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マウスの心肺停止を用いた全脳虚血に対するフルオキセチン投与長期予後の検討

うつ病の治療薬であるセロトニン再取り込み阻害薬には、神経保護作用、神経新生作用があると指摘されており、脳梗塞後の神経障害を軽減する可能性がある。しかし、心停止後の脳障害に対する効果については明らかではない。また、実験的に短時間は神経保護作用を認める薬剤でも、長期的には保護作用を有さない場合がある。我々はマウスの心肺停止モデルを用い、セロトニン再取り込み阻害薬の一種であるフルオキセチンの長期的神経保護作用の有無について検討した。フルオキセチンは心肺蘇生7日後までは神経細胞の減少を軽減したが、14日後ではその効果は消失していた。しかし、新生神経細胞の増加を認め、記憶力の障害が抑制された。マウスにおける心肺停止モデルにおいて、セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)の一種であるFluoxetine 10 mg/kgは蘇生後3日目における脳障害を軽減する。本研究の初年度の目的は同薬剤投与によって、蘇生後脳症の神経再生作用を考慮した長期予後が改善するか否かを確認する事である。Fluoxetine 10 mg/kg投与による神経保護作用を、心肺停止時間7分30秒、心肺停止中の頭部温37°Cで検討した。蘇生7日後に、組織学的検査、行動学的検査を施行した。麻酔方法の違いを考慮し、麻酔方法をセボフルラン麻酔群もしくはペントバルビタールとフェンタニルの合剤を腹腔内投与する群の2群で比較した。組織学的検査は、残存神経細胞数(NeuN)、マイクログリア浸潤の程度(IBA1)について、海馬、線条体を免疫染色し、評価した。蘇生7日後の生存率は73%で、麻酔方法による差は認めなかった。神経障害の程度は、セボフルラン麻酔で海馬、線条体ともに有意に少なく、セボフルランは海馬におけるマイクログリアの浸潤を抑制した。fluoxetineの神経保護作用は、障害の多い静脈麻酔薬群の線条体でのみ確認できた。次に、同様の方法で14日後の神経保護作用を評価した。麻酔方法、fluoxetineの神経保護作用に関しては7日後とほぼ同様の結果を得たが、生存率は28.6%と低く、統計学的検討は困難であった。今後の研究を施行するにあたって、生存率の向上が必要となると判断し、心肺停止時間を7分に短縮し、実験を継続中である。マウスにおける心肺停止モデルにおいて、セロトニン再取り込約阻害薬(SSRI)の一種であるフルオキセチン(10mg/kg)は蘇生後3日目における脳障害を軽減する。本研究の目的はその長期予後について検討することである。25年度蘇生14日後の生存率が低く、それ以降の研究を施行するに当たり再度実験モデルを検討する必要があった。このため、麻酔方法、虚血時間などを変更することで、脳障害を誘発し、かつ生存率が最低40%以上になる方法を模索した。26、27年度前半は実験モデルの検討を継続し、蘇生14日後の生存率が目標値に達する方法を確立した。その後、蘇生7日、14日後の脳障害にフルオキセチンが与える影響を検討した。フルオキセチン群もしくはコントロール群の2群に分けたマウスに心肺停止の後蘇生を行い、循環再開30分後にフルオキセチン10mg/kgまたは生理食塩水を腹腔内投与した。蘇生7日後または14日後に行動機能評価を行い、その後脳組織評価を施行した。組織評価では虚血後14日後には、7日後まで認めていた線条体における残存神経細胞の温存効果は消失していた。しかし、フルオキセチン群では受動的回避試験において、蘇生14日後に有意に記憶機能の回復を認めたのに対し、コントロール群では、回復を認めなかった。また、蘇生14日後の組織評価において、新生神経細胞の指標となるdoublecortin陽性細胞数がフルオキセチン投与によって有意に増加していた。これは、虚血後一回投与したフルオキセチンが神経新生を促進させた可能性を示唆する。今後は、今回確認した記憶機能の回復と神経新生の関連について、また、フルオキセチンがこれらの作用を招く機序について検討していきたい。2015年後半は実験室の耐震工事のため、実験実施場所の引っ越しが行われ、安定した結果を導く実験は不可能だった。マウスの心肺停止モデルにおいて、セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)の一種であるフルオキセチン投与は蘇生後3日における脳障害を軽減する。本研究の目的はその長期予後について検討することであった。27年度までの研究結果として、組織評価に関しては、蘇生後14日時点で7日後まで認めていた線条体の神経細胞温存効果は消失していた。しかし、フルオキセチン投与により、新生神経細胞の指標となるdoublecortin陽性細胞数の増加を認め、また受動的回避試験において記憶機能の回復を認めた。28年度はこのフルオキセチンの保護効果が、神経炎症抑制作用から導かれるものか、また、フルオキセチンの神経新生作用はFGF-2もしくはBDNFの発現を介したものであるかを検討する事であった。前年度と同様のモデルを用い、フルオキセチン投与群と生理食塩水群2群に対し、蘇生後6時間、24時間、7日後の海馬組織のIL-1b,IL-6,TNFα,FGF-2,BDNFを測定した。IL-1bは7日後まで増加傾向を認めたが、IL-6,TNFα,FGF-2,BDNFに関しては蘇生24時間後にピークを迎え、その後減少傾向であった。

組織評価では海馬内へのマイクログリアの浸潤は虚血3日以降にさらに増加する傾向にあったが、炎症性サイトカインは早い段階で減少した。また、これらの炎症性、神経新生に関与するタンパクの増加はフルオキセチンによって影響を受けなかった。うつ病の治療薬であるセロトニン再取り込み阻害薬には、神経保護作用、神経新生作用があると指摘されており、脳梗塞後の神経障害を軽減する可能性がある。しかし、心停止後の脳障害に対する効果については明らかではない。また、実験的に短時間は神経保護作用を認める薬剤でも、長期的には保護作用を有さない場合がある。我々はマウスの心肺停止モデルを用い、セロトニン再取り込み阻害薬の一種であるフルオキセチンの長期的神経保護作用の有無について検討した。フルオキセチンは心肺蘇生7日後までは神経細胞の減少を軽減したが、14日後ではその効果は消失していた。しかし、新生神経細胞の増加を認め、記憶力の障害が抑制された。安定した実験環境が整い次第、それまでの実験結果の確証を得るため、また作用機序の解明のために、BDNFの測定、セロトニンレセプター阻害薬投与後の結果などを検討する。脳虚血蘇生後14日の生存率が低いため、脳の組織的、機能的な経時的変化を評価するまでの検討が出来なかった。2015年度後半は実験室の耐震工事のため、実験実施場所の引っ越しが行われ、安定した結果を導く実験は不可能であった。前年度までに得られた結果の確証を得るため、また作用機序の解明のために、セロトニン阻害薬投与後の結果を検討する。蘇生後14日目の生存率を上昇させ、かつ脳障害を生じる心肺停止時間を検討しなおしたうえで7日、14日後の脳障害の程度、神経再生について検討する。
電荷不均化状態を基底状態とする酸化物からの新規高出力耐熱性熱電材料の創製

