hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖幹細胞の特質の解析

精子形成は精原幹細胞の増殖・分化、精母細胞の減数分裂および精子細胞の著しい形態変化を経て最終的に精子を産生する一連の分化過程である。これら一連の分化過程は精原細胞の内、最も未分化な精原幹細胞の増殖・分化により開始される。精原細胞は、細胞核の形態により、A型、B型精原細胞に分類され、さらにA型精原細胞はその細胞の配列様式により、Asingle(As), Apaired(Apr), Aaligned(Aal)に細分化することができる。現在のところ、As型精原細胞が精原幹細胞であると考えられているが、その増殖・分化機構の解析は、培養系などの有効な解析系が存在せず、実験的な証明は困難であった。本研究では新たに開発された精細胞移植法を応用し、雄性不妊マウスの原因解明および精原幹細胞の増殖・分化機構を解析することである。精細胞移植法を応用した解析の結果、移植後の精原幹細胞の分化過程は、精細管内において同調して行なわれていることを示し、また、雄性不妊を示すnectin2欠損マウスの表現型は、セルトリ細胞に発現するnectin2が欠損することにより引き起こされることを証明した。さらに、Sl/Sl^d変異マウスの精巣において引き起こされてるアポトーシスはp53非依存的であることを示し、停留精巣において引き起こされているアポトーシスは、精原細胞から精母細胞までの段階ではp53依存的であるが、それ以降の細胞、すなわち、半数体生殖細胞のアポトーシスはp53非依存的であることを証明した。
災害対応としての近世大規模普請の研究-「宝暦治水」の組織・労働・技術-「宝暦治水」の組織・労働・技術-

本研究は、災害と地域の関係性を探る一環として、木曽三川流域での「宝暦治水」事業(1754-55年)を中心に検討を行ったものである。関連史料の収集・分析を通して、大規模普請の措定・実施には、地域社会の利害と共同性が深く関わっていたことを明らかにするとともに、労働編成や技術面での検討課題を整理した。本研究の目的は、災害と地域の関係性を問い直す一環として、18世紀以降顕著となる災害対応としての大規模普請に焦点をあて、地域社会との連関においてその全体像を描き出すことである。特に、壮大なスケールと多大な犠牲が払われたことで知られる木曽三川流域での「宝暦治水」事業(1754-55年)を中心に検討を試み、地域社会の関与を含めた、近世における災害対応の特質を明らかにするとともに、領主と村々の結節点にいた請負商人や特殊技能を持った職人集団の存在形態にも踏み込み、大規模普請を支える組織や労働編成、技術のありように迫ろうとするものである。本年度は、まず、研究メンバーで、治水事業の舞台となった木曽三川流域各地のフィールド調査を実施し、高須輪中で使用された排水門樋など、技術関連史資料の収集を行った。また、上記研究課題の前提となる、大規模普請に関わる分散したデータの統合と共有化を進めるため、1)既刊自治体史や史料集・研究書から、宝暦治水関連情報を抽出・データベース化、2)西・東・北の高木三家文書を軸に、宝暦治水事業関連史料を抽出・翻刻、3)収集データから、本事業で採用された「請負」方式をめぐる論点整理、などを行った。次年度は、史料収集の継続とあわせ、普請組織や労働編成の実態、技術の特質について検討することが課題となる。本年度は、研究メンバーで分担し、治水事業の舞台となった木曽三川流域各地及び手伝普請を担った大名の地元鹿児島でのフィールド調査を実施し、関連史資料の収集を行った。最終年度は、史料収集とあわせ、普請組織や労働編成の実態、普請技術の歴史段階的な位置づけについて検討・総括を行い、災害対応としての近世大規模普請の特質に迫ることが課題となる。最終年度となる本年度は、研究代表者を中心として、治水事業の舞台となった木曽三川流域の現地調査を重点的に行い、関連史資料の収集に努めた。また、上記研究課題の前提となる、大規模普請に関わる分散したデータの統合と共有化を図るため、引き続き、1)既刊自治体史や史料集・研究書等から、宝暦治水関連情報を抽出・データベース化、2)西・東・北の高木三家文書及び笠松陣屋堤方役所文書を軸に、宝暦治水事業関連史料を抽出・翻刻、3)収集データに基づき、(1)本事業で採用された「請負」方式をめぐる論点整理、(2)普請組織や労働編成の実態解明、(3)普請技術の歴史段階的な位置づけについて、それぞれ検討を行った。如上の成果として、従来知られていた「宝暦治水」像には一定の修正を加えることができたが、地域社会との連関においてその全体像を描き出すという点では大きな課題を残したままであり、データベースの整備・公開の課題とあわせ、さらに取り組みを進めていく必要がある。
英語医療面接の技能向上を目的としたVR・人型ロボット連携指導教材の開発

本研究は、医学部生を対象とした英語医療面接の技能向上を目的として、VR(バーチャルリアリティ)・人型ロボット連携教材を開発し、教育効果を検証することを目的としている。VRの時間や場所を超えた疑似体験が可能であるという特性と、人型ロボットとの擬似的なコミュニケーションが可能であるという特性を組み合わせて、医学部生にとって英語医療面接を学習しやすい教材を検討し、作成する。英語医療面接で扱う内容は、主に教科書や臨床の現場でよく見られる症例等とする。VR・人型ロボット連携教材という新たな教材を自習や授業で活用することにより、英語医療面接の技能向上に有用な仕組みづくりを行う。
呼吸時の舌下神経および外舌筋活動に対する麻酔剤の影響

ネンブタール軽麻酔ウイスター系ラットを用いて、自発呼吸の吸息時に同期した外舌筋(オトガイ舌骨筋、茎突舌筋、舌骨舌筋)活動及び呼吸筋(外肋間筋)活動に対するミダゾラム(0.4mg/kg)、フルマゼニル(0.5mg/kg)の作用について調べた。舌のつき出しに関係する筋、オトガイ舌骨筋に対するミダゾラムの作用について調べたところ、ミダゾラム静脈内投与後約1分で外肋間筋に比べてオトガイ舌骨筋に強い抑制がみられた。この抑制は投与後約5分間続き、その後徐々に回復し回復には30分以上要した。また、外肋間筋とオトガイ舌骨筋の抑制の強さをパルスカウント(ある一定時間に発生するパルス頻度)とパルスハイト(筋電位パルスの振幅の分布)を用いて比較した。その結果、パルスカウント、パルスハイトともにオトガイ舌骨筋の方が外肋間筋に比べて強く抑制された。舌のひっ込めに関係する筋、茎突舌筋と舌骨舌筋についても同様に、パルスカウント、パルスハイトともに外肋間筋に比べて強く抑制された。以上の結果より、ミダゾラム投与によるこれら外舌筋活動の抑制が舌根沈下の一因になっていると考えられた。また、ミダゾラム投与量をさらに増した時の変化について調べたところ,呼吸に同期した外舌筋活動の増強および持続的放電の増強がみられた。つまり、呼吸に同期した外舌筋活動の増強および持続的放電の増強がみられた。つまり、呼吸に同期したtonicな外舌筋活動はhypercapnia,hypoxia時には増大した。ミダゾラム投与による外舌筋の抑制に対するフルマゼニルの拮抗作用についても検討した。その結果、ミダゾラム投与により抑制された外舌筋活動は、フルマゼニル静脈内投与によりすぐに回復した。よって、ミダゾラム投与により生じる舌根沈下に対してフルマゼニル投与は有効であることが示唆された。
公立図書館の乳幼児読書推進活動の成果を活用した育児支援の方法に関する研究

