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１９世紀後半２０世紀前半ロシア・ソ連農村社会の人と家畜における疾病・医療・保険

帝政ロシアと革命後のソヴィエト・ロシアの農村社会における最大の問題の一つは梅毒であり、その感染率はおよそ40%であった。次に、1917年革命直後の戦時共産主義に発生した飢饉と人口の激減の背景にはスペイン・カゼの横行が存在していた。また、農民経営の保護のために導入された家畜保険は十分に機能せず、畜産はソヴィエト農業の発展に足かせとなった。最後に、ソヴィエト・ロシアの農村部においても革命前をはるかに上回る数の火事が発生し、その主な原因は過失と原因不明を含む放火であり、その割合は80%を超えていた。1920年代だけでなく集団化の1930年代全般にわたっても状況は変わらなかった。平成24年度には、昨年度のロシア人の疾病問題に引き続き、人の疾病に対する対策としての医療・防疫と生命・医療保険についての研究を主に遂行した。主として、医師や看護婦の育成、医療予算の動向、医療組織(病院・診療所、保健所、助産所)のネットワーク、衛生・防疫システム、生命保険と医療保険などの実態究明に努めた。1861年農奴解放直後地方自治体(ゼムストヴォ)の発足と同時に、ロシア政府は貴族や国家の後見から解放される農民経営のセーフティのために様々な施策を講じたが、その中でも重要な意味を有していたものの一つが、医療と防疫事業、そして保険制度の構築であった。地方自治体ゼムストヴォの支出の中でも医療と衛生関連が最も高い比重を占めていただけでなく、その金額は19世紀末から1917年帝政ロシア政府の崩壊までのわずか20年の間におよそ10倍以上跳ね上がっていた。それに従って、医療や衛生・防疫関連組織のネットワークはロシア農村社会に急速に拡大していた。それと共に、生命保険と医療保険は、任意保険であり、民間の営利保険会社に任されていたものの、ロシア農民の加入率は持続的に増加していた。その結果、帝政ロシア末期のロシア農村社会における医療・衛生条件は大きく改善され、死亡率や疾病率において大きな低下がもたらされた。一方、1917年ロシア社会革命後のボリシェヴィキ・ソヴィエト政権も第一次世界大戦やロシア革命さらに内戦と戦時共産主義を経て大きく低下していた農村社会の医療・衛生条件の改善とネットワークの復元と拡大に大きな力を注いだ。とりわけ1920年代のネップ期において医療予算の拡大とネットワークの再建と拡大が見られたが、1929年から始まるスターリン体制の強化と農業の集団化は、農村部における死亡率の増大と医療・衛生条件の悪化をもたらした。最終年度の平成25年度には、3番目の研究課題である家畜の飼育、疾病、獣医と家畜保険を中心に研究を行った。これらの問題に関連する19世紀後半から20世紀前半のほぼ1世紀に渡る期間の史料を収集し、整理を行った。具体的には、まず家畜保険の実態について研究を行った。革命までの場合にはフランスなどのヨーロッパ諸国の経験を見習い、家畜保険制度がいくつかの先進的な県ゼムストヴォによって実験的に導入が試みられることにとどまり、全国的なまたは政府レベルでの取り組みは見られなかった。家畜保険の大半は火災保険とは異なり、閉塞状況に陥っていた。その主な理由はその対象が農民だけであったこと、農民経営の保有家畜数が1頭ないし2頭に過ぎなかったこと、強制加入が義務付けられていた火災保険とは異なり、任意加入であったため、農民の加入率が極めて低かったこと、しばしば保険金目当ての偽りの対応が頻繁に見かけられたこと、さらに家畜保険事業が赤字に陥っていたことなどであった。ロシア革命後のボリシェビキ政府は帝政ロシアとは異なり、家畜保険も火災保険と同様に強制保険として導入し、全農民に加入を義務付けた。全体的な運営状況としては革命前とは大きく異なることはなく、混乱を極めていた。というのも革命前における事業不振の原因が同様に革命後にも受け継がれているからであった。この問題は集団化以降においても基本的には続き、畜産と酪農の不振というソ連農業の発展を妨げる構造的問題となっていた。目下、論文の執筆に取り掛かっている。次に、家畜の疾病と防疫についても史料の収集と整理を行っているが、やや遅れが出ている。さらに、平成23年度の第1課題と平成24年度の第2課題についてもやや遅れてはあるが、アメリカの学会誌への投稿のための論文の校正と執筆を進めている。本研究は、農奴解放(1861年)からロシア社会主義革命(1917年)、さらに第二次世界大戦の勃発(1941年)に至るおよそ1世紀間におけるロシアおよびソ連の農村社会を、農民と家畜の衛生、疾病、医療、保険という四つの観点から見直し、新たな社会および時代像を提示することを目的とする。本年度は、まず農民の衛生・疾病・医療の実態について史料をモスクワとペテルブルグの複数の図書館と複数の公文書館で収集した。

