hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジカル自発光およびミ-散乱光の分光可視化画像処理による噴霧火炎の構造解析

(1)光学観測に適したWolfhardーParker火炎を分光測定し,コンピュ-タ・シミュレ-ションを行うことによって,OH,CH,C_2ラジカル自発光の性質を調査し,それらの可視化方法を検討した。そして,多種類の光干渉フィルタを通して得られる火炎発光画像を演算処理することによって,ラジカル自発光像を背景発光(すすなどからの固体発光)から分離・抽出する装置を開発した。(2)その装置の受光部(干渉フィルタ,イメ-ジ・インテンシファイア,カップリングレンズ,CCDカメラ)を2系統準備し,それぞれにパソコンからの電気信号で駆動できる機械式シャッタ-を取り付けた。また,噴霧火炎の構造を調ベる際に,その目的に応じて最適の発光瞬間画像(OH発光とすすからの固体発光を含むC_2バンド発光,OH発光と油滴からのミ-散乱光など)を組み合わせた2画面同時取り込み,あるいは同種類の発光の2画面時間差取り込みができる光学系制御装置を製作し,それらの画像処理演算手法を考案した。(3)噴霧火炎中で,各種ラジカル自発光および油滴からのミ-散乱光を干渉フィルタで分光してポイントで連続モニタする光学系も構築した。(4)(2)および(3)で開発した可視化装置を予混合噴霧火炎に適用し,各種ラジカル発光バンドにおける火炎発光や油滴からのミ-散乱光を撮像して火炎構造を観察した。また,火炎発光のポイント同時連続モニタ光学系も併用して,画像から得られる情報をサポ-トした。その結果,(a)気体燃料と噴霧油滴が共存する領域へ選択的に火炎が伝ぱする;(b)気体燃料や燃料蒸気が液体燃料油滴に比して多い場合には,燃焼反応領域内で油滴が急速に蒸発・燃焼し,油滴群全体として予混合的に燃える;(c)噴霧油滴が多くなると,燃焼反応は油滴群の外部で生じ,油滴群内部にはすすからの強い固体発光を伴う拡散火炎片が生じている,いわゆる階層的な油滴集合燃焼状態になるということが分かった。本年度は、以下の4項目が達成できた。(1)光学観測に適した火炎(Wolfhard-Parker火炎)の分光測定デ-タに基づくコンピュ-タ・シミュレ-ションを行うことによって、OH、CH、C_2ラジカル自発光の性質を調査し、それらの可視化方法を検討した。(2)輝炎に対しては、多種類の光干渉フィルタに対して得られる火炎発光画像を演算処理することによって、CHラジカル自発光を背景光(すすなどからの固体発光)から分離・抽出して画像化する方法を開発した。不輝炎については、背景光の影響がほとんどなかったので、このような画像演算を施す必要はなかった。(3)乱流火炎や噴霧火炎などの変動する火炎についても、ラジカル自発光画像の平均化を行った後、画素ごとの演算を実施すれば、背景光に埋もれた微弱な発光でも時間平均的には可視化できることが分かった。また、軸対称2次元の火炎については、ラジカル自発光強度の断面分布が求まる行列演算を組み込んだ。(4)レ-ザ光源、干渉フィルタ、イメ-ジ・インテンシファイア、CCDカメラおよび機械式シャッタを用いて、油滴からのミ-散乱像および各種ラジカル自発光像の瞬間的な撮像を行う方法を開発した。(5)噴霧火炎中でポイント測定できるように、各種ラジカルの自発光および油滴からのミ-散乱の多波長を干渉フィルタで分光して同時連続モニタする光学系を構築した。また、ラジカル自発光とミ-

散乱光との検査体積を一致させるために、光学測定用プロ-ブを製作した。本研究では光学測定を多用しており、光軸調整などにかなりの時間を取られることが多かったので、これをもう少し円滑に作業できるよう工夫する必要があると思われる。(1)平成元年度において考案した,火炎からのOH,CH,およびC_2ラジカル自発光を画像処理して背景光から分離・抽出する装置と,油滴によるアルゴンイオンレ-ザ光のミ-散乱が検出できる装置とを組み合わせて,光学系を改造し,その性能を向上させた.これによって,燃焼反応領域(OHラジカル自発光の強い領域)と油滴存在領域(ミ-散乱光の強い領域)とを同時に画像化する装置が構築できた.(2)液体燃料噴霧の火炎構造を調べる際に,その目的に応じて最適の発光瞬間画像(たとえば,OH発光とすすからの固体発光を含むC_2バンド発光,OH発光と油滴からのミ-散乱光など)を組み合わせた2画面同時取り込み,あるいは同じ種類の発光の2画面時間差取り込みができる光学系制御装置を開発して,それらの画像処理演算手法を考案した.(3)(1)および(2)で開発した噴霧火炎の診断技術を研究用に製作した予混合噴霧火炎バ-ナに適用し,各種ラジカル発光バンドにおける火炎発光や油滴からのミ-散乱光を撮像して,火炎構造を観察した.また,平成元年度に開発した火炎発光のポイント連続モニタリング用光学系も併用し,画像から得られる情報をサポ-トした.その結果,(a)気体燃料と噴霧油滴が共存する領域へ選択的に火炎が伝ぱする;(b)気体燃料や燃料蒸気が液体燃料噴霧油滴に比して多い場合には,燃焼反応領域内で油滴が急速に蒸発・燃焼し,油滴群全体として予混合的に燃える;(c)噴霧油滴が多くなってくると,燃焼反応は油滴群の外部で生じ,油滴群内部にはすすからの強い固体発光を伴う拡散火炎片が生じる,いわゆる階層的な油滴集合燃焼状態になる,ということが分かった.(4)以上の成果を取り纏め,冊子の形で出版した.
定置網漁業を核とした六次産業化による地域活性化条件の解明

