hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深部剥離を自己センシングする炭素繊維強化複合材料の開発

樹脂と炭素繊維で構成される炭素繊維強化複合材料は、優れた比強度と比剛性のために鉄鋼やアルミ合金に代わる構造材料として期待されているが、その非破壊欠陥診断の方法は未だ確立されていない。本研究では、電気化学的手法を用いることで構造体自身が欠陥の発生を自己検出するスマートな炭素繊維強化複合材料の開発に成功した。このような複合材料は、構造体内部にセンサを埋め込む必要がなく内部欠陥の発生を誘発することがないため、構造物としての高い信頼性を示すことができる。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の欠陥を非破壊的に検出する方法として、炭素繊維の導電性を利用したポテンシャルドロップ法が考えられている。しかし、CFRPの層間の電気抵抗が高いことから、この方法では深部における剥離を検出することが困難であるという問題がある。本研究は、CFRPのマトリクスに強誘電性ポリマーを配向結晶化させることで圧電性を付与し、自己発信により深部剥離を非破壊的に検出する技術の開発を目的とする。本研究のキーポイントは、マトリクス内部における強誘電性ポリマーの配向結晶化である。当該年度では、まず最初に強誘電性ポリマーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)をCFRP内部に含浸させる方法の模索から始めた。直径0.2マイクロメートル程度の球形のPVDFパウダーを用意し、これをエポキシ主剤に混入した後、硬化剤とともに撹拌・脱泡を行い、炭素繊維シート間に滴下した。滴下後ただちに、熱プレス機を用いてPVDFの融点以上の温度下、10MPaの圧力下で30分間含浸と硬化処理を行なった。得られたCFRP内部の元素分析を、エネルギー分散型X線分析を用いて行なったところ、PVDFがCFRP中に拡散している様子を確認できた。ここで、フーリエ変換型赤外分光法を用いてCFRP中に存在するPVDFのスペクトル解析を試みたところ、α型結晶由来のピークが観測され、β型とγ型結晶由来のピークはほとんど観測されないことを確認した。すなわち最も効果的に圧電性を示すβ型結晶を得るためには、加熱と加圧処理だけでは不十分であるということが判明した。また、CFRP内部におけるPVDFナノ粒子の拡散を理解するために、PVDFと同程度の形状を有する酸化チタン粒子を用いた、ナノ粒子拡散の定量分析を行なった。これにより、CFRP中におけるナノ粒子の分散は、移流よりも粒子の拡散性に依存することが判明した。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の深部に生じる層間剥離などの欠陥を早期にかつ非破壊的に検出する方法が求められている。本研究は、強誘電性高分子を用いてCFRPのマトリクスに圧電性を付与することで、深部剥離を自己センシングするCFRPの開発を提案するものである。前年度では強誘電性高分子であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)のナノ粒子を真空樹脂含浸製造法(VaRTM)を用いてマトリクス内部に分散させた。この方法は、炭素繊維と樹脂の接着強度を高めることができ、CFRPの曲げ強度と曲げ弾性率をおよそ20%程度向上させることが分かった。しかし、この方法では圧電効果を最も効率良く発現できるβ型結晶を得ることが困難であることが判明した。そこで本年度では、マトリクスを全てPVDFとするプリプレグ(CFRPの中間基材)を作製し、これにβ型結晶化と分極処理を施すことで圧電性を付与することを主目標とし研究を遂行した。まずマトリクスであるPVDFをβ型結晶に維持したまま炭素繊維と接着させる方法として、高温環境下でPVDFフィルムに350%程度の引張ひずみを与えて機械的に分子を配向させた後、高温条件で圧着させることで炭素繊維と接着させる方法を考案した。フーリエ変換赤外分光法により、この方法によってβ型PVDFを母材とする炭素繊維-PVDF複合フィルムを得ることが可能であることが分かり、炭素繊維とPVDFマトリクスの接着も十分であることを確認した。得られたβ型炭素繊維PVDF複合フィルムを100°Cのシリコンオイルの環境下で最大30kV/mmの直流電圧を用いて分極させた。得られたフィルムの圧電定数を測定し、さらにひずみを与えた時のフィルムに発生する電荷をチャージアンプを用いて計測し、圧電性を有するCFRPのプリプレグの作製が可能であることを確認した。26年度が最終年度であるため、記入しない。複合材料26年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度の目標は、CFRP内部へのPVDFの含浸と配向結晶化の方法の確立であった。PVDFの含浸については、ナノ粒子として硬化樹脂に含ませ、熱プレスや真空樹脂含浸製造法(VaRTM)を用いてCFRP内部へ拡散させることに成功した。しかし、配向結晶化については十分ではなく、圧電効果に寄与するβ型結晶を得る方法の確立まで至らなかった。

CFRP内部におけるPVDFの拡散については、酸化チタンナノ粒子を用いた拡散分布の定量的解析からその知見を得ることができたので、今後は拡散後の配向結晶化の方法について検証していく。PVDFの配向結晶化には、直流高電圧を利用するポーリング処理が必要になるものと考えられる。ポーリング処理は、高分子が溶融している状態で行う方が効果的なので、PVDFの融点である170°C以上で行う。ただし、熱硬化性樹脂をCFRPの母材とする場合、前述の温度条件では、PVDFの分極が十分に達成される前に樹脂が硬化し、十分な圧電性を得られない可能性がある。そこで、今後の方針として以下の2点を検討している。1.熱硬化性樹脂の主剤とPVDFを溶媒法により溶融させてポリマーブレンドとし、硬化剤を加えた後、ただちにポーリング処理を行う。2. PVDF相溶系の熱可塑性ポリマーブレンドを合成し、これを炭素繊維に含浸させポーリング処理を行うことで、熱可塑性樹脂を母材とするCFRPを得る。1の方法は熱可塑性樹脂の主剤とPVDFを相溶性の溶媒で撹拌すること、硬化剤添加から硬化までに十分なポーリング処理ができるかどうかが鍵となる。2の方法では熱硬化性樹脂ではなく熱可塑性樹脂を母材とするCFRPにターゲットを移すことになるが、次世代のCFRPとして潜在性のある熱可塑性CFRP(CFRTP)への機能付与は意義のある目標である。ただし、ポーリング処理を高温条件で行う必要があるので、そのための装置の開発を行う必要がある。圧電効果の高いPVDFの配向結晶化をCFRP内部で実現することが本研究のキーポイントであるので、上述の内容は本研究において特に注力する部分である。配向結晶化を実現した後、速やかにCFRPの力学的特性の評価と深部剥離検出の検証に移行する。
ラズベリー黄化ウイルスの花粉による水平伝染のメカニズム解明

