hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙ジェットの統合モデルの構築

宇宙ジェットの加速に対して、初年度(平成15年度)では、ガス圧・輻射圧・磁気圧などさまざまな駆動力の効果を評価するために、幾何学的に薄い降着円盤の表面から吹き出す定常流モデルを構築した。流線の形状は、降着円盤の近傍では円盤面に垂直で、円盤から遠方では拡がっていくような形状をアプリオリに与え、流れは流線に沿った1次元流だとした。またガスは等温を仮定し、磁場はトロイダル成分のみとし、輻射場は流線に沿って評価した。流線に沿った重力や輻射の力などが単調ではないため、流れは一般に複数(通常は2個)の臨界点をもち、片方は渦心点、もう一方は鞍点になって、流れは鞍点型臨界点の方を通って加速されることがわかった。ただし、ある光度以上(Γ>0.25)では、ガス圧や磁気圧などの影響によらずに、流れは常に超音速流となる。また重要な知見として、流れの最終速度に対する近似式も得られた。続いて次年度(平成16年度)は、ガス降着率が非常に大きくて、降着円盤が放射圧優勢となり、幾何学的に厚い場合について、放射圧によって加速される軸上ジェットモデルを考えた。ジェットガスに対しては、中心天体の重力(減速)、円盤放射の放射圧(加速)、放射抵抗(減速)などの力が働く。本研究では、(1)放射圧と放射抵抗のみが働いた場合にガスの感じるネットな力が0となる速度-「平衡速度」と(2)放射圧・放射抵抗・重力がすべて働いた場合にガスの感じるネットな力が0となる速度-「終末速度」を求め、終末速度と円盤光度の関係に対する有用な経験式を得た。さらに最終年度である今年度(平成17年度)は、亜光速宇宙ジェットのモデルとして、相対論的輻射流の性質を注意深く検討した。すなわち、輻射圧のみによってガスを駆動する流れ-輻射流-について、とくに相対論的な領域の特徴に注目して、丁寧に調べてみた。降着円盤を念頭に置き、平行平板の場合について、円盤面に鉛直方向の輻射流を調べた。重力などの諸過程は無視した。明るい円盤の鉛直方向に加速される輻射流について、流れ基部での光学的深さなどのパラメータを与えた上で、流れの底での境界条件と表面での境界条件をきちんと与えて数値的に解析し、流れの構造および質量流出率(境界条件の固有値として得られる)などを光学的深さの関数として求めた。結果として、輻射流は従来の制限を超えて亜光速にまで加速されることがわかった。一方で、従来のモーメント定式化のもとでは、輻射流の最終速度は光速/√<3>を超えられないこともわかった。

一方で、従来のモーメント定式化のもとでは、輻射流の最終速度は光速/√<3>を超えられないこともわかった。宇宙ジェットの加速に対して、ガス圧・輻射圧・磁気圧などさまざまな駆動力の効果を評価するために、幾何学的に薄い降着円盤の表面から吹き出す定常流モデルを構築した。流線の形状はアプリオリに与え、流れは流線に沿った1次元流だとした。またガスは等温を仮定し、磁場はトロイダル成分のみとし、輻射場は流線に沿って評価した。さらに、初年度は、相対論的効果は入れずにニュートン重力で扱った。このような流れを特徴付けるパラメータは、[等温音速a、流れの根元のアルフヴェン速度A、規格化した輻射場の強さΓ、流線が曲がり始める高さz]である。流線に沿った重力や輻射の力などが単調ではないため、流れは一般に複数個の臨界点をもち、流れは鞍点型臨界点の方を通って加速される。ただし、ある光度以上(Γ>0.25)では、ガス圧や磁気圧などの影響によらずに、流れは常に超音速流となる。今回得られたもっとも重要な知見は、流れの最終速度に対する近似式である。中心天体の質量をM、流れの根元の半径をr_0、流れの初速度をv_0とすると、流れの最終速度v_∞は、大雑把に、のように表される。右辺第1項は円盤面での初期運動エネルギー、第2項は円盤面での重力ポテンシャルと遠心力ポテンシャルの和、第3項はガス圧の効果(係数はzに弱く依存する)、第4項は磁気圧の効果であり(この項の係数もzに弱く依存する)、右辺最後の項は、降着円盤の輻射場がする仕事の項である(輻射場の強さΓと流線が曲がり始める高さzの積に比例する)。今回、流線の形状を与えているので、上の式の係数は、流線の形状パラメータzに依存するが、その依存性は弱く、上の表式はかなり一般的な性質を表していることがわかった。宇宙ジェットの加速に対して、初年度(平成15年度)では、ガス圧・輻射圧・磁気圧などさまざまな駆動力の効果を評価するために、幾何学的に薄い降着円盤の表面から吹き出す定常流モデルを構築した。ガス降着率が非常に小さい場合や非常に大きな揚合には、降着円盤は幾何学的に厚くなることが知られている。そこで今年度(平成16年度)は、ガス降着率が非常に大きくて、降着円盤が放射圧優勢となり、幾何学的に厚い場合について、放射圧によって加速される軸上ジェットモデルを考えた。ガスの角運動量を無視した軸上ジェットの場合、ジェットガスに対しては、中心天体の重力(減速)、円盤放射の放射圧(加速)、放射抵抗(減速)などの力が働く。さまざまな初期条件でジェットガスの加速を計算することは可能だが、できるだけ一般的な動向を調べるために、本研究では、(1)放射圧と放射抵抗のみが働いた場合にガスの感じるネットな力が0と奪る速度-「平衡速度」と(2)放射圧・放射抵抗・重力がすべて働いた場合にガスの感じるネットな力が0となる速度-「終末速度」を求めてみた。解析の結果、平衡速度は遠方で光速に近づくが、終末速度は光速よりも小さいことがわかった。さらに、終末速度はガス降着率(あるいは円盤光度)だけに依存することもわかった。具体的には、光速で規格化した終末速度1-π/√(エディントン降着率で規格化した降着率)終末速度のローレンツ因子1+0.223×エディントン光度で規格化した円盤光度という経験的な関係式が得られた。種々のマイクロクェーサージェットへの適用が考えられる。続いて次年度(平成16年度)は、ガス降着率が非常に大きくて、降着円盤が放射圧優勢となり、幾何学的に厚い場合について、放射圧によって加速される軸上ジェットモデルを考えた。
胸腺Ｔｒｅｇニッチ仮説に基づいた成熟Ｔｒｅｇ“卒業証書分子”の探索