定置網漁業による漁獲物を活用した漁村活性化の事例には、水産加工・直売、レストラン経営などの六次産業化を実施して地域に新たな雇用の場を作り、都市住民や観光客などの新たな人の流れを創設する取組みがなされている。これら六次産業化を持続可能なものにするための条件について、現地調査によって解明した。また、定置網で水揚げされた魚の購入先として消費者が求めている店を、インターネットリサーチで分析したところ、普段利用する食料品店とする回答が最も多かった。このことから漁業者は食料品店への直接販売やインショップ併設などで販売することが有益であることが明らかになった。定置網漁業を核とした六次産業化が持続的に行われ、地域の活性化を及ぼすための条件を明らかにするため、今年度は文献等の蓄積事例を整理し、千葉県や北海道等の事例を抽出して現地調査を行い、流通・加工分析、サービス業分析、地域への経済波及効果及び雇用増大の分析を実施した。1)定置網漁業を核とした六次産業化の開始に当たり、どのような操業方法及び流通方法改善策や事業の創出が行われたのか、現地調査を通して事業の開始に至るまでの経緯と事業開始後の経過と実態を明らかにした。2)六次産業化による地域活性化効果を明らかにするため、定置網漁業を核とした六次産業化により、新たな雇用の創出がどのように生じたのか、さらに、地域関連産業等へどのような経済波及効果があったのか、現地調査を通して定性的な分析を行った。千葉県の大型定置網漁業では、アクアラインの開通や高速道路の延長等もあり、都市近郊の利便性を活用してレストランを漁協で開業する事例が増えていた。定置網漁業を始め地元漁業者の漁獲物をメニューに取り入れ、多くの来客を集めていた。レストランの開業により、これまで出荷のための必要量に足りなかった低未利用魚も、食材として有効利用が図られるようになった。地元等の雇用者増大、魚介類以外の食材の仕入れ等地域への波及効果も見られた。北海道のサケ定置網漁業では、大量に漁獲される秋サケ低未利用魚の有効利用・付加価値向上のため、鮭節加工の取り組み等が行われ、鮭節を原料とする新たな加工による地元等の雇用者増大、加工場の周年稼働による雇用の安定等の波及効果も見られた。千葉県内房地域の定置網と結びついたレストラン経営4事例の定置網経営状況とレストラン経営状況の分析を行い、レストランとしてのメリットは,定置網で漁獲される多種多様な高鮮度の漁獲物,大量の漁獲物が食材として確保できること。一方,定置網漁業者としてのメリットは,市場で価格の付きにくい,販売が困難な少量漁獲種の活用,高付加価値化などのメリットを十分発揮していることを明らかにした。今後の課題として、地魚へのこだわりを捨てず,地産地消を大切にする必要があり、低未利用魚を活用し,他県仕入は努めて行わないようにすべきであること。また,店舗を拡大して来客増を追求するよりも,付加価値による利益率アップを追求すべきであること。さらに,レストラン単独でなく,漁協の他事業,地元他業種との連携を図ることで人の流れを作り,更なる来客増を図る必要があることなどを明らかにした。本研究については、地域漁業学会で発表し、論文投稿中である。定置網漁獲物の販売方法改善等に資するため、普段食材の買い物をする東京都区部・大阪市内在住の消費者を対象にアンケート調査を実施した。定置網で水揚げされた鮮魚の購入先としては、普段利用する食料品店等、直売所・朝市、宅配の順となった。今後、定置網漁業を核とした六次産業化に向けて、漁業者や漁業協同組合などは、食料品店への直接販売や食料品店内へのインショップ併設等が有益と考えられる。秋田県および山形県において本州域におけるサケ定置網六次産業化事例について調査した結果、主要収入源は生サケと余剰イクラの水産加工会社への販売、加工品の地方発送からなっていた。北方圏国際シンポジウムにおいてサケ節・山漬けサケ生産による秋サケブランド化等のサケ六次産業化事例について報告した。当初の研究計画に沿って、研究は進捗しているため。すなわち、定置網漁業を核とした六次産業化について、定性的分析及び定量的分析を行い、千葉県や北海道の定置網について実施された流通方法の改善や事業の創出についての定量的分析を実施した。定置網の漁獲物販売方法改善等に資するため東京都区部及び大阪市内の消費者を対象にアンケート調査を行い、定置網漁獲物に対する消費者意識を明らかにした。また、研究成果の一部について、学会での報告(研究代表者1報、連携研究者1報)を行うことができた。沖縄県で自営定置網を営む国頭漁協と読谷村漁協では、定置網漁獲物の有効利用のために食堂を開業した。沖縄県では近年観光客数が増加し、増大する外食需要に対応する形で食堂経営が軌道に乗り、2漁協とも新店舗を建築し、移転を行った。読谷村漁協では直売所も営んでおり、食堂で加工した総菜や刺身なども販売している。両漁協とも定置網以外の漁業でも低・未利用魚の有効活用により恩恵を受けた。定置網漁獲物の販売方法改善に資するため、北海道の秋サケの販売店を調査した。当店は、市場を経由せずに漁業者団体を通して、ラウンドとフィレを約50%ずつ仕入れている。

消費者ニーズに応えた販売をする場合、価格面の安さよりも、品質の安定性を心がけ、食べ方レシピやポップなどで差別化・付加価値をつけた販売が重要であることが明らかとなった。近年、全国的に定置漁村における観光定置や漁村宿泊の利用客が減少している。しかし、福井県若狭町の定置漁村では定置網乗組員を地元住民のみで維持しており、地元住民は早朝の定置網操業が終了すると、兼業の民宿の仕事を行うことにより、定置網操業と民宿業を無理なく両立させている。このため、宿泊客に対して満足度の高いサービスを提供できるので、客を安定的に確保していることを明らかにした。青森県の新深浦漁協所属のマグロ定置漁業会社は、六次化ファンドを利用し加工場を設立し、水揚げ時期が限定されるマグロを冷凍保管して端境期に出荷することで価格安定化につなげた。青森県内において利用価値の乏しい河川捕獲サケの有効利用について調査した結果、シーズン捕獲数1000尾以下のふ化場では漁協婦人部等に無償配布されたサケはトバに加工されて道の駅等で販売されていた。一方、捕獲数5000尾以上のふ化場ではサケは県内の水産加工場やミール会社に売却されるなど、人件費等製造コストと売上利益の関係で利用方法が異なることがわかった。定置網漁業による漁獲物を活用した漁村活性化の事例には、水産加工・直売、レストラン経営などの六次産業化を実施して地域に新たな雇用の場を作り、都市住民や観光客などの新たな人の流れを創設する取組みがなされている。これら六次産業化を持続可能なものにするための条件について、現地調査によって解明した。また、定置網で水揚げされた魚の購入先として消費者が求めている店を、インターネットリサーチで分析したところ、普段利用する食料品店とする回答が最も多かった。このことから漁業者は食料品店への直接販売やインショップ併設などで販売することが有益であることが明らかになった。当初の研究計画に沿って、研究は進捗しているため。すなわち、定置網漁業を核とした六次産業化の開始に当たり、どのような操業方法及び流通方法改善策や事業の創出が行われたのか、千葉県や北海道等の定置網漁業を事例に、事業の開始に至るまでの経緯と事業開始後の経過と実態を明らかにした。また、標記事例において、定置網漁業を核とした六次産業化により生じた新たな雇用の創出あるいは雇用の安定化の状況について明らかにするとともに、地域関連産業等への経済波及効果について定性的な分析を行うことができた。平成27年度までの研究経過からは、研究計画はおおむね順調に推移しており、計画の変更は必要ないと考えられる。今年度は、前年度に引き続き主要な事例について現地調査を行い、定置網漁業を核とした六次産業化による地域活性化への貢献を、六次産業化による雇用創出効果と関連産業への経済波及効果から定量的に把握する。以上の成果及び前年度までに実施した定置網漁業の六次産業化にかかる定性的分析・定量的分析の成果及びアンケート調査による消費者ニーズ等の分析の成果を踏まえ、定置網漁業を核とした六次産業化が持続的に行われ、地域の活性化を及ぼすための条件を明らかにする。水産経済平成26年度の研究経過からは、研究計画はおおむね順調に推移しており、計画の変更は必要ないと考えられる。今年度は、前年度に主として定性的な分析を実施した事項のうち、定置網漁業を核とした六次産業化の開始に当たり、実施された操業方法及び流通方法改善策や事業の創出についての定量的分析を可能な限り実施するものとする。また、定置網漁獲物の販売方法改善や商品企画等、六次産業化に当たり考慮する点を明らかにするため、消費者へのアンケート調査を実施する。
深層学習による大規模ゲノムコホートの次世代シークエンス解析

