hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液体燃料の微粒化と燃焼振動の相互作用メカニズムの解明

平成30年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)液体微粒化・燃焼の実験昨年度実現した150Hzで液体を脈動させながら噴射する脈動装置を使用して、高速度カメラとシャドウグラフ法を用いて詳しい微粒化・微粒子解析を行った。その結果、脈動を伴う液流の微粒化時には、脈動を伴わない時に比べて、垂直方向およびスパン方向に広く液滴が分散する傾向があること、また、その液滴密度は二相間相互作用を無視できるほど希薄であることを明らかにした。さらに、本研究グループが新規に開発したザウター平均径に関する運動量収支モデルは、脈動を伴う液流に対しても適用可能であることを明らかとした。なお、440Hzまでの高脈動装置の作成には至らなかったため、今後の研究課題としたい。(2)液体微粒化・燃焼の数値シミュレーションJAXAが所有する矩形ガスタービン燃焼器、および簡易的なステップ流れを伴う燃焼器に対して、液体燃料の微粒化・脈動を考慮した数値シミュレーションを実施し、液体燃料の微粒化と脈動が噴霧燃焼振動特性に及ぼす影響を詳しく調べた。その結果、燃焼振動に伴う酸化剤空気の流速変動により、燃焼器に流入する液体燃料の液滴径分布は時間的に変動し、この液滴径分布の時間的変動が燃焼振動の強度を変化させる傾向があること、また、燃焼器に流入する液体燃料の流量の時間的変動が燃焼振動の強度に強く影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、液体燃料の流量を同一としつつ噴射圧力を変化させた検討により、噴射差圧が燃焼振動状態の1つの影響因子になりうることを示唆した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度に得られた成果は以下の通りである。(1)液体微粒化・燃焼の数値シミュレーション(2)液体微粒化・燃焼の実験代表風速134m/sの状態における高速クロスフロー微粒化実験を実施可能な高速風洞装置の作成・据付を行った。本高速風洞装置は全長1.8mであり、テストセクションは0.03mの正方断面である。液体挿入口の直径は0.2mmとし、液体の流入流速を0.23ml/sとした。代表風速をピトー管を用いて測定し、微粒化の様子をシャドウグラフ法を用いた高速度カメラを用いて撮影した。その結果、(1)高速風洞装置の作成に成功したことを確認し、(2)コラムブレークアップ、バグブレークアップ、マルチプルブレークアップの3つの形態の微粒化を観察した。さらに、脈動装置を用いた実験においては、(3)定性的には脈動時と非脈動時の微粒化形態に差異は見られないことを確認した。なお、この実験条件は、JAXAでの実機条件試験に基づいて決定した。微粒化を考慮可能な燃焼数値シミュレーションコード、および微粒化現象のみをより厳密に再現可能なEulerian数値シミュレーションコードが開発された。また、基本となる実験装置も制作された。従って、当初の計画通りおおむね順調に進展していると判断できる。平成29年度に得られた成果は以下の通りである。(2)液体微粒化・燃焼の実験:兵庫県立大学に設置済みの最大風速134m/sを実現可能な高速風洞装置を使用して高速クロスフロー微粒化実験を実施した。昨年度は、非脈動および5Hzでの脈動を実現する液体吐出器を作成したため、今年度はより高速での脈動を実現可能な液体吐出器の開発を行った。その結果、最大150Hzでの脈動を実現する液体吐出器の作成に成功したことを確認し、また、脈動時と非脈動時では微粒化形態が異なることを観察した。(兵庫県立大学高垣)(1)の数値シミュレーションを実施する際により実機条件に近い条件を与えるため、噴霧変動モデルに必要な入力パラメータである燃料孔部(静的)圧力降下のデータを取得した。また、JAXA既取得データを数値シミュレーションデータと比較するためのデータ加工プログラムを整備した。(JAXA立花)これまで開発してきた、(1)微粒化を考慮可能な燃焼数値シミュレーションコード、(2)微粒化現象のみをより厳密に再現可能なEulerian数値シミュレーションコード、および(3)そのEulerian流体をLagrangian粒子に変換するEulerian-Lagrangian数値シミュレーションコードの妥当性が確認された。また、当初難しいと思われた高速脈動装置の開発も順調に進んでいる。(2)液体微粒化・燃焼の数値シミュレーション

JAXAが所有する矩形ガスタービン燃焼器、および簡易的なステップ流れを伴う燃焼器に対して、液体燃料の微粒化・脈動を考慮した数値シミュレーションを実施し、液体燃料の微粒化と脈動が噴霧燃焼振動特性に及ぼす影響を詳しく調べた。その結果、燃焼振動に伴う酸化剤空気の流速変動により、燃焼器に流入する液体燃料の液滴径分布は時間的に変動し、この液滴径分布の時間的変動が燃焼振動の強度を変化させる傾向があること、また、燃焼器に流入する液体燃料の流量の時間的変動が燃焼振動の強度に強く影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、液体燃料の流量を同一としつつ噴射圧力を変化させた検討により、噴射差圧が燃焼振動状態の1つの影響因子になりうることを示唆した。LES/VOF/Level-set/ Eulerian-Lagrangianコードの試作に成功し、動作確認まで行ったが、現状では未だ不安定、かつ計算負荷が高いことが判明した。そのため、平成29年度は、この改良に力を入れると共に、改善されない場合には新たな微粒化モデルの導入を検討する等、対応策も検討する予定である。上述した3つの数値シミュレーションコードが完成したので、それらのコードの統合を試みる。また、兵庫県立大学およびJAXAで得られる実験データを基に、より実現象に近い条件下における数値シミュレーションを実施し、燃焼振動メカニズムの解明を試みる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
冷間鍛造金型の設計基準の構築