Tumor Necrosis Factor-α(TNF-α)/RelAダブルノックアウト(TA-KO)マウスは出生後自己免疫様病態を呈し生後3週までに致死となる。このTA-KOマウスでは、胸腺においては制御性T細胞(Treg)分画を認めるが、脾臓・末梢血中でのTreg分画は痕跡程度の非常に微弱なものとなっており、我々はこれまでにこの表現型は胸腺からの成熟Tregの流出不全に因ること、またこの流出不全はTreg側ではなく胸腺環境側の細胞でのRelA欠損に因ることを見出した。これより成熟Tregの流出が胸腺環境側に制御されていると考え、この流出に関与する胸腺環境側機構の解析を行った。本研究では、胸腺からのT細胞の流出に関わることが既知であるSphingosine-1-phosphateに対する走化性はTA-KO Tregにおいても正常であることを見出した。次に、胸腺環境側のどの細胞種がTreg流出におけるRelA依存性を示すのか絞込むため、デオキシグアノシン処理TA-KO胎児胸腺の、ヌードマウス腎皮膜下への移植を行った。このマウスではTregの流出不全は再現されなかったことから、RelA依存性を示す細胞種は胸腺ストロマのうちの胸腺上皮以外の細胞種であることがわかった。そこでTA-KO胸腺ストロマを(1)胸腺上皮細胞と(2)その他の細胞とに分け発現遺伝子プロファイルを作成したところ、TA-KO胸腺では(2)において形質細胞様樹状細胞(pDC)に特徴的な遺伝子群の発現低下が見られ、実際にTA-KO胸腺ではpDC分画の著しい減少が観察された。TA-KO胎児肝移植による血球系キメラマウスでは胸腺Treg流出は観察されるが、このとき胸腺pDC分画も認められることから、現時点ではTreg流出不全とpDC不在は相関しており、pDCがこの過程に関わる可能性を考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。TNFα/ RelAダブルノックアウト(TAKO)マウスでみられる、胸腺からの成熟Tregの流出不全は、Treg側ではなく胸腺環境側でRelAを欠損することに因る。本研究ではこの、胸腺環境においてRelA依存に発現する“流出シグナル"の同定と、この流出シグナルを受容した成熟Tregが胸腺環境より流出する際に必要とする機能分子(“卒業証書分子")の同定を試みている。平成25年度は以下のことを行った。1、TAKOと対照群(TNFα単独KO)胸腺より胸腺上皮と血球系ストロマ細胞(樹状細胞、マクロファージ等)とをそれぞれ単離し、それぞれの発現遺伝子プロファイルをマイクロアレイを用い作成した。2、前年度までに得られた、IL-7RαがTregの成熟マーカーになるという知見をもとに、TAKOと対照群胸腺より成熟Treg分画を単離し、発現遺伝子プロファイルを作成した。3、RelAを必要とするのは胸腺環境側のどの細胞種かを絞り込むため、デオキシグアノシン処理したTAKO胎児胸腺をヌードマウスに移植し、末梢にTregが現れるか検討を行った。この結果、TAKO移植群で対照群と同頻度(統計的有意差なし)のTregを末梢に認めた。この末梢Treg分画中の胸腺由来Treg(nTreg)の頻度を、nTregマーカーとして報告されているNeuropilin-1染色により検討したところ、TAKO移植群と対照群双方で約6割程度のNeuropilin-1陽性Tregを認めた(頻度に統計的有意差なし)。このことから、胸腺上皮でRelAを欠損しても胸腺Tregの流出は起こることがわかった。この結果は、成熟Treg流出に際して胸腺上皮以外に重要な役割をもつ細胞種が存在することを意味する。本研究は胸腺環境の更なる理解の礎となるものと期待している。そこでTA-KO胸腺ストロマを(1)胸腺上皮細胞と(2)その他の細胞とに分け

発現遺伝子プロファイルを作成したところ、TA-KO胸腺では(2)において形質細胞様樹状細胞(pDC)に特徴的な遺伝子群の発現低下が見られ、実際にTA-KO胸腺ではpDC分画の著しい減少が観察された。TA-KO胎児肝移植による血球系キメラマウスでは胸腺Treg流出は観察されるが、このとき胸腺pDC分画も認められることから、現時点ではTreg流出不全とpDC不在は相関しており、pDCがこの過程に関わる可能性を考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、前項1、TA-KOマウスと対照マウスより胸腺環境側の細胞種(胸腺上皮・血球系ストロマ細胞)の単離とDNAマイクロアレイによる発現遺伝子プロファイルの作成と、2、成熟Treg分画の発現遺伝子プロファイルの作成、3、胸腺環境側の細胞種の絞り込みを予定していた。1・2については、実験に必要な細胞数のプールに時間がかかるため、3の結果を待たずに実験を進めた。これについては平成25年度中に予定していた発現遺伝子プロファイルの作成が終わった。3については、まずfoxn1-cre/rela-floxedマウスを作出し解析を行ったが、このマウスではTA-KOマウスのTreg流出不全の表現型は再現されなかった。しかしながらこのマウスでは、胸腺上皮でのrelaの組み換え効率が悪かった。そこで、次にデオキシグアノシン(dGuo)処理胎児胸腺移植実験を行い、dGuo処理TA-KO胎児胸腺と対照群胎児胸腺を移植したマウスで、胸腺Tregの流出に差異はないという結果を得た。これより、成熟Tregの流出に際しRelA依存性を示す胸腺環境側の細胞種に胸腺上皮は含まれないことが分かった。この細胞種の絞り込みについても、平成25年度中に予定していた部分は終了した。平成25年度に得られた結果より胸腺上皮は胸腺環境側の細胞種の候補から除外されることから、研究実績の概要1で作成したうち血球系ストロマ細胞の遺伝子プロファイルを用いTA-KOと対照群とで発現の異なる遺伝子の探索を行う。差異の見られた遺伝子について、定量的RT-PCR法や免疫染色による確認を行う。一方で、胸腺環境側細胞のさらなる絞り込みのために、各種細胞種特異的プロモーターでCreをドライブするマウス系統とrela-floxedマウス系統から、各種細胞種特異的RelA欠損マウスの作成の検討を行う。このマウスにおいて、胸腺からの成熟Tregの流出不全の程度を、胸腺Treg分画のIL-7Rα発現や末梢でのTreg分画のNeuropilin-1発現により解析する。時間的に可能であれば、絞り込まれた細胞種に近縁の培養細胞株に前述のスクリーニングで差の見られた遺伝子を強制発現させ、これとTA-KOマウス胸腺成熟Tregとを共培養し、このTregでの遺伝子発現プロファイルがTNF単独KOの胸腺成熟Tregでのプロファイルに近づくかの検討を、前項2で作成した遺伝子プロファイルを用いて行う。
ニューラルネットを用いた生体信号からのストレス評価法に関する基礎研究