植物ウイルスの花粉の水平伝染は1918年に初めて報告されたが、そのメカニズムについては不明であった。本研究はラズベリー黄化ウイルスを供試ウイルスとして研究を行い、植物科が異なっている植物間でも花粉による水平伝染が生じることを明らかにした。そして、感染植物由来の花粉から発芽した花粉管が柱頭に侵入することで、授粉された植物へとウイルスが伝搬されることを示した。さらに、受精の際、ウイルスを蓄積した花粉管が、胚のうにウイルスを持ち込むことで、ウイルスに感染した種子が形成されることを証明した。近年、わが国のラズベリー需要が急増し、栽培適地である東北地方で産地化が進んでいる。一方で、ラズベリー黄化ウイルス(RBDV)の発生が世界的に問題となっている。RBDVは、感染樹からの花粉が受粉することで健全樹に伝染する(花粉による水平伝染)。これまで植物ウイルスの中で、花粉による水平伝染のメカニズムを解明した例はない。申請者は、RBDVの花粉による水平伝染が草本植物のトレニアで再現できることを見出し、トレニアを用いてRBDVの花粉による水平伝染のメカニズムの解析を行っている。トレニア柱頭に感染ラズベリー花粉を人工授粉すると、RBDVがトレニアに水平伝染することを見出している。そこで、アニリンブルー染色によりトレニア柱頭上での感染ラズベリー花粉の動態を解析した。その結果、感染ラズベリー花粉がトレニア柱頭上で発芽し、その花粉管が柱頭内へ侵入している様子が観察された。さらに、感染ラズベリー花粉の花粉管は、トレニア花柱1cm未満で伸長を停止してしまうことが分かった。一方、発芽能を喪失させた感染ラズベリー花粉を健全トレニアに人工授粉した場合、母体への水平伝染は確認できなかった。これらのことから、感染ラズベリーの花粉管により、トレニア柱頭から花柱1 cm未満の間でRBDVが感染し、母体へと感染が拡大すると考えられた。そこで、Tissue blot hybridization解析すると、柱頭でRBDVが感染し、花柱へウイルス感染を拡大している様子が確認できた。さらに、感染ラズベリーの花粉管先端にウイルスが蓄積していることが分かった。これらの結果から、感染ラズベリー花粉は、トレニア柱頭上で発芽してウイルスの蓄積した花粉管をトレニア柱頭へ侵入させることで、その柱頭にウイルスが感染し、花柱を経て母体へ全身感染することが示唆された。これまでに、ラズベリー黄化ウイルス(RBDV)の花粉による水平伝染は、ウイルスが局在した花粉管の先端を柱頭に侵入させることで、柱頭にウイルスが感染し、母体へと感染拡大することを明らかにしてきた。平成27年度は、RBDVの花粉による垂直伝染メカニズムを解析し、花粉による水平伝染メカニズムと比較解析した。まず、RBDVの花粉による垂直伝染のメカニズム解析のため、花粉による水平伝染の起点である柱頭からのウイルス移行をブロックし、さらに花粉管を直接、胚のうへ侵入させ、受精により形成された種子を得る実験系を確立した。本実験系を用い、RBDV感染花粉の花粉管を胚のうに侵入させることで得た種子を、ウイルス検定した。その結果、これらの種子からウイルスが検出された。このことは、感染花粉から発芽した花粉管が受精のために胚のうに侵入する際、ウイルスが胚のうへと持ち込まれたことを示していた。そして、花粉による水平伝染は、柱頭からのウイルス移行が母体へのウイルス感染に不可欠であるが、花粉による垂直伝染には必要ないことが分かった。また、感染花粉の授粉により形成された未熟種子にウイルスが検出されるが、その未熟種子と胚柄を介してつながっている胎座には、ウイルスが検出されなかった。このことから、未熟種子から胎座、および胎座から未熟種子へのウイルス移行は行われないことが示唆された。つまり、花粉による水平伝染から花粉による垂直伝染、および花粉による垂直伝染から花粉による水平伝染へといった連続性はなく、両者は独立した感染経路を持っていると示唆された。以上のことより、RBDVの花粉による水平伝染および花粉による垂直伝染は、両者ともに感染花粉がその開始点であるが、それぞれ固有のメカニズムにより、当代(水平)および次世代(垂直)の植物へと花粉を介してウイルスを伝染することが示唆された。現在まで、RBDVの花粉伝染メカニズムを解析し、以下の2つのことを明らかにした。1.花粉による水平伝染は、ウイルスが局在した花粉管の先端を柱頭に侵入させることで、その柱頭にウイルス感染が成立し、母体へとウイルスが伝染する。2.花粉による垂直伝染は、ウイルスが局在した花粉管が受精のために胚のうに侵入する際、花粉管により、ウイルスが胚のうに持ち込まれ、受精により形成される種子にウイルスが感染する。さらに、RBDVの花粉による水平伝染および花粉による垂直伝染のメカニズムについて原著論文で発表した。これまでラズベリー黄化ウイルス(RBDV)を供試ウイルスとして花粉伝染メカニズムを解析してきた。本年度は、リンドウ子房輪紋ウイルス(GORV)の花粉による水平伝染メカニズムの解析し、RBDVと比較した。GORVに感染したリンドウおよびNicotiana benthamianaの花粉を,それぞれ健全なリンドウおよびN. benthamianaの柱頭に人工授粉すると,GORVが授粉された植物に感染することを明らかにした。次に、ヘテロな組み合わせによる人工授粉での水平伝搬試験を行った。

