hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電磁超音波共鳴法を用いた炭素鋼配管減肉測定に関する研究

(1)原子力や火力発電所の炭素鋼配管は腐食により内面が粗くなる場合が多い。内面が粗い配管の測定点での厚さを高精度で測定するため、小型の電磁超音波探触子(EMAT)が望ましい。今年度は新しい永久磁石の構造を提案し、送受信信号を増幅する小型EMATを作製した。これまでの研究で構築されたEMATの二次元有限要素モデルをもとに、EMATの静磁場を計算する三次元有限要素モデルを構築した。有限要素解析により磁石の配置及びサイズ、コイルの種類及びサイズを計算し、磁石のリフトオフが大きくなるとともに、磁束密度が小さくなり、リフトオフの影響を受けやすいことが分かった。同じリフトオフでは、提案した構造は磁束密度を大きくすることが分かった。(2)電磁超音波共鳴法は減肉のある試験片に適用する場合、SN比が小さいため、振幅スペクトルのピーク値を分離できない状況もある。それを解決するため、従来の研究では自己相関法(ACF法)とN周期加算法(SNC法)が提案されたが、本年度はN周期乗算法(MNC法)を提案し、ACF法とSNC法と一緒に炭素鋼傾斜試験片、実機配管減肉試験片等の測定に応用した。研究計画のARモデルの代わりに、2段階データ処理方法を提案し、基本共鳴周波数を特定した。(3)信号処理方法の比較及び評価を行った。従来の方法では実機配管試験片の3.5 mm以下の部分に対する測定結果の精度が低くなるという問題点に対して、提案した2段階データ処理方法は測定の精度が高くなることが分かった。(4)腐食された配管の内表面は粗い状態であるため、試験片の厚さの分布は不均一である。厚さ測定の探触子は大きさがあり、測定点のところの探触子下の厚さを測定する。したがって、今年度は超音波のパルスエコー法に対して、スペクトル分析法により、厚さ範囲の測定を行った。今年度は研究計画通りに、有限要素解析により小型電磁超音波探触子(EMAT)を設計し、実際の探触子を作製した。実際のEMATの性能を評価した。その後、炭素鋼傾斜試験片と火力発電所の実機配管試験片に対して、電磁超音波共鳴法(EMAR)により測定し、基本共鳴周波数を特定した。研究計画のARモデルの代わりに、2段階データ処理方法を提案した。それは実際の場合には、提案した方法は計画のARモデルより実機配管試験片に適用するからである。また、実機配管試験片があったため、計画の平板試験片と円弧底面試験片の作製は要らなくなる。最後に、来年度の計画としての非均一試験片に対する信号の特徴の抽出も一部を行った。しかし、計画の論文はまだ投稿中であるため、おおむね順調に進展していると評価した。来年度は、引き続き配管減肉による非均一試験片に対する信号の特徴の抽出を行い、配管の不均一性の特徴を把握する。それに基づいて、配管減肉測定の高度化を目指す。また、来年度は研究成果をまとめ、論文や国内外の会議で成果発表する。

また、実機配管試験片があったため、計画の平板試験片と円弧底面試験片の作製は要らなくなる。最後に、来年度の計画としての非均一試験片に対する信号の特徴の抽出も一部を行った。しかし、計画の論文はまだ投稿中であるため、おおむね順調に進展していると評価した。来年度は、引き続き配管減肉による非均一試験片に対する信号の特徴の抽出を行い、配管の不均一性の特徴を把握する。それに基づいて、配管減肉測定の高度化を目指す。また、来年度は研究成果をまとめ、論文や国内外の会議で成果発表する。
生体エネルギー・情報伝達機能のモデル化に関する研究

生体の情報伝達・エネルギー変換機能を模して、膜を介したイオン流束機能並びに電子流束機能との共役化を果たす新規機能物質系を設計・合成する方法論を示した。即ち遷移金属イオンを捕捉して、新たに典型金属イオンを捕捉できる新しいタイプのクラウンエーテルの分子設計概念を確立すると共に、金属イオンの捕捉に対する正の協同効果を実証し、金属錯体を用いる分子集合体形成能を明らかにした。具体的には、先ずβージケトン及びカテコールをオリゴエチレングリコール基の長さ及び種類を変えたポリエーテル鎖で連結し、一連の鎖状及び大環状のビス(βージケトン)-ポリエーテル、ビスカテコール-ポリエーテル、更には三次元組織化の可能なトリス(βージケトン)-ポリエーテルを合成した。これらホスト分子について金属イオンの協同的イオン捕捉能を検討した。先ずビスカテコール-ポリエーテルでは、ホウ素を取り込んで形成されたカテコラートアニオンとポリエーテルによって新たに形成される環状エーテル部分にNa^+、K^+を協同的に取り込んだ錯体を単離した。次にビス(βージケトン)-ポリエーテルと銅、亜鉛金属イオンとの中性の錯体を調製した。これら錯体を用い、ジケトナートとポリエーテル部分の酸素原子とからなる閉じた構造のクラウン環に、水層からアルカリ、アルカリ土類金属イオンを選択性に抽出し得る能力を実証した。更にオリゴエーテル鎖の末端にβージケトンを配した化合物を合成したところ、Co(II)イオンと大きな平衡定数を有する1:3錯体、Coートリス(βージケトナート)を組織化することができ、これが単分子膜形成能を有していることを見いだした。ここに設計した新しいホストの合成とその機能の検討によって、共役電子・イオン流束機能を用いる生体エネルギー、情報伝達機能を担う基本素子が得られた。生物におけるエネルギ-変換・情報伝達機能を担っている生体膜の共役電子ーイオン流束機能を模して、情報処理、神経伝達、刺激応答などの優れた機能を人工的に構築し、エレクトロニクス、イオニクス分子素子として工学的に利用するための新しい機能性分子の合成及び分子集団システムの研究を行った。先ず、金属イオン(特に遷移金属イオン、M_1)を強力に捕捉するアニオン捕捉性配位子としてのカテコ-ル、βージケトンをポリエ-テル鎖の両端に連結した複合金属イオン捕捉分子を合成した。このアニアン配位子場にホウ素、ウラニル、銅(II)等の金属イオンを捕捉させる事によって分子全体のコンホメ-ション変化を誘起させテポリエ-テル鎖を組織化し、別種の金属イオン(典型金属イオン、アンモニウムイオンなど、M_2)に対する捕捉場を提供できる構造ー機能変換が可能であることを示し、金属イオンの捕捉に対するアロステリズム機能の構築に成功した。またポリエ-テル鎖の一方の端にβージケトンを有する化合物を合成し、後者配位子場への銅(II)イオンの配位によって、ポリエ-テル鎖を規則正しくチャネル状に配列した分子集合体形成が可能であることを見い出した。この分子集合体はベヘン酸等の長鎖アルキルカルボン酸等と共に水面上に展開することにより、単分。膜中に安定に取り込ませることが出来た。更に膜を介したイオンー電子輸送機能の共役化を図るため、ホストの水溶性を抑えて膜に安定に保持すべく、上記の協同的イオン捕捉の可能なホストについて、フェニル、シクロヘキシルなどの官能基を導入した新しいホスト分子を合成した。

