hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臍帯血中のストレス関連分子と胎児の発育との関連性

本研究では、胎児期の状態を反映する臍帯血に着目し、DNA酸化損傷マーカーである8ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OHdG)を指標に胎児の酸化ストレス状態と妊娠・分娩に関与する各種母子因子との関連性について検討した。母体の喫煙群では、非喫煙群に比較し臍帯血中の8-OHdG値は高く有意差が認められた。また、胎盤重量及び出生体重1kg当たりの胎盤重量との間に正の相関が認められた。さらに、母体「過体重/肥満」群では、臍帯血中の8-OHdGと胎盤重量に強い正の相関が認められた。しかし、母体の年齢、在胎週数、児の性別、分娩所要時間や分娩時の児の状態などに関する要因との関連性は認められなかった。本研究は、母体と胎児間にある臍帯および胎盤を循環する臍帯血に着目し、妊娠・分娩に関連する母子情報と各種ストレス関連物質と、胎児の健康や発育状態との関連性について評価・解析し、次世代を担う児が心身ともに健康に発育・発達するために妊娠中の母親への支援を目指すことを目的としている。平成25年度の研究結果、以下の点を明らかにし、報告した。2.胎児の発育に関連する要因として母体の体格との関連性を検討した。初産婦と経産婦では胎児の発育に影響する母体の体格因子が異なることが明らかにされた(Experimental and Therapeutic Medicine)。4.臍帯血中の幹細胞分離までの時間が細胞数に影響するか検討した。有核細胞からCD34陽性細胞の回収率は24時間未満で有意に高いことが明らかにされた(Journal of health Science Reserch)本研究では、胎児期の状態を反映する臍帯血に着目し、DNA酸化損傷マーカーである8ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OHdG)を指標に胎児の酸化ストレス状態と妊娠・分娩に関与する各種母子因子との関連性について検討した。本研究の目的は、母体と胎児をつなぐ臍帯血に着目し、妊娠・分娩に関連する母子情報とと各種ストレス関連物質と、胎児の健康や発育状態との関連性について評価・解析し、出生後の児が心身ともに健康に発育・発達するために妊娠中の母親への支援を向上を目指すことにある。この課題解明に向けて次の3項目を主題に研究活動を展開した。1.周産期関連因子と臍帯動脈pH・ガス分析値との関連性、2.周産期関連因子と臍帯血中に含まれる各種ストレス関連分子との関連性解析、3.各種ストレス関連分子と児のかつ行くとの関連性解析。平成24年度の研究結果、以下の点を明らかにし、報告した。1.出生前の胎児の状況を反映する臍帯動脈pH・ガス分析値と臍帯血中に含まれる幹細胞数の関連について解析したところ、臍帯血中の有核細胞は臍帯血動脈pHが低いほど有核細胞数が増加する傾向が認められた。一方、CD34陽性細胞と臍帯動脈pHには関連性が認められなかった。分娩時における胎児の低酸素ストレスは、臍帯血中の幹細胞数に関与することが示唆された(Jounal of Obstetricsand Gynacology Research,38:997-1003)2.臍帯血動脈pH・ガス分析値が、臍帯血採取をする際の選択基準に成り得るか検討した。有核細胞数と臍帯動脈pHとの間には関連性が示され臍帯血動脈pH・ガス分析値は臍帯血採取の選択基準に成り得る可能性が示唆された(Journal of Health Science Research,2:1-8)本研究の目的は、母体と胎児をつなぐ臍帯および胎盤を循環する臍帯血に着目し、妊娠・分娩に関連する母子情報と各種ストレス関連物質と、胎児の健康や発育状態との関連性について評価・解析し、次世代を担う児が心身ともに健康に発育・発達するために妊娠中の女性への支援を向上させることにある。1.周産期関連因子と臍帯動脈pH・ガス分析値との関連性、2.周産期関連因子と臍帯血中に含まれる各種ストレス関連分子との関連性解析、3.各種ストレス関連分子と児の発育との関連性の解析。平成26年度の研究結果、以下の点を明らかにし、報告した。1.DNA酸化損傷マーカーである8-hydroxy-2'-deoxy- guanosine(8-OHdG)を指標に胎児の酸化ストレス状態と胎児の発育に関連する胎盤に着目し、正期産児の酸化ストレスとの関連性について検討した。肥満妊婦では、胎盤の増大は胎児の発育を促進する一方、酸化ストレスを増大させる可能性があることが示唆された。医歯薬学本研究の課題解明に向けて取り組んだ結果、臍帯血中のストレス

関連分子と母体の体格及び胎盤の発育が胎児の酸化的損傷に影響することや胎児・新生児の発育に関連する要因についての知見が得られた。本研究の課題解明に向けて取り組んだ結果、臍帯血中のストレス関連分子が臍帯血中の幹細胞数に関連することや、母体因子が胎児の酸化的損傷に影響することについての知見が得られた。今後は、母体の詳細な生活習慣や精神的側面と胎児の酸化ストレスとの関連性を明らかにし、出生後の児が心身ともに健康に発育・発達するために必要な母親への支援について検討する。1.周産期関連因子と臍帯血中に含まれる各種ストレス分子との関連性解析:周産期に関わる母子因子と臍帯血の各種ストレス関連分子との関連性を解析する。2.臍帯血に含まれる各種ストレス関連分子と児の発育との関連性解析:各種ストレス関連分子と生後1か月の発育状態との関連性を明らかにする。今後は、母体の生活習慣および胎児の発育と酸化ストレスとの関連性を明らかにし、出生後の児が心身ともに健康に発育・発達するために母親への支援の向上を目指す。前年度に引き続きデータ収集を進めるとともに以下の3項目について解析を行う。1.周産期関連因子と臍帯血ガス分析値との関連性解析:妊娠中の母体データと母体及び胎盤機能の状態を反映する臍帯動脈血pH・ガス分析値を解析し、分娩時のストレスとの関連性を検討する。2.周産期関連因子と臍帯血に含まれる各種ストレス関連分子との関連性解析:周産期に関わる母子の因子と臍帯血動脈血の各種ストレス関連分子と児の発育との関連性を解析する。3.臍帯血に含まれる各種ストレス関連分子と児の発育との関連性解析:各種ストレス関連分子と生後1か月の発育状態との相互関係を明らかにする。昨年度は、臍帯血提供数が十分に確保できなかったため、臍帯血の調整及び酸化ストレスマーカーの測定・解析に使用する物品費、解析補助費に残額が生じた。また、それに伴い予定していた学会に参加できなかったため旅費に残額が生じた。今年度は本研究を遂行するために、1データ解析補助費(謝金)、2各種ストレス関連分子測定用のELISAキット及び酸化ストレスレスおよび抗酸化力評価のためのアッセイキット購入費、3実験及び研究打ち合わせのための旅費、研究成果の学会発表および投稿費に使用する。昨年度は、臍帯血採取数が十分に確保できなかったため、ストレスマーカー測定及び解析に使用する物品費、解析補助経費に残額が生じた。また、それに伴い予定していた打ち合わせ及び学会参加ができなっかたため旅費に残額が生じた。本研究を遂行するために今年度は、1データ収集・解析補助経費(謝金)、2各種ストレス関連分子測定用のELISAキット及び酸化ストレス及び抗酸化力評価のためのアッセイキット・データ解析ソフト購入費、3実験及び研究打ち合わせのための旅費、研究成果の学会発表および投稿費に使用する。
表面微細周期構造による熱放射スペクトル制御と波長選択性熱放射素子への応用