その結果、感染リンドウ花粉を健全N. benthamianaの柱頭に授粉すると、ウイルスがN. benthamianaに全身感染するが、感染N. benthamiana花粉を健全リンドウの柱頭に授粉してもウイルスがリンドウに感染することはなかった。花粉の柱頭・花柱での動態を解析すると、感染リンドウ花粉はN. benthamiana柱頭上で発芽し、その花粉管が柱頭・花柱に侵入している様子が観察された。さらに、感染リンドウ花粉の花粉管がN. benthamianaの柱頭・花柱に侵入する部位でウイルス感染が成立していることが分かった。一方、感染N. benthamiana花粉は、リンドウ柱頭に授粉してもほとんど発芽することはなく、リンドウの柱頭・花柱でのウイルス感染は検出されなかった。このことから、GORVの花粉による水平伝染は、感染花粉から発芽した花粉管が柱頭・花柱に侵入することで、ウイルス感染が柱頭・花柱で成立することが分かった。GORVはビルガウイルス科ゴラウイルス属に所属する棒状ウイルスであり、RBDVはイダエオウイルスに所属する球形ウイルスであるが、両ウイルスは同様のメカニズムで花粉による水平伝染を成立させていることが示唆された。植物ウイルスの花粉の水平伝染は1918年に初めて報告されたが、そのメカニズムについては不明であった。本研究はラズベリー黄化ウイルスを供試ウイルスとして研究を行い、植物科が異なっている植物間でも花粉による水平伝染が生じることを明らかにした。そして、感染植物由来の花粉から発芽した花粉管が柱頭に侵入することで、授粉された植物へとウイルスが伝搬されることを示した。さらに、受精の際、ウイルスを蓄積した花粉管が、胚のうにウイルスを持ち込むことで、ウイルスに感染した種子が形成されることを証明した。平成26年度は、解析1: RBDV感染花粉および花粉管でのウイルス局在・増殖の解析、解析2: RBDV感染ラズベリー花粉を人工授粉した健全トレニア雌ずいでの最初にRBDV感染が成立する部位の解析およびラズベリー花粉のトレニア柱頭および花柱での花粉管伸長の解析、解析3: GFPを発現する組換えRBDVの作出の3つの解析からなる研究実施計画を立て、計画通りに実施した。解析1については、花粉の発芽孔および花粉管先端にRBDVが蓄積していることを明らかにした。さらに、RBDV感染ラズベリー樹から採集した花粉を発芽培地に入れ、経時的に採取した花粉中のウイルスゲノムのコピー数を定量PCRにより解析した。その結果、花粉内での経時的なウイルスゲノムのコピー数増加は検出されなかった。解析2については、柱頭が最初の感染部位となること、ラズベリー花粉はトレニア柱頭で花粉管を発芽しその柱頭に侵入するが、花粉管伸長をトレニア花柱の途中で停止してしまうことを明らかにした。解析3については、RBDVの感染性cDNAクローンのベクター化に成功した。しかし、GFP遺伝子を挿入すると感染性を喪失してしまうことが分かった。このことから、RBDVの感染経路をGFP蛍光により可視化することは難しいと判断した。今後、RBDVの感染経路の解析を、tissue blot hybridizationおよびin situ hybridizationにより行うこととした。
地滑りの多様性と法則を小規模室内実験から探る

湿った砂の直方体の柱に水が浸透することにより発生する地滑りの全過程を調べるために室内実験を行った。実験の結果、地滑りは地下水が砂柱を通過した後に起きること、地下水の上昇に伴い、地滑りの回数が0から3まで増加した後、土石流に転じること、地滑りが起きるまでの時間は地下水位で決まる浸透時間でスケールされることが分かった。また地滑りが起きる前に砂柱の底面の圧力が減少するのに対して、側面における圧力が増大することが分かった。これは圧力測定により地滑りが起きる前段階をモニターできることを示唆している。本年度は、新規に地すべり実験用の小規模水槽を作成して(1)地下水位の上昇、(2)洪水、の2通りの場合について、地すべり実験とそのパラメータスタディーを行なった。地すべり実験用のサンプルとしては、水分飽和度(S)を制御した湿った砂(粒径0.2mm)を用いた。湿った砂は、降伏応力が乾いた砂に比して1桁以上高いため、鉛直な崖をつくることが可能となる。本実験で用いた湿った砂は、Sが20から70の範囲では降伏応力がほぼ一定である。(1)は水が湿った砂柱(高さ20cm)の背面から浸透して行く場合である。ここでは地下水位を変えて実験を行ない、水位を高くすると、地すべりの回数が0から3回に増加した後、土石流が起きることが分かった。地すべりは、浸透水が砂柱の前面にまで到達した後に起きた。また地すべりが起きるまでの時間は水位に対して冪乗則に従い、減少した。地すべりは前駆的なクリープを伴っており、これはレーザー変位センサーで測定された。また、水槽の底面及び側面で圧力及び間隙水圧を測定したところ、地すべりが起きる前には崖直下の有効応力が他の場所に比して低くなっていることが分かった。さらに追加実験として、砂柱の高さが低い場合も行なった。その結果、水位が同じ場合でも、砂柱が高い程浸透速度が遅くなることが分かった。(2)の実験は、水が湿った砂柱の前面から浸透していく場合である。この場合では、洪水面より下の部分において侵食が起き、ノッチが形成した後、トップル型の崩壊が起きることが分かった。そしてSを変えて実験を行なったところ、ノッチの形成する速度がSと伴に増大することが判明し、これは実効的な浸透率がSに依存しているためと理解された。また、崩壊に至るまで底面および側面における圧力分布の変化は、定性的には(1)の場合と類似していることが分かった。上記の結果は、日本流体力学会、AGU Fall Meetingで発表した。本年度は、昨年度行った地下水位が上昇した時に誘発される地すべりのパラメータ依存性の実験結果の解析を行い、投稿論文の執筆を開始した。まず湿った砂の降伏応力が水の飽和度にどのように依存しているかについて解析を行った。その結果、飽和度が10-80%の間で、降伏応力が乾燥した砂の約40倍になることが分かった。さらに条件を変えた合計18個の実験について、用いた湿った砂の充填率、飽和度を再計算し、得られた動画の画像を解析して、起きた滑りの回数を分類した。その結果、水位の上昇に伴い、滑りの回数は0から2回へと増加するが、水位が砂柱の半分以上になると、地滑りではなく、全体が押される土石流に変化することが分かった。このような分類はこれまでなされていない。ただし、異なった高さの砂柱を含めた実験については、どのように整理すべきかについては現時点では結論は出ていない。次に各実験について、底面および側面で測定した圧力および間隙水圧の時系列データの解析、及びレーザー変位計による、砂柱の上面の高さの計測の時系列データを解析した。その結果、一般的な傾向として、地下水の浸透に伴って、砂柱前方の底部の全圧力が低下するにい伴い、砂柱後方の底部の圧力が増加する傾向が見られた。これは、底面における圧力測定が地滑りの前駆過程をモニタリングする上で有効であることを示している。一方でレーザー変位計データは、水の浸透に伴い、ゆっくりと圧密が進行した後、変位が指数関数的に増大する様子が分かった。次のステップとしてレーザー変位計のデータを用いて、滑りが起きた時間を定義して、パラメータ依存性を明らかにする予定である。本年度は、湿った砂(水分を一部に含むため乾いた砂よりも強度が1桁以上大きい)の直方体の柱に地下水が浸透した際に誘発される地すべりの全過程の画像、変位、圧力・間隙水圧データの詳細な解析を行った。画像は直交する3方向から同時撮影したものであり、これらを一定時間間隔で並べた図を作成して解析を行った。その結果、地すべりは必ず地下水が砂柱の通過した後に起きることが判明した。