近年の技術革新により個人の全ゲノム配列を安価に解読することが可能となったが、表現型の予測はいまだ困難である。申請者はこの原因が現在主流の解析過程に何らかの見落としがあるためと考えた。これを克服するため、本研究では既存の解析のように遺伝子型の同定を経てから表現型を予測するのではなく、深層学習技術を用いて全ゲノム解読データから直接表現型を予測する方法論を構築する。また構築した方法をゲノムコホートデータに適用し、生活習慣病等の発症リスクの予測を可能にすることを目指す。
非断熱遷移と断熱時間発展の加速を用いた量子制御・量子操作

本年度は断熱時間発展の加速と呼ばれる、本来であれば長い時間をかけなければ実現しないダイナミクスを短時間で実現する状態制御理論について研究をおこなった。特に、任意の古典スピン系における厳密な制御項の導出とその量子アニーリングの古典模型への応用、2成分Bose-Einstein凝縮体における近似的制御項の導出と猫状態生成過程への応用および粒子損失の効果の2点について研究した。前者では、古典スピン系における状態は量子系における2準位系の積状態として記述できることに着目し、2準位系の制御項を適用することを考えた。このとき、古典スピン系の正準運動方程式と2準位系の運動方程式とのアナロジーから、2準位系の制御項において、磁場を古典スピン系における有効磁場で置き換えればよいのではないかという予想を得た。実際に、得られた制御項の下でのダイナミクスは古典スピン系における断熱時間発展となることを証明し、我々の予想が正しかったことが明らかとなった。我々はこの理論を量子アニーリングの古典模型へと応用し、その性質を調べた。その結果として、量子アニーリングの問題点を明らかにし、またその改善点を示唆した。後者では、有限のサイズの系では臨界点上でも有限のエネルギーギャップが開いていることに着目し、2成分Bose-Einstein凝縮体における発散を抑えた制御項を提案し、猫状態生成過程への応用とその粒子損失の影響について調べた。その結果、我々の提案した手法は系の特殊な対称性に守られたような生成過程であり、またその生成された状態はパリティー測定を用いれば検出可能であることが明らかになった。また、粒子損失がないような理想的な状況では、生成された状態は高性能なセンサーとして用いることができることが明らかになった。さらに、粒子損失下であってもこのような状態を生成し、検出することができる可能性を示唆した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
わが国農業経営の発展合理化と農業サ-ビス供給の農業構造論的、産業組織論的研究

わが国の農業経営は土地利用型農業、施設利用型農業何れにおいてもコスト低減と品質向上を同時に実現していなければならない課題に直面している。そのために機械・施設の高度化は不可欠の戦略であるが、農業経営規模の零細性のために、機械・施設のリ-ス、賃作業委託が必要になってきている。また、何れの作目においても産地間・経営間競争が激化し、また、経営環境は不安定性を増しており、適切な情報に基づく意思決定が不可欠になってきている。そのために経営管理過程でのコンサルの有効性が増大してきている。このようななかでわが国農業経営は農業サ-ビスへの依存を強めているが、これに関して本研究では、以下の諸点を明らかにすることができた。1.農業サ-ビスのなかでは現状では機械・施設の賃作業がほとんどを占めているが、次第に機械・施設のリ-ス、経営管理過程における税理・会計事務へ委託、パソコンによる情報処理委託の重要性が次第に増大してきている。2.従来、農業サ-ビスへの依存は零細規模の農業経営によってなされてきたが、次第に、大規模の農業経営の依存も増加しつつある。3.農業サ-ビスの供給主体は大規模個人農業経営、大規模集団農業経営や農協、農業関連産業など次第に多様化する傾向にある。4.特に大規模集団農業経営のなかに、農業サ-ビス供給を主要な事業内容とするものが成立・発展してきている。5.しかし、わが国の農業サ-ビス供給における事業体間の競争は外国、特にアメリカに比較して弱い。6.良質の農業サ-ビスがタイムリ-に供給されるためには、農業サ-ビス供給産業の競争的性格は不可欠の要件である。この分野の研究は緒についたばかりの段階であり、農業構造論的、産業組識論的アプロ-チによる研究の展開が、更に、農業サ-ビス各分野に関して必要である。近年、わが国の農業において農業サ-ビスのもつ重要性が急速に高まってきている。しかもその農業サ-ビスは機械・施設の利用を伴なう農作業の外注、すなわち生産的サ-ビス(production service)と情報の収集・処理・意志決定活動などに関する農業サ-ビス、すなわち経営的サ-ビス(management service)いずれの領域においても重要性を高めてきている。本年度はこれらの農業サ-ビスの需要と供給、これをめぐる市場構造と産業組織、農業サ-ビスの需要と供給を契機とした農業経営の発展と農業経営構造の変化に関する理論的・実証的研究を行った。特に実証的研究によるファクトファインディングを指摘しておくと、以下の通りである。1.生産的サ-ビスは、従来の小規模経営中心の重要構造から大規模経営も含めた需要構造に変化してきている。2.他方、経営的サ-ビスは大規模経営中心の需要構造から小規模経営も含めた需要構造へ変化してきている。3.生産的サ-ビス、経営的サ-ビスの何れに関してもその供給主体は急速に多様化してきている。特に顕著な近年の特徴は、生産的サ-ビスに関しては従来の大規模経営、農協中心の供給構造から生産資材供給会社も含めた供給構造への変化してきており、また経営的サ-ビスに関しては従来農協、普及所中心の供給構造からパソコン・ソフト会社などを含めた供給構造に変化してきている。4.特に生産サ-ビスに関しては、大規模経営、農協は供給主体としての性格と同時に需要主体としての性格も併せもつケ-スが増加してきている。5.農業サ-ビスの市場はその重要性の高まり、需要主体・供給主体の多様化とともに競争的性格の強い市場構造になってきている。