本研究では、(1)表面微細構造からの熱放射スペクトルの解析と評価、熱放射素子の実現、(2)熱放射素子に対応する高効率・広帯域な光電変換セルを開発するための基礎研究、の二つの課題に取り組んできた。最終年度となる本年度は、主に(2)の課題に取り組み以下のような成果を得た。光電変換セルの効率向上を目的として、対象とする光の波長よりも小さな構造(サブ波長構造)による素子表面の反射抑止技術の研究を行った。前年度において、FDTD法及びRCWA法による数値解析を行って、周期100nm、アスペクト比3程度のピラミッド構造によって反射を1%程度にまで抑制できることを明らかにした。これを実証することを目的として、自己組織化構造である陽極酸化ポーラスアルミナをマスクとしたドライエッチング法を用い、シリコン基板表面にサブ波長構造を作製し、感度波長帯において実際に反射率を1%程度にまで抑制することに成功した。さらに、このサブ波長構造を持つシリコン基板を用いて光電変換セルを試作した。結果、広い入射角度に対して短絡電流増加が認められ、サブ波長構造による反射抑止が光電変換セルの性能向上に有効であることを示した。一方、薄型基板を用いたSi光電変換セルの表面構造には、実効的な光路長を十分に確保するため、低反射率のみならず高い光閉じ込め効果が求められる。光路長増大には、入射光を斜めに進行させる回折を利用することが有効である。本研究では、低反射率と光路長増大の双方に寄与する表面構造を数値解析によって探索した。その結果、太陽光スペクトルを基準とした場合、有効な表面構造には周期500nm程度以上が要求されることを明らかにした。表面構造の最適な大きさは対象波長によって異なり、中心波長が長い低温熱放射を利用する場合は、より大きな構造が光閉じ込めに有効であると考えられる。本研究では、(1)表面微細構造からの熱放射スペクトルの解析と評価、熱放射素子の実現、(2)熱放射素子に対応する高効率・広帯域なPVセルを開発するための基礎研究、の二つの課題に取り組む。本年度は、主に(1)の課題に取り組んだ。まず、表面微細構造の波長特性を解析するため、Finite-difference Time-Domain法(FDTD)に基づく計算プログラムの開発を行った。開発に当たっては、代表的な高融点金属であるタングステンを用いることを念頭に置き、その波長特性を再現できるよう留意した。作製したプログラムから得られた結果は、RCWA法など他の計算方法から得られるものと良い一致を示し、解析を行うのに十分な計算精度が得られることを確認した。次いで、東北大学情報シナジーセンターに付設された最新鋭の大型計算機施設を利用し、開発したFDTDプログラムにより数値計算を行い、表面微細構造のスペクトル特性を調べた。本年度は、計算負荷を考慮して、主として1次元格子の解析に取り組んだ。解析の結果、構造と波長がほぼ同程度の共鳴領域では、浅い格子の場合には表面波(表面プラズモンポラリトン)に起因する角度依存性の大きな鋭い放射ピークが得られた。また、格子を深くしていくと導波管効果による放射ピークが現れ、これは角度依存性が小さく帯域も広いことが分かった。さらに、構造をテーパー状にすることにより、界面でのインピーダンス整合により非常に広い帯域で高い放射率を示すことが分かった。以上のことから、表面微細構造のスケールが同程度であっても、その形状に応じて波長特性が大きく異なることが示され、応用先に応じた設計をする必要があることが分かった。本研究では、(1)表面微細構造からの熱放射スペクトルの解析と評価、熱放射素子の実現、(2)熱放射素子に対応する高効率・広帯域な光電変換セルを開発するための基礎研究、の二つの課題に取り組んでいる。(1)に関しては、Finite-difference time-domain (FDTD)法に基づく独自に開発した電磁界計算プログラムを用いて、大きさ1μm程度のキャビティを周期的に配列した表面構造を持つタングステンの光学特性を調べた。その結果、キャビティの大きさや形状に依存する吸収ピークが現れ、マイクロキャビティ効果による吸収スペクトルの変調が確認された。これは、実験的に確認された熱放射スペクトルのピークと対応しており、構造の大きさや形状を制御することで熱放射スペクトルが制御できることが示された。これにより、タングステン回折格子を用いることで波長制御された熱放射素子が作製できることが示唆された。(2)に関しては、光電変換セルの効率向上を目的として、対象とする光の波長よりも小さな構造(サブ波長構造)による素子表面の反射抑止技術の研究を行った。まず、上記FDTD法による数値解析を行い、表面反射を効果的に抑制するサブ波長構造の設計を行い、周期100nm、アスペクト比3程度のピラミッド構造によって反射を1%程度にまで抑制できることを明らかにした。次いで、これを実証することを目的として、自己組織化構造である陽極酸化ポーラスアルミナをマスクとしたドライエッチング法を用い、シリコン基板表面にサブ波長構造を作製し、感度波長帯において実際に反射率を1%程度にまで抑制することに成功した。さらに、このサブ波長構造を持つシリコン基板を用いて光電変換セルを試作し、主に短絡電流の増加によって発電特性が向上することを確認した。

最終年度となる本年度は、主に(2)の課題に取り組み以下のような成果を得た。光電変換セルの効率向上を目的として、対象とする光の波長よりも小さな構造(サブ波長構造)による素子表面の反射抑止技術の研究を行った。前年度において、FDTD法及びRCWA法による数値解析を行って、周期100nm、アスペクト比3程度のピラミッド構造によって反射を1%程度にまで抑制できることを明らかにした。これを実証することを目的として、自己組織化構造である陽極酸化ポーラスアルミナをマスクとしたドライエッチング法を用い、シリコン基板表面にサブ波長構造を作製し、感度波長帯において実際に反射率を1%程度にまで抑制することに成功した。さらに、このサブ波長構造を持つシリコン基板を用いて光電変換セルを試作した。結果、広い入射角度に対して短絡電流増加が認められ、サブ波長構造による反射抑止が光電変換セルの性能向上に有効であることを示した。一方、薄型基板を用いたSi光電変換セルの表面構造には、実効的な光路長を十分に確保するため、低反射率のみならず高い光閉じ込め効果が求められる。光路長増大には、入射光を斜めに進行させる回折を利用することが有効である。本研究では、低反射率と光路長増大の双方に寄与する表面構造を数値解析によって探索した。その結果、太陽光スペクトルを基準とした場合、有効な表面構造には周期500nm程度以上が要求されることを明らかにした。表面構造の最適な大きさは対象波長によって異なり、中心波長が長い低温熱放射を利用する場合は、より大きな構造が光閉じ込めに有効であると考えられる。
唾液ムチン分子修飾によるデンタルケアの強化と高齢者の誤嚥性肺炎の予防