また地下水位の上昇に伴い、地すべりの回数が0から2まで増大した後に、柱全体が水圧によって押される土石流に遷移することが分かった。実験の最中にはレーザー変位計を用いて、鉛直変位を計測を行った。変位が5mm、及び10mmを超過した時間を特徴的な時間(τ)と定義して、地下水位の関数として整理した。その結果、水位の増大の伴い、τが減少することが分かった。地下水の浸透は、非線形の拡散方程式の形で記述でき、浸透率をパラメータとして、浸透に要する時間を数値的に求めることが出来る。データと比較したところ、浸透率がk=2-5x10^-11m^2の値で、τの地下水位依存性が定量的に説明できることが分かった。一方で、浸透率の値はKozeny-Carmanの式を用いて推定することが出来る。用いた砂を球形と近似した場合の浸透率は1x10^-10m^2程度、扁平として場合だと5x10^-12m^2となる。上で求まった値はその間にあり、整合的である。また、実験の最中の底面と側面における圧力と間隙水圧の時間変化については、すべての実験について解析を行い、時間変化の様子を求めた。その結果、地すべりが起きる前に、底面における圧力が減少し、側面における圧力が増大することが判明した。これは圧力計測が、地すべりのモニタリングに有効であることを示唆している。
農山村と都市との関係を考慮した国土計画のあり方に関する研究

人口減少・少子高齢化が著しい日本の中山間地域を対象に,居住の社会的意義を定量的に明らかにするとともに,地域の自律的な維持発展を可能とする施策を検討した.主要な研究成果は以下の通りである.1)人工林や農地等を維持する優先順位を示す指標として,それが発揮する生態系サービスの価値と,維持に必要な費用との比である「人工林・農地の維持必要性」指標NOFを定義した.2)環境・社会・経済の各観点からの評価を統合した集落維持の必要性指標NODを開発し,それを用いて集落の撤退・集約を選定する方法論を構築した.3)三重県櫛田川流域圏を対象にこれら方法論を適用し,居住を中止または促進する地区の選定案を示した.本研究課題は、全国に先駆けて人口減少・少子高齢化が進み、衰退の一途を辿る可能性が高い中山間地域における居住の必要性や意義を明らかにするとともに、自律的な維持発展を可能とする新たな施策を見出すことを目的としている。23年度の研究により、維持・管理に伴い半自然資本が発揮する生態系サービスの価値(アウトフロー)とその効果を発揮させるために必要な維持・管理費用(インフロー)の比であるSocial Necessity Of Forest(NOF)指標を開発し、どの森林に人が携わるべきかの優先順位の設定が可能となった。加えて、Quality Of Life(QOL)指標とインフラ維持費用の面から住環境と行政負担のバランスによる集落の評価方法を提案できた。24年度は以上の成果を活用しながら、多目的遺伝的アルゴリズムを用いて利用を中止(撤退)する地区と促進(凝集)する地区の選定を試みている。住民のQOL向上と市街地維持費の削減を目的とし、中山間/都市地域を区別した最適化(部分最適)と全地域を一括で対象とした最適化(全体最適)を行っている。三重県松阪市・多気町に適用した結果、QOL向上には災害安全性の低い地区、市街地維持費削減には地価が低く人口あたりインフラ設備が過剰な地区、からの撤退が効果的であることを明らかにしている。また、中山間地域において老朽化した公共施設の設置を仮定し最適化した結果、集落の集約が進み、QOL向上・市街地維持費削減が達成できることを示している。さらに、NOF指標・QOL指標・インフラ維持費用の3指標を統合した集落の社会的必要性(Social Necessity of Districts: NOD)指標を提案している。それを用いて、存続を断念する集落と集約して残すべき集落を選定することで、持続可能な地域に転換していくための集落再編案決定の方法論を構築している。本研究課題は、人口減少・少子高齢化が急速に進む日本の中山間地域における居住の社会的意義を定量的に明らかにするとともに、それを生かして地域の自律的な維持発展を可能とする新たな施策を見出すことを目的とした。23年度は、森林や農地などの半自然資本が維持・管理に伴い発揮する生態系サービスの価値と効果を発揮させるために必要な維持・管理費用の比であるNOF指標を開発し、人が携わるべき森林の優先順位の設定を可能とした。加えて、Quality Of Life(QOL)指標とインフラ維持費用の面から住環境と行政負担のバランスによる集落の評価方法を提案した。24年度は、居住を中止(撤退)する地区と促進(凝集)する地区の選定を試みた。住民のQOL向上と集落維持費削減を評価指標とし、中山間/都市地域を区別した最適化(部分最適)と全地域を一括で対象とした最適化(全体最適)を行った。三重県松阪市・多気町の櫛田川流域圏に適用した結果、QOL向上には災害安全性の低い地区、市街地維持費削減には地価が低く人口あたりインフラ設備が過剰な地区からの撤退が効果的であることを明らかにした。また、中山間地域において老朽化した公共施設の設置を仮定して最適化した結果、集落の集約が進み、QOL向上・市街地維持費削減が達成できることを示した。さらに、NOF指標・QOL指標・インフラ維持費用の3指標を統合した集落の社会的必要性NOD指標を提案し、NODの高い持続可能な地域に転換していくために優先的に集約して残すべき集落の選定の方法論を構築した。25年度は、半自然資本の生態系サービスが広域的なQOLに及ぼす影響を定量評価する手法を構築した。その際、河川の流域圏などの広いエリアに影響が及ぼされるものであることに配慮した。同手法を櫛田川流域圏に適用した結果、経済機会が少ないものの、居住快適性や災害安全性に関する貢献が大きいことを明らかにした。人口減少・少子高齢化が著しい日本の中山間地域を対象に,居住の社会的意義を定量的に明らかにするとともに,地域の自律的な維持発展を可能とする施策を検討した.主要な研究成果は以下の通りである.1)人工林や農地等を維持する優先順位を示す指標として,それが発揮する生態系サービスの価値と,維持に必要な費用との比である「人工林・農地の維持必要性」指標NOFを定義した.2)環境・社会・経済の各観点からの評価を統合した集落維持の必要性指標NODを開発し,それを用いて集落の撤退・集約を選定する方法論を構築した.3)三重県櫛田川流域圏を対象にこれら方法論を適用し,居住を中止または促進する地区の選定案を示した.今年度の目標は、中山間地域が有するストックおよびフローを表現する指標を開発し、データベース化することであった。そこで、中山間地域でストックとして最も多く存在する、森林に注目し、この中の人工林ストックを対象に分析を進めた。