電荷不均化状態[Ba(Bi^<3+>_<1/2>Bi^<5+>_<1/2>)O_3にあるBaBiO_3においてBiサイトの一部を磁性イオンで置換したBa(Bi_<0.8>M_<0.2>)0_3(M=Ce、Nd、Eu、あるいはFe)なる組成の焼結体試料を、金属酸化物および金属炭酸塩を出発原料に用いた固相反応法で作製し、電気伝導率およびゼーベック係数の温度変化を測定した。いずれも単一相試料が合成され、置換量x=0.2で単位胞体積を比較するとCe置換体はBaBiO_3よりも大きく、Nd置換体は同程度であり、Eu、Feの順に単位胞体積は小さくなった。電気伝導率の温度変化からいずれも半導体的電気伝導を示すことが判明し、Fe置換により電気伝導率は向上するが、NdおよびEu置換体の電気伝導率はBaBiO_3のそれと同程度、Ce置換体は著しく電気伝導率が低下した。前3者は温度変化からスモールポーラロンのホッピング伝導を示すことが示唆され、Ce置換体はバリアブルレンジホッピング(VRH)伝導を示すことが示唆された。試料中でCeイオンの価数が4+であり、系にランダムネスが導入されているためVRH伝導を示すと推測している。BaBiO_3、およびNd、Eu、Fe置換体ではゼーベック係数の測定により、室温から1000Kまでp型の電気伝導を示すことが確認された。前3者は同程度のゼーベック係数(例えば500Kで400μVK^<-1>程度)であったが、Fe置換体ではゼーベック係数が著しく減少した(例えば500Kで30μVK^<-1>程度)。Ce置換体では700K付近までゼーベック係数は負であり(例えば500Kで-80μVK^<-1>、それ以上の温度では正であった。電気伝導率やゼーベック係数を1.5Tの磁場中でも測定したが現時点で磁場による顕著な変化は見られていない。バリウムとビスマスの複合酸化物の一つであるBaBiO_3においては、BiイオンはBi^<3+>とBi^<5+>が1:1で共存し、さらに規則配列する[Ba(Bi^<3+>_<1/2>Bi^<5+>_<1/2>)O_3]。この特異な電子状態を生かした、新規高出力耐熱性熱電材料の創製を目指している。理想組成のBaBiO_3は絶縁体である。そこで、BiをInで置換したBa(Bi_<1-x>In_x)O_3でp型熱電材料を、Sbで置換したBa(Bi_<1-x>Sb_x)O_3でn型熱電材料の創製を狙い、置換に伴う結晶構造、電気伝導性の変化を調べた。試料は金属酸化物および炭酸塩を用いた固相反応法で合成した。粉末X線回折で相の同定を行い、電気伝導率、ゼーベック係数の測定を空気中、300K1000Kの範囲で測定した。In置換系では、置換量x=0.1で結晶系が単斜晶系から正方晶系へと変化し、置換によって少なくともBi^<3+>とBi^<5+>の規則配列状態が崩壊することが分かった。電気伝導率の温度変化から試料は全て半導体的電気伝導を示し、ゼーベック係数は正であることから目的どおりp型の材料が得られたことが分かった。電気伝導率とゼーベック係数から出力因子を算出したところ、10^<-5>Wm^<-1>K^<-2>のオーダーであった。x=0.04の試料は700°Cで極大を示した。Sb置換系では単一相試料の合成が極めて困難で、現時点では900°C、48h加熱によって焼結することにより最も良質の試料が得られている。x=0.2で結晶系の変化が観測されたが、X線回折ピークの半価幅の広がりが著しく結晶系の特定には到っていない。ゼーベック係数は全て正の値を示し、目的に反しp型の材料が得られたことが分かった。置換量依存性は殆ど見られなかった。試料中でBiイオンと同様SbイオンがSb^<3+>とSb^<5+>の共存という電荷不均化状態にあることが原因の一つとして考えられた。

前3者は温度変化からスモールポーラロンのホッピング伝導を示すことが示唆され、Ce置換体はバリアブルレンジホッピング(VRH)伝導を示すことが示唆された。試料中でCeイオンの価数が4+であり、系にランダムネスが導入されているためVRH伝導を示すと推測している。BaBiO_3、およびNd、Eu、Fe置換体ではゼーベック係数の測定により、室温から1000Kまでp型の電気伝導を示すことが確認された。前3者は同程度のゼーベック係数(例えば500Kで400μVK^<-1>程度)であったが、Fe置換体ではゼーベック係数が著しく減少した(例えば500Kで30μVK^<-1>程度)。Ce置換体では700K付近までゼーベック係数は負であり(例えば500Kで-80μVK^<-1>、それ以上の温度では正であった。電気伝導率やゼーベック係数を1.5Tの磁場中でも測定したが現時点で磁場による顕著な変化は見られていない。
各種味覚障害モデル動物の味蕾の組織学的変化に関する定量的研究