本研究の目的は「ニューラルネットを用いることによって生体信号からストレスの客観的評価が可能であることをラットの拘束水浸ストレス負荷実験によって示すこと」であった.ストレス負荷の際は、ラットを3群に分け、それぞれのストレス負荷時間を0(対照群)、2時間、6時間とした。4週間にわたってストレスを負荷した後に,ニューラルネットの入力信号用として心電図,血圧,直腸温を記録した。その後、副腎および胸腺重量を計測し、これらの値から5層砂時計型ニューラルネットによりストレス指標を算出した。3層ニューラルネットにこの指標を与えて学習を行い、学習用とは別のラットから記録した評価用データを入力したときに,どの程度の推定精度が得られるかを検討した.また、心電図、血圧、直腸温をどのように組み合わせて入力した場合に、高い推定精度が得られるかを検討した。その結果・ストレスを負荷したラットと負荷しないラットでは、副腎・胸腺の重量が異なること(ただし、2時間と6時間の群では有意な差が認められなかった。この理由により、対照群と6時間負荷群のみの比較を行うこととした。)・上記の生理指標から算出したストレス評価値が有意(危険率0.1%以下)に異なること・ニューラルネットにより生体信号とストレス評価値の対応付けが可能であること・心電図のRR間隔の変動のみを用いるだけで、高い推定精度が得られること・未学習データに対しても良好な推定結果が得られることを確認し、ニューラルネットを用いることにより生体信号によるストレスの客観的評価が可能であることを示した。
体力と認知機能との関連性に着目した認知症予防運動プログラム開発に関する挑戦的研究

本研究の目的は、地域在住高齢者における新しい認知症予防運動プログラムを開発し、その縦断的効果を明らかにすることであった。本研究では、3年間にわたり週1ー2回の運動プラム実践をおこなった介入群(I群)とコントロール群(C群)の2群配置とした。認知機能はファイブコグ検査により評価した。I群は3年間で認知機能が有意に向上(69.7が84.1へ)したが、C群では有意な向上は見られなかった(69.3から76.3へ)。3年後の認知機能のスコアはI群(84.1)とC群(76.3)との間で有意差があった。以上の結果より、新しい認知症予防運動プログラムは認知機能を維持または向上させる可能性が示唆された。【平成24年度】1約500名の地域在住高齢者を対象とした横断データを用いて、体力と認知機能との関連性を網羅的に検討した結果、認知機能と密接に関連する体力要素は、巧緻性、歩行能力、反応性の3つであることが明らかとなった。しかし、これらの関連性はあくまで横断的な検討の結果であり、因果関係を示すものではない。因果関係を明らかにするたには、縦断データの活用や介入研究の実施が不可欠である。そこで、次の課題として縦断データを取得・分析することとして、検討を進めた。2約100名の高齢者の縦断データにより、加齢変化を伴う体力と認知機能の相互関連性を検討したところ、1と同様に、巧緻性、歩行能力、反応性の3つの要素が認知機能と強い関連性を示した。横断的検討に加え、縦断的視点からもこれらの関連性が確認できたことは、認知機能と3つの体力要素との関連性の妥当性を強化するものと捉えることができる。3そこで、1と2の結果を踏まえ、多変量解析により上記3項目を説明変数とする認知機能評価尺度(推定式)を導出した。【平成25年度】1平成24年度に作成した推定式の妥当性を交差妥当性、予測妥当性、基準関連妥当性の点から検討した結果、いずれにおいても良好な妥当性が示された。2すでに開発済みスクエアステップエクササイズをを基本としながら、脳機能賦活を企図した手や足を使用するレクリエーション、心理社会機能賦活プログラムを組み入れた、総合的認知症予防運動プログラムを開発した。33ヵ月間および3年間の縦断データから、新たに開発された認知症予防運動プログラムは認知機能の低下抑制に効果が高いことが示唆された。当該年度に実施した具体的な内容は次(13)の通りであった。1約500名の地域在住高齢者を対象とした横断データを用いて、体力と認知機能との関連性を網羅的に検討した結果、認知機能と密接に関連する体力要素は、巧緻性、歩行能力、反応性の3つであることが明らかとなった。この推定式により、高齢者の認知機能を体力の観点から総合的に評価することができるようになり、健康づくりや介護予防の現場において、高齢者自身にとってもわかりやすく、かつ、動機づけにもなる、有用なツールとして活用できるようになることが期待される。今後の日本が対応すべき社会的課題は、近い将来3,000万人になるとも言われるまだ認知症を発症していない高齢者の認知機能を早期に評価・把握し、効率的な予防サービスを講じることである。当該年度の研究成果は、そのための確かな第1歩として意義があると考えている。研究実績の概要でも述べたように、当該年度の検討課題は3つであった。具体的には、1横断データ(400名)による、体力と認知機能との関連性の網羅的検討、2縦断データによる、加齢変化を伴う体力と認知機能の相互関連性の検討、3多変量解析による体力テストを活用した認知機能評価尺度(推定式)の導出、である。これらの課題は、当初の申請書に記載された通りに進捗しており、順調に進展していると言える。

今後(平成25年度)は、前年度の研究成果を踏まえ、認知症予防運動プログラムを開発することが最重要課題となる。既に我々は、「スクエアステップ」と呼ばれる新しい介護予防エクササイズを考案し、その安全性や効果を検討している。これまでに、3ヵ月間(週1回)の短期間ながらスクエアステップの継続実践は、ウォーキング実践者に比べて、高齢者の認知機能により良好な影響を及ぼす可能性を見出した(大藏ら,2010)。そこで、今後は、このスクエアステップに加えて、脳機能賦活を企図した手や足を使用するレクリエーション、心理社会機能を賦活する集団運動プログラムを作成し、最長4間の縦断データにより総合的な効果検証をおこなう予定である。具体的な分析手順は以下の通りである。1認知機能推定式の妥当性の検討:前年度に開発した推定式の妥当性を交差妥当性、予測妥当性、基準関連妥当性の点から検討する。2短期間(3ヵ月間)の運動プログラムの実践効果の検討:3ヵ月間の短期教室を10か所で開催し、200名の高齢者について効果を明らかにする。3長期間(4年間)の運動プログラム継続効果の検討:3ヵ月間の教室を卒業した者を運動サロン(自主的継続教室)に誘導し、最大4年間の継続効果を明らかにする。44年間の縦断データに基づく認知症予防効果の検討:多項ロジスティック回帰分析により、認知症発症率のオッズ比を算出し、運動プログラムの有効性を明らかにする。該当なし
落款を利用した木版浮世絵の作者同定および編年のための支援システム

