hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動的環境モニタリングのためのモバイルセンサネットワークの協調制御に関する研究

人間は最低1台のセンサと情報を交換すればよく,目的の達成はアクセス可能なセンサやその数に依らない.また,人間と情報交換をするセンサ数が増加しても,人間にフィードバックすべきはロボット群の圧縮された情報であり,これにより人間はあたかも一台のセンサを操作する程度の処理によって全体を制御できる.つぎに,人間を内包するシミュレータを構築し,人間の操作データからその受動性を解析し,ネットワーク構造と人間の受動性の関係を明らかにするとともに,ネットワーク構造に依らず人間を受動化する手法を提案した.このような取り組みは申請者の知る限り世界初のものである.さらに,人間とモバイルセンサ群を接続する実験システムを構築し,上記システムの有効性を検証した.後者に関しては,二つのゲーム理論的学習アルゴリズムを新規提案し,不確かな環境情報を前提とすることなく,全体最適な状態を達成することを理論的に証明した.また,提案アルゴリズムを二つの異なるモバイルセンサネットワークシステム上で実装し,提案アルゴリズムの環境モニタリングへの適用可能性を示した.制御工学当初は本年度を終えた時点で,実験システムの完成・検証実験の実施およびゲーム理論的学習アルゴリズムに関する理論証明に取り組む予定であったが,これらの課題は昨年度までに完成させることができている.さらに,本課題を進める中で,人間を含む制御系に関して,申請段階では想定していなかった新規のアイデアを着想することに成功した.これは,本プロジェクトが申請時の目的を超え始めていることを意味する.よって,本研究は当初の計画以上に進展していると結論付けることができる.また,当初は最終年度にあたる本年度において,これまでの成果をまとめて国内外への論文投稿を行う予定であったが,既に昨年度までの段階で複数編の論文投稿や採録を達成することができたことも本課題の順調な進展を裏付けるものである.以下,人間を含む制御に関するアプローチを課題(i),環境への学習・適応に関するアプローチを課題(ii)とする.まず,課題(i)に関しては,当初の予定どおり問題設定の確立および「摂動システム理論」に基づく解の導出に成功した.これにより,一部のセンサのみが人間の指令を受け取る状況でも集団として理想的な協調が達成されることが示された.また,申請時には想定していなかった成果として,モバイルセンサネットワークにおける協調推定理論に関する新規結果を導出した.これにより,当初の課題であった協調制御と連携することで,より現実的なシナリオへの展開が可能となった.さらに,類似の問題ではあるが,ロボットの遠隔制御理論を援用する新規のアイデアを着想することに成功し,これについては,現在さらに高度な理論展開への試みを継続中である.次に,課題(ii)については,当初は初年度を文献調査に充てる予定としていたが,想定よりも順調に進展し,新規の学習アルゴリズムの提案と,不確かな環境下における最適行動への確率収束性の理論証明に成功した.また,本理論を既存のカメラネットワークシステムに適用することで実験検証も行った.上記の通り,申請当初に本年度に予定していた課題の多くは計画以上の進展により,既に解決済みである.そこで,本年度は昨年度中に着想した,人間を含めた制御系に関する新たなアイデアをより発展させることを目指すこととする.
溶液錯体化学の新しい領域を拓く-「超分子効果」の前駆現象として捉える立場から-

3年間の研究成果の一部は下記に記した通りである。1.複核[VO(salenO)]_2(CH_2)_n(n=3,6,10,12)錯体とFe(III)との酸化還元速度に対するメチレン鎖の効果はnの増加に伴って、活性化エンタルピー、活性化エントロピーともに増大し、両者の間に補償効果が見られた。2.オキソ架橋Ru(III)複核錯体の,(III,II)および(II,II)へのアセトニトリル溶液中での還元電位が,プロトン供与体やBF_3などのルイス酸のオキソ架橋への付加で大きく正側(ca1Vも)にシフトし、プロトン供与体のpKaの違いにより,このシフトや関与する電子数を制御できることが明らかとなった。3.[M(en)_3]^<3+>,[M(dhxn)_3]^<3+>,[M(phen)_3]^<3+>(M=Co^<III>,Cr^<III>)と各種ミセルとの相互作用を、^<59>CoNMR(Co^<III>)とミセルの^<13>C常磁性緩和(Cr^<III>)により調べた結果、スルフォン酸または硫酸イオンの場合とカルボキシル基の場合とで極性基の違いによるミセルと金属錯体との相互作用の大きさの違いが、選択性の大小に反映されたことがわかった。4.溶液錯体化学の新しい方法論として、FTラマン分光法による溶液化学への適用の可能性と限界についての報告があった。また、常磁性金属錯体の^2HNMRによるキレート環立体配座の動的溶存状態に関する研究によって、エントロピー変化から溶媒和と立体配座の動的挙動が明らかになる可能性が論じられた。これらの研究に関連して、本研究主題の溶存錯体の動態構造を超分子効果の前駆現象として統一的に把握する方向で、議論した。5.濃厚電解質溶液における溶媒イオンの協同的相互作用や水溶液における疎水性イオン会合について報告があった。さらに、錯形成に関しては、ミセルへの[CoI_3]の分配平衡や移行の熱力学的パラメーターによる考察やオクチルエチレンジアミンZn(II)錯体のミセル、逆ミセル形成に関する報告があった。これらは溶液の巨視的な情報と微視的な情報の中間に当たるメゾスコピック系での現象として、これからの発展が期待される。研究報告会で総合討論された以下の内容の一部と題目に示すような課題について、総合研究のテーマを視野に入れながら、研究を展開している。内容1)μ-oxoRu(III)複核錯体の,(lll,ll)と(ll,ll)へのアセトニトリル溶液中での還元電位が,プロトン供与体やBF_3のルイス酸のμ-oxoへの付加で大きく正側(ca1Vも)にシフトし、プロトン供与体のpKaの違いにより,このシフトや関与する電子数を制御できることが明らかとなった。(佐々木)