そのために機械・施設の高度化は不可欠の戦略であるが、農業経営規模の零細性のために、機械・施設のリ-ス、賃作業委託が必要になってきている。また、何れの作目においても産地間・経営間競争が激化し、また、経営環境は不安定性を増しており、適切な情報に基づく意思決定が不可欠になってきている。そのために経営管理過程でのコンサルの有効性が増大してきている。このようななかでわが国農業経営は農業サ-ビスへの依存を強めているが、これに関して本研究では、以下の諸点を明らかにすることができた。1.農業サ-ビスのなかでは現状では機械・施設の賃作業がほとんどを占めているが、次第に機械・施設のリ-ス、経営管理過程における税理・会計事務への委託、パソコンによる情報処理委託の重要性が次第に増大してきている。2.従来、農業サ-ビスへの依存は零細規模の農業経営によってなされてきたが、次第に、大規模の農業経営の依存も増加しつつある。3.農業サ-ビスの供給主体は大規模個人農業経営、大規模集団農業経営や農協、農業関連産業など次第に多様化する傾向にある。4.特に大規模集団農業経営のなかに、農業サ-ビス供給を主要な事業内容とするものが成立・発展してきている。5.しかし、わが国の農業サ-ビス供給おける事業体間の競争は外国、特にアメリカに比較して弱い。6.良質の農業サ-ビスがタイムリ-に供給されるためには、農業サ-ビス供給産業の競争的性格は不可欠の要件である。この分野の研究は緒についたばかりの段階であり、農業構造論的、産業組織論的アプロ-チによる研究の展開が、更に、農業サ-ビス各分野に関して必要である。
経鼻投与鎮静法の臨床応用に関する研究

本研究では(1)ミダゾラム経鼻投与(0.2mg/kgと0.3mg/kg)の血漿濃度と鎮静度の推移および循環・呼吸に及ぼす影響(2)極めて歯科治療が困難な心身障害者に対するミダゾラム経鼻投与と笑気吸入鎮静法併用の臨床効果と効果に影響する要因の検索からさらに尿中カテコールアミン排泄に及ぼす影響について検討した。1.ミダゾラム経鼻投与の鎮静効果は投与5-10分後に発現し,投与20分後には安定した効果が得られ,投与用量による鎮静度の相違は全ての過程において認められなかった。2.ミダゾラムの血漿濃度は両群とも20分後に最大となり,0.3mg/kg投与が0.2mg/kg投与に比べ相対的に高い濃度を維持しているものの,その個人差は0.2mg/kg投与に比べ大きくなっていた。3.両投与用量とも臨床的に問題となる循環系の変化は示さなかった。しかし両群とも下顎挙上を必要とする呼吸抑制がみられる症例があり,0.3mg/kg投与において顕著であった。4.心身障害者に対する歯科治療時の臨床効果は0.2mg/kg投与66.7-89.5%,0.3mg/kg投与83.3-95.2%で両群間に統計的な差は認められなかった。しかし,不快事項(呼吸抑制,嘔吐)が0.3mg/kg投与に多く認められ,0.2mg/kg投与が臨床上優れていると考えられる。5.回復時間の平均は0.2mg/kg投与129.38分,0.3mg/kg投与131.89分で両群間に差は認められなかった。6.ミダゾラム経鼻投与と笑気吸入鎮静法併用下の歯科治療時の尿中カテコールアミンの排泄は笑気吸入鎮静法単独応用に比べ有意に抑制されていた。7.臨床効果は薬液の投与用量,薬液総量,性別や患者の体重,発達年齢には影響されず,障害の種類,暦年齢との関連が強く認められた。すなわち,自閉症,低年齢児の臨床効果が低くなっていた。本年度は以下の調査を行った。1)尿中カテコ-ルアミンによる鎮静効果判定の予備実験として成人の経時的変化および健常児、精神発達遅滞児、自閉症児の歯科治療時のカテコ-ルアミン変動を治療時の行動との関連性から分析検討した。2)激しい不適応行動の為、笑気吸入鎮静法下では歯科治療が極めて困難であった心身障害児21名を対象にミダゾラム0.2mgまたは0.3mg/kgを経鼻投与後、30%笑気を併用し歯科治療を実施し、その行動観察から臨床効果を調査した。さらに、これらの患者の術前、術後の尿を採取しカテコ-ルアミンの測定を行った。また、全身的、局所的不快事項の観察も行った。その結果の概要を以下に示す。1)尿中カテコ-ルアミンは健常児、精神発達遅滞児の歯科治療時の鎮静効果を評価する指標として有効である。しかし、自閉症においては他の2群に比ベド-パミンの分泌が常時極端に少なく、本態的にカテコ-ルアミン代謝異常が示唆する結果が得られ、カテコ-ルアミンは鎮静効果を評価する指標として応用できないと考えられた。