高齢者での死亡率が高い誤嚥性肺炎を予防するため、デンタルケア強化を目指し、抗菌性が強く発揮できる唾液ムチン分子修飾パターンを同定するための研究を行った。本研究では、細菌凝集作用および抗菌性が報告されている2種類の唾液ムチン(MUC7、MUC5B)のターンオーバーに着目し、ウェスタンブロッティングを用いてムチンの分解実態を調べた。その結果、MUC7はMUC5Bに比べて分解しやすく、MUC7のN末端が分子全体の分解の律速要因になっていることが分かり、MUC7のN末端部分の分解と抗菌作用発現との関連についての可能性が示唆された。本研究の成果が社会歯学へ大きく貢献することが期待される。高齢者にとって、誤嚥性肺炎などの気道感染の予防はきわめて重要であり、多くの施設でクロルヘキシジンなどが配合された抗菌剤を使った口腔ケアが行われているが、副作用があり長期使用は好ましくない。当研究は従来の抗菌剤に替わる抗菌性を持つ唾液ムチンに着目し、抗菌性が強く発揮できる唾液ムチン分子修飾パターンを同定し、誤嚥性肺炎予防のためのデンタルケア強化に応用する。ヒトの唾液に含まれる主要タンパクのひとつ唾液ムチン(MUC7)は抗菌作用があることで知られている。さらに唾液ムチンはシアル酸を含む糖鎖によって修飾を受けており、分子量の70%近くが糖鎖である。MUC7を構成するシアル酸は細菌結合能を有することが報告されている。本研究においては、唾液中での分解パターンをチェイスし、シアル酸を含む糖鎖の分解、コアプロテイン分解、MUC7の半減期、抗菌性の変化を調べ、分解のメカニズムと抗菌作用を解明する。我々の予備実験から、MUC7の分解について、抗菌性部位は10-20分程度の短時間で分解する、MUC7の糖鎖からシアル酸を取り除くと、抗菌性部位がより速く分解することが示された。この結果より、MUC7の持つ抗菌性部位分解により抗菌作用は短時間で失われる、抗菌性はシアル酸分解によってさらに急速に失われるという仮説をたてた。次年度以降、MUC7タンパク質の精製を行い、その糖鎖修飾によって抗菌性がどのように変化するか分析し、抗菌性が強く発揮できる修飾パターンを同定する予定である。昨年度は、ヒト顎下腺由来の細胞から組換えMUC7を精製し、唾液中での分解パターンをチェイスしようと計画した。しかし組換えによって得られたMUC7は、糖鎖による修飾程度が予測できないことなどが分かった。そのため、計画を変更し、ヒトの唾液より唾液ムチン(MUC7)の精製を行う方向で、研究計画を立て直し、研究を進めている。この仮説のもと、MUC7の分解と抗菌作用の関連について明らかにすることが本研究の目的である。

これまでの実験では、ヒト顎下腺由来の細胞から組換えMUC7を精製し、唾液中での分解パターンのチェイスを計画した。しかし組換えによって得られたMUC7は、糖鎖による修飾が行われないことなどから、計画を変更し、別の方法で唾液タンパク質精製を行うことにした。ようやくヒトの唾液より唾液ムチンの精製が可能であることが確認できた。今後は唾液ムチンが口腔内細菌にどのような作用をするのか、その作用は唾液ムチンの分解によってどのように変化するのかについて検証する予定である。これまでの研究では、ヒト顎下腺細胞A253細胞の培養液からムチン精製を試みた。この方法でムチン精製が可能であれば、MUC5BおよびMUC7にタグを組み込むためのcDNAを導入する遺伝子組み換えを行う予定で実験を進めていた。実験のための準備として、遺伝子組換えの実験の申請も行い、東京医科歯科大学から許可を得た。しかし、ヒト顎下腺細胞A253細胞からは目的とするMUC7およびMUC5Bが分泌されていないことがわかった。そのため、異なるアプローチでのMUC5BおよびMUC7精製の検討を行った。先行論文の検索および研究協力者とのディスカッションを重ね、遠心分離法による精製を試みることにした。遠心分離法では、ヒトから採取した唾液からMUC5BとMUC7を精製するために、セシウムクロライドを加える密度勾配遠心法を用いた。加えるセシウムクロライドの濃度などの条件については過去の論文を参考にして、実験を行った。実験計画は、先行研究による論文を参考にして立てたが、予想した結果が得られず、条件を変えて何度も実験を繰り返した。そのため予想以上に実験に時間を要したが、MUC5BとMUC7が特定の分画に濃縮されることが、ウェスタンブロッティングの結果から明らかになった。高齢者にとって、誤嚥性肺炎などの気道感染は死に直結しており、助かった場合でも感染が原因で要介護状態の寝たきりになることもある。したがって、その予防はきわめて重要であり、多くの施設でクロルヘキシジンなどが配合された抗菌剤を使った口腔ケアが行われているが、副作用があり長期使用は好ましくない。当研究は従来の抗菌剤に替わる抗菌性を持つ唾液ムチンに着目し、抗菌性が強く発揮できる唾液ムチン分子修飾パターンを同定し、誤嚥性肺炎予防のためのデンタルケア強化に応用する。本研究では、ヒトから採取したサンプルを対象に分析をしてきたが、平成28年度は、ヒトに替わる実験動物としてマーモセットの有用性の検証を行った。マーモセットは遺伝子的な観点でヒトに最も近い霊長類であり、ヒトと同じ数の歯を保有する。マーモセット8匹(メス4匹、オス4匹)、ヒト8名(女性4名、男性4名)を対象とした。口腔内診査、およびプラークの採取を行った。マーモセットのプラーク採取においては、滅菌した綿棒を用いて、歯の表面をぬぐい、滅菌水1mLを分注した滅菌チューブで懸濁した。ヒトについては、安静時唾液を用いた。採取したマーモセットのプラーク懸濁液、およびヒトの唾液は180μLずつ、5本のチューブに分注後、ただちに-80度で保存した。サンプルは凍結乾燥処理後、サンプルに含まれるDNA抽出し、16S rRNA領域を増幅したPCR産物を対象に、次世代シーケンサーを用いて塩基配列を取得した。得られた配列を用いて16S rRNAデータベースに対する相同性検索および系統分類解析を実施し、対象サンプル中にどのような微生物がどれくらい存在しているか細菌叢解析を行った。その結果、ヒトとマーモセットで共通して存在する口腔内
大動物モデルによる高圧下における不凍結超低温域に着目した新たな臓器保存法の開発