ケーススタディとして、三重県の松阪市を選定した。なお、ストックの把握において自然林(天然林)は後に述べる投入フローがゼロであるとして、分析の対象から外した。人工林ストックの把握には森林簿という森林の戸籍票に類似したものを利用した。一方、フローは人工林維持管理に投入される金額を定量的に算出し、人件費や建設費、機械利用費用などを詳細に算出することで、人工林維持管理にかかわるライフサイクル及び年度あたりでの費用を確認した。以上より、人工林からの発揮が期待される生態系サービスを考慮して、森林の社会的必要性(NOF)指標を開発し、ストックの量とそれに投入されるフローを定量的に示すことを試みた。NOF指標はB/Cのような費用効率性指標として構築することで、費用対効果を基にどの森林から管理をすべきかを分析することが可能となった。また、地域の住環境の質に対して、研究代表者が以前から進めている、QOL指標に基づく定量的な評価を行った。今回はアンケートを松阪市で取ることによって、都市住民および中山間地域住民の期待する住環境の差異をはかることが可能となった。加えて、都市地域、中山間地域それぞれでQOL値の高い地域と低い地域を確認し、それらを踏まえた上で現地調査による集落の状況を確認した。NOFおよびQOL指標によって、中山間地域ではこれまでに十分に議論が行われなかった、社会的に中山間地域に人が住む意味と、彼らに好まれている居住地域を明らかにすることができたことは成果として大きいと考えられる。研究計画で予定していた、中山間地域に関わるストックとフローの相互作用の検討を踏まえた中山間地域に存在する集落の「選択」「集中」と、中山間地域全体としての持続可能性向上の検討を実施しており、おおむね順調に進展していると考えられる。当初の予定通り、ストック、フローに基づいた指標を開発し、これを実地に適用を試みている。これ加えて、QOL指標適用のために新たにアンケート調査も終了しており、おおむね順調に進展していると考えられる。1)中山間集落と都市との関係を考慮した国土計画(ロードマップ)の提案23・24年度の研究成果を踏まえ、今後の日本の国土計画において、中山間地域と都市の間でフローの循環を成立可能とする方法論を検討する。まず、地理的・歴史的・文化的に一体感を有する都市と中山間地域の集合体、例えば流域圏などを単位とした計画が必要であることは言うまでもない。その上で、中山間地域を都市に従属する存在と見なす発想から脱却し、双方が得意分野(都市:工業・商業生産活動など、中山間地域:余暇、水源涵養など多面的機能)を担当し、相互に補完し合うことで互いの価値を認め合い、それに対してフローを循環させるという、対等かつ補完的な関係を前提とした計画策定が求められる。25年度は、QOL指標を用いてこの関係を表現するとともに、現状の過疎対策型の中山間政策を転換し、中山間地域の価値を都市と遜色なく評価することができる手法について検討する。それを用いて、中山間地域が国土全体に果たしている役割について描き出し、国土計画における位置づけを明確化する。2)研究成果の取りまとめおよび公表一連の研究成果について取りまとめ、国内外の学会で発表するとともに、報告書を作成・公表する。
エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるペンシル型真空紫外レーザー発振への挑戦

エキシマランプ型低ガス圧軸方向放電励起方式による真空紫外レーザー(主に,キセノンエキシマの波長172 nm)の研究において,複数の励起回路によるレーザー発振に寄与する一重項の発光特性が明らかとなった.利得測定では,一重項の発光に伴う増幅または吸収が観測されたが,本測定の問題点も明らかとなった.また,本方式による新しい紫外気体レーザーとして,拡がり角0.3 mradのN2レーザーやパルスインダクティブ放電によるN2レーザーの開発が行われた.本研究では,軸方向放電励起方式と誘電体バリア放電方式を組み合わせた新しいエキシマランプ型低ガス圧軸方向放電励起方式により,放電キャピラリープラズマをレーザー媒質としたペンシル型真空紫外レーザー(アルゴンエキシマ(Ar2*)では波長126 nm,クリプトンエキシマ(Kr2*)では波長147 nm,キセノンエキシマ(Xe2*)では波長172 nm)の発振を目的として,その基礎パラメータを明らかにする.平成25年度は,以下の3つを実施した.1,平成24年度に実施した実験の中で,高ビーム品質の気体レーザーの発振が実現可能な励起回路を開発したため,窒素(N2,波長337 nm)レーザーで発振実験を行った.本実験は,研究実施計画には記載していなかったが,本研究課題から派生した新しい課題であり.新しい気体レーザーの理解に重要であると考えられたため,実施した.本実験では,科研費で購入した紫外用ビームプロファイラを使用し,ビーム広がり角0.3 mrad(全角)が得られた.本成果は,国際会議で発表し,学術誌に論文を投稿中である.放電特性が明らかとなった為に,平成26年度に本方式を希ガスエキシマに適用する.2,前述1の開発を受け,高ビーム品質・高出力の紫外気体レーザーの開発のために,大口径放電管における均一放電の実験を行った.本実験も,前述同様重要であると考えられたため,実施した.内径14 mm,長さ30 cmの放電管において均一放電が生成可能となり,N2レーザーにおいてガウシアンビームが得られた.平成26年度に本方式を希ガスエキシマに適用する.3,研究実施計画に記載し使用を考えていた真空紫外分光器では分光測定が上手く行かなかったため,真空紫外用のファイバー分光器を科研費により購入し,測定系を製作した.現在,希ガスエキシマの真空紫外域の分光測定を実施している.エキシマランプ型低ガス圧軸方向放電励起方式による真空紫外レーザー(主に,キセノンエキシマの波長172 nm)の研究において,複数の励起回路によるレーザー発振に寄与する一重項の発光特性が明らかとなった.利得測定では,一重項の発光に伴う増幅または吸収が観測されたが,本測定の問題点も明らかとなった.また,本方式による新しい紫外気体レーザーとして,拡がり角0.3 mradのN2レーザーやパルスインダクティブ放電によるN2レーザーの開発が行われた.本研究では,軸方向放電励起方式と誘電体バリア放電方式を組み合わせた新しいエキシマランプ型低ガス圧軸方向放電励起方式により,放電キャピラリープラズマをレーザー媒質としたペンシル型真空紫外レーザー(アルゴンエキシマ(Ar2*)では波長126 nm,クリプトンエキシマ(Kr2*)では波長147 nm,キセノンエキシマ(Xe2*)では波長172 nm)の発振を目的として,その基礎パラメータを明らかにする.平成24年度は,以下の4つの実験を行った.1,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるAr2*の発光の分光特性調査を真空紫外分光器と光電子増倍管を用いて行った.希ガスエキシマの波長に対する発光強度,また発光時間波形が得られ,蛍光寿命が解析できる.2,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるArの可視域における分光特性調査をファイバー分光器を用いて行った.これは,研究実施計画には記載していなかったが実施した.発光波長から発光種を特定し,励起過程により,レーザー発振に寄与する一重項が生成されているかを検討できる.3,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるAr2*とXe2*の発光特性をそれぞれのバンドパスフィルタと光電子増倍管を用いて行った.特に,Xe2*では,高強度化を目的に,2種類の放電管と6種類の励起回路を用いて,真空紫外光の発光特性を調査した.1の実験のフォローとして計画し,1の測定やレーザー発振の実現のために必要と考えられたため,実施した.4,2本の放電管をオシレータとアンプとして用いて,Xe2*における利得の時間分解波形を調査した.オシレータとアンプを,光学素子を用いずに直接接続する方式と光学素子を用いて放電空間を切り離して接続する方式の2つの方式を試みた.利得係数から,レーザー発振可能な共振器の設計が可能なため,本実験は非常に重要である.工学平成24年度は,以下の4つの実験を行った.1,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるAr2*の発光の分光特性調査を真空紫外分光器と光電子増倍管を用いて行った.しかし,発光強度が低い,もしくは測定感度が低いために,本測定系における真空紫外光の信号をとらえることができなかった.そこで,真空紫外光の発光を確認する為に3の実験を行った.