今後ますます社会の高齢化がすすむことで、味覚障害は感覚器障害の重要な一部を占めるようになるであろうことが予想される。しかしながらこの方面の研究は、聴器あるいは視器などの他の感覚器領域に比べて、著しく不足しているのが現状である。今回主に検討を行ったのは、高齢者の味覚障害の原因として圧倒的に多い、薬剤牲味覚障害に関してである。薬剤牲味覚障害の原因は、薬剤のもつ金属キレート作用による亜鉛代謝異常であると推測されてきた。今回、金属キレート作用をもつ抗生剤としてよく知られるテトラサイクリンを用いて、その薬剤牲味覚障害のモデル動物を作製した。この方面の研究は国内外ともに未開拓の分野であり、特にこのようなin-vivoの実験は報告されていない。作製した味覚障害動物を用いて、茸状乳頭の変化を走査電顕にて検討した。味覚障害の動物モデルとしては以前から亜鉛欠乏ラットが知られており、その走査電顕所見と対比した。茸状乳頭の味孔の変化は亜鉛欠乏性ラットと共通の所見が多かったが、亜鉛欠乏ラットに比べ、より軽いものであった。現在透過電顕にて検討を追加している。また口腔の局所疾患による味覚障害も高齢者で有意に増加する。口腔の炎症性変化による舌の変化を検討するため、舌深部の炎症性変化とそれにともなう舌表層の変化に関しても検討を行った。舌深部の炎症は舌表層の所見に有意の変化を生じさせた。その部位は舌の前方部分が顕著であり、糸状乳頭の数を減少させ、かつその長さを増加させた。この動物モデルの味覚機能と味乳頭の変化に関して現在検討中である。今後聴器障害や視器障害と同様に、重要な感覚器障害である味覚障害に関する基礎的研究が十分顧みられるべきである。このことは、特にきたるべき高齢化社会におけるquality of lifeの面からも、重要なことであろう。I.舌炎動物における検討(舌組織変化)ウイスター系ラットを使用し、エンドトキシンの舌体部組織内への注入を行い、舌内部における炎症による舌表面の変化の検討を行っている。使用動物数は炎症動物計80匹。それらにおいて、エンドトキシン0.1mg,0.5mg,1mg,50mg,および100mgの注入、および生食のみの注入を行い、3日後の舌の糸状乳頭、味乳頭、粘膜下組織の厚さ、浸潤細胞数について、その組織学的変化を定量的に検討中である。II.HRPの舌体部注入による三叉神経節、膝神経節、舌咽神経節における陽性細胞の検討ウイスター系ラット30匹を使用し、HRPを舌体部組織内へ注入し、上記の各神経節における陽性細胞を検索中である。HRP注入後35日での検討では三叉神経節に陽性細胞を見出している。膝神経節および舌咽神経節に関しては、今後検索を予定し、舌の知覚に関する神経節細胞の分布と味覚に関する神経節細胞の分布を明らかにし、味覚障害動物における、それらの分布の変化と比較検討を行う予定である。I.舌炎ラットにおける舌体部の舌乳頭の変化に関する検討ラット舌体部の筋層内へのエンドトキシン注入により、舌炎を惹起し、舌体部を中心として、糸状乳頭および茸状乳頭の変化を検討した。H-E染色による光顕レベルの観察で、糸状乳頭の数、長さ、粘膜下組織への炎症細胞浸潤の程度、粘膜上皮の肥厚の程度を検討した。

エンドトキシン注入動物においては、糸状乳頭の長さおよび数が、有意に減少する結果が得られた。また粘膜組織の厚さも有意に増大し、浸潤細胞の増加も見られた。しかし味蕾の存在する茸状乳頭に関しては、その数や形態に、有意の変化は認められなかった。現在、走査電顕により、糸状乳頭および茸状乳頭を含めた、舌表面の微細構造の変化を検討中である。II.薬剤性味覚障害ラットの作製と、その舌乳頭の変化に関する検討。薬剤性味覚障害は、味覚障害患者の原因として最も多いものであり、その病態に関する検討は重要である。現在までの実験で、ラットにテトラサイクリンを腹腔内投与することで、約30%の動物に味覚障害を惹起することに成功した。これらの動物の味覚は、休薬によりその多くが改善を示した。これらの動物の血清亜鉛値や、舌粘膜の組織中亜鉛量はかならずしも減少しておらず、薬剤の持つ亜鉛キレート作用のみで、この味覚障害を説明することは難しい。現在、舌体部表面の微細構造を走査電顕にて検討中である。また有郭乳頭および葉状乳頭に関して、光顕および透過電顕にて検討を予定している。以上、I)II)の結果に関し、平成8年5月の日本耳鼻咽喉科学会にて発表を受領されている。
言語器官の中核を担う統語システムの更なる最小化・単純化及びその解明を目指して

平成30年度は、Chomsky (2015)の枠組みで提案された対併合の有用性を検証した。まず、Epstein, Kitahara, and Seely (2016)によって明らかにされたChomsky (2015)で提案された対併合に関する矛盾点を概観し、Epstein, Kitahara, and Seelyとは異なる解決案を提示した。具体的には、Chomsky (2015)を精査し、仮定されていた規則の適用順序の通りに派生を見ると、label付けがなされる段階ではRはv*に対併合していないため、Rはコピーではなく、Rそのものがそこに存在している。よってR自体が派生したphaseとして作動しているので、Chomskyが主張しているようにlabel付けが成される際にコピーである要素はLabeling Algorithmにおいて見えないということになると主張した。その上で、bridge verb構文については別の提案をしている。すなわち、規則の適用順序は自由であり、対併合がlabel付けの後に起こる場合は他動詞文を生成し、目的語要素が移動する前に対併合が起こる場合はbridge verb構文などを生成すると主張した。またこの分析は日本語の受動文や使役構文にも応用でき、形態的には同じだが統語構造的には異なる3つのタイプの受動文や使役文の述部構造に対して新しい提案を提示した。これらの研究成果は、2018年8月(於:国立国語研究所)、9月(於:コネチカット大学)、12月(於:UCLA)に発表した。また現在Chomsky, Gallego, and Otto (2019)の枠組みで対併合を捉え直す研究を北原氏(慶應義塾大学)、大宗氏(関西外国語大学)、大石氏(東北学院大学)らと協同で進めている。本研究課題の進捗状況としては、やや遅れていると言える。理由は所属する大学の大規模な改革に深く関わっており、予想以上に校務に時間を取られてしまっているためである。研究実績の概要で触れた研究プロジェクト以外にthat-trace効果に関する研究も行う予定であったが、2019年度以降に持ち越しとした。Chomsky, Gallego, and Ottoの論文も2019年に入って新たにアップデートされた論文がLingBuzzに掲載され、旧バージョンと合わせて現在その論文を慶應義塾大学言語文化研究所での研究会を中心に精読・ディスカッションし、理解を深める作業を行っている。2019年度は、LingBuzzに新たにアップされたChomsky, Gallego, and Otto (2019)の枠組みで対併合を捉え直す研究プロジェクトを引き続き進める。また2018年度に実施できなかったthat-trace効果に関する研究を2019年度中に行う。対象としている現象が形態音韻論とも関係するため、形態音韻論の研究にも目を向け、対併合の姿を形作る。2020年度は、それらの研究結果をもとに、更に理解を深め、対併合に関する研究論文を専門誌に投稿する。

対象としている現象が形態音韻論とも関係するため、形態音韻論の研究にも目を向け、対併合の姿を形作る。2020年度は、それらの研究結果をもとに、更に理解を深め、対併合に関する研究論文を専門誌に投稿する。進捗状況にも記載したが、校務が予想以上の業務量となり、研究にかける実質的時間を奪われたことが大きな理由である。そのため予定していた研究プロジェクトの一部も次年度に繰り越している。よってその研究プロジェクトのために次年度に使用する。
発達段階に応じたキャンププログラムの開発

