hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多面的・複合的な考え方ができる人材育成のための技術者倫理入門の取り組みと評価法

1.研究の背景・目的技術者は多面的・複合的な考え方ができることが必要である.そこで本校でも専門を学び始める時期に,技術者倫理に関する教育を行っており,化学系の学生に対して,化学物質が人間社会に与える恩恵・有益性と環境への影響について認識させる.学生が日頃より社会への関心をもち,技術者の社会的責任について理解させる.また,専門をより深く学ぶためには,受け身ではなく主体的な学習が必要であり,グループ学習によって課題把握や問題発見能力,コミュニケーションカなど社会人としてのスキルを身につけさせることを目的としている.2.研究実施内容外部講師による特別講義「歴史に学ぶ科学・技術と倫理」を実施し,科学とリスクについて学んだ.化学物質の利用・開発に関する様々な社会問題を調査させ,このとき指導者は調査内容・方向性の確認を行い,考えを深めるためのヒントを与える.学生は知識を再構築し,さらに調査を進めた.最後に「今後同じような問題を起こさないために自分達ができること」について,グループの意見をまとめ,発表させた.発表後は,グループ毎の振り返り及び個人の振り返りを行い,この授業を通して何を学んだか自由記述式のレポートを提出させた.3.研究成果グループ発表の記述より,批判的な思考力や倫理観,技術者としての視点で環境や人への配慮が必要であると述べている.また個人の振返りでは,リスクの考え方やグループワークのメリットについて言及している.授業アンケート結果では,受講前と比べ技術者倫理の重要性や社会的責任について,ほとんどの学生が分かるまたは説明できると回答した.教育効果としては,多面的な考え方,思考力,チームで働く力などの社会人基礎力を身につけ,学生自身が主体的な学びができたと考えている.この結果を,実験・実習技術研究会にて報告した.1.研究の背景・目的技術者は多面的・複合的な考え方ができることが必要である.そこで本校でも専門を学び始める時期に,技術者倫理に関する教育を行っており,化学系の学生に対して,化学物質が人間社会に与える恩恵・有益性と環境への影響について認識させる.学生が日頃より社会への関心をもち,技術者の社会的責任について理解させる.また,専門をより深く学ぶためには,受け身ではなく主体的な学習が必要であり,グループ学習によって課題把握や問題発見能力,コミュニケーションカなど社会人としてのスキルを身につけさせることを目的としている.2.研究実施内容外部講師による特別講義「歴史に学ぶ科学・技術と倫理」を実施し,科学とリスクについて学んだ.化学物質の利用・開発に関する様々な社会問題を調査させ,このとき指導者は調査内容・方向性の確認を行い,考えを深めるためのヒントを与える.学生は知識を再構築し,さらに調査を進めた.最後に「今後同じような問題を起こさないために自分達ができること」について,グループの意見をまとめ,発表させた.発表後は,グループ毎の振り返り及び個人の振り返りを行い,この授業を通して何を学んだか自由記述式のレポートを提出させた.3.研究成果グループ発表の記述より,批判的な思考力や倫理観,技術者としての視点で環境や人への配慮が必要であると述べている.また個人の振返りでは,リスクの考え方やグループワークのメリットについて言及している.授業アンケート結果では,受講前と比べ技術者倫理の重要性や社会的責任について,ほとんどの学生が分かるまたは説明できると回答した.教育効果としては,多面的な考え方,思考力,チームで働く力などの社会人基礎力を身につけ,学生自身が主体的な学びができたと考えている.この結果を,実験・実習技術研究会にて報告した.
日本海拡大速度を古地磁気学的手法により求める-西南日本弧・東北日本弧の回転速度の推定-

東北日本弧においては、白亜紀第三紀の溶結凝灰岩を古地磁気研究対象岩石した。北海道渡島半島に分布するマス川層、北部北上地塊の宮古周辺に分布する原地山層と閉伊崎火山岩類(60Ma)の溶結凝灰岩を計11箇所で採取した。西南日本弧では飛騨地域に分布する白亜紀-古第三紀(60Ma)の溶結凝灰岩を古地磁気研究対象とした。笠ヶ岳流紋岩類、大雨見山層群、濃飛流紋岩類そして、奥美濃酸性岩類中の溶結凝灰岩を15箇所で採取した。全てのの岩石に対して、熱消磁実験を加えた。300度以上の温度で安定な高温成分を見いだすことができた。ほとんどの残留磁化はマグネタイトがになっていることがわかった。60Maの年代を示す北部北上地塊の閉伊崎火山岩類の古地磁気方位は北部北上の花崗岩の古地磁気方向と一致すること(偏角280°、伏角20°)をみいだした。伏角は14度と小さく、低緯度で生成されたことを示唆した。60Maの古地磁気データは、日本海拡大に伴う東北日本弧の反時計周り運動に先立つ、テクトニクスを示している。飛騨地域の白亜紀-古第三紀の溶結凝灰岩は東振り約60度の偏角値で特徴づけることができた。この偏角値は西南日本の白亜紀-古第三紀の古地磁気方位と一致していた。この地域の60Maお岩石は、日本海拡大に伴い15Maに回転した西日本弧の運動を記録していることがわかった。日本弧に分布する約60Maの岩石のなかでも、東北地方に分布する岩石のなかには、日本海拡大に先立つテクトニクスを記録している可能性があることがわかった。
がん治療を目的とした新規ビタミンD_3誘導体の開発研究

がん治療への活性型ビタミンDの応用を目的として、1)分化誘導能能及びアポトーシス誘導能が高く、カルシウム作用の低い誘導体を得ること、2)誘導体による細胞分化、アポトーシス誘導の作用機序を解明すること、3)多種の誘導体のスクリーニングから、構造と活性の相関性を見いだし、今後の誘導体設計に役立てること、4)動物個体レベルでの抗がん作用を確認し、臨床応用への可能性を見いだすことを目指して研究を行った。今年度は16-ene,23-yne誘導体、2-methyl誘導体及び19-nor誘導体の活性についてVDR/RXRヘテロダイマー形成能、ヒト前骨髄性白血病細胞(HL-60細胞)に対する分化誘導能、アポトーシス誘導能を検討した。その結果、活性型ビタミンD誘導体によるHL-60細胞の増殖抑制、分化誘導活性にはp21蛋白のmRNA発現量の上昇が関与することを明らかにし、アポトーシスを誘導する誘導体の多くは細胞の核内に存在するビタミンDレセプター(VDR)との結合能が低いものが多いことを確認した。この作用が核内のVDR(nVDR)を介して発現されるのか、あるいは細胞膜上に存在すると考えられている膜レセプター(mVDR)を介するのかに興味が持たれ、これを確認するためにnVDRを持たない細胞あるいはVDR遺伝子欠損マウスに対するがんの誘導によってDの効果を検討できる生物評価系の確立を試みた。VDRKOマウスの組織からの初代培養系、器官培養系の確立、化学発がん、がん転移系の確立に関する基礎検討を行なったが、今年度は確固たる生物評価系の確立を行うことができず、今後の継続課題とした。
放射線及びアルデヒド化合物が誘発する致死DNA損傷の解析