2,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるArの可視域における分光特性調査をファイバー分光器を用いて行った.低ガス圧と高ガス圧で発光波長つまり発光種が異なり,低ガス圧で一重項が生成されていることが示唆された.3,エキシマランプ型軸方向放電励起方式によるAr2*とXe2*の発光特性をそれぞれのバンドパスフィルタと光電子増倍管を用いて行った.光路のN2パージの有無により,真空紫外光が生成されていることを観測した.10 Torr以下の低ガス圧で発光半値幅が数nsの一重項と考えられる発光を,数十から数百Torrの高ガス圧で発光半値幅が数百nsの三重項と考えられる発光を観測した.蛍光寿命の解析は現在行っているところである.本課題で提案したウォールカップル回路は,一重項の生成効率が高く有用性を示した.また,本研究成果をもとに,平成25年度に上述1の分光特性調査を再度行う予定である.4,2本の放電管をオシレータとアンプとして用いて,Xe2*における利得の時間分解波形を調査した.しかし,真空紫外光の光子エネルギーが高く,先に生じた真空紫外光がもう一方の放電空間を電離するため,このような実験系では利得の測定が難しいことがわかった.得られたデータから,何らかの補正により利得が計算できないか検討しているところである.また,1本の放電管において,共振器の反射率に依存する発光強度を測定し,そこから系全体の利得を計算する方法も検討している.平成25年度は,以下の4つの調査・実験を行う.4,波長126 nmと172 nmの高反射の出力鏡と全反射鏡を購入し,レーザー発振実験を行う.レーザー発振の実証は,出力光の増加と現在注文しているビームプロファイラによるレーザービームの観測,下記7に関連して波長狭帯域化の観測で行う.平成24年度に得られた発光の時間波形において,発光の半値幅が数nsと非常に速いため,時間狭帯域化の観測は難しいと考えられる.5,反射率の異なる複数の出力鏡と全反射鏡を購入し,反射率に依存する出力光強度を測定し,システムの利得を計算する.共振器長が放電長・利得長と対応するため,1組のミラーで利得長を変化させると,放電の条件が変化し,利得が計算できないため,反射率の異なる複数のミラーを購入する予定である.6,上述4と5の実験のために,購入物品の納品までに,平成24年度に実施した3の実験をすすめ,一重項の高強度発光が得られる条件を調査する.平成24年度は主にXe2*に関して本実験を行ったため,平成25年度は主にAr2*について調査を行う.同時に,平成24年度の結果の蛍光寿命に関する解析がまだ十分でないため,あわせて行う.7,上述6で得られた成果をもとに,平成24年度の測定ができなかった1の真空紫外分光器と光電子増倍管を用いた分光特性の調査を行う.平成25年度より,本研究に関して,企業との共同研究が開始するため,企業が有する設備(真空紫外分光器など)や技術を借り,本調査を行う予定である.平成24年度において,購入を計画し発注したビームプロファイラ(価格696千円)が,未だ納品されておらず(センサ部分の不良のため)本研究計画が遅れたため,当該年度の実績が計画より少なかった.また,本ビームプロファイラは平成25年度5月に納品予定である.平成25年度に計画している4と5の実験に関して,1枚20万円相当の真空紫外のミラーを6枚の購入を検討している.内訳は,Ar2*用の全反射鏡1枚,Ar2*用の反射率の異なる出力鏡3枚(98%,95%,92%),Xe2*用の全反射鏡1枚,Xe2*用の出力鏡1枚(98%)であり,出力鏡の波長や反射率,枚数は,メーカーや実験の実施状況により変更する場合がある.残金は,ガスや配管の部品,電気素子などの消耗品に使用する予定である.
加齢に伴う雌性繁殖・養育能力の減退改善に向けたアミノ酸栄養学の構築