主な史料は、帝政ロシアの内務省保健局の疾病と衛生についての報告書、地方で農民医療に勤めていたゼムストヴォの衛生・疾病・医療についての報告書、ゼムストヴォ医師や医療関係者の実態報告書、農民医療関係専門家の調査報告書、医療関連雑誌と新聞である。農民の疾病に関しては、性生活と性病(梅毒)・売春、結核、インフル、精神病、身体と障害・自殺についての史料を収集した。革命後のソ連農民の衛生・疾病・医療についての史料も同様の要領で収集した。目下、農民の性生活・性病・売春についての史料を整理しながら、論文の執筆に取り掛かっている。帝政ロシアの農村社会には世界的にも類を見ないほど高い性病(梅毒)の感染率を記録していた。年齢分布で見ると、複数のアンケート調査によれば、10代半ばで半数以上が性的経験を有し、性病の感染者はほとんど性的能力を有する年齢層に集中していた。このことは、帝政ロシアの農村社会には自由な性生活と売春が広範囲にわたって存在していたことを意味するが、ソ連の農村社会においても全く同様であった。ゼムストヴォの財政支出のうち最も高い割合を占めていたのは医療関係であるが、その半分以上が性病の対策に費やされていた。これはロシアとソ連の農村社会が梅毒にどれだけ腐心していたのかを物語るものである。それにも関わらず、帝政ロシア期はもちろん、1930年代半ばまでもその感染率は低下していなかった。平成24年度はまず計画通りに帝政ロシアと1917年革命後のソヴィエト・ロシアとの農村社会における、医師や看護婦の育成、医療予算の動向、医療組織(病院・診療所、保健所、助産所)のネットワーク、衛生・防疫システム、生命保険と医療保険についてロシアとアメリカから収集してきた史料の整理を行う一方、平成23年度の研究課題である帝政ロシアとソヴィエト・ロシアの農村社会における疾病についての論文を執筆した。それと同時に、別の研究テーマとして地方自治体ゼムストヴォの財政と諸社会事業についての論文に取り掛かっていた。その成果の一部として論文「20世紀初頭ロシアにおけるゼムストヴォ課税と商工業」を掲載した。引き続き、ゼムストヴォ財政と都市、ゼムストヴォ課税と農民および地主を執筆している。さらに、革命ロシアの農村社会における防災事業についての論文「20世紀初頭ロシア農村社会におけるゼムストヴォ防災事業」を発表すると同時に、1917年ロシア革命後のソヴィエト・ロシアの農村社会に火事・防火と火災保険および防災事業についての論文を執筆している。このように、平成24年度の研究課題の他に研究史においてほとんど注目されてこなかっただけに時を争う重要な複数の研究テーマについての研究を同時に遂行している関係で、計画通りに進められているものの、やや遅れが認められる。上述の通り、本研究の初年度の研究課題と目的のための農民の衛生・疾病・医療についても史料を、帝政ロシアだけでなくソ連の1930年代半ばまで体系的に収集できたことが最も大きな理由である。また、ロシア・ソ連農民の性生活と性病という具体的なテーマを見出し、体系的に収集された史料の整理を通じて、論文の執筆が可能であると判断されたことも重要な理由の一つである。さらに、次の研究課題である家畜の疾病・防疫・保険についての史料状況が、本年度の史料収集の際にある程度把握できたことが第3番目の理由である。
XMLデータと正規木文法との間のK最適編集操作列を求めるアルゴリズムの開発

妥当でないXMLデータが得られた場合,それを妥当なものに変換する必要がある.しかし,XMLデータやスキーマの構造が複雑であった場合,妥当でないXMLデータを妥当なものに手作業で変換するのは困難である.本研究では,主にXMLデータとスキーマ(正規木文法)との間のK最適編集操作列(コストが小さいものから順にK個のもの)を求める問題について考察した.そして,前年度において,妥当でないXMLデータd,正規木文法G,正の整数Kに対して,dとGとの間のK最適編集操作列を求める問題がNP困難であることを示し,この問題を解くための偽多項式時間アルゴリズムを開発している.今年度は,まず,このアルゴリズムについて評価・検討を行った.その結果,概ね所望の変換結果が得られるものの,XMLデータやスキーマの形状によっては,所望の変換が行われない場合があることが分かった.この原因は,変換が編集操作列のこすとにのみ基づいて行われる(ユーザの意図を必ずしも反映できない)ためであると考えられる.この問題に対処するため,本研究では新たなアルゴリズムを追加的に開発したより具体的には,「スキーマが更新され,XMLデータの妥当性が損なわれた」という場合を想定、スキーマに適用された更新操作列を手がかりとして,このような更新操作列から推測される(更新操作列に沿ってXMLデータを変換する)XML変換アルゴリズムを開発した.妥当でないXMLデータが得られた場合,それを妥当なものに変換する必要がある.しかし,XMLデータやスキーマの構造が複雑であった場合,妥当でないXMLデータを妥当なものに手作業で変換するのは困難なことが多い.本研究では,妥当でないXMLデータを妥当なものに変換するための編集操作列を求めるアルゴリズムを開発した.データの変換は,XMLデータをラベル付き順序木とみなし,それに対して頂点の追加・削除,ラベル(要素名)の変更という編集操作を適用することにより行う.また,各編集操作にはコストが付与されるものとする.妥当でないXMLデータを妥当なものに変換する場合,一般に,適用される編集操作のコストは小さい方が望ましい.そこで,本研究では,.まず,妥当でないXMLデータdとDTD Dに対して,dとDとの間のコスト最小の編集操作列を求める多項式時間アルゴリズムを開発した.ここで,dをDに関して妥当なものに変換する編集操作列のことをdとDとの間の編集操作列と呼ぶ.次に,この問題をより一般化した場合について考察した.具体的には,DTDより表現力の高い正規木文法(regular tree grammar)を用い,XMLデータと正規木文法との間のK最適編集操作列(コストが小さいものから順にK個のもの)を求める問題にっいて考察した.そして,妥当でないXMLデータd,正規木文法G,正の整数Kに対して,dとDとの間のK最適編集操作列を求める問題がNP困難であることを示した.更に,この問題を解くための偽多項式時間アルゴリズムを開発した.妥当でないXMLデータが得られた場合,それを妥当なものに変換する必要がある.しかし,XMLデータやスキーマの構造が複雑であった場合,妥当でないXMLデータを妥当なものに手作業で変換するのは困難である.本研究では,主にXMLデータとスキーマ(正規木文法)との間のK最適編集操作列(コストが小さいものから順にK個のもの)を求める問題について考察した.そして,前年度において,妥当でないXMLデータd,正規木文法G,正の整数Kに対して,dとGとの間のK最適編集操作列を求める問題がNP困難であることを示し,この問題を解くための偽多項式時間アルゴリズムを開発している.今年度は,まず,このアルゴリズムについて評価・検討を行った.その結果,概ね所望の変換結果が得られるものの,XMLデータやスキーマの形状によっては,所望の変換が行われない場合があることが分かった.この原因は,変換が編集操作列のこすとにのみ基づいて行われる(ユーザの意図を必ずしも反映できない)ためであると考えられる.この問題に対処するため,本研究では新たなアルゴリズムを追加的に開発したより具体的には,「スキーマが更新され,XMLデータの妥当性が損なわれた」という場合を想定、スキーマに適用された更新操作列を手がかりとして,このような更新操作列から推測される(更新操作列に沿ってXMLデータを変換する)XML変換アルゴリズムを開発した.
リサイクル行動の計量社会学的研究-合理的選択理論を基礎として-