2)[VO(salenO)]_2(CH_2)_n(n=3,6,10,12)錯体とFe(lll)との酸化還元速度に対するメチレン鎖の効果はメチレン鎖(n)の増加に伴って、活性化エンタルピーと活性化エントロピーがともに増大し、両者の間に補償効果が見られた。(阿部)題目:(1)メチル白金(IV)錯体の配位子置換反応(石原)(2)ミセル界面での特異的錯形成(石黒)(3)塩化ナトリウムによる水-アセトニトリル混合溶媒の液体構造の変化とイオン対抽出機構(田端)(4)非極性溶媒中のポリエーテル錯体のイオン対平衡とその構造(澤田)(5)有機スズ(IV)化合物の結晶構造と溶存状態(舟橋)(6)高配位ケイ素(IV)錯体の立体化学(吉川)(7)極性非水溶媒中におけるコバルト(ll)イオンの溶媒和構造(横山)(8)非配位カルボキシル基を持つ[Co(edta)]-型錯体からの両親媒性錯体の合成(小稲)(9)金属錯体と溶媒間の協同的相互作用(岩本)(10)ラマン分光法による錯体溶液構造の研究(金森)(11)非水溶媒中におけるアルカリ金属イオンと18-クラウン-6の錯形成(小堤)(12)cis-[CrF_2(N)_4]型錯体のソルバトクロミズムと2H NMRスペクトルの溶媒依存性(海崎)(13)ミセル系での金属錯イオンの挙動に関する研究(飯田)本年度は個々の研究班員で、それぞれの分担に従って研究が行われるとともに、一部班員間では共同研究が進行中である。これらの成果の一部は平成8年11月初旬の研究報告会で総合討論した。幾つかの研究成果について、列記する。1)溶存金属錯体における二座キレート配位したアミノ酸や多座配位したアミノポリカルボン酸の立体化学を明らかにする目的で、それぞれのカルボン酸に隣接したメチレン基を重水素化した錯体の^2HNMRシフトの溶媒依存性を比較検討した.第一義的にはアミノプロトンへの溶媒和がキレート環の立体配座の変化に大きく影響を与えることがわかり、さらにアミノプロトンがない場合においては、配位酸素原子への溶媒和が次に大きな寄与をすることが明らかになった.2)水溶液中の4配位平面型白金(II)錯体の第二配位圏の構造を同形置換溶液X線回析法により研究した.アンミンやアミン錯体については、6配位八面体型錯体と比較検討し、〔Pt(NH_3)_4〕^<2+>では第二配位圏のピークは3.5Åから5Åに続き、酢酸塩では4.0Åに、塩化物では4.3Åに明瞭なピークが見られた。〔Pt(en)_2〕^<2+>の第二配位圏のピークは4Å付近に見られた.〔Pt(en)(phen)〕^<2+>からはphen配位子近傍に12・13個の水分子が存在していることがわかった.3)微量の水分子は塩基性の低い不活性な有機溶媒中では単量体として存在し、その反応性は低いことおよび、これに塩基性度の高い溶質が共存するとS・・・H-OH水素結合による酸素電子密度の増大に伴い配位能が大きくなることがわかっている.このような一連の研究の一貫としてDMSOやTOPO,TBPを塩基性溶質として用いることによって、水分子が二量体としても存在していることが明らかにされた.以上の成果からも推察されるように、溶液内構造の溶媒依存性が中距離相互作用との関連において、より意識的に研究される傾向が一層明確になってきた。このような傾向は超分子効果の前駆現象として捉える立場から溶液錯体化学の新しい領域を拓くことを目的とした本研究班の方向性と一致し、それが昨年度にも増して研究班全体の研究の流れとなつていることがわかる。
免疫系サイトカインの胎児期の大脳皮質構築に及ぼす影響

発生過程の大脳皮質にSCFを作用させると、学習障害患者や重度てんかん患者の死後脳の解析で頻繁にみられる異所性の細胞塊が大脳皮質内に形成されることが明らかになった。細胞の構成要素を解析すると内部に多くの大脳皮質上層/下層の神経細胞を含み、その外側をアストロサイトが包み込むような細胞塊を形成していた。更なる解析の結果、SCFはAkt経路の活性化を介して神経幹細胞の移動と分裂を修飾することによって異所性の細胞塊を誘導することを明らかにした。近年,小児の自閉症スペクトラム,学習障害などの脳の高次機能の発達障害を患う小児が増加し社会的な問題となっている。本研究では,(1)妊娠期の感染症や内分泌かく乱物質への暴露が危険因子となること,(2)感染時には母胎双方の免疫系が賦活化され,サイトカインプロファイルが変動していること,などの疫学調査の結果に基づき,それぞれのサイトカインが胎仔大脳皮質の神経細胞層構築と神経回路形成に及ぼす影響を検討している。19年度は,cAMP/CREBシグナル伝達系が神経細胞の性質獲得(Ohtsuka M.,Fukumitsu H.,Furukawa S.,Biochem Biophys Res Commun369,1144-1149,2008)に,MAPKシグナル伝達系が単位時間当たりに産生する神経細胞数の制御(Ohtsuka M.,Fukumitsu H.,Furukawa S.,submitted)に関与していることを明らかにした。さらに,造血系幹細胞の増殖を制御する幹細胞因子(SCF)の大脳皮質内発現量が変動すると,大脳皮質神経前駆細胞の増殖や神経発生のタイミングが変化することなどを見出しており,引き続き他のサイトカインの役割と作用発現の責任分子メカニズムを検討している。免疫細胞は免疫応答を行うだけでなく、サイトカイン類を分泌することによって、脳神経系の細胞の活動性を調節できる。また、脳神経活動の変化は末梢神経を介してあるいは直接、内分泌腺の分泌機構を修飾することで最終的に免疫系に還元される。この機構は生態防御機構として重要である。免疫系は完全ではないが胎児にもある。したがって、妊娠期に母体が感染症にかかると母・胎児の両方の免疫系が活性化されることによって、胎児の中枢神経系の発達に影響を与える可能性が高い。しかし、免疫系で機能するサイトカインの胎児の脳形成に及ぼす影響を調べた報告はほとんどない。そこで、本研究では、いくつかのサイトカインのマウス大脳皮質形成に及ぼす機能について調べた。ここでは、もっとも研究の進んだ幹細胞因子(stem cell factor : SCF)の大脳皮質形成に及ぼす作用について詳細に述べる。大脳皮質は6層の神経細胞層よりなり、各層の神経細胞は層に固有の遺伝子発現、軸策投射、形態などをもつ。神経細胞層が構築される胎生期にSCFの作用を受けた大脳皮質では、脳髄膜直下あるいは脳梁において、異所性の神経細胞塊が形成され、その細胞塊にはアストロサイトおよびII-VI層のすべての神経細胞の両方が含まれていた。この異所性の神経細胞塊はそれぞれ言語障害や重度てんかん患者の大脳皮質にみられる病理所見と類似しており、胎児の大脳皮質のSCF含量の増大あるいはそのシグナルカスケードの過剰な活性化はこのような大脳皮質の発達障害につながる可能性を示唆した。現在、そのメカニズムを明らかにするとともに母体の感染症時における胎仔大脳皮質におけるSCFあるいはその下流のシグナル分子の発現量などを解析中である。
非定常ランダム荷重下の疲労き裂伝播に関する確率論的研究