本研究は、これまでの保健師の母子保健活動の実績の整理をしたうえで、母子保健事業における育児支援の方法として、公立図書館の乳幼児読書推進活動の一環として行われている「ブックスタート」事業が、(1)市町村の母子保健活動の中にどのように取り込まれ(2)家庭内にどのように浸透しているか、(3)育児支援として機能するには、どのような方法が適切かを検討した。その結果、ブックスター事業は、公立図書館からの働きかけをきっかけとして、保護者と乳幼児の絵本を媒体としたふれあいの促進を目的に母子保健事業に取り入れられていた。副次的効果として、健診の場を和やかにする、地域のボランティアの活用促進などが上げられた。家庭においては、紹介された絵本が、繰り返し読まれ、読み手は、父親や母親のほか、兄弟や祖父母であった。絵本の読み聞かせをすることよって、保護者は「ゆったりとした」気分を感じていた。ブックスタート事業が行政の育児支援の方法として有効に機能するには、目的を保護者と子どもとのふれあいを中心としたものとすること、読み聞かせの場面の実演をすること、図書館司書や社会教育関係者、教育委員会、読み聞かせボランティアなど地域の人的資源を活用することが重要であることが示唆された。これらの人々との協働活動は、保健師の母子保健活動の歴史においてこれまでにない新しい行政サービスの提供方法であることが確認された。さらに絵本の読み聞かせは、家庭で育児の文化を伝承する機会となる。1.母子保健事業における保健師の他職種との協働活動の実績の整理保健師の専門雑誌の1960年代から現在に至る保健師の母子保健活動報告をとりだし、保健師が活動の中心にしてきた母子保健の課題や健康問題の解決のために協働した人々の職種やその協働のプロセス、ならびにその結果を年代毎に整理した。2.公立図書館の乳幼児読書推進活動の実績の整理と聞き取り調査公立図書館と市町村ならびに保健所保健師との協働活動の実態を把握した。また図書館の乳幼児サービスに積極的に取り組んでいる図書館司書から母子保健事業との連携について聞き取り調査を実施し、公立図書館から見た母子保健事業の位置づけを確認した。3.母子保健事業における公立図書館の読書推進活動の成果図書館の乳幼児サービスとして3ヶ月児健康診査で絵本の読み聞かせの紹介を実施している市町村で、アンケート調査を行ない、母子保健活動の一環として実施されている乳幼児への読書推進活動が、養育者にどのように浸透しているかを調査中である。4.乳児を対象とした絵本の読み聞かせの育児支援としての効果の検討3ヶ月健康診査で紹介された絵本の読み聞かせが乳児の養育者の家庭にどのようにとりこまれ、育児している養育者の気持ちや育児態度に関連しているかについて、訪問調査を計画実施中である。以上から、母子保健事業における公立図書館との協働活動は、これまであまりなかった行政サービスの連携の方法であり、地域全体の健康レベルの向上に向けた保健師の他職種との協働活動として意義があることを確認した。今後の研究計画として、乳幼児への読書推進活動が、養育者の育児に対する気持ちや育児態度にどのように影響していくかの経年的な調査を予定している。1.乳児を対象とした絵本の読み聞かせの育児支援としての効果の検討市町村保健師と公立図書館の司書との協働活動により、乳幼児を対象とした母子保健事業に絵本の読み聞かせの実演や配本を実施している市町村において、乳児健診で配本された絵本がどのように家庭の中に取り込まれたかを家庭訪問による聞き取り調査によって調べた。その結果、配本された絵本は、家庭の中でくり返し読まれていた。その読み手は、両親、兄弟、祖父母と多様であった。これらのことから、乳児を対象とした絵本の読み聞かせの育児支援としての効果として、乳児と保護者とのふれあいを促進し、保護者が育児を楽しむ機会になること、絵本を媒体とした家族の相互関係の促進にもなりうることがわかった。さらに、図書館の乳幼児向けのサービスが保護者に浸透し、図書館を育児支援のネットワークの一つとして位置づけられることも確認した。2.母子保健事業における公立図書館の乳幼児読書推進活動の活用実態

市町村で実施される乳幼児を対象とした母子保健事業における図書館司書と保健師との協働活動の実施の実態を調べた。その結果、絵本の読み聞かせ事業の実施は、市町村の人口規模や公立図書館の有無と司書の配置、それまでの乳幼児を対象とした母子保健事業における他職種との協働活動の実績などが関連していると考えられた。乳幼児健診での絵本の読み聞かせの実施のきっかけは、図書館司書からの働きかけであるところが多かった。以上のことから、母子保健事業における市町村保健師と図書館司書との協働活動は、地域の行政サービスとして提供される育児支援方法として効果的な活動であると予測される。最終年度では、これらの成果をふまえ、育児支援として効果的で効率的な保健師と図書館司書との協働活動を検討し、また、絵本の読み聞かせが保護者の育児態度や育児する気持ちに与える変化や影響を調べていきたいと考えている。1.市町村保健師からみた公立図書館司書と保健師との協働活動の育児支援としての評価Y県内の全市町村保健師のうち、母子保健事業を担当している保健師に対し、ブックスタート事業の実施の有無、実施保健事業、実施時期、保健師の側の目的などについてたずねた。その結果、Y県においては、公立区書館を設置している市町村での図書館司書と保健師との協働活動として,母子保健事業の中で実施されていた。ブックスタートの内容は、絵本の読み聞かせの実演と配本が多かった。ブックスタート実施の保健師側の目的は,親子のふれあい、コミュニケーションの促進、児の関わり方の学習,発達支援などであった。図書館司書との協働による成果として保健師があげたことは,健診の場が和んだ、母親が絵本を知る機会となったなどであった。しかし,開始されてから間もないため,育児の支援として明確な成果を捉えたとする者はなく、実施後の追跡が必要と考えられた。2.図書館司書から見た乳幼児読書推進活動並びにブックスタート事業の成果公立図書館司書からブックスタート事業の実施状況並びに図書館の乳幼児サービスについて聞き、絵本の育児支援としての効果と捉えていることにっいてたずねた。公立図書館の保健師との協働は,保健師の母子保健活動の考え方で多様であり,ブックスタートをきっかけとして,図書館が母子保健活動に積極的に関わるようになった地域,健診で場所だけ借りたという地域などさまざまであった。母子保健活動の担い手として公立図書館をあげ、母子保健計画策定に参加している図書館もあった。いずれも、図書館としては,保健師との協働活動を積極的に進めたい意向を述べていた。3.報告書の作成現在、これまでの研究成果をまとめ,研究協力を得た市町村や図書館に成果を返し,全体の報告書を作成しているところである。
垂直離着陸ロケット推進機の誘導制御システムに関する研究