環境配慮行動の実行に前向きであるにもかかわらず、環境配慮行動に取り組んでいない人々が現実には少なからず存在する。本研究では、ごみ問題の解決の一手段であると考えられるリサイクル行動に焦点を当て、リサイクルの実行メカニズムを検討した。本研究の特徴は、合理的選択理論を環境問題に適用し、それを計量分析に繋げようと試みているである。そのために、2000年2月12日から14日にかけて、仙台市民を対象に「ごみ問題とリサイクルに関する仙台市民意識調査」を実施し(郵送を併用した留置法で実施)、1200世帯の家事担当者に対して回答をお願いした(確率比例抽出法、回収率は84%)。本研究では、はじめに、環境配慮行動の不実行を正当化するメカニズムを探求した先行研究の検討を行い、いかなる不実行の理由が選択されるのかという傾向を把握した。そして、コストにかかわる理由に対しては規範意識が、情報の欠如に関しては環境意識が、時間がないといった理由に対しては、規範意識や態度、子供の有無などが影響を与えていることを明らかにした。次に、リサイクルの実行の有無を効用関数の異質性と他者行動認知の違いから説明した。設定した効用関数は、無条件不実行型、他者同調型、フリーライダー型、無条件実行型の4つであるが、ほとんどの回答者が、無条件協力型、他者同調型に属した。効用関数のタイプを被説明変数として判別分析を行った結果、無条件実行型と無条件効用関数のタイプの違いをもたらす規定要因は、規範意識、コスト感、いいわけに対する許容度であることがわかった。最後に、仙台市における居住年数や前住地とリサイクル行動のかかわりについて検討した。生まれたときから仙台市に住んでいる人のリサイクル実施率は低いのに対して、関東以西からの転入者は実施率が高く、その変動は、仙台居住年数の違い、環境意識の違い、年齢層の違いなどによっては説明されないが、学歴構成の違いによっては部分的に説明されることを明らかにした。再生可能な資源を収集し、再生し、再利用するというリサイクルのプロセスに関ってくる行為主体として、企業や行政、市民団体、個人などがある。本年度は、企業と行政におけるリサイクル行動を含めた環境配慮行動の取り組みに関して既存の調査を分析し、さらに、リサイクルを行っている市民団体の活動の資料を収集した。1995年度に我々が宮城県との協力で行った企業調査では、リサイクルを実行していない企業は、実行している企業と比較すると、環境配慮行動に適切に対応しなかった際に企業が受けるダメージを低く見積もる傾向があり、また、社会的要請を重視しない傾向にあることが明らかになった。これらの傾向から、今後、企業間、および、企業-消費者間のネットワークにおいて、ダメージ等に対する認識を強めるような制度を作ることで、企業のリサイクル活動が促進することが示される。さらに、1998年9月に、東北地方の自治体と事業所におけるグリーン購入の現状を把握することを主な目的とした「東北地方の団体におけるグリーン購入に関する調査」に我々が企画・協力し、調査を行った。その分析では、企業や自治体の環境配慮行動は、当該組織が行なっている社会的交換の直接的相手方(消費者、取引先、議員、市民運動)と同種の組識(同業者、他の自治体)の動向に影響を受けることが明らかになった。これらの分析から、個人の環境問題に対する対応や働きかけが企業や行政の行動に強く影響を与えていることが明らかになった。それでは、その個人のリサイクル行動の実行のメカニズムはいかなるものなのか。1993年に我々が仙台市で行った調査では、行動に関する質問項目がなく、意識分析にとどまっていたので、実際の行動と意識の関連を分析する調査を行う準備をするのが今後の課題である。

環境配慮行動の実行に前向きであるにもかかわらず、実際には環境配慮行動に取り組まない人々が少なからず存在することに注目し、ごみ問題の解決の一手段であるリサイクル行動に焦点を当て、態度と行動の間に矛盾を抱える個人におけるリサイクルの不実行のメカニズムを、Diekmann and preisendofer(1998)*の議論を手がかりに検討した。彼らは、個人は態度と行動の矛盾を解消するために、不実行に対する正当化を行うと考えた。そして、合理的行為者の観点から環境配慮行動を観察し、詳細にデータを分析することで、「注意変更戦略」「高コスト戦略」「主観的合理性戦略」という3つの正当化の戦略を引きだした。この分類の利点は、いかなる条件においてどの戦略がよく用いられるのかを同定することによって、効果的な制御要因を探究することができる点である。これらの議論を土台とし、本年度は、仙台市における「ごみ問題とリサイクルに関する仙台市民調査」を企画し、2000年2月12日から14日にかけて実施した。調査対象は仙台市在住の市民で、とくに世帯内で家事を担当している人とした。標本数は1200世帯で、確率比例抽出を用いて抽出した。調査は留置法で行い、回収率は84%となった。現在は、この調査のデータをもとに基本集計を行っている最中である。今後は、Diekmann and Preisendofer(1998)の議論を土台とした仮説を検討していく予定である。前年度は、「ごみ問題とリサイクルに関する仙台市民調査」を仙台市において実施した。本年度は、この調査データを整備し、その分析を行った。まず、単純集計、クロス集計といった基礎的データから、仙台市民の環境配慮行動の取り組みに対する実態や、環境問題に対する意識などの傾向を把握した。その結果、9割の人が実行している行動(省エネなど)もあれば、多くの人が取り組んでいない行動(コンポストの使用など)もあることが明らかになった。リサイクルに関しては、古くから回収ルートがある新聞紙・古雑誌のリサイクル、仙台市が回収をすすめており家の近くのごみ収集ステーションを利用するビン・缶、ペットボトルのリサイクルは7割以上の世帯でいつもリサイクルされているのに対して、スーパーなどで回収がすすめられている牛乳パック、トレイのリサイクル、また、衣類のリサイクルをいつもしている人は、ビン・缶などと比較するとまだ少ないことが明らかになった。環境に対する意識と実行率の関係については、意識が高いにもかかわらず、取り組まれていない行動がかなりあることが明らかになった。複数の環境配慮行動の構造を検討するために因子分析を行った結果、リサイクルには2つの種類があることがわかった。実行に伴うコストが小さい低コストリサイクルと、コストが大きい高コストリサイクルである。
外界と相互作用する力学系の時空間ダイナミクス