実機鍛造金型に生成するひずみの計測値を用いて、金型疲労破壊のき裂起点における応力を推測する方法を提案した。実機鍛造時の金型応力の実測値とFEM解析値との相関を明らかにした。金型疲労破壊のS-N線図の構築法を明らかにした。冷間鍛造は、各種精密機能部品の製造技術として広く用いられている。冷間鍛造用金型は鍛造荷重の最小化を基準に設計されている。しかし、鍛造荷重は金型構造・形状に鈍感で、最小荷重基準のみでは金型構造・形状の最適化はできない。現状では経験に基づく設計は一般的である。一方、有限要素解析法(FEM)の発達に伴い、鍛造時の金型応力状態が算出できるようになり、金型応力の最小値を設計基準に用いる例が増えている。しかし、実際の鍛造用金型の製造工程および鍛造工程は複雑で、FEMの計算結果と実加工における金型応力との相関は不明なため、成形因子、金型構造・形状因子の影響を定量的に見積もることが不可能で、金型寿命を予測できない状況が続いている。そこで、研究代表者は、実際の量産に用いた廃棄金型破面分析とFEM解析により、疲労き裂の起点位置は力学的に一律に決まること、起点位置は金型材料を弾塑性材として扱う場合に限って予測できることを世界に先駆けて明らかにした。本研究ではこの先行研究を発展させ、き裂起点位置における応力を実測し、その実測値とFEM解析値との相関及び疲労破壊のS-N線図を解明し、金型設計基準の基盤となる知見を得ることを目的とする。本年度では、冷間鍛造の代表的工程である押出し-据込みを想定し、その最終工程のダイの破壊部位に作用する応力をひずみゲージで計測するための金型の最適構造を検討した。その結果、ダイの補強ケースにはり付けたひずみゲージを用いて、ダイ破壊部位の応力を精度よく計測することができること、金型応力の実測値とFEM解析値との間に良い相関関係があることなどを明らかにした。本研究では、この先行研究を発展させ、き裂起点位置における応力を実測し、その実測値とFEM解析値との相関及び疲労破壊のS-N線図を解明し、金型設計基準の基盤となる知見を得ることを目的とする。本年度では、冷間鍛造の代表的な工程である押出し-据込みを想定し、その最終工程のダイの損傷過程を観測した。その結果、ダイは絞り入口部におけるWCの脱落から損傷が始まり、次第に初期き裂が形成されることが明らかとなった。本年度では、冷間鍛造の代表的な工程である押出し-据込みを対象に、鍛造による金型の疲労破壊を起こして、S-N線図を作成した。
約款の不当条項規制論の再構成―労働契約におけるその意義

日本およびドイツにおける、労働契約の内容に対する法的規制(不当条項規制)について、特に「約款」を媒介とする規制に着目して研究を行った。日本法に関する研究成果は、一部のみ、平成27年9月に、関西若手研究者民事判例研究会において報告した。その他の部分、およびドイツ法等については、研究期間中に網羅的な資料収集を終え、現在検討および論文執筆作業を行っている。当年度の研究実績は、日本法部分が中心となった。まず、民法関連部分については、民法改正の最新動向を継続的にチェックし、「民法(債権関係)の改正に関する要綱仮案」(平成26年8月26日決定)までの経緯および内容のうち、「約款」および「雇用契約」にかかる部分についてまとめたものを、関西若手研究者民事判例研究会の民法改正特別研究会(当年度9月)において報告した。その後、「民法(債権関係)の改正に関する要綱案」(平成27年2月10日決定)が出され、3月末には法案が国会に提出されるに至ったが、これら最新の内容およびそれに対する研究等の調査を加えたものを論文としてまとめている最中であり、平成27年度前期のうちに大学紀要等において公表予定。概要としては、「定型約款」と新たに定義された「約款」にかかる規律は、当初の案から大幅に縮小された。とりわけ不当条項規制にかかる規律は、判断基準としては消費者契約法10条の一般規定に若干の具体的考慮要素を加えるものとなったが、採用規制(締結規制)と一体として、定型約款準備者の契約相手方の「合意」を擬制する規律に大きく変更された。このことは、一方では規制効果の萎縮を懸念させるものであり、また他方では、就業規則に関する労働契約法7条との文言上の乖離が以前以上に広がることとなり、両者の関係について、次に述べる研究も踏まえて慎重な分析が必要となるものと考える。労働法関連部分については、就業規制に関する判例の収集を一通り終えたところであり、平成27年度には整理・分析作業にうつる。ドイツ法部分については、平成23年頃までの研究成果の見直し、まとめの作業中。8月に、既にまとめていた研究成果の一部を、「契約規制としての労働契約規制ー用語法統一のための一試論」として公表する予定であった。これは、本研究課題の前提作業として、日本における民法(契約法)と労働法との間に存在する伝統的な用語法の違いを整理し、その由来に遡った上で統一的な用語法の提示を試みるものであった。しかし、民法改正法案(当年度3月31日国会提出)において、契約法の基本原則の明文化が提案されており、その内容を十分フォローできていなかったことから、法制審における議論の経緯をたどりつつ内容を修正している。その他、10月にドイツの文献検索の効率向上のためにJurisOnlineを契約した。しかし、全体としては、出産・育児のため、また育休を取得できず講義等の通常業務を継続しなければならず、保育園等のサービスも利用できなかったため、研究をほとんど進めることができなかった。出産・育児のため、また育休を取得できず講義等の通常業務を継続しなければならず、保育園等のサービスも利用できなかったため、研究をほとんど進めることができなかった。研究期間の全般において、2度の妊娠・出産、及び勤務先の変更等が重なり、研究を十分進めることができなかった。しかし、資料収集とこれまでの成果の見直しは継続してきており、平成29年度から順次、成果を公表し、学会報告につなげる予定である。初年度(平成26年度)から2年目(平成27年度)にかけては、日本法研究として、民法(債権法)改正において新設される約款(「定型約款」)規定について、資料収集および分析を行ってきた。成果の第一段階として、平成27年9月には改正の「要綱仮案」(平成27年2月決定)までの内容をまとめ、関西若手研究者民事判例研究会において報告した。その後、改正案は平成28年3月に確定されて国会に提出され、平成29年現在も審議中であるが、重要な文献はほぼ出揃ったため、3年目(平成28年度)までにほぼ収集し終えることができた。また、労働契約については判例研究が重要であるところ、判例データベースを研究費により契約したことにより(当時の勤務先では導入なし)、資料収集は3年目(平成28年度)までにほぼ終えることができた。現在は、以上の整理および分析を行っている。ドイツ法研究では、2年目の平成28年度半ばよりドイツ法データベースを研究費により契約したことにより(当時の勤務先では導入なし)、資料収集の成果が大幅に向上した。平成28年度8月には研究成果の一部を公表予定であったが、民法(債権法)改正への対応のため断念。現在はその内容を修正しつつ、収集済みの資料を整理、分析している。今後の研究計画としては、平成29年度も通年で産休・育休取得予定であるため研究を十分進められない恐れはあるものの、まずはドイツ法部分のまとめを優先的に進め、平成30年3月までに公表する。そして、並行して日本法部分をまとめて平成30年度9月までには公表し、翌平成31年度の私法学会の個別報告での報告を目指す。