水の固液平衡曲線から、高圧を負荷することにより、不凍結状態を保ったまま液体を超低温に保つことが可能である現象を応用し、高圧下・不凍結状態での長期臓器低温保存方法の確立を目指す研究を前臨床実験としてミニブタを用いて行った(腎臓:60-120 MPa;心臓:30-60 MPa)。この結果、設定した圧力以下であれば、腎臓および心臓ともに臓器障害を生ずることなく、非凍結領域で臓器を保存しうることが明らかとなり、新たな臓器保存法確立の可能性が開かれた。高圧下では液体を不凍結状態に保つことが可能であり、長期間の臓器保存に適した低温状態を維持しうる可能性がある。新しい臓器保存法の開発を目指した前臨床研究の第一歩に着手し、平成25年度は、高圧条件下の実質臓器の機能変化を評価するため、腎臓に焦点をあてた評価を開始した。4例に対し、容器内で以下の高圧(低温)負荷をかけた後、直ちに自家移植手技によって自己体内に戻し、腎臓の機能を評価した。対側の腎臓は摘出し、高圧負荷腎臓のみでの機能評価とした。(1)60MPa/(-3.7°Cあるいは-4.2°C)の負荷では腎臓は障害を受けないことを移植前の病理検査で確認した。さらにこの高圧負荷をした腎臓を自家移植により元の個体に戻し、高圧負荷をした腎臓の長期機能評価を行ったところ、直後から正常機能(尿生成)を示し、またこの自家移植腎臓は2か月以上にわたり良好な移植腎機能を示した。更に、組織学的にも正常と同様の腎臓であることが示された。(2)一方、90MPaおよび126MPaの負荷をかけた腎臓は、糸球体は正常であるものの、尿細管は高度に障害された。この結果、自家移植した腎臓は血流が乏しく、高度の鬱血や出血、壊死所見を呈し、機能を示さなかった。以上の結果、腎臓は最大60MPa(-4°C前後)の圧に耐えることができること、また高圧を負荷した際の腎臓は特に尿細管が障害をうけることを明らかにした。これは従来の冷蔵保存より約10°Cの低温保存(エネルギー消費1/2)が可能であることを示すものであり、この条件によって保存期間(3-5日)を設けた移植実験を行う。新しい臓器保存法の開発を目指した前臨床研究として、平成25年度に得られた結果である「腎臓は最大60MPa(-4°C前後)の圧に耐えることができること」をもとにして、平成26年度は、160MPa/ー4°Cで腎臓を24時間保存した際の腎移植について、特に高圧保存の際に用いる臓器保存液の検討という観点からの評価、2腎臓と同様に、心臓保存の際の臓器耐圧能評価、を中心に検討を行った。検討の結果、160MPa/ー4°Cで24時間保存した腎臓は移植初期から尿生成を認め良好な血流を示すが、その際に保存液としてUW液を用いた方が、ETK液を用いた場合よりも良好な結果が得られること、2心臓では、30MPa(ー2°C)、45MPa(ー3°C)の圧力を一過性に付加した場合は、高圧付加心臓を他のMHC適合動物の腹部に異所性心移植を行った後も、60日にわたり正常に機能すること、3しかし、60MPaを付加した際は、術後5日目に心室性不整脈が誘導されること、またこの際の組織所見として局所的な心筋障害を認めており、これが不整脈誘発の原因となること、が示された。今後さらに、腎臓移植・心臓移植において、この手法を用いた場合、どのくらいの時間にわたり臓器保存が可能であるのか、また保存の際にどのような臓器保存液を用いることが適当であるのか、などについて詳細な検討が必要であるものの、高圧下・不凍結超低温域での新たな臓器保存法の可能性を示す結果が得られた。移植・再生医療平成25年度は実験計画書に従い、腎臓における耐圧能評価を終了することができ、平成26年度の長期保存実験に円滑に移行することが可能な状況である。心臓に関しては、腎臓実験で行った手法をそのまま応用し、かつ腎臓の結果も参考にしつつ行うことが可能であることから、研究全体として順調に進展していると判断する。腎臓においては、平成25年度に得られた結果である60MPaに対する腎臓の耐圧性という結果に基づいて、どの程度の長時間にわたり、高圧・超低温保存(60MPa/-4°C)した臓器が移植後に正常機能を果たしうるかを評価し、高圧冷却臓器保存システムの有効性と条件の上限を明らかにし、移植医療の向上に結び付く新たな臓器保存方法の確立へと結びつける実験を行う。

また臓器保存液については、平成25年度の実験結果から、腎臓の高圧・超低温下での長期保存にはUW液の方がETK液よりも優れる可能性が示唆されており、引き続き至適臓器保存液の解明実験を継続する。特に臓器により圧や温度に対する特性が変わりうることから、平成25年度に行った腎臓実験の方法と結果に基づいて、平成26年度は、現在の臓器保存方法では虚血許容時間が最も短い心臓における超低温臓器保存法の開発を試みる実験に着手する。まずは、一時的な心臓の耐圧能を評価した後、最大耐圧能(=最低保存臓器保存温度)の基で心臓を長期保存し、それを腹部に異所性移植を行い、、移植心臓を血清トロポニンTやBNP、拍動触知、移植心埋めみ電極を用いた心電図により機能を評価し、術後2時間、2、7、14、28、42、63日に開放生検を行い、病理学的評価や浸潤細胞の評価、電顕による詳細な構造の評価を行う。なお保存液については、通常心臓移植で用いられるCelsior液の使用を基本とし、腎臓と同様に臓器保存液の差異が保存効果に関わるかについて評価を行う。
J.ロックの経済思想におけるコンテクスト研究:植民地問題を中心に