即ち遷移金属イオンを捕捉して、新たに典型金属イオンを捕捉できる新しいタイプのクラウンエーテルの分子設計概念を確立すると共に、金属イオンの捕捉に対する正の協同効果を実証し、金属錯体を用いる分子集合体形成能を明らかにした。具体的には、先ずβージケトン及びカテコールをオリゴエチレングリコール基の長さ及び種類を変えたポリエーテル鎖で連結し、一連の鎖状及び大環状のビス(β-ジケトン)ーポリエーテル、ビスカテコールーポリエーテル、更には三次元組織化の可能なトリス(βージケトン)ーポリエーテルを合成した。これらホスト分子について金属イオンの協同的イオン捕捉能を検討した。先ずビスカテコールーポリエーテルでは、ホウ素を取り込んで形成されたカテコラートアニオンとポリエーテルによって新たに形成される環状エーテル部分にNa^+、K^+を協同的に取り込んだ錯体を単離した。次にビス(βージケトン)ーポリエーテルと銅、亜鉛金属イオンとの中性の錯体を調製した。これら錯体を用い、ジケトナートとポリエーテル部分の酸素原子とからなる閉じた構造のクラウン環に、水層からアルカリ、アルカリ土類金属イオンを選択性に抽出し得る能力を実証した。更にオリゴエーテル鎖の末端のβージケトンを配した化合物を合成したところ、Co(II)イオンと大きな平衡定数を有する1:3錯体、Coートリス(βージケトナート)を組織化することができ、これが単分子膜形成能を有していることを見いだした。ここに設計した新しいホストの合成とその機能の検討によって、共役電子・イオン流束機能を用いる生体エネルギー、情報伝達機能を担う基本素子が得られた.
ワイヤレスセンサー用パルス無線電力伝送の研究

本研究はマイクロ波によるワイヤレス給電技術を用い、バッテリーレス・電池レスセンサーの実現を目指した研究である。その成果として、1)バッテリーレス・電池レスセンサーに適したマイクロ波を受電・整流するレクテナ(Rectifying Circuit)の開発、特にワイヤレスセンサーの動作状態の変化によっても効率が変動しない反射波利用型RF-DC整流回路と、本広範囲・高効率で動作するRF-DC-DC整流回路の開発, 2)間欠(パルス)送電による、センサー情報とワイヤレス給電の干渉低減の研究を行い、ワイヤレス給電によるバッテリーレス・電池レスセンサーの開発に成功した。本年度は,ワイヤレスセンサネットワークのメンテナンスコストの削減を目的として,ワイヤレスセンサネットワークに適した無線通信規格ZigBeeを搭載したワイヤレスセンサ端末の電源をマイクロ波電力伝送によって電源を確保し,バッテリレス動作させるための研究を行った.まず,昨年度に引き続き、受電装置におけるRF-DC整流回路の検討及び作成を行った.パルスマイクロ波電力伝送において蓄電用キャパシタとDC--DCコンバータは不可欠な素子であるが,この2つの素子によってRF-DC整流回路からみた負荷が常に変動する.従って,受電装置に用いるべきRF-DC整流回路の特性は,広い負荷範囲において高いRF-DC変換効率である.広い負荷範囲において高いRF-DC変換効率で動作するRF-DC整流回路として,反射波利用型RF-DC整流回路とRF-DC--DC回路の検討を行った.反射波利用型RF-DC整流回路について実際に設計及び試作を行い,150 Ωから1.1 kΩの負荷範囲に対して58%以上のRF-DC変換効率で動作する回路を作成することができた.送電スケジューリングを用いたパルスマイクロ波電力供給システムを構築し,実際にワイヤレスセンサ端末のバッテリレス駆動を行わせる実験を行った.受電装置のRF-DC整流回路には開発した反射波利用型RF-DC整流回路を用いた.1台のワイヤレスセンサ端末に対するパルスマイクロ波電力供給実験では,24分間のバッテリレス駆動及び正常な通信を確認した.2台のワイヤレスセンサ端末に対する電力供給実験では,送電スケジューリングプログラムの不具合によって送電が正常に行われないことがあったが,2台のワイヤレスセンサ共に74分間のバッテリレス駆動及び正常な通信を行わせることができた.本研究はマイクロ波によるワイヤレス給電技術を用い、バッテリーレス・電池レスセンサーの実現を目指した研究である。ワイヤレスセンサネットワークでは各センサ端末のバッテリを定期的に交換する必要があり,コスト上の問題となっている.そこで本研究はマイクロ波電力伝送を用いてバッテリ交換の不要なワイヤレスセンサネットワークの実現を目指す.マイクロ波電力伝送とは、マイクロ波を用いて無線で電力を伝送する技術である。本研究では周波数資源有効利用のために同一周波数帯を用いて、マイクロ波電力伝送とセンサー通信を行うことを目的とする。本研究の送電対象となるZigBee端末の通信は一定時間に短時間通信を行う.これまで,通信を行なっていない時間に送電を行うことで送電マイクロ波が通信に干渉せずに電力を供給することに成功している.その時の受電電力利用効率は27.5%であった.これは電圧安定化回路の入力電圧に対してその入力インピーダンスが変化するため,RF-DC整流回路の最適負荷からずれることに起因する.そこで効率の改善をするための受電装置を改良について検討を行った.受電装置はレクテナと呼ばれ、アンテナと整流回路から構成されるパッシブ素子である。検討した回路の1つである反射波利用型RF-DC整流回路を作成し評価を行った.RF-DC整流回路単体の最適負荷より低い負荷範囲において効率の改善が見られた.更に電圧安定化回路および負荷を反射波利用型RF-DC整流回路に接続し,間欠マイクロ波を入力し受電電力利用効率を測定した.結果として受電電力利用効率は51.4%と従来より23.9%改善することができた.本研究はマイクロ波によるワイヤレス給電技術を用い、バッテリーレス・電池レスセンサーの実現を目指した研究である。これまで特にバッテリーレス・電池レスセンサーに適したマイクロ波を受電・整流するレクテナ(Rectifying Circuit)の開発と、間欠(パルス)送電による、センサー情報とワイヤレス給電の干渉低減の研究を中心に行ってきた。レクテナはダイオードを用いた整流回路とアンテナで構成され、マイクロ波(RF)を直流(DC)に変換する素子である。スケジューリングされた間欠(パルス)送電による複数台の電池レスセンサーの駆動には前年度までに成功している。さらに前年度はワイヤレスセンサーの動作状態の変化によっても効率が変動しない反射波利用型RF-DC整流回路の開発に成功した。本年度はさらに広範囲・高効率で動作するRF-DC整流回路の実現を目指した。整流回路の効率の変動は、センサーのような接続負荷の種類・その変動によってダイオードにかかる電圧が変化するために発生する。反射波利用型はその負荷の変化によって発生する反射波を回収・利用して広い負荷範囲での高効率を実現する設計思想であったが、性能に限界があった。