ドイツ法部分の見直し作業、および研究成果の論文としての公表が遅れた。主な理由は日常業務との時間配分、および妊娠(当年度後期以降)に伴う体調不良。4月より子どもは保育園に入園することができ、時間の確保が大幅に可能になった。また、4月から勤務先が変わり、初年度につき講義負担等が控えめになっていることから、研究の時間を十分確保できる見通し。資料整理等については、アルバイト等を活用する。民法、契約法、約款法、消費者法、労働法次年度は、日本法の民法改正にかかる研究成果をほどなく公表後、まずはドイツ法部分の見直し・公表を前期のうちに進める。妊娠・出産のため前期は講義負担が大幅に減らされており、体調も安定するようになったことから、当年度に比べて研究に配分できる時間の余裕が増えており、育児に関しては勤務先の規定により育休取得はできないものの、家族の協力・分担が期待できる見通し。ただし、研究への負の影響が継続した場合には、資料収集・整理等にアルバイト等を活用することを検討する。出産・育児のため、また育休を取得できず講義等の通常業務を継続しなければならず、保育園等のサービスも利用できなかったため、研究をほとんど進めることができなかった。当該年度の後半、妊娠による体調不良により研究が滞り、資料収集の遅延、学会の欠席等が重なって支出額が低くなった。当初の研究計画通り、資料収集等に活用する。当該年度と同じ状況を繰り返さないよう、体調不良等の場合にはアルバイトを活用して遅滞なく研究を進める。
自己肯定感測定スケール開発の試みと教師と小学生の自己肯定感の関連に関する研究

自己肯定感尺度の開発を目的とした一連の研究をおこなった。研究1として,18歳以上の男女502名を対象に,(1)自己肯定感を仮説的に定義したうえで,(2)自己肯定感の構成概念を組み立て,(3)自己肯定感尺度を構成する項目の選定と検討,および尺度の作成,を目的とした質問紙調査をおこなった。自己肯定感の定義,およびその構成概念を検討した後,仮説的に作成した自己肯定感構成項目104問について主因子法・バリマックス回転をもちいた因子分析をおこなった。因子軸の回転後,各因子負荷量を得た。各因子に対して|.500|以上の負荷量を示した項目を参考に,抽出した各因子を"自律","自信","信頼","過去受容"と命名した。得られた4因子解を基に,4下位尺度20項目からなる自己肯定感尺度を作成した。研究2として,18歳以上の男女277名を対象に,新たに作成した自己肯定感尺度の妥当性と信頼性の検証を目的とした質問紙調査を実施した。因子分析,t検定,分散分析,判別分析をおこない,因子的妥当性,構成概念妥当性,併存的妥当性,弁別的妥当性,を検証し,十分な妥当性があることを確認した。内的整合性を検証するため,尺度構成項目20項目に対し,Cronbachのα係数を算出したところ,α=.803であった。また,スピアマン-ブラウンの公式による折半法を用いて信頼性係数を算出したところ,ρ=.828であった。信頼性に関しても十分な水準にあることを確認した。さらに、この新たに開発しえた自己肯定感尺度を用いて、中学生を対象にした生活習慣と自己肯定感との関連、教師における自己肯定感の実態、などの調査研究をおこなった。現代の子どもたちの多くには,自分自身の存在を肯定的に受けとめられていない状況が存在するのではないかと考えられる。すなわち「自己肯定感の脆弱もしくは欠如」である。「自己肯定感」の構成要素を明確に定義した上で,子どもたちの「生きる力」の主体となるであろう「自己肯定感」について,その現状と問題点を考察する必要があると考えた。まず第1段階として,子どもたちが自分自身を受け入れて生活しているかどうかを確かめることを目的とした「自己肯定感尺度」を開発するための研究を行った。まず「自己肯定感」を,自分自身の存在を肯定的に受けとめられる感覚と定義することにした。「自己肯定感」の構成要素は,たとえば,(1)自分自身に自信や存在感を感じるのか,(2)自分自身で物事を決定する力を持っているのか,(3)現実的にこの世の中に生きていると感じているのか,などであると思われる。わが国の文化的・伝統的感覚をふまえた上で現代的な子どもたちの「自己肯定感」を構成する要素を考察し,分類してみたところ,以下の5つの要素が浮上した:「自己決定能力」「自尊感情」「自己存在感」「諦観」「自己現実感」である。今回は,この5つの要素に基づき30項目の質問文を考案・選定した。そして,小学生から一般成人および教員までを対象とした10の調査を行い,スケールの信頼性および現場における実施可能性について検討した。とくに子ども用には教育の現場においても受け入れられやすい表現(いわゆる婉曲表現)に留意することが必要と判断され、30問中の3問については成人用と表現が異なることとなった。現時点においては成人用と子ども用の自己肯定感尺度を開発しえた。
強磁性体から有機分子へのスピン注入による有機スピントランジスタに関する研究

環境資源問題の観点から有機分子材料を用いたスピントロニクスが非常に注目されている。本研究では有機分子材料とスピン注入源である強磁性体との界面状態を制御しやすい平面型構造素子を用い、強磁性体/有機分子/強磁性体接合の磁気抵抗効果を測定し、分子材料のスピン依存伝導特性を評価した。その結果、Ni_<80>Fe_<20>/Mq_3(M = Al, Ga)/Ni_<80>Fe_<20>接合から、Ni_<80>Fe_<20>電極の局所的な磁化状態に起因する磁気抵抗効果の観測に成功した。近年,有機スピンエレクトロニクスの研究分野が非常に注目されている.本研究では,スピン注入源である強磁性体と,有機分子との界面状態を制御しやすい平面型構造素子を用いて,強磁性体から有機分子へ効率良くスピンを注入し,素子の磁気抵抗効果を測定することによりスピン注入効果を観測することを目的とした.本年度の研究内容と成果を以下に示す.1・試料作製熱酸化膜付きSi基板上に電極間距離dを有する強磁性電極対を作製した.正負両電極の形状を変えることにより電極間に保磁力差を付けた.強磁性電極にはフェルミ面でのスピン分極率が大きく,大気中で酸化しにくいNi_<80>Fe<20>を用いた.dの値は,有機分子のスピン拡散長を考慮して,数十ナノメートルから数百ナノメートルに設計した.つづいて有機分子を,両電極をまたぐように成膜した.有機分子には発光性分子のAlq_3およびGaq_3を用いた.比較のために電極として非磁性体AuをNi_<80>Fe<20>のかわりに用いた素子も作製した.2・特性評価磁場中電気伝導特性評価装置により試料の磁気抵抗(MR)効果を評価した.有機分子にAlq_3およびGaq_3を用いたどちらの素子からも磁気抵抗効果が観測された.dの短い試料ほど大きなMR比を示した.一方,Au電極素子においては,MR効果は観測されなかった.以上のことはMRの起源としてAlq_3およびGaq_3分子自身からのMR効果は支配的ではないだけでなく,Ni_<80>Fe_<20>電極自身のMR効果もまた支配的ではないことを示した.MRの起源として,Ni_<80>Fe_<20>電極表面での局所的な磁化状態の影響が考えられた.以上の成果を学会にて発表した.全5件の発表のうち2件(電力中央研究所ワークショップおよび,真空協会仙台研究例会)においては依頼講演を行なった.近年,有機スピンエレクトロニクスの研究分野が非常に注目されている.本研究では,スピン注入源である強磁性体と,有機分子との界面状態を制御しやすい平面型構造素子を用いて,強磁性体から有機分子へ効率良くスピンを注入し,素子の磁気抵抗効果を測定することによりスピン注入効果を観測することを目的とした.本年度の研究内容と成果を以下に示す.1・試料作製前年度と同様にして、熱酸化膜付きSi基板上に電極間距離dを有する強磁性電極対を作製した.正負両電極の形状を変えることにより電極間に保磁力差を付けた.電極は前年度の正負電極突き合わせ形状だけでなく,長方形の正負電極同士が平行配置となる電極形状を用いた. dの値は,有機分子のスピン拡散長を考慮して,数十ナノメートルから数百ナノメートルに設計した.電子線リソグラフィによりパターニングされた試料基板上に,強磁性電極材料としてNi_<80>Fe_<20>を電子線蒸着装置にて成膜した.電極形成後、両電極をまたぐように有機分子Alq_3を抵抗加熱法により成膜した.比較のために電極として非磁性体AuをNi_<80>Fe_<20>のかわりに用いた素子も作製した.2・特性評価磁場中電気伝導特性評価装置により試料の磁気抵抗(MR)効果を評価した. Ni_<80>Fe_<20>電極素子からはMR効果が観測された. dの短い素子ほど大きなMR比を示した.一方, Au電極素子においては, MR効果は観測されなかった.Alq_3成膜前の基板に対し,基板表面を酸素プラズマにてアッシングすることにより,素子抵抗の低減に成功した.また,両電極素子に対して基板裏面よりゲート電圧を印加したが,その効果は観測されなかった.ゲート電圧印加効果の観測には, Alq_3よりも高キャリア濃度の有機分子の使用が適切であると考察した.
ＸＦＥＭによる複合材料構造の損傷進展解析手法の開発