放射線や変異原物質は、致死的な損傷としてDNA二本鎖切断(DSB)を生成する。しかし、DSBと同時に生成するDNA-タンパク質クロスリンク(DPC)及びDNA鎖間架橋(ICL)の細胞致死に対する寄与は明らかではない。本研究では、X線照射及び変異原物質(アルデヒド)処理した細胞の致死に対するDPC・ICLの寄与を検討した。アルデヒドによる細胞致死には、DNA損傷に依存する機構と依存しない機構があり、前者ではICLの関わりが示された。X線照射による細胞致死の場合,常酸素細胞ではDSBが重要であるが、低酸素性細胞ではDPCが残留し、DSBに加えDPCが細胞死に関わっている可能性が示唆された。放射線や変異原物質は、致死的な損傷として二本鎖切断(DSB)を生成する。しかし、DSBと同時に生成する致死損傷であるDNA-タンパク質クロスリンク(DPC)やDNA鎖間架橋(ICL)の細胞致死に対する寄与については不明な部分が多い。本研究では、変異原物質としてアルデヒド化合物に注目し、修復欠損細胞の感受性および細胞における致死損傷の誘発に基づき、細胞致死に対するDSB、DPC、ICLの寄与を検討した。MRC5-SV細胞を単純アルデヒド(formaldehyde, FA)、アルキルアルデヒド(acetaldehyde, AA)、短鎖α,β不飽和アルデヒド(trans-2-pentenal, PET)、長鎖α,β不飽和アルデヒド(4-hydroxynonenal, HNE)で処理し、DSBおよびDPC誘発を調べた。DSB誘発はすべてのアルデヒドで認められたが、処理後24-48時間に起こるアポトーシスに由来していた。DPCについては、誘発するアルデヒドと誘発しないものがあった。ICL誘発については、相同組換え修復(HRR)欠損およびXPF欠損CHO細胞の感受性を指標とした。両細胞は、FA及びAAに高感受性を示したが、PET及びHNEには弱い感受性しか示さなかった。ファンコニー貧血修復経路欠損細胞もFA及びAAに高感受性を示したが、PET及びHNEには弱い感受性しか示さなかった。以上の結果から、アルデヒドによる細胞致死には、DNA損傷に依存する機構と依存しない機構があることが明らかになった。さらに、DNA損傷に依存する細胞致死には、ICLが関わっていることが示された。放射線が誘発する致死損傷の細胞内動態解析常酸素・低酸素腫瘍ともに,X線の照射線量(0-60 Gy)に比例してDPC量は増加した。DPC生成の線量依存直線の勾配からDPC生成効率を比較したところ,低酸素腫瘍におけるDPC生成効率は常酸素腫瘍に比べ3.8倍高かった。この傾向は,これまでに得られている酸素の影響と一致した。X線照射(40 Gy)した腫瘍におけるDPCの除去(修復)動態を,DyLight 550標識により調べた。照射した腫瘍では,常酸素・低酸素ともにDPCは時間とともに二相的に減少した。DPCの時間依存的な減少は,二重指数関数モデルでよく近似され,そのパラメータ解析から,速やかに除去されるDPC(半減期1.3h)の割合が約40%,ゆっくり除去されるDPC(半減期170h)の割合が約60%と推定された。蛍光測定により得られたDPC量は相対値であることから,蛍光データをDyLight 550標識した標準タンパク質の蛍光で校正し,DPCの絶対量に変換した。その結果,常酸素および低酸素腫瘍におけるDPC生成量は,それぞれ0.7-1.7 DPC/10の7乗bp/Gyおよび2.7-6.4 DPC/10の7乗bp/Gyと見積もられた。常酸素腫瘍におけるDPC生成量は,これまでに報告されている培養細胞における放射線誘発塩基損傷およびDNA一本鎖切断の量と同程度であった。本研究は、放射線照射(低酸素条件)及び変異原物質(アルデヒド)が誘発する致死損傷(DSB、DPC、ICL)の細胞致死に対する寄与を見積もることを目的とする。平成26年度の研究により、アルデヒドによる細胞致死には、DNA損傷に依存する機構と依存しない機構があり、さらに、DNA損傷に依存する細胞致死には、ICLが関わっていることが示された。また、平成27年度の研究により、放射線による細胞致死にはDNA損傷に依存しており、さらに、常酸素条件および低酸素条件下では生じるDNA損傷が異なり、常酸素条件ではDSBが致死にとって主要なDNA損傷となるが、低酸素条件下ではDSBに加えDPCも主要なDNA損傷であることが示された。これらのことからおおむね順調であると判断できる。放射線やアルデヒド損傷が誘発するゲノム損傷は、二本鎖切断(DSB)に加え、DNA-タンパク質クロスリンク損傷(DPC)が致死に影響を及ぼす主要な損傷であることを明らかにした。しかしながら、どのような種類のタンパク質がDNAにクロスリンクしているのか明らかにされていなかった。そこで本年度は、western blottingによりそれらを特定した。また、コントロールとして濃度が既知のスタンダードタンパクと同時に解析することによりDNA中に含まれるタンパクの結合量を定量した。

X線照射による細胞致死の場合,常酸素細胞ではDSBが重要であるが、低酸素性細胞ではDPCが残留し、DSBに加えDPCが細胞死に関わっている可能性が示唆された。本研究は、放射線照射(低酸素条件)及び変異原物質(アルデヒド)が誘発する致死損傷(DSB、DPC、ICL)の細胞致死に対する寄与を見積もることを目的とする。平成26年度の研究により、アルデヒドによる細胞致死には、DNA損傷に依存する機構と依存しない機構があり、さらに、DNA損傷に依存する細胞致死には、ICLが関わっていることが示された。したがって、当初の研究目的の一つを達成することができた。H27年度の研究により放射線照射でDPCが生じることは明らかになったが、どのようなタンパクが結合しているのか明らかにしていない。そこで、ウェスタンブロッテイング解析により、結合したタンパク質の特定を行う。分子生物変異原物質(アルデヒド)が誘発する致死損傷(DSB、DPC、ICL)の細胞致死に対する寄与を見積もることができたことから、成果を論文・学会で発表するとともに、次の研究目的である放射線(低酸素条件)が誘発する致死損傷の細胞内動態解析に着手する。
都市計画の基礎としての都市生態系の総合的研究

