hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速炉構造材の熱時効・照射による強度劣化機構の実験的研究

磁性体である純鉄に対するTEM内引張「その場」観察法を確立するため、電解研磨窓枠法を2回実施する事によって50μm板厚材に薄膜化する手法を開発した。この結果非照射材の純鉄において運動転位の観察が可能となり観察手法を確立した。平成25年度は純鉄に対する転位-照射欠陥(ボイド)相互作用について研究を行い、高クロム鋼や二相ステンレス鋼などの各種磁性体に対する転位-照射欠陥相互作用について研究を行う予定である。本研究では、材料強化評価手法として、「電子顕微鏡内『その場』観察法により、熱時効及び照射により生じる組織要素の硬化因子パラメータの定量的評価を行い、機構論的かつ現象論に即したモデルを作成して予測評価することを目的としている。『その場』観察法による定量的評価法を確立し、BCC金属における機構論的な解析による変形機構を明らかにしつつある。今後のモデル構築のための準備や、磁性体材料を用いた試験を行うための技術課題についても見当がついたため、磁性体材料を含む高速炉構造材料に対する実験的研究を進める体制が整った。25年度が最終年度であるため、記入しない。バナジウム合金におけるTEM内引張その場観察による研究成果は順調であり、高速炉構造材料であるSUS316FR鋼について研究に着手し成果を上げつつある。高クロム鋼などの磁性体材料に対する実験手法も純鉄を用いた実験で確立し、最終年度での研究目的達成にめどがついた。計算機試験などについても研究に着手し、研究目標達成が見込まれる。平成24年度は、純バナジウムで確立された実験・解析手法を元に、一次冷却系配管構造材(SUS316FR鋼および高クロム鋼)でのボイドとの硬化因子パラメータを求めていく。また実験で得られた障害強度因子を持つ介在物に対する転位との相互作用を計算するための転位動力学に基づく計算機実験を行う。純鉄による転位-ボイド相互作用について研究成果を得た後、高クロム鋼における転位-照射欠陥相互作用について研究を進め高速炉構造材料の強度劣化機構に対する機構論的評価(照射硬化量の定量評価)を行う。動力学的分子モデル計算機実験によるBCC系結晶での転位-照射欠陥相互作用について実験と計算機の比較を通してミクロ構造から転位-照射欠陥相互作用について検討を行う。
グローバル構造ヘルスモニタリング手法の開発

材料・構造物の損傷や欠陥を検出し評価することは、構造物の信頼性を確保するために非常に重要である。しかし、例えば超音波探傷法などを用いて個々の損傷を検出するためには、対象物全面にわたって走査をする必要があり、膨大な時間とコストが発生する。一方、AE(アコースティック・エミッション)法は少数のセンサで大型構造物の状態監視が可能な手法であり、グローバルな監視には適した手法である。ただし、新たに発生した損傷を見つけることには有効であるが、既に存在している損傷は検出できないという問題があった。近年地質構造を評価する手法として地震波干渉法が注目されている。この手法は、地震波あるいは雑音的な振動による波動同士の相関あるいは干渉をとることにより、波動が伝播する媒体のグリーン関数を評価するものである。本研究では、このような干渉法を材料中に発生するAE波に適用することにより、材料や構造物中に既に存在する損傷の評価が可能な適切な手法についての検討を行うことを目的とする。前年開発を行ったAE装置の改良を進めハードウエア的およびソフトウエア的に最適化を行い、実機のAE波計測環境においても、連続的なAE波解析について検討を行った。実際の材料試験におけるAE計測を行い、装置の有効性を確かめた。また、改良が必要な場合は随時改良を行った。前年に引き続き、複層鋼板、珪素鋼板、Mg合金について、そのら材料における波動伝播特性の試験片サイズ依存性、特に周波数特性についての解析を進めた。新しい位置標定アルゴリズムを開発することにより、高精度の評価が可能であることがわかった。AE法から得られる最も有効な情報は、損傷の発生した位置である。しかも、ほぼリアルタイムに位置が評価できるという特徴を有している。しかし、高精度で位置標定を行うことは容易ではなかった。そこで本年度では、赤池情報基準を用いた新たなAE波の到達時刻を判断するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムを用いることにより、複層鋼板、珪素鋼板、Mg合金において、高精度のAE位置標定が可能であることがわかった。
ゲルマニウムの反応性を利用する新炭素-炭素結合生成反応の開発

一連の研究においてヒドロシランとヒドロゲルマニウムの反応性が著しく異なったのがビニルシランの反応であった。ルテニウムカルボニル触媒存在下、ビニルシランとヒドロシランの反応ではケイ素基が不均化したビスシリルエチレンが主生成物として得られるのに対し、ヒドロゲルマニウムでは通常のヒドロゲルマニウム化反応生成物のみを高収率で与えた。この違いを詳しく検討するためビニルシランの代わりにアリルシランを用いて検討を行った。その結果、アリルシランにおいてもケイ素基が不均化することを見い出したが、ヒドロゲルマニウムでは反応が進行しなかった。アリルシランにおいてもケイ素基が不均化したことはアリルシランが有用なケイ素化剤になりうることを示唆しており、種々検討した結果、アリルシランがオレフィンに対する有用なケイ素化剤であることを見い出した。ヒドロシランとヒドロゲルマニウムの遷移金属を触媒とする反応が極めて類似していることから、触媒中間体として、H-M-SiおよびH-M-Geがそれぞれ生成し、反応が進行しているものと推定された。従って、オレフィンと一酸化炭素とのカルボニル化反応も同様に進行するものと期待されたので、ゲルマニウムの反応性を利用する新炭素ー炭素結合生成反応の開発を目的として、オレフィンとヒドロゲルマニウムおよび一酸化炭素を用いた触媒的カルボニル化反応の研究を行ってきた。しかし、結果的にヒドロゲルマニウムの反応ではそのようなカルボニル化反応を見い出すことができなかった。ケイ素とゲルマニウムとの性質の違いから、ヒドロゲルマニウムに特有の反応が見いだせるのではないかと期待されたが、今後の検討課題として残された。
ポリ（ＡＤＰーリボシル）化による細胞の分裂と運動の制御