そこで今年度は発想を転換し、接続負荷が変化した場合でもダイオードにかかる電圧を一定・最適化するために、整流回路と負荷との間にDC-DCコンバータを挿入するRF-DC-DC整流回路を提案・開発した。DC-DCコンバータは通常制御用電源を必要とするが、本研究では整流されたマイクロ波の一部を制御に用い、外部電源不要のRF-DC-DC整流回路を実現できた。実験により、外部電源不要で、負荷範囲200Ωから10kΩにおいて66%以上を得られるRF-DC-DC整流回路を実現できた。マイクロ波応用工学今年度はZigBeeセンサーに最適なパルス波整流用高効率整流回路の開発を行う計画であった。この計画に対し、今年度は新たに発案したレクテナ用RF-DC整流回路として,反射波利用型RF-DC整流回路とRF-DC--DC回路の検討を行った.反射波利用型RF-DC整流回路について実際に設計及び試作を行い,150 Ωから1.1 kΩの負荷範囲に対して58%以上のRF-DC変換効率で動作する回路を作成することができた.これは今年度の課題を達成したことを示す。さらに今年度はパルス波整流用高効率整流回路の開発のみならず、送電スケジューリングを用いたパルスマイクロ波電力供給システムを実際に構築し,ワイヤレスセンサ端末のバッテリレス駆動を行わせる実験まで進めることができた.受電装置のRF-DC整流回路には開発した反射波利用型RF-DC整流回路を用い、1台のワイヤレスセンサ端末に対するパルスマイクロ波電力供給実験では,24分間のバッテリレス駆動及び正常な通信を、2台のワイヤレスセンサ端末に対する電力供給実験では, 2台のワイヤレスセンサ共に74分間のバッテリレス駆動及び正常な通信を行わせることがそれぞれできた.これは本研究の当初目的に向けて計画よりも進歩した取り組みである。今年度はマイクロ波電力伝送を用いてバッテリ交換の不要なワイヤレスセンサネットワークの実現を目指し、高効率のレクテナの開発を目標としていた。計画では連続波を用いたシングルシャント整流回路の動作解析とパルス波を用いたシングルシャント整流回路の動作解析をそれぞれ回路解析シミュレータADSを用いて行い、動作原理どおりの整流を行うか、実験で検証する計画であった。整流回路の動作解析の結果、センサネットワークを駆動するに十分な電力をマイクロ波電力伝送を用いて給電する場合、整流回路単体ではなく、電圧安定化回路を加えた整流回路のほうが効率が良いことが分かり、整流回路を改良した。さらに電圧安定化回路の入力電圧に対してその入力インピーダンスが変化するため,RF-DC整流回路の最適負荷からずれることが分かったため、反射波利用型RF-DC整流回路の検討を行い、その結果受電電力利用効率を改善することができた。これは当初の目的であるマイクロ波電力伝送を用いたバッテリ交換の不要なワイヤレスセンサネットワークのための最適な整流回路を提案・開発に成功したことを意味し、おおむね当初研究目的に対して成果を得ていると考える。
フォノニック結晶の性質を利用した新しい超音波非破壊評価への挑戦

本研究では,フォノニック結晶中の超音波伝搬挙動の解析に適した新しい数値解析手法の開発とフォノニック結晶の影響を受けた超音波伝搬解析及び次世代非破壊評価の検討を目的として以下の成果を得た.1高速多重極法やACAを境界要素法に適用したフォノニック結晶に対する高速波動伝搬シミュレーション手法を開発した.2様々なフォノニック結晶に対するバンド構造を解析するプログラムコードを作成し,特異な波動伝搬が発生する周波数帯を特定することを可能とした.3開発した波動伝搬シミュレーション手法を応用することで,特定の周波数で発生するストップバンドのような特異な波動伝搬・散乱現象を再現することができた.本研究は、近年、材料科学の分野等で注目を集めているフォノニック結晶の性質を利用して新しい超音波非破壊評価法を提案するものである.平成25年度は,平成24年度に開発した境界要素法をベースとした超音波伝搬シミュレーション手法について,その効率と安定性をさらに向上させて大規模解析を行い,フォノニック結晶構造中における波動特性を明らかにした.1.時間域において安定な解を求めることができるCQ -BEM(Convolution Quadrature-Boundary Element Method)による境界要素法の定式化において,時間依存の境界値の代わりに変換域のものを用いる修正CQ-BEM(rCQ-BEM)を開発した.これによって,計算メモリを大幅に削減できることがわかった.しかし,計算時間については従来のCQ-BEMと同じであったため,この点を改善するために,rCQ-BEMとACA(Adaptive Cross Approximation)を組み合わせることによって,計算時間も削減できるように工夫をした.これによって大規模解析のための数値解析手法の準備が整えられた.2.前年度行った結晶配置検討結果を基に,開発した数値解析手法を用いて超音波シミュレーションを行い,如何なるフォノニック結晶構造で,どの程度超音波を集束,並びに,ステアリングさせることができるかを検討した.特に,集束位置、結晶構造と屈折関係、集束点やステアリング角度による超音波強度について数値計算を行い,実用性の可能性を検討した.その結果,フォノニック結晶の性質を用いると,ある程度の集束やステアリングを実現することができるが,周辺領域にも波動が散乱するためノイズが大きく,実用レベルの超音波非破壊評価に用いるにはさらなる精査が必要であることがわかった.本研究では,フォノニック結晶中の超音波伝搬挙動の解析に適した新しい数値解析手法の開発とフォノニック結晶の影響を受けた超音波伝搬解析及び次世代非破壊評価の検討を目的として以下の成果を得た.1高速多重極法やACAを境界要素法に適用したフォノニック結晶に対する高速波動伝搬シミュレーション手法を開発した.2様々なフォノニック結晶に対するバンド構造を解析するプログラムコードを作成し,特異な波動伝搬が発生する周波数帯を特定することを可能とした.3開発した波動伝搬シミュレーション手法を応用することで,特定の周波数で発生するストップバンドのような特異な波動伝搬・散乱現象を再現することができた.本研究は、近年、材料科学の分野等で注目を集めているフォノニック結晶の性質を利用して新しい超音波非破壊評価法を提案するものである。平成24年度における実施計画は、境界要素法をベースとした超音波伝搬シミュレーション手法を開発し、簡単なモデルに対して解析を実行することで計算精度の確認等を行うことである。また、開発したシミュレーション手法を用いてプリズムモデルに対する予備解析を実施し、平成25年度に行うシミュレーションのための解析モデルの検討を行うことである。1.大規模波動解析のための超音波シミュレーション手法を開発した。ベースとなる手法は、時間領域および周波数領域両者の境界要素法である。周波数領域の解析には、先に研究代表者・分担者らで開発した多重散乱解析のためのFM-BEM解析コードを拡張するとともに、ACA-BEMという新しい手法も開発した。一方、時間領域の解析では、安定で大規模な解析が可能な演算子積分法をベースとし、それに高速多重極法を組み合わせたCQ-FM-BEMを開発した。2.単一の結晶を介在物として見立てた場合の超音波散乱問題を解くことにより、超音波シミュレーション手法の計算精度を確認した。その結果、開発した手法は十分な精度を持っていることが分かった。3.フォノニック結晶の分野で注目されているプリズムモデルに対する面外波動の大規模散乱解析を行った。その結果、周波数によって散乱波の進む方向や散乱変位場の大きさが大きく異なっていることがわかり、適切な解析モデルを設定すれば超音波の伝搬方向や強度を制御できる可能性があることが示された。当初の計画通り、新しい超音波シミュレーション手法の開発に成功し、予備解析も実施しており、計画はおおむね順調に進展している。平成24年度に開発した手法を用いて超音波シミュレーションを実行し、フォノニック結晶の性質を活かした新しい超音波非破壊評価法を提案する。1.前年度行った結晶配置検討結果を基に、如何なるフォノニック結晶構造でどの程度超音波を集束させることができるかを超音波シミュレーションにより検討する。特に、実際の応用を検討するために、集束位置、結晶構造と屈折関係、集束点での超音波強度について詳細に検討する。2.次に、フォノニック結晶構造中に複数の超音波を入射させた場合の超音波の集束性を検討する。超音波の強さを向上させるには、超音波を発生させる探触子の開口幅を大きくすることが必要であるが、大きな素子を用いることは高価となるため、小さい素子を並べることが必要になる。ここでは、電子走査によるアレイ技術と異なり、フォノニック結晶の最適設計によって複数素子からの超音波の集束性を検討するものである。