本研究は,実構造物における疲労き裂伝播挙動の予測という最終目的に対し,基礎資料を得ることを目標とした.以下に主たる成果の概要を述べる.1)ABS樹脂材を供試して一定振幅荷重下の疲労き裂伝播試験を多数行ない荷重繰返し数とき裂進展長の関係についてのばらつきデータを得た.この結果に対し,マルコフチェーンを基礎としたBagdanoffらの確率モデルが適用できることを示し,さらにこのモデルを応用して異なる荷重条件下の挙動の予測や疲労破壊靱性の解明といった問題について良好な結論を得た.2)マイクロコンピュータ制御によるランダム荷重下の疲労試験システムを開発した.これによってき裂長やき裂開口応力の長時間にわたる自動計測が可能となった.3)軟鋼材を供試した狭帯域ランダム荷重下の疲労き裂伝播試験を広範囲の荷重条件下で実施した.まず一定振幅荷重結果からは,き裂開口を考慮した有効応力拡大係数範囲により応力比によらない材料特性としての疲労き裂伝播特性を得ることができることを示した.次にランダム荷重試験の結果に対して等価有効応力拡大係数範囲を定義すれば,すべてのランダム荷重試験および一定振幅荷重試験の結果が統一的に整理できることが判明した.一方,ランダム荷重試験において,開口応力を考慮しない等価応力範囲より一種のランダム荷重における応力比を定義すると,一定振幅試験結果における応力比と開口応力比の関係を用いて等価有効応力範囲を精度よく推定できることを示した.すなわち,ある材料について一定振幅荷重試験を行なっておけば与えられるランダム荷重に対して等価有効応力範囲を求めることができ,したがってランダム荷重下での疲労き裂伝播挙動が予測できることが明らかとなった.本研究は,実構造物における疲労き裂伝播挙動の予測という最終目的に対し,基礎資料を得ることを目標とした.以下に主たる成果の概要を述べる.1)ABS樹脂材を供試して一定振幅荷重下の疲労き裂伝播試験を多数行ない荷重繰返し数とき裂進展長の関係についてのばらつきデータを得た.この結果に対し,マルコフチェーンを基礎としたBagdanoffらの確率モデルが適用できることを示し,さらにこのモデルを応用して異なる荷重条件下の挙動の予測や疲労破壊靱性の解明といった問題について良好な結論を得た.2)マイクロコンピュータ制御によるランダム荷重下の疲労試験システムを開発した.これによってき裂長やき裂開口応力の長時間にわたる自動計測が可能となった.3)軟鋼材を供試した狭帯域ランダム荷重下の疲労き裂伝播試験を広範囲の荷重条件下で実施した.まず一定振幅荷重結果からは,き裂開口を考慮した有効応力拡大係数範囲により応力比によらない材料特性としての疲労き裂伝播特性を得ることができることを示した.次にランダム荷重試験の結果に対して等価有効応力拡大係数範囲を定義すれば,すべてのランダム荷重試験および一定振幅荷重試験の結果が統一的に整理できることが判明した.一方,ランダム荷重試験において,開口応力を考慮しない等価応力範囲より一種のランダム荷重における応力比を定義すると,一定振幅試験結果における応力比と開口応力比の関係を用いて等価有効応力範囲を精度よく推定できることを示した.すなわち,ある材料について一定振幅荷重試験を行なっておけば与えられるランダム荷重に対して等価有効応力範囲を求めることができ,したがってランダム荷重下での疲労き裂伝播挙動が予測できることが明らかとなった.ランダム荷重下における疲労き裂伝播挙動を、簡便な一定振幅荷重試験結果より予測する手法の開発を目的に、前年度は軟鋼材を供試した数種の狭帯域ランダム荷重試験を行ない、き裂開口応力を10万波にわたって計測することによって等価有効応力範囲による整理が有効であることを明らかにした。本年度は、より広範囲の荷重条件下における実験をもとに、一定振幅試験からの予測という問題を解決することとした。以下に成果の概要を述べる。1)まず、一定振幅荷重試験として圧縮荷重も加わる両振り試験を行ない応力比の広い範囲にわたって、開口応力比と応力比の間に一価の関係があることを明らかにした。2)マイクロコンピュータ制御による狭帯域ランダム荷重試験を平均応力、応力範囲の分布特性を広範囲に変えて行ない、歪ゲージ法を用いて各試験10万波にわたり開口応力を連続して計測した。その結果、き裂開口後の応力範囲すなわち有効応力範囲の分布より等価有効応力範囲を定義すればすべてのランダム荷重試験結果が一定振幅試験結果もあわせて統一的に整理できることを確認した。一方、ランダム荷重試験において、開口応力を考慮しない等価応力範囲より一種の応力比を定義すれば、1)の開口応力比と応力比の関係を用いて等価有効応力範囲を良好な精度で推定できることが判明した。すなわち、ある材料について一定振幅荷重試験を行なっておけば、与えられるランダム荷重に対して等価有効応力範囲を求めることができ、したがってランダム荷重下での疲労き裂伝播挙動が予測できることが明らかとなった。3)BCSモデルを用いた疲労き裂伝播の数値シミュレーションにより一定振幅荷重下の挙動を推定することができた。このことは、一定振幅試験の本数を減らせることを意味しており、実際的応用に当って意義のあることと思われる。
総合学習「食をとおして人間を学ぶ」カリキュラムの開発研究

小学校5年中学校1年生を対象とした総合学習のカリキュラム「人間科」が開発された。それは、生徒の「人間理解と21世紀の暮らし方の探求」に役立つ教材として、「食と食文化」に教材を絞っている。即ち、このカリキュラムの目的は、地球生態系を守り資源の浪費を止めるという価値観の学習にある。開発にあたり、地球と人類の危機、人類学などの人間科学、社会・文化システムについての科学が参照され、そこから教材がつくられている。全10単元は以下のとうりであリ、本報告では第410単元について述べられている。単元I「食べ物と命・体のつくり・行動の仕方はどう関係しているか?」単元II「食べ物をめぐって,人間・生物と自然はどう結びついているか?」単元III「生命の誕生からヒトの誕生まで,生物はどうわかれ,増えてきたか?」単元IV「人間は食べ物についての技術をどう発展させてきたか?」(K校)単元V「世界の人々は何を食べ,何を食べないか?」(F校)単元VI「人問は食べ方の習慣・きまりで心をあらわす?」(W校)単元VII「私たち日本人の食べ物は,今,どこから,どのように?」(F校)単元VIII「人間は自然と食べ物を危なくしている?」(F校)単元IX「人間は増え続ける人口を養えるか?」(W校)総括単元X「私たちはこれから,どんな暮らし方をするか?-宮沢賢治の一生に学ぶ」都内の3校の5年生のクラスで長期的継続的に実験授業がなされ、ビデオ撮影、テスト、調査などから授業の過程が分析され、結果にもとづいて改訂版が提出されている。1.開発したカリキュラムを試行し評価(1)前年度までに作成した小学校高学年・中学校1年生向けの「人間科」年間カリキュラム(全10単元)を、都区内・多摩地区の各1校、ならびに本学附属小金井小学校で授業として試行した。(2)生徒の学習、価値観などの変化を測定し、又、全授業をビデオ録画した。これらの解析を部分的に行い、教材、教授法などの検討を試みた。(3)食に関する技術の史的発展と人間生活・人間性の変化を扱う単元群では、その内容を表現できるマルチ・メディア・システムとそのソフトを開発し、生徒にパソコンをルーツとした探求学習を行わせた。学習キャリアの分析からソフトの評価を行った。2.データの解析と次年度以降のカリキュラム改訂(1)本研究のデザイン・生徒の実態を学会シンポジウム、本学紀要で報告したので、分析結果とそれに基くカリキュラム改訂案を次年度以降に行い、再試行を試みる。平成6年度におこなったカリキュラム改訂作業を受けて、東京都府中市立第5小学校ほかにおいて、本カリキュラムを構成する全10単元の授業を試行した。研究者による参加的観察法、8ミリ・ビデオカラ3台と録音機2台による授業の録画録音記録、ワークシート・テスト・制作物など子どもからの各種データの採取を行なった。マルチ・メディア学習環境における子どもの学習行動も特定単元で調査・記録した。これらの授業分析・データ分析にあたっては、前年度に検討した手法の摘用と検討を行なった。以上を実施するとともに、単元順に分析結果を本学の研究紀要論文(第三報)にとりまとめ発表した。平成7年度には、都内および附属小学校の5年生,同じく中学校1年生を対象として,開発したカリキュラム(10単元)を試行し、多様な方法を用いて全授業を記録・録画し生徒の理解・態度などの多元的なデータをとった。本年度はそれらを分析し,教内容の変更・ビデオ教材の改作・その他の教材教具の改訂を行なった。