本研究では、将来用いられることが予想される完全再使用形の垂直離着陸のロケットシステム、ブ-スター回収システム、無人の月面着陸機などの基礎研究として(1)ロケット推進垂直離着陸機の計画と予備的設計(2)視覚センサによる自律的誘導方法の基礎研究と画像処理アルゴリズムの開発(3)視覚センサによる誘導制御実験装置の製作とそれを用いた実験的研究(4)実験システムに対する慣性航法と画像センサーを併用した誘導制御系の開発(5)スラスタによる3軸姿勢制御用実験システムの製作(6)スラスタによる姿勢制御のための最適制御則の設計法の研究(7)着陸誘導制御実験のためのダクテッドファン形小型VTOL実験システムの設計(8)VTOL実験システムに対する制御系設計および制御実験、などの研究を行った。本研究の基本的な目的の一つである視覚センサを利用する位置および姿勢の検出、目標物体の検出、およびそれを利用した誘導制御システムの開発に関して、視覚センサーと慣性センサーを併用するセンサー融合システムを構成するために必要なマルチレート信号処理のアルゴリズムに関して重点的な研究を行い、計算アルゴリズムの基本式の導出と収束性に関する検討を行った。スラスタによる3軸姿勢制御システムの開発に関しては予定した性能を持つシステムが完成し、ほぼ初期の目的を達成した。小型VTOLを用いた誘導制御の研究に関しては、実験システムの製作に予想以上の時間を必要としたために研究の進度が遅れたが、実験機の性能試験を行いながら実験システムをほぼ完成し、基礎的な姿勢制御実験を遂行した。平成6年度は次のような研究を行った。(1)ロケット推進垂直離着陸機の計画と予備的設計(2)制御系の解析およびロバスト制御理論に基づく制御系の設計(3)画像処理による自律的誘導方法の基礎研究と画像処理アルゴリズムの開発(4)2次元の画像処理による誘導制御実験装置の製作とそれを用いた研究(4)ソフトランディングのための緩衝制御の研究(5)スラスタによる3軸姿勢制御用実験システムの製作(6)着陸誘導制御実験のためのダクテッドファン形小型VTOLシステムの設計と製作(7)実験システムに対する慣性航法と画像センサーを併用した誘導制御系の開発(8)誘導制御コンピューターシミュレーションシステムの製作(9)実験システムを用いた基礎的な制御実験本研究の基本的な目的の一つである画像処理を利用する位置および姿勢の検出、目標物体の検出、およびそれを利用した誘導制御システムの開発に関してはある程度の見通しが得られた。スラスタによる3軸姿勢制御および小型VTOLを用いた誘導制御の研究に関しては、実験システムの製作に予想以上の時間を必要としたために本格的な研究を開始するまでにはいたっていない。平成7年度には平成6年度に行った研究の成果を結合して画像処理を利用した着陸誘導制御システムを完成させ目的とする成果を上げる予定である。平成6年度に引き続き、平成7年度は以下のような各項を目的とする研究を行った。(1)平成6年度に製作したスラスタによる3軸姿勢制御用実験システムの改良(2)着陸誘導制御実験のためのダクテッドファン形小型VTOLシステムの設計と製作(3)画像処理による自律的誘導方法の基礎研究と画像処理アルゴリズムの開発(4)2次元の画像処理による誘導制御実験装置の製作とそれを用いた研究(5)実験システムに対する慣性航法と画像センサーを併用した誘導制御系の開発(6)誘導制御コンピューターシミュレーションシステムの製作(7)実験システムを用いた基礎的な制御実験本研究の基本的な目的の一つである画像処理を利用する位置および姿勢の検出、目標物体の検出、およびそれを利用した誘導制御システムの開発に関して、ビジュアルセンサーと慣性センサーを併用するセンサー融合システムを構成するために必要なマルチレート信号処理のアルゴリズムに関して重点的な研究を行い、計算アルゴリズムの基本式の導出と収束性に関する検討を行った。スラスタによる3軸姿勢制御システムの開発に関しては、平成6年度に製作したシステムの大幅な改良を行った結果、予定した性能を持つシステムが完成し、ほぼ初期の目的を達成した。

小型VTOLを用いた誘導制御の研究に関しては、実験システムの製作に予想以上の時間を必要としたために、実験機の性能試験を行いながら実験システムを改良している段階で、本格的な誘導制御の研究に着手するまでにはいたっていない。従って、平成8年度にも研究を継続して、平成6、7年度に行った研究の成果を結合して画像処理を利用した着陸誘導制御システムを完成させ、目的とする成果を上げる予定である。
探究的な学習活動を促進する操作的証明の学習環境の研究開発