3.フォノニック結晶の性質を利用して超音波を負の屈折方向にステアリングさせる方法等について検討する。負の屈折現象を応用すれば超音波ビームの振れ角を大きくでき、探傷範囲を拡大できる可能性がある。フォノニック結晶構造の様々な条件を変えて数値シミュレーションを実施する必要があるため、ワークステーションの購入代と数値シミュレーションのデータ整理のための人件費への支出を計画している。また、積極的に研究成果を公表するために、国内外への会議出席のための旅費及び参加費への支出を予定している。
異なる年齢集団におけるインフルエンザ対策の有効性の差を明らかにする縦断的疫学研究

季節性インフルエンザ(以下インフルエンザ)は毎年学校組織で流行を認める。近年,小学生と中学生におけるインフルエンザの流行動態が異なるという報告があり,小中学生の相違についてさらに評価することが必要である。本研究は,特定の地域における全ての公立小学校と公立中学校の児童生徒を前向きに観察し,インフルエンザの流行動態と,小中学生のインフルエンザの発症に係る因子の相違について明らかにすることを目的とした。本研究では,長野県安曇野市の全公立小中学校17校に在籍する7867人(小学校10校5047人,中学校7校2820人)のインフルエンザの状況を調査した。本研究では,2016年の10月から2017年2月末日を観察期間として,2段階の質問紙による調査を実施した。第1次調査は,発症者情報を収集するための前向き調査とし,個人背景因子として,学年,組,家族構成,症状に関する因子として,臨床症状,受診に関連する情報,加療に関する情報を収集した。第2次調査は,全児童生徒に対する横断調査とした。第2次調査は非発症者も横断調査で情報を収集し,医療機関におけるインフルエンザの診断の有無,インフルエンザ対策,家族の状況などを聞き取った。第1次調査は1579人(全報告者1649人の95.8%)から回答を得た。小中学生で比較した結果,臨床症状の割合は痛みに関連するものが中学生で高く(例のどの痛み40.2%対61.7%),一方発熱日数は小学生の方が長かった(3.3日対3.1日)。第2次調査は6543人(83.2%)から回答を得た。発症に係る因子を評価した結果,高学年,外出あり,ワクチン接種の因子は発症に抑制的に影響していた。本研究の結果,小中学生のインフルエンザの相違を示すことができた。今後のインフルエンザ対策のために有用な情報にすることができたと考えられる。本研究の目的は,地域における小中学校の児童生徒の季節性インフルエンザの発症状況を,質問紙を用いて前向き及び横断的に調査し,小学生と中学生における流行の特徴や感染予防策,また治療効果の相違について評価することである。平成28年度は研究者の居住する松本市に隣接する安曇野市において,公立小中学校17校をすべてを対象として,質問紙によりインフルエンザ発症状況に関する疫学調査を実施した。まず平成28年の4月から6月にかけて安曇野市教育委員会,安曇野市医師会,松本保健所に調査の趣旨を説明して調査の実施の承認を得た。続いて7月にはすべての小中学校に連絡をして養護教諭に対する説明の機会を持ち,全ての学校を訪問して調査の協力依頼と了承を得た。平成28年10月には前向き調査の質問用紙を全ての学校に訪問して配布した。このシーズンの季節性インフルエンザの発症報告があった場合,治癒報告書と合わせて配布してもらうよう養護教諭に依頼した。10月以降,インフルエンザの報告があった際は養護教諭から保護者に質問紙を配布して頂き,その結果合計1,579名より返答された。これは全対象の約20%に相当し,例年の季節性インフルエンザの発症割合とほぼ同様であった。またインフルエンザの発症の有無に関わらずこのシーズンの対策状況などを知るため,2月中旬に全ての学校に調査用紙を配布した。2月末から3月にかけて全ての児童生徒約8,000名を対象として横断調査を実施した結果6,543名より回答があり,8割を超える対象から回答を得ることができた。以上,平成28年度は季節性インフルエンザ調査の事前準備とデータ収集を計画通りに実施することができた。平成28年度は,この年度の季節性インフルエンザの発症状況を安曇野市の小中学校で収集する予定であった。現在,前向き調査データ,横断調査データを収集することが完了しているため,研究は予定通りに進行していると判断できる。平成29年度は,調査に協力いただいた安曇野市において得られた情報をデータを入力して解析を行うことを目的とした。第1次調査は発症1649人中の1579人(95.8%),第2次調査は送風7867人中6543人(83.2%)から回答を得た。まず質問紙として得られたデータを研究者自ら全てコンピュータに入力し,データベース化した。記述式回答は項目別に区分するなどしてカテゴリーに沿って入力を行った。欠損値や誤記とみられる回答も取り扱いを一貫させ,入力時のバイアスを排除した。続いてデータ解析に取り組み,記述疫学的,数理モデルにより評価を行った。はじめに記述疫学的評価を実施し,小中学生の流行曲線を描き,両者の流行時期に相違がないことを示した。小中学生の発症状況の差を調べると,のどの痛みや頭痛など,痛みを伴う症状は中学生の方が割合が高かった。発熱時の体温は小学生が高く,また発熱期間も小学生の方が長かった。処方内容は中学生でイナビルの割合が高かった。疑われる感染元は,中学生で家族の割合が低かった。次に数理モデル解析を実施した。学校単位の再生産数Rを求めたところ,小学生では1.13,中学生では1.10だった。次世代行列を作成して全体の再生産数を求めたところ1.12であり,小中学生に著しい相違は認めなかった。以上より,小中学生において,感受性や処方内容などの個人と社会環境因子による相違を認めたが,集団として流行を評価した結果,小中学生において相違は認められなかった。これらの結果は,記述疫学的解析を中心に報告書を作成し,調査に協力いただいた安曇野市の各学校,教育委員会,医師会,保健所に配布した。