本研究は、ポリ(ADP-リボシル)化酵素タンキラーゼによる蛋白質の翻訳後修飾シグナルが、染色体分配および細胞運動をどのように制御し、その破綻がどのようにがん悪性化形質をもたらすかを解明することを目的とする。我々はこれまでに、タンキラーゼの過剰発現がテロメアタンパク質TRF1のポリ(ADP-リボシル)化を亢進させ、TRF1のユビキチン分解を導くことにより、がん遺伝子オーロラAの過剰発現による細胞分裂異常を抑制することを見出してきた。この成果から、オーロラAによるTRF1の異所性リン酸化が微小管による動原体の捕捉を阻害することが示唆された。そこで今年度は、微小管による動原体捕捉に対するTRF1そのものの機能的関与について詳細に検討した。まず、TRF1の枯渇は、微小管による動原体の捕捉を過度に増強した。分裂期キナーゼの一種であるオーロラBは、自身のキナーゼ活性に依存し、動原体における微小管の脱重合の促進、すなわち異常な動原体捕捉の解消に寄与しているが、免疫染色の結果、TRF1枯渇細胞では分裂期におけるオーロラBの動原体局在が顕著に減弱していることが明らかとなった。これらのことから、TRF1は微小管による動原体の捕捉を適切に調節することにより、染色体安定性の維持に寄与していることが示唆された。一方、我々が同定したタンキラーゼ結合蛋白質TAB182を枯渇させると、細胞の運動能が亢進した。TAB182がタンキラーゼによってポリ(ADP-リボシル)化を受けることを試験管内の検討で明らかにしており、今回、タンキラーゼとTAB182の相互作用およびポリ(ADP-リボシル)化反応が、細胞運動を制御している可能性を見出した。これらの分子基盤をさらに詳細に解明することにより、ポリ(ADP-リボシル)化修飾シグナルを標的とした、新たながん治療法への道筋が開拓されると期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ポリ(ADP-リボシル)化酵素タンキラーゼ1による蛋白質の翻訳後修飾シグナルが、染色体分配および細胞運動をどのように制御し、その破綻がどのようにがん悪性化形質をもたらすかを解明することを目的とする。今年度は以下の成果を得た。まず、タンキラーゼ1の過剰発現は同結合蛋白質であるTRF1のポリ(ADP-リボシル)化を亢進させ、TRF1のユビキチン分解を導くことにより、がん遺伝子オーロラAの過剰発現による細胞分裂異常(細胞質分裂の失敗に伴う四倍体化)を抑制することを見出した。過剰発現したオーロラAは本来、TRF1をリン酸化し、微小管による動原体の捕捉を阻害することを見出した。小分子干渉RNAでTRF1を枯渇させた細胞では、オーロラAを過剰発現しても微小管による動原体捕捉の異常が認められなかった。興味深いことに、TRF1枯渇細胞では微小管による動原体捕捉が過度に亢進している傾向が見出された。これらの結果から、タンキラーゼ1はTRF1のポリ(ADP-リボシル)化を通じてTRF1の蛋白質量を制御し、ひいては染色体分配の精度を保証している可能性が示唆された。オーロラAの過剰発現など、ある種の発がん初期過程では、この系が破綻することによって染色体不安定性がもたらされるものと予想された。一方、我々が以前同定したタンキラーゼ1結合蛋白質TAB182を枯渇させると、細胞の運動能が亢進した。我々はすでに、TAB182がタンキラーゼ1によってポリ(ADP-リボシル)化を受けることを試験管内の検討で明らかにしており、今回、タンキラーゼ1とTAB182の相互作用およびポリ(ADP-リボシル)化反応が、細胞運動を制御している可能性を見出した。

TAB182がタンキラーゼによってポリ(ADP-リボシル)化を受けることを試験管内の検討で明らかにしており、今回、タンキラーゼとTAB182の相互作用およびポリ(ADP-リボシル)化反応が、細胞運動を制御している可能性を見出した。これらの分子基盤をさらに詳細に解明することにより、ポリ(ADP-リボシル)化修飾シグナルを標的とした、新たながん治療法への道筋が開拓されると期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。タンキラーゼ1とTRF1の機能的均衡による染色体分配の制御メカニズムの解析については、当初の計画以上に大きな進展があった。このため、同計画により多くのマンパワーを充当したことにより、タンキラーゼ1とTAB182の相互作用を介した細胞運動の制御メカニズムの解析については、当初の計画のうち、一部は未着手に終わった。但し、細胞運動の方の実験もデータ自体は予想通りに得られており、流れとしては順調に進展している。タンキラーゼ1過剰発現細胞およびTRF1枯渇細胞にて、核膜崩壊から細胞分裂後期までの所要時間と、紡錘体チェックポイントの厳格性の因果関係を調べる。さらに、TRF1枯渇細胞およびノックアウト細胞における微小管・動原体捕捉および染色体不安定性(異数性)を免疫染色およびFISHで検討する。これらの検討により、タンキラーゼ1とTRF1による染色体分配の制御メカニズムと、その破綻による染色体不安定性の様態を明らかにする。一方、タンキラーゼ1およびTAB182を過剰発現もしくは枯渇させた細胞株について、アクチン繊維の発達の有無、アクチン脱重合因子コフィリンおよび上流シグナルの変化、浸潤能などを調べる。また、タンキラーゼ1阻害剤がこれらにどのような影響を及ぼすかを調べ、細胞運動およびがん浸潤に対するポリ(ADP-リボシル)化の関与を明らかにする。
東京都区部インナーエリアの市街地更新システムの把握に基づく再開発論の研究

