低温形成装置を大幅な改造を行うことにより実現した。プラズマ装置本体は完成し、現在ストロンチウム、ニオブ、およびタンタルを含む有機金属ガスの供給系を開発、作成中である。

高密度マイクロ波プラズマを用いて生成した酸素ラジカルを用いて高誘電絶縁膜であるTa_2O_5の低温加熱処理を行った結果、リーク電流の大幅な低減と界面特性の向上が見られた。本研究で開発したTa_2O_5に対する酸素ラジカル処理は、STNO強誘電体膜に対しても十分効果が発揮されることが期待される。強誘電体膜のバリア膜としてのシリコン窒化膜は、NH_3/Ar高密度マイクロ波プラズマでNHラジカルを大量に生成し、この中にシリコン基板を設置して低温(400°C)でシリコン表面を窒化することにより形成した。形成したシリコン窒化膜は2nmと非常に薄くても、金属などの原子に対して完全なバリア性を有することが明らかになった。シリコン酸化膜として圧倒的にバリア性が高い上、誘電率が倍程度もあるため、強誘電体の特性を十分生かした高い電流駆動能力をもったデバイスが実現できる。さらに、界面準位密度は現在主流の熱酸化膜と同程度であり、これまで報告されていたどのシリコン窒化膜よりも低い。この様に、STNO強誘電体膜に対して理想的なバリア膜が実現された。プロセス雰囲気を徹底的にクリーン化し、さらにプラズマからのイオン照射を行いながら薄膜形成を行うことにより、高品質STNO(Sr2(Ta_<1-x>,Nb_x)_2O_7)強誘電体膜を500°C以下の非常に低い温度(通常は800°C程度の温度が必要)で形成可能な成膜装置を世界に先駆けて開発した。さらに、強電体膜を形成した後に、高密度マイクロ波プラズマを用いて生成した酸素ラジカルで処理することにより強誘電体膜の電気的特性を改善する技術、および強誘電体膜に対して完全なバリア性を有する高信頼性シリコン窒化膜をシリコン基板上に形成する技術を開発した。予算の都合上、強誘電体膜形成装置は、既存の超高清浄シリコンエピタキシャル低温形成装置を大幅な改造を行うことにより実現した。プラズマ装置本体は完成し、現在ストロンチウム、ニオブ、およびタンタルを含む有機金属ガスの供給系を開発、作成中である。強誘電体膜のバリア膜としてのシリコン窒化膜は、NH_3/血高密度マイクロ波プラズマでNHラジカルを大量に生成し、この中にシリコン基板を設置して低温(400°C)でシリコン表面を窒化することにより形成した。
石膏を含む再生材および選別残渣の硫化水素発生リスク評価スキームの構築

建設混合廃棄物の選別残渣を中心に,硫酸イオンや石膏を含む材料を対象に一般環境中での利用を想定した硫化水素生成について検討した.選別残渣からの硫酸イオンの溶出傾向は,対象とした他材料と大きく変わらなかったが,有機物の溶出量は多く,長期間継続する傾向にあった.残渣からの溶出する有機炭素は,固体中の有機炭素の約1%であり,固相有機物の多くは難溶出性であった.選別残渣からの硫化水素生成はpHが高く維持されれば阻害され,再生砕石との混合が有効であった.建設混合廃棄物の選別残渣を中心に,硫酸イオンや石膏を含む材料を対象に一般環境中での利用を想定した硫化水素生成について検討した.選別残渣からの硫酸イオンの溶出傾向は,対象とした他材料と大きく変わらなかったが,有機物の溶出量は多く,長期間継続する傾向にあった.残渣からの溶出する有機炭素は,固体中の有機炭素の約1%であり,固相有機物の多くは難溶出性であった.選別残渣からの硫化水素生成はpHが高く維持されれば阻害され,再生砕石との混合が有効であった.建設混合廃棄物篩下残渣については,硫化水素発生の懸念から安定型処分場での埋立が困難となっている.処分場は硫化水素発生の必要条件である有機物が豊富であることから硫酸イオンを含有するこれらの材料からの硫化水素発生は避けられない.但し,篩下残渣に関しては,それ自身の有機物含有量が必ずしも多いわけではなく,処分場以外の有機物の少ない場での利用可能性について検討する余地があると思われる.本研究では,一般環境中における硫化水素発生リスクを評価することを目的に,廃石膏ボード,篩下残渣3種,および硫酸を含有する肥料2種,同土壌改良材5種を対象に,告示13号法による溶出試験,またシリアルバッチ試験を実施し,溶出する有機物についての分画を行い,硫化水素発生可能性について比較した.13号法で溶出した有機物を炭素換算し,TOCを100%とした場合,篩下残渣では,グルコース,酢酸,乳酸でTOCの約3割を占め,必ずしも全てのTOCが容易に硫酸還元菌に利用されるものではないことが確認された.残りの成分について,E260から腐植物質の寄与,及びHPLCの未定量ピークから他の有機酸の存在を検討したが,特定には至らなかった.シリアルバッチ試験の結果,硫酸イオンについては,大半の試料で,L/S=15まで石膏の溶解度に相当する硫酸イオンが継続して溶出した.一方,有機物に関しては,1種の肥料で低LS時に急激な有機物の溶出が認められたが,それ以外の石膏含有材料での溶出TOCは高くなかった.篩下残渣に関しては,酢酸とプロピオン酸はL/S=2,乳酸はL/S=8で溶出が停止したが,グルコースはL/S=15でも溶出が継続する傾向が認められた.これらより,篩下残渣に関しては,L/S=15程度で硫酸イオンの溶出とともに,嫌気性菌の基質となるグルコースの溶出が継続するため,硫酸還元の条件は充足される可能性が伺われた.昨年度の研究から,篩下残渣中の有機物量が少ないものの,グルコース溶出は長期間継続して起こり,硫酸還元の条件が充足する可能性が疑われた.しかしながら,固体TOCが概ね5%であるのに対し,溶出したTOCはその1%程度,さらにSRBに利用可能な有機酸とグルコースはその2割であり,硫酸還元に寄与するTOCは固体中TOCの僅か0.2%ということになる.これは換言すれば,固体中には99.8%の有機炭素が残存するということを意味する.そこで,今年度はこの大量に残存している固体中の有機炭素が微生物分解を受けてSRBに利用され得るのか否かを,固体中の小粒径物物理組成分析,繊維分析,およびメタン生成ポテンシャル(BMP)試験から確認した.残渣中の各組成の重量割合は,約72%が金属・不燃物等の灰分であり,木が約4%,紙が約13%,プラスチックが約1%,重液溶解分が約10%であった.また,残渣中の各組成のTOCへの寄与率をみると,非分解性であるプラスチックが約2%で,木が約29%,紙が約68%(繊維分析では,易分解性のヘミセルロースが約17%,易難分解性のセルロースが約38%,難非分解性のリグニンが約32%)で,溶出性有機物が約1%であった。BMP-testでは,開始1週間での累積ガス発生量は36mL/g-VSであった.残渣中TOCのうち溶出性TOCが全てガス化した場合,理論的には約6mL/g-VSのガス発生量となることから,短期間に分解された残渣中TOC量は溶出性TOC量とほぼ一致する.開始1週間以降はガス発生速度は緩やかになり,徐々に比較的分解されやすいヘミセルロース等の残渣中の非溶出性有機物が長期的に分解されていくと考えられることから,硫化水素大量発生に寄与する破砕選別残渣中の有機物は溶出性TOCのみであり,その量は残渣中TOCのうちの約1%である.