都市と人間の相互作用の歴史は,自然生態系の人為生態系化に,現在的には近郊農村を含めた都市生態系の動態となって現われる.我国最初の組織的研究が沼田真によって開始されて以来,都市生態系研究は,国連のMAB(人間と生物圏)計画の基本的な考え方のもとに,生物生体的な立場から人間主体的な把握へ,個別的理解から総合的理解へと発展してきた.本研究ではさらに,社会的文化的存在としての人間にとってだけではなく,生物の一種としてのヒトにとっても快適でナチュラルなハビタット作りを企図する都市計画に寄与するよう,共通のフィールド・ワークの対象地を千葉市・市原市地域に設定して,協力者を含めて22名の参加者の研究の収斂と総合を計った.この結果,都市の多側面の理解のための遷移度指数の考察,都市への流出入物資の固次元評価のための変換法の開発,エネルギー有効利用のための潜熱変換モデル,既存資料の都市計画への活用法など,都市生態系理解と都市計画策定のための多くの有用な方法が開発された.同時に,都市化による近郊農村の変容過程,子供の遊びの質・量的変化,住民のアメニティ,気候と快適性との関連,ペット動物の都市と居住民との関係などの多くの調査によって,都市生態系のサブシステムを明らかにし,環境諸要素の価値の評価視点を含めた都市モデルと,都市計画の実施アニュアルを作った.これらの諸成果の発表会とは別に,主題に沿ったシンポジュウムを開き,国際的な研究史と動向にもとずいた,都市計画策定のための提案などを討議し,以上の全ての成果を,和英の報告書にまとめて国内外に配布した.今後はこれらの成果を実施にうつし,より適切な都市づくりのための諸問題を明らかにし,それへの対応法の詳細を得るための組織的研究・実験が必要となるように思われる.都市と人間の相互作用の歴史は,自然生態系の人為生態系化に,現在的には近郊農村を含めた都市生態系の動態となって現われる.我国最初の組織的研究が沼田真によって開始されて以来,都市生態系研究は,国連のMAB(人間と生物圏)計画の基本的な考え方のもとに,生物生体的な立場から人間主体的な把握へ,個別的理解から総合的理解へと発展してきた.本研究ではさらに,社会的文化的存在としての人間にとってだけではなく,生物の一種としてのヒトにとっても快適でナチュラルなハビタット作りを企図する都市計画に寄与するよう,共通のフィールド・ワークの対象地を千葉市・市原市地域に設定して,協力者を含めて22名の参加者の研究の収斂と総合を計った.この結果,都市の多側面の理解のための遷移度指数の考察,都市への流出入物資の固次元評価のための変換法の開発,エネルギー有効利用のための潜熱変換モデル,既存資料の都市計画への活用法など,都市生態系理解と都市計画策定のための多くの有用な方法が開発された.同時に,都市化による近郊農村の変容過程,子供の遊びの質・量的変化,住民のアメニティ,気候と快適性との関連,ペット動物の都市と居住民との関係などの多くの調査によって,都市生態系のサブシステムを明らかにし,環境諸要素の価値の評価視点を含めた都市モデルと,都市計画の実施アニュアルを作った.これらの諸成果の発表会とは別に,主題に沿ったシンポジュウムを開き,国際的な研究史と動向にもとずいた,都市計画策定のための提案などを討議し,以上の全ての成果を,和英の報告書にまとめて国内外に配布した.今後はこれらの成果を実施にうつし,より適切な都市づくりのための諸問題を明らかにし,それへの対応法の詳細を得るための組織的研究・実験が必要となるように思われる.
土着天敵カブリダニの実践的放飼による果樹加害性ハダニ類管理手法の確立

21世紀の環境保全型農業を支える基盤技術の1つである、天敵を利用した害虫防除体系を、世界的害虫であるハダニ類やアザミウマ類の有力夫敵であるカブリダニ類をターゲットにして検証した。近年の外来性生物の持つ生態的脅威を考慮し、調査・利用する天敵には在来性の種の範囲とした。農生態系としては永年性作物である果樹を対象として、リンゴ(豊島担当)、ナシ(天野・高藤担当)、カキ(高藤・望月担当)、ブドウ(望月担当)、カンキツ(岸本担当)において土着天敵類の発生調査と、周辺生態系からの積極的導入(ホオノキ生息性のカブリダニのリンゴ園への導入の試みなど)を試みた。従来、わが国のカブリダニ相の中で長らくハダニ捕食種として優占してきたケナガカブリダニの地位が、ミヤコカブリダニに置き換わる事態が関東から西南日本に進んでいる。本調査研究により、後種の西進は九州全土まで達している事が確認された。ただ、九州の主たる果樹であるカンキツ上ではミヤコカブリダニの天敵能力はまだ十分に発揮されてない事も示された。新種の発見も含めて、カブリダニ相の新事実と天敵としての有効性に関してはそれぞれの発表論文に示されており、また、国内・国外の関連学会及び研究会等で適宜速やかに成果は発表された。今後はこれらの基盤技術・得られた新知識を現場で応用できるようにスムーズな技術移転を考える事を進めたい。単に天敵資材として市販等に頼るだけでなく、土着天敵の利用は一般に環境保全・環境整備の問題でもある。わが国の安全・安心な食料自給へ向けて官学一体となったシステム作を進める基盤技術・知識が本調査により与えられた。わが国の主要果樹3種(ナシ/リンゴ/カンキツ)と周辺部におけるカブリダニ類(和名カブリダニ部を以下省略)の発生状況を検討するとともに室内実験を実施してその行動を観察した。1)奈良県五條市のナシ園(二十世紀)で,慣行防除区と総合防除区を設け,ハダニ類の発生消長と天敵の種類相及び大まかな発生消長を比較した。カブリダニの種類相を見ると,慣行区では7月下旬ではケナガとミチノクが約50%ずつ発生したが,10月中旬にはミヤコが96%を占めた。一方,総合区では7月下旬にはケナガ,フツウ,コクズケがそれぞれ30%ずつに発生したが,10月にはフツウの発生が87%になり,ミヤコも10%の構成率を示した。2)東北地方のリンゴ園周辺に自生する木本6種を選定し,11地点から葉を毎週採集して,葉上に生息するダニ類を計数した。自然植生では,カブリダニ類の中ではリンゴハダニおよびリンゴサビダニ捕食性を示すフツウが最も多く,次にリンゴサビダニ捕食性を示すイチレツが多く採集された。フツウとイチレツは春から徐々に増加する傾向を示した。3)西南暖地のカンキツにおけるカブリダニ類利用の基礎資料として,福岡,佐賀,長崎,熊本,鹿児島諸県のカンキツ園でその種構成を調べた。近年分布を拡大し,ハダニ類の有望な天敵であるミヤコは,福岡県,佐賀県,長崎県,熊本県で確認された。カブリダニの種構成は,主に園の管理体系に影響され,放任園ではニセラーゴ,慣行防除園ではミヤコが優占した。また,殺虫剤無散布園でのカブリダニの発生消長調査では,ニセラーゴは周年発生がみられ,生息場所としてカンキツへの依存度が高い一方,ミヤコは発生時期が67月に限られ,カンキツは一時的な生息場所にすぎないと考えられた。