本研究では、1過去の研究、2実際のキャンプ場面、の両方の観点から発達段階に応じた自然体験活動の意義及び特徴を検討した。「先行研究の整理」及び「自己概念の変容」に関する調査から、キャンプ参加者の年齢段階の違いが結果に影響を与える可能性が示唆された。「キャンプの学び」に関する調査では、小学生は、これまでの自分と比較し新たなことが出来るようになった「自分の成長」を学びとして捉えているのに対し、大学生は、自分はどのような人間であるのかという「自己認識の深まり」を学びとして捉えていた。今後、より詳細に各年代の学びの構造や特徴等について検討し、各発達段階に応じたキャンププログラムの開発につなげていきたい。本研究の目的は、過去の研究及び実際のキャンプ場面から、発達段階に応じた自然体験活動の意義及び特徴を探り、年齢段階に適したモデルプログラムを開発することである。そこで本研究では、文献研究の手法として客観的指標を用いたシステマティックレビュー(メタ分析)を行い、客観的なレビューを行うと共に、これまで量的評価に偏りがちだったキャンプにおける教育効果の測定を、量的評価(アンケート調査)及び質的評価(インタビュー調査)の両面から検討を行うところが特徴的である。1年目である平成25年度は、キャンプに関する研究を整理するために、これまで国内における青少年を対象とした自然体験活動(主にキャンプ)研究をレビューし、「小学生」、「中学・高校生」、「大学生」の年齢段階ごとに、キャンプの教育効果を整理した。特に、教育効果の中でも、参加者の“自己概念の変容"について焦点を当て、客観的指標を用いたシステマティックレビューを行い、年齢ごとの教育効果の特徴について明らかにした。その結果、キャンプにおける自己概念の変容は、小学生年代おいて、比較的大きな効果を得ていることが明らかとなった。現在、研究成果については、発表及び投稿の準備を進めている状況である。2年目である平成26年度は、実際のキャンプ場面において、各年齢段階の被験者(1小学生、2中学・高校生、3大学生)のうち、大学生を対象に自己概念の変容について調査を行った。調査対象者は、平成26年度9月末に実施された、T大学共通体育集中授業「キャンピング」に参加した大学生21名(男性12名・女性9名)であった。調査には自己成長性検査を用いて、キャンプ直前・キャンプ直後・キャンプ2ヵ月後の計3回、アンケート調査を実施した。その内、データに不備の無かった18名を分析対象として、教育効果を年齢別に比較した。また、実習後に「キャンプで学んだこと」というテーマでキャンプにおける“学び"に関する質的データを収集し、それぞれの年齢によってどのような特徴があるのか検討した。大学生年代における自己成長性の変容を、一要因分散分析を用いて分析した結果、下位因子である「自信と自己受容」において、キャンプ直後に有意に向上し、キャンプ2ヵ月後に低下するという結果となった。一方、合計得点及び「達成動機」、「努力主義」、「他者からのまなざし」において、キャンプ前後及びキャンプ2ヵ月後において有意な変化は認められなかった。実習後のレポート記述には「今の自分のままでも、知らない人とチームを組んでも大丈夫なんだと自信が強くなった」などの記述が見られた。見ず知らずの学生同士が集まり、1つのグループとして深い関係性を築くことが出来た経験が、自己に対する自信や受容感を高める機会になったのではないかと考える。しかしながら、データの不備等で当初予定していたサンプル数よりも少なくなってしまったため、平成27年度にも引き続き同様の調査を実施する必要があると考える。平成27年度においては、平成26年度の調査で実施できなかった、もしくは被験者数が少なく十分な分析が実施できなかった調査について、追加のデータ収集を行った。各年齢段階の被験者(1小学生、2中学・高校生、3大学生)のうち、小学生約50名、大学生約20名に対して、キャンプ直前、キャンプ直後、キャンプ2ヵ月後の計3回、自己成長性検査を用いたアンケート調査を実施した。平成26年度に実施した調査と合わせて、小学生49名、大学生43名から回答を得ることができた。現在、統計的な分析を行い、平成25年度に実施したシステマティックレビューの結果との比較検討を行っている。また、それぞれの被験者に対して、キャンプで学んだことについて自由記述で回答を求め、“キャンプにおける学び"に関する質的なデータを収集した。自由記述より得られた“キャンプにおける学び"の内容を暫定的ではあるが「自己認識」「他者関係」「自然認識」「技術習得」「その他」の5つのカテゴリーに分類した。平成27年度が研究の最終年度であったが、実際のキャンプ場面での調査が進まず、本年度までにモデルプログラムの作成には至らなかった。調査が予定通りに進まなかった理由として、平成27年4月に研究代表者が所属機関を異動したことに伴い、学内業務と調査スケジュールの調整が上手くいかず、予定していた調査を実施することができなかった。本研究の目的は、過去の研究及び実際のキャンプ場面から、発達段階に応じた自然体験活動の意義及び特徴を探り、年齢段階に適したモデルプログラムを開発することであった。平成28年度は、主となる課題「発達段階に応じたキャンプ効果の比較」について検討するために、小学生・大学生年代のキャンプ参加者を対象に、量的及び質的手法を用いて教育効果の評価を実施した。

量的評価では、キャンプ参加者の「自己概念の変容」について、年齢段階毎に検討を行った。質的評価では、キャンプ終了後に「キャンプに参加して学んだこと」に関する自由記述データを収集し、年齢段階毎に検討を行った。その結果、「自己概念の変容(量的評価)」については、自己概念(自己成長性)の下位因子において、小学生年代と大学生年代では、変容が認められる因子に若干の違いが認められた。また、「キャンプの学び(質的評価)」については、抽出された自由記述の内容を類似するカテゴリー毎に分類した結果、小学生年代では「技能の習得」が最も多く、次いで「自己成長」、「協力することの大切さ」、「自然」、大学生年代では、「自己認識の深まり」が最も多く、次いで「協力することの大切さ」、「普段の生活の便利さ」、「技能の習得」に関する記述が多いという結果が得られた。しかしながら、平成28年度の調査で対象となった小学生・大学生年代のキャンプ参加者は、それぞれ異なるプログラムに参加しており、活動内容の統制がとれていないという課題も残った。平成28年度までに行った先行研究のシステマティックレビューの結果を合わせると、それぞれの年代における教育効果や学びの特徴について、ある程度明らかにすることができた。今後、調査対象とするキャンプや調査対象者を増やし、結果の精度を高めていく必要性があると思われる。本研究では、1過去の研究、2実際のキャンプ場面、の両方の観点から発達段階に応じた自然体験活動の意義及び特徴を検討した。「先行研究の整理」及び「自己概念の変容」に関する調査から、キャンプ参加者の年齢段階の違いが結果に影響を与える可能性が示唆された。「キャンプの学び」に関する調査では、小学生は、これまでの自分と比較し新たなことが出来るようになった「自分の成長」を学びとして捉えているのに対し、大学生は、自分はどのような人間であるのかという「自己認識の深まり」を学びとして捉えていた。今後、より詳細に各年代の学びの構造や特徴等について検討し、各発達段階に応じたキャンププログラムの開発につなげていきたい。調査用紙の選定に時間が掛かってしまい、予定していたキャンプでの調査が3分の1程度しか実施できなかった。データ数も不足しており、次年度、再度調査を実施する必要があるため。当初の計画よりも遅れが生じてしまったため補助事業期間を1年間延長した。平成28年度は、各年齢段階の被験者から収集した“キャンプにおける学び"に関する記述データの分析を進める予定である。また、これまでに実施して明らかになった結果を踏まえ、各年齢段階に有効なモデルプログラムを提示することを目指す。野外教育平成26年度に実施できなかった調査について引き続き行い、必要なデータ数を確保する。データ収集後、至急分析を進め、その内容を踏まえて、発達段階に応じたモデルプログラムを作成する予定である。
気象衛星画像利用天空輝度分布予測法の建築光環境予測とソーラーシステム評価への応用