東京都土地利用現況調査(昭和56)と国勢調査(昭和50と55)を用いて,区部における都市計画対応の有無による市街地の質の相違を500mメッシュ単位で検討する事で,都市計画における土地利用の実現手段としての地域地区制・道路整備・基盤整備の市街地環境創出の有効性を検討した.昨年度の研究では,容積率の指定に対する実際の容積率達成状況から,市街地の形成に対する容積率指定の効果を検討し,その結果,規制値が高いほど確実に充足度は上昇し,規制値そのものが市街地の形成に影響を与えている事,基盤整備の効果はその市街地の容積率の取り得る幅を狭める事で実現性を保証している事を明らかにした.本年度ではこれに引き続き,これらの市街地の社会的属性を検討するために,(1)まず国勢調査の町丁目データを500mメッシュに変換する作業を行ない,(2)上記の都市計画対応の有無による物的状況の相違と社会的属性の関係を検討した.ここでは特に,前年度においても着目した基盤整備と市街地の物的環境に加えて,基盤整備と社会的属性の関係についての検討を行なった.基盤整備の有無と道路率の高低によって4分類したところ,居住環境については,基盤整備の有無の影響が大きく,生産環境等の業務環境としては,道路条件の良さと基盤整備の有無の双方が,そこに立地する機能にとっての外部経済としての意味が大きい事が判明した.東京都土地利用現況調査(昭・56)を用いて、区部における容積率の指定に対する実際の容積率達成状況を500メートルのメッシュ単位で検討することで、都市計画における土地利用の実現手段としての地域・地区制のうちの容積率規制の実効性を検証した。規制容積率とネット容積率の関係を検討したところ、規制値200%以下の場合は規制値によらずネット値は120%が上限であるのに対し、規制値400%以上のメッシュにおいては、規制値がたかいほど確実に充足度(ネット値/規制値)は上昇し、規制値そのものが市街地の形成に影響を与えていることが判明した。次に、容積率達成状況と都市基盤整備の関係を検討した。この結果、整備済メッシュと未整備メッシュとの間で、ネット容積率、充足度の平均値には差はないが、未整備メッシュでは個々のメッシュの値の差が激しく、基盤整備の効果は、充足度と高さとしては反映されないが、その市街地の容積率の取り得る幅を狭める事で実現性を保証している点にあらわれていることが判明した。また、道路率とネット容積率の関係を検討したところ、規制値400%以上のメッシュにおいて正相関の関係があり、規制値400%以上のメッシュにおいては、メッシュ内の道路が整備されていることが、ネット容積率の高さに影響をおよぼすことも判明した。東京都土地利用現況調査(昭和56)と国勢調査(昭和50と55)を用いて,区部における都市計画対応の有無による市街地の質の相違を500mメッシュ単位で検討する事で,都市計画における土地利用の実現手段としての地域地区制・道路整備・基盤整備の市街地環境創出の有効性を検討した.昨年度の研究では,容積率の指定に対する実際の容積率達成状況から,市街地の形成に対する容積率指定の効果を検討し,その結果,規制値が高いほど確実に充足度は上昇し,規制値そのものが市街地の形成に影響を与えている事,基盤整備の効果はその市街地の容積率の取り得る幅を狭める事で実現性を保証している事を明らかにした.本年度ではこれに引き続き,これらの市街地の社会的属性を検討するために,(1)まず国勢調査の町丁目データを500mメッシュに変換する作業を行ない,(2)上記の都市計画対応の有無による物的状況の相違と社会的属性の関係を検討した.ここでは特に,前年度においても着目した基盤整備と市街地の物的環境に加えて,基盤整備と社会的属性の関係についての検討を行なった.基盤整備の有無と道路率の高低によって4分類したところ,居住環境については,基盤整備の有無の影響が大きく,生産環境等の業務環境としては,道路条件の良さと基盤整備の有無の双方が,そこに立地する機能にとっての外部経済としての意味が大きい事が判明した.
地球内核・系外惑星深部圧力下における地球惑星構成物質の理論研究

本研究では、地球や地球型系外惑星(スーパーアース)深部に相当する温度圧力条件で地球惑星構成物質がどのような性質を持つかということを、第一原理計算で調べることを目的としている。平成30年度では以下について研究を行った。--昨年度に引き続き、地球外核の温度圧力条件における液体鉄合金の密度と音速を、温度、圧力、軽元素の濃度の関数として計算し、地震波測定(PREM)と整合的な軽元素の濃度を推定した。本年度では、昨年度で行なっていた研究に加えて、ニッケルの影響、さらには5つの軽元素(水素、ケイ素、硫黄、酸素、炭素)全てを含めた場合を考慮した。外核内核境界温度あるいはニッケル濃度の上昇に伴い、PREMに整合する濃度範囲は広くなることを示した。整合する濃度範囲のほとんどが水素を含んでいることから、水素がもっとも有力な軽元素候補であることを示した。(投稿中)--昨年度に引き続き、Mg-Si-O系のアナログ物質であるMg-Ge-O系とNa-Mg-F系について、超高圧の相転移を研究した。Mg-Ge-O系はGd2S3型MgSiO3およびMg2SiO4に関連する相転移のアナログ物質として、Na-Mg-F系はU2S3型MgSiO3およびMgSi2O5についてのアナログ物質として使えるということを予言した。(投稿中)--実験家との共同研究として、面心立方構造をもつ固体FeHについて状態方程式の計算を行った。60GPa付近で磁気転移とそれに伴う状態方程式の変化を示し、実験で得られた圧縮挙動の変化の説明を与えた。(投稿中)-- MgSiO3ポストペロブスカイトのMg2SiO4+MgSi2O5への分解に対して、不純物アルミニウムを入れた場合の影響を調べた。MgSiO3のアルミニウム濃度を変化させ、分解圧力がどのように濃度に依存するか、アルミニウムが分解時にどのように分配されるかを調べた。(論文執筆中)液体鉄合金の研究に予想以上に時間がかかってしまったが、予定していた固体鉄合金やMgSiO3アナログ物質の研究も完了し、MgSiO3分解反応の不純物の影響も結果が出始めている。また、準調和近似では扱えない非調和効果の研究も開始することができている。Mg-Si-O系における分解圧力へのアルミニウム以外の不純物(鉄)の転移圧力への影響の計算を行う。Mg-Si-O系において、これまで準調和近似を用いて高温領域の研究を行ってきたが、分子動力学を用いて、高温における非調和性の考慮が必要になるかを明らかにする。本研究では、地球や地球型系外惑星(スーパーアース)深部に相当する温度圧力条件で地球惑星構成物質(MgSiO3系および鉄水素合金)がどのような性質を持つかということを、第一原理計算で調べることを目的としている。29年度では以下の(1)(4)について研究を行った。(1)地球外核条件下における鉄-水素-X液体合金(X=酸素、ケイ素、炭素、硫黄)の密度と音速の温度圧力依存性を計算し、地震波測定と整合的になるような各元素の濃度を決定した。(2)Mg-Si-O系について、スーパーアースのマントル深部で起こるであろう新たな相転移を予言した。純粋なMgSiO3ポストペロブスカイトについて、以前筆者らは分解する予想を立てた。このMgSiO3がMgOあるいはSiO2と共存する場合、分解に先立って結合してMg2SiO4あるいはMgSi2O5になることを新たに予言した。(3)Mg-Si-O系について分解/結合を予言したのだが、実際のスーパーアースのマントルでは、Mg-Si-O系に加えて鉄などの不純物が存在するはずである。不純物が存在する時、分解/結合が起きる圧力はどのように変化するか。手始めに、MgOのB1-B2転移において、Mgの一部をFeに置き換えた時に圧力が変化することを示した。(4) Mg-Si-O系の分解/結合の圧力は非常に高く、実験で確認するのは現時点では困難である。そこで、似たような分解/結合を示しながら転移圧力が十分低い物質(アナログ物質)があれば、分解/結合の実験的研究が進むことが期待される。そのような物質候補として、Na-Mg-FとMg-Ge-O系を提案した。これらは完全にMg-Si-O系と同じ転移を起こすわけではないが、分解/結合について十分に低い圧力になることを示した。鉄水素合金やMgOの相転移への不純物(鉄)の影響の研究に加えて、新たにMg-Si-O系のスーパーアース深部で起こりうる結合の予言や、アナログ物質候補の予言も行えた。