本年度は,3年間の研究計画の最終年度ということで,平成28年度および平成29年度に実施した研究を振り返るとともに,探究的な学習活動を促進する操作的証明の学習環境のデザインを,いかに実際の授業場面や教員養成・教員研修の場面に活用していくかということについて考察を行った.特に,本年度は7月にイギリスのエクセター大学を訪問し,操作的証明や道具的創成に関する研究を行っている研究者と意見交換を行うことを通して,これまでの研究を具体化することができ,操作的証明を探究的学習活動の契機とする学習環境のデザインを実質化することができた.デザインした学習環境は,教員免許状更新講習等の教員研修の機会に,体験的な学習活動として活用することによって,その効果の検証を行い,学習環境デザインの修正と改善を行うことができた.教員研修では,おはじきと位取り表による操作的証明を理解した受講者らが,その操作的証明を活用して新たな数学的パターンを発見したり,発見した数学的命題の証明を行ったりすることが観察され,操作的証明を用いた学習環境が,学習者の探究的活動を促進するとともに,道具的創成がそれらの探究的活動を一層活性化するということを確認することができた.さらに,学習環境のデザインという視点を,教員養成においてどのように活用していくかということに関しても考察を進め,教員養成カリキュラムの在り方としてデザイン科学の視点を取り入れたモデルを作成した.もの教員養成モデルに関しては,日本教育大学協会の研究集会において発表し,参加者からの意見を聴取することができた.3年間の研究を通して,探究的な学習活動を促進する学習環境のデザインとその効果の検証を行うことができ,さらに,学習環境デザインの考え方を,教員養成・研修にどのように活用していくかという新たな課題を得ることができた.本年度は,まず,探究的な学習活動を促進する学習環境の開発のために,数学教育における操作的証明,道具的創成等の概念について先行研究を精査するとともに,関連する研究の動向に関する情報収集を行い,理論的枠組みを検討と授業実践を通した実証的研究を行った.特に,数学教育における操作的証明の概念や,それらを取り入れた本質的学習環境のデザインに関しては,2016年7月にハンブルクで開催された第13回数学教育国際会議(ICME13)に参加した際,操作的証明の概念の提唱者であるE. Ch. Wittmann氏と直接会って意見交換を行うことができた.また,2017年1月には,広島大学で開催された全国数学教育学会第45回研究発表会に,Wittmann氏が講演者として招聘されたため,そこでも直接的に意見交換を行い,情報収集を行うことができた.さらに証明の学習指導に関しては,課題探究型の証明の学習カリキュラムについて検討を行い,文字を用いた証明の学習段階について理論的枠組みを整理するとともに,文字を用いた証明の初期の段階の学習指導に関して,中学校第1学年の生徒を対象とした授業実践を通して検証を行った.これらの研究成果については,2016年6月に埼玉大学で開催された日本数学教育学会の第4回春期研究大会,および2016年8月に大分市で開催された日本科学教育学会第40回年会において発表を行い,関係する研究者と議論するとともに,有益な示唆を得ることができた.本年度の目標は,操作的証明,道具的創成等の概念についての情報収集と先行研究の精査を行い,理論的枠組みを整理することであった.国際会議への参加や学会等での意見交換を通して情報収集や意見交換を行うことができ,理論的枠組みについても検討し,実証授業を実施することができた.このような成果から,本研究は概ね順調に進展していると考えることができる.本年度は,前年度に行った操作的証明に関する情報収集の成果を基に,代数的証明の学習における学習指導法の基本的な枠組みを整理するとともに,中学生を対象とした実証的研究を行い,具体的な指導法の抽出,その効果の検証を行った.本研究の目的である探究的な学習活動の促進のための操作的証明を用いた学習環境のデザインは,小学校高学年段階から中学校にかけての児童生徒を対象に構想するものであるが,平成29年度の研究において,その最終的な到達段階である中学校段階における代数的証明の学習指導法の検討と,その検証が実施できたことは,小学校中学校を一貫した学習環境のデザインを実現するにあたって,大きな成果であったといえる.具体的には,まず,代数的証明の構成のプロセスモデルを,三輪(1996)による「文字式利用のモデル」を参考に構築した.証明する命題の前提を文字式を用いて「表す」,文字式で表した式を目的に応じて「変形する」,変形した文字式の計算結果を命題の結論に合わせて「読む」という3つの段階から構成される学習モデルは,代数的証明の学習において有効に機能するものであり,その前提として証明すべき命題を「探究的な活動を通して見出すこと」が,代数的証明の学習には重要や役割を担うことが明らかとなった.これらの研究成果のうち,理論的なモデル開発については,2017年6月に横浜国立大学で開催された日本数学教育学会の第5回春期研究大会の創成型課題研究の部で発表を行い,実践授業を通した検証については,2017年8月にサンポート高松で開催された日本科学教育学会第41回年会において研究発表を行い,関連する研究者と議論するとともに,有益な示唆を得ることができた.本年度の目標は,道具的創成の様相の解明と,操作的証明の学習環境の開発であった.道具的創成の様相の解明のための実験授業については実施できなかったが,前年度の情報収集の成果を基に,理論の整理を行うことができた.

また,学習環境の開発に関しては,中学校段階ではあるが,代数的証明に関する具体的な学習環境のデザインを行い,指導法の抽出を行うとともに,実証的研究を通した効果の検証を行うことができた.以上のような成果から,本研究はおおむね順調に進展していると考えることができる.本年度は,3年間の研究計画の最終年度ということで,平成28年度および平成29年度に実施した研究を振り返るとともに,探究的な学習活動を促進する操作的証明の学習環境のデザインを,いかに実際の授業場面や教員養成・教員研修の場面に活用していくかということについて考察を行った.特に,本年度は7月にイギリスのエクセター大学を訪問し,操作的証明や道具的創成に関する研究を行っている研究者と意見交換を行うことを通して,これまでの研究を具体化することができ,操作的証明を探究的学習活動の契機とする学習環境のデザインを実質化することができた.デザインした学習環境は,教員免許状更新講習等の教員研修の機会に,体験的な学習活動として活用することによって,その効果の検証を行い,学習環境デザインの修正と改善を行うことができた.教員研修では,おはじきと位取り表による操作的証明を理解した受講者らが,その操作的証明を活用して新たな数学的パターンを発見したり,発見した数学的命題の証明を行ったりすることが観察され,操作的証明を用いた学習環境が,学習者の探究的活動を促進するとともに,道具的創成がそれらの探究的活動を一層活性化するということを確認することができた.さらに,学習環境のデザインという視点を,教員養成においてどのように活用していくかということに関しても考察を進め,教員養成カリキュラムの在り方としてデザイン科学の視点を取り入れたモデルを作成した.もの教員養成モデルに関しては,日本教育大学協会の研究集会において発表し,参加者からの意見を聴取することができた.3年間の研究を通して,探究的な学習活動を促進する学習環境のデザインとその効果の検証を行うことができ,さらに,学習環境デザインの考え方を,教員養成・研修にどのように活用していくかという新たな課題を得ることができた.本年度に実施した理論的枠組みの整理については,実証授業を通して検討の余地があることが明らかとなってきた.そこで,証明の学習に関する理論的枠組みをさらに精緻化するとともに,実証授業を通した枠組みの検証を行っていきたい.また,本年度の研究では,主な対象を中学校段階の生徒としていたため,小学校高学年段階の児童も含めて探究的な学習活動を推進できる学習環境の開発を具体化していきたいと考えている.平成29年度は,学習環境のデザインとその検証を行うことができたが,対象が,代数的証明の学習の最終段階である中学生を対象としたものであったため,代数的証明の学習の導入段階である小学校高学年の児童を対象とした学習環境のデザインを行い,授業実践を通した効果の検証等を行っていきたい.その際,可能な限り道具的創成の概念を活かした探究活動を盛り込むことを通して,代数的証明の学習における操作的証明の有効性を具体化していきたいと考えている.さらに,学習環境のデザインに関しては,以前,道具的創成の概念を用いた学習環境のデザインに関して共同研究を行ったエクセター大学の藤田太郎氏と連携し,海外における援用可能性も考慮に入れた研究を推進していきたい.
フィリピン海プレート創成過程復元と島弧創成メカニズムの解明