江戸時代には,木版による数多くの浮世絵作品が出版されており,これらを体系的に識別整理することは大きな課題となっている.しかし,この中には制作年が不明なものや,専門家以外には作者の同定が難しいものも多く存在する.また,浮世絵は世界中に流通しており,海外の浮世絵のコレクターおよび研究者の数も多い.これらの,日本語や漢字に不慣れな研究者にとって,作者の判定や制作年の同定は困難な作業である.歌舞伎役者の表情やしぐさを描いた「役者絵」は特定の役者のある年月日における特定の演目を描いた,いわば現代のポスターに相当するものであり,別途残されている歌舞伎の公演記録と対照することにより,役者絵の中の落款は,この役者絵が作られた「時代」を示す指標として考えることができる.したがって,たとえば,同じ絵師が描いた作成年の不明な数多くの美人画等の浮世絵に対して,この落款を指標として用いることにより,対象の浮世絵の作成年を同定することができる.本研究課題では,浮世絵の落款の持っているこのような特性に着目し,落款を利用した浮世絵研究支援のための情報処理システムを作成することを目標とする.本年度も昨年度に引き続き,落款の文字の類似性の判定に基づき文字の識別および絵師の識別の可能性について検討し、落款文字の識別精度を向上させることができた.またさらに,浮世絵中からの落款文字の自動抽出手法について検討した.浮世絵中には様々な文字が書かれることが一般的なので,これは必ずしも容易ではないが,落款によく現れる「画」「筆」などの文字を抽出することにより行った.この成果は国内で行われたシンポジウムで発表した.江戸時代には,木版による数多くの浮世絵作品が出版されており,これらを体系的に識別整理することは大きな課題となっている.しかし,この中には制作年が不明なものや,専門家以外には作者の同定が難しいものも多く存在する.また,浮世絵は世界中に流通しており,海外の浮世絵のコレクターおよび研究者の数も多い.これらの,日本語や漢字に不慣れな研究者にとって,作者の判定や制作年の同定は困難な作業である.歌舞伎役者の表情やしぐさを描いた「役者絵」は特定の役者のある年月日における特定の演目を描いた,いわば現代のポスターに相当するものであり,別途残されている歌舞伎の公演記録と対照することにより,役者絵の中の落款は,この役者絵が作られた「時代」を示す指標として考えることができる.したがって,たとえば,同じ絵師が描いた作成年の不明な数多くの美人画等の浮世絵に対して,この落款を指標として用いることにより,対象の浮世絵の作成年を同定することができる.本研究課題では,浮世絵の落款の持っているこのような特性に着目し,落款を利用した浮世絵研究支援のための情報処理システムを作成することを目標とする.具体的には,作成年のはっきりと分かっている役者絵の落款部分を切り出して画像処理によりその特徴量を抽出し,絵師,作成年その他の属性などとともにこれをメタデータとして付与して落款画像データベースを作成する.一方,作者や作成年の不明な浮世絵から落款領域の抽出と特徴量抽出の処理を行い,特徴量間の類似性判定により,データベース中から,これと類似する落款を検索する.本年度は,落款の文字の類似性の判定に基づき,文字の識別および絵師の識別の可能性について検討した.データサンプルはまだ少ないものの,90%程度の識別率が得られることがわかった.この研究成果は国内の研究会での発表を予定しており,また,国際会議へも論文を投稿済みである.江戸時代には,木版による数多くの浮世絵作品が出版されており,これらを体系的に識別整理することは大きな課題となっている.しかし,この中には制作年が不明なものや,専門家以外には作者の同定が難しいものも多く存在する.また,浮世絵は世界中に流通しており,海外の浮世絵のコレクターおよび研究者の数も多い.これらの,日本語や漢字に不慣れな研究者にとって,作者の判定や制作年の同定は困難な作業である.歌舞伎役者の表情やしぐさを描いた「役者絵」は特定の役者のある年月日における特定の演目を描いた,いわば現代のポスターに相当するものであり,別途残されている歌舞伎の公演記録と対照することにより,役者絵の中の落款は,この役者絵が作られた「時代」を示す指標として考えることができる.したがって,たとえば,同じ絵師が描いた作成年の不明な数多くの美人画等の浮世絵に対して,この落款を指標として用いることにより,対象の浮世絵の作成年を同定することができる.本研究課題では,浮世絵の落款の持っているこのような特性に着目し,落款を利用した浮世絵研究支援のための情報処理システムを作成することを目標とする.本年度も昨年度に引き続き,落款の文字の類似性の判定に基づき文字の識別および絵師の識別の可能性について検討し、落款文字の識別精度を向上させることができた.この研究成果は国内の研究会と,また,国際会議Document Analysis Systemでも論文を発表した.またさらに,浮世絵中からの落款文字の自動抽出手法について検討した.浮世絵中には様々な文字が書かれることが一般的なので,これは必ずしも容易ではないが,落款によく現れる「画」「筆」などの文字を抽出することにより行った.この成果は国際会議に論文を投稿する予定である.江戸時代には,木版による数多くの浮世絵作品が出版されており,これらを体系的に識別整理することは大きな課題となっている.しかし,この中には制作年が不明なものや,専門家以外には作者の同定が難しいものも多く存在する.また,浮世絵は世界中に流通しており,海外の浮世絵のコレクターおよび研究者の数も多い.これらの,日本語や漢字に不慣れな研究者にとって,作者の判定や制作年の同定は困難な作業である.

歌舞伎役者の表情やしぐさを描いた「役者絵」は特定の役者のある年月日における特定の演目を描いた,いわば現代のポスターに相当するものであり,別途残されている歌舞伎の公演記録と対照することにより,役者絵の中の落款は,この役者絵が作られた「時代」を示す指標として考えることができる.したがって,たとえば,同じ絵師が描いた作成年の不明な数多くの美人画等の浮世絵に対して,この落款を指標として用いることにより,対象の浮世絵の作成年を同定することができる.本研究課題では,浮世絵の落款の持っているこのような特性に着目し,落款を利用した浮世絵研究支援のための情報処理システムを作成することを目標とする.本年度も昨年度に引き続き,落款の文字の類似性の判定に基づき文字の識別および絵師の識別の可能性について検討し、落款文字の識別精度を向上させることができた.またさらに,浮世絵中からの落款文字の自動抽出手法について検討した.浮世絵中には様々な文字が書かれることが一般的なので,これは必ずしも容易ではないが,落款によく現れる「画」「筆」などの文字を抽出することにより行った.この成果は国内で行われたシンポジウムで発表した.
局在多極子と伝導電子の混成による新奇量子相および量子臨界現象の研究