移動知を力学系とした場合、その力学系と外界(環境)との関係をどのように記述するかは、移動知を考える上で重要な問題である。外界との相互作用モデルを提案し、力学系的な記述・解析を行い、外界とターゲットシステムとの相互作用の特徴が階層性を持つフラクタルとして定量化することができることを示した。さらに、切換ダイナミクスの観点から、線形力学系および統計的縮小性を仮定できる非線形力学系に対するマルチフラクタル解析を行い、定量的な結果を得た。次に、要素が非線形微分方程式で表現される要素集団を移動知のモデルとして、力学系の観点から解析を進め、多次元状態空間の軌道が構成する不変多様体の幾何学的特徴を解析した。外部環境と移動知との相互作用は、非自励力学系として記述することができ、あるポアンカレ断面を設定することで、連続力学系から離散力学系に抽象化される。そして、相互作用によってポアンカレ断面に形成される不変集合が階層的構造を持つことを示した。この結果をもとに、移動知に発現する"知"が、階層的なフラクタルで特徴つけられるという仮説を立てた。この仮説のもとに、位相振動子を要素として、複数の振動子が強結合でカップリングした群ロボットに対して、2つの外部入力が切り替わる環境で発現する運動について、シミュレーションを行い、理論から予想される結果との定性的一致を見た。一連の研究で得られた結果は、移動知と環境との相互作用を扱うための基本的な枠組みを与えており、階層性は論理的な記述を可能とすることから、生物の"インテリジェンス"を創出する基礎となっている可能性を示唆している。特に運動はインテリジェンスが発現する最もプリミティブな生物特有な機能であり、運動が力学系の拘束条件として作用して、形にも特徴的な階層構造を創出している可能性がある。生物の研究に誇いて"階層性の発現"は"知の創発"につながる、基本的かつ重要な研究テーマである。研究代表者は、生物を理解するためには外界との相互作用が重要であると考え、常微分方定式の確率的切り換えという理論的な問題を定式化し、非線形動力学の観点から研究してきた。その結果、自己相似な階層構造を持ったフラクタルとして相互作用が特徴付けられ、相互作用のダイナミクスによって階層性が発現することを理論的な解析によって明らかにした。フラクタルは一般的に無限個の異なる次元によって定義されるマルチフラクタルによって定量化することが可能である。ただし、マルチフラクタルは離散力学系の解析を前提にしているために、連続力学系の取り扱いに拡張する必要がある。今年度は、全ての方向に対して等しい割合で体積が縮小する"等方的縮小性"の連続・離散混合力学系に限定して解析し、この場合にっいて定量的な結果を得た。さらに、等方的縮小性を持たない場合をより一般的に解析するために、"統計的縮小性"を導入し、より広い系に適応できる条件での解析を始めた。また、フラクタルな階層的応答と外界からのフィードバックとの関係を明らかにするための理論的解析に加えて数値実験的解析を進め、"移動知"における"移動"は運動としての時間変化であり、"知"とは外界との相互作用によって状態空間に不変集合として構成されるフラクタルな階層構造であるという独自な仮説を立てるに至った。
精神科デイケアにおけるリカバリー支援心理教育プログラムの標準的実施の可能性

精神障害者のリカバリーを支援する心理教育プログラムの一つであるIMR(Illness Management and Recovery)参加による地域生活継続への効果を、生活満足度やリカバリー志向得点により分析する。同時に長期的な観点や多様なリカバリープロセスを質的研究から明らかにする。リカバリー促進に効果的な参加者と実施者の援助関係を検討するとともに、デイケアでIMRを標準的に実施する可能性を研究する。
紫外光走査型光電気化学表面処理によるオーダーメイド不働態強化

紫外光を走査する光学走査系と電気化学測定系を組み合わせた装置を開発した。硫酸水溶液中、多結晶チタンをアノード分極しながら紫外光照射した際に流れた光電気化学電流(明電流ー暗電流)の時間積分(光電気化学電気量)により反応量を制御し照射位置を変え、不働態皮膜に不均一性を導入することに成功した。紫外光の照射強度および照射時間の影響は、その場偏光反射顕微鏡、顕微ラマン分光法などにより調査した結果、紫外光照射部において、水和酸化物の脱水の後、アナターゼへの結晶化が誘導されることがわかった。光電気化学電気量を紫外光照射条件にフィードバックし、不働態皮膜の不均一性を把握するとともにその均一化を図った。本研究は、金属材料表面に紫外光を照射することにより誘起される光電気化学反応を用いて、金属材料不働態を強化する新しい表面処理法を開発することを目的としている。局所的な光電気化学反応をにともない流れる光電気化学電流を紫外光照射条件にフィードバックすることにより、不働態表面の均一化あるいは不働態脆弱部の耐食性を改善する。多結晶体金属材料表面を覆う不働態皮膜の不均一性を把握するとともに、その不均一性に応じた不働態(耐食性)強化を図ることで、金属材料の新しい長寿命化・経年劣化防止法を構築する。初年度、紫外レーザー光を2軸スキャナーを用いて走査する光学走査系と電気化学測定系を組み合わせて、UV-SPECMを作製した。硫酸水溶液中、ポテンショスタットを用いて、多結晶チタン試料をアノード分極しながら、さらに紫外光照射した際に流れた光電気化学電流(明電流ー暗電流)の時間積分(光電気化学電気量)により光電気化学反応量を制御しながら、照射位置を変えて、不働態皮膜に不均一性を導入することに成功した。また、紫外光の照射強度の影響を調査した。その場偏光反射顕微鏡、2次元エリプソメーター、顕微ラマン分光法、光電子分光法などによりこの導入部位の皮膜変質を解析したところ、Tiの酸化還元なしに、ごく僅かな水和水増加と皮膜厚増加が誘導されたものと解釈された。皮膜変化は紫外光照射強度および光電気化学電気量とともに増加するものの、過度に照射しても変化は飽和する傾向が見られた。面分解能は粗いものの、一応のUV-SPECM構築には至っている。昨年度までに開発した、紫外レーザー光を2軸スキャナーを用いて走査する光学走査系と電気化学測定系を組み合わせたUV-SPECMを改良し、直径50umの紫外ビームを電気化学雰囲気下に制御した金属材料表面に照射可能にした。硫酸水溶液中、多結晶チタン試料をアノード分極しながら、さらに紫外光照射した際に流れた光電気化学電流(明電流ー暗電流)の時間積分(光電気化学電気量)を常に計測し、光電気化学反応量を制御しながら、照射位置を変えて、不働態皮膜に不均一性を導入することに成功した。紫外光の照射強度および照射時間の影響を調査するため、その場偏光反射顕微鏡、2次元エリプソメーター、顕微ラマン分光法、光電子分光法などにより、皮膜変質導入部の解析を行ったところ、チタンアノード酸化皮膜TiOxの水和酸化物の脱水によると考えられる電荷移動抵抗の増加の後、アナターゼへの結晶化が誘導されることが見出された。以上を応用し、局所的な光電気化学反応にともない流れる光電気化学電流を紫外光照射条件にフィードバックすることにより、不働態表面の均一化を改善することができた。多結晶体金属材料表面を覆う不働態皮膜の不均一性を把握するとともに、その均一性に応じた不働態(耐食性)強化を図ることで、金属材料の新しい長寿命化・経年劣化防止法を構築する新しい指針を切り開くことができた。現状の局所紫外光照射部位の直径は約300umであったことから、直径10umの紫外レーザー光源に変更して、均一化処理の実現に向けて、装置および制御プログラムの更新を実施する。腐食科学学内の既存備品を活用したために、経費支出を抑えることができた。繰越額を次年度必要な消耗品の購入に充当する。
iPS細胞を用いた冠循環を構築する三次元心筋組織の創生