2)ー(1)経鼻投与鎮静法下では全ての患者に笑気をスム-ズに吸入させることが可能であり、充分な鎮静度が得られた。また、歯科治療時に激しい不適応行動を示した患児は3名に減少し、行動評価による臨床的な鎮静効果は精神発達遅滞児、自閉症児共に認められた。さらに尿中カテコ-ルアミンの分析からも精神発達遅滞児では明らかな鎮静効果が確認された。2)ー(2)術中、術後を通して臨床的に問題となる不快事項の発現は認められず、その安全性も確認された。本年度は以下の調査を行った。1)成人有志15名を対象にミダゾラム0.2mg/kgまたは0.3mg/kgを経鼻投与し、経時的に鎮静度の推移、循環系、呼吸系の変化を観察した。このうち、0.2mg/kg群3名、0.3mg/kg3名については血中ミダゾラム濃度推移についても測定した。2)激しい不適応行動の為、笑気吸入鎮静法下では歯科治療が極めて困難であった心身障害児40名を対象にミダゾラム0.2mgまたは0.3mg/kgを経鼻投与後、30%笑気を併用し歯科治療を実施し、その行動観察から臨床効果を調査した。さらに、これらの患者の術前、術後の尿を採取しカテコールアミンの測定を行った。また、全身的、局所的不快事項の観察も行った。その結果の概要を以下に示す。1)ミダゾラムの血中濃度は両群とも投与20分後に最高濃度に達し、0.2mg群で平均157.0ng/ml、0.3mg群で平均257.7ng/mlとなっていた。鎮静効果は投与5分10分後に発現し、25分後にはほぼ最高の鎮静度に達し、その効果は投与60分後まで持続し、投与180分後には全例投与以前の状態に回復した。観察の全過程を通じて鎮静の深さに両群間で統計的な差は認められなかった。両群とも、経過観察中重篤な副作用は認められなかった。2)臨床応用例では鎮静の効果は投与5分10分後に発現し、両群とも全ての患者が笑気の吸入をスムーズに行った。両群とも臨床的な有効性は70%以上で両群間に統計的有意差は認められなかった。0.3mg/kg群では、舌根沈下による気道閉寒のため下顎挙上を必要とする患者がみられた。本年度はミダゾラム経鼻投与と笑気吸入鎮静法の臨床効果に影響する諸要因の検索を行った。調査対照:行動変容技法によるトレーニング後の笑気吸入鎮静法下の歯科治療時にマスク装着やガス吸入に抵抗し,歯科治療が極めて困難であった心身障害児のうち,ミダゾラム経鼻投与と笑気吸入鎮静法下で浸潤麻酔を含む歯冠修復処置を実施した19名を以下の2群に分類し調査した。有効群(10名):治療開始から終了まで全ての過程において拒否的行動が全く認められなかったもの。無効群(9名):治療開始から終了までの過程の何れかにおいて拒否行動が認められたもの。分析:2群間において,暦年齢,体重,投与薬液量,投与用量,治療時間の長さ,障害の種類,性別および発達年齢について比較検討した。1)暦年齢は有効群15歳10カ月±4歳8カ月,無効群10歳6カ月±3歳6カ月で両群間に統計的な差が認められた。2)ミダゾラムの投与用量0.2mg/kgと0.3md/kgにより両群間の差は認められなかった。3)体重,性別,投与薬液量,投与用量,治療時間の長さによる両群間の差は認められなかった。4)障害の種類では精神発達遅滞が自閉症に比べ高い有効率を示した。5)発達年齢は有効群が相対的に高い年齢を示しているが、両群間に統計的な差は認められなかった。本年度はさらに今までに得られた成果の一部を論文発表した。
リフィーディングシンドロームにおけるRFS Indexの確立と栄養療法の開発

慢性的な低栄養状態にある患者に積極的な栄養補給を開始した時に発症するリフィーディングシンドローム(RFS)は致死的な代謝異常症である。超高齢化した日本では誤嚥性肺炎などのため長期に低栄養状態となっている患者が増加しており、RFSの発症も急増している。しかし、今のところ有効な治療法はなく、低栄養状態の患者に栄養を再開する時、急激に栄養を投与せず、目標の摂取エネルギー量まで投与量をゆっくりと段階的に増やし、発症を予防するしかない。有効な治療法と予防法の開発にはRFS発症に関わる分子レベルでの詳細なメカニズム解明が重要である。しかし、これまでRFSのモデル動物は存在しなかった。そのためRFSの発症機構や治療法にかかわる研究は進んでおらず、発症しやすい低栄養状態や栄養療法の再開時の栄養投与方法については不明な点が多いままである。昨年度はすでに我々が作成したRFSモデル動物、Rescure動物において発症メカニズムの解明に取り組んだが、本モデル動物は極度の状態であり退社が破綻している可能性が示された。そこで、代謝が破綻していない軽度のRFSモデル動物を作成し、メカニズムの解明に取り組んだ。低栄養状態およびリフィーディングを軽度とした軽度RFSモデル動物もこれまでのモデル動物と同様に低リン血症を示したことから、このモデル動物における糖代謝関連分子の解析、糖代謝関連ホルモンについて解析を行った。今後さらに詳細なリフィーディング発症時のメカニズムの解明、発症予防に役立つリフィーディングシンドローム指標(RFS Index)の確立を目指す。当初、RFSモデル動物におけるRFS発症メカニズムの解明を予定していたが、本モデル動物は代謝が破綻している可能性が示されたため、2018年度はすでに確立したRFSモデル動物に加え、軽度RFSモデル動物も確立した。そして、RFS発症時の糖代謝関連分子および糖代謝関連ホルモンの解析を行っており、発症メカニズムの解明に取り組んでいる状況である。RFSモデル動物、および軽度RFSモデル動物におけるリン代謝・糖代謝変動を解析し、発症メカニズムの解明を目指す予定である。さらに、メカニズム解明に向け、動物実験だけでなく細胞実験の必要性についても考慮して研究を進める予定である。購入予定であった機器について、学内で類似の機器が存在し、機器の種類や購入について慎重に検討を行っている状況である。今後、必要に応じて機器購入を検討する。
中国経済の構造変化と二酸化炭素排出 -対日国際分業の進展を含む産業連関分析-