多くの遊離アミノ酸が若齢期のマウスに比して中年期のマウスの子宮と卵巣で有意に高くなることが判明した。子宮と卵巣の遊離アミノ酸含量にストレスの影響は認められなかった。また、若齢期に比べ、中年期のマウスの卵子では活性酸素の増加は見られたが、卵子の質の低下は確認されなかった。妊娠期のストレス負荷群において、母体血漿の一部のアミノ酸で有意な減少が認められた。一方、ミルク中の遊離アミノ酸濃度に変化は見られなかった。授乳期におけるストレス負荷は母マウスの血漿遊離アミノ酸の多くを有意に低下させることが判明した。また、授乳期に直接ストレス負荷を受けることによりミルクの遊離アミノ酸含量に変化が認められた。老化やストレスは生活の質に影響するが、適切な栄養はこれらの効果を防ぐ手段の一つとなりうる。今日、高齢者が消費するタンパク質の量に焦点が当てられているが、個々のアミノ酸代謝の変化は十分に考慮されていない。さらに、平均寿命と健康寿命の差は、男性の場合よりも女性の方が大きい。今回の研究では、女性の健康寿命の延伸を目指すために、若年期と中年期の雌マウスを比較することにより、ストレスと加齢が代謝と情動行動に及ぼす影響を評価することとした。28日間毎日拘束ストレスを負荷した。その後に行動試験と組織のサンプリングを行った。結果として、中年期マウスの体重はストレスによって著しく低下した。新奇環境にマウスを置くオープンフィールド試験における全移動距離に加齢とストレスの効果は検出されなかった。また、高架式十字迷路を用いた不安用行動の評価と強制水泳試験を用いたうつ様行動の評価においても加齢とストレスの影響は現れなかった。高齢化は、脳におけるアミノ酸代謝と子宮および卵巣における様々なアミノ酸レベルに影響を与えた。なかでも子宮と卵巣に注目すると以下のような変化が認められた。中年期の子宮において、遊離L-Asp, L-Ser, L-Gln, L-His, L-Arg, L-Tyr, L-Val, L-Met, L-Phe, L-IleおよびL-Leuは若齢期のものよりも高かった。卵巣においても、遊離L-Asp, L-His,L-Arg, Tau, L-Met, L-Phe, L-IleおよびL-Leuは中年期で高い値を示した。結論として、中年期マウスは体重減少の点でストレスを受けやすく、脳および生殖器官のアミノ酸代謝はストレスよりもむしろ老化の影響を強く受けることが判明した。平成28年度には、次に述べる実験計画を申請した。若齢および中年期の雌ICRマウスを通常環境とストレス負荷環境で1カ月飼育する。ストレスには拘束ストレスを用い、1日当たり30分間施す。1カ月後より、1)活動飛・情動性に及ぼす影響をオープンフィールド試験で、2)抗不安行動に及ぼす影態を高架式十時迷路試験で、3)うつ様行動に及ぼす影幣を強制水泳試験で調査する。それぞれの試験を1日おきに行い、強制水泳試験終了後に、脳、子宮・卵巣ならびに血液を採取する。脳からは、海馬、視床下部、小脳などを得て、アミノ酸ならびにモノアミンの分析に供する。子宮・卵巣に関してはアミノ酸分析を行う。血液から血漿を得た後に、アミノ酸の分析を行う。アミノ酸はL型とD型のアミノ酸を分離分析できるUPLCを用いて、モノアミンはHPLCを用いて分析を行う。UPLCとHPLCは現有し、常時稼働している。L型からD型アミノ酸への変動が認められたアミノ酸に関してはそれに関わる酵素であるラセマーゼの遺伝子発視を、L型アミノ酸ならびにその代謝産物に変動が認められた場合には、関連する酵素の迪伝子発現を調査し、アミノ酸代謝制御への加齢とストレスの関与を明確にする。1)各行動指標と脳の遊離アミノ酸浪度の関係、2)子宮・卵巣の遊離アミノ酸誤度と血漿遊離アミノ酸濃度の関係を明らかにし、ストレスや加齢により変動するアミノ酸を明らかにする。これらの実験の重要部分に関しては既に論文として公表した。また、母乳遊離アミノ酸濃度に対するストレス負荷や飼料アミノ酸の影署について検討を行うと共に母マウスの養育行動を調査するとも申請したが、研究は終了し現在論文を投稿中である。これらの成果を基に、当初の計画以上に進展したと判断した。酸化ストレスによるミトコンドリアの損傷とその機能の低下が、卵子の質も下げると考えられている。また、3-ニトロプロピオン酸(3-NPA)はミトコンドリアの神経毒であり、酸化ストレスを増加させ加齢を促進させることが知られている。そこで、主に卵子の質という観点から、加齢が生殖機能に与える影響を調べ、また、3-NPAの投与による雌マウスの生殖機能や身体機能の変化を探ることを目的とした。C57BL/6Jマウスの若齢期(7週齢)、中年期(8ケ月齢)において活性酸素種(ROS)と卵子の質を免疫蛍光染色によって観察した。卵子の質は、紡錘体の乱れや染色体の配置の変化を確認した。また、3-NPAを若齢期と中年期のマウスに投与し、酸化ストレスにより卵子の質がどのように変化するかを確認した。次いで、若齢期マウスの急激な加齢モデルとして高濃度の3-NPAの投与の影響を調査した。生殖機能におけるアミノ酸代謝の変化をUPLCで分析した。また、抗酸化酵素のmRNA発現をqRT-PCRを用いて調べ、酸化ストレス増加の指標とした。

若齢期に比べ、中年期のマウスの卵子では活性酸素の増加は見られたが、卵子の質の低下は確認されなかった。そこで、3-NPAの投与により酸化ストレスを増加させると、若齢期および中年期のマウス共に、3-NPAの濃度依存的に卵子の質の低下割合は増加した。高濃度の3-NPAを投与すると、アミノ酸代謝に変化を生じたことから、3-NPAがミトコンドリアに影響を与え、代謝に乱れを生じさせた可能性が考えられた。また、線条体と子宮においてカタラーゼのmRNA発現が増加したことから、酸化ストレスの上昇が確認された。生殖器では子宮のみに遺伝子発現の変化が認められたため、酸化ストレスは生殖器官間で異なる影響を及ぼす可能性が示唆された。多くの遊離アミノ酸が若齢期のマウスに比して中年期のマウスの子宮と卵巣で有意に高くなることが判明した。子宮と卵巣の遊離アミノ酸含量にストレスの影響は認められなかった。また、若齢期に比べ、中年期のマウスの卵子では活性酸素の増加は見られたが、卵子の質の低下は確認されなかった。妊娠期のストレス負荷群において、母体血漿の一部のアミノ酸で有意な減少が認められた。一方、ミルク中の遊離アミノ酸濃度に変化は見られなかった。授乳期におけるストレス負荷は母マウスの血漿遊離アミノ酸の多くを有意に低下させることが判明した。また、授乳期に直接ストレス負荷を受けることによりミルクの遊離アミノ酸含量に変化が認められた。筋力、記憶力、妊娠機能などは加齢に伴い低下することが認められている。更に、現代社会における高齢出産の機会の増加により、不妊率や妊娠・出産の際に母子共々にリスクが上昇することが問題視されている。これらを引き起こす要因の一つには、酸化ストレスが挙げられる。酸化ストレスによるミトコンドリアの損傷とその機能の低下が、卵子の質も下げると考えられている。また、3-ニトロプロピオン酸(3-NPA)はミトコンドリアの神経毒であり、酸化ストレスを増加させ加齢を促進させることが知られている。しかし、生殖機能への影響に関してはまだ解明されていない点も多い。一方、前年度の研究より生殖器官のアミノ酸代謝はストレスよりもむしろ老化の影響を強く受けることが判明した。そこで、本年度では、主に卵子の質という観点から、3-NPAの投与による雌マウスの生殖機能や身体機能の変化を探ることを目的とする。C57BL/6Jマウスの若齢期(7週齢)、中年期(8ケ月齢)において活性酸素(ROS)と卵子の質を免疫蛍光染色によって観察する。卵子の質は、紡錘体の乱れや染色体の配置の変化を確認する。また、3-NPAを若齢期と中年期のマウスに投与し、酸化ストレスにより卵子の質がどのように変化するかを確認する。次いで、若齢期マウスの急激な加齢モデルとして高濃度の3-NPAの投与の影響を調査する。生殖機能におけるアミノ酸代謝の変化をUPLCで分析し、身体機能への影響をローターロッド試験により調べる。また、抗酸化酵素のmRNA発現をqRT-PCRを用いて調べ、酸化ストレス増加の指標とする。栄養制御学
ヒト網膜のメラノプシンの遺伝子多型およびその機能的役割の解明