重症心不全の治療方法として心臓移植、人工心臓装着があるが、様々な課題があり、新しい治療開発が急務である。近年、細胞工学技術の革新、iPS細胞の普及により臓器を体外で作成できるようになった。今回、in vitroでiPS由来三次元心筋組織チップを作成し、今までの単層心筋細胞と比較して、薬剤応答性良好な組織を作成評価した。薬剤スクリーニングシステムとしての有用性が示唆された。その次に、in vivoにおいて、iPS由来三次元心筋組織を小動物心不全モデルの心臓に移植することで、心機能回復を促すことを確認できた。1ヶ月後の3次元心臓組織も生体内で残存しており移植前と比較して、構造的に成熟を認めていた。作製した三次元心筋組織は、約50-100umの厚みをもち、HE染色により、また心筋構造タンパクおよび細胞外マトリックスタンパクの発現を認めた。顕微鏡観察において、組織体全体に同期拍動を認め、免疫組織染色によりConnexin43の発現も確認されたことから、電気的接合を有することが示唆され、心筋組織体として機能していることを確認した。薬剤添加による収縮特性を解析した結果、KチャネルブロッカーE-4031添加培養において、拍動数、収縮・弛緩速度、および収縮弛緩変位距離の減少を示し、30nM以上で有意な差を認めた。一方、Isoproterenol添加において、1000nMでの拍動数の有意な増加を認め、収縮・弛緩速度、および収縮弛緩変位距離の増加傾向を示した。ヒトiPS細胞由来心筋細胞は、自律拍動することが最大の特徴であり、今年度は三次元組織化したiPS細胞由来心筋細胞の自律拍動を定量的に解析し、薬剤応答を評価することができた。ヒトiPS細胞から分化誘導した心筋細胞及び、心臓線維芽細胞の表面を細胞外基質(ファイブロネクチン、ゼラチン)でコーティングする方法(Layer by layer法)で作成した3次元心筋組織を作成した。さらに心臓血管内皮細胞を混在させる事で、毛細血管網を持った収縮する心筋組織を作成することができた。また、in vitroでMEDシステムを用いて心臓表面電位を測定し、組織全体が同期して収縮していることを確認している。この3次元心筋組織を免疫不全ラットの心不全モデルに移植し、1ヶ月後の心機能において改善を認めることができた。また、遺伝子発現についてはVEGF, HGFといった血管新生因子の増加を認めている。組織学的検査では100-150μmの厚みのある3次元心筋組織の残存を認めており、心臓の繊維化抑制、血管新生を確認している。蛍光染色ではTnT陽性で、サルコメア構造を認めた成熟心筋及びConnexin43の発現についても確認できていることもあり、電気的接合も有する組織と推測されすることができる。また、移植前と比較して移植後の3次元心筋組織については細胞外基質のリモデリングが生じており、移植環境に適した状態になっており、そのため長期生存ができると推測できる。今後は3次元心筋組織内の毛細血管と繋がるような組織外動静脈を要する組織を作成し、それらの移植片を腹部大動脈周囲に巻き、収縮させることで、自己心臓の補助的機能を担う機能的バイオ人工心臓組織を創製することを目指す。今後は、スクリーニングシステムの信頼性を高めるための組織の安定的構成と維持を実現するための評価項目の確立と、細胞外マトリックスタンパクの最適化を行う。心臓再生医療三次元組織化したiPS細胞由来心筋細胞の解析に関する消耗品を予定より押さえることが出来たため引き続き実験に必要な試薬および消耗品として使用する
癌特異的タンパク質ナノ造影剤による病態の機能イメージング