以上,平成29年度は季節性インフルエンザ調査から得られたデータの評価を計画通りに実施することができた。平成29年度は,データの入力と解析を主目的としていた。予定通りデータの入力は完了し,解析も予定通り進んでいる。したがって研究は予定通りに進行していると判断できる。季節性インフルエンザ(以下インフルエンザ)は毎年学校組織で流行を認める。近年,小学生と中学生におけるインフルエンザの流行動態が異なるという報告があり,小中学生の相違についてさらに評価することが必要である。本研究は,特定の地域における全ての公立小学校と公立中学校の児童生徒を前向きに観察し,インフルエンザの流行動態と,小中学生のインフルエンザの発症に係る因子の相違について明らかにすることを目的とした。本研究では,長野県安曇野市の全公立小中学校17校に在籍する7867人(小学校10校5047人,中学校7校2820人)のインフルエンザの状況を調査した。本研究では,2016年の10月から2017年2月末日を観察期間として,2段階の質問紙による調査を実施した。第1次調査は,発症者情報を収集するための前向き調査とし,個人背景因子として,学年,組,家族構成,症状に関する因子として,臨床症状,受診に関連する情報,加療に関する情報を収集した。第2次調査は,全児童生徒に対する横断調査とした。第2次調査は非発症者も横断調査で情報を収集し,医療機関におけるインフルエンザの診断の有無,インフルエンザ対策,家族の状況などを聞き取った。第1次調査は1579人(全報告者1649人の95.8%)から回答を得た。小中学生で比較した結果,臨床症状の割合は痛みに関連するものが中学生で高く(例のどの痛み40.2%対61.7%),一方発熱日数は小学生の方が長かった(3.3日対3.1日)。第2次調査は6543人(83.2%)から回答を得た。発症に係る因子を評価した結果,高学年,外出あり,ワクチン接種の因子は発症に抑制的に影響していた。本研究の結果,小中学生のインフルエンザの相違を示すことができた。今後のインフルエンザ対策のために有用な情報にすることができたと考えられる。平成29年度は,研究計画の通りデータの集計と解析を実施する。まず学校組織で蓄積している発症者数データと照合し,前向き調査で得られた情報が実数のどれだけをカバーできているか評価する。続いて前向き調査のデータを用いて,学校別および地域全体の流行曲線を描き感染症の流行状態を評価する。評価方法は,当初の予定通り1記述疫学的評価,2数理モデル的評価,3GISを用いた地理的評価を行う。この結果は,調査に協力いただいた学校組織に返却して,今後の対策構築のために情報提供する。またこれらの評価結果を元に,迅速に学会発表や論文作成に取り組み,社会に情報発信する予定である。平成30年度は,研究計画の通り,本研究で得られた成果を学術分野において発表し,専門家と議論し,さらに学術論文として発表することを予定している。すでに平成29年度後半から学会における成果発表を始めており,論文執筆にも着手している。したがって,計画通りに研究を進めることが可能であると考えられる。
学習時のメディア・マルチタスキング習慣の影響：縦断調査に基づく因果関係の検討

現代の学習環境にはメディアがあふれている。学習に寄与する有効活用がある一方で、「ながら勉強」などと称される、集中や理解の妨げとなりうるメディア使用もある。本研究は、家庭や学校における学習時のメディア使用が及ぼす影響と、それに関わる個人差要因について検討することを目的としている。一年目(平成30年度)は、学習時のメディア・マルチタスキングの測定方法について検討した。先行研究で用いられてきた方法には、メディア使用の目的が考慮されていないという課題があった。そこで、「学習に関連した内容」と「学習に関連しない内容」とに分けて測定するための項目群を検討した。前者の例として、学習に関連した調べ物をするためのウェブ利用や、学習の内容を教えてもらうためのコミュニケーション・メディアの利用などが挙げられる。また後者の例として、授業中の暇つぶしのためのウェブ利用や、勉強中に届いたメッセージに答えるためのコミュニケーション・メディアの利用などが挙げられる。作成された質問紙は、前者については「ウェブ利用」「SNS」「動画」等の9種類のメディア利用から構成され、後者はそれに「ゲーム」を加えた10種類のメディア利用から構成された。大学生397名を対象に、日常生活において学習時のメディア・マルチタスキングをどの程度行っているかを尋ねる調査を実施した。「授業中」と「授業外の勉強中」の2つの学習状況において、学習に関連する内容での各メディアの利用と、学習に関連しない内容での利用について尋ねた。分析の結果、全般的に授業中よりも授業外の勉強中の方が多様なメディアが利用されていることや、特に授業外の勉強中は学習に関連しないメディア利用が多い実態があることなどが示された。一年目は、交付申請時の計画に従い、学習時のメディア・マルチタスキングの測定方法について検討した。大学生を対象とした調査から、学習時のメディア・マルチタスキングは、学習に関連する内容と関連しない内容とで用いられるメディアの種類や頻度が異なることが示された。また、授業中と授業外での勉強中でも異なることが示され、これらを分けて測定することの意義が確認された。これらのことから、当初の目的を果たすことができており、順調に進んでいると判断した。二年目(令和元年度)は、一年目に作成した質問紙を用い、より規模を広げて大学生の学習時のメディア・マルチタスキングの実態を調査する。加えて、習慣的な学習時のメディア・マルチタスキングに関連する個人差要因を検討するために、先行研究をレビューし、選出された変数との関連を調査する。調査協力者に謝金を支払うことを想定して予算に計上していたが、実施方法の工夫によりその費用が抑えられたことで次年度使用額が生じた。