電子相関が強い系において、電子の持つスピンの自由度は非従来型の超伝導を始めとした様々な量子物性の起源となる。一方最近の研究により、電子の持つ多極子自由度(電気四極子(軌道)、磁気八極子etc.)もまた特異な現象の起源となりうることが理解され始めてきた。これらの多極子自由度による新規物性開拓が本研究の目的であった。PrTr2Al20 (Tr = Ti, V)は多極子自由度のみを持つ結晶場状態基底状態を持ち、多極子秩序、重い電子超伝導、非フェルミ液体といった現象を示し大変注目を集めている。本研究ではPrV2Al20の極低温度の磁歪・熱膨張を測定することで秩序パラメータの決定を行った。その結果、転移温度以下でヒステリシスを伴う線形の磁歪を観測し、磁気八極子秩序であることがわかった[arXiv:1901.00012.]。一方原子サイトの多極子を固体中に拡張した「拡張多極子」が異常ホール効果の起源を説明できるとして近年注目されており、その代表例がMn3Snである。マクロな磁化は強磁性体の1/1000以下であるにもかかわらず、強磁性体に匹敵する異常ホール効果、異常ネルンスト効果を示し、フェルミ面近傍の線形バンド分散「ワイル点」がその増大に寄与している。さらに大きな応答を示すものが見つかれば、不揮発性メモリや熱電変換などの応用にも大変有用である。本研究では強磁性Co2MnGaが室温でこれまで知られている最高値の10倍以上大きな異常ネルンスト効果を示すことを発見した[Nature Physics 2019]。第一原理計算、ミクロなモデル計算との比較からワイル点の量子リフシッツ転移により巨大な異常ネルンスト効果が生じていることを明らかにした。これらの成果は上記の論文だけでなく国内外の会議でも発表した[招待講演4件]。また本研究に関連して日本物理学会の若手奨励賞も受賞した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。PrV2Al20はスピン自由度の無いΓ3結晶場基底状態を持ち、伝導電子と電気四極子の混成による非フェルミ液体や超伝導といった現象を示し、さらに多段の多極子転移を示すため大変注目を集めている。本年度はPrV2Al20の多極子秩序の2段転移、および磁場中での量子臨界点の可能性を調べるため、極低温度かつ高磁場中での熱膨張・磁歪測定を行った。2段転移はサンプルの純度に大きく依存するため純良なサンプルが不可欠である。従来の合成方法を見直すことで純良で大型な単結晶を得ることに成功し、比熱測定により明瞭な二段転移を確認した。得られたPrV2Al20単結晶を用いて行った熱膨張・磁歪測定では以下のような発見があった。(1)当初の期待の通り約11 Tの磁場で熱膨張係数が発散し、熱膨張係数と比熱の比で定義されるグルナイゼン係数も発散することがわかった。これは磁場中に四極子秩序の量子臨界臨界点が存在することを示唆している。(2)さらに興味深いことに、低磁場で磁歪係数がヒステリシスを示した。この低磁場での異常は異方性があり、111方向磁場で111方向の膨張方向にのみ表れる。この異方性およびヒステリシスは、磁気八極子秩序相が低温低磁場で存在すると考えると自然に理解できる。混成が強くなることで多体の相互作用により磁気八極子秩序が安定になることが最近の理論的研究[F. Freyer et al., PRB 97, 115111 (2018).]によっても示されており、今回の実験結果とコンシステントである。これらの成果はPrV2Al20における伝導電子と混成した多極子秩序を理解する上で大変重要な発見であり、日本物理学会やワークショップ等(招待講演含む)で報告され、現在論文を執筆中である。当初の計画の通りにPrV2Al20の極低温熱膨張・磁歪測定を実施することができたため概ね順調に進んでいるといえる。またそれにより磁気八極子秩序を示唆する結果が新たに得られており、今後の研究を大きく前進させる指針になると考える。一方で共同研究で実施予定であったNMR、及び中性子散乱実験については実験がスタートしたところであり、次年度に成果が期待される。

その結果、転移温度以下でヒステリシスを伴う線形の磁歪を観測し、磁気八極子秩序であることがわかった[arXiv:1901.00012.]。一方原子サイトの多極子を固体中に拡張した「拡張多極子」が異常ホール効果の起源を説明できるとして近年注目されており、その代表例がMn3Snである。マクロな磁化は強磁性体の1/1000以下であるにもかかわらず、強磁性体に匹敵する異常ホール効果、異常ネルンスト効果を示し、フェルミ面近傍の線形バンド分散「ワイル点」がその増大に寄与している。さらに大きな応答を示すものが見つかれば、不揮発性メモリや熱電変換などの応用にも大変有用である。本研究では強磁性Co2MnGaが室温でこれまで知られている最高値の10倍以上大きな異常ネルンスト効果を示すことを発見した[Nature Physics 2019]。第一原理計算、ミクロなモデル計算との比較からワイル点の量子リフシッツ転移により巨大な異常ネルンスト効果が生じていることを明らかにした。これらの成果は上記の論文だけでなく国内外の会議でも発表した[招待講演4件]。また本研究に関連して日本物理学会の若手奨励賞も受賞した。PrV2Al20の2段転移の原因は長い間未解明の謎であったが、我々の実験で始めて磁気八極子秩序を示唆する結果が得られた。これは最近の理論で予言されている伝導電子と多極子の混成によって生じた新しいタイプの多極子秩序である可能性が高い。さらに様々な条件で熱膨張・磁歪測定を継続する一方、NMRや弾性定数測定などの共同研究を通して多角的に明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
有機ラジカル結晶における量子スピン系の共鳴原子価結合の研究

高温超伝導の発現機構をめぐって多様な研究が発表されている。我々はホールを含むCuO_2面内の量子スピン系の反強磁性基底一重項の共鳴状態、いわゆる共鳴原子価結合(RVB)状態からの励起が基本になっているという立場から研究をめざした。3d電子系に比べ有機ラジカル結晶中に求めるのが最初の目標であった。二次元格子上のRVB状態を、有機ラジカルは磁性を担う不対電子がO、N、C等のp-軌道にあり、軌道角運動量の消滅が完全で、g-値は電子の2.0023に近い値を示し、等方的量子スピン系をなし磁気状態に落ち込み難い。今年度は主に、良い低次元有機ラジカル結晶でRVB状態を具現する物質の探索から開始した。用いた試料は不対電子局在形ラジカルTANOL及び非局在型トリフェニルフェルダジル(TPV)である。TANOLについては磁場中帯磁率、6kbarまでの加圧下極低温の比熱測定を行った。常圧下でこの系は擬一次元ハイゼンベルグ型反強磁性モデルで極めて良く近似できる。:J/kb=-5K、1J'1=10^<-2>1J1、Tn=0.5K。低温では一次元RVB状態にあるといえる。これに6kbarまでの静水圧をかけたが、磁気状態のままで、他の相への変化は認められなかった。しかし磁気的性質はこの圧力領域で充分なパラメーター制御ができる程やわらかいことがわかった。10kbarまでの圧力領域もあれば、上記のパラメーターは約100%も変化させ得る。一方TPVについても比熱・帯磁率の測定から、この系が擬二次元量子スピン系であるという見通しを得た。この系の特徴のひとつは、不対電子が大きい有機ラジカル分子内で非局在している所にあるが、この性質は相転移の発散の鋭さを鈍らせる(比熱のTn=1.7Kのピークを丸くする)効果をすると思われる。V/t【similar or equal】68とした一次元ハバード系の理論の比熱に合うが、帯磁率は合わず、むしろ二次元的である。今後はこれらの系の加圧下実験及びholeを導入する手法の開拓が具体的目標である。
10μm帯から可視光への高効率パラメトリック映像変換に関する基礎的研究