伊豆小笠原マリアナ島弧形成前のフィリピン海プレート創成期から島弧形成にいたる時期のテクトニクスを復元し、プレート沈み込み開始を決定づける要因や、沈み込み開始時のマグマの化学的特徴の時空変遷とマグマプロセスの解明を目指した。この目的でパラオ諸島周辺の未踏海域及びパラオ諸島、小笠原諸島にて岩石学的、古地磁気学的研究を実施した。取得したデータ、試料の分析、解析から以下を明らかにした。1)パラオ海盆と西フィリピン海盆は同時期に、しかも同方向に伸びる海底拡大軸により形成された。これは、パラオ海盆が西フィリピン海盆より古い海盆であるという従来の解釈を覆す。2)これらの海盆拡大開始時期は伊豆小笠原マリアナ島弧の形成開始時期とほぼ一致する。3)伊豆小笠原マリアナ島弧の南端部に非海洋地殻の基盤を発見し、伊豆弧北部前弧域で発見されている中生代の基盤と対比される可能性がある、こと等が明らかになった。これらの制約を元に、島弧形成期から上記海盆形成終了までにいたる地質構造発達史を説明するフィリピン海プレートの復元モデルを作成した。西フィリピン海盆南部及びパラオ海盆は、フィリピン海プレートで最も古い部分の一つで、既存データがほぼ皆無であった。この海域の拡大形成史、火成活動史を理解することは、伊豆小笠原マリアナ島弧におけるプレート沈み込み開始を決定づける要因(どのような状況で沈み込みが開始されて、島弧形成にいたるのか)や、沈み込み開始時のマグマの化学的特徴の成因の解明、さらに初期島弧地殻構造の解釈の上で必要不可欠である。このため我々は、南部フィリピン海のテクトニクス復元を主目的とする調査航海を2010年10月下旬から約3週間実施した。航海では海底岩石試料採取、海底地形、地磁気航走観測を行った。その結果、パラオ海盆とフィリピン海盆の拡大方向及び様式が異なることが明らかになった。また、両海盆の境界をなすフラクチャーゾーンの海底地形の特徴から、これまでの見解と異なり,両海盆は同時期に拡大していた可能性が出てきた。海盆底から採取された試料は、その化学的特徴から、海洋地殻上部を構成する玄武岩であることが明らかになった。これは、これらの岩石の年代決定と地磁気異常データの解釈により、海盆の形成時期、拡大形成史を解明できることを示している。今回の航海では、パラオ海盆東縁をなす、九州パラオ海嶺(古伊豆小笠原弧)の基盤岩の採取も実施した。その結果、驚くべきことに変成岩類を得た。これは、伊豆小笠原弧がこれまで考えられてきたような単純な海洋性島弧ではない可能性を提起する重要な結果である。調査船下船後、パラオ諸島の移動履歴から、フィリピン海プレートの運動を復元する目的で、パラオ諸島陸上部での古地磁気および年代決定用試料の採取を実施、現在分析中である。以上今年度は、伊豆小笠原マリアナ島弧形成にいたるプレート沈み込み開始期のフィリピン海プレートのテクトニクスを検討する上で、非常に貴重な試料、データの取得に成功した。23年度は、1)前年度実施したパラオ海盆周辺において実施したYK10-14航海による採取試料及びデータの分析および解析、2)ヤップ島における陸上試料採取、を主に実施した。採取火山岩試料について、主要、微量成分及び同位体組成を測定するとともに40Ar/39Ar法による年代測定を実施した。その結果、海盆底から採取された玄武岩は、中央海嶺玄武岩類似の特徴を持つことが明らかになった。これは海山から採取された試料以外の海盆底試料は、海底拡大により形成された海洋地殻を構成する岩石であることを裏付けている。海盆底の形成年代については、試料の風化のため、現在までのところ信頼できるAr/Ar年代が得られた点は限られているが、ミンダナオフラクチャーゾーンからは、約4040万から4360万年前の年代が得られた。この年代は西フィリピン海盆が拡大している期間に重なる。データが少なく断定は難しいが、西フィリピン海盆と同時期に別の海底拡大により形成された可能性を示している。この年代値と海底の地磁気異常データから、新たなフィリピン海地域のテクトニクス復元モデルを検討、学会発表を行った。採取された火山砕屑岩と砂岩3試料について国立極地研究所設置の高感度二次イオン質量分析計(SHRIMP-II)を用いたジルコンU/Pb年代測定を実施した。

その結果、パラオ海盆南端部と東縁部の地殻は伊豆・小笠原・マリアナ弧の火成活動時期と重なる始新世に形成されたことが判明した。ヤップ島での採取試料について、岩石記載を実施中である。来年度年代、化学分析を行う予定である。24年度は、1)パラオ海盆周辺において実施した航海による採取試料及びデータの分析および解析、2)ヤップ島における陸上試料の分析、3)小笠原諸島での採取試料の記載、分析、4)西フィリピン海盆地域の海底拡大史とテクトニクス復元に関するモデルのとりまとめと論文投稿、を主に実施した。パラオ海盆及び西フィリピン海盆南部における採取岩石の化学的特徴と年代決定、地磁気異常解析からこれらの海盆形成初期の拡大様式が明らかになってきた。両海盆の拡大開始時期は伊豆小笠原マリアナ島弧の拡大開始時期に近く、拡大軸の方向は当初これらの島弧の伸びの方向に近かかった可能性が高くなった。この成果を一部用い、西フィリピン海盆の拡大開始プロセスと拡大速度に関するモデルを提案し、国際誌に投稿中である。さらにモデル検証のために、パラオ海盆およびパラオ諸島周辺海域において潜水調査船しんかい6500を用いた調査航海を提案、採択された。研究期間終了後となるが、25年9月に航海が実施され、海盆を構成する海洋地殻及び九州パラオ海嶺の基盤を構成する地殻の観察と試料採取を実施、本研究に基づく成果の検証を実施できることとなった。ヤップ島での採取試料について、化学組成分析と年代決定を行った。その結果、島に広く分布する変成岩類は海洋地殻起源である可能性が高いことが明らかになったが直接年代決定できる試料が得られず、そのフィリピン海テクトニクスの中での位置づけの確定までは到らなかった。小笠原諸島における採取試料については、上記の両海盆が拡大している時期の島弧のマグマ活動の特徴の解明につながるものである。今年度対象とした母島群島地域の火山岩類は、Ar/Ar年代測定の結果4500-4000万年前に活動したものであることが明らかになり(すなわち海盆拡大と同時期)、マグマの起源となるマントル物質についても共通点があることが明らかになった。予定した分析項目をほぼ予定通り実施し、データを取得した。前年度航海で取得した地球物理学的データの処理もほぼ終了することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は最終年度のため、これまでの取得データのまとめを中心に行う。調査航海が採択されず、研究期間中に実現できないため、代わりに当該地域で陸上調査を行うことを検討している。
スフィンゴシン1-リン酸受容体とスカベンジャー受容体を介するリポ蛋白質作用