二年目は、様々な属性をもつ学生を対象に学習時のメディア・マルチタスキングの実態を調査するためにWeb調査を行う計画を立てており、費用がかかることが見込まれる。次年度使用額はこのために使用する予定である。
局所麻酔薬側鎖の置換基が局所麻酔効果に及ぼす影響について

2ー6キシリジンとNメチルイミノディアセチック酸とから合成したリドカインのカルボン酸誘導体をアルコ-ルと反応させ、メチル、エチル、ブチルのエステル誘導体を合成し、その薬理学的特性が側鎖の置換基によってどのように変わるかについて検索を行った。この結果、メチル、エチル、ブチルと炭素数が増すごとに作用持続時間が延長することがわかった。また、解離定数はリドカインに比べて一般に小さくなり、ブチルエステルが7.5と最も小さく、作用発現までの時間が短かった。分配係数でもエステル誘導体は一般にリドカインより高く、ブチルエステル誘導体でリドカインの6倍であった。従って脂溶性が高く、麻酔作用が強いこともわかった。タンパク結合能ではリドカインの52%に比べてブチルエステルが最も大きく、89%でほぼブピバカインに匹敵することがわかった。また、レシチンを超音波処理して得られるリン脂質二重膜を神経膜モデルとして、リドカインとモデル膜との分子レベルでの相互関係を核磁気共鳴装置を用いて検索した。この結果、リン脂質二重膜の親水性部分とリドカイン分子中で正電荷を有するNーエチル部分の窒素原子との間にイオン的近接が認められ、リドカイン分子のベンゼン核とアルキル部分は比較的自由に動いていることが分かった。一方、我々が作用時間の延長を目的に合成したリドカインのカルボン酸エステル誘導体ではNエチル部分での近接に加えて、エステルカルボニル部分の間にも静電結合が認めらめた。さらに、この近接の程度はメチル、エチル、ブチルとエステルのアルキル基部分の炭素数が増すごとに増大することが分かった。このように局所麻酔薬の作用持続時間と神経膜モデルとの近接の程度とが相関することは、新しい、理想的な局所麻酔薬を開発する上で大いに参考になると考える。また、局所麻酔薬の作用機序を見直すことにもつながると考えている。2,6ーキシリジンとNメチルイミノディアセチック酸とから合成したリドカインのカルボン酸誘導体を酸触媒下にメチル、エチルおよびブチルアルコ-ルと反応させ、リドカイン(Li)のメチルエステル(LiーMe)、エチルエステル(LiーEt)、ブチルエステル(LiーBu)の誘導体を合成した。これらの新しい局所麻酔薬の薬理学特性は、解離定数(PKa)、分配係数、蛋白結合率を算定することが検索した。この結果、解離定数はLiが7.9であるのに対し、LiーMeは7.8、LiーEtは7.7、LiーBuは7.5と最も小さかった。逆に分配係数はLiが0.18であるのに対し、LiーMeは0.03、LiーEt 0.15、LiーBuは1.13と最も大きかった。また、蛋白結合率はLiが52%であるのに対し、LiーMeでは47%、LiーEtでは60%、LiーBuでは89%と炭素数が増すごとに組織親和性が向上することがわかった。一方、ウサギを用いて表面麻酔効果、局所麻酔効果の判定を行った。ウサギの角膜にそれぞれの局所麻酔薬の100mM溶液を2滴滴下し、角膜反射の消失時間を調べた結果ではリドカインに比べてLiーMeが有意に短かかったこと以外には有意差はみられず、いずれのエステル誘導体も表面麻酔効果を有することが認められた。また、ウサギの摘出迷走神経を用いて、電気刺激を与え、得られた活動神経の振幅抑制の程度により、局所麻酔薬としての作用発現までの時間、作用持続時間を検索した。この結果、作用発現までの時間はLiーBuで最も短かかった。作用持続時間Liー

EtがLiの2.1倍、LiーBuはLiの3.3倍に延長することがわかった。この理由は前に述べた如く、LiーBuの解離定数がLiに比べて小さいため作用発現までの時間が短かく、かつ分配係数とタンパク結合率が高いため作用持続時間が延長するものと考えられる。LiーBuではLiと同程度の麻酔作用を長時間期待でき、ペインクリニックや長時間の手術に有用であると考える。2ー6キシリジンとNメチルイミノディアセチック酸とから合成したリドカインのカルボン酸誘導体をメチル、エチル、ブチル、イソブチルの各々のアルコ-ルと反応させ、エステル誘導体を合成した。これらのエステル誘導体はリドカインに比べて、その側鎖の炭素数が増すごとに作用時間が延長することは既に報告した。今回は神経膜モデルとして、Egg Yolk lecithinを用い、核磁気共鳴装置(NMR)を使って、合成した局所麻酔薬分子とリン脂質二重膜との近接状態を検索した。この結果、リドカインはその分子構造中で正電荷を有するNーエチル部分の窒素原子がリン脂質二重膜の親水性部分と結合することがわかった。また、我々が合成したリドカインのエステル誘導体ではこの窒素原子に加えて、エステルカルボニル部分の酸素原子でも膜との近接が認められた。加えてこの近接の程度はメチル、エチル、ブチルとエステルアルキル部分の長さに依存して増大することも明らかになった。従前我々は、リドカインのエステル誘導体とくにブチルエステル誘導体はその作用時間がリドカインの3倍近くに延長している理由として、分配係数と蛋白結合能が高いことを挙げたが、今回の研究で神経膜モデルと2ケ所で静電結合を起こすことから、作用持続時間の延長をもたらすものと考えられる。また、今回得られた結果は従来成書に記されていた局所麻酔薬と神経膜あるいはNaイオンチャンネルとの結合はベンゼン核部分で起こるとする説と異なり、局所麻酔薬分子の両端は比較的自由に運動し、分子構造中央部分の窒素原子と膜との結合を立証するものであり、局所麻酔薬の作用機序を見直すことにもなるであろう。すなわち、局所麻酔薬は直接受容体と結合するのではなく、その周囲にあるリン脂質膜と静電結合し、結果的にNaイオンの通過を阻止している可能性がある。
保型エル函数の特殊値の相対跡公式による研究