整合する濃度範囲のほとんどが水素を含んでいることから、水素がもっとも有力な軽元素候補であることを示した。(投稿中)--昨年度に引き続き、Mg-Si-O系のアナログ物質であるMg-Ge-O系とNa-Mg-F系について、超高圧の相転移を研究した。Mg-Ge-O系はGd2S3型MgSiO3およびMg2SiO4に関連する相転移のアナログ物質として、Na-Mg-F系はU2S3型MgSiO3およびMgSi2O5についてのアナログ物質として使えるということを予言した。(投稿中)--実験家との共同研究として、面心立方構造をもつ固体FeHについて状態方程式の計算を行った。60GPa付近で磁気転移とそれに伴う状態方程式の変化を示し、実験で得られた圧縮挙動の変化の説明を与えた。(投稿中)-- MgSiO3ポストペロブスカイトのMg2SiO4+MgSi2O5への分解に対して、不純物アルミニウムを入れた場合の影響を調べた。MgSiO3のアルミニウム濃度を変化させ、分解圧力がどのように濃度に依存するか、アルミニウムが分解時にどのように分配されるかを調べた。(論文執筆中)液体鉄合金の研究に予想以上に時間がかかってしまったが、予定していた固体鉄合金やMgSiO3アナログ物質の研究も完了し、MgSiO3分解反応の不純物の影響も結果が出始めている。また、準調和近似では扱えない非調和効果の研究も開始することができている。(1)固体鉄水素合金、(2)Mg-Si-O系における分解/結合圧力への不純物(鉄など)の影響を調べる。これまで準調和近似の範囲で行っていた研究を、第一原理動力学法を用いる手法にまで広げて、高温における非調和性の重要性を調べる。Mg-Si-O系における分解圧力へのアルミニウム以外の不純物(鉄)の転移圧力への影響の計算を行う。Mg-Si-O系において、これまで準調和近似を用いて高温領域の研究を行ってきたが、分子動力学を用いて、高温における非調和性の考慮が必要になるかを明らかにする。(理由)今年度は新たな端末を購入する必要がなかった。計算機資源の利用が予想より少なかった。(使用計画)新たな端末やデータ保存のためのハードディスクの購入を必要に応じて行う。より計算機資源の必要な計算(第一原理動力学計算)を行う予定である。(理由)新たな端末を購入する必要がなかった。計算機資源の利用および旅費が予想より少なかった。オープンアクセスジャーナルへの積極的投稿を目指す。
近江における後期前方後円墳の系譜と性格

・7、8月に山津照神社古墳の測量・発掘調査を実施。墳形・規模・埴輪に関する基礎的な資料を得た。またくびれ部において、祭祀に用られた各種の須恵器を発見した。・912月発掘資料の整理、以前に出土した副葬品の調査、鴨稲荷山古墳出土品の調査を行った。他の古墳、とその出土品との比較検討を進めた。上記の調査・研究成果を報告書にまとめた。
触媒増殖反応を用いる超微量指標金属種の高性能化学計測法の開発

化学増幅システムは,触媒となる金属イオンの速度論的超微量分析法として広く研究されている.当研究室では化学増幅反応の一種である自己触媒反応を数学的に解析することによって,「試薬濃度-時間曲線群は変曲点付近の形状が触媒濃度に依存せず一定であること」「その変曲点は触媒初濃度に相関すること」を見出した.この特徴を計測化学的側面から検討し,目的成分濃度に依存せずに一定のシグナル強度を与える「定感度計測法」の実現が可能であること,さらに,この計測法は理論的には無限の感度を持っていることを明らかにした。これを実現する系の一つが,金属錯体分解を触媒する金属イオンをあらかじめ封じ込めておき,それを酸化剤で酸化分解するモデルである.当研究室が開発した速度論的識別モード(KD)-HPLCの結果および酸化剤の探索結果から,解離不活性であるピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体とペルオキソ-硫酸の組み合わせを開発し,自己触媒増殖反応を終点検知反応として用いる定量システムの構築に成功した.本法では10^<-10>mol dm^<-3>レベルのコバルト(II)イオンの計測が可能である.さらに時間曲線群に微分処理を行うことで,影響因子である対称四級塩や臭化物イオンの定量にも成功した.また,この反応のメカニズムに関する情報の取得を目的とし,分光光度計およびストップドフロー分光光度計を用いて速度に関する実験を行った.並行してラジカル捕捉剤添加実験も行うことにより,配位子および錯体の分解反応はともに接触反応と非接触反応の併発系で構成されているが,その分解機構は異なっていることを明らかにし,理想系システム構築に対する指針を得た.化学増幅システムは,触媒となる金属イオンの速度論的超微量分析法として広く研究されている.当研究室では化学増幅反応の一種である自己触媒反応を数学的に解析することによって,「試薬濃度-時間曲線群は変曲点付近の形状が触媒濃度に依存せず一定であること」「その変曲点は触媒初濃度に相関すること」を見出した.この特徴を計測化学的側面から検討し,目的成分濃度に依存せずに一定のシグナル強度を与える「定感度計測法」の実現が可能であること,さらに,この計測法は理論的には無限の感度を持っていることを明らかにした。これを実現する系の一つが,金属錯体分解を触媒する金属イオンをあらかじめ封じ込めておき,それを酸化剤で酸化分解するモデルである.当研究室が開発した速度論的識別モード(KD)-HPLCの結果および酸化剤の探索結果から,解離不活性であるピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体とペルオキソ-硫酸の組み合わせを開発し,自己触媒増殖反応を終点検知反応として用いる定量システムの構築に成功した.本法では10^<-10>mol dm^<-3>レベルのコバルト(II)イオンの計測が可能である.さらに時間曲線群に微分処理を行うことで,影響因子である対称四級塩や臭化物イオンの定量にも成功した.また,この反応のメカニズムに関する情報の取得を目的とし,分光光度計およびストップドフロー分光光度計を用いて速度に関する実験を行った.並行してラジカル捕捉剤添加実験も行うことにより,配位子および錯体の分解反応はともに接触反応と非接触反応の併発系で構成されているが,その分解機構は異なっていることを明らかにし,理想系システム構築に対する指針を得た.本研究は,被分解錯体中に触媒として働く金属イオンを閉じ込めておき,これを分解する反応の進行に伴って触媒が増殖される反応系を設定することによって,無限の感度を有する化学計測法の確立を目的とするものである.本年度の成果としては,上記の着想をコバルト(III)-ピリジルアゾフェノール系色素(5-Br-PAPS)系によって具体化することに成功した.また,誘導期間を経た後に急激に反応が進行する試薬濃度-時間曲線は,良好な一定形状を有して触媒初濃度に依らず,反応が誘導期間を経た後に急激に進行することから目視での計測が容易であり,濃度を時間に変換できる特徴を活用して,ストップウオ-ッチひとつて超微量を容易に計測できる方法を可能にしている.この研究の過程で時間曲線にシミュレーションに着手し,錯体の分解によって生じたコバルトイオンが配位子である5-Br-PAPSおよびそのコバルト錯体の酸化分解の両者に触媒作用を示すことから検討を行った.その結果,この反応では,触媒として働く金属化学種と反応生成物の活量が,反応開始後の時間経過に伴って大きく変化するために,反応開始後の時間経過に伴って変化する溶液環境を支持反応への影響因子として考慮する必要性が判明した.今後は,指示反応系の拡張によって本法に適合する試薬の特性について指針を得るとともに,触媒増殖過程に影響を与える物質の種類と機構の検討が重要な課題である.当研究室が開発した自己触媒増殖反応を利用する速度論的分析法は,目的成分濃度に関わらず一定のシグナル強度変化を与える定感度測法の実現を可能にしたものであり,理論的には定量下限が無限という優れた特徴も持っている.この自己触媒増殖反応を終点検知反応とするよう設計したものが,コバルト(II)イオン-ピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体-ペルオキソ-硫酸で構成されるコバルト(II)イオン定量システムである.この反応を解析するためコンピューターシミュレーションを行い,誘導期間の差が過剰試薬の分解速度差によって生じていることを明らかにした.この結果は自己触媒反応を利用する高感度簡易目視定量法を開発する際の,有用な設計指針である.この自己触媒増殖反応をフロー系に導入することにより,本法の拡張を試みた.