また、今後の改訂改善のために放送番組より関連深いものの録画,ビデオ作品類や図書資料の収集を行なったが、これは今後も続行する。全カリキュラムの中の最後にあたる総括単元を中心として授業分析・データ類の分析の結果を学芸大学紀要論文としてとりまとめ報告した(第四報)。
深海に生息する環形動物サツマハオリムシレクチンのクローニングと共生への関与の検討

様々な生物の共生の確立・維持にレクチンが関与することが示唆されている。深海生物でも,レクチンが関与することが予想される。我々は,サツマハオリムシの血液中にレクチンが存在することを明らかにした。そこで,このレクチンが共生に関与し得るかを検討するとともに,その構造情報を得ることを目的とした。精製レクチンLSLを,分離した共生細菌と混合したところ,菌の凝集が見られることがわかった。したがって,このレクチンは共生に関与し得ることが明らかとなった。次に,サツマハオリムシレクチンLSLのアミノ酸配列分析を行うことを検討した。本年度は試料を得ることが出来なかったため,現在までに精製されている少量のレクチンを用いて解析を行った。質量分析計を用いて,アミノ酸配列を決定したところ,m/z 1304のピークでのみI/L-P-C-A-A-S-I/L-D/Nという配列が得られた。その他のアミノ酸配列については情報を得ることが出来ず,クローニングを行うことは出来なかった。精製LSL量が多くあれば,より多くの構造情報が得られ,クローニングを行うことが可能となると思われる。一方,海洋研究開発機構により行われたEST解析の結果,いくつかのレクチン様遺伝子が見出されたので,そのクローンについて配列を決定した。このクローンの推定アミノ酸配列は,コウラナメクジLimaxflavusのレクチンと55%の一致度を持っていた。このレクチンはシアル酸結合性であるが,サブユニットの分子量は22kDaで,血液中に存在することから,LSLと同一である可能性があるレクチンは糖結合性のタンパク質で様々な生物から報告されており、異物認識や生体防御、共生への関与など様々な生理作用を持っている。熱水噴出口の近くにすむ生物の一つハオリムシはゴカイと近縁の生物であるが、消化管が退化しており、栄養は共生させている硫黄酸化細菌によりまかなわれている。この場合、従って、この共生関係はハオリムシの生存に取って重要である。我々は、サツマハオリムシLamellibrachia satsumaの血液に凝集活性が存在することを見いだしたので、このレクチンの精製および性状解析を行った。L.satsuma血液の凝集活性について条件検討を行った結果、ヒト赤血球を用いて10mMカルシウムイオン存在下で4°Cで反応させると凝集活性が最も強く観察された。血液に含まれる凝集活性はセファデックスG-50に吸着し、D-グルコースにより溶出された。得られた溶出画分についてSDS-PAGEを行ったところ、還元条件下では、分子量23,000に単一のバンドがみられたことから、ハオリムシレクチンLSLが精製できたことがわかった。精製LSLを用いてより詳細に糖阻害試験を行ったところ、D-グルコース、L-ラムノース、メリビオース、ラクトースによって凝集活性が阻害された。これらの糖はグラム陰性細菌の細胞壁表面に存在するリポ多糖の糖鎖に含まれていることから、このレクチンは生体防御や共生などに関与している可能性がある。このタンパク質についてN末端配列分析を行ったが、どのサイクルでもアミノ酸のピークがみられず、ブロモシアン分解では分解物を得ることができなかった。今後、トリプシン等のプロテアーゼで分解した後、内部アミノ酸配列を決定することを検討する必要がある。このレクチンはシアル酸結合性であるが,サブユニットの分子量は22kDaで,血液中に存在することから,LSLと同一である可能性がある
祭政一致の思想史──国家神道前史における神話解釈の系譜──