本研究は、気象衛星画像を用いた天空照度および日射量の予測法を開発し、それを時間的・地域的な天候の変動を考慮した建築空間の設計に適用するための応用的研究である。気象衛星「ひまわり」(GMS-5)は、東経140度の赤道上に静止し、日本を含む地球全体の可視光線画像および赤外線画像を1時間毎に撮影している。本研究では毎時の可視および赤外画像データを連続的に蓄積し、気象衛星画像データベースを構築した。一方、各地の気象台での地上気象データおよび福山大学における天空輝度および天空照度観測データにより、地上気象観測データベースを構築した。地上観測データと可視および赤外の衛生画像データの相関分析より、地上観測データの重回帰式を導いた。これにより気象衛星画像による任意の立地・任意の時刻の天空の輝度および天空照度の予測が可能となった。また、任意の反射指向特性をもつ面で構成される建築内部空間の輝度分析・照度分布予測法と、任意形状の面で構成される建築内部空間の輝度分布・照度分布予測法に、上記の気象衛星画像利用天空輝度・天空照度予測法を組み込み、気象衛星画像利用建築光環境予測法を構成した。さらに、近年急速に普及しつつある住宅用太陽光発電システムに着目し、特定地域に散在する複数の太陽光発電装置の総発電量の評価を,気象衛星画像利用建築光環境予測法を利用して行った.まず,気象画像データベースによって季節や時刻による長期的変動を評価し、つぎに,1時間毎に撮影される気象衛星画像をリアルタイムで処理して現在と近い将来の総発電量の短期的変動を予測した。。これにより気象衛星画像による任意の立地・任意の時刻の天空輝度および天空照度の予測が可能となった。また、任意の反射指向特性をもつ面で構成される建築内部空間の輝度分布・照度分布予測法と、任意形状の面で構成される建築内部空間の輝度分布・照度分布予測法に、上記の気象衛星画像利用天空輝度・天空照度予測法を組み込み、建築光環境予測法を構成した。さらに、太陽電池を設置して、全天空照度および全点日射量と発電量の同時測定を行い、次年度に予定している気象衛星画像によるソーラーシステム評価法開発のための基礎データを収集した。
新規ハロゲン化物超高輝度シンチレータの開発および赤色発光への展開

本研究では放射線を検出する素子として、がん治療や高エネルギー物理学・天文学実験に使われる、シンチレータという機能性材料(発光材料)について、新物質開発とその発光機構の解明に取り組む。とくに赤色で発光するシンチレータの開発はフロンティア領域であり、また、多くの応用が期待されている。
局所筋疲労回復を目指した磁気刺激装置の開発に関する研究

生体へのパルス磁気刺激法は、最近ではパーキンソン病などの治療やリハビリテーションの領域においても注目されている。しかし、磁気刺激の強度や刺激方法については明確な手法が確立されていない。もっぱら、強い磁気刺激が用いられている。しかも、磁気刺激の興奮部位についても極在性だけが問題とされているだけで、刺激効果のメカニズムについてはいまだ不明瞭である。本研究では、弱磁気刺激を局所筋疲労回復の治療に用いることを目的に、むしろ刺激の局在性よりも生体内に流れる渦電流の分布に着目して、新しい磁気刺激装置の開発を目指している。そのため、生体を模擬した物理的なモデルを用いて生体内の渦電流分布の解明と筋疲労回復に対する磁気刺激の効果の定量的解明を試みている。平成17年度は、平成15年、平成16年度の実績をもとに、被験者を増やし、特に男女間での発揮筋力に対する疲労の定量化を実現した。また、平成17年度においては弱磁気刺激によって筋疲労が回復されることを発揮筋力の測定から検討し、弱磁気刺激の局所筋疲労に対する回復効果が約90%の高い割合で認められた。筋疲労に対する弱磁気刺激は、筋肉を動かす強い刺激でのマッサージ効果を与えなくても、きわめて微弱な渦電流を生体に流すことによって筋疲労回復を促進することを示唆している。また、さらにこれらの結果をもとに新しい磁気刺激装置とフレキシブルなコイルを試作した。コイルは約100ミクロンの厚さの銅箔を用いて切り抜き、ラミネート加工したものである。刺激装置の電源部はIGBT素子を用い、パルス電流をコイルに流し、パルスの回数、時間等のパラメータを自由に変えられるようにした。しかしながら、試作した磁気刺激装置の評価までには到らなかった。今後は、この試作機を用いて、筋疲労回復効果について定量的な計測を進めていくつもりである。最後に、本科学研究費補助金の助成を受けましたことに深謝いたします。パルス磁気刺激は、医療の分野においてもっぱら機能診断に用いられてきた。しかし、近年ではリハビリや治療目的で用いられるようになってきた。磁気刺激法の問題点は、従来の電気刺激法に比べて局所刺激が劣る点であったが、当研究室で行った誘導電流測定法により磁気刺激の刺激部位推定がある程度可能となった。この技術を応用して、磁気刺激の治療効果の解明を目指すことが本研究の課題である。従来、刺激の局所性は診断においては重要であるが、治療に関してはむしろ局所性よりも生体内に流れる誘導電流の分布に着目した。そのため、実験対象として筋疲労回復効果に取り組んだ。最初に、診断目的とは異なり刺激の強度に着目して、磁気刺激の強さによる筋疲労回復の違いを検討した。装置は、既存の磁気刺激装置で、刺激コイルの形状も一般的な8の字形コイルを使用した。さらに、コイルに流す電流波形はキャパシタバンク方式によるものである。この種の研究はほとんど報告がないので、まず基礎的なデータを蓄積することからはじめた。その結果、磁気刺激の強度を診断目的に使用する場合の10分の1程度で、パルス磁場を疲労した筋に与えることで顕著な回復を確認できた。このことをより確かなものとするために発揮筋力の低下を時間的に記録して、磁気刺激を行った場合に疲労による最大発揮筋力の低下を抑えることを実験により示した。これまでは、筋疲労に関する刺激効果は、マッサージ効果を与えることと解釈されてきたが、本実験の結果は筋疲労回復に対して必ずしもマッサージ効果のみが有効であるとはいえず、生体内に流れる誘導電流が疲労回復に有用であることを示唆している。