4)室内実験により、7種カブリダニのナシ枝上での人工トラップ(Phyto trap)利用状況を観察した。トラップ内への定着率は種間で異なり、本トラップを利用した野外観察の結果を解析する際の基礎資料となろう。わが国の主要果樹4種(カキ/リンゴ/カンキツ/ブドウ)と周辺部におけるカブリダニ類(和名カブリダニ部を以下省略)の発生状況を検討するとともに室内実験を実施してその行動を観察した。1)奈良県の無農薬カキ圃場において、2種類のトラップを用いて土着カブリダニ相を調べた結果、種類相は単純で、樹上と樹下で大きな違いはなかった。樹下ではニセラーゴおよびケナガが優占した。一方、樹上ではニセラーゴが多く、ケナガの発生は認められなかった。これら以外にはタテスジの発生が秋に多く見られた。2)東北のリンゴ園周辺に自生する木本植物の天敵供給源としての有効性を評価した。ガマズミおよびクワの枝にカブリダニ回収用トラップを設置し、当該トラップと葉に生息するカブリダニを計数し種構成および発生量を明らかにした。既知8種と未知2種のカブリダニが採集され、未知種については新種記載した(Ehara et al、2006)。発生した3種はリンゴハダニまたはリンゴサビダニの捕食者として知られ、ガマズミ葉またはクワ葉はリンゴ寄生ダニ類の防除に利用できる天敵供給源として有効である。3)西南暖地のカンキツにおけるカブリダニ類利用の基礎資料として、九州各県のカンキツ園でカブリダニの種構成を調べた。近年新たな天敵として注目されているミヤコは九州各県で発生が確認されたが、大分県、鹿児島県では発生が少なかった。本種は慣行防除園で多く観察され、その発生はミカンハダニの発生とよく同調した。4)垣根仕立てブドウ樹冠下に栽培した青刈りダイズのカブリダニ供給源植物(バンカープラント)としての可能性を検証するため、ダイズでのカブリダニ類の発生消長とブドウへの移動実態を調査した。ダイズでは8月になるとカブリダニ類の密度が高まり、部分的ながらダイズ栽培区のブドウでは対照区よりも多数のカブリダニを確認できた。採集した土着種キイはチャノキイロアザミウマに対して高い捕食性を示した。主要果樹3種(カキ/カンキツ/ブドウ)圃場と周辺でのカブリダニ類(和名カブリダニ部を以下省略)の発生状況を調査し以下の所見を得た。1.カキ圃場の下草管理がカブリダニの発生種、個体数に与える影響を明らかにするため,奈良県のカキ圃場に除草区と下草放任区(草生区)の2つの区を設けた。カキ樹上にはファイトトラップを,樹下の地表にはインゲントラップを設置し,種と個体数を調べた。インゲントラップに捕獲された種はケナガとニセラーゴで,両種の捕獲数は草生区のほうが多かった。ファイトトラップで捕獲された種はニセラーゴとホッカイが大半で,両区の捕獲数には有意な差が認められなかった。両区ともにカキ樹上にはハダニがほとんど発生しなかったためにケナガは樹上では観察されず,下草から樹上への移動はないと思われた。2.九州各県のカンキツ園および自然植生のクズにおいてカブリダニ類の発生状況を調査した。慣行防除カンキツ園ではミヤコが優占していたが,クズでは,ナミハダニやカンザワハダニの有力天敵であるケナガのほうがミヤコよりも採集個体数が多かった。ミヤコの発生が観察されたカンキツ園の近傍ではクズでも本種が採集される場合が多く,周辺環境と本種の発生に何らかの関係がある可能性が示唆された。また,日本未記録属の新種ヨコアミPhytoscutus japonicuおよび日本未記録種のトランスバールTyphlodromus transvaalensisが新たに発見された。
関数体上の過収束保型形式