網膜にあるメラノプシンを含む神経節細胞(mRGC)は、錐体や桿体以外に発見された新たな視細胞として、光の非視覚的作用(概日リズムの光同調、瞳孔の対光反応など)に関連している。現在、ヒトのメラノプシンにはいくつかの一塩基多型が存在するが、光の非視覚的作用との関係はよくわかっていない。本研究で、アミノ酸置換を引き起こす領域rs1079610(T3941)の一塩基多型が瞳孔の対光反応と関連していた。llx以下の低照度条件ではC+群(CICとCIT)の瞳孔径はTIT群に比べて有意に大きく、30001xと60001xの高照度条件ではC+群の瞳孔径はTIT群に比べて有意に小さいことがあきらかとなった。ヒトの網膜には、メラノプシンという光感受性のある視物質を含む神経節細胞(mRGC)があり、生体リズムの光同調や瞳孔の光調節反応といった光の非視覚的作用に寄与していることが知られている。このメラノプシン遺伝子(OPN4)にはいくつかの一塩基多型(SNP)があるが、遺伝子型の違いが光に対する生理反応に影響を与えるかどうかは知られていない。本研究は、アミノ酸置換を引き起こす領域の一塩基多型(rs107961)と瞳孔の光調節反応の関係を明らかにすることを目的とした。第1実験では、健康で色覚異常のない日本人大学生の男女193名に対して、白色蛍光灯を用いた室内照明下で15lxの薄明視と1000lxの明所視における瞳孔面積を測定した。その結果、C/C遺伝子型群(n=7)はT/T遺伝子型群(n=130)に比べて15ルクス時の瞳孔面積が有意に大きかった。しかし、1000ルクス時の瞳孔面積には遺伝子型間で有意な差がなかった。この結果から、光に対する瞳孔反応は照度によって異なる可能性が示唆された。そこで第2実験では、実験1の被験者の中から93名を対象に、明るさを6条件(1lX、10lx、100lx、1000lx、3000lx、6000lx)に増やして瞳孔面積を測定した。その結果、Cの遺伝子をひとつでも持つ群(C/C群とT/C群)はTT群に比べて、1lxの低照度時では瞳孔面積が有意に大きく、3000lxと6000lxの高照度時では反対に有意に瞳孔面積が小さいことがわかった。以上の結果より、メラノプシン遺伝子多型が瞳孔調節反応に影響を及ぼしており、その影響は照度によって異なることが示唆された。ヒトの網膜には、メラノプシンという光感受性物質を含む神経節細胞(mRGC)があり、生体リズムの光同調や瞳孔の対光反応などの光の非視覚的作用に寄与している。このメラノプシンの遺伝子(OPN4)にはいくつかの一塩基多型(SNP)があるが、光に対する生理反応との関係については知られていない。我々は1年目の研究で、アミノ酸置換を引き起こす領域の一塩基多型(rs107961)と瞳孔の対光反応に関連があることを明らかにした。そこで、2年目の実験では、瞳孔以外の指標として、光によるメラトニンの分泌抑制に着目した。照明条件は10001xと40001xの2条件であった。被験者は10001x条件では、T/T遺伝子型群が23名、C/T遺伝子型群が16名であった。40001x条件では、T/T遺伝子型群が16名、C/T遺伝子型群が16名であった。実験当日は夜間にDimlight(<15lux)の部屋で4時間過ごし、その後2時間の光曝露を行った。実験中は1時間ごとに唾液採取を行った。唾液中のメラトニン濃度の測定はRIA法で行った。照度(2水準)、時刻(3水準)、遺伝子型(2水準)を要因とする3元配置の分散分析を行った結果、照度の主効果(p<0.001)と時刻の主効果(p<0.001)が認められたが、遺伝子型の主効果は見られなかった。また、どの要因間の交互作用も認められなかった。照度の影響について、メラトニン抑制率は10001x条件より40001x条件で有意に大きかった。時刻の影響は、曝露時間が長いほどメラトニンの抑制率は大きく、曝露3時間後で最も大きかった。本実験で、遺伝子型の違いがメラトニンの光抑制には認められにくいことが分かった。

メラトニンの抑制率は個体差が大きく、日中の光曝露履歴などの影響も受けることが知られている。また今回の実験ではC/C型の被験者を確保することができなかった。これらの点を考慮した研究が今後必要であることがわかった。
不干渉原則の現代的機能

本年度は、干渉に関する20世紀の国家実行および学説を調査し、その結果をもとに、干渉の現代的機能についての検討を行った。調査結果の分析から、以下の点が明らかになった。第一に、国家実行においては、一国での内乱に対する、他国による軍事力の派遣の禁止という一般規則の存在は19世紀以来確認することができる。スペイン内戦においては、軍事力の直接の派遣を越えて、戦争における中立国に類比的な義務を他国に課す傾向も見出された。他方、内乱以外の強制一般については、20世紀前半までにおいて一般国際法を基礎付ける国家実行は確立しているとはいえず、強制は、客観国際法の規律の埒外にある「自由」ないし「欠缺」領域にあると考えられた。「不干渉原則」は、このような強制に関する「自由」ないし「欠缺」を、強制の一般的禁止という客観国際法規則によって規律するために、20世紀前半にオッペンハイムやフェアドロスといった国際法学者が、既存の実定国際法規則を基礎に国際法秩序を体系化するという学説の法的機能を実践することによって導出されたものであったことが、学説の検討から明らかになった。しかし同時に学説は、このようにして形式的には強制を客観法によって包摂する一方で、不干渉原則の概念の不確定性や、国家間の権限の競合といった仕組みを導入することによって、実質的には、強制についての「自由」・「欠缺」領域を保存していたことも明らかになった。つまり、「不干渉原則」は、国家実行に基礎付けられた客観国際法が強制について欠如するなかで、強制の問題を客観国際法によって包摂すると同時に、実質的には、強制に関する国家の自由を残存させるという機能を担っていることが明らかになった。本研究は、国際法の基本原則の一つである不干渉原則の国際法における地位を明らかにすることを目的とする。平成18年度は、まず、不干渉原則の歴史的構造の解明のための史料収集及び分析を行った。具体的には、国際連合憲章制定会議やジュネーブ条約追加議定書の起草過程に関する交換文書を購入し分析するとともに、英国国立公文書館において、19世紀から20世紀半ばにかけての、干渉に関する外交史料の収集を行った。検討の結果、明らかになったことは、第一に、19世紀において、不干渉原則が国際法上確立された際に、干渉として念願に置かれていたのは、他国の内戦に際して、軍隊を派遣し当該内戦の帰趨に影響を与えようとする行為であったということである。言い換えれば、今日干渉として理解されている、他国の意思の強制については、十分な国家実行は存在しえなかったということが明らかになった第二に、20世紀以降においても、引き続き内戦へ軍隊の派遣が不干渉原則の主要問題であるとの理解を見出すことが可能であることが明らかになった。例えば、友好関係原則宣言の起草過程において、英国が重視していた点の一つは、内戦に際して既存政府の要請に基づいて軍隊を派遣する権利を留保することであった。したがって、国際法上の不干渉原則についての史料の検討からは、干渉=強制という現在の一般的理解は、国家実行上は考えられているよりも歴史が浅く、その地位についてもそれほど確固としたものではない可能性が示唆された。