本年度は、昨年度に引き続き、ジョン・ロックの政治・経済論に自然法学が与えた思想的影響を解明することを目的として、ザームエル・プーフェンドルフ『自然法と万民法』の仏訳者ジャン・バルベイラックが同書の序文として執筆した『道徳科学の歴史的・批評的解説』の精読に取り組んだ。バルベイラックにおいて、道徳は政治と自然法を包含し、「身分に応じて各人がどのように行動すべきかを知るために必要な全てのもの」と定義される。彼は後期ストア派の哲学者の言説を援用し、いかなる人間も区別なく、道徳的義務の規範を知る能力を有すると主張する。また、道徳科学は数学と同様に論証可能な科学であるという『人間知性論』の議論を紹介している。道徳科学の不確実性と矛盾を唱える懐疑論者に対しては、それはある特殊な状況における場合や理性を誤用した結果にすぎないと論駁する。彼はセネカ『倫理書簡集』のラテン語の一文を引用する際に、「自然は我々に道徳科学の種子を与えたが、[道徳]科学それ自体を与えたのではない」と翻訳し、さらに、創造主が要求する義務について、正しい観念を形成するのに十分な能力を人間は生来備えていると述べ、ウィリアム・シャーロックに対してロックの「生得観念」否定論を擁護している。ロックは『教育に関する諸考察』で、人間の自然権、社会の起源と基礎、社会から生じる義務を若者に教導する著作として『自然法と万民法』を推奨する。彼はその他にも、ピエール・ニコル『道徳に関するエッセイ』中の三論文を英訳し、早くから人間知性、道徳、啓示宗教に関心を抱いていた。ロックの主著『統治二論』と『人間知性論』の前提となる人間・学問観を考察する上で、道徳は重要なテーマと思われる。上記の研究の途中経過を経済学史研究会で報告し、研究課題に関連した著作の書評を学会誌に投稿した。本年度は、研究計画調書の一年次の研究を中心に行った。Cranston(1957)、Woolhouse(2005)による両ロック伝を比較検討し、ロックの広教主義と救貧思想におけるソシヌス主義者T.ファーミンの重要性に着目するとともに、17世紀後半のヨーロッパの宗教的不寛容及び「普遍的宗教的寛容」の展開について論じたMarshall(2006)に着想を得、ロック思想におけるユグノー亡命者の影響に着目した。この結果、従来の研究で扱われることが少なかったロックの「集団帰化」草稿(1693)に焦点をあて、草稿執筆の背景を精査するとともに、草稿の時論的・経済論的側面だけでなく、政治理論、宗教的寛容をも含む総合的観点から、ロック思想における草稿の意義を明確にするべく、以下の研究を進めることになった。1.草稿執筆の背景として、(1)イングランドの帰化法制度の概略、(2)ナント勅令廃止後のユグノー亡命者のイングランドでの受容の実態、(3)下院での集団帰化法案の審議過程、(4)当時の集団帰化擁護論及び反対論、以上四点について、EEBO、ゴールドスミス・クレスのマイクロ資料、英国上院・下院議事録等から資料蒐集・調査を行った。2.(1)草稿の議論と、経済に関する諸著作で展開された低賃金労働論及び貧民観との共通性について分析した。(2)主著『統治二論』における国籍取得者と在住外国人の区別、『寛容支持第三書簡』での、コモンウェルスの市民権を有する成員としての、帰化した外国人及び国籍取得者の位置づけを明らかにした。(3)異教徒への宗教的寛容の支持、ユグノー迫害に対するロックの認識、さらに、高教会派J.プロウストの『寛容書簡の議論を手短に考察し、それに答える』序文等の記述により、同草稿の思想的背景として、宗教的寛容が存在していた可能性を提起した。以上の研究成果を、学会発表で公表し、論文にまとめた。第二年度は、ロックの『統治二論』に見られる奴隷観に大陸自然法思想が与えた影響について研究するために、プーフェンドルフの『自然法による人間と市民の義務』(1673年)と『自然法と万民法』(1672年)の奴隷に関する議論を中心として、ロックとの比較検討を行った。ロックは『統治二論』において、奴隷(slave)は戦争捕虜であり、従僕(servant)と異なり主人と契約を結ぶことができず、所有(property)を喪失しているために、所有の保護を目的とする政治社会の成員ではないと述べた。一方、プーフェンドルフは『人間と市民の義務』第二篇第四章で主人と奴隷の義務について論じる。彼が奴隷(servus)の対象として挙げているのは、家事労働に従事する従僕と戦争捕虜である。『自然法と万民法』第六篇第三章では、奴隷制(slavery)は神の命令や自然によって設けられた制度ではなく、自発的な同意に起因すると主張する。さらに、契約に基づき主人と結合した奴隷と監獄に拘束された奴隷を区別し、主人が両者に対して同様の権力を持つというホッブズの議論を退ける。このようにロックとプーフェンドルフの従僕と奴隷の区分には共通点が見られる。次に、両者の議論の思想的背景を探求するために、バルベイラックによる仏語訳『自然法と万民法』(1706年)の序文「道徳科学の歴史的・批評的解説」の精読に取り組んだ。バルベイラックによれば、道徳は政治や自然法と同じものを意味し、学者や聖職者だけでなく、一般の人々も道徳学(Science des Mouers)を理解する能力を有する。

ロックは『教育に関する諸考察』のなかで、プーフェンドルフの『自然法と万民法』を、人間の自然権と社会の起源・基礎、そこから発生する義務を教える著作として推奨する。道徳学に関する共通の認識の下で、ロックが自らの思想を形成した可能性を追究した。本年度は、昨年度に引き続き、ジョン・ロックの政治・経済論に自然法学が与えた思想的影響を解明することを目的として、ザームエル・プーフェンドルフ『自然法と万民法』の仏訳者ジャン・バルベイラックが同書の序文として執筆した『道徳科学の歴史的・批評的解説』の精読に取り組んだ。バルベイラックにおいて、道徳は政治と自然法を包含し、「身分に応じて各人がどのように行動すべきかを知るために必要な全てのもの」と定義される。彼は後期ストア派の哲学者の言説を援用し、いかなる人間も区別なく、道徳的義務の規範を知る能力を有すると主張する。また、道徳科学は数学と同様に論証可能な科学であるという『人間知性論』の議論を紹介している。道徳科学の不確実性と矛盾を唱える懐疑論者に対しては、それはある特殊な状況における場合や理性を誤用した結果にすぎないと論駁する。彼はセネカ『倫理書簡集』のラテン語の一文を引用する際に、「自然は我々に道徳科学の種子を与えたが、[道徳]科学それ自体を与えたのではない」と翻訳し、さらに、創造主が要求する義務について、正しい観念を形成するのに十分な能力を人間は生来備えていると述べ、ウィリアム・シャーロックに対してロックの「生得観念」否定論を擁護している。ロックは『教育に関する諸考察』で、人間の自然権、社会の起源と基礎、社会から生じる義務を若者に教導する著作として『自然法と万民法』を推奨する。彼はその他にも、ピエール・ニコル『道徳に関するエッセイ』中の三論文を英訳し、早くから人間知性、道徳、啓示宗教に関心を抱いていた。ロックの主著『統治二論』と『人間知性論』の前提となる人間・学問観を考察する上で、道徳は重要なテーマと思われる。上記の研究の途中経過を経済学史研究会で報告し、研究課題に関連した著作の書評を学会誌に投稿した。
大深度大口径ジェットカッティングボアホールにおける繰り粉の排出に関する基礎的研究