レベルt,t進傾斜一定のDrinfeld尖点形式のなす空間の次元が,重さに関してp進局所定値であることを示した.これは楕円保型形式の場合のGouvea-Mazur予想の,Drinfeld保型形式における類似とみなせる.もともとのGouvea-Mazur予想は楕円保型形式のp進解析的族の存在を示唆するもので,実際にその後p進解析的族が発見され,代数体の整数論における様々なブレイクスルーの原動力となった.一方,有限体上の既約多項式Pに対する,Drinfeld保型形式のP進解析的族はまだ発見されていない.本成果は(P進解析的族の存在は期待できないにしても)Drinfeld保型形式の理論の背後に何らかのP進的な統一性が潜んでいることを予感させるものである.また,この定理をt進からP進の場合に拡張し,それを応用して,Drinfeld尖点固有形式のP進連続的族を構成した.上で述べたように,Drinfeld保型形式においてはP進解析的族の構成には困難が多く,存在を期待もできないように思える.本成果で構成したP進連続的族はその代替物となりうるものであり,楕円保型形式のp進解析的族が保型形式の間のp進的合同を体系的に生み出すのと同様に,この族もDrinfeld固有形式のP進的合同を生む.それにより,素性がよく分かっていないDrinfeld保型形式でも,A展開を持つものなど,よく分かっているDrinfeld保型形式との合同を通して調べることが可能になった.当初の計画では,過収束Drinfeld保型形式を利用してDrinfeld固有形式の解析的族を構成する研究を,3年間かけて行うことになっていた.ところが,過収束Drinfeld保型形式の基礎的な性質を調べる研究が本年度の早期に完成し,その過程で,過収束Drinfeld保型形式によるよりも,調和コサイクルを用いる方がより強い結果が得られることが分かった.本年度の主要な業績として挙げた,Gouvea-Mazur予想の類似と連続的族の構成は,どちらも調和コサイクルを用いた手法による.調和コサイクルという新しい研究手法を導入したことで,過収束Drinfeld保型形式を用いて行うはずだった研究を短期間で遂行できた.族の構成に関する研究はおおむね完成したので,族を応用して,傾斜の周期性予想や,新形式の理論など,Drinfeld保型形式の深い性質を調べる研究を本年度は行う.そのフィードバックによって,族の理論をより精密化する.また,代数体上の保型形式のp進解析的族(固有値多様体)との関連について調べる.さらに,当初計画していたように,Hodge-Tate-田口写像のDrinfeld保型形式への応用を追究する.本年度は,Drinfeld加群の標準部分群の理論を深化させ,p進重さの過収束Drinfeld保型形式を定義するために必要な性質(特に,Hodge-Tate-田口写像との関係)を全て満たすことを証明した.vを標数pの有限体上の一変数有理関数体の素点とする.本研究のテーマは過収束Drinfeld保型形式のv進的変動である.このようなv進的変動については,数値実験をもとにその深い性質が予測されているものの,未だ理論的整備が進んでいない.過収束Drinfeld保型形式はv進Drinfeld保型形式の一部分だが,古典的な過収束Drinfeld保型形式は整数を重さとして持ち,それだけではv進的に変動しえない.前年度に私が示した定理によれば,「v進的合同があるDrinfeld保型形式の重さにはp進的な合同がある」ので,Drinfeld保型形式がv進的に変動すると,重さはp進的に変動する.そのため,過収束Drinfeld保型形式のv進的変動の研究には,重さがp進数のv進Drinfeld保型形式に対する過収束性の概念が必要になる.代数体上の保型形式の場合,そのような概念はAbel多様体の標準部分群とHodge-Tate写像との関係を用いて定義することができる.前年度の研究で,Abel多様体の関数体類似に当たるDrinfeld加群に対し,その標準部分群の存在と,Hodge-Tate写像の関数体類似と考えられる写像(Hodge-Tate-田口写像)を定義できることを示していた.本年度の研究では,Hodge-Tate-田口写像とDrinfeld加群の標準部分群との関係を調べ,標準部分群に対するHodge-Tate-田口写像が小さな余核を持つことを初めとして,p進重さの過収束性の概念を定義するのに必要な諸性質を証明した.また,上述の(前年度に証明した)定理を論文として公表し,学術誌に投稿した.翌年度初めに別の研究機関に異動したが,それに伴い,当初の計画で本年度に行うはずだった研究や海外出張を先送りにせざるを得なかった.一方で,先送りにした研究に利用するためにそれまで行っていた標準部分群に関する理論整備は予定通り完了した.これらを総合して,「やや遅れている」と判断した.レベルt,t進傾斜一定のDrinfeld尖点形式のなす空間の次元が,重さに関してp進局所定値であることを示した.これは楕円保型形式の場合のGouvea-Mazur予想の,Drinfeld保型形式における類似とみなせる.もともとのGouvea-Mazur予想は楕円保型形式のp進解析的族の存在を示唆するもので,実際にその後p進解析的族が発見され,代数体の整数論における様々なブレイクスルーの原動力となった.

一方,有限体上の既約多項式Pに対する,Drinfeld保型形式のP進解析的族はまだ発見されていない.本成果は(P進解析的族の存在は期待できないにしても)Drinfeld保型形式の理論の背後に何らかのP進的な統一性が潜んでいることを予感させるものである.また,この定理をt進からP進の場合に拡張し,それを応用して,Drinfeld尖点固有形式のP進連続的族を構成した.上で述べたように,Drinfeld保型形式においてはP進解析的族の構成には困難が多く,存在を期待もできないように思える.本成果で構成したP進連続的族はその代替物となりうるものであり,楕円保型形式のp進解析的族が保型形式の間のp進的合同を体系的に生み出すのと同様に,この族もDrinfeld固有形式のP進的合同を生む.それにより,素性がよく分かっていないDrinfeld保型形式でも,A展開を持つものなど,よく分かっているDrinfeld保型形式との合同を通して調べることが可能になった.当初の計画では,過収束Drinfeld保型形式を利用してDrinfeld固有形式の解析的族を構成する研究を,3年間かけて行うことになっていた.ところが,過収束Drinfeld保型形式の基礎的な性質を調べる研究が本年度の早期に完成し,その過程で,過収束Drinfeld保型形式によるよりも,調和コサイクルを用いる方がより強い結果が得られることが分かった.本年度の主要な業績として挙げた,Gouvea-Mazur予想の類似と連続的族の構成は,どちらも調和コサイクルを用いた手法による.調和コサイクルという新しい研究手法を導入したことで,過収束Drinfeld保型形式を用いて行うはずだった研究を短期間で遂行できた.標準部分群に関する成果を論文にまとめるために,まずは今年度の研究に引き続き,p進重さの過収束Drinfeld保型形式の定義に関する研究を行う.一方で,研究計画の遅れは主に異動に伴うもので,研究内容に障害が生じたわけではないので,本来初年度に終わらせる予定だった特性多項式の変動の研究を,夏頃に終わらせるのを目標に,継続して行う.族の構成に関する研究はおおむね完成したので,族を応用して,傾斜の周期性予想や,新形式の理論など,Drinfeld保型形式の深い性質を調べる研究を本年度は行う.そのフィードバックによって,族の理論をより精密化する.また,代数体上の保型形式のp進解析的族(固有値多様体)との関連について調べる.さらに,当初計画していたように,Hodge-Tate-田口写像のDrinfeld保型形式への応用を追究する.当初の研究計画では,年度末にあと1回,海外に出張し研究打ち合わせを行うことになっていたが,翌年度初めの異動に関わる諸作業のため,予定していた出張ができず,海外出張1回分の旅費として取っておいた額が次年度使用額として残った.その分の額は,先送りした出張を翌年度末に行うことによって使用する計画である.出張時に使う論文執筆用のパソコンの購入費として確保しておいたものである.繰り越し分を使って本年度中に購入する計画である.
電子黒板と連動させたeラーニングによる体系的な中学校憲法学習プログラムの開発