スタチンは血管内皮細胞のSR-BIの発現を促進することによりHDLの血管内皮機能調節作用を増強した。スタチンはHMG-CoA系の阻害効果によりSR-BIの発現を増強した。In vitroの系ではスタチンはRho阻害/PPAR・刺激を介してSR-BI発現を促進しHDL作用を増強していた。マウスにおいてもスタチンは血管内皮細胞のSR-BI発現を増強し、TNF刺激による単球の血管内皮細胞への接着を抑制した。スタチンは脂質代謝改善に加えSR-BI発現を調節することでHDL作用を増強すると考えられた。従来、高密度リボ蛋白質HDLの主要な機能としてコレステロール逆輸送が知られている。我々はHDL中にはSIPが高濃度に蓄積しているという発見に基づいてコレステロール代謝と独立したHDL作用のメディエーターとしてSIPが関与する場合があることを示して来た。また、SIPに加え、アポ蛋白/SR-BI系がHDLのコレステロール輸送だけでなく血管内皮細胞のNO合成酵素(NOS)の活性化を促進するという新しい概念も示してきた。更にHDLはNO合成促進作用を介してTNFによる血管内皮細胞の接着分子発現及び単球接着促進作用を阻害していると考えられているがそのシグナル伝達系は明らかでない。ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いた実験系でこのHDL作用を制御するシグナル伝達機構を解析した。特異的なsiRNAを細胞に導入してs1P受容体及びスカベンジャー受容体SR-BI、PDZK-1それぞれの発現を阻害しその役割を調べた。SIPはSIP受容体の発現阻害条件下でのみNO合成作用が消失した。一方、HDLはHDL中SIP/SIP受容体及びapoA/SR-BI/PDZK1のどちらか一方の発現阻害条件下では50%程度のNO合成作用の阻害を認めたが、両方の発現阻害条件下ではNO合成促進作用は消失した。更に我々はこのようなHDLの血管内皮機能調節作用がスタチンによって増強されることを見出した。現在このスタチンの作用がどめようなシグナル系で制御されているかを検討中である。従来、高密度リポ蛋白質HDLの主要な機能としてコレステロール逆輸送が知られている。我々はHDL中にはS1Pが高濃度に蓄積しているという発見に基づいてコレステロール代謝と独立したHDL作用のメディエーターとしてS1Pが関与する場合があることを示して来た。また、S1Pに加え、アポ蛋白/SR-BI系がHDLのコレステロール輸送だけでなく血管内皮細胞のNO合成酵素(NOS)の活性化を促進するという新しい概念も示してきた。特異的なsiRNAを細胞に導入してS1P受容体及びスカベンジャー受容体SR-BI、PDZK-1それぞれの発現を阻害しその役割を調べた。S1PはS1P受容体の発現阻害条件下でのみNO合成作用が消失した。一方、HDLはHDL中S1P/S1P受容体及びapoA/SR-BI/PDZK1のどちらか一方の発現阻害条件下では50%程度のNO合成作用の阻害を認めたが、両方の発現阻害条件下ではNO合成促進作用は消失した。スタチンは血管内皮細胞のSR-BIの発現を増強していた。スタチンによるHDL作用の増強効果はSR-BIに対する特異的なsiRNA導入で消失し、スタチンの作用はメバロン酸の添加により消失した。よってスタチンの効果がHMG-CoA系を介しSR-BIの発現を増強していると考えた。更にスタチンはRhoの阻害作用を報告されている点に注目しアデノウイルスを用いてRhoの阻害による影響を調べた。スタチンによるSR-BI発現増強作用はRhoの阻害により再現された。スタチンの作用はRhoの阻害に加えPPAR系への刺激効果もあることが報告されている。現在スタチンの作用がRhoの阻害効果に加え、PPARのシグナル系で制御されているかを検討中である。

ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いた実験系でこのHDL作用を制御するシグナル伝達機構を解析した。特異的なsiRNAを細胞に導入してS1P受容体及びスカベンジャー受容体SR-BI、PDZK-1それぞれの発現を阻害しその役割を調べた。S1PはS1P受容体の発現阻害条件下でのみNO合成作用が消失した。一方、HDLはHDL中S1P/S1P受容体及びapoA/SR-BI/PDZK1のどちらか一方の発現阻害条件下では50%程度のNO合成作用の阻害を認めたが、両方の発現阻害条件下ではNO合成促進作用は消失した。更に我々はこのようなHDLの血管内皮機能調節作用がスタチンによって増強されることを見出した。スタチンは血管内皮細胞のSR-BIの発現を増強していた。スタチンによるHDL作用の増強効果はSR-BIに対する特異的なsiRNA導入で消失し、スタチンの作用はメバロン酸の添加により消失した。よってスタチンの効果がHMG-CoA系を介しSR-BIの発現を増強していると考えた。更にスタチンのRhoの阻害作用に注目しアデノウイルスを用いてRhoの阻害による影響を調べた。スタチンによるSR-BI発現増強作用はRhoの阻害により再現された。スタチンの作用はRho阻害に加えPPARα系刺激も報告されているのでこの点についても検討を行った。その結果スタチンはRho阻害/PPARα刺激を介してSR-BI発現を促進しHDL作用を増強していることが明らかになった。
ソリトン理論の非可換空間への拡張とその応用