今後は、磁気刺激の波形、様式及び装置の軽量化まで含めた検討を行い、新しい磁気刺激装置の提案を行っていくつもりである。また、筋疲労だけでなく特定の疾病に関する治療器への応用も検討する。初年度の目標は、ほぼ達成出来た。パルス磁気刺激は、近年ではリハビリや治療に盛んに用いられるようになってきた。しかし、磁気刺激の強度や刺激方法については明確な手法が確立されていない。また、磁気刺激の部位についても局在性のみが問題とされているだけで、刺激効果のメカニズムについてはいまだ解明されていないのが現状である。本研究では、磁気刺激を治療に使うことを目的に、むしろ局在刺激よりも生体内に流れる誘導電流の分布に着目して新しい磁気刺激装置の開発を目指している。そのため、筋疲労回復に対する磁気刺激の効果の定量的解明を試みている。平成16年度は、平成15年度の実績を基に、被験者の発揮筋力の強さを変化させたときの磁気刺激の効果を定量的に調べた。その結果、等尺性随意収縮運動直後の前腕筋腹上に磁束密度の強度を0.1T(テスラ)の磁気刺激を印加したとき発揮筋力の低下を顕著に抑制させることを確認した。これらの効果は、前腕だけではなく肘間接や大腿筋でも確認することができた。これまでは、筋疲労に対する刺激効果は、マッサージ効果を与えることが必要と解釈されてきたが、本実験の結果は筋疲労回復に対して必ずしも筋が動くほどの刺激を与える必要はなく、微弱な渦電流でも疲労回復に役立つことを示している。この結果は、低出力の磁気刺激装置でも疲労回復効果が期待できることを意味している。その際に従来の刺激コイルでは、生体の湾曲部に密着させることができないため十分な効果を発揮できないことがわかった。磁気刺激の出力を下げるためにも、生体の湾曲部に対してコイルを密着させることが必要であることが示唆された。新しい刺激コイル作成と刺激方法の確立を検討している。16年度の目標は、ほぼ達成できた。来年度は、試作した磁気刺激装置を用いて筋疲労回復効果を明らかにする。生体へのパルス磁気刺激法は、最近ではパーキンソン病などの治療やリハビリテーションの領域においても注目されている.しかし、磁気刺激の強度や刺激方法については明確な手法が確立されていない.もっぱら、強い磁気刺激が用いられている.しかも、磁気刺激の興奮部位についても局在性だけが問題とされているだけで、刺激効果のメカニズムについては未だ不明瞭である.本研究では、弱磁気刺激を局所筋疲労回復の治療に用いることを目的に、むしろ刺激の局在性よりも生体内に流れる渦電流の分布に着目して新しい磁気刺激装置の開発を目指している.そのため、生体を模擬した物理的なモデルを用いて生体内の渦電流分布の解明と筋疲労回復に対する磁気刺激の効果の定量的解明を試みている.平成17年度は、平成15年、16年度の実績をもとに、被験者を増やし、特に男女間での発揮筋力に対する疲労の定量化を実現した.今年度は、弱磁気刺激によって筋疲労が回復されることを発揮筋力の測定から検討し、弱磁気刺激の局所筋疲労に対する回復効果が約90%の高い割合で認められた.
カイラルｐ波超伝導接合における新導電現象の探索

メカニカルブレーク接合(MCBJ)法によって試料の接合界面抵抗を制御し,カイラルp波超伝導(Sr2RuO4)接合に特有の量子輸送現象を見出すことを目標としてスタートした。しかし,極低温MCBJ実験の遂行が困難となったため,当初計画とは異なるが,同じRu酸化物である強磁性体SrRuO3(Tc = 160 K)にMCBJ法を適用し,局所電気伝導と磁性との相関を検証する研究を行った。強磁性状態と常磁性状態で電気伝導特性が大きく変化することを見出した。・GM冷凍機を用いた低温MCBJ装置の開発今年度は,3 K以下でのMCBJ(mechanically controllable break junction)実験の実現のため,77 K用に用いたテスト装置に改良を加え,新たなMCBJ装置を製作し,GM(Gifford-McMahon)冷凍機を用いた低温MCBJ装置の開発を行った。通常,MCBJ実験のような原子サイズレベルでの接合を制御する実験では機械的振動が測定に悪影響を及ぼすと考えられるため,試料の冷却は,通常,液体ヘリウムを用いた“静かな"環境で行われており,これまでGM冷凍機を用いたMCBJ実験の報告例はない。しかし,本学では液体ヘリウムを使用できる環境にないため,敢えてGM冷凍機による冷却を試みた。MCBJ装置をGM冷凍機コールドエンドからばねでつり下げ,熱リンクを兼ねた銅薄板を接続することでダンピング機構を設け,ばねつり方式による除振を試行した。その結果,テスト試料の金線のうち,破断の逆のつなぎ合わせる接合の過程で,GM冷凍機運転中の3 Kにおいても,コンダクタンストレースにおいて明瞭な量子化コンダクタンスを観測できる場合があることが分かった。コンダクタンスのヒストグラムでは77 Kで観測されたような1G_0(G_0:量子化コンダクタンス)での大きなピークも得られた。しかし,別の金線試料では,数G_0辺りのコンダクタンスプラトー領域で,約50%程度のコンダクタンスのゆらぎが常に観測される場合もあり,ヒストグラムでは,1G_0でのピークは存在するものの,ピーク高さは小さくなり,その替わりに1.3G_0に幅が極端に狭いピークが現れることも分かった。1.3G_0のピークは同じくGM冷凍機運転下7.0 Kでの常伝導状態におけるスズ線においても同様に観測され,GM冷凍機の振動由来のものであることが分かるが,そのメカニズムは不明である。現在までに,GM冷凍機を用いたMCBJ実験を安定して再現よく行うことには到達してない。・MCBJ装置の開発とテスト実験本研究での核となるMCBJ(mechanically controllable break junction)装置を立ち上げるにあたり,まず,プロトタイプとして室温大気中で作動するMCBJ装置1号機を製作し,エレクトロニクスを整備した後,銅線,金線を用いてコンダクタンス測定のテスト実験を行った。テストはG_0 = 2e*e/h = 1/(12.9 kohm)(e:電気素量,h:プランク定数)を単位とする量子化コンダクタンスのステップが観測されることを基準とした。破断寸前の10-20 G_0程度まで,ピエゾ素子により強制的に試料を引き伸ばした後,試料を放置し,自然に破断する過程をトレースする(自己破断法)ことで,明瞭なコンダクタンスステップを観測することができた。その経験を踏まえ,低温・真空中で作動する,よりコンパクトなMCBJ装置2号機を設計・製作し,液体窒素を用い,77 Kで銅線,金線に関して同様なテスト実験を行った。低温にすることで,コンダクタンスステップは室温時の測定のものに比べて明らかに鮮明となった。特に,金線の自己破断法による測定では,1G_0や2G_0といった量子化値に安定して留まる時間が,室温大気中では高々数秒であったのに対し,77 K真空中では1020秒程度と,原子ワイヤーの寿命が10倍程度長くなることが分かった。また,コンダクタンス値の頻度を表すヒストグラムでは,特に1G_0,2G_0,3G_0の量子化値で安定することも示された。また,77 Kでの測定では,自己破断法の他に,完全に試料が破断するまで強制的に試料を引き伸ばす方法によっても明瞭なコンダクタンスステップとヒストグラムを観測することができた。本研究はスピン3重項超伝導体Sr2RuO4においてMCBJ(Mechanically Controllable Break Junction)法を適用し,界面抵抗の制御により,スピン3重項超伝導接合に特有の量子輸送現象を見出すことを目標としてスタートした。これまでに,初年度(平成24年度)において,液体窒素を用いた77 KまでのMCBJ実験装置の立ち上げを行い,次年度(平成25年度)に無冷媒GM冷凍機を用いて3 K以下でのMCBJ実験装置の開発にトライした。