平成22年度は中国北京に行ってデータ収集及び実態調査、中国の産業連関分析学会での報告等今までの研究成果をまとめる作業を行った。昨年10月環太平洋産業連関分析学会第20回大会で報告した中国の産業構造変化と二酸化炭素排出要因分析に関する研究の修正を行うと同時に、2005年中日国際産業連関表の推計の修正を行った。4月には北京の国家統計局と国家環境保護局を訪れ、データ収集及びフィールドワークを行った。また2005年の研究結果と比較分析を行うため、アジア経済研究所で発表されている2000年中日国際産業連関表を利用して、中日産業の国際分業と二酸化炭素排出国際収支に関する研究を行った。主に総投入基準国産化率(国際分業率)を試算し、中日産業の相互依存関係と二酸化炭素排出国際収支に関して実証分析を行った。分析結果、中日産業間の相互依存関係は、やはり中国の日本への依存度が高いものの、機械、鉄鋼等産業では水平型国際分業が進行しつつある事、また中日国際貿易収支では、中国の貿易赤字にも関わらず、二酸化炭素排出国際収支では、中国の黒字になっており、中日二酸化炭素排出国際収支は、中国の純輸出と日本の純輸入という事になっている。中国の二酸化炭素排出問題は、かなり深刻な問題になっている事が明らかになった。その研究結果を今年8月17-18日中国山東省威海市で行われた中国第7回産業連関分析学会で報告をし、中国の専門家達といろんな意見を交換し、将来の研究のためにかなり役立つこととなった。本研究は主に産業連関分析手法を用いて、中国産業構造変化と二酸化炭素排出、中日産業間国際分業と二酸化炭素排出国際収支を中心に、これらの関係を明らかにする。産業連関分析は、国民経済の産業構造や貿易構造を明らかにするばかりでなく、国際的分業構造分析、環境分析、地域経済分析など幅広い応用分野を有している。経済活動とエネルギー消費や大気汚染の関係を分析するには、産業連関分析の手法が有効であると考えられる。それは産業連関分析が直接効果のみではなく、他産業への間接的な波及効果をも計算できるからである。特に環境問題を考察する上で、このような直接・間接効果を視野に入れた分析視点が大変重要である。平成20年度は主に中国1997-2002-2005年接続産業連関表と2005年中日国際産業連関表の作成のためのデータ収集及び処理を行い、基礎的な分析を行った。データ収集作業は、中国に関して中国国家統計局から産業連関表,各種統計資料等を集め、日本に関しては、総務省、経済産業省で整備されている産業連関データを入手し、部門分類、価格評価等を中国表と調整するための作業を開始した。集めたデータを順次パソコンに入力し、データベースの作成、および基礎的処理を行った。既に1997-2002-2005年の中国の接続産業連関表は作成しており、2005年中日国際産業連関表の作成のためのデータ収集も終わり、現在購買力平価の試算作業を行っている。また、昨年11月に山口大学で開催される環太平洋産業連関分析学会に参加して、日中経済、環境分析に関する情報収集を行った。平成21年度は前年度収集したデータ等を利用して接続表を完成し、それに基づいて実証分析を行い、学会、セミナー等で報告を行った。具体的には、中国1997-2002-2005年接続産業連関表を作成し、それに基づいて中国産業構造変化と二酸化炭素排出に関する研究を行った。主にDPG分析手法を利用して、中国の産業構造変化と二酸化炭素排出要因分析を行った。結果は、中国は1997年から2005年にかけて消費、投資、輸出が主な成長要因になっており、中でも輸出の成長役割が大きく、消費の成長役割が小さくなっている事が目立っている。二酸化炭素排出に関しては、中国は経済発展に伴い、二酸化炭素排出量が拡大している。この研究結果は2009年10月函館で行った環太平洋産業連関分析学会第20回大会で報告した。また2005年中日国際産業連関表の作成に関しては、収集したデータを利用して、中日間各産業の購買力平価の作成を試みた。この研究結果も環太平洋産業連関分析学会第20回大会で報告した。2005年の研究結果と比較分析を行うため、アジア経済研究所で発表されている2000年中日国際産業連関表を利用して、中日産業の国際分業と二酸化炭素排出に関する研究を行った。主に総投入基準国産化率(国際分業率)を試算し、中日産業の相互依存関係と二酸化炭素排出に関して実証分析を行った。さらに、2009年8月横浜国立大学経濟学部で主催する国際セミナーと2010年2月中国の華東師範大学商学院との学術交流セミナーも参加し、報告を行った。

主に総投入基準国産化率(国際分業率)を試算し、中日産業の相互依存関係と二酸化炭素排出国際収支に関して実証分析を行った。分析結果、中日産業間の相互依存関係は、やはり中国の日本への依存度が高いものの、機械、鉄鋼等産業では水平型国際分業が進行しつつある事、また中日国際貿易収支では、中国の貿易赤字にも関わらず、二酸化炭素排出国際収支では、中国の黒字になっており、中日二酸化炭素排出国際収支は、中国の純輸出と日本の純輸入という事になっている。中国の二酸化炭素排出問題は、かなり深刻な問題になっている事が明らかになった。その研究結果を今年8月17-18日中国山東省威海市で行われた中国第7回産業連関分析学会で報告をし、中国の専門家達といろんな意見を交換し、将来の研究のためにかなり役立つこととなった。
キャプション入力の専門性についてのアクション・リサーチ

研究期間中、9本の論文、18本の学術発表をおこなった。記録について、あるいはオーラルヒストリーという調査方法論まで、情報社会に関連するという意味では本研究の成果である。調査期間を通して得られたデータは膨大なものとなった。「キャプション入力の専門性」に焦点を当てた通時的・共時的な比較分析については、今後、数本の論文にまとめるべく、執筆中である。昨年度までは、国内外でのキャプション入力について、基礎的な現状調査をおこないながら論文等を公表してきた。おもに焦点を当ててきたのは、速記システムや要約筆記ソフトの開発者、キャプション入力に関連した活動をおこなっているNPO等についてである。さらに具体的には、対象としてきた団体は、以下の3つの業界に分類することができるだろう。(A)パソコン要約筆記、(B)日本のキャプション入力をとらえる際、それぞれの業界がかかえる問題点ももちろんのこと、順)裁判所の速記、(C)テレビ字幕業界。「研究目的」に前述したように、(国際比較をも通じてにそれぞれ福祉事業、公的事業、民間事業にまたがるこれらの業界において、音声入力技術がどの程度実用化される見込みがあるのか、ということも重要な論点となる。2006年に発表した論文では、ユニバーサルテザイン一般におけるテキストテータの可能性を追求している.この点をさらに追及すべき論点である.また、今年度はとくに、調査の方法論についても翻訳書の出版などをおこなう準備をした。上記以外に、今年度の研究実施を通して追補したのは次のことである。来年度の課題として、前述の3つの業界、すなわち(A)パソコン要約筆記、(B)裁判所の速記、(C)テレビ字幕業界に加えて、新しく(D)として、ネット上のキャプション入力コミュニティにも注目する必要があるということだ。ボランティアベースでおこなわれることも、報酬をともなうこともあるが、これらの様相は日本のキャプション入力の現状を反映していると考えられる。今年も引き続いて、国内外のキャプション入力について、基礎的な現状調査をおこなってきた。ただし、研究代表者が所属大学を異動したため、周囲の環境変化や業務との兼ね合いもあって、当初予定していた広範な調査は来年に延期することになった。調査の現状についてもう少し詳しく述べておこう。1パソコン要約筆記、2裁判所における速記、3テレビ字幕業界のそれぞれに関して情報収集したり、深いインタビューを実施したりという基礎データの収集をおこなっている。その他、情報社会論、オーラルヒストリー、情報共有化あるいはアーカイブズといった理論や調査方法論をテーマとして成果を発表した。これらの発表については、学会報告の形式が多く、論文化は次年度に順次、おこなっていく予定である。上記13、すなわち、順にそれぞれ福祉事業、公的事業、民間事業にまたがるコミュニティについて深く追求していくことは、キャプション入力活動それ自身の動向のみならず、音声認識技術等をめぐる諸問題を整理するための基礎データとして重要である。さらに、調査実施初年度の終わりから、上記3つのコミュニティに加えて、第四の対象領域としてネット上のキャプション入力コミュニティに注目してきた。広くは「ニコニコ動画」等、こうしたコミュニティは、必ずしも「ユニバーサルデザイン」や「福祉」を目的としないにもかかわらず、日本におけるキャプションのあり方におおきな影響を与えている。今年度は、(A)パソコン要約筆記、(B)裁判所の速記、(C)テレビ字幕業、(D)ネット上のキャプション入力コミュニティについて、コミュニティ形成や人材育成を中心にデータ収集をおこなった。以下は、上記の(A)-(D)に対応した論点の一部である。(A) :従来のキーボード入力に加えて、学術の分野を巻き込んだ音声入力技術の向上がめざましい。(C) :本研究の開始当初と比較して、現在、テレビの字幕は、飛躍的に向上している。達成率を明示した期限付きの法律が定められていたことや、字幕の付与がちょうど地上デジタル放送やワンセグ放送による機材/システムの入れ替えと軌を一にしたということもあっただろう。字幕付与の方式はさまざまであるが、今後を見据えると、キャプション入力にかかるコストが問題になってくると思われる。国内と海外の比較、方式ごとの比較が課題である。(D) :インターネット上で独自に字幕配信をしている組織が活性化している。これとは別に、youtubeやニコニコ動画においては、いわゆるweb2.0的に、映像に対する字幕の付与が行われている。ただし、ここでは、オリジナルとして音声との同一性を重視するかどうか、が問題となる。つまり、次の二種類の字幕力弐あるということだ。(1)音声の翻訳のためあるいは音声と同時に発信されるコミュニケーション手段としての字幕、(2)もともと字幕としてなんらかの意図をもって発信される純粋な字幕。前者ではオリジナルデータとの同一性が第一に重視されるが、後者では違う。キャプションそのものがオリジナルのメッセージをもっていたり、オリジナルとのズレを楽しむことが目的であったりする。
魚類の性分化におけるアポトーシス(自殺細胞死)の役割