1.研究目的:本研究は、管内衝突噴流の流動状態および固体粒子の挙動、垂直二重円管内固液混相流について調べ、大口径深度ジェットカッティングボァホールからの繰り粉の排出に資することを目的としたものである。2.研究計画:(1)ボアホール内における流体流動の基礎として管内噴流ならびに管内衝突噴流の流動状態を実験的に調べる。(2)管内衝突噴流における固体粒子の挙動について実験的検討を行う。(3)垂直二重円管内固液混相流における粒子速度について理論的実験検討を加える。(4)繰り粉の排出速度に影響する固体濃度について画像処理による推定法を検討する。3.研究成果:(1)二次流が零である。軸対称管内噴流における無次元総圧分布すなわち、(Pt-Ptmin)/(Ptmax-Ptmin)は半値幅y_bを基にした無次元距離の関数であり、かつ、相似性を有することが分かった。(2)管内衝突噴流の軸上圧力分布ならびに噴流軸上動圧減衰特性は流れ様式によって異なるが、それぞれの様式内において相似性を有することが分かった。(3)管内衝突噴流におけるノズルから流入面までの距離は衝突噴流の場合より短いことが分かった。(4)管内衝突噴流における固体粒子は噴流の発達領域において噴流に取り込まれる機会が多く、またノズルが偏心状態に設置されている方が二重管部へ流入し易いことが分かった。(5)垂直同心二重管内固液混相流の粒子速度を一次元モデルより検討したところ、粒子速度は抗力係数、平均流速、管径比、比重などの影響を受けることが明らかになった。また、二重管助走域の粒子速度などの上記モデルにより概ね説明しうることが分かった。(6)画像処理による管内固体濃度推定法を検討したところ、画素216階調値に分けた場合、砕石に対するしきい値として188が適切であることが分かった。粒子の重なり度合について検討する必要があることが分かった。1.研究目的:高速ウォータジェットによる岩盤の掘削が試みられている.この掘削速度は,主にウォータジェットの流速によって定まるが,大深度大口径の場合にはボアホールからの繰り粉の排出能力が掘削速度に影響を与える.一方,ジェットカッティングに関する研究においては掘削性能に関心が寄せられており,繰り粉の排出過程についてはあまり研究がなされていないのが現状である.それゆえ,本研究は,ボアホール底における噴流の流動状態および繰り粉の挙動ならびに同心二重円管内の繰り粉の挙動を明らかにし,ジェットカッティングにおける繰り粉排出に資することを目的としたものである.2.研究計画:(1)ジェットカッティング時のボアホール底部における流体の挙動は,管内衝突噴流に相当するゆえ,基礎研究として同心状にノズルを設置した場合の管内噴流の流動状態を実験的に明らかにする.(2)ボアホール上昇中の繰り粉の流動状態を垂直同心二重円管内固液二相流の流動状態ととらえ,この流れにおける粒子の挙動を検討する.3.研究成果:(1)軸対称管内噴流の総圧分布を測定した結果,二次元が制限された場合の無次元総圧すなわち(Pt-Pt min)/(Pt max-Pt min)は無次元距離y/ybの関数であり,かつ,無次元総圧分布は相似であることがわかった.さらに(Pt max-Pt min)ならびに半径幅ybの値は,ノズル出口における運動量によって定まりノズル径の影響を受けないことが分かった.

(2)管内衝突噴流の軸上圧力分布を測定した結果,溶解空気が遊離する場合としない場合とでは,異なった圧力分布になることが分かった.また,衝突高さがノズル径の8および16倍の場合には,ノズル径の4倍程度までは無次元圧力分布は相似であることが分かった.(3)固液混合体の同心二重円管内流れの粒子速度を運動方程式より検討したところ,粒子速度は,抗力係数,混合体の速度,管径比,比重などの影響を受けることが分かった.1.研究目的:ウォータジェットにより岩盤等の掘削が試みられている。この掘削速度は主にジェットの流速によって定まるが、大深度大口径の場合にはボアホールからの繰り粉の排出能力が掘削速度に影響を与える。それゆえ、本研究は、ジェットカッティッグ時の流体の流動は管内衝突噴流と等価であると捉え、この噴流における固体粒子の流動はならびに二重円管内固液混相流について調べ、大深度大口径ジェットカッティングにおける繰り粉の排出に資することを目的としたものである。2.研究計画:(1)ジェットカッティング時のボァホール底部における繰り粉の挙動は、管内衝突噴流における回体粒子の挙動に相当するゆえ、基礎研究として上記固体粒子の挙動を実験的に調べる。(2)ボァホール上昇中の繰り粉の挙動は垂直二重円管内固液混相流における固体粒子の挙動と等価であると捉え、この固体粒子の挙動を検討する。(3)ボァホール内における繰り粉の量ならびに分布は繰り粉の排出速度、沈降速度等に影響するゆえ、この固体粒子の量ならびに分布推定の基礎研究として画像処理による管内濃度分布推定法について検討する。3.研究成果:(1)管内衝突噴流における固体粒子の挙動を調べた結果、固体粒子は噴流の発達領域において噴流に取り込まれる機会が多く、また偏心状態にノズルが設置されている場合の方が固体粒子は二重円管部へ流入し易いことが分かった。(2)二重円管内助走域における固体粒子の速度を測定した結果、粒子速度は一次元モデルにより概ね説明しうることが分かった。なお、二重円管部への粒子流入速度は偏心二重円管の方が大きいことが分かった。(3)画像処理による管内濃度推定方を検討した結果、0から255までの階調値に分けた場合、砕石に対するしきい値として188が適切であることが分かった。また粒子の重なり度合について検討する必要があることが分かった。
非線形ボルツマン方程式の境界値問題の研究

離散速度ボルツマン方程式の半空間定常解の存在ボルツマン方程式の半空間定常問題は気体・流体の境界近傍における挙動の解析にとって最も基本的な問題である。特にDirichlet境界値問題は境界層理論、漸近解析、蒸発-凝固問題、輻射問題など多くの応用がある。しかし、これらの応用においては無限遠における平衡分布を指定する必要があり、このためこの半空間定常問題は過剰決定系となり、数学的解析が難しく長い間未解決のままであった。他方、近似方程式である離散速度ボルツマン方程式については、任意のDirichletデータに対し解の存在は知られていたが無限遠における振舞については何の結果も知られていなかった。本研究においてこの離散モデル方程式に対し無限遠での平衡分布を指定した上記過剰決定系の可解性条件を初めて明らかにした。具体的には、ある一般的な条件の下で、与えられた平衡分布のまわりの線形化問題に現れる作用素の正の固有値の個数が境界条件の個数と一致する時にのみ、与えられた平衡分布の近傍で解が存在することを示した。また、この結果を用いて境界層の厚さがKnudsen数の1次のオーダーであることを数学的に示した。非線形問題に対するこの種の結果としては初めてのもので、平成8年6月香港における第6回国際会議「双曲系問題」および平成8年12月ドイツにおける国際ワークショップ「多粒子系の非線形問題」の招待講演に選ばれた。
エピジェネティクスに基づくゲノム多様性形成の分子基盤の解明