これは申請者の所属する機関において液体ヘリウム実験が不可能であるためであったが,GM冷凍機の機械的振動の影響を除去することが困難であり,原子接点レベルの接合を制御した,安定した輸送特性測定を行うことは困難であると判断するに至った。従って,最終年度(平成26年度)は,当初の計画からの軌道修正を行い,77 Kでの“静かな"環境でMCBJ法を適用し,同じくRu酸化物であるSrRuO3(160 K以下で強磁性)の微細接合における微分コンダクタンス測定により,磁性と電気伝導の相関をMCBJ法で検証する研究を行うこととした。室温から77 Kまでの温度変化により,強磁性状態と常磁性状態を温度により制御可能である点がこの研究の大きな特徴である。ゼロ磁場で測定を行ったところ,77 Kの強磁性状態では,エネルギー幅が約0.20.5 eVの微分コンダクタンスの大きなピークとディップの2種類の構造を観測した。一方,220 Kの常磁性状態では,質的に異なる小さな構造に変化することが観測された。このスペクトルの変化は単純に温度によるスメアリングの効果では説明できないものであり,MCBJ法を用いた輸送特性測定を通して,SrRuO3の磁性に関係する電子状態の本質的な違いをとらえた結果ではないかと考えている。低温物理学高価な液体ヘリウムを使用せずに3 K以下での低温MCBJ実験の実現を目指すため,GM冷凍機を使った低温MCBJ装置の開発を行ってきた。現在までのところ,GM冷凍機の機械的振動の影響を少なくするために,MCBJ装置をばねつり方式でぶら下げた状態で実験を行い,装置の性能を評価した。低温超伝導体(鉛,スズ)細線の微小抵抗の測定から明確な超伝導転移を観測可能であることは確認できたが,原子接点レベルでの接合制御では,テスト試料としての金線の量子化コンダクタンスが観測できる場合とできない場合があり,GM冷凍機による機械的振動の影響を完全には取り去ることができていない。低温MCBJ装置開発の確立までに至らなかったため,進捗が遅れている。MCBJ装置の開発および77 Kまでのテスト実験は非常に順調に達成することができた。現在は,4 K以下の低温下で作動させるため,GM冷凍機にMCBJ装置を設置し,低温超伝導体(鉛,スズ,等)でテスト実験を行う準備を行っている。GM冷凍機用のMCBJ装置3号機は新たに製作することにし,その設計を行った。また,真空下でGM冷凍機の底からMCBJ装置にアクセスするために,GM冷凍機のクライオスタットを改造し,ボトムローディングシステムとした。この部品に関しては製作を終えた状況である。当初の予定では,今年度にGM冷凍機でのテスト実験までを計画していたが,そこまでは到達することができなかった。次年度にこれを継続して,引き続き研究を推進していく予定である。GM冷凍機での低温MCBJ実験が困難な状況にあることから,カイラルp波超伝導体Sr2RuO4の超伝導接合実験の前に,同類で組成比の異なるペロブスカイト構造のルテニウム酸化物SrRuO3(T_c = 165 Kで強磁性転移)を用い,液体窒素温度(77 K)でのブレークジャンクション実験を進める方針とした。SrRuO3は薄膜によるデバイス作製が可能であるため,バルク試料でのブレークジャンクション実験の報告例はこれまでにない。
ナロウギャップ半導体短波長量子カスケードレーザー