拡張有限要素法(XFEM)を炭素繊維強化プラスチック(CFRP)積層板の損傷進展解析に適用した.提案手法においては,ヘビサイド関数だけを拡充した内挿関数が用いられる.き裂形状を二種類の符号付き距離関数(SDF)で近似し,き裂を含む要素をSDFの値にしたがっていくつかのパターンに分類し,拡充節点を決定する.XFEMによってメッシュ分割と独立にモデル化される不連続な変位場を含むき裂面に結合力モデル(CZM)が導入される.離散化方程式を解くために,陰解法および陽解法を用いる.このような手法に基づく解析プログラムを開発し,樹脂割れと層間はく離が連成したCFRPの破壊解析を実施し妥当な結果を得た.前年度までに開発した二次元XFEM解析プログラムを拡張して三次元問題に適用できるようにした.三次元化の方法としては、二通りの方法を用いた.一つは、二次元三角形要素を板厚方向に押し出すことによって生成される三次元五面体要素を生成する方法(準三次元解析)、もう一つは、三次元四面体要素を用いる方法(三次元解析)である.前者は、二次元解析手法を再利用でき、き裂先端要素(TIP要素)を簡単に得ることができるものの、積層板に垂直なマトリクス割れしかモデル化できない.これに対して後者は、任意のマトリクス割れをモデル化できるものの、四面体の切断パターンが複雑となりTIP要素の定式化が困難である.はり理論などによる参照解がある問題を、二次元、準三次元、三次元解析プログラムで解くことによって、その解析性能の妥当性を確認した.さらに、複数の層間はく離やマトリクス割れを含む実際的なき裂進展解析に適用したところ、陰解法では収束解が得られない現象が多々発生した.そのような場合には、動的陽解法を用いた準静的解析を実施した.その際、マススケール法や載荷速度を大きくすることにより計算時間を短縮する方法について検討した.準三次元解析プログラムおよび三次元解析プログラムを用いて、CFRP積層板の引張試験を想定したシミュレーションを実施した.その結果は、文献値に記載された試験結果や解析結果とほぼ整合することを確認した.拡張有限要素法(XFEM)を炭素繊維強化プラスチック(CFRP)積層板の損傷進展解析に適用した.提案手法においては,ヘビサイド関数だけを拡充した内挿関数が用いられる.き裂形状を二種類の符号付き距離関数(SDF)で近似し,き裂を含む要素をSDFの値にしたがっていくつかのパターンに分類し,拡充節点を決定する.XFEMによってメッシュ分割と独立にモデル化される不連続な変位場を含むき裂面に結合力モデル(CZM)が導入される.離散化方程式を解くために,陰解法および陽解法を用いる.このような手法に基づく解析プログラムを開発し,樹脂割れと層間はく離が連成したCFRPの破壊解析を実施し妥当な結果を得た.FEMプログラムに、CFRP構造のはく離、き裂進展現象のモデル化に用いられるCamanhoによる結合力モデルを導入した二次元および三次元インターフェース要素を導入した.このプログラムに実装した非線形解析の手順は、本研究で今後開発するXFEM解析プログラムの原型となる.一方、ヘビサイド関数のみを拡充したXFEMを提案し、二次元三角形要素を用いたXFEMプログラムを開発した.開発プログラムを用いて、線形破壊力学に基づくき裂進展解析を実施し、その妥当性を確認した.このプログラム開発によりTIP要素作成の手順を確立することができた.その成果を論文に発表した.上記二つの成果を用いたXFEMと結合力モデルを組み合わせた方法により、CFRP構造のはく離とマトリクス割れを考慮した損傷進展解析が可能であることを、二次元問題について実証した.開発手法においては、はく離は通常のFEM解析で用いられるインターフェース要素でモデル化され、マトリクス割れはXFEMにより有限要素メッシュと独立にモデル化される.結合力モデルを用いた損傷進展解析は、標準的には陰解法に基づく静解析により実施される.しかしながら、今後適用する実構造における複雑な損傷進展問題では、収束性に問題が生ずることが予想される.そこで、そのような場合にも対処できるようにするために、動的陽解法を用いた手順についても検討し、そのような機能を開発プログラムに追加した.以上、本年度は、本研究の目標であるCFRP積層構造におけるはく離とマトリクス割れの連成を考慮した損傷進展解析の原型となる、2次元XFEMプログラムの開発整備を実施し、解析機能の妥当性を検証することができた.これまでに開発した二次元、準三次元、三次元XFEM解析プログラムを用いて、CFRP積層板を対象とした検証解析を実施した.積層板の損傷として、層間はく離とマトリクス割れを想定し、層間はく離は通常のFEMで用いられるインターフェース要素で、マトリクス割れはXFEMによるヘビサイド関数を拡充した内挿関数でモデル化される.インターフェース要素やXFEMにおいて有限要素と独立にモデル化される不連続面においては、結合力モデルが導入される.開発プログラムはFEMで空間離散化された平衡方程式を解くために、陰解法と陽解法が選択的に利用可能である.損傷解析において、陰解法では収束解が得られない場合には、動的陽解法を用いた準静的解析を実施した.その際、マススケール法や載荷速度を大きくすることにより計算時間を短縮する方法について検討した.