10μm帯から可視光への高効率パラメトリック映像変換を実現するため以下の基礎的研究を行い成果を得た.1.3次の非線形感受率を計算した.非線形媒質としてセシウム蒸気,その2光子共鳴準位として6d^2D_<3/2>,差周波数光発生の過程を用いるのが有望である.これによりこれまで知られていたナトリウムの和周波数光発生の過程を用いるより数百°C容器の温度を下げられることが判明した.このことは新たな原理に基づく容器の開発を示唆するものでもある.2.上記の過程における位相整合条件を検討した結果,セシウム蒸気の温度があまり高くない範囲では,バッファガスを導入しなくともコリニアな位相整合が可能である見通しを得た.また視野角の見積りも可能になった.3.試作されたセシウム蒸気用容器の使用テストを行い,安全性は確認された.しかし,封止法に問題のあることが判明した.現在再試作中である.4.励起用レーザの不調・故障・修理のため時間を要し,実験を試みる迄には至っていないが,コリニアな位相整合を実現するための光学系および差周波数光(出力光)検出系の設計・部品の取得は完了している.5.パラメトリック周波数変換において効率の制限要因となる可能性のある2光子共鳴吸収について理論的に検討し,その程度を推測可能となった.以上をまとめると,理論的検討はほぼ完了した.また,実験条件やセシウム蒸気用容器再試作のための方針も設定できた.更に,励起用レーザは現在修理中であるので,程なく実験データが得られるものと期待される.従って残された課題は,セシウム蒸気用容器の実用テストを含めて,実際に可視光への変換を試みることである.10μm帯から可視光への高効率パラメトリック映像変換を実現するため以下の基礎的研究を行い成果を得た.1.3次の非線形感受率を計算した.非線形媒質としてセシウム蒸気,その2光子共鳴準位として6d^2D_<3/2>,差周波数光発生の過程を用いるのが有望である.これによりこれまで知られていたナトリウムの和周波数光発生の過程を用いるより数百°C容器の温度を下げられることが判明した.このことは新たな原理に基づく容器の開発を示唆するものでもある.2.上記の過程における位相整合条件を検討した結果,セシウム蒸気の温度があまり高くない範囲では,バッファガスを導入しなくともコリニアな位相整合が可能である見通しを得た.また視野角の見積りも可能になった.3.試作されたセシウム蒸気用容器の使用テストを行い,安全性は確認された.しかし,封止法に問題のあることが判明した.現在再試作中である.4.励起用レーザの不調・故障・修理のため時間を要し,実験を試みる迄には至っていないが,コリニアな位相整合を実現するための光学系および差周波数光(出力光)検出系の設計・部品の取得は完了している.5.パラメトリック周波数変換において効率の制限要因となる可能性のある2光子共鳴吸収について理論的に検討し,その程度を推測可能となった.以上をまとめると,理論的検討はほぼ完了した.また,実験条件やセシウム蒸気用容器再試作のための方針も設定できた.更に,励起用レーザは現在修理中であるので,程なく実験データが得られるものと期待される.従って残された課題は,セシウム蒸気用容器の実用テストを含めて,実際に可視光への変換を試みることである.1.10μm帯から可視光への高効率パラメトリック映像変換を実現するため,非線形媒質としてアルカリ金属蒸気を想定し,最も重要なパラメータである非線形感受率を計算した。その結果,以下の結論が得られた。(1)非線形媒質としてセシウム蒸気,2光子共鳴準位としてその6d【^2D-(3/2)】を用いる差周波数光発生の過程に伴う非線形感受率が大きく,この過程が有望であることが判明した。(2)上記過程は非線形感受率が大きいため,従来知られていたナトリウム蒸気を用いて紫外線に変換する過程よりも数百度C温度を下げられることが判明した。このことは,従来用いられていたヒートパイプの原理に基づく非線形媒質容器ではなく,画像変換に好適な大口径でかつ薄い非線形媒質容器の実現の可能性を示すため重要な結果である。(3)上記の計算結果により,入力する赤外線およびポンピング光の望ましい偏波方向,およびポンピング光の望ましい波長が判明した。2.もう一つの重要な問題は位相整合に関するものである。この問題について理論的に検討した結果,以下の結論を得た。(1)セシウム蒸気の温度があまり高くない範囲では,バッファガスを混入しなくても,コリニアな系でほぼ位相整合条件が満たされることが判明した。(2)蒸気温度が高い場合には,位相の不整合量が正のため,視野はドーナツ形(中心部の変換効率が低い)となり望ましくないことが判明した。3.以上の理論的研究の成果を踏まえて,セシウム蒸気用の容器の設計・試作を行なった。また励起用レーザの調整を実行中である。更に,検出系等に必要な実験器具の選定を実行中である。
大角度暗視野STEM法を用いた非晶質半導体の金属媒介結晶化過程の原子直視研究

非晶質シリコン(a-Si)をAl薄膜上に蒸着して作られる太陽電池では通常の結晶化温度より低い温度でa-Siが結晶化し、デバイスの特性を破壊することが報告されている。このようにAl、Ag、Auなどのfcc金属はa-Geやa-Siの結晶化温度を著しく低下させ、この現象は『金属に媒介された結晶化』と呼ばれている。平成11年度は、大角度検出暗視野走査透過電子顕微鏡法(HAADF-STEM)を用いて、各温度で熱処理した試料を原子分解能で観察した。この方法は、構成元素の原子番号の差が像のコントラストとして現れるため(Z-コントラスト)、新しい電顕法として注目されている^<1)>。Au/a-Ge/MgO試料のas-grown試料と350Cで熱処理後の試料を観察した結果、as-grown試料では、金のクラスターは丸い粒子として観察され、a-Geは背景の不明瞭な一様なコントラストを示した。このコントラストはGeがまだ非晶質であることを示す。一方350Cの熱処理後の試料では、背景のMgOの単結晶膜の上にAu_4GeとGeの2つの部分からなる"きのこ"状の微結晶が観察された。この粒子の高分解能STEM像からは粒子の中に組成のゆらぎが存在することが直読できた。以前のTEMの動的観察で、金のクラスターは75Cで溶け始め100C以上では液体状になってa-Geの表面を徘徊することが観察されたが、その過程の試料のHAADF-STEM観察にも成功した。75Cの試料では金の多結晶粒が観察されるが、これが100Cの試料ではAuとGeが反応して結晶のGeの粒が生成し、ヒトデ状の白いコントラストを示した。さらにこのヒトデ状の領域を高分解能観察すると未反応の金は小さいクラスターとなって吸着していることも判明した。このような知見は以前のTEM観察では明らかにできなかったことである。
導入オンコジ-ンの体細胞突然変異によって起こる個体発癌の研究