本年度は後期水戸学の祭政一致論について研究を進める予定であったため、茨城県立歴史館や茨城県立図書館において会沢正志斎に関する資料などを調査し、『読書日札』『読周館』『建国紀要序』といった著作の自筆原稿(写真版)を撮影することができた。その他祭政一致論に関連する刊行資料なども収集した。このような調査の結果に基づき、また前年度までの研究成果をふまえ、これまで十分に解明されてこなかった祭政一致論の総体的な歴史を以下のように描き出すことができた。近世において祭政一致論は多くの儒者や儒教寄りの神道家の間で唱えられた。それは当初儒教に対する制度的な保障が乏しい近世日本社会において、儒教の実践を歴史的に正当化する言説としての役割を果たしていた。しかし近世中期に登場する祖徠学派は、儀礼の政治的効果に着目することで儒教を再定式化しつつ、祭政一致を標榜する神道は儒教が変質して日本に伝わったものにすぎないとした。かかる歴史的な神道批判に対応して国学も神道を再定式化していく。このような徂徠学の影響のもとで江戸後期に出現した後期水戸学は、一方で国学の実証主義を受け入れつつもその非政治性に飽き足りなかったため、北畠親房のテクストを再解釈することで「国体」観念を生み出し、新たな祭政一致論を提起する。それはやがて徳川政治体制の再建という本来の企図から離れ、近代のいわゆる国家神道に転用されていったのである。以上のように本研究は国家神道に至る思想的系譜の一端を明るみに出した。これらの研究成果に基づいて、本年度は日韓次世代学術フォーラムや日本宗教学会などで研究発表を行った。さらに本年度はまとめとなる論文を学術雑誌に掲載する予定であったが、前年度に投稿した論文「不可視の『神里』」の改稿に時間をとられ、本年度中に間に合わせることができなかった。まとめの論文は来年度以降発表する所存である。祭政一致論の系譜の解明という当初の目的はおおよそ達成できたものの、前年度に投稿した論文を何度か改稿しなければならなかっため、研究成果をとりまとめた論文を発表することができなかった。本年度は研究期間の最終年度であるが、まとめの論文は来年度以降発表したい。本年度が研究期間の最終年度であるため、今後の推進方策は特にない。ただ、上記の通り研究成果をとりまとめた論文を来年度以降発表する所存である。当初の研究計画において、平成23年度の基本的な目標は資料の収集にあったが、その目標はほぼ達成されたといえる。闇斎学派(垂加神道)、水戸学、国学といった諸思想の基礎的文献や、『神道大系』に収められた神道思想の貴重な資料、あるいは日本宗教思想史に関する諸々の研究書を収集することができた。また、近世の祭政一致論を考察する上で、神道と朱子学の合一を試みた垂加神道の思想は最も重要であるが、本年度は福井県の小浜市立図書館酒井家文庫に収蔵されている垂加神道関連の貴重資料、とりわけ若林強斎にまつわる写本の数々を調査し、写真撮影することができた。これらの資料を基盤とすることにより、近世の一次資料に即して「祭政一致」の理念史を明らかにするという本研究の課題を今後遂行することができると思われる。資料の収集だけではなく、本年度は関西学院大学で開催された日本宗教学会の第70回学術大会に参加し、研究発表を行った。この発表では従来の研究史において顧みられることが少なかった北畠親房の祭政一致論を取り上げ、親房の思想全体の文脈に位置づけることにより、その言説の意義を考察した。学会以外にも様々な研究会などで発表を行い、有益な示唆を少なからず得ることができた。それらのコメントを参照しつつ、本年度の研究成果の一部をまとめるべく、「神代の余風-北畠親房の祭政一致論をめぐって」という論文を『東京大学宗教学年報』29号に掲載した。この論文では親房の祭政一致論が中世の約諾神話と関連を持ち、公家政権の正当化という文脈にあったこと、また親房の思想には狭義の祭政一致論と神道的政治思想という意味での理念的祭政一致論とが併存していたこと、そしてそれらが近世に入って統一的に解釈され、別様の意味を付与されるようになったことを明らかにした。本論文は次年度以降近世における祭政一致論の研究を進める上で足がかりとなるものである。当初の研究計画通り、本年度は昨年度に引き続いて文献の調査と収集を行った。具体的には、無窮会専門図書館、東北大学附属図書館、宮城県図書館、斎藤報恩会、神宮文庫、大阪天満宮御文庫、大阪府立中之島図書館、京都大学附属図書館などで、闇斎学派(垂加神道)に関する写本を中心に調査を行い、近世の祭政一致論に関する貴重な資料を閲覧することができた。『水戸学全集』など戦前に翻刻された一次資料も入手し、現代の研究書も多数収集した。本年度までに収集した文献をもとに、それらを相互に関連づけ、近世祭政一致論の思想史を叙述することも当該年度における課題であった。その課題を遂行するため、近世の中でもとりわけ盛んに祭政一致論を唱えた垂加神道の言説、その中でも詳細に祭政一致を論じた若林強斎の思想に焦点を当てて研究を進めた。すなわち強斎の思想を主軸とすることで諸々の祭政一致論の相互関係を明らかにすることを試みた。

その結果明らかになったのは、祭政一致論は儒教と通底する「祭政一致」という日本の伝統を仮構することで、科挙制のような社会的基盤を欠いた近世日本社会において、儒教の実践を歴史的に正統化する機能を持っていたということである。この点は強斎に限らず、山鹿素行や荻生祖篠などの祭政一致論にも共通しており、彼らは「祭政一致」言説を利用することで各自の理想とする道を正統化したのである。以上のことから祭政一致論は東アジアにおける儒学の普及という文脈から読み解く必要があるということも判明した。これらは先行研究では指摘されていなかった点である。本年度はこれらの研究成果を、日本思想史研究会、日本宗教学会、日本思想史学会などで発表し、有益なコメントを得た。さらに「若林強斎の祭政一致論ー垂加神道の継承と変容」という論文を執筆し、日本宗教学会の学術雑誌『宗教研究』に投稿したのだが、残念ながら現時点までに掲載確定には至らなかった。本年度は後期水戸学の祭政一致論について研究を進める予定であったため、茨城県立歴史館や茨城県立図書館において会沢正志斎に関する資料などを調査し、『読書日札』『読周館』『建国紀要序』といった著作の自筆原稿(写真版)を撮影することができた。その他祭政一致論に関連する刊行資料なども収集した。このような調査の結果に基づき、また前年度までの研究成果をふまえ、これまで十分に解明されてこなかった祭政一致論の総体的な歴史を以下のように描き出すことができた。近世において祭政一致論は多くの儒者や儒教寄りの神道家の間で唱えられた。それは当初儒教に対する制度的な保障が乏しい近世日本社会において、儒教の実践を歴史的に正当化する言説としての役割を果たしていた。しかし近世中期に登場する祖徠学派は、儀礼の政治的効果に着目することで儒教を再定式化しつつ、祭政一致を標榜する神道は儒教が変質して日本に伝わったものにすぎないとした。かかる歴史的な神道批判に対応して国学も神道を再定式化していく。このような徂徠学の影響のもとで江戸後期に出現した後期水戸学は、一方で国学の実証主義を受け入れつつもその非政治性に飽き足りなかったため、北畠親房のテクストを再解釈することで「国体」観念を生み出し、新たな祭政一致論を提起する。それはやがて徳川政治体制の再建という本来の企図から離れ、近代のいわゆる国家神道に転用されていったのである。以上のように本研究は国家神道に至る思想的系譜の一端を明るみに出した。これらの研究成果に基づいて、本年度は日韓次世代学術フォーラムや日本宗教学会などで研究発表を行った。さらに本年度はまとめとなる論文を学術雑誌に掲載する予定であったが、前年度に投稿した論文「不可視の『神里』」の改稿に時間をとられ、本年度中に間に合わせることができなかった。まとめの論文は来年度以降発表する所存である。本研究は中近世の一次資料に即して「祭政一致」に関する理念史をたどることを課題としており、研究計画ではそのような一次資料の収集が本年度の目標であった。その目標はほぼ達成され、また学会での研究発表や論文の作成を行うこともできた。よって望外の進展はないものの、本研究はおおむね順調に進んでいると考える。当初の計画通り、近世の祭政一致論に関連する資料を収集し、またそれらの分析を進め、さらに研究成果を書学会で発表することができたため、「おおむね順調に進展している」と言ってよいと思われる。『宗教研究』に投稿した論文が現時点までに掲載確定に至らなかったことは遺憾であるが、それも平成25年度には掲載されると予想される。
難加工性材料の加工技術の改良と評価に関する研究