フロー系として循環流路フローインジェクション分析法を採用し,ピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体の自己触媒酸化分解反応を指示系としたコバルト(II)イオンの自動計測化について検討を行った.最適条件の探索の結果,10^<-9>10^<-7>mol dm^<-3>のコバルト(II)イオンの自動計測に成功した.また化学計測システムの設計の際には,その化学反応の情報取得が必須の条件となるため,分光光度計を利用した速度実験およびラジカル捕捉剤添加実験を行い反応メカニズムを検討した.その結果,配位子および金属錯体の分解反応はともに接触反応と非接触反応の併発系で構成されているが,その分解機構は異なっていることが明らかになり,理想系システム構築のための指針を得ることができた.
多重Ambient 計算とRFID機器を用いた物流監視システム構築に関する研究

海上コンテナ輸送では,気象や貨物量の急激な変化など様々な要因を考慮し,使用する船や中継港などは輸送中に動的に決定される.本研究では,このような動的な物流計画を対象とし,コンテナ取扱の妥当性を自動的に判定する監視システムを開発した.本システムは,プロセス代数の一種である多重Ambient Calculus(MAC)で物流計画全体をモデル化し,RFID機器を用いて捉えたコンテナの挙動とモデルを比較することで,コンテナ取扱の妥当性を判定するものである.さらに本研究では,MACにより表現されるモデルが,動的に変化する物流システムの所期の性質を満たすことを自動的に確認するモデル検査システムを開発した.初年度(27年度)は,次の2項目を実施した.2. [国内研究会発表]広島商船高等専門学校,神戸港コンテナターミナル運営会社,フォワーダー会社に赴き,実際の物流で行われているコンテナの積み替え作業について,実務の詳細に関する知見を得た.これらの情報を元に,27年度の研究実施計画に於いて述べた,中継港で行われるコンテナ載せ替えのための事務作業,具体的には載せ替える船の動的な決定とコンテナ割当の作業をモデル化し,現実の物流に即した監視システムの構築を行った.またこれらの結果をまとめ,情報処理学会プログラミング研究会にて研究報告書“多重Ambient Calculusを用いた海上物流監視システムのための動的経路設定機能"として発表した.本研究では,多重Ambient Calculusを用い,大規模な物流システムにおける貨物配送の監視,及び物流システムに対するモデル検査を行うことのできるシステムの構築を目的としている.初年度の計画にて述べた複数の港を経由する複雑な航路に対応した監視システムの構築についての結果が国際会議のプロシーディングに採録された.また中継港での積み替えの事務作業のモデル化に関する結果を情報処理学会プログラミング研究会にて発表した.ただしこれらについて雑誌論文として採録されるまでには至っておらず,28年度はこれらの結果を早急に投稿し採録を目指す.2年目となる平成28年度の実績は以下の3項目である。2. [国際会議発表]沖縄県宜野湾市で開催された国際会議"2017International3.[雑誌論文]情報処理学会プログラミング研究会トランザクションに、論文「物流記述のための混合型時間アンビアント計算」を投稿し、採録された。本研究では、多重Ambient Calculusを用い、大規模な物流システムにおける貨物配送の監視、及び物流システムに対するモデル検査を行うことのできるシステム構築を目的としている。2年度の計画で述べた「複雑で大規模なプロセス式を編集し実行(遷移)させながら完成させることのできる統合開発環境に関し、その成果をまとめIEEEの主催する国際会議に投稿し採録されたため、米国テキサス州にて口頭発表を行なっている。さらに、当初の計画にはなかったが、Ambient Calculusuを時間拡張した混合型時間Ambient計算を提案し、経過時間までを考慮した物流システムのモデル化が可能になることを示した。この成果を論文としてまとめ情報処理学会プログラミング研究会のトランザクションに投稿して採録された。多重Ambient計算(MAC)とRFID機器を用いた物流監視システム構築にあたり、最終年度は監視システムとモデル検査システムの構築を行い論文としてまとめ、研究会での口頭発表及び雑誌への投稿を行った。本論文は以下の2項目の内容からなる。項目1 [RFID機器とMACによる物流監視システム]:このシステムは次の2つの機能からなる。機能1. MACプロセス式を動的に生成する機能:実際のコンテナ輸送に用いられるマニュフェストと呼ばれる書類からMACプロセス式を動的に生成する機能。これにより先行研究では不可能であった複雑な経路を辿るコンテナ輸送をモデル化することが可能となった。機能2.ハンディ型RFIDを用いたコンテナ取扱分散監視機能:先行研究では一隻の船に1つのクレーンで積み込み積み下ろしをすることを想定し固定式のRFID機器を用いていたが、実際のコンテナターミナルでは1隻の船に対する取扱が複数のクレーンで行われるため、機能の拡張が必要であった。本研究では各クレーンにハンディー式のRFID機器を分散配置し、各機器で読み取ったプロセス式をサーバーで処理し取扱の妥当性を判定する機能を実現した。項目2 [海上物流計画に対するモデル検査]:本研究で構築した物流監視システムでは物流システムをモデル化したMACのプロセス式が自動的に生成されるが、このモデルが物流計画の内容を正確に反映していない場合、この監視活動は無意味なものとなってしまう。そこで本研究では、このモデルが、動的に変化する物流システムの所期の性質を満たすことを自動的に確認するモデル検査システムを構築した。以上の成果を論文「多重Ambient Calculusを用いた動的な海上物流計画に対するモデル検査」としてまとめ、情報処理学会数理モデル化と問題解決研究会に投稿し現在審査中である。海上コンテナ輸送では,気象や貨物量の急激な変化など様々な要因を考慮し,使用する船や中継港などは輸送中に動的に決定される.本研究では,このような動的な物流計画を対象とし,コンテナ取扱の妥当性を自動的に判定する監視システムを開発した.本システムは,プロセス代数の一種である多重Ambient Calculus(MAC)で物流計画全体をモデル化し,RFID機器を用いて捉えたコンテナの挙動とモデルを比較することで,コンテナ取扱の妥当性を判定するものである.さらに本研究では,MACにより表現されるモデルが,動的に変化する物流システムの所期の性質を満たすことを自動的に確認するモデル検査システムを開発した.28年度以降は,次のように研究を実施する予定である.