まず、はり理論などによる参照解がある問題として、DCB, ENF, FRMM, TCT試験片のはく離進展問題を開発プログラムで実施することにより、その解析性能の妥当性を確認した.つぎに、CFRP積層板の典型的な損傷である層間はく離とマトリクス割れが連成した問題として、CFRP積層板の基本的な強度試験であるNHT, OHT試験を対象とした損傷進展解析を実施した.得られた結果は、文献に記載された試験結果や解析結果とほぼ整合していることを確認した.とくに試験片の寸法効果を検証するための損傷進展解析は、二次元モデルを板厚方向に押し出して得られる準三次元モデルを用いることによって効率的に行えることを実証した.さらに、低速衝撃荷重を受けるCFRP積層板の損傷進展解析に適用し、既存の実験結果や文献に記載された結果との比較を行った.得られた結果は、定性的にはほぼ妥当な結果となっていることを確認した.計算力学CFRP積層板の典型的な破壊は、マトリクス割れと層間はく離が連成した複雑な形態を有する.そこで本研究では、発生位置が予め未知であるマトリクス割れを拡張有限要素法(XFEM)を用いてモデル化し、層間はく離を従来のFEMで用いられているインターフェース要素を用いてモデル化する方法を用いる.これらの手法を、二次元三角形要素、三次元五面体要素、三次元四面体要素と組み合わせて、二次元、準三次元、三次元XFEM解析プログラムを開発した.開発プログラムにおいては、陰解法では収束解が得られない場合にも対処できるように、陽解法解析機能も実装している.層間はく離とマトリクス割れには、Camanhoらにより提案されたバイリニア型の結合力モデル、岩石力学で用いられるCarolらにより提案された結合力モデル、さらには単純な接触モデルを設定可能である.開発プログラムの相対変位と表面力関係を設定する部分を修正することによって、様々な結合力モデルに対応することができる.開発した二次元、準三次元、三次元XFEM解析プログラムの検証解析はほぼ終了している.本研究で用いる拡張有限要素法(XFEM)、結合力モデル(CZM)による基本解析機能について定式化、プログラム設計を実施した.XFEMについては、CZMと組み合わせるために、漸近解基底を用いずにヘビサイド関数だけを拡充させて変位の不連続性を考慮できる方法を用いることとした.とくにき裂の先端を含む部分の要素(TIP要素)の作成手順を確立できた.結合力モデルについてはCFRP構造の破壊進展解析で用いられるCamanhoモデルについて検討した.上記検討結果に基づき2次元問題についてはプログラム実装が終了し、開発プログラムを用いた検証解析を実施した.また、現実的な問題を扱う場合には、ニュートンラプソン法による反復計算が用いられる陰的解法では、収束性の問題が生じることが予想される.そこで、このような問題に対処するために、開発プログラムに動的陽解法機能を実装し、検証解析を実施した.開発プログラムの有効性を実証するために、様々な実問題への適用を進める.三次元四面体要素を用いたXFEM解析では、二種類の符号付き距離関数を用いた要素の分類が完了していない.TIP要素を定式化するためにこれらの分類が必要である.現状の開発プログラムの解析結果の可視化処理は、商用プログラム(GLView)を用いている.開発プログラムの実行環境の制約をなくし、多くのユーザが利用できるようにするためには、可視化処理をフリーソフト(Paraview)で実行できるように改良することも今後の課題である.実際の解析では、シミュレーションは陽解法の利用が主になると考えられる.
放牧牛に寄生するフタトゲチマダニの防除とピロプラズマ病の予防に関する基礎的研究

1.フタトゲチマダニの発育に及ぼす温度の影響を調べた。その結果、雌成ダニの前産卵期間、産卵期間及び飽血幼ダニと飽血若ダニの脱皮期間は温度の低下に伴って延長され、12°Cでは産卵、孵化及び脱皮のいずれも起こらぬことが知られた。また、産卵可能な最低温度,発育零点,及び飽血幼ダニと飽血若ダニの脱皮可能な最低温度は、それぞれ11.1,12.2.10.2及び11.8°Cであった。温度は産卵能力と孵化率にも影響を与え、体重1mg当たりの産卵数は15°Cで著減し、孵化率は温度の低下に伴って減少した。以上から、本種が発育できる最低温度は約12°Cと推察された。2.フタトゲチマダニの発育に及ぼす湿度の影響を4段階の湿度条件(59.5%100%RH)を設定して調べた。その結果、未吸血の幼ダニ、若ダニ及び成ダニの生存日数は高湿度ほど、また同一湿度条件下では発育段階のより進んだものほど長いことが知られた。卵の孵化率及び飽血幼ダニの脱皮率は100%RH以外では著しく低かった。しかし、飽血若ダニの脱皮率及び脱皮期間には、湿度による差は殆ど見られなかった。産卵は全ての湿度条件下で認められたが、低湿度条件下では産卵しない個体が現れた。体重1mg当たりの産卵数も低湿度条件下では100%RHに比して著減した。以上から、本種の長期生存と順調な発育のためには、84.5%RH以上の高湿度条件が必要なことを知り得た。3.フタトゲチマダニ雌成ダニにおける吸血に伴う唾液腺の微細構造的変化について調べた。その結果、この唾液腺は非顆粒性の【I】型腺胞と分泌顆粒を有する【II】,【III】型腺胞から成り、【I】型腺胞は未吸血時における水分吸収に関与し、【II】型腺胞のa細胞及及び【III】型腺胞のc,d細胞はセメント物質、【II】型腺胞のb細胞は加水分解酵素の分泌に関与することが推察された。また、【II】,【III】型腺胞の非顆粒性細胞は、吸血した血液から濾過された多量の余剰水分と塩分の排除に関与することが推察された。
世界最高密度の極低エネルギー中性子貯蔵による次世代・超対称性理論研究の基盤構築