次数2のSiegel尖点形式に付随したspinor L函数の函数等式の中心における特殊値に関するBochererの予想およびその一般化を,相対跡公式によって証明しようという研究を進めた。相対跡公式を証明するにあたっては,「基本補題」と呼ばれる,局所体上の軌道積分の等式を示すことがまず最初に必要な作業である。「補題」という呼び方が誤解を与えるかもしれないが,この等式の証明は自明なものとはほど遠く,多くの場合,大変な困難を伴って証明されるものである。我々の場合もその例外ではなく,基本補題の証明は2次の対称行列を変数とする一般化されたKloosterman和の間の等式を示すことに帰着された。著書は,その計算を実行し,Hecke環の単位元に関する基本補題を証明したものである。その次になされるべきは,基本補題をHecke環のすべての元に対して拡張することである。そのために必要なBessel transformに関するPlancherel測度は既に求めた。これから得られる反転公式を用いると,Hecke環の一般の元についての軌道積分は単位元に関する軌道積分を主要項として,それに単位元に関する退化した軌道積分の有限和を加えることによって表される。これらの退化した軌道積分の計算は既に終了している。したがって,残るはこれらの有限和を比較することである。この作業もまもなく終了する予定である。次数2のジーゲル尖点形式に付随したスピノル・エル函数の函数等式の中心における特殊値についてのベッヘラーの予想及びその一般化についての研究を遂行した。我々のアプローチは,ジャッケの相対跡公式を確立し,その帰結として特殊値についての予想を証明しようというものである。相対跡公式は,その証明に大変な労力を要するものであるが,それ故にそれが一旦証明されれば,大変強力な道具として,多くの応用が期待されるものである。我々はヘッケ環の単位元についての基本補題をすでに証明した。基本補題とは,二種類の局所軌道積分の間の等式を証明することである。その次の段階として為すべきは,基本補題をヘッケ環の任意の元に拡張することである。これについては,直接的に任意の元を考察するのでは無く,それを単位元との畳込みとして表すことによって,単位元の軌道積分の有限和に帰着することが有効であることが知られている。我々はそのとき重要である,ベッセル・モデルについての反転公式を証明した。これによって,問題を単位元に関する軌道積分を計算することに帰着することができた。現在はこれらの軌道積分の計算を終了することに全力を集中している。これが終われば,次は軌道積分の芽展開を考察しなければならない。また,無限素点に関する軌道積分も計算しなければならない。その一方,グロス・プラサド予想との関連で,ベッセル・モデルを持つような表現が局所的に,どう特徴付けられるかについても考察をすすめている。局所エル函数のイプシロン因子との関連が予想され,大変興味深い問題であると思われる。次数2のジーゲル尖点形式に付随したスピノル・エル函数の函数等式の中心における特殊値についてのベッヘラーの予想及びその一般化についての研究を続行した。我々のアプローチはジャッケの二次一般線形群についての二つの相対跡公式の階数2の一般斜交群への一般化を定式化し、それによって特殊値に関する予想を証明しようというものである。このアプローチでは、「基本補題」といわれる命題を証明することが、その出発点であると同時に、一般化の正否についての揺ぎ無い根拠を与えるものである。我々はヘッケ環の単位元については、すでに基本補題の証明を終えており、それは現在印刷中の論文にまとめられている。本年度は、この基本補題を単位元からヘッケ環の一般の元に拡張することに関して、大きな進展を得ることができた。すでにベッセル・モデルについての反転公式は得ていた訳だが、それを利用することによって、基本補題をヘッケ環の一般の元に拡張するには、すでに取り扱った軌道積分よりも退化した軌道積分を計算すればよいことが判った。現在は、これらの退化した軌道積分を計算しているところである。

また、関連した問題として、「吉田持ち上げ」と呼ばれている次数2のジーゲル尖点形式を上半平面の二つの直積に制限したときの振る舞いについての考察も行った。この場合に、次数16のエル函数の函数等式の中心での特殊値との関連を証明することができた。一般の場合には保型形式の周期積分との関連を証明するのは極めて困難と思われ、特殊な場合ではあるが、予想の根拠を与える例としての意味は充分あると思う。次数2のジーゲル尖点形式に付随したスピノル・エル函数の函数等式の中心における特殊値についてのベッヘラー予想およびその一般化についての研究を続行した。我々のアプローチは相対跡公式を用いたものである。これについて、基本補題のヘッケ環の一般元への拡張を行った。基本的な計算はすべて完了している。これに関連したいくつかの研究もおこなった。ひとつは、「吉田持ち上げ」と呼ばれている二つの楕円モジュラー形式の組に対して構成される、次数2の尖点形式に対して、ベッヘラー予想を考えることである。この場合には保型形式がテーター対応によって構成されるので、実際にベッヘラー予想に現れる周期積分の引き戻しを計算することができる。すると、楕円モジュラー形式のトーラス周期積分と呼ばれるものの二つの積と本質的に一致することがわかる。この事実と、「吉田持ち上げ」がどのような場合に恒等的に消えないかについての判定条件を組み合わせると、二つの楕円モジュラー形式のエル函数の函数等式の中心での値に関して、同時非消滅についてのある事実が証明できる。もうひとつは、スピノル・エル函数およびそのGL(2)トゥイストの基本的解析的性質の研究である。これらのエル函数の積分表示はよく知られているが、分岐素点でのエル因子の定義および局所函数等式といった基本的性質も正則尖点形式の場合には確立されていない。今後の次数2のジーゲル保型形式の基本性質の研究のためには、これらの事実は不可欠であり、また重要でもある。当面の目標としては、これらの証明をすることであるが、その後には、これらのエル函数の特殊値の代数性およびジーゲル・ヴェイユ公式との関連性についても研究することを考えている。
硫化鉄での圧力誘起絶縁体-金属転移における格子振動の研究

硫化鉄(FeS)は、常圧力下で六方晶troilite構造をとる反強磁性半導体である。室温・圧力下では3.5,6.5GPaで構造相転移をともない半導体-金属-半導体へと電子状態が変化する。一般に、金属-絶縁体転移においては金属状態の電荷圧縮率が、その転移の性質を決める上で重要な役割を果たすことが理論的に指摘されている。そこでFeSの圧縮率とフォノン状態密度から見積もられる原子間結合力が直接関与する圧縮率を求めることでFeS金属状態の電荷圧縮率を求めることを試みた。我々は、放射光単色X線を用いた^<57>Fe核共鳴非弾性散乱(NIS)を測定し、FeSの高圧力下部分(Fe)フォノン状態密度を実験的に求めた。Fe原子が関与するフォノン状態密度をNISスペクトルの非弾性成分より抽出した。さらに、バンド計算によりFeSフォノン状態密度、部分フォノン状態密度を求め実験と比較した。その結果、計算されたフォノン状態密度が実験結果をよく再現することが分かった。この計算されたフォノン状態密度を用い高圧力下X線回折測定から決定された圧縮曲線中での原子間結合力が直接関与する割合を見積もった。その結果、FeS金属状態では約40%の電荷圧縮率が含まれることが分かった。鉄を含む硫化物CuFeS_2においても構造相転移をともなう圧力誘起半導体-金属転移が約6.5GPaで起こることが知られている。しかし、高圧相での構造モデルの決定には至っていない。そこで、高圧相の構造モデルを決定するために高圧力下X線回折、^<57>Fe NISの測定を行った。X線回折測定の結果、6.3GPa以上では鋭い回折ピークが観測されなかった。その結果CuFeS_2は金属化にともない非晶質状態へと転移することが分かった。NISスペクトルの非弾性成分より抽出したFe原子が関与するフォノン状態密度は、圧力誘起の非晶質化にともなう変化が僅かであることから、局所構造は低圧相の結晶構造に近いことが推測される。室温・高力下でカルコパイライト(CuFeS2)は、反強磁性半導体(TN=800K)から金属状態へと約6.5GPaで変化することが知られている。その非金属-金属転移は、結晶構造の変化を伴っていることが分かっているが、高圧相での結晶構造の決定には到っていない。このように構造変態をともなう強相関電子系の金属-絶縁体転移においては、電子相間のみならず電子-格子相互作用も重要な役割を担っていると考えられる。従って、圧力下でのフォノン分散関係・状態密度を実験的に求めることは相転移を理解する上でも重要である。特に、CuFeS2においては高圧相での結晶構造モデルを考える上でも格子振動の情報は重要な知見を与えると考えられる。そこで我々は、放射光単色X線を用いた57Fe核共鳴散乱(NIS)を測定し、CuFeS2の高圧力下フォノン状態密度を求めた。測定したNISスペクトルには、相対エネルギー・ゼロ(14.413keV)に強い非干渉性弾性散乱ピークが存在し、さらにフォノン消滅・生成が関与する非弾性散乱成分が有限の相対エネルギーの位置に観測された。Feイオンが関与するフォノン状態密度をこの非弾性成分より抽出した。そのフォノン状態密度から高圧力下での体積比熱・エントロピー等の熱理解学的変数と、無反跳分率が得られる。