アポトーシスは、生体内の様々な組織、特に免疫細胞の分化、指肢形成、変態など発生・分化に関わることや環境要因の強いストレスによって不可逆的に変性した細胞を選択的に除去し、正常組織の保護と生命の維持を制御するものと推定されている。これらのことから、アポトーシスは魚類の性分化過程ならびに高温などのストレスによる性転換と生殖細胞の退行変性に重要な役割を果たすものと考えられる。本研究は、それらの現象におけるアポトーシスの役割とアポトーシス誘導の生化学・分子機構を調べるとともに性特異的マーカーおよび生殖細胞特異的マーカーの開発を行った。まず、ゼブラフィッシュのオスの性分化過程における卵母細胞の消失が、アポトーシスの誘発により生じることが明らかとなった。温度依存型性決定機構を示すペヘレイでは、雌のみ発生する低水温(17°C)では性分化時の後までに生殖細胞のアポトーシスが認められなかったのに対して、高水温(25と29°C)で異常細胞が温度に比例して増えることが分かった。一方、アポトーシスの分子機構については、ゼブラフィッシュおよびヒラメ胚を用いて、ストレス処理およびアポトーシス誘導剤C2セラミドの投与によるアポトーシス誘導を観察した。胚のTUNEL染色およびカスパーゼ活性によってアポトーシスの高感度検出が可能であった。また、魚類細胞の主要なアポトーシス実行分子カスパーゼをクローン化した。さらに、生殖腺のアポトーシス誘導に関わっていると推察される脳の生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)、脳下垂体の生殖腺刺激ホルモン(GtH)と生殖腺のステロイドホルモン(エストロゲン)の性分化時における分泌の可能性について調べた。その結果、GnRH、GtH1とGtH2はペヘレイの性分化時に先だって分泌が始まり、また、分泌量が温度依存性を示したことから、性分化との関連が示唆された。さらに、アロマターゼ遺伝子とエストロゲンレセプター(ER)α・βの遺伝子の構造解析を行い、性分化時における遺伝子の発現量を調べた。最後に、ニジマスおよびペヘレイにおいて性特異的DNAマーカー(マイクロサテライトマーカーおよびAFLPマーカー)、そして、ニジマスとヨーロッパヘダイにおいて生殖細胞特異的マーカー(vasa mRNA)の開発に成功した。本研究では,水温,塩分など異なる環境下で飼育した仔稚魚の生殖腺におけるアポトーシスの誘導に関わる分子を解析し,アポトーシスの性分化への影響を解明する。まず、遺伝的全メス系統(XX)および野生型を用いて,ゼブラフィッシュの性分化過程を解析した結果,遺伝的全メス系統(XX)の表現型メスの割合は,98.3±2.4%であった。これに対し,野生型の表現型メスの割合は,47.5±7.5%であった。TUNEL染色の結果,最も劇的な生殖腺細胞でのアポトーシスは,孵化後23から25日目のオスの生殖腺で,アポトーシスを誘発している早期双糸期卵母細胞が総生殖腺細胞のうち0.93±0.21から1.49±0.23%のTUNEL陽性卵母細胞が観察された。その後,卵母細胞は孵化後29日目までに完全に消失した。また,オスの個体でアポトーシスを誘発している卵巣腔の体細胞が,孵化後23から35日目に観察された。

孵化後15日目になるとすべての個体で早期双糸期卵母細胞でアポトーシスが誘発され,孵化後19日目になるとその数は増加した。この結果から,オスの性分化過程における卵母細胞の消失が,アポトーシスの誘発により生じることが明らかとなった。生殖細胞のアポトーシスが,性分化が誘導されると考えられる。一方、形態学的に未分化な生殖腺を持つ個体の性判別するために、ペヘレイを用いた連鎖解析による性特異的DNAマーカーの探索の準備を進め、(CA)n繰り返し配列を含むマイクロサテライトマーカーの単離を試みた。現在までに約50個のマイクロサテライト陽性クローンを単離し、解析を進めている。さらに、生殖細胞と通常の体細胞を判別するために、生殖細胞特異的マーカー(vasa mRNA)に対するプローブを開発した。最初にニジマスを用いて、vasa遺伝子のニジマスホモログcDNAを単離した。続いて得られたcDNAを鋳型に用いてRNAプローブを作製し、ニジマス初期胚に対してホールマウントin situハイブリダイゼーションを行った。その結果ニジマス初期胚においてもvasa遺伝子が生殖細胞系列特異的に発現していることが明らかとなり、本遺伝子の発現がPGC同定の際のマーカーとなり得ることが示された。本研究では,水温,塩分など異なる環境下で飼育した仔稚魚の生殖腺におけるアポトーシスの誘導に関わる分子を解析し,アポトーシスの性分化への影響を解明する。本年度では、まず、ペヘレイの性分化期における生殖細胞消失と精巣・卵巣の分化の関係を明らかにするために、全雌(17°C)、全雄(29°C)および雄雌の混在を誘発する水温(24°C)下で飼育した仔稚魚を組織標本として、正常と異常(濃縮やエオジン好性の核を示すもの)生殖細胞の数の経時的変化を調べた。その結果、雌(17°Cおよび24°C)の場合は異常を示す細胞がほとんど性分化の後にしか出現しないものに対して、雄(24°Cと29°C)では性分化の前から多数の異常細胞が確認できた。また、17°Cおよび24°Cで性分化した後29°Cに移した個体で同解析を行ったところ、水温を移動して1週間後から生殖細胞の異常が認められた。一方、その過程においてステロイドホルモン生産機構はどのように関わっているかを検討するために、エストロゲンの合成や作用に重要な役割を果たすと考えられているアロマターゼ遺伝子とエストロゲンレセプター(ER)α・βの遺伝子構造解析および、性分化時における各遺伝子の発現を調べた。半定量的RT-PCRの結果から、アロマターゼ遺伝子に関しては、全雌群の17°C区では形態的性分化に先立ち、成長とともに発現が高まる傾向が見られた。また、全雄群の29°C区では低い発現レベルで推移した。しかし、雌雄混在区の24°C区では、17°C区のように高い発現量を示すものと、29°C区のように低い発現量を示すものが混在するように見受けられた。また、ERαおよびβ遺伝子の発現量は成長とともに上昇したが、水温区間で顕著な差は見られなかった。さらに、生殖細胞を簡便に判別するために生殖細胞で特異的に発現しているvasa遺伝子の転写制御領域にオワンクラゲ由来のGFP遺伝子を接続したコンストラクトを導入した遺伝子導入ニジマスを作成した。
ナノサイズ超伝導体中の量子渦糸と近接効果の実空間観察