平成17年度はこれまで研究を進めてきたナロウギャップ半導体InAsを用いた量子カスケードレーザの高温動作化と波長4ミクロンまでの短波長化を行った。以下にその成果を示す。(1)高温動作化活性領域の発光層には平成16年度に低閾値電流密度化を実現したInAs/AlGaSb超格子構造を用いた。活性領域の注入層におけるドーピング濃度がレーザ発振特性にどのように影響を及ぼすかについて検討を行ったところ、注入層のドーピング濃度を増大させると自由キャリア吸収により閾値電流密度は増大するが、微分負性抵抗が表れるまでに流れる電流が増加することがわかった。以上の知見をもとに、注入層のドーピング濃度を最適化し、波長12ミクロンで発振するInAs/AlGaSb超格子量子カスケードレーザを作製したところ、室温における閾値電流密度は4.0kA/cm^2、最高動作温度は325Kを実現し、これまでの特性(閾値電流密度12kA/cm^2,最高動作温度305K)を大幅に改善することに成功した。(2)波長4ミクロンまでの短波長化InAs量子カスケードレーザで短波長化を行う場合、ツェナートンネル効果や電子衝突電離などの高電界効果によりホールが生成して光利得係数が減少するという問題がある。高電界効果を抑制する方法として、注入層の層数を増大させ1周期あたりのカスケード構造の総膜厚を厚くすることで動作電界を下げる手法を提案した。平成16年度に提案した高濃度にドーピングした注入層を用いる手法と合わせることで、InAs量子カスケードレーザの波長4クロンまでの短波長化、及びInAs量子カスケード構造発光ダイオードの波長3.2ミクロンまでの短波長化に成功した。平成16年度はこれまで研究を進めてきたナロウギャップ半導体InAsを用いた量子カスケードレーザーの低閾値電流密度化と波長5ミクロンまでの短波長化について研究を行った。(1)低閾値電流密度化大きな振動子強度を持つInAs/AlGaSb超格子構造を活性層に用いたInAs量子カスケードレーザーを作製し、低閾値電流密度化に成功した。観測された閾値電流密度は0.42kA/cm^2とこれまで報告されている量子カスケードレーザーの温度80Kにおける最低閾値電流密度に近い値である。又注入層から活性層へのキャリアの熱再励起を抑える構造を用いることで動作温度を270Kまで増大させることに成功した(JJAP Express Letters 2004,Submitted to APL 2005)。さらに光利得係数及び閾値電流密度などをモデル化し、実験値と比較検討を行なったところ、200K以上での高温領域における閾値電流密度の増大は、熱励起されたフォノンによる注入効率の減少であることがわかった。(2)波長5μmまでの短波長化2.1eVと非常に大きい伝導帯バンドオフセットエネルギーを持つInAs/AlSb量子井戸構造を用いて、波長5μmで動作するInAs量子カスケードレーザーを作製した。高電界印加によるZenerトンネル及びImpact Ionizationを抑制する方法として、注入層に高濃度ドーピングを行ない注入層の擬フェルミ準位を増大させて動作電界を減少させる手法を提案し、実際に実験的に確かめた。注入層におけるドーピング濃度が低い場合には、Zenerトンネル及びImpact Ionizationによってホールが生成されるが、注入層のドーピング濃度が高い場合には、ホールの生成が抑えられることがわかった(Submitted to APL2005)。この手法により動作波長4.8μmまでの短波長化に成功した。
高密度電気エネルギー輸送に伴い発生する電磁界に対する社会環境の向上に関する研究

本研究は高密度電気エネルギー輸送に伴い発生する電界、磁界、電磁界ならびに部分放電に起因する雑音障害を対象としてこれらに対する社会環境の向上を目的として行ったものである。得られた結果を要約すると次のようになる。(1)高密度電気エネルギー輸送に伴い発生する電界、磁界、電磁界についてモデルを用いて測定を行うとともに、その結果について解析的検討を行い、輸送システム近傍における定量的な検討を行い電界、磁界、電磁界環境についての評価とその低減対策について検討を行った。(2)電界、磁界の人体の影響については人体モデル内の電流分布について解析と測定を行い、モデル内の誘導電流による影響について明らかにした。(3)部分放電に起因する雑音に関しては従来例を見ないWalsh関数,Wavelet関数、カオス・フラクタル理論を利用してその特性を明らかにすると伴にその放射電磁波スペクトルによる絶縁物の劣化診断ならびに劣化位置標定法について検討しその有効性を明らかにした。(4)電磁環境における整合をはかるために開発した常温溶射技術を用いた新しい電磁遮蔽材について検討を行い1GHz以下の帯域での有効性が確認された。平成10年度の研究実績は以下の通りである。(1)電力システムから発生する商用周波数磁界については、単相GILならびに受変電設備近傍の磁界について理論的解析ならびに実測を行い、種々の設備の構成に対する磁界分布がどのように変化するかについて解析を行った。(2)前記の(1)と並行して、商用周波数電界中に曝された人体中に流れる電流分布について、理論解析・実験的研究の両面から検討を加えた。(3)河村・奥村によって開発された3次元の磁界分布測定システムの測定精度向上については、ヘルムホルツコイルによる平等磁界を利用して測定精度を±1%の範囲内に収めることができることを明らかにした。(4)負コロナパルスのゆらぎ特性についてWalsh変換を利用した連なりの観点から解析を行った結果、負コロナパルスのゆらぎは多数の連なりを持つパルス列の集合の混在によって発生することを明らかにした。(5)コロナパルスの解析については、カオス理論を適用し、各種環境条件の異なりによる変化とカオス理論に関するパラメータとの相関を求め、特に正コロナ放電におけるパルス特性についてカオス性が存在することを明らかにした。(6)コロナパルスの計測に当って進展する正コロナを高速度センサによって求め、この結果を画像処理したデータ用いて電極構造や気象条件を変化させた場合について解析を行い、この方法の有効性を確認するとともに、正コロナストリーマの進展と前記(5)における研究結果について比較検討を行い、ストリーマの進展でのカオス性についても確証を得ることができた。平成11年度の研究実績は以下の通りである。(1)電力システムから発生する商用周波数磁界については、単相ならびに三相GILならびに受変電設備近傍の磁界について理論的解析ならびに実測を行い、種々の設備の構成に対する磁界分布がどのように変化するかについて解析を行った。(2)前記の(1)と並行して、商用周波数電界中に曝された人体中に流れる電流分布と製作した多重コイルによる電界発生器を用い、模擬人体モデルに対する理論解析・実験的研究の両面から検討を加えた。(3)奥村・河村によって開発された3次元の磁界分布測定システムの測定精度向上については、ヘルムホルツコイルによる平等磁界を利用して測定精度を±1%の範囲内に収めることができることを明らかにした。(5)正コロナパルスの解析については、カオス理論を適用し、各種環境条件の異なりによる変化とカオス理論に関するパラメータとの相関を求め、特に正コロナ放電におけるコロナの発生機構におけるランダム性についてカオス性が存在することを明らかにした。(6)コロナパルスの計測に当って進展する正コロナ光像を高速度センサによって求め、この結果を画像処理したデータを用いて電極構造や気象条件を変化させた場合について解析を行い、この方法の有効性を確認するとともに、正コロナストリーマの進展と前記(5)における研究結果について比較検討を行い、ストリーマの進展過程でのカオス性についても確証を得ることができた。

(1)高密度電気エネルギー輸送に伴い発生する電界、磁界、電磁界についてモデルを用いて測定を行うとともに、その結果について解析的検討を行い、輸送システム近傍における定量的な検討を行い電界、磁界、電磁界環境についての評価とその低減対策について検討を行った。(2)電界、磁界の人体の影響については人体モデル内の電流分布について解析と測定を行い、モデル内の誘導電流による影響について明らかにした。(3)部分放電に起因する雑音に関しては従来例を見ないWalsh関数,Wavelet関数、カオス・フラクタル理論を利用してその特性を明らかにすると伴にその放射電磁波スペクトルによる絶縁物の劣化診断ならびに劣化位置標定法について検討しその有効性を明らかにした。(4)電磁環境における整合をはかるために開発した常温溶射技術を用いた新しい電磁遮蔽材について検討を行い1GHz以下の帯域での有効性が確認された。