自然の基本法則の理解を目指し、極低エネルギーの状態で生成・輸送・蓄積した中性子を超精密測定することで、クォークの持つ電気双極子能率の発見を目指す実験の基盤を構築できた。以下の3つの大きな成果があがった。1)中性子の輸送・蓄積のための素材の開発において、中性子を反射する能力の高い「重水素化したダイヤモンド・ライク・カーボン」の実用化を進めた。2)中性子の磁気能率と変動磁場の相互作用により中性子の加減速を行う「リバンチャー」の開発に世界で初めて成功した。3)超低エネルギー中性子の磁場および物質表面との反応を研究するためのGean4を基盤としたシミュレーションソフトの開発に成功しコードを公開した。本研究では、(1)極低エネルギー中性子(UCN)の輸送・貯蔵用の界面技術の確立(2)加速器に同期する特殊磁場で生成当初の高密度中性子を拡散させず輸送する世界初の中性子収束方式の確立を目的としている。H23年度の最も大きな研究成果は(2)の原理実証に世界で初めて成功したことである。(1)に関しては、UCN輸送のための全反射ガイド管の候補であるDiamond-like Carbonの研究を開始した。高エネルギー加速器研究機構において製膜したサンプル基板で、J-PARC及び京都大学原子炉実験所にて中性子反射率を測定・評価した。製膜過程の水素を重水素に置換することで中性子に対する光学ポテンシャルが増加し、輸送効率が向上することが確認できた。中性子反射測定のための計測系をJ-PARC BLO5用に準備し、中性子反射の数値モデリングの開発を進めた。更にドップラーシフターによるUCNの生成量を増大させるための光学系の設計・シミュレーションを進めている。(2)に関して、超冷中性子密度を保持して発生位置から実験領域へ輸送するシステムを構築し、実証実験を行った。このシステムは超冷中性子(UCN)を輸送する全反射ガイド管と、UCNの密度保持のために中性子の速度を自在に制御する装置「Rebuncher」を組み合わせたものである。Rebuncherによる運動エネルギー変化はRebuncherに印可される高周波磁場の周波数に比例する。Rebuncherの周波数をUCNの飛行時間に応じて変化させることで、実験領域位置へ同時に到達させ空間的に集束させる。実証実験には15MHzから30MHzの帯域を持つプロトタイプを用い、実際にUCNの集束を確認した。UCN速度制御能力の向上、特に周波数帯域を拡大するためのRF同調回路の設計を行っている。本研究では、(1)極低エネルギー中性子(UCN)の輸送・貯蔵用の界面技術の確立(2)加速器に同期する磁場を用いた中性子収束方式の確立を目的としている。(1)に関しては、UCN輸送のための全反射ガイド管の候補であるDiamond-like Carbonの開発を行った。製膜過程の水素を重水素に置換することで中性子に対する光学ポテンシャル243neVを達成した。また界面での非鏡面反射が輸送、蓄積に与える影響を計算するために、DWBAを用いた非鏡面散乱モデルおよび相対論的磁場によるスピン歳差運動を計算できるシミュレーションコードを構築した。(2)に関して、超冷中性子密度を保持して発生位置から実験領域へ輸送する「Rebuncher」という装置を開発している。平成24年度は平成23年に原理実証に成功したRebuncherの高度化を行った。Rebuncherは磁場中でUCNのスピンを反転させることでエネルギーを調整し、実験領域位置へ同時に到達させ空間的に集束させる装置である。Rebuncherによる運動エネルギー変化は印可される高周波磁場の周波数に比例する。実証実験時においては17.5MHzから28.5MHzであった帯域を、コンデンサーの改良により7MHzから30MHzと拡張したことで、より広いエネルギーのUCNを集束できるようにした。また、実証実験においては50%程度であったスピン反転率を向上させるため、アンプを増強し、実証実験時の3倍のRF磁場を生成することに成功した。これにより反転率は95%に向上する見込みである。今後J-PARC/BL05のドップラーシフターからのUCNを用いて反射板の評価及びリバンチャーを用いた集束実験を行う計画である。高エネルギー加速器研究機構の協力のもと行った中性子光学系の改良により、ドップラーシフターからのUCN出力を77倍に増強することに成功した。(1)に関しては、UCNガイド管の大型化に向けて大量作成可能な中性子ミラーの成膜方法の検討を行った。ダイヤモンドライクカーボン、ニッケルカーボン合金などの中性子反射特性をJ-PARC中性子反射率計を用いて評価した。特に重水素化したダイヤモンドライクカーボンは中性子に対する光学ポテンシャルが243 neVを達成し実用レベルのものを作成することに成功した。

またそれらの非鏡面反射率を定量的に評価するための実験を行い、実機において88%の輸送効率を達成できる見込みが得られた。非鏡面反射率を表面粗さの測定から導出するための物理モデルを構築した。(2)に関して、超冷中性子密度を保持して発生位置から実験領域へ輸送する「Rebuncher」という装置を開発した。Rebuncherは磁場中でUCNのスピンを反転させることでエネルギーを調整し、実験領域位置へ同時に到達させ空間的に集束させる装置である。Rebuncherによる運動エネルギー変化は印可される高周波磁場の周波数に比例する。コンデンサーの改良により周波数帯域を7MHzから30MHzと拡張し、より広いエネルギーのUCNを集束できるようにした。電力源を1kWから3kWに増強し、中性子スピン反転率100%に必要な磁場強度(2mT)が得られるようになった。3Heガスを使った比例計数管であるUCN検出器は、回路上のノイズが大きかったため、改良した。ドップラーシフターからの振動によるマイクロフォニックノイズの影響を避けるため、通常の電荷積分型ではなくハイパスフィルターを付加し、信号よりも低い周波数帯のノイズの除去を図った。理研小型中性子源にて中性子検出動作をテストした。26年度が最終年度であるため、記入しない。素粒子物理実験26年度が最終年度であるため、記入しない。中性子反射に関して、特に蓄積用乱反射板の評価やシミュレーションはJ-PARCの震災からの復旧までの施設を利用できなかった期間があったため、やや遅れている。J-PARCが計画通りに復旧したおかげで今後は問題なく進めることができる。一方、密度保持システムのキーデバイスであるRebuncherの実証実験を先行して行い、当初の予定を超えて原理実証まで進めることができた。このため、全体としておおむね順調に進展していると考える。J-PARC/BL05のドップラーシフターの改良を行い、77倍の増強に成功した。ただし、想定されたビームタイムが取得できなかったためドップラーシフターの性能評価およびその後の蓄積用乱反射版の評価がやや遅れている。Rebuncherについては実用化に向けた改良を行っている。研究計画の大きな変更はない。今後は特に中性子輸送及び蓄積に関連する、基板表面の研究を進める。各種基板やコーティングの中性子反射特性を系統的に評価し、最適なものを選定・製作する基準を確立する。超冷中性子を用いた実験を効率よく行うために、ドップラーシフターを高度化する。また、Rebuncherの性能向上を進める。これら超冷中性子制御デバイスの詳細な数値モデルを開発し、将来の次世代実験の設計開発の基盤を構築する。
環境管理会計ツールとしてのマテリアルフローコスト会計に関する研究