チタン、チタン合金は軽量・強度が高いことや、形状記憶合金であるので眼鏡枠として近年さかんに用いられるようになった。しかし、加工性が悪く冷間加工はほとんどできなく、現在、切削加工にのみに成形を行っている。今回、材料の自抵抗を用いて発熱させ、加圧形成する加圧機を設計・製作した。そして、加圧後の機械的特性について調べた結果、次の結果が得られた。(1)純チタンは冷間加工が可能であり、加工後の表面状態も熱を加えないので良好である。チタン合金(Ti-6Al-4V)は冷間加工ができなく、500600°C近辺の温度で延性が大きくなるので、熱間加工を必要とするが、いずれも変態点以下の温度で加工が可能である。しかし、表面状態が相当悪くなるので、研磨などが必要となる。特に眼鏡部分の場合、直径が場所によって異なるため、抵抗値の違いにより温度差が生じ、加熱むらの原因となることがわかった。今後、その対策を検討する必要がある。(2)加熱しながら加圧して、機械的強度の時効効果について調べてみた。この結果、加圧当初、各温度での引っ張り強さはほぼ、100kgf/mm^2であったが、60分後には110kgf/mm^2程度に増加することがわかった。以上の他、電気炉を用いる場合のように空気攪拌などを要しないことや、燃焼炉を用いる場合のように、材料を炎に当てることがないので、表面の焼けが少ないなどの利点があることがわかった。しかし、(1)長時間の高温による加熱ができないこと、(2)成形後わずかではあるがスブリングバックが観察されたこと、(3)表面の焼けは電気炉に比べて少ないが、製品として仕上げるには研磨など後工程が相当必要なことなど、今後の課題も多いことがわかった。眼鏡枠として、従来の洋白などの金属に替り、最近では純チタンやチタン合金がさかんに使われるようになった。しかし、チタン系金属は加工が難しく、現在、冷間加工はほとんど行われていなく、切削加工のみによって眼鏡枠に加工されている。そこで、本研究においては、冷間または熱間プレスによるチタン系材料の加工を試みるため、まず、加圧機械の設計、製作を行った。油圧ユニットによって、1421MPaの加圧が可能であり、さらにダイセットとクロム、モリブデン鋼を材料とした金型を製作した。上下、金型間にチタンの線材を置き、材料に電流を流し、その自抵抗により、約600700°Cに加熱した結果、金型の形状どおりの加工が行われることが確認された。しかし、加圧により試料表面が相当変色することが確認されたので、今後、アルゴンガスの吹きつけなどにより改良を行う必要がある。また、現在の圧縮時の温度(700800°C)がチタン材料の相転移温度に近いため、材料に相転移が生じ、問題が生じないか調べる必要があるため、今後、高温顕微鏡、FE-SEM,EDXなどで観察する計画である。その他、研究を進める上で、金型を高温にするために開発した、チタン系アルコキシドが粘土固形物などの形状を保つ効果があることがわかり、土造遺跡の保存材として実際に使用されるようになり、その発表も行った。チタン、チタン合金は高比強度材料であるので、軽量・強度が高いが加工性が悪く、現在、冷間加工はほとんどできなく、切削加工にのみよっており材料歩留まりも約1520%と悪い。したがって、眼鏡枠材料としてチタン、チタン合金の熱間加工をするために、加工用のプレス機を開発した。さらにこれらの金属の持っている電気抵抗を利用して、電流を流すことによって発熱させ、加圧成形を行った。

また、加圧後、表面状態を回復させるために、電解研磨などの表面処理を試みた。製作した加圧装置の圧力は油圧を用い、5000Kg/cm^2までの加圧が可能である。材料は眼鏡枠のテンプル部分を想定し、直径35mmのチタン、チタン合金の加圧実験を行った。金型部分はモリブデン鋼を用いた。チタン合金線材を金型下部に挟むように固定し、交流電源を材料に通電し、材料の自抵抗で材料を発熱させるようしてある。直径35mmの純チタン、チタン合金(Ti-6Al-4V)を30cmに切断し、試料とした。そして、その試料両端に交流電源5070Vをかけ表面温度を約700°C850°Cにした。、金型の上部には成形加工のモデルとして凹凸が付けてある。また、上下金型の周囲には保温材で材料の温度が保たれるようにした。材料の表面温度は赤外線放射温度計で測定した。また、引っ張り試験は材料の温度が変化しないように、加圧後に万能試験機で行った。これまでに、今回の方法による機械的性質を主に調べた。たとえば、引っ張り強さの変化を調べた結果、約300°C付近から引っ張り強さが次第に小さくなることなどがわかった。今後、これらのまとめに入りたい。加圧成形による引っ張り強さ・伸びの時効特性を調べるため、チタン合金(Ti-6Al-4V)を試料として、弱電流を流しながら、加圧を行った。その後、電気炉中で加熱温度を60分保ちながら、10分ごとに横方向の引っ張り強さの時効特性について調べてみた。これによれば、加圧当初、各温度での引っ張り強さはほぼ、95.0kgf/mm^2であったが、60分後には110kgf/mm^2程度に増加することがわかる。今回の結果によれば、450°Cで最も引っ張り強さが大きくなることがわかった。また、同時に試料の横方向の伸びについて調べた結果が610°Cではむしろ伸びが当初大きくなることがわかった。全体的に時間が経過するにしたがって、伸びが小さくなり、実際の加工に有効と考えられる。今回、測定は行なかったが、曲げ変形の場合、純チタン、チタン合金とも若干のスプリングバックが観察された。さらに劣化した表面改質法として、陽極酸化法により、リン酸溶液中での電解研摩を行った。また、実験全体の整理、まとめを行った。
りんごポリフェノールの化成品素材化に関する基礎研究