MRIは非侵襲・無障害な画像診断法で空間分解能に優れているが、組織・疾患特異性が無く、高感度かつ疾患特異的なMRI造影剤の開発が急務である。そこで高感度造影剤の開発を目的とし、造影剤としてsmall heat shock protein 16.5を利用した。ナノカプセルを発現・精製を行い、内部にGdを導入し、膵癌標的ペプチドiRGDをカプセル表面に提示した。MRI測定によってカプセル内の疎水性部位導入によるシグナルの増強が確認された。また膵癌マウスに投与すると、膵癌組織のイメージングに成功し、3次元MRI構築画像や病理的評価から詳細な体内分布が確認された。MRI (Magnetic Resonance Imaging)は非侵襲・無障害な画像診断法で、空間分解能に優れている。MRIは生体内の水分子から核磁気共鳴信号を得て画像化しているが、組織や疾患によっては鮮明な画像が得られない場合があり、高感度なMRI造影剤の開発が急務である。今回、高感度なMRI造影剤の開発を目的としタンパク質ナノカプセルであるsmall heat shock protein 16.5を利用した。このタンパク質は内孔(8nm)を有するナノカプセル(外径13nm)を形成するため、造影剤Gd錯体を内包でき、また表面に様々なペプチドやタンパク質をを修飾可能である。ナノカプセルを発現・精製を行い、内部にGdを導入した。今回作製した4種類のタンパク質ナノカプセル(1-Nanocage, 2-Nanocage, 3-Nanocage, 4-Nanocage)の粒径測定を行うと、平均粒径はそれぞれ16.5、20.0、30.1、37.1 nmであり、N末端疎水性領域を付加させることによって、連続的に粒径が増大することが分かり、また単分散なナノカプセルであった。次に1.5 Tオープン型MRIを用いてタンパク質ナノカプセル緩和能の測定を行った。造影剤Gd-DTPAはカプセル内側のシステインに結合させ、ICP-MSにより結合させたGd濃度を求めた。緩和能を測定したところ、ナノカプセル1-Nanocage, 2-Nanocage, 3-Nanocage, 4-Nanocageはそれぞれ14.9、16.5、34.6、46.4 mM-1s-1であり、サイズが増大するにつれ、緩和能の向上が見られた。特に4-Nanocageはおよそ40 nmのサイズで、通常の造影剤Gd-DTPAの10倍以上の造影効果を示した。これはタンパク質ナノカプセルのサイズや分子量、疎水性アミノ酸を導入したことによるナノカプセルの高分子効果や剛直性の増大によるガドリニウムと水分子の回転相関時間の短縮によるものと考えられる。膵癌特異的MRI造影剤の開発の第一段階である、高感度な緩和能をもつ造影剤の開発を実施し、ほぼ当初の目標通りの成果が得られた。カプセル内部への造影剤の内包条件、高分子効果を利用したMRIシグナルの増強システムについて基礎検討を行った。さらに癌部周辺でのMMP、炎症部位でのMPOに応答した検出システムを計画中であり、当初の研究期間内に達成できる見込みである。画像診断法の発展は疾病の早期発見とその治療効果の改善にめざましい進歩をもたらしている。なかでもMRI (Magnetic Resonance Imaging)は非侵襲・無障害であることや、空間分解能に優れていることから臨床医学の現場において重要な位置を占めている。しかし現在使用されている主な造影剤はガドリニウム(Gd)錯体は緩和能が低いという問題があり、患者に大量の造影剤を投与しなければならない側面も持っている。QOLの観点からも高感度なMRI造影剤が必要である。造影能に影響する因子として、Gdに配位する水分子の数・水分子の交換時間・Gd複合体の回転相関時間がある。特に回転相関時間を変化させる方法として、造影剤を高分子等に結合させる方法で水分子に対する造影剤の動きを制限し緩和能の上昇を得るが、回転相関時間の短縮と高分子のサイズに関する系統的な研究はまだ少ない。本研究ではsmall heat shock protein 16.5(Hsp16.5)を利用した。このタンパク質は内孔(内径6 nm)を有するナノカプセル(24量体、外径13 nm)を形成するため、内部に造影剤Gd錯体を内包することができ、またカプセルの空孔内環境に疎水性アミノ酸などを導入することでサイズの制御可能である。そこで疎水性アミノ酸を導入した異なるサイズをもつタンパク質ナノカプセルを作製し、タンパク質ナノカプセルのサイズと造影能の相関を評価した。MRI測定により、タンパク質ナノカプセルのサイズと緩和能には強い相関を示し、サイズの増大により緩和能の向上が見られた。これはタンパク質ナノカプセルのサイズや分子量、疎水性アミノ酸を導入したことによるカプセルの剛直性の増大による回転相関時間の短縮によるものと考えられる。高感度かつ疾患特異的なMRIナノ造影剤の開発ため、第一段階である造影剤の高感度化を検討し、ほぼ当初の目標通りの成果が得られた。カプセルの空孔内環境に疎水性アミノ酸を導入した異なるサイズをもつタンパク質ナノカプセルを作製し、高分子効果を利用したMRIシグナルを増強させる仕組みについても基礎検討を実施している。さらに膵癌マウスを用いたin vivo実験を計画中であり、当初の研究期間内に達成できる見込みである。MRI装置のハードとソフト両面における進歩は、撮像の時間分解能や画像の空間分解能など画像診断

情報の質を向上させ、MRIの対象領域をますます拡大している。しかしながらその撮影原理上、MRIによって病変部位を特異的に描出することは困難であり、ほとんどの場合、単純な形態診断法として使われている。この欠点を補完し、病変部位のコントラストを増強するために使われているのが主にガドリニウム錯体であるMRI造影剤である。既に肝臓・脾臓・骨髄といった網内系に特異的な造影剤が臨床において広く使われており、組織選択性という観点では大きな成果を上げている。しかし現在臨床で利用されている造影剤は癌などの特定の疾患に対する特異性は低く、未だ発展途上と言わざるを得ない。MRIを単なる形態診断から機能診断へと発展させるためには、病態の分子医学的情報に応答する新しい機能化造影剤の開発が不可欠である。本研究ではMethanococcusjannaschiiに由来するMj285が自己組織化によって形成するナノ構造体に着目し、その機能化を目的にする。この構造体は内孔(径8 nm)を有する球状構造体(24量体、外径13 nm)を構築することがしられている。X線結晶構造解析の結果、このタンパク質のC末端はカプセルの外表面に露出していることが明らかになっており、この領域に標的に対するアンテナ分子を組み込むことが可能である。そこで、膵癌特異的iRGD(cyclic(CRGDKGPDC))ペプチドをこのカプセル表面に提示することを試みた。ガドリニウムを内包させたナノカプセルを尾静脈投与すると、膵癌培養細胞であるAs-PC-1を移植した担癌マウス、さらには遺伝子改変した膵癌自然発生マウス(KPCマウス)の癌組織をMRIにより検出可能であることを確認した。MRIは非侵襲・無障害な画像診断法で空間分解能に優れているが、組織・疾患特異性が無く、高感度かつ疾患特異的なMRI造影剤の開発が急務である。そこで高感度造影剤の開発を目的とし、造影剤としてsmall heat shock protein 16.5を利用した。ナノカプセルを発現・精製を行い、内部にGdを導入し、膵癌標的ペプチドiRGDをカプセル表面に提示した。MRI測定によってカプセル内の疎水性部位導入によるシグナルの増強が確認された。また膵癌マウスに投与すると、膵癌組織のイメージングに成功し、3次元MRI構築画像や病理的評価から詳細な体内分布が確認された。現在、in vitroでの評価にとどまっているが、今後、in vivoの系において膵癌の担癌マウス、膵癌自然発生モデルであるKPCマウスを利用して特異性の高いタンパク質ナノカプセルを設計・発現し、高感度な膵癌検出造影剤を開発する予定である。現在はin vitroでの評価にとどまっているが、今後、in vivoの系において、動物実験を用いて膵癌モデルを作製し研究を推進する予定である。また動物実験の結果からフィードバックし、より血中滞留性が高く、特異性の高いタンパク質ナノカプセルを設計・発現する予定である。生体機能材料当初計画では、膵癌特異的タンパク質ナノカプセル作製のための試薬や機器、実験動物の消耗品費を計上していたが、初年度は研究の初期段階として研究者が現有する材料だけを用いて研究を推進することができたため次年度使用額が生じた。
分子線エピタキシ-成長膜における拡散過程の解明と制御