本研究では、中学校社会科における憲法学習プログラムを開発した。本プログラムは、憲法の基本原理、基本的人権、三権分立に関するコンテンツから構成されている。これらのコンテンツについてはeラーニング化を行い、教師が電子黒板で利用することを可能にしている。さらに、学習プログラムを全国の社会科教師に活用してもらうために、Web上の学習管理システムにコンテンツとして搭載した。26年度は憲法学習プログラムの開発に向けて、日本の中学校における憲法学習に関する先行研究を検討し、米国と日本の教科書、教材の収集、比較分析を行った。米国の教科書については、著作権上の問題からHoughton Mifflin Harcourt出版社のものしか収集できなかったが、Houghton Mifflin Harcourt出版の教科書は、アメリカ国内では、California、Florida、Georgia、Indiana、Louisiana、New York、North Carolina、Ohio、South Carolina、Tennessee、Texasなどの各州、主要都市を中心にアメリカの小・中・高校の30%以上が使用している教科書であるため、本教材を中心に日本の中学校公民的分野の教科書との比較分析を行った。また、憲法学習の現状に関して調査するため、亀岡市立育親中学校を訪問し、校長と社会科公民的分野の担当教員にインタビューを行った。亀岡市立育親中学校は、シェアの最も高い東京書籍の教科書を使用しており、授業研究にも精力的に取り組んでいることから、インタビュー先として選定した。さらに、全国社会科教育学会において最新の憲法学習の動向を調査し、現行の憲法学習に関する教育課程と教育方法における問題点を明らかにするよう努めた。プログラムのコンテンツ設計については、27年度から本格的に開始する予定であるが、既に憲法の基本原理に関するコンテンツ設計に着手している。コンテンツのeラーニング化と学習管理システムの構築についても専門業者との打ち合わせを開始している。27年度からのコンテンツのeラーニング化と学習管理システム構築のため、PC及び周辺機器といった自身のハード面の構築も行った。平成27年度は、憲法学習プログラムのコンテンツ設計を中心に行った。具体的には、平等権、自由権、平和主義を中心としたコンテンツを設計した。平和主義のコンテンツに関する研究については、教育文化学会第25回年次大会において発表し、研究論文として学会誌に投稿した(「協調学習を取り入れた平和学習カリキュラムの開発ーeラーニング教材開発に向けた憲法学習の内容編成に関する基礎研究ー」)。また、平等権、自由権のコンテンツに関する研究成果を生かし、小学校6年生と中学生を対象とした絵本(『絵本版おはなし日本の歴史23日本国憲法の誕生』)として岩崎書店より出版した。コンテンツのeラーニング化と学習管理システムの構築において、実際の助成金額が申請した金額よりも大幅に削減されたため、専門業者との交渉が難航している。eラーニング化するコンテンツを厳選し、学習管理システムの機能をできる限りシンプルにすることで、当初の計画を実現していく予定である。当初、平成27年度と28年度の2年間に分けて業者へ委託する予定であったが、研究代表者が所属機関を移動したこともあり、委託費の煩雑な支払を避けるため、平成28年度にまとめて専門業者に委託する。以上の理由から、コンテンツのeラーニング化と学習管理システムの構築は遅れているが、平成28年度に実現する目途は立っている。中学校社会科公民的分野における体系的な憲法学習プログラムの開発にあたり、平成26年度は憲法の基本原理に関するコンテンツを設計し、平成27年度は、憲法の基本的人権に関する部分を設計した。最終年度の平成28年度においては、公共の福祉の概念に関する部分、及び三権分立を中心とした統治機構に関する部分のコンテンツを設計した。そして、これらのコンテンツをeラーニング化し、電子黒板と連動させた個別学習・集団学習併用型の授業教材として利用できるようにした。これらのコンテンツについては、eラーニングのメリットを生かし、映像・写真・音声・資料・アニメーションを用いて設計されている。さらに、レポートの提出、資料のダウンロード、掲示板等の機能を持った学習管理システムを構築し、これらのコンテンツを学習管理システムに搭載した。学習管理システムには、研究代表者が配布するIDとパスワードでWeb上からログインすることができる。本研究では、憲法学習プログラムのパイロット的研究として、憲法学習をeラーニングコンテンツとして開発した。本コンテンツの開発により、憲法学の専門家ではない中学校教員の教科内容上の問題点を克服する一つの方向性を示すことができた。また、自己学習力が十分ではない中学生に有効な個別学習と集団学習とを併用した学習プログラムを具体的に提示することができた。今後、本プログラムを運用していく中で得られる意見を基にして本プログラムを改良すると同時に、本研究では着手できていない基本的人権と統治機構の各論部分にあたるコンテンツを開発していきたい。26年度は「研究の目的」のうち、日本の憲法学習の現状を分析し、その問題点と改善方法について検討することを計画していたが、日米の教材の比較分析と中学校におけるインタビュー調査を通して、日本の憲法学習の問題点と改善方法について検討することができた。また、自身のハード面の構築を行い、憲法学習プログラムのコンテンツ設計にも着手することができた。従って、「研究の目的」を達成するため、1年目の研究計画は概ね順調に進展しているということができる。最終年度にあたる平成28年度は、引き続きコンテンツの設計を行い、憲法学習プログラムを完成させる。

完成した憲法学習プログラムのコンテンツについては、専門業者にeラーニング化を依頼し、それらを搭載した学習管理システムを運用する予定である。研究成果については研究論文として学会誌等に投稿し、広く公表していくよう努める。コンテンツの視聴にはIDとパスワードが必要社会科学本研究課題を推進するため、27年度と28年度は憲法学習プログラムのコンテンツ設計に取り組み、それらをeラーニング化していく予定である。また、コンテンツを搭載するための学習管理システムの構築に向けて、専門業者との打ち合わせを重ねていく予定である。さらにそれらの研究成果を学会で発表し、論文として投稿する予定である。当初、コンテンツのeラーニング化と学習管理システムの構築については、平成27年度と28年度の2年間に分けて専門業者へ委託する予定であったが、研究代表者が所属機関を移動したこともあり、委託費の煩雑な支払を避けるため、平成28年度にまとめて専門業者に委託することとした。以上の理由から、次年度使用額が生じている。研究費が申請時より減額されたため、中学校への現地調査を近隣の中学校に変更した。また、学会が愛媛で開催されたため、高速バスを使用することにより交通費を節約した。以上の理由で旅費を当初の予定よりも抑えたため、次年度使用額が生じている。平成27年度と平成28年度の2年間に分けて委託する予定であったコンテンツのeラーニング化と学習管理システムの構築においては、平成28年度に一括して専門業者に委託することで、今年度の未使用額を次年度使用する計画である。研究費が申請時よりも減額されたため、26年度に買い控えた書籍を購入する費用に充てたいと考えている。
外部刺激によってキラリティーを誘起する金属触媒によるマルチブロック共重合体の合成