環境管理会計ツールとしてマテリアルフローコスト会計(以下、MFCAと記す)が企業実務に普及し始め、実際の企業において環境負荷低減と利益向上を同時に達成するという環境管理会計としての効果が実証され始めている。16年度は、これまでの公的なプロジェクトでの協力企業や別途独自にMFCAを取り組んだ企業などの具体的成果を調査すると共に、残されたまたは新たに顕在化した課題を調査・検討することを研究目的として実施した。その結果、生産形態別のMFCAの類型化の可能性も見出され、これまでの原材料から部材を製造する企業だけでなく、組み立て産業におけるMFCAの実証調査も実施できた。また、資源生産性という観点での原材料の無駄だけでなく、CO2などより広い環境負荷要素・要因の低減をも考慮に入れた発展型のMFCAの開発にも着手することができた。続く17年度は前年度の成果を踏まえて、ロスを顕在化させ、そのロスを削減するというマテリアルフローコスト会計(以下、MFCAと記す)において、環境性能を向上させた場合に付加価値を生み出すこととなるような情報発信を可能とするためのシステム設計を試みた。システム設計をするためのモデルを構築するために、前年度調査した企業の中で、環境配慮型製品もしくは環境配慮型製造を積極的に実践している企業を選定し、基本(見本)となる企業システムを調査企業から作り出すことに努めた。このような一連の調査研究により、環境性の向上と経済性の向上を同時に達成す乙ようなインセンティブ情報を作り出し、発信する環境管理会計ツールのモデルを導き出し、資源生産性を向上させコストダウンを達成するのに有用なツールであるMFCAとの統合を試みることができた。また、このような成果をヨーロッパ(ドイツ)や中国で発表または情報交換することによって、今後の国際的共同研究の基礎作りを進めることができた。これまでもMFCAを環境管理会計として有用に活用できるように開発・導入することに携わってきたが、その効果が具体的に見出され始めている。本年度は、これまでの公的なプロジェクトでの協力企業や別途独自にMFCAを取り組んだ企業などの具体的成果を調査すると共に、残されたまたは新たに顕在化した課題を調査・検討することを研究目的として実施した。このように本年度は、企業実務への調査と、文献資料や専門家へのインタビューなどによって課題解決のための経営および工学的知識の蓄積に努めた。また、その成果を学会等でも発表し、学術的視点での検討も深めた。さらに、社会や企業での課題を基礎として、MFCAの新たな可能性を見出すために、MFCAの拡張的ツール開発にも取り組む準備を整えている。来年度の研究成果がより発展的かつ少しでも大きなものとなるように、研究計画を企業との意見交換を通して企画することができた。本年度は前年度の成果を踏まえて、ロスを顕在化させ、そのロスを削減するというマテリアルフローコスト会計(以下、MFCAと記す)において、環境性能を向上させた場合に付加価値を生み出すこととなるような情報発信を可能とするためのシステム設計を試みた。また、システム設計をするためのモデルを構築するために、前年度調査した企業の中で、環境配慮型製品もしくは環境配慮型製造を積極的に実践している企業を選定し、基本(見本)となる企業システムを調査企業から作り出すことに努めた。

さらにこのグループに該当する企業において、どのように環境配慮を意思決定の重要項目として評価に入れ込んでいるかについて調査した。たとえば、MFCAを導入している企業においては、MFCAによって得た情報は無駄なコストの情報であり、それを削減するということだけではなく、環境性能を向上させることへの支援情報としてどのように使われているのか、またはどのようにすればその目的を有用に果たすことが出来るようになるかを企業の協力のもと調査・研究することができた。また、MFCAを導入せず、環境性能を向上させるようにインセンティブを与えている企業に対しては、そのシステムがどのようなシステムであり、どのように有用で、更にはMFCAとの相違は何かを工場調査などを通して研究した。このような一連の調査研究により、環境性の向上と経済性の向上を同時に達成するようなインセンティブ情報を作り出し、発信する環境管理会計ツールのモデルを導き出し、資源生産性を向上させコストダウンを達成するのに有用なツールであるMFCAとの統合を試みることができた。また、このような成果をヨーロッパ(ドイツ)や中国で発表または情報交換することによって、今後の国際的共同研究の基礎作りを進めることができた。
エリスロポエチン受容体の構造とアポトーシス抑制シグナルに関与する癌遺伝子との関係

ヒトエリスロポエチン受容体完全長型(EpoR-F)、細胞内領域欠損型(EpoR-T)をBa/F3細胞に導入し、EpoR-Fのみ(Ba/F3-F)およびその両者を発現している(Ba/F3-FT)トランスフェクタントを作製した結果、どちらの受容体も増殖シグナルを伝達することはできるが、Ba/F3-FTは低濃度のEpo存在下では細胞のアポトーシスを阻止しにくいことがわかった。このトランスフェクタントを用いて、Epoによる増殖刺激時の癌遺伝子の発現について比較検討しEpoR構造とアポトーシスに関与する癌遺伝子との関係について解析した。Ba/F3-とBa/F3-FTではEpoに対する反応性に違いを認めないことより、c-jun遺伝子の発現はEpoRを介する増殖には関与しないと考えられる。一方Ba/F3-FTではEpo存在下でもアポトーシスを阻止しえない。このことよりEpoRを介するシグナル伝達には増殖シグナル伝達機構とアポトーシス抑制シグナル伝達気候が存在し、c-jun遺伝子の発現は増殖シグナル伝達よりはむしろアポトーシス抑制シグナル伝達に重要であり、その発現の有無がEpo存在下にアポトーシスを抑制できるか否かを決定している可能性が考えられる。
核内低分子量Gタンパク質遺伝子変異を用いたミトコンドリア機能制御の研究