(1)パタ-ン基板上のファセット構造の形成と拡散定数の評価:GaAs(100)面上に太さ0.36μm程の逆メサ構造を形成し、その上にGaAsおよびAlAsをMBE法で成長させることにより、(111)B面と(100)面からなるファセット構造を形成した。多くの条件下で、堆積したGaの(111)B面から(100)面への拡散が見られた。形状の解析により、(100)面上におけるGaおよびAl原子の拡散距離が求められ、典型的な条件(基板温度580゚C)下では各々1μmおよび0.02μm程であることが判明した。また面間の拡散の解析モデルを構築し、(111)B面上のGaの拡散距離を推定したところ、As圧の減少に伴い.1μmから10μm程まで増大することを見出した。この他、2つの面の接する境界線における物質流の透過率やファセット構造の形状制御法などについても知見を得た。(2)MBE成長時および成長中断後の表面モホロジ-と原子の拡散および取込過程の評価:エピタキシャル成長時および中断後の表面凹凸の形状、特に横方向寸法L_Rは、表面に堆積した原子の拡散・結合と核形成・解離などのプロセスを反映する。変調ド-プしたGaAs/AlAs量子井戸でFETを作り、その電子移動度の電子密度依存性を測定解析すると、散乱ポテンシャルの相関長lcが定まり、L_Rが決定できる。本年は、この研究を更に発展させた。特に、量子井戸の中央にAlAsを1/4,1/2,3/4原子層だけ挿入した特殊量子井戸について調べ、AlAs核の横方向寸法とその異方性の評価を行った。
有限体上の代数曲線論のcoding theoryへの応用

なる公式が成り立つ。当該科学研究費補助金による研究によって、我々は,^#G(P,Q)はP及びQのgap列とσだけからというような記述ができるという結果を得た。当然,(σの反転の数)【less than or equal】1/2g(g-1)であるがこれが等号をとる場合の幾何学的記述も本研究による新しい知見である。なる公式が成り立つ。
突然変異及び培養系を利用したイネ胚発生の遺伝的調節機構の解明

変異源処理したM2系統をスクリーニングすることにより、イネの胚発生に関わる単因子劣性の突然変異をこれまでに150系統同定した。それらの表現型の解析により、胚発生では少なくとも以下の5つの制御過程が働いていると考えられる。1.胚のパターン形成-これに関与する遺伝子の突然変異により基部のパターンの欠損などが生じる、2.器官分化の決定-突然変異により器官分化を全く示さないか1部の器官が欠損する、3.胚あるいは器官の大きさの制御-突然変異により巨大胚、小胚が生じる、4.器官の分化位置の制御-突然変異により器官が異常な場所に分化する、5.器官の形態形成(成熟)-突然変異により器官の発育や形態が異常になる。しかも、それぞれの制御過程には胚全体で機能する遺伝子と局所的に特定の器官でのみ機能する遺伝子の2種類が存在していることが明らかになった。胚の大きさの制御を詳細に解析したところ、その制御方法には2通りあることが明らかになった。1つは胚で機能する遺伝子によるもので、現在のところ突然変異により全ての器官を小さくする少なくとも3つの遺伝子座が見いだされている。他は胚乳の大きさを制御する遺伝子で、突然変異で胚乳が小さくなり、その結果胚盤だけが大きくなるものである。Differential screeningにより、不定胚形成培地に置床後のカルスで特異的に発現するクローンを得た。そのクローンは、in vivoでは胚でのみ発現が見られ、発芽後のシュート、根、花では発現していなかった。恐らくこのクローンは器官分化ではなく、胚発生という独特な発生過程で特異的に発現する遺伝子であろう。1.受精卵からの胚発生の制御機構まず、新たに胚発生に関する突然変異体を作出するために、品種金南風をMNU処理したM_2約1000系統についてスクリーニングを行った。まだ全系統についての調査は終了していないが、現在のところ新たに約30の単因子劣性の突然変異体が得られた。現在その詳細な表現型を調査している。既に得られている突然変異体間のF_2を作成し、2重劣性型の表現型を調べた。巨大胚(胚盤肥大の突然変異)に様々な突然変異体を交配した場合に興味ある結果が得られた。シュートや根の形態異常を示す突然変異体との2重劣性型では相加的な発現、即ち形態異常と胚盤の肥大が見られた。しかし、器官分化を示さず小さな胚となる球状胚突然変異体との2重劣性型では胚は球状となり、しかも胚の周囲の胚乳に大きな空隙が見られた。恐らく巨大胚突然変異は、胚ができる部分に大きな空隙を作るもので、その結果胚盤が肥大したものと考えられる。球状胚突然変異遺伝子が入った場合には胚の生長能力が制限されているため、胚は小さいままでその周囲に空隙ができたと考えられる。従って胚のサイズは胚乳との相互作用により決定されるのであろう。今年度更に多くの突然変異体同士の交配を行いF_1種子を得たので、来年度には胚発生に関与する遺伝子間の相互作用についてかなり明らかになると思われる。2.不定胚発生における遺伝子発現まず、カルスから不定胚及び不定芽を特異的に誘導する培養系の確立を試みた。サイトカイニンの種類と濃度を調節することにより、不定胚あるいは不定芽をそれぞれ高頻度で誘導する培養系が得られた。また抗原抗体反応を利用し、不定胚誘導時に特異的なタンパクを複数得ることができた。現在それらの解析を進めている。これまでに得られた胚発生の突然変異の間の2重突然変異を作り、その表現型を解析した。その結果、器官分化の決定に関わる遺伝子は、器官分化位置の制御に関わる遺伝子が胚の大きさあるいは形態形成に関わる遺伝子に対して上位に働くことが明らかになった。