ホン研究の目的は、外部刺激によって構造を変化させる動的錯体を用いることで、単一のオレフィン単量体から、構造や立体規則性の異なるユニットからなるマルチブロック共重合体を合成することである。昨年度はシクロデキストリン骨格を有するモノホスフィンパラジウム錯体を用いたスチレンの重合において、一酸化炭素雰囲気下で反応を行うことでスチレンの不斉重合が進行することを見出した。得られたポリスチレンは光学活性であり、アタクチックブロックとキラルなラセモーメソ三連子が交互に連結したマルチブロック型構造を有していることが明らかとなった。さらに、C2対称ジイミン金属錯体を用いた3-メチルシクロペンテンのregiodivergent型重合について、本新学術領域内の共同研究により、重合機構の解明を進めた。今年度はジイミン金属錯体を用いた様々なオレフィンモノマーの重合について検討を行った。ジイミンパラジウム錯体を用いたtert-ブチルエチレンの重合では立体規則性の制御されたポリマーが得られることが分かった。得られたポリマーはらせん構造をとっていることが示唆された。C2対称ジイミンパラジウム錯体を用いた場合には、あまり重合は進行しなかった。ヘキセンとtert-ブチルエチレンを順次反応させることで、トリブロック共重合体の合成に成功した。3-シクロヘキシル-1-ブテンおよび4-シクロヘキシル-1-ペンテンの重合では、光学活性なモノマーを用いた場合にはアイソタクチックに制御されたポリマーが得られた。得られたポリマーの分子量分布は狭く、リビング重合であることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、外部刺激によって構造を変化させる動的錯体を用いることで、単一のオレフィン単量体から、構造や立体規則性の異なるユニットからなるマルチブロック共重合体を合成することである。本年度はシクロデキストリン骨格を有するモノホスフィンパラジウム錯体を用いたスチレンの重合について検討を行った。窒素下40 °Cではほとんどポリスチレンは得られなかったが、1気圧の一酸化炭素雰囲気下ではポリスチレンが得られた。通常パラジウム触媒による一酸化炭素雰囲気下でのスチレン重合では、一酸化炭素との交互共重合体が得られることがほとんどだが、本重合では一酸化炭素の導入は全く確認されなかった。生成ポリマーは、旋光度測定の結果、光学活性であることが分かった。また、NMRから、ポリマーの構造はほぼアタクチックであり、rm二連子の割合が多いことが分かった。一方、一酸化炭素圧をさらに上げ、より高温で反応させた場合にもスチレンの単独重合体が得られたが、旋光度は下がってしまい、ポリマーの構造はややシンジオタクチックとなった。錯体と一酸化炭素との反応をNMRにより追跡したところ、1気圧の一酸化炭素雰囲気下ではシクロデキストリンのメトキシ基が配位した錯体と、一酸化炭素分子がパラジウムに配位した錯体との平衡にあることが分かった。前者はエナンチオ選択的な連鎖を生成するのに対し、後者は選択性に乏しい連鎖を生成することで、マルチステレオブロックポリスチレンが生成し、それによって光学活性が発現したと考えられる。本年度はさらに、既に見出しているジイミンニッケル錯体による3-メチルシクロペンテンのregiodivergent型重合について、本新学術領域内の共同研究によりモノマーの挿入における選択性の計算化学による評価を行い、その重合機構の解明を進めた。これまでに見出しているジイミン金属錯体によるオレフィンの重合に加えて、新たにシクロデキストリン骨格をもつモノホスフィンパラジウム錯体が、一酸化炭素雰囲気下で動的挙動を示すことを見出し、さらに一酸化炭素圧や反応温度を変えることで生成高分子の構造を変化させることができることを見出した。この感応性挙動を利用することで、従来大変困難とされてきた、スチレンの重合による光学活性ポリスチレンの直接的合成に成功した。これらの結果は当初予期していなかったものであり、今後さらに展開をはかる。また、ジイミン金属錯体によるオレフィンのregiodivergent型重合についても、本新学術領域内の共同研究により、その重合機構がほぼ明らかになりつつある。前者の結果については論文として受理されており、後者の結果については論文を準備中である。

ヘキセンとtert-ブチルエチレンを順次反応させることで、トリブロック共重合体の合成に成功した。3-シクロヘキシル-1-ブテンおよび4-シクロヘキシル-1-ペンテンの重合では、光学活性なモノマーを用いた場合にはアイソタクチックに制御されたポリマーが得られた。得られたポリマーの分子量分布は狭く、リビング重合であることが示唆された。今後は、新たに見出したシクロデキストリンホスフィンパラジウム錯体による重合反応に関して、さらに展開をはかる。ブタジエンやメタクリル酸エステルなど、スチレン以外のモノマーの重合や、それらのモノマーとスチレンとの共重合を様々な一酸化炭素圧、反応温度条件下で検討し、立体の異なるブロックからなるマルチステレオブロック共重合体や、コモノマー比率の異なるブロックからなるマルチブロック共重合体の合成を目指す。ジイミンニッケル錯体、パラジウム錯体を用いたシクロオレフィンの重合についても引き続き検討を行う。分岐構造をもつキラルなアルケニルシクロヘキサンの重合について検討し、新たなregiodivergent型重合を目指す。また、重合中に外部刺激を加えることによるポリマー構造の変化などについても検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
振動と音の相互作用を利用した閉口ひび割れの定量的非破壊評価に関する研究