細胞内小器官ミトコンドリアは細胞の栄養代謝で最も主要な役割を果たす器官で、その機能は細胞の栄養条件やストレス状態によって精密に調節されている。本研究では、酵母のいろいろな突然変異株を非発酵性炭素源であるグリセロールで増殖をテストし、ミトコンドリア機能の評価を行った。このうち、低分子量Gタンパク質のひとつをコードする遺伝子GSP1の突然変異に変異点特異的なグリセロール培地での増殖能欠損をみいだした。また、この形質は野生型のGSP1遺伝子を導入することで回復した。この突然変異細胞のうちgsp1-1894のミトコンドリアをマイトトラッカーによる染色法で精査すると変異細胞では蛍光強度が減衰しており、定量PCR法によるミトコンドリアDNA量の測定でも著しくミトコンドリアが減少していることがわかった。このGSP1変異におけるグリセロール代謝能の欠損は、変異アレル特異的表現形質で、gsp1-1894変異がもつ3つのアミノ酸置換のうち、62番目のリジンがグルタミン酸に置換されたものが決定的であった。一方で、GSP1だけでなく核内Gタンパク質にかかわる遺伝子のうちCRM1、YRB2でグリセロール代謝能の欠損が観察された。この2遺伝子は互いに遺伝的相互作用があり、代謝制御においても同様の相互作用を介して機能していると考えられる。また、crm1変異細胞においてミトコンドリアの喪失が観察されないことから、これら2遺伝子はミトコンドリアの機能的制御に対して関与していることが示唆された。グリセロール代謝不能に陥る原因としミトコンドリア自食作用の活性化のためにミトコンドリアが消失した可能性を研究し、その根拠となる結果を得た。gsp1-1894変異細胞を野生型細胞と交雑させ、ミトコンドリアを得て、グリセロールの代謝能が回復した子孫を継代していくと、gsp1-1894変異を持つ子孫では徐々にグリセロール代謝能を失った細胞の割合が増えていった。そして、そのような細胞でミトコンドリアの有無をPCR法で検証するとミトコンドリアが無くなっていた。MAPキナーゼの一つHog1がミトコンドリアに対する自食作用を促すことから、Hog1信号伝達系の下流で働くGPD1遺伝子の発現を調べるとこの遺伝子の発現が上昇しており、gsp1-1894変異細胞でのミトコンドリアの喪失はHog1信号伝達系の亢進の可能性が考えられた。この可能性は、gsp1-1894変異細胞よりも高浸透圧下での増殖能が優れていることで確かめられた。一方、gsp1-1894変異細胞はガラクトースおよびマルトースを炭素源とする培地でも増殖能が著しく失われていた。このような表現形質はSnf1/AMPKの突然変異で観察されていることから、Snf1のβサブユニットをコードするSIP2、GAL83、γサブユニットをコードするSNF4の遺伝子をそれぞれ多コピーベクターで導入して増殖の回復の有無を観察したところ、SIP2遺伝子の形質転換体で増殖の回復を見た。このことは細胞質内のAMPK活性が低くなっていたことが原因であることを示唆しており、gsp1-1894突然変異においては糖代謝信号伝達系も異常をきたしていることが判明した。本研究の成果を国際学術誌に投稿し、受理を目指す。gsp1-1894変異細胞で観察したミトコンドリアの消失が、ミトコンドリアに対する自食作用であるかさらに検討し、細胞内の栄養代謝がMAPキナーゼによるストレス応答によって制御される信号経路を解明する。gsp1-1894

変異細胞を野生型細胞と交雑させ、ミトコンドリアを得て、グリセロールの代謝能が回復した子孫を継代していくと、gsp1-1894変異を持つ子孫では徐々にグリセロール代謝能を失った細胞の割合が増えていった。そして、そのような細胞でミトコンドリアの有無をPCR法で検証するとミトコンドリアが無くなっていた。MAPキナーゼの一つHog1がミトコンドリアに対する自食作用を促すことから、Hog1信号伝達系の下流で働くGPD1遺伝子の発現を調べるとこの遺伝子の発現が上昇しており、gsp1-1894変異細胞でのミトコンドリアの喪失はHog1信号伝達系の亢進の可能性が考えられた。この可能性は、gsp1-1894変異細胞よりも高浸透圧下での増殖能が優れていることで確かめられた。一方、gsp1-1894変異細胞はガラクトースおよびマルトースを炭素源とする培地でも増殖能が著しく失われていた。このような表現形質はSnf1/AMPKの突然変異で観察されていることから、Snf1のβサブユニットをコードするSIP2、GAL83、γサブユニットをコードするSNF4の遺伝子をそれぞれ多コピーベクターで導入して増殖の回復の有無を観察したところ、SIP2遺伝子の形質転換体で増殖の回復を見た。このことは細胞質内のAMPK活性が低くなっていたことが原因であることを示唆しており、gsp1-1894突然変異においては糖代謝信号伝達系も異常をきたしていることが判明した。本研究の成果を国際学術誌に投稿し、受理を目指す。gsp1-1894変異細胞で観察したミトコンドリアの消失が、ミトコンドリアに対する自食作用であるかさらに検討し、細胞内の栄養代謝がMAPキナーゼによるストレス応答によって制御される信号経路を解明する。購入した微量遠心機が予定よりも安価であったことと、今年度末までの投稿に論文が間に合わなかったため英文校正の費用が発生しなかった。したがって次年度に、英文校正等の論文投稿費用、そして、細胞観察に必要な染色液および顕微鏡観察に必要な消耗品購入費用として使用する。
小児における心房性ナトリウム利尿ポリペプチドの生理的意義及びその臨床応用

1.臨床的研究:(1)経膣分娩児の臍帯動脈血液中心房性ナトリウム利尿ポリペプチド(ANP)濃度は高値であり、この濃度が臍帯動脈血液中バゾプレッシン濃度と正相関することを明らかにした。径膣分娩児では、分娩ストレス時に重要臓器への血流を維持するために、バゾプレッシンの分泌が亢進することが認められている。血管拡張・利尿作用のあるANPはバゾプレッシンに拮抗して、血圧・体液の恒常性を維持していると考えられる。(2)生後5日目までの新生児の抹消静脈血液中ANP濃度は高値であるが、この時ANP値がヘマトリック値と逆相関することを明らかにした。このことはANPが新生児期の体液調節に重要な働きを持っていることを示唆している。2.モノクロタリン誘発の実験的肺高血圧ラットにおける、ANP合成・分泌機序及び治療薬としての有効性の検討:一週間毎に心臓内圧、血液及び組織中ANP濃度、心筋重量等を測定した。右心系の心臓内圧の上昇に伴い、右心房・右心室は肥大し、血液中ANP濃度が上昇した。正常ラットの心臓ではANPは心房組織中に高濃度存在し、心室組織中には検出されない。しかし、この実験的肺高血圧ラットにおいては右心房組織中ANP濃度が著しく低下し、右心室組織中にANPが検出された。一方、圧心系には変化が認められなかった。これらのことは、(1)心臓内圧の上昇がANPの合成・分泌刺激となりうる、(2)心室の心筋組織もANPを合成する潜在能力をもっている、(3)ANPが肺高血圧の治療薬になり得る可能性があることを示唆している。次にこの肺高血圧ラットにANPを投与したが、右心系心臓内圧の低下及び尿量の増加は認められなかった。ANP高値の状態ではダウンレギュレ-ション等により受容体の感受性低下が起っているのかもしれない。