1. 28年度の研究実施計画で述べたように,様々な場面でその場に応じたルーティング機構が構成できるようプロセス式生成システムを拡張する.そのためには,物流システムをできるだけ正確にモデル化した様々なプロセス式をあらかじめ作成する必要がある.2年目はまず,複雑で大規模なプロセス式を編集し実行(遷移)させながら完成させることのできる統合開発環境を構築する.2. 1.と並行して,初年度に実施した内容を改善し雑誌投稿を目指す.具体的には,コンテナの乗り換え時に行われる事務作業をより忠実にモデル化するためのプロセス式の策定,及びそれらのプロセス式の分散環境上での管理方法を確立し実装する.3. 2.で実装する物流監視システムを用いて実証実験を行うため,これまで用いてきた固定式のUHF帯RFID機器に加え,より性能・機能が向上した新型のハンディ型のRFID機器を導入する.すでにこの機器を利用するための予備実験は完了しており,今後この機器を物流監視システムに組み込むためのミドルウェアの開発を予定している.これらの機器を利用することにより,より現実的な実証実験が可能になることが見込まれる.最終年度は、本研究の目的である物流監視システムの完成を目指す。これまでにRFIDを用いた移動検出機能やプロセス式遷移機能など個々の機能を開発してきたが、これらを統合し貨物の取り扱いの妥当性を判定できる物流監視システムとしてまとめ、実際の物流システムに適用する実験を行う必要がある。また、本年度開発した統合開発環境を利用して複雑な物流経路を表現できるプロセス式を作成し、より現実に即した物流の監視ができるよう本システムを改良する。さらに、本年度提案した時間拡張したAmbient Calculusでモデル化された物流システムのモデル検査が可能となるよう、様相論理の一種であるAmbient Logicも時間拡張する。これにより時間経過までも考慮した物流システムの監視、および性質の検証が可能となる。情報学当初購入を予定していたRFID機器よりも高性能な機器の発売が周知されたため、2017年度にその新しい機器を購入することができるよう、調整しました。この機器は、従来の機器に比べ使用出来るOSが新しく柔軟性があること、およびRFID機器としての基本性能(読み取り距離及び精度)が高いことなどから、本研究をより円滑にすすめることが可能と考えております。次年度使用額と本来の2017年度の助成金を合わせ、日栄インテック社製RFD8500を購入する予定です。本機器の予定金額: 33万円
ヒト無精子症原因遺伝子の同定、蛋白機能解析および精子形成過程のメカニズムの解析

近年、マウスHop2,Cdk2及びMeisez遺伝子のノックアウトマウスが報告された。これらのマウスは全て生殖能力を全く有していなかった。詳細な解析の結果、これらのマウス全てが精子形成過程における減数分裂異常に起因する無精子症を呈することが判明した。そこで我々はこれら3つの遺伝子がヒトでもヒト無精子症の原因遺伝子となりうるのではないかとの仮説をもとに解析を行った。対象となる患者はアメリカ人、イスラエル人及び日本人の計55名である。すべての患者及び正常コントロール群は文章によるインフォームドコンセントを得た後に血液からDNAを抽出し、また大学の倫理委員会の承認を得た後に解析が開始された。3つの遺伝子における全てのcoding regionにおいてmutation解析を施行したところ、ヒトHOP2遺伝子で2箇所、CDK2遺伝子で1箇所さらに、MEISEZ遺伝子で11箇所のsingle nucleotide polymorphism(SNP)を検出した。これらのSNPにおいて正常コントロール群とそのアレル、ゲノタイプの出現頻度を比較検討したところ、HOP2及びCDK2遺伝子では患者群とコントロール群で有意な差を認めなかった。しかしながら、ヒトMEISEZ遺伝子においては今回検出された11のSNPのうちその2箇所において患者群とコントロール群でそのアレルおよびゲノタイプの出現頻度において統計学的な有意差を認めた(p<0.05)。本研究により、ヒトMEISEZ遺伝子がヒト無精子症特にその精子形成過程における減数分裂に関与していることが示唆された。今日までの不妊治療のめざましい進歩により、その成果は着実に進歩しているものの、男性不妊症、特にいわゆる無精子症は現在でも不妊治療の大きな壁となっている。近年、そのノックアウトマウスが減数分裂異常に起因する無精子症を呈するマウスMei1遺伝子及びFkbp6遺伝子が報告された。マウスの実験結果から、これらの遺伝子異常がヒトの無精子症の原因となりうるのではないか、との仮説のもとに以下の実験を行った。まず、ヒトMEI1 cDNAをマウスをもとに単離し、その発現がヒトにおいても精巣において極めて特異的に発現していることを確認し、減数分裂異常に起因するヒト無精子症患者DNAを用いて変異の検索を行った。解析した患者25名は全て文章による同意を得てから、血液からDNAを抽出されている。全てのcodingregion及び隣接するイントロンをPCR及びダイレクトシークエンス解析を施行し現在解析中である。次にヒトFKBP6遺伝子の発現パターンを解析すべく、成人ヒト組織を用いてRT-PCRを施行した。結果、FKBP6は精巣特異的に発現していた。MEI1遺伝子同様そのcodingregion及び隣接するイントロンを同様にmutation解析したところ、19名中4名の患者においてFK506 binding domain内の同部位に、1塩基の変異をヘテロに検出した。この変異は正常ではTACである配列がTAGに変換され、早期にストップコドンが出現する。このストップコドンの出現により、本来アミノ酸104個から構成されているbinding domainが、その上流わずか24個のみしか存在しない不完全なdomainが形成される。以上より、変異をもつ患者では本来ヒトFKBP6が有するFK506への結合が阻害されていると考えられ、遺伝子の機能が失われていることが示唆された。無精子症に代表される男性不妊症は近年の先進国において増加傾向にあり、また男性不妊症の原因として遺伝学的素因が示唆されているものの、そのほとんどが今なお謎のままである。精子形成過程における減数分裂の異常は無精子症の重要な原因の一つであるが、そのメカニズムはほとんど明らかにされていない。しかし、マウスにおいてはいくつかの減数分裂において重要な遺伝子(Dmc1,Fkbp6,Sycp3,Spo11,Msh4,Msh5)が報告されてきた。近年、胚性幹細胞に抗癌剤を投与し生み出された不妊マウスのスクリーニングにより、減数分裂異常に起因する無精子症を呈するmei1(meiosis defective 1)