ヒトプロト型cーHaーras遺伝子導入マウス(rasマウス)は高頻度に自然発癌する。発生した癌からDNAを抽出し,導入遺伝子およびマウスのHー,Kー,Nーras遺伝子の第12番および第61番コドンの点突然変異を調べてみると,血管肉腫や肺腺腫,ハ-ダ-腺腫においては導入遺伝子の第61番コドンに限って点突然変異が認められ,皮膚乳頭腫においては導入遺伝子の第12番コドンにのみ点突然変異が検出された。本年度は,rasマウスにメチルニトロソウレア(MNU)又はジメチルベンズアントラセン(DMBA)を腹腔に注射し,化学発癌剤に対する感受性を検討した。その結果,MNU投与後約12週で,すべてのトランスジェニックマウスの前胃に乳頭腫が認められ,しかも導入遺伝子の第12番コドンに点突然変異が検出された。一方,DMBA投与によっても約80%のrasマウスに前胃偏平上皮癌,肺腺癌および脾臓血管肉腫が誘発され,すべての腫瘍において導入遺伝子の第61番コドンの点突然変異が検出された。以上の結果は,発癌の組織特異性と,特異的な遺伝子の活性化とが対応することを強く示唆するものであった。つぎにMNU又はDMBAを投与したrasマウスに,活性型ras遺伝子の働きを抑制することが知られている化学物質アザチロシン連続投与し,マウス個体での発癌抑制効果を検討した。その結果,MNUおよびDMBAそれぞれを投与されたrasマウスは,いづれも上記のような組織特異的発癌を示したが,アザチロシン投与群には一匹のマウスも発癌が認められず,個体レベルでもアザチロシンの有効性が実証された。以上の結果,rasマウスは,導入遺伝子の体細胞突然変異を通して,組織特異的発癌を生ずるユニ-クな性質をもつマウスで発癌抑制物質や今後は抗癌剤の検索に応用ができる可能性があるものと考えられる。
行政情報をめぐる公権力の諸相とその法的コントロール

現代行政の一つの特徴は情報化であり、情報の生産と提供が行政の中心的な作用の一つとなっている。福祉を素材にしてみれば明白であるように、行政の役割は借置から撤退する代わりに、新たに参入している事業者に対する監督や必要な情報提供に変化している。国民の行政需要も、災害救助のような活動を別にすれば、その多くが日常生活に必要な情報提供を内容とするといっても過言ではない。本研究は、このような行政の役割変化に対して、行政法学上の論点発掘を試みたものである。本研究の目的は、行政情報の公開や提供を事実上の権力作用として捉えてみた場合において、どのような主体について、どのような情報内容の公開や提供が進められており、また公開が課題となっているのかを分析することである。今年度は、情報公開法制(情報提供を含む)の適用対象法人が、この10年ほどの問にどこまで拡大しており、またどのような法人についてはその適用対象となっていないのかを中心として、分析した。その成果の一部は、「情報公開法制の適用対象の拡大について」(名古屋大学法政論集225号掲載)と題する研究論文として公開されている。今年度に実施した研究の意義は以下の通りである。情報公開法は、一方において国民住民の知る権利の実現や国民主権原理の貫徹を目的とするものであるか、他方では、情報公開義務を課せられないという意味での国民の自律を保障するものでなければならない。国や地方公共団体以外の主体に対する情報公開法制の適用の是非は、それぞれのバランスをどのように保つのかが考慮されることによって、判断されるものである。このようか観点から、いくつかの主体に即して、情報公開法制の適用の是非、どのよりな内容の情報であるのかの区分、開示請求と開示義務という法的性質をもつことの適否、を論じた。今年度に実施した研究は、次のような重要性をもつものである。道路公団の廃止のように、従来情報公開法制が適用されていた法人が廃止されたのちに新たに設立された法人に対して、国民が情報公開請求権を行使できない、といった問題が実際に起きている。このような場合において国民の知る権利を実現すると同時に法人の自律を保障できるような情報公開制度を検討する必要がある。そのような最新の課題についての取り組みであるという点で、本研究は重要性を有している。今年度は、アメリカにおける連邦法および州法の各種資料の収集やアメリカの大学関係者に対するメールでのやりとりなどを通じて、公開請求の対象となるべき行政情報の概念を分析した。アメリカにおいても行政情報の存在形式、つまり情報の保有主体や記録媒体、の概念が存在しないわけではないが、これらは行政情報の対象性の判断における一つの要素であるにすぎない。むしろ国民の知る権利の行使の対象となるべき行政情報の概念については、立法による形式性の具備とともに司法による柔軟な実質判断が行われている。このような法構造が、彼の地における情報公開法の発展を可能にしてきたと評することもできる。わが国の情報公開法制のありようを考えるうえで、次の二点が重要であろう。第一に、電子的情報公開が法制度にもたらす発展についてである。例えば、電子メールが情報公開法の行政文書に該当するのであれば、この場合の公開対象情報は職員間の会話を含むものと考えられる。同様に、電話での会話や会議などの行政情報も公開対象情報となるはずであって、これらを対象とする法制度の不十分さが浮かび上がる。第二に、いわゆる私人が情報公開請求の対象法人となるのか否かについての州法の裁判例において、政府と私人との関係(出資・人事・監督)が一考慮要素であるにとどまり、私人の活動目的(営利性)や活動内容(伝統的な政府活動該当性)も考慮要素とされている。わが国でも、行政的機能を有する私人は多様に存在しており、国法による全国画一的な対処の限界とともに、司法による個別案件毎の判断余地を残す立法テクニックの可能性が、考慮されてよいと考えられる。
クローン病腸管MacrophageにおけるLPS誘導アポトーシスの回避