ヒトDNAに書き込まれた全遺伝情報は,新聞記事に換算するとおおよそ30年分にも及ぶ。このゲノムDNAは「生命の設計図」とも表現されるが,そもそも親から子へ,親細胞から娘細胞へと伝達される情報は,すべてDNAに書き込まれているわけではない。例えば,卵子には一束のDNA以上のものが含まれている。つまり,クロマチンには「遺伝暗号」あるいは「遺伝子コード」と表現されるいわゆる遺伝情報に加え,膨大なDNA情報が適切に利用されるための第2の暗号が隠されていると考えることもできる。これは,DNAメチル化やヒストンの化学修飾に代表される「エピジェネティックコード」とも呼ばれ,近年になって大変な注目を集めている。本研究課題においては、維持メチル化酵素であるDnmt1に結合能を有する新規のヒストンユビキチン化酵素(XNDs)を欠失したマウスES細胞とノックアウトマウスを樹立し、XND95を特異的に欠失させたES細胞だけでなく,胎生初期に致死に至るノックアウトマウス個体においても大規模な脱メチル化が認められることを明らかにした。また、母親と父親由来の遺伝子が区別されるゲノムインプリンティングが完全に消失することを明らかにした。このように、個別的かつ包括的なDNAメチル化状態とヒストン修飾の解析を精力的に進め、DNAメチル化とヒストン修飾の機能的な役割分担を明らかにすることにより,エピジェネティクスの分子基盤の本質に迫る大変に貴重な知見が得られた。
大正期から昭和戦前期における国家統治機構の法構造およびその構築過程に関する研究

国立公文書館、国立国会図書館等を中心に主に大正期から昭和戦前期とくに昭和初期を主として国家統治機構関係の立法資料の調査、収集、整理、分類を行い、それと米国議会図書館で収集した資料との関連を重視しながら研究を進めた。今回の研究では、研究代表者のこれまでの市制研究を深化させ、市制の構造変化を国家統治機構の法構造およびその構築過程に位置づけた研究を行った。研究の具体的事例は、大阪市に求めた。研究成果報告書では、序章で本研究の概要を述べ、(1)第一章でまず江戸時代から市制特例施行(明治22年)前の大阪の都市制度を行政担当者との関連で概観し、ついで都市自治を奪った明治22年施行の市制特例に対して大阪市の名望家たちが抵抗し、廃止につとめた経過を市会と国会レベルで考察し、ブルジョアジーが政府、官僚に対して一定の発言力を持ちはじめてきた事の意味を分析した。(2)第二章では大正期の国家統治機構の末端構造を規定した明治44年市制の制定経過を大阪市の市制改革運動との関連で考察し、明治44年市制町村制を中軸として展開された地方改良運動の都市における態様について考察した。この考察をふまえて、日本近代国家が帝国主義国家として成立してきたことを明らかにし、明治44年市制町村制がその末端構造を担ったことを指摘した。(3)第三章では明治44年市制、大正10年、大正15年、昭和4年の市制改正について考察し、これらの市制改正が、市長権限の拡大、強化の制度的基盤となったことを究明した。それは池上・関大阪市政の制度的基盤であるとともに、帝国主義国家日本の国民=市民統合の制度的基盤となったことも明らかにした。この研究は『近代市制と都市名望家-大阪市を事例とする考察-』と題して阪大出版会から公刊されるが、今後はこの研究をふまえ昭和戦前期に重点を置いた戦前日本国家の政策・法の体制的・構造的研究を行いたい。1.国立公文書館所蔵の公文類聚、公文雑纂、公文別録、枢密院文書中から大正期、昭和期の統治機構関係の資料を調査し、公文類聚から「大正10年市制町村制改正法律案」、「大正11年六大都市行政監督ニ関スル法律案」、公文雑纂から「国家総動員機関ニ関スル件」、公文別録から「戦後財政整理ニ関スル件」、枢密院文書から「大正14年衆議院議員選挙法改正ニ関スル委員会録」等を収集することができた。2.国立公文書館所蔵の自治省文書を調査し、第79回、第81回帝国議会における大臣答弁資料、部落会、町内会関係資料を収集した。3.国立国会図書館所蔵の小橋一太(元内務次官)文書、平沼騏一郎(元内務大臣、総理大臣)文書を調査し、大正期の衆議院議員選挙法改正に関する資料を収集した。以上の作業により本年度の資料調査、収集予定の八割を達成できたと考えている。これらの収集資料により以下の新たな研究成果をあげることができた。(1)明治・大正・昭和戦前期を通じ国家統治機構の中軸をなす市制、町村制における名望家支配の構造が、従来考えられていた以上に大きな差異を有するものであることが判明した。すなわち町村長は名望家であることが立法意図においても求められていたが、市長は立法意図においても名望家であることが求められていなかったということである。(2)従来の町村制度研究方法である自然村と行政村の対比という二元的方法論が再検討を要すると考えられるに至った。

(3)(1)(2)でえられた知見が、本研究を進めていく上でどのような意義を持つかが、平成5年以降の新たな追究すべき重要な研究課題となった。(4)明治40年の内閣官制の改定と軍令の制定が大正・昭和戦前期における国家統治機構の法構造およびその構築過程において重要な意義を有する国家権力の法構造の二元化を確定するものであることが判明した。(1)国立公文書館所蔵の公文類聚から大正15年の「市制中改正法律案」等を、枢密院文書から昭和8年の「衆議院議員選挙法中改正法律案審査報告」等を、自治省公文書からは昭和2年「行政制度審議会関係書類」等を収集、整理することができた。(2)新たに国立公文書館において発見した内閣官房総務課所蔵の文書中、昭和13年、14年を中心に国民精神総動員、太政翼賛会関係の資料を調査し、現在収集作業を続けている。(3)国立国会図書館所蔵の小橋一太文書から大正期の市制・町村制改正関係資料、平沼騏一郎文書から「統師権」に関する資料を収集した。(4)以上の資料調査は当初、計画8割を達成できたと考えているが、これら資料による研究の過程で、明治40年代の国家統治機構が、大正・昭和戦前期の国家統治機構の法的構造を考察するうえで極めて重大な意義を有しているが判明した。(5)大正・昭和戦前期における国家統治機構の法構造とその構築過程で重要な意義を有する国家権力の法構造の二元化について論じた章を含む著書『日本近代国家と地方統治』(敬文堂)を平成6年(はじめ)に公刊する。また「自然村」と「行政村」という従来の日本近代地方制度史研究の方法に対する再検討も行い、「日本近代地方制度史の研究方法に関する-試論-自然村と行政村という分析方法をめぐって-」と題して、「阪大法学」第43巻2・3号に掲載した。なお、都市制度についての研究も『近代市制と都市名望家』(大阪大学出版会)と題して、平成6年度中に公刊すべく準備をすすめている。国立公文書館、国立国会図書館等を中心に主に大正期から昭和戦前期とくに昭和初期を主として国家統治機構関係の立法資料の調査、収集、整理、分類を行い、それと米国議会図書館で収集した資料との関連を重視しながら研究を進めた。今回の研究では、研究代表者のこれまでの市制研究を深化させ、市制の構造変化を国家統治機構の法構造およびその構築過程に位置づけた研究を行った。研究の具体的事例は、大阪市に求めた。研究成果報告書では、序章で本研究の概要を述べ、(1)第一章でまず江戸時代から市制特例施行(明治22年)前の大阪の都市制度を行政担当者との関連で概観し、ついで都市自治を奪った明治22年施行の市制特例に対して大阪市の名望家たちが抵抗し、廃止につとめた経過を市会と国会レベルで考察し、ブルジョアジーが政府、官僚に対して一定の発言力を持ちはじめてきた事の意味を分析した。(2)第二章では大正期の国家統治機構の末端構造を規定した明治44年市制の制定経過を大阪市の市制改革運動との関連で考察し、明治44年市制町村制を中軸として展開された地方改良運動の都市における態様について考察した。この考察をふまえて、日本近代国家が帝国主義国家として成立してきたことを明らかにし、明治44年市制町村制がその末端構造を担ったことを指摘した。(3)第三章では明治44年市制、大正10年、大正15年、昭和4年の市制改正について考察し、これらの市制改正が、市長権限の拡大、強化の制度的基盤となったことを究明した。それは池上・関大阪市政の制度的基盤であるとともに、帝国主義国家日本の国民=市民統合の制度的基盤となったことも明らかにした。
クイットーティラ流れを利用する液液抽出装置の開発