マウスが同定され、さらにポジショナルクローニング法により、マウスMei1遺伝子のmutationが染色体のシナプスの欠損に起因する減数分裂停止による無精子症を引き起こすことが明らかにされた。そこで、我々はヒトMEI1遺伝子が減数分裂異常に起因するヒト無精子症に何らかの関与をしているのではないかとの仮説をもとに、マウスMei1遺伝子をもとにヒトMEI1 cDNAを単離した。またヒトMEI1はマウス同様精巣特異的に発現していた。組織学的解析により、その原因が減数分裂停止によると診断された26名の無精子症患者(アメリカ人13名、イスラエル人13名)でmutation解析を施行し、4つの新たなsingle-nucleotide-polymorphism(SNP1,2,3,4)を同定した。これらのSNPに関して、無精子症患者群と正常コントロール群においてその頻度を解析したところ、SNP3及びSNP4ではアメリカ人患者群と正常コントロール群では有意差を認めた。以上より、ヒトMEI1遺伝子はアメリカ人の精子形成過程における減数分裂において重要な役割を担っていることが提言された。近年、マウスHop2,Cdk2及びMeisez遺伝子のノックアウトマウスが報告された。これらのマウスは全て生殖能力を全く有していなかった。詳細な解析の結果、これらのマウス全てが精子形成過程における減数分裂異常に起因する無精子症を呈することが判明した。そこで我々はこれら3つの遺伝子がヒトでもヒト無精子症の原因遺伝子となりうるのではないかとの仮説をもとに解析を行った。対象となる患者はアメリカ人、イスラエル人及び日本人の計55名である。すべての患者及び正常コントロール群は文章によるインフォームドコンセントを得た後に血液からDNAを抽出し、また大学の倫理委員会の承認を得た後に解析が開始された。3つの遺伝子における全てのcoding regionにおいてmutation解析を施行したところ、ヒトHOP2遺伝子で2箇所、CDK2遺伝子で1箇所さらに、MEISEZ遺伝子で11箇所のsingle nucleotide polymorphism (SNP)を検出した。これらのSNPにおいて正常コントロール群とそのアレル、ゲノタイプの出現頻度を比較検討したところ、HOP2及びCDK2遺伝子では患者群とコントロール群で有意な差を認めなかった。しかしながら、ヒトMEISEZ遺伝子においては今回検出された11のSNPのうちその2箇所において患者群とコントロール群でそのアレルおよびゲノタイプの出現頻度において統計学的な有意差を認めた(p<0.05)。本研究により、ヒトMEISEZ遺伝子がヒト無精子症特にその精子形成過程における減数分裂に関与していることが示唆された。
パーキンソン病における運動野皮質可塑性異常の意義と治療計画

先行研究にて行ってきた健常者に対する抗パーキンソン病薬の運動野皮質可塑性に与える変化の検討結果を基に,パーキンソン病患者における,運動野皮質可塑性の検討を目的として、経頭蓋磁気刺激法を用いた検討を行った。可塑性誘導の手法としては4連続反復磁気刺激法(QPS)を用い、可塑性の評価としては第一背側骨格筋における経頭蓋磁気刺激による運動誘発電位を用いた。服薬中の抗パーキンソン病薬,ジスキネジアの有無等に着目しながら,パーキンソン病患者における運動野皮質可塑性の異常の詳細な解析,および抗パーキンソン病薬の可塑性に与える影響についての検討を行った.結果として、パーキンソン病において病初期からの運動野皮質可塑性の低下を認めること、抗パーキンソン病によって可塑性は回復するが、ジスキネジアがある場合は反転機構の異常が認められることが示唆された。途中経過については都度,学会発表にて報告し,現在投稿論文作成中である。先行研究にて行ってきた健常者に対する抗パーキンソン病薬の運動野皮質可塑性に与える変化の検討結果を基に,パーキンソン病患者における,運動野皮質可塑性の検討を行っている.本年度は服薬中の抗パーキンソン病薬,ジスキネジアの有無等に着目しながら,パーキンソン病患者における運動野皮質可塑性の異常の詳細な解析,および抗パーキンソン病薬の可塑性に与える影響についての検討を行うべく,データの収集を行っている.中途経過については都度,学会発表にて報告した.平成28年に予定されていた実験計画は概ね計画通りに進行した.先行研究にて行ってきた健常者に対する抗パーキンソン病薬の運動野皮質可塑性に与える変化の検討結果を基に,パーキンソン病患者における,運動野皮質可塑性の検討を行っている.本年度は服薬中の抗パーキンソン病薬,ジスキネジアの有無等に着目しながら,パーキンソン病患者における運動野皮質可塑性の異常の詳細な解析,および抗パーキンソン病薬の可塑性に与える影響についての検討を行うべく,データの収集を継続中である.中途経過については都度,学会発表にて報告した.平成29年度に予定されていた実験計画は概ね計画通りに進行した。全体として,概ね計画通りの進行状態であり,特に変更は行わない.引き続きパーキンソン病患者を対象とした検討を継続するとともに,当初計画時に未発売であった抗パーキンソン病薬に関する検討も行う予定である.全体として,概ね計画通りの進行状態であり,特に変更は行わない.引き続きパーキンソン病患者を対象とした検討を継続するとともに,当初計画時に未発売であった抗パーキンソン病薬に関する検討も行う予定である.保管用メディア購入時の単価を下げるため,翌年度予算と合わせてまとめて発注する事としたため.当該年度については、物品費として消耗品代が予想より低額であったが、今年度に購入を行う。本年度において保管用メディアの購入を行う.
チタン酸化物におけるバイポーラロン相の光学的制御