クローン病におけるCx43によるMacrophageのアポトーシス調節異常の解明のため以下の検討を行った.1)文書による承諾の上,健常人6人(cont),Crohn病患者(CD)6人,潰瘍性大腸炎患者(UC)12人から大腸粘膜を採取しMacrophageを抽出,Flow CytometryでMacrophageにおけるCx43陽性率を測定したところ,CD(42.5±16.2%),UC(25.0±17.0%)で,cont(6.4±8.3%)と比して高かった(P<0.001).同様にCD14の陽性率は,CD(32.3±8.5%),UC(41.2±5.8%)で,cont(2.1±12.4%)と比して高かった(P<0.001)が,TLR4の染色性は十分に得られなかった.TUNEL法を用いたアポトーシスの検討では3群間で有意な差を認めなかった.2)上記患者の末梢血単球を抽出し,ATP添加後のCx43mRNA発現を確認したところ,CD6人中4人に,UC12人中5人に,cont6人中2人に有意なパンドが確認され,CDとUCでは,Cx43mRNA発現と内視鏡的活動度との間に有意な相関を認めた.免疫染色で細胞内Cx43の局在を確認し,contではCx43陽性細胞はほとんど観察されず,CDとUCではCx43は,主に細胞膜上に分布し,CDでは細胞質にも分布が確認された.この結果は,大腸粘膜のCx43分布と一致しており,電子顕微鏡による詳細な発現分布を確認中である.以上の結果は,CDとUCの病態において,単球-Macrophage系細胞におけるCx43発現が関与していることを示唆し,特にCDではその発現異常が認められることを示す.今回,アポトーシスに関した有意な情報は得られていないが,少なくともCDにおける腸管免疫寛容の破綻を解明する糸口を掴んだと考えている.クローン病におけるCx43によるMacrophageのアポトーシス調節異常の解明のため以下の検討を行った.1)文書による承諾の上,健常人6人(cont),Crohn病患者(CD)6人,潰瘍性大腸炎患者(UC)12人から大腸粘膜を採取しMacrophageを抽出,Flow CytometryでMacrophageにおけるCx43陽性率を測定したところ,CD(42.5±16.2%),UC(25.0±17.0%)で,cont(6.4±8.3%)と比して高かった(P<0.001).同様にCD14の陽性率は,CD(32.3±8.5%),UC(41.2±5.8%)で,cont(2.1±12.4%)と比して高かった(P<0.001)が,TLR4の染色性は十分に得られなかった.TUNEL法を用いたアポトーシスの検討では3群間で有意な差を認めなかった.2)上記患者の末梢血単球を抽出し,ATP添加後のCx43mRNA発現を確認したところ,CD6人中4人に,UC12人中5人に,cont6人中2人に有意なパンドが確認され,CDとUCでは,Cx43mRNA発現と内視鏡的活動度との間に有意な相関を認めた.免疫染色で細胞内Cx43の局在を確認し,contではCx43陽性細胞はほとんど観察されず,CDとUCではCx43は,主に細胞膜上に分布し,CDでは細胞質にも分布が確認された.この結果は,大腸粘膜のCx43分布と一致しており,電子顕微鏡による詳細な発現分布を確認中である.以上の結果は,CDとUCの病態において,単球-Macrophage系細胞におけるCx43発現が関与していることを示唆し,特にCDではその発現異常が認められることを示す.今回,アポトーシスに関した有意な情報は得られていないが,少なくともCDにおける腸管免疫寛容の破綻を解明する糸口を掴んだと考えている.
フレッシュコンクリートのポンプ圧送性能試験機の開発

2年にわたる本研究の成果は,以下に示す通りである.(1)モデルコンクリートによる管内流動の可視化実験法の確立高分子吸水性ポリマーを流動相とし,軽量骨材およびコークスを固相とするモデルコンクリートを開発した.実際のコンクリートの流動抵抗性と相似になるように一高分子吸水性ポリマーの配合決定方法を与えるとともに,管内流動途上の固相の運動を可視化することを可能にした.さらに,ビデオとA/D変換器を用いて,固相の粒子運動を時系列的に計測するシステムを完成させた.この実験・計測手法を用いて,テーパー部の管内変形と閉塞の過程,分岐部分の材料分離の過程を初めて明らかにすることができた.(2)電気抵抗によるフレッシュコンクリートの管内材料分離測定法の開発実際のコンクートの電気抵抗を計測することによって,コンクリートの骨材含有量を間接的に求める測定法を実用化した.さらに,流動途上のコンクリートにも適用できるように,電極の磨耗に対する耐久性の向上を図った.この測定方法を用いて現場実験を実施し,その結果から流動途上での材料分離の程度と閉塞危険性の予測について,提案を行なった.以上の成果を基に, 2件の特許を申請中である.(3)固-液2相材料のポンプ圧送に関する材料分離モデルの開発(1)による可視化実験によって得られた粒子運動から,固液2相材料の流動モデルを作成し,コンクリートの流動途上の材料分離と閉塞のシミュレーションを実施した.その結果, (A)テーパー部に材料分離が促進すること, (B)液相の粘性増加は管内圧力の大幅な上昇をきたすが,材料分離抵抗性を増加させるために,全体的には流動性の高い材料となることが,解析的に明らかとなった.2年にわたる本研究の成果は,以下に示す通りである.(1)モデルコンクリートによる管内流動の可視化実験法の確立高分子吸水性ポリマーを流動相とし,軽量骨材およびコークスを固相とするモデルコンクリートを開発した.実際のコンクリートの流動抵抗性と相似になるように一高分子吸水性ポリマーの配合決定方法を与えるとともに,管内流動途上の固相の運動を可視化することを可能にした.さらに,ビデオとA/D変換器を用いて,固相の粒子運動を時系列的に計測するシステムを完成させた.この実験・計測手法を用いて,テーパー部の管内変形と閉塞の過程,分岐部分の材料分離の過程を初めて明らかにすることができた.(2)電気抵抗によるフレッシュコンクリートの管内材料分離測定法の開発実際のコンクートの電気抵抗を計測することによって,コンクリートの骨材含有量を間接的に求める測定法を実用化した.さらに,流動途上のコンクリートにも適用できるように,電極の磨耗に対する耐久性の向上を図った.この測定方法を用いて現場実験を実施し,その結果から流動途上での材料分離の程度と閉塞危険性の予測について,提案を行なった.以上の成果を基に, 2件の特許を申請中である.(3)固-液2相材料のポンプ圧送に関する材料分離モデルの開発(1)による可視化実験によって得られた粒子運動から,固液2相材料の流動モデルを作成し,コンクリートの流動途上の材料分離と閉塞のシミュレーションを実施した.その結果, (A)テーパー部に材料分離が促進すること, (B)液相の粘性増加は管内圧力の大幅な上昇をきたすが,材料分離抵抗性を増加させるために,全体的には流動性の高い材料となることが,解析的に明らかとなった.1.今年度に新たに開発された試験装置、試験方法および解析システムについて以下に示す。(1)圧送現場における配管を直管部,ベント管部,分岐管部の3要素に分離し各々の管要素とそれらの組合わせを圧送管として用い、流速や圧送圧力勾配や圧送時間を任意に制御できるピストン往復型のコンクリートポンプ試験装置を開発した。(2)管内流動状態におけるモルタル相と粗骨材粒子の力学的挙動を実験的に観察することを目的として、実際のフレッシュコンクリートの流動性とほほ同じ性状を有する可視化モデルを、高分子材料や軽量骨材等によっって開発した。(3)可視化モデルによるコンクリートポンプ圧送の可視化実験を行い、管内流動状態や閉塞状態における粗骨材粒子やモルタル相の挙動を観察・追跡するためのビデオシステムを、またこのビデオシステムで記録された画像データのデジタル化および解析手法を開発した。(4)管内流動状態におけるモルタル相と粗骨材の材料分離の程度を定量化することを目的とし、コンクリートの電気特性を応用することにより任意断面における粒骨材濃度を測定するセンサーおよび測定システムを開発した。2.今年度に行った研究によって得られた新たな知見について以下に示す。(1)テーパ管、ベント管や分岐管における流動状態では、モルタル相と粗骨材粒子に相対速度が存在し、テーパ管での管内閉塞は、この相対速度に起因する粗骨材相とモルタル相の動的材料分離がある限界値を越えると発生する。(2)この動的材料分離は、テーパ管管軸方向の粗骨材濃度分布の平均値と平均値まわりの乱れた関係があり、実際の圧送中のコンクリートにおいて動的材料分離を定量化するためには、管軸方向の断面粗骨材濃度分布の測定が有効な手段と考えられる。