本研究では、使用済み核燃料再処理工程で用いられている従来の溶媒抽出装置に比較して、構造の単純化による信頼性と柔軟性向上を目的とするクイットーティラ流れを利用した液液抽出装置(外筒固定、内筒回転の同心二重円筒型向流接触液液抽出装置、以下抽出装置)を設計試作し、本抽出装置を用いてプロセス工学的研究を行なうことを目的としている。本年度は3年計画の最終年度になるので、これまでに実施した本抽出装置の基本的な流動特性の測定と相関式の作成及び抽出計算コ-ドの開発と評価を踏まえて、以下の研究を行なった。(1)実験デ-タの整理と相関式の検討実験デ-タの再整理を行なうと同時に、文献調査を行なって相関式の再評価とパラメ-タの最適化を行なった結果、より高範囲での抽出操作が可能な相関式が得られた。(2)抽出計算コ-ドの改良開発した計算コ-ドの改良と精密化を行なった結果、実際の再処理工程で使用されているピュ-レックス法への適用が可能な抽出計算コ-ドが開発できた。(3)総合評価(1)と(2)を組み合わせて抽出特性試験の解析及びプロセス工学的解析を行なった結果、本抽出装置の再処理工程への適用に対する有効性が確認された。核燃料再処理工場における溶媒抽出装置としては、現在のところパルスカラムが主として使用されているが、パルスカラムは分散板の濡れ性に起因して運転条件が制約されることが判明している。本研究は、内部に分散板を持たず、内筒が定速回転し、外筒は静止する同心二重円環型抽出装置を開発し、その有効性を明らかにすることを目的としている。平成元年度の研究では以下に示す成果を得た。1.内筒を定速モ-タ-により回転(10-100rpm)し、外筒は静止する同心二重円環型向流接触液液抽出装置(有効抽出部高さ500mm;外筒内径150mm;内筒外径800mm)を設計・制作した。2,流体力学的不安定性理論に基づくクイットーテイラ流れの成立条件の検討を行い臨界テイラ数を評価した。また、実際に臨界テイラ数以上の条件下でクイットーテイラ流れが生起することを確認した。3.有機抽出溶媒(30%燐酸トリブチル+70%n-ドデカン)または水溶液(3N硝酸)の一方を連続相として塔内に満たし、内筒を回転することにより、他方の分散性について検討した結果、いずれの組み合わせの場合も液液接触に適した分散状態に至ることを確認した。但し、分散液滴径は水相連続の方が小さい。4.水相連続および有機相連続の場合について分散相割合の内筒回転依存性を測定し、M.W.Davis等の整理式と比較した結果、1GWe級FBR燃料の年間再処理規模に対する装置でもこの整理式の適用性を確認した。5.本装置内物質移動現象についての基礎デ-タとして、軸方向分散係数の内筒回転数依存性をメチレンブル-のインパルス応答を解析することによって評価した。また、他の同形式の装置に対して最近得られたデ-タを併せて解析し、本形式の装置に対するスケ-ルアップの効果を整理する式を提出した。以上の結果の一部についてAIChE Journalに論文を投稿し掲載された。設計試作した同心二重円筒型向流接触液液抽出出装置の流動特性の解析を行うとともに、実験値に基づいた抽出計算コ-ドの作成を目的として研究を進め、次のような成果を得た。1.臨界テイラ数以上の条件下で安定にクイット・テイラ流れが生起することが確認できた。2.二液相(30%燐酸トリブチル+70%ドデカンー3N硝酸系)の塔内流動状態の観察から,塔内の液液向流接触分散状態は安定であることが確認できた.3.クイット・テイラ流れによる塔内の両相混合効果は十分であることが確認できた。4.分散相ホ-ルドアップおよび軸方向拡散係数を回転数と流量との関係で測定し,実験デ-タから相関式をもとめた。5.クイット・テイラ流れによる混合効果を考慮した移送ー拡散モデルから,抽出計算コ-ドを開発作成した。6.ウランおよびプルトニウムを含む30%

燐酸トリブチル+70%ドデカンー硝酸系に対する分配係数を、国内外の文献調査から得てデ-タベ-ス化した。デ-タベ-ス化した分配係数からもとめた相関式を,開発した抽出計算コ-ドに組み込んだ。7.国内外で公表されているウラン等の抽出試験のデ-タをもとに,開発した抽出計算コ-ドの評価を行った。8.クイット・テイラ流れを利用した液液抽出装置のプロセス工学的な有効性が確認された。また,開発した抽出計算コ-ドの有効性についても併せて確認できたが,計算コ-ドについては相関式を含めてさらに実デ-タに基礎をおいた最新の国内外の文献値を組み込む必要がある。本年度は3年計画の最終年度にあたるので,平成元年度に試作した同心二重円環型抽出装置を用いた基本的な流動特性試験を終了させ,相関式の作成,引き続き抽出計算コ-ドの開発とその評価に研究の重点を移した。その結果,次のような研究成果を得た。1.実験デ-タ-の整理・検討および相関式の作成これまで行ってきた一連の実験デ-タ-の整理と検討を行うとともに,特に,分配係数や物質移動係数についての文献調査を実施し,相関式の再評価とパラメ-タ-の最適化を実施した。その結果コより高範囲での抽出操作が可能な相関式が得られた。2.抽出計算コ-ドの作成と評価上記(1)の作業終了後,適切な相関式を計算コ-ドに組み込み,実際の再処理工程で使用されているピュ-レックス法への適用が可能な適出計算コ-ドとして開発できた。この計算コ-ドを用いて,過去に実施された類似の抽出装置に対する適出特性試験の結果を解析し,計算結果の妥当性を確認した。さらに,この計算コ-ドを用いた解析により,回転円環型抽出装置の小規模な再処理プロセスに対する有効性を示すことができた。3.研究成果のまとめと報告書作成これまでの研究成果を,主に,流動特性試験,試験結果の解析,回転円環型抽出装置のモデル化と計算コ-ドの作成,さらに,再処理プロセスへの適応性についてまとめた。これを報告書として印刷・製本した。