研究実施計画に基づき、ソリトン理論およびツイスター理論の非可換化に取り組んだ。特に前年度のグラスゴー大学Gilson氏、Nimmo氏との共同研究をさらに推し進め、まず4次元非可換反自己双対Yang-Mills方程式(Yangの方程式)に関するベックルント変換に関する成果を論文としてまとめた。今年度の新たな成果として、生成された解(非可換Atiyah-Ward仮設解)のゲージ不変な形をQuasi-determinantsの言葉で具体的に書き表し、この変換が単なるゲージ変換ではない非自明なものであることを証明した。さらにこの変換の幾何学的起源をツイスター理論の枠組みから明らかにした。(このGilson氏およびNimmo氏との共同研究の成果に関しては、現在論文をまとめている最中である。)このツイスター解釈は解空間の構造解明につながる重要な成果であり、非可換Ward予想の具体例を通じて低次元非可換可積分系にも応用できるものである。対応する弦理論への応用に関してもさまざまな知見が得られた。これらの成果は主に、オックスフォード大学、グラスゴー大学での研究打ち合わせによるところが大きい。またこれら一連の成果を各種学会や各大学のセミナーで発表し、討論を行った。特に2007年9月25日の数研研究会、2008年1月9日のアメリカ数学会、2月19日の非可換幾何学国際会議、3月6日の沼津研究会には招待していただき大変有意義な議論を交わすことができた。研究実施計画に基づき、佐藤理論およびツイスター理論・Ward予想に取り組んだ。佐藤理論の非可換化に関しては、非可換KP階層の多重ソリトン解の散乱過程の漸近解析とその拡張(戸田階層、トロイダル階層など)を行い、論文「Notes on exact multi-solit on solutions of noncommutative integrable hierarchies」として発表した。さまざまな非可換階層のソリトン解の記述にQuasi-determinantsというある種の非可換行列式が本質的役割を果たすことが明らかとなり、散乱過程の議論もその数学的性質から明快に理解された。Quasi-determinantsにはプリュッカー関係式に相当するものが存在し、非可換階層方程式の双線形化がこれらに帰着する可能性がある。これについて弊引き続き研究を続けている。これらの成果は主に、グラスゴー大学での研究打ち合わせによるところが大きい。ツイスター理論・Ward予想の非可換化に関しては、非可換ツイスター理論の枠組みから4次元非可換反自己双対Yang-Mills方程式(Yangの方程式)に関するベックルント変換を見出し、Atiyah-Ward解と呼ばれる解をQuasi-determinantsの言葉で具体的に書き表すことに成功した。このベックルント変換は本質的に全ての解を生成するものと考えられ、非可換Ward予想の具体例を通して、低次元の非可換方程式の解構成や解空間の構造解明に重要な役割を果たすことが期待される。これについても引き続き研究を続けており、次年度に論文としてまとめる予定である。
ナノポーラス金属表面における細菌および細胞の生命活動

ナノポーラス金および(ナノポーラス構造を有しない)平滑金の表面に大腸菌および表皮ブドウ球菌を培養した。ナノポーラス金表面ではどちらの細菌の生菌数も平滑金表面より著しく減少しており、ナノポーラス金が抗菌性を示した。走査電子顕微鏡および走査プローブ顕微鏡による観察の結果、ナノポーラス金表面の大腸菌は中央部が大きくへこんでおり、また表皮ブドウ球菌は細胞膜が破損していた。これらはナノポーラス金の有機物に対する活性が通常の金と異なることが原因であると考えられる。スパッタリングおよび脱合金化法を用いて作製したナノポーラス金、およびスパッタリングを用いて作製した(ナノポーラス構造を有しない)平滑な金の表面上に、大腸菌および表皮ブドウ球菌を含む菌液を(フィルム密着法に準じて)保持した。所与時間経過後の菌液を洗い出して生菌数を計測した結果、大腸菌および表皮ブドウ球菌の生菌数は、ナノポーラス金の表面上に保持したほうが、平滑金の表面上に保持したときよりも激減していた。菌液への金イオンおよび銀イオンの溶出がないことは誘導結合プラズマ発光分光分析による元素濃度分析で確認しており、ナノポーラス金で発揮される抗菌効果は金属イオン溶出によるものではないことがわかった。別途行った走査電子顕微鏡観察の結果、ナノポーラス金表面上の大腸菌や表皮ブドウ球菌が大きく変形し、細胞膜が破れている様子を確認できた。大腸菌の試料については走査プローブ顕微鏡によるトポグラフィ観察も行い、菌の形状変化を定量的に把握した。すなわち、ナノポーラス金上の大腸菌は平滑な金上の大腸菌よりも大きな凹みを示した。さらにナノポーラス金上の大腸菌について、繊毛をつかさどる遺伝子の発現解析をリアルタイムPCR解析により行った結果、ナノ凹凸を有する金上における大腸菌を調べた従来研究とは真逆の結果となった。このことから、ナノポーラス金の抗菌性機構が他のナノ材料にはない特異な現象に基づくものであることが示唆された。ナノポーラス金属上での細菌・細胞の生命活動を調べる目的で、研究環境の整備を行った。予算の支給額をもとに、病原性が低い2種の細菌(大腸菌および表皮ブドウ球菌)を研究ターゲットに定め、その抗菌性を評価することとした。追加調査の結果、当初予定していたハロー法よりも、JIS規格が整ったフィルム密着法のほうがより細菌の生命活動にアプローチしやすいため、フィルム密着法のための試料作製法を検討した。スパッタリング装置を利用してガラス基板上にAu-Ag合金/Au積層薄膜を作製し、脱合金化(選択エッチング)によりAg原子のみを溶解除去することで、50 mm ×50 mmの大きな面積を有するナノポーラスAuを簡便に作製できた。スパッタリング薄膜でないバルクAu-Ag合金と同様に、脱合金化条件を変えることで孔径を1050 nmの範囲制御できた。また別途、今回導入したパルスメッキ装置によっても大面積ナノポーラス金属試料の作製を試みた。また、大腸菌および表皮ブドウ球菌株の復元・培養・冷凍保存のための環境整備・適切な培地の選定・培養のためのインキュベータの導入を行った。次に、適切な菌濃度の培養液や培養条件を検討した。さらに、ナノポーラスAuと大腸菌との相互作用を調べる前段階として、ナノポーラスAu・Pd・Niの有機物分解特性を評価した。ナノポーラス構造を有しないAu・Pd・Ni表面では分解しない有機物(アゾ化合物)がナノポーラスAu・Pd・Ni表面で分解したことから、有機物の機能的集合体である細菌の生命活動にも金属ナノポーラス構造が大きな影響を及ぼすと示唆される。種々の孔径を有するナノポーラス金を、フィルム密着法に適切な大きさで作製することに成功した。ナノポーラス金上の大腸菌および表皮ブドウ球菌の生命活動を、JISにあるフィルム密着法のプロトコルに従って評価する体制を確立した。生命活動についての詳細を現在鋭意調査中である。予定通り、ナノポーラス金の大腸菌および表皮ブドウ球菌の抗菌性を検討する。抗菌性評価に必要な消耗品のほか、結果によってはナノポーラスAuにおける大腸菌の生態の電子顕微鏡観察、PCR解析によるDNA発現の調査などに使用する。
マルチスケールモデリングとリスク情報を活用した照射脆化の管理高度化に関する研究