土木構造部材に発生するき裂は,無載荷状態では閉口している場合があり,目視検査でルート部を見落としたり,通常の超音波探傷試験等ではサイジングの精度が劣ることが問題となる.本研究では構造部材を振動させ,その状態で振動数とはオーダーの異なる周波数の超音波を送信する.このとき,き裂界面の接触・非接触によって超音波の波形がひずむことを利用して,き裂を検出・評価する技術の開発を目的とする.ここでは,大断面を有するコンクリート部材のき裂群と,鋼材に発生した局所的なき裂に対して,この超音波の波形ひずみを利用したアプローチを試行する.H30年度は,以下のような基礎検討を行った.(1)大断面を有する部材に対するアプローチH30年度は,数mのスパンを有するコンクリート部材を透過する超音波を送信するための低周波超音波プローブの設計と製作を行った.波形のひずみによって高調波成分が発生することを見越して,周波数の異なるプローブの対を製作した.また,振動の発生と共に超音波の計測を始めるシステムの構築に着手し,基本的な計測ができるようにファンクションジェネレータ,パルサーレシーバを組み合わせたシステムを構築した.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチひび割れ発生が卓越する場所に対して,アレイプローブを用いて超音波を送信し,その散乱波に含まれる波形のひずみを用いて超音波映像化を行うためのシミュレーション技術を開発した.超音波の到達によって生じるき裂面のたたき合いモデルを導入しており,これによって生じる非線形成分を基にき裂の映像化シミュレーションを行った.(1)大断面を有する部材に対するアプローチH30年度は,部材を振動させたときに透過超音波を計測するためのシステム構築を行った.最大10秒程度の超音波波形を記録できるように設計した.このとき,大電圧で連続波を送信すると,探触子の性能が低下したり,短絡の恐れもあるため,バースト波を定期的に送信するように設計している.当初の予定では,鉄筋コンクリート桁のモックアップを作成する予定であったが,その場合はき裂が多数発生するため,複数のき裂からの影響を受けることになる.そこで,H30年度は鋼材に疲労き裂を1つ作成し,載荷試験によってき裂を徐々に開口させたときの超音波の波形ひずみについて調べた.超音波の透過波は,載荷に伴い,大きくひずみ,位相シフトを引き起こすことが分かった.非常に有用な結果であり,次年度も引き続き検証予定である.しかし,波形のひずみを周波数解析したところ,高調波成分はほとんど含まないことが確認され,この理由についても継続して検証する予定である.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチアレイ探触子を用いた全波形サンプリング処理(FSAP)方式を,閉じたき裂の映像化に適用した.従来のFSAP方式で用いている方法,即ち,単素子励起では,閉じたき裂を開口できる振幅強度で超音波を送信するのは困難な場合が多い.そこで,H30年度は,素子の同時励振で発生した入射波を用いてき裂の開閉口を誘起することを想定し,非線形現象を利用した超音波イメージングのシミュレーションを行った.この結果,大振幅を送信することで,き裂面のたたき合いを誘発し,発生した高調波によって閉じたき裂の映像化が可能であることが分かった.シミュレーションでは,き裂面のたたき合いモデルを導入しているが,実際にこれが生じるには相当の大振幅波を入力する必要があり,実験的検証はH31年度に行う予定である.1)大断面を有する部材に対するアプローチH30年度に,部材を振動させたときに透過超音波を計測するためのシステム構築を行ったので,H31年度はこれを用いて波形ひずみを検証する.静的載荷の場合には,波形のひずみには高調波成分はほとんど含まないことが確認された.H31年度は小型加振機を用いて定常的にたわみ振動を誘発したときの波形を計測し,波形ひずみに含まれる高調波成分について検討を行う.また,コンクリート桁のモックアップを製作し,複数のき裂による波形ひずみの計測を行う.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチH30年度はシミュレーションによって,き裂のイメージングの検証を行った.H31年度はアレイ探触子を用いて計測実験を行い,閉じたき裂のイメージングを試行する.き裂からの高調波成分を効率的に計測するために,周波数の異なる素子を交互に配置した特殊な超音波アレイプローブを作製する.また,き裂からの散乱波に含まれる非線形成分について検討を行う際に重要になるのは,装置系の非線形性を取り除くことである.ここでは,現有の電子スキャン装置の基本性能の調査項目として,素子を同時励振した時の電圧の増加に伴う非線形成分の発生について定量的に調べる.土木構造部材に発生するき裂は,無載荷状態では閉口している場合があり,目視検査でルート部を見落としたり,通常の超音波探傷試験等ではサイジングの精度が劣ることが問題となる.本研究では構造部材を振動させ,その状態で振動数とはオーダーの異なる周波数の超音波を送信する.このとき,き裂界面の接触・非接触によって超音波の波形がひずむことを利用して,き裂を検出・評価する技術の開発を目的とする.ここでは,大断面を有するコンクリート部材のき裂群と,鋼材に発生した局所的なき裂に対して,この超音波の波形ひずみを利用したアプローチを試行する.H30年度は,以下のような基礎検討を行った.(1)大断面を有する部材に対するアプローチH

30年度は,数mのスパンを有するコンクリート部材を透過する超音波を送信するための低周波超音波プローブの設計と製作を行った.波形のひずみによって高調波成分が発生することを見越して,周波数の異なるプローブの対を製作した.また,振動の発生と共に超音波の計測を始めるシステムの構築に着手し,基本的な計測ができるようにファンクションジェネレータ,パルサーレシーバを組み合わせたシステムを構築した.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチひび割れ発生が卓越する場所に対して,アレイプローブを用いて超音波を送信し,その散乱波に含まれる波形のひずみを用いて超音波映像化を行うためのシミュレーション技術を開発した.超音波の到達によって生じるき裂面のたたき合いモデルを導入しており,これによって生じる非線形成分を基にき裂の映像化シミュレーションを行った.(1)大断面を有する部材に対するアプローチH30年度は,部材を振動させたときに透過超音波を計測するためのシステム構築を行った.最大10秒程度の超音波波形を記録できるように設計した.このとき,大電圧で連続波を送信すると,探触子の性能が低下したり,短絡の恐れもあるため,バースト波を定期的に送信するように設計している.当初の予定では,鉄筋コンクリート桁のモックアップを作成する予定であったが,その場合はき裂が多数発生するため,複数のき裂からの影響を受けることになる.そこで,H30年度は鋼材に疲労き裂を1つ作成し,載荷試験によってき裂を徐々に開口させたときの超音波の波形ひずみについて調べた.超音波の透過波は,載荷に伴い,大きくひずみ,位相シフトを引き起こすことが分かった.非常に有用な結果であり,次年度も引き続き検証予定である.しかし,波形のひずみを周波数解析したところ,高調波成分はほとんど含まないことが確認され,この理由についても継続して検証する予定である.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチアレイ探触子を用いた全波形サンプリング処理(FSAP)方式を,閉じたき裂の映像化に適用した.従来のFSAP方式で用いている方法,即ち,単素子励起では,閉じたき裂を開口できる振幅強度で超音波を送信するのは困難な場合が多い.そこで,H30年度は,素子の同時励振で発生した入射波を用いてき裂の開閉口を誘起することを想定し,非線形現象を利用した超音波イメージングのシミュレーションを行った.この結果,大振幅を送信することで,き裂面のたたき合いを誘発し,発生した高調波によって閉じたき裂の映像化が可能であることが分かった.シミュレーションでは,き裂面のたたき合いモデルを導入しているが,実際にこれが生じるには相当の大振幅波を入力する必要があり,実験的検証はH31年度に行う予定である.1)大断面を有する部材に対するアプローチH30年度に,部材を振動させたときに透過超音波を計測するためのシステム構築を行ったので,H31年度はこれを用いて波形ひずみを検証する.静的載荷の場合には,波形のひずみには高調波成分はほとんど含まないことが確認された.H31年度は小型加振機を用いて定常的にたわみ振動を誘発したときの波形を計測し,波形ひずみに含まれる高調波成分について検討を行う.また,コンクリート桁のモックアップを製作し,複数のき裂による波形ひずみの計測を行う.(2)局所的に発生したき裂に対するアプローチH