りんご未熟果実に含まれるポリフェノールについて、その高分子縮合成分(ACT)の生理機能について調べた。ACTの抗酸化機能を調べたところ、in vitroのLDLの過酸化反応を強く抑制し、その活性は茶カテキンに匹敵した。この機能は、ACTが強いラジカル捕捉機能を有しているためであると考えられた。さらに、ラットに種々の濃度でACTを摂取させた結果、肝臓のリン脂質過酸化物濃度は摂取濃度に応じて低下した。ACTの脂質代謝調節機能を追究した結果、ACTの摂取によって、ラット肝臓のコレステロール生合成およびリノール酸不飽和化律速酵素活性は低くなり、コレステロール異化律速酵素活性は高くなった。これらの酵素活性の変動を反映して、肝臓コレステロール濃度と組織リノール酸不飽和化指標は低下した。また、組織エイコサノイド産生濃度もACTの摂取で低くなった。一方、糞中に排泄された酸性ステロイド濃度は高くなった。さらに、ACTの摂取により、血清のHDL-コレステロール/総コレステロール濃度比が高くなることも明らかになった。ACTを0.5%濃度までの摂取で、これらの機能は発現されるが、それ以上の濃度で摂取した場合には、むしろ好ましくない結果になった。ACTの吸収について調べた結果、3量体までの吸収を確認した。また、血清中にはACT由来の低分子化した化合物の存在も確認できた。このように、ACTは、強い抗酸化機能と脂質代謝調節機能を有しており、その発現には、吸収されたACT由来の化合物の関与が示唆された。ポリフェノール(PP)は日常的に摂取している食品成分であるが、その生理機能は多岐にわたる。りんご果実中、とくに、その未熟果にもPP成分が高濃度に含まれており、in vitroアッセイではカテキン同様に抗酸化、抗アレルギー作用、抗う蝕作用あるいは消臭機能等の活性が知られるようになった。そこで、りんごPPの諸機能とそのメカニズムを主としてin vivoあるいは食品製造モデルで検討して化成品素材化を図ることを本地域連携研究の目的とした。初年度は、種々のりんご未熟果実に含まれるPP成分とその濃度を把握するとともに、食品添加物として抗酸化機能の発揮、さらには生体内脂質代謝改善作用を検討した。まず、37種類のりんご未熟果実から果汁を抽出し、PP濃度と縮合タンニン濃度およびDPPHラジカル捕捉活性を測定した。その結果、ブラックジリフラワーのPP含有量が最も高く、縮合タンニン濃度はエブーパススピッツエンブルクが最も高かった。一方、ラジカル捕捉活性(LD50:50%捕捉に要するPP濃度)はゴールデンデリシャス由来の果汁が高かった。また、りんごPPを食肉加工の際に加えたところ、加工および貯蔵期に生じる脂質過酸化を抑えることを見い出した。次に、りんご由来PPが脂質代謝に及ぼす影響を調べるために、4週齢SD系雄ラットに0.25%りんご未熟果実由来低分子PP画分(APM)あるいは高分子PP画分(ACT)を含む(対照は無添加)飼料を26日間与えた。その結果、組織過酸化脂質濃度は対照よりもPP摂取群が低く、ACT摂取群は最も低くなった。反対に、血清と肝臓のトコフェロール濃度は対照よりもPP摂取群が高く、ACT摂取群が最も高くなった。肝臓HMG-CoA reductaseおよびΔ6 desaturase活性は、対照群よりもPP摂取群が低く、ACT摂取群は最も低くなった。一方、cholesterol 7α-hydroxylase活性は対照群よりもPP摂取群が高く、ACT摂取群は最も高かった。これらの酵素活性を反映し、肝臓コレステロール濃度および肝臓と血清脂質のΔ6 desaturation indexはACT摂取群が最も低くなった。また、肝臓と血清トリグリセリドならびに血清コレステロール濃度もACT摂取群が最も低くなった。このように、りんごPPはコレステロール生合成とリノール酸不飽和化を抑え、一方ではコレステロール異化を進める機能を有しており、その作用は低分子画分よりも高分子画分が強いことが明らかとなった。研究2年目では、第一に、りんご未熟果実由来ポリフェノールの構成成分を詳しく解析した。

ポリフェノール成分をHPLC-MSおよびHPLC-ECD分析、さらにはMALDI-T0FMS分析に供した結果、抽出したポリフェノールの約40%が2量体から9量体の重合物質、すなわち、プロシアニジン類であることが明らかとなった。また、とくに、2量体であるプロシアニジンB1とB2が多いことがわかった。ゲルろ過カラムを用いて、りんごポリフェノールをモノマー画分とポリマー画分に分けて精製し、それぞれのラジカル捕捉活性を、ESR分析により、茶カテキンのエピガロカテキンガレートと比較した。その結果、モノマーよりもポリマー画分の方がOHラジカルあるいはO_2-ラジカルの捕捉活性は強く、さらには、その活性がエピガロカテキンガレートと同程度の強さを有していることがわかった。腸内細菌を培養し、りんごポリフェノールの2画分に曝露させたが、曝露させなかった対照と比べて大きな差は得られなかったので、細菌に対する抗菌作用は弱いものと判断した。また、腸管上皮に付着する感染起因菌の付着防止機能も認められなかった。一方、りんごポリフェノールの脂質代謝調節機能を調べたところ、0.2%レベルで摂取した場合にHDL-コレステロールレベルを上昇させる一方で血清コレステロールレベルを低下させた。また、組織コレステロールおよびトリグリセリドレベルも低下させた。この他に、組織過酸化脂質上昇を抑え、エイコサノイド代謝も制御することがわかった。これらの機能は、モノマーよりもポリマー画分による方が調節機能が高いことも突き止めた。この他に、りんごポリフェノール成分と似た成分を有するワインポリフェノールおよび茶カテキンの生理作用も確認した。りんご未熟果実に含まれるポリフェノールについて、その高分子縮合成分(ACT)の生理機能について調べた。ACTの抗酸化機能を調べたところ、in vitroのLDLの過酸化反応を強く抑制し、その活性は茶カテキンに匹敵した。この機能は、ACTが強いラジカル捕捉機能を有しているためであると考えられた。さらに、ラットに種々の濃度でACTを摂取させた結果、肝臓のリン脂質過酸化物濃度は摂取濃度に応じて低下した。ACTの脂質代謝調節機能を追究した結果、ACTの摂取によって、ラット肝臓のコレステロール生合成およびリノール酸不飽和化律速酵素活性は低くなり、コレステロール異化律速酵素活性は高くなった。これらの酵素活性の変動を反映して、肝臓コレステロール濃度と組織リノール酸不飽和化指標は低下した。また、組織エイコサノイド産生濃度もACTの摂取で低くなった。一方、糞中に排泄された酸性ステロイド濃度は高くなった。さらに、ACTの摂取により、血清のHDL-コレステロール/総コレステロール濃度比が高くなることも明らかになった。ACTを0.5%濃度までの摂取で、これらの機能は発現されるが、それ以上の濃度で摂取した場合には、むしろ好ましくない結果になった。ACTの吸収について調べた結果、3量体までの吸収を確認した。
大気中の放射能は雷放電を誘発するか？