核融合を含む原子力エネルギーシステムにかかわらず、エネルギーシステムは想定外の事象が生じても耐えて回復する能力、すなわち、“高レジリエントエネルギーシステム"であることが求められる。このためには、1起こりうる事象を正しく想定し対応すること2想定外の事象が生じた時に適切な修正が可能であることが安全を担保する上で重要である。本研究では、軽水炉圧力容器鋼の照射脆化に関する健全性評価に着目する。1については、照射実験やマルチスケールモデリングにより材料照射脆化をしっかりと把握し、脆化メカニズムに基づいた予測が重要である。H30年度は、多元素から成る析出物の核生成過程のモデリングを行った。多元素から成る析出物の代表例としてNi-Mn-Si系析出物がある。これは、銅の含有量が少ない比較的新しい原子炉において、40年程の照射を受けた際に形成されるものであり、新しい原子炉の照射脆化の主原因となりうるものである。本研究では析出物の素性を、正則溶体近似の考え方から、相互作用パラメータによりモデル化した。形成する析出物の組成について、相互作用パラメータおよび照射条件の依存性をモンテカルロシミュレーションにより明らかにした。2は、照射脆化の予測と実測の違いを事後処理する方法を構築することが重要である。そのために、ベイズ統計学やデータマイニング工学、スパースモデリングなどのすでに取得したデータを利用して推論を行うデータサイエンス分野の研究を活用する。予測の不確実性に対応するために、脆化を正しく予測するマルチスケールモデリングとスモールデータを扱うデータサイエンスの融合が不可欠となる。H29年度は、ベイズ統計学を用いた脆化予測値の事後補正を検討した。これにより、偶然誤差などに起因する予測のあいまいさへの対応について検討し、予測の不確実性に対応するための予測方法の提案を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。このためには、1起こりうる事象を正しく想定し対応すること、2想定外の事象が生じた時に適切な修正が可能であること、が安全を担保する上で重要である。さらに、材料照射挙動分野と熱流体・構造解析分野の分野融合が必要である。なぜなら、冷却状況や熱応力の発生等の使用されている環境も把握することが健全性評価には重要であるからである。本研究では、1についてマルチスケールモデリングにより照射脆化のメカニズムをしっかりと考慮した脆化予測を試みる。従来の照射脆化予測式には明確に考慮されていないNi-Mn-Si系析出物の形成を考慮した新しい脆化予測式について検討する。さらに、2についてデータサイエンス分野で注目されているベイズ統計学を活用して照射脆化に対するレジリエンス性の向上を目指す。H29年度は、研究実績の概要にある2想定外の事象が生じた時に適切な修正が可能であることについて、ベイズ統計学を用いて検討した。照射脆化に限らず、実測値をぴたりと予測することはできない。なぜなら、既知、未知を問わず予測式に考慮されていない物理現象の発現による予測と実測のずれが生じることや、偶然誤差による実測と予測のずれが生じるからである。この対応については、実測値と予測値を比較して、データサイエンスを駆使し、予測を事後的に補正することが考えられる。本研究では、ベイズ統計学を用いて照射脆化予測の事後補正を検討した。事後補正を行うにあたり、日本の照射脆化予測式JEAC4201-2007/2013で得た値を予測値として用いた。JEAC4201-2007/2013で得た予測値を実測値に合わせるため、定数だけ予測値をシフトさせるという方法により予測の事後補正を行った。このときの補正量を、ベイズ統計学を用いて求めた。また、偶然誤差によるばらつきを補正するため、補正量の分布は正規分布を仮定した。照射脆化の指標には、延性脆性遷移温度(DBTT)の変化量が用いられる。ベイズによる補正がない場合の予測値と実測値の残差の標準偏差は21.3°Cであった。このデータにベイズ補正を行った結果、補正された予測値と実測値の残差の標準偏差は15.1°Cとなり、大きく低減することができた。1年目において、ベイズによる照射脆化予測の事後補正の有効性を示すことができたため、当初の計画以上に進展していると判断した。

本研究では、軽水炉圧力容器鋼の照射脆化に関する健全性評価に着目する。1については、照射実験やマルチスケールモデリングにより材料照射脆化をしっかりと把握し、脆化メカニズムに基づいた予測が重要である。H30年度は、多元素から成る析出物の核生成過程のモデリングを行った。多元素から成る析出物の代表例としてNi-Mn-Si系析出物がある。これは、銅の含有量が少ない比較的新しい原子炉において、40年程の照射を受けた際に形成されるものであり、新しい原子炉の照射脆化の主原因となりうるものである。本研究では析出物の素性を、正則溶体近似の考え方から、相互作用パラメータによりモデル化した。形成する析出物の組成について、相互作用パラメータおよび照射条件の依存性をモンテカルロシミュレーションにより明らかにした。2は、照射脆化の予測と実測の違いを事後処理する方法を構築することが重要である。そのために、ベイズ統計学やデータマイニング工学、スパースモデリングなどのすでに取得したデータを利用して推論を行うデータサイエンス分野の研究を活用する。予測の不確実性に対応するために、脆化を正しく予測するマルチスケールモデリングとスモールデータを扱うデータサイエンスの融合が不可欠となる。H29年度は、ベイズ統計学を用いた脆化予測値の事後補正を検討した。これにより、偶然誤差などに起因する予測のあいまいさへの対応について検討し、予測の不確実性に対応するための予測方法の提案を行った。照射脆化モデリング研究について、H29年度は、ベイズ統計学を用いた脆化予測値の事後補正を検討した。H30年度は、Ni-Mn-Si系析出物の成長・蓄積過程のモデリングを行い、照射脆化の予測モデルの高度化を行う。Ni-Mn-Si系析出物は、不純物であり照射脆化の原因の1つとなる銅の含有量が少ない比較的新しい原子炉において、40年程の照射を受けた際に発現するものであり、新しい原子炉の照射脆化の主原因となりうるものである。まず、欠陥の形成に係るエネルギーを既存の文献や第一原理計算等により求める。得られたエネルギーを用いて、モンテカルロ法により析出物の核生成のシミュレーションを行う。これらの結果で得られた核生成に関する知見を反映させ、析出物の成長・蓄積過程を表現する反応速度論モデルを構築し、理論的なNi-Mn-Si系析出物の形成の予測式を構築する。なお、実験結果を参照して妥当性の確認も行う。このようにして、従来の照射脆化予測モデルの高度化について検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。