近年、光物性の分野では、光照射により固体の結晶構造・電子構造を変化させて物性の制御を目指す研究が盛んに行われている。チタン酸化物には、二酸化チタンTiO_2やTi_nO_<2n-1>で表されるMagneli Phaseと呼ばれる一連の化合物があり、多彩な物性を示すが、これはポーラロン状態の多様性によっている。そこで本研究では、チタン酸化物において光照射下のポーラロンの性質を電気的・光学的手法を用いて実験的に解明することを目的とした。二酸化チタンにはルチルとアナターゼと呼ばれる構造の異なる結晶が存在する。このうちルチルは誘電特性が調べられており量子常誘電体であることが知られているが、アナターゼの誘電性について詳しいことは分かっていない。最近、SrTiO_3等の量子常誘電体において紫外光照射による静的誘電率の増大現象が報告され、光励起された電子のポーラロン状態との関連が議論されている。アナターゼは、バンド間励起したときに生じる発光の性質(スペクトル形状や時間応答)がSrTiO_3のそれとよく似ていることから、ポーラロンも類似の性質を有していると考えられる。従ってアナターゼの誘電特性がどうなっているかは興味あるところである。そこでルチルとアナターゼの誘電特性を調べ、比較を行った。ラマンスペクトル及び静的誘電率の温度依存性の測定結果から、アナターゼは量子常誘電性を示さないことを明らかにした。ルチル・アナターゼ・SrTiO_3はいずれもTiO_6八面体を基本構造としている点で共通しているが、その配向の仕方が異なっている。このことが局所電場の大きさ、さらには誘電性に違いをもたらしていると考えられる。また、アナターゼにおいて誘導ラマン散乱を測定し、コヒーレントにフォノンを励起した場合にポーラロンの緩和過程が受ける影響について調べた。そうした中で、固体中のボソン的性質を持つ準粒子を対象として、光により超伝導・超流動などの巨視的な量子現象を誘起・制御することは魅力的な研究課題である。中でもTi_4O_7はボソンの一種であるバイポーラロンが存在することが知られている。そこで本研究では、チタン酸化物におけるポーラロンの性質を解明し、その知見を基に光照射によってチタン酸化物Ti_4O_7の電子状態に摂動を与え、バイポーラロンの性質を光によって変化させることを試みる。そして、その条件及び物理的な機構はどのようになっているかを電気的・光学的手法を用いて実験的に解明することを目的とする。チタン酸化物の中でもルチル型二酸化チタンは物性がもっとも詳しく調べられている物質であるが、量子常誘電体として知られている。ポーラロンの電子格子相互作用という観点からルチルにおけるソフトモードの性質をラマンスペクトル及び静的誘電率の温度依存性の測定によって調べた。さらに代表的量子常誘電体であるチタン酸ストロンチウムとの比較を行った。そして、ソフトモードのエネルギーの大きさと、温度変化に伴うソフト化の度合いが両物質で大きく異なるのは、局所電場の性質(大きさ及び方向)と格子ポテンシャルの非調和性が結晶構造、特にチタン酸化物結晶の基本構造であるチタン・酸素八面体の配列方法に依存して大きく変化するためであることを見出した。
国連ミレニアム開発目標の達成に向けた下水道を補完する衛生システム

本年度はストックホルム環境研究所での衛生研究,および国内における研究成果のまとめを行った。*ストックホルム環境研究所における研究活動当研究所は中国内モンゴル自治区エルドス市に世界初の都市型屎尿分離衛生システムを導入している。申請者によるバキュームカーを用いた屎尿分離型衛生システム(以下,提案システム)研究の一環として,エルドスの衛生システムの評価・運転状況調査を実施した。LCA分析から,尿農業利用のための運搬距離が約30キロ以下では,当システムにおける尿の利用は化学肥料利用と既存下水道の組み合わせと比べ,CO2排出量が減少し有利となることが示された。提案システムでの尿利用の有効性はエルドスシステムから示唆された。エルドスシステムの尿利用方式は提案システムと同様もしくは尿の濃縮を含むものである。一方,ドライトイレへの水混入,大便の不適切な堆肥化,電力不足などの問題が見出された。簡易水洗トイレを用い,大便からのメタン発酵プロセスを有する提案システムは,これらの問題を解決する方策として大きな可能性を秘めていると言える。また,当研究所は世界における途上国衛生改善の拠点である。当研究所に関係する多数の国際的専門家と筆者の提案する衛生システムに関して意見交換を行った。特に,下水道が普及せずとも水洗化(簡易水洗)を実現できる提案システム点が有効であると認識された。*研究活動のまとめこれまでの研究のまとめとして,研究成果を国際水協会の隔年の水大会の発表に応募し,受理された(2008年9,月に発表予定)。また,これまでの成果をまとめ複数の論文投稿・学会発表を行った。以上より,提案システムの有効性が一定程度示されたと共に,ベトナムをはじめとした途上国に適用できる可能性(腐敗槽汚泥処理を含む)が示された。衛生改善の方策の新しい方向性として提案できた。途上国における環境調和型衛生システムを構築すべく,以下の研究を実施した。1.ハノイ市都市区内に居住する一般世帯750世帯を統計的に抽出し,腐敗槽管理に着目して生活排水処理状況を調査した。一般世帯の屎尿の90.5%は腐敗槽に流入していると推定された。腐敗槽の槽容量,汚泥引抜状況など,腐敗槽の現状が明らかになった。腐敗槽はハノイ都市部の主な現有衛生設備であるが管理状態が劣悪であること,その改善には,適切な汚泥引抜が緊急課題であることがわかった。2.腐敗槽の管理状況の違いによる衛生改善効果を検討するために,ハノイ都市部の26の腐敗槽越流水を採取・分析し,越流水水質と腐敗槽の管理状態との相関を調べた。BOD, COD, SSおよびTotal Coliformのそれぞれと,汚泥貯留年数との間に有意な相関が見出された。腐敗槽汚泥貯留年数を1年にすることにより,CODで72.8%の腐敗槽からの汚濁負荷を削減可能と推定した。3.バキュームカーを用いた日本型屎尿処理システム(NSTS)が途上国衛生改善に向け下水道を補完する可能性を費用面から検討した。日本の情報にお基づく費用分析の結果,世帯密度が低くなるほど,NSTSの下水道と比べた費用効果は高くなり,世帯密度100/km2の時には,下水道の0.37倍の費用でNSTSは導入可能と推計された。処理対象物が異なる両システムを比較するため,BOD除去の費用効率について分析したところ,世帯密度90/km2以下では,NSTSが優位になった。4.エコロジカルサニテーションを拡張した衛生システムの実行可能性を検討した。検討システムは,屎尿分離した屎と尿,さらに家畜糞尿をバキュームカーによって回収し,尿からはMAP回収,尿と家畜糞尿からはメタン回収をするシステムである。技術面からの十分な可能性,および豊富な資源の回収が可能であることが示された。

以上より,提案システムの有効性が一定程度示されたと共に,ベトナムをはじめとした途上国に適用できる可能性(腐敗槽汚泥処理を含む)が示された。衛生改善の方策の新しい方向性として提案できた。