励起状態でプロトン移動する化合物群を対象とし、固相で強く発光する新規な有機発光材料開発に向けた研究を行い、(1)強く発光する固体発光材料の新しい設計指針として、コンホメーション固定による無輻射失活抑制が有効、(2)プロトン移動後の基底・励起状態に対する置換基の電子効果の違いに基づき、多様な発光色を示す新規な有機発光材料を開発、(3)集積構造の違いを利用し、熱や加圧などの外部刺激で発光色変換が可能な発光スイッチを開発、および(4)励起状態の安定化に基づく無色透明な白色発光材料の開発、などの成果を得た。低温磁場下で作動する超高真空走査トンネル顕微鏡を用いて、ナノサイズの鉛の超伝導体中での超伝導特性、特に磁場下で形成される渦糸(量子化磁束)の構造に関して、その実空間観察を通じて明らかにした。超伝導体のサイズ等を制御することにより、ナノサイズ超伝導体に特有の巨大渦糸構造や渦糸のクラスター状態の観察に成功し、その素性を明らかにすることができた。また、トンネル電流の注入により渦糸が励起できることも見出し、励起プロセスのメカニズムを考察した。本研究では、メゾスコピック超伝導体においてその存在が予測されている巨大渦糸状態や反渦糸状態を走査トンネル顕微鏡により実空間で観察し、それらの存在を実証することを目的としている。目的の実現のためには、サイズがコヒーレンス長の数倍以上のアイランド構造を作製する必要があり、Pb薄膜の場合には数十nmから1μmまでのサイズを持つ超伝導物質のアイランド(ディスク)構造を作成する必要がある。また量子反渦糸の観察では、四角形のアイランド構造を作成する必要がある。このため、今年度はマスク蒸着により所望の形状・サイズを持つアイランド構造を作成できるよう新たな超高真空システムを設計・作製し立ち上げた。これによりこれまでより大きなPbアイランド構造が作製でき、かつその制御ができることを確認するなど、ほぼ予定通り動作することを検証しているまた、STMユニット内で試料位置をミリメートルスケールで試料面内(XY)方向に移動させることのできる微動機構を組み込むことによって、所望の超伝導アイランド構造を試料上に見つけ出してSTM観察が行えるようにすべく、積層ピエゾ素子からなる慣性駆動タイプの移動機構を作成し、現有装置に取り付け、その動作確認を行った。さらに近接効果を実空間的に観測すべく、超伝導Pb薄膜を部分的に覆うように金属Au薄膜を作成するなどを試み、測定に適した構造を作製すべくその作製条件を検討している。本研究では、ヘリウム3冷却超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、ナノサイズ超伝導体に磁場印加によって生成される渦糸構造の実空間観察を通じて、通常の超伝導体中での三角格子状の渦糸格子とは異なるナノサイズ超伝導体固有の渦糸構造の観察を試みた。さまざまな形状を持つPbナノサイズ超伝導体を作成し、磁場印加によりその中に生成される渦糸分布を実空間観察した。低磁場で渦糸の数が少ない状況では、渦糸間の反発力を反映して通常の三角格子状の配列をとるのに対し、磁場の増加とともに渦糸の数が増えると、アイランドの縁近傍では、渦糸が排斥され中央部に押し込まれ、三角格子状の配列構造から乱される様子が観察された。これは、磁場印加時に周辺部を流れるマイスナー電流により渦糸が周辺部から斥力を受けることが原因であるとして説明された。このことは渦糸構造がアイランド構造の形状にも大きく依存することを示唆している。また、アイランド構造周辺部では、中心部の超伝導が破壊されるほどの磁場においても、超伝導特性が残る現象が観察された。これは表面超伝導によるものと予測され、実際に、周辺部の超伝導まで破壊される磁場を測定したところ、中央部の約1.6倍と表面超伝導の理論から予測される値とほぼ等しいことから、表面超伝導であることが検証できた。また、内部に膜厚の薄い部分を有するアイランド構造では、膜厚の薄い領域に渦糸がピニングされる様子を直接観察することに成功している。

前年度までは膜厚の均一なアイランド構造での渦糸形成プロセスの観察を行ったが、今年度は、中心部に膜厚の薄い領域を持つアイランド構造での観察を行った。膜厚の薄い領域のピニング効果が期待でき、閉じ込め効果が強いことから渦糸クラスター状態や多重渦糸構造などが予測されるからである。蒸着条件を適当に制御することにより、そのような形状を持つアイランド構造を作成することができたので、磁場印加の下での渦糸観察を行ったところ、低磁場では膜厚の薄い領域に渦糸がピニングされるようすが確認された。さらに、ピニングされた渦糸の数が磁場とともに増えるにしたがって、膜厚の薄い領域の形状や薄さの程度によって渦糸がクラスター状態や巨大渦糸状態形成する過程を実空間観察することにも成功した。以前の研究における理論的な予想結果との比較から、今回の研究ではこのことを実空間観察により実証することができたものと考えている。また、ある条件のもとで、パルス状のトンネル電流をアイランドに局所的に流すことによって、渦糸構造を誘起できることも見出した。アイランドが誘起される条件を測定することによりそのメカニズムを提起している。