大気中の放射線が雷放電に与える大気電気的影響について調査するため、雷活動時に地上で観測される長時間バーストと短時間バーストの構造を調査し、その特徴を明らかにした。また、JAXAの実験用航空機「飛翔」を用いて雷活動時に上空からの放射線の変動状況の観測を行ったが、有意な変動は認められなかった。その一方、2種類のGM管を搭載した気象ゾンデにより雷雲中の観測を行った結果、高度5から8km付近で放射線の計数率が上昇していることが分かった。また、同ゾンデの気象データから推定した電荷をモデル化した電界分布で放射線の挙動をモンテカルロ解析した結果、上方正電荷層で電子密度が急激に増加していることと符合した。放射性物質が与える雷放電の発生に与える影響や人工衛星で観測される地球起源γ線フラッシュ(TGF)との関係について明らかにするために、26年度にJAXA実験用航空機「飛翔」を用いて夏季は福島県内の雷雲上空における放射線と雷放電の関係を観測(8月7,8日)を、冬季は日本海沿岸において雷雲上空の観測(12月6,8,9,22日)を実施した。測定には、大気中の放射能の変動を観測する検出器(50keV3MeV)と雷雲電界で発生するであろう高エネルギー放射線の測定器(200keV30MeV)の測定器を用いた。この結果、夏季は雷雲高度(15km超)が高く、許可された飛行高度が雷雲直上まで十分に達せられなかったこともあり、有意な指示値は確認できなかった。冬季は、わずかであるが、指示値の変動が確認され、現在詳細解析を実施中である。また、外部電界を組み込んだ放射線挙動計算コードを作成し雷雲電界内での放射線挙動を解析、大気中における高エネルギー電子・光子束の変動を解析した。これらの測定、解析結果は、放射線計測フォーラム福島(12月3日)、日本大気電気学会(1月10日)、欧州地球科学連合EGU学会(4月17日)に発表した。これまでの地上観測で観測されている雷活動に起因すると考えられる高エネルギー放射線は、雷雲の電界構造(3極もしくはそれ以上の多極構造)から雷雲上部でも観測される可能性が考えられた。そこで、航空機を用いて雷雲上部において放射線発生のトリガーとなり得るラドン(壊変生成物)が放出するガンマ線や宇宙線起因の高エネルギー放射線のスペクトルを測定し、雷放電データとの関係から雷活動に起因した高エネルギー放射線(制動放射線)の発生源との関係を把握しようとした。しかし、平成27年度航空機観測を準備した時期に観測予定場所に雷雲が発生しなかったことから観測を次年度に延期することにした。しかし、昨年度の観測結果等については、国内外の学会、研究会でその成果を報告し、当該分野の研究者等から高い関心を持って見られた。特に、高山で同様の観測データが得られているアルメニアのエレバン物理研究所で開かれた国際ワークショップに招待され、これまでの観測結果や解析結果について講演した。また、放射線挙動計算用にモンテカルロ計算コードを整備し、大気中の放射性物質が放出するβ・γ線発生ルーチンを組み込み、雷雲電界内での放射線挙動を解析して放射能による大気の電離密度の変動解析を継続して行った。今年度は、さらに宇宙線(ミュオン)起因の高エネルギー放射線と雷放電発生のメカニズムに関する解析調査を行った。その結果、これまでのβ・γ線の解析だけでは分からなかったことが明らかになり、昨年度までの観測結果との比較の上、論文投稿の準備をしている。平成27年度は、研究計画に基づき、「原子力災害発生時」の放出放射能による大気電気的影響の解析は予定どおり実施できているが、「大気中ラドンのサンプリング測定」において、測定の前提条件となる雷雲の発生状況が悪く、測定を予定していた8月と12月に測定用航空機の飛行予定区域(中部、関東、東北南部)において、雷雲が発生せず、次年度に持ち越す部分が生じた。解析・測定と並行して国内外の学会(JpGU、EGU、AGU)においてこれまでの研究成果の発表を行っており、測定の一部は平成28年度に持ち越したものの、概ね順調に進展していると判断する。雷放電時の雷雲内電界(約200 kV/m)は実験室での放電開始電界(3,000 kV/m)より1桁低い。なぜ低い電界で雷放電が発生するのかは長い間、未解明問題とされてきた。これの説明のために、Gurevichらは、大気中にある高エネルギー荷電粒子が雷雲の電界によって加速され、高エネルギー放射線のシャワーを発生させ、雷放電を誘発する可能性(逃走絶縁破壊説)を提唱した。もしこの仮説が正しいのであれば、雷放電に至らなくてもシャワーは存在すると考え、それはγ線として観測できると考えた。本研究では、大気中の放射線が雷放電に与える大気電気的影響について、雷雲上空からの航空機測定と解析によりこれらの相関を調べることとした。日本海沿岸のモニタリングポストでは、冬季雷活動時に放射線量率が上昇することがある。これまで発生時間が数10秒の長い長時間バーストとスパイク状の短時間バーストの2種類の放射線が観測されており、長時間バーストは雷雲とともに移動することが分かってきた。2014年冬季の観測では長時間バーストと短時間バーストの有意なデータが観測され、バースト発生の構造を明らかにした。2014年に宇宙航空研究開発機構の実験用航空機「飛翔」を用いて上空からの放射線の変動状況の観測を行った。しかし、飛行高度による変動は見られるものの、明らかに有意と考えられる変動は認められなかった。

その一方で、2種類のGM管を搭載した気象ゾンデによる観測の結果、高度5&#12316;8km付近で放射線の計数率が上昇していることが分かった。特に、ベータ線用のGM菅ではガンマ線用に比べて高いところ(7.5km付近)で計数率が上昇していることが分かった。これは、同ゾンデの気象データから推定した電荷をモデル化した電界分布で放射線の挙動をモンテカルロ解析した結果、上方正電荷層で電子密度が急激に増加していることと符合する結果であった。大気中の放射線が雷放電に与える大気電気的影響について調査するため、雷活動時に地上で観測される長時間バーストと短時間バーストの構造を調査し、その特徴を明らかにした。また、JAXAの実験用航空機「飛翔」を用いて雷活動時に上空からの放射線の変動状況の観測を行ったが、有意な変動は認められなかった。その一方、2種類のGM管を搭載した気象ゾンデにより雷雲中の観測を行った結果、高度5から8km付近で放射線の計数率が上昇していることが分かった。また、同ゾンデの気象データから推定した電荷をモデル化した電界分布で放射線の挙動をモンテカルロ解析した結果、上方正電荷層で電子密度が急激に増加していることと符合した。雷雲の電界構造をモデル化したモンテカルロ計算コードを作成し、実際的な雷雲電界中で電磁シャワーが発生し、雷雲上空に伝搬することを確認した。また、航空機搭載用放射線測定器を製作し、JAXA実験用航空機「飛翔」に搭載して雷雲上空で観測実験を行った。平成27年度は、飛行観測予定期間に観測地域において雷雲が発生しなかった。特に夏季は、飛行予定が8月下旬にしか設定できなかったことから、次年度は雷雲の多発が予想される時期に飛行計画を調整して実施したいと考えている。また、解析については、今年度整備した計算コードで宇宙線ミュオンによる影響解析を実施する。得られた成果は、国内外の学会、論文、プレス発表を通じて広く公表する。本研究に係る国際共同研究を計画中である。環境放射線H27年度も継続観測を行い、雷雲上空での放射線測定を実施する。平成27年度に予定していた航空機によるラドンのサンプリング及び濃度測定が天候的な問題(雷雲の発生状況)により実施できなかったため、測定を平成28年度に持ち越すこととした。これにより、測定に係る経費が次年度使用額として生じることとなった。当初、モンテカルロ計算用ソフトの購入契約と、そのソフトを使用した解析業務を別々に発注予定であったが、解析ツールの作成業務として一本化したことに伴い、その費用が節減された為。次年度、観測予定の夏季と冬季に実験用飛行機がある県営名古屋空港までの旅費、及び論文投稿するためデータ解析補助、投稿料として使用する。観測予定としている7,8月、12月に上記旅費の補助として、及び論文投稿予定の9月までに使用したい。26年度に得られた成果と27年度に実施予定の研究成果について、27年度に開かれる国際会議にて発表するための旅費等として執行予定である。