その結果、金属化にともないエントロピーの減少と、無反跳分率の増加が観測された。高圧力下X線回折測定から提唱されている高圧相の結晶構造モデル、NaCl構造ではFeサイトの配位数が4から6へと変化することに成り、大きなフォノン状態密度の変化が予想される。しかし、フォノン状態密度の形状の圧力依存性は僅かであり、配位数の大きな変化がないことが分かった。硫化鉄(FeS)は、常圧力下で六方晶troilite構造をとる反強磁性半導体である。室温・圧力下では3.5,6.5GPaで構造相転移をともない半導体-金属-半導体へと電子状態が変化する。一般に、金属-絶縁体転移においては金属状態の電荷圧縮率が、その転移の性質を決める上で重要な役割を果たすことが理論的に指摘されている。そこでFeSの圧縮率とフォノン状態密度から見積もられる原子間結合力が直接関与する圧縮率を求めることでFeS金属状態の電荷圧縮率を求めることを試みた。我々は、放射光単色X線を用いた^<57>Fe核共鳴非弾性散乱(NIS)を測定し、FeSの高圧力下部分(Fe)フォノン状態密度を実験的に求めた。測定したNISスペクトルには、相対エネルギー・ゼロ(14.413keV)に強い非干渉性弾性散乱ピークが存在し、さらにフォノン消滅・生成が関与する非弾性散乱成分が有限の相対エネルギーの位置に観測された。Fe原子が関与するフォノン状態密度をこの非弾性成分より抽出した。さらに、バンド計算によりFeSフォノン状態密度、部分フォノン状態密度を求め実験と比較した。その結果、計算されたフォノン状態密度が実験結果をよく再現することが分かった。この計算されたフォノン状態密度を用い高圧力下X線回折測定から決定された圧縮曲線中での原子間結合力が直接関与する割合を見積もった。その結果、FeS金属状態では約30%の電荷圧縮率が含まれることが分かった。一方、低温・圧力下でのFeS相図の決定は行なわれていない。そこで、圧力下X線回折、電気抵抗測定を行い低温(基底状態)でのFeSの圧力相図の決定を行なった。その結果、低温では結晶変態なしに半導体-金属転移が起こることを発見した。さらにその転移での体積の変化は0.2%以下ときわめて小さいため、この半導体-金属転移は非常に弱い一次転移か2次転移であると考えられる。
突然変異系統を利用したコムギ穂発芽発生機構の解析

本研究課題では、種子休眠および穂発芽に関するコムギの突然変異体を解析し、穂発芽の発生に関わる要因を遺伝学的に解剖することを目的として、以下の研究を行った。1.種子休眠性低下突然変異系統RSDのABA感受性農林61号及びRSD系統の種子におけるABA感受性に対する種子発達段階とABA濃度の影響を調査した結果、各要因に対する反応はRSD系統間で異なることが明らかとなった。2.遺伝分析農林61号とRSD系統の問で交配を行い、F_1種子における休眠性を調査した。その結果、RSD14-1およびRSD12は優性突然変異、RSD16-1およびRSD32は劣性突然変異であることが明らかとなった。また、農林61号とRSD系統間のF_2集団について休眠性を調査した結果、RSD32は劣性の1遺伝子の変異により生じた突然変異であると考えられた。RSD系統における種子胚でのα-amylase遺伝子の発現は農林61号に比べて高かった。α-amylase遺伝子の制御に関与し、種子胚で特異的に発現する遺伝子を調査したところ、TaABFの発現が調査した全てのRSD系統で低下していた。また、一部の系統ではTaAFPの発現も低下した。4.ABA誘導性遺伝子の発現解析種子特異的に発現し、ABA誘導性を有するEm遺伝子の発現は、全てのRSD系統で低下しており、RSD系統の種子胚ではABAシグナルの低下が生じていると考えられた。一方で、幼植物におけるABA応答性遺伝子の発現には、農林61号とRSD系統の問で差は認められなかった。このことから、これらRSD系統における変異は種子特異的変異である可能性が考えられた。5.cDNAサブトラクションによる遺伝子発現の比較農林61号とRSD32の種子胚における遺伝子発現の差をcDNAサブトラクションにより比較した結果、これら系統間で発現量に差のある二つのクローンを選抜した。6.二次元電気泳動法による発現タンパク質の比較解析農林61号及びRSD32の種子胚より抽出したタンパク質を二次元電気泳動法により解析した結果、両系統問には質的もしくは量的に異なる特性を有するスポットが複数存在した。7.穂発芽突然変異系統の作出穂発芽耐性品種である農林61号をアジ化ナトリウム処理したM_5集団から約2100本の穂を採取し、穂の状態で吸水、発芽させることによりスクリーニングを行い、27系統の穂発芽突然変異系統(EPS : Enhanced Pre-harvest Sprouting)を選抜した。本研究課題では、種子休眠および穂発芽に関するコムギの突然変異体を解析し、穂発芽の発生に関わる要因を遺伝学的に解剖することを目的としている。今年度は、既に得られている突然変異系統の特性評価および新規の穂発芽突鉢変異体の作出を行った。1.種子休眠性低下突然変異系統RSDの特性評価(1)種子発達段階とABA感受性の関係:発達段階の異なる種子における休眠性およびABA感受性を調査した。