また、器官分化位置に関わる遺伝子、胚の大きさに関わる遺伝子及び形態形成に関わる遺伝子の間の2重突然変異の表現型は、それぞれの両親の表現型の足し算になり、それぞれの遺伝子が独立に機能していることが推定された。巨大胚突然変異、小胚突然変異を用いて、胚の大きさの制御を詳細に解析したところ、その制御方法には2通りあることが明らかになった。1つは胚で機能する遺伝子によるもので、現在のところ突然変異により全ての器官を小さくする少なくとも3つの遺伝子座が見いだされている。他は胚乳の大きさを制御する遺伝子で、突然変異で胚乳が小さくなり、その結果胚盤だけが大きくなるものである。従って、胚の大きさは胚乳特異的な遺伝子と胚特異的な遺伝子との相互作用により決定されると考えられる。更に、無胚突然変異の1つを詳しく解析したところ、それが、胚乳の大きさを制御する温度感受性の遺伝子であることが明らかになった。高温では胚乳の発育が旺盛になり胚がつぶされて最終的に無胚となり、低温では胚乳がほとんど形成されず巨大胚となるものである。Differential screeningにより、不定胚形成培地に置床後のカルスで特異的に発現するクローンを得た。そのクローンは、in vivoでは胚でのみ発現が見られ、発芽後のシュート、根、花では発現していなかった。恐らくこのクローンは器官分化ではなく、胚発生という独特な発生過程で特異的に発現する遺伝子であろう。
内因性変異原メチルグリオキサールの生体影響に関する研究

メチルグリオキサール(MG)は食品中等に含まれる環境変異原であると同時に、生体内で糖や脂質から生成する内因性の変異原である。よって、人の発癌にMGが関与している可能性がある。さらに、糖尿病においてもMGの関与が疑われている。糖尿病患者の血管内壁等にはadvanced glycation endoproduct(AGE)が蓄積されることが知られているが、このAGE生成反応において反応中間体としてMGが関与しているためである。MGは反応性に富んだ物質であり、in vitroで蛋白質やDNAに対して結合することが報告されているが、詳細な生体影響については明らかにされていない。そこで、MGの生体影響、特にDNAに対する影響を明らかにすることを目的とし、哺乳動物細胞(サル由来のCOS-7細胞)におけるMGの変異誘発能について検討することにした。COS-7細胞において生じた突然変異を解析するために、サプレッサーtRNA遺伝子(supF遺伝子)を含有するプラスミドpMY189を用いた。MG処理したプラスミドをCOS-7細胞にトランスフェクションし、細胞内で複製されたプラスミドを回収した。続いて、回収したプラスミドをsupF遺伝子変異のインジケーターの大腸菌であるKS40/pKY241株に導入し、supF遺伝子上の変異頻度を調べた。さらに、変異体を単離し、supF遺伝子の配列解析を行った。その結果、MG処理による変異率は処理濃度に依存して増加した。また、MGは塩基置換変異及び欠失変異を高頻度に誘発した。誘発された塩基置換変異の9割がG:C塩基対における変異であり、特にG:C→C:G及びG:C→T:A変異が高頻度に検出された。従って、生体内におけるG:C→C:G及びG:C→T:A変異の誘発にMGが関与している可能性が示唆された。
高分解能レーザーテラヘルツ放射顕微鏡の開発

システム開発においては、固浸レンズやガルバノスキャナーを用いた新規なレーザーテラルツエミッション顕微鏡を構築し、空間分解能1μm以下でかつスキャン時間が数秒であといった高分解能かつ高速性能を持つことを確認した。また、このシステムを用が、半導体集積回路の欠陥検査等に有効であることを示した。一方、強誘電体からのテラヘルツ放射を、結晶構造および配向制御した薄膜を用いて系統的に観測し、そのメカニズムを明らかにした。本年度の研究実績を以下に示す。(1)従来型レーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)システムの高分解能化これまでに開発してきたLTEMは最高でその空間分解能は約3μmであった。このLTEMを様々な材料やデバイスの評価用ツールとして利用するためには、この空間分解能の向上が必要不可欠である。このため、波長780nmのレーザー光源用透過型LTEMシステムに固浸レンズ(屈折率1.98)、ビームエクスパンダーを組み込み、その空間分解能の向上を行った。その結果、固浸レンズのみの使用により空間分解能を1.5μmまで、またビームエクスパンダーのみの使用により空間分解能を1.2μmまで向上させることに成功した。今後は両者を同時に組み込むことにより1μm以下の空間分解能の向上を目指す。(2)高速イメージ用LTEMシステムの構築LTEMを実際に様々な評価に応用していく上で、イメージング速度の向上を行う必要がある。従来のシステムでは試料を取り付けたステージ自体を移動させる方式を取っていたため、例えば、500×500画素のイメージ取得に最速でも1時間程度の観察時間を要していた。今回透過型LTEMシステムにガルバノ光スキャナー、高速光変調器(AOモジュレーター)、高周波ロックインアンプを組み込むことにより、このイメージング速度の高速化を行った。これにより、ある程度高強度なテラヘルツ電磁波を放射可能な試料の場合、500×500画素のイメージ取得を10秒程度で行うことに成功した。またこのシステムを使えば、試料のレーザー反射イメージの同時観察も可能である。現在、これら構築したシステムを使って、半導体デバイスや強相関電子材料の評価研究を開始しているが、今後、これらのシステムを組み合わせることにより、高空間分解能で高速イメージング可能なシステムとし、これらの電子材料やデバイスの研究をよりいっそう進めていく予定である。平成20年度は現在までに構築しているLTEMのさらなる性能向上を目指し、実際の材料デバイスの観察に応用した。LTEMの性能向上(空間分解能)前年度までにビームエクスパンダーおよび固浸レンズを使うことにより、波長780nmのフェムト秒レーザー光源を使って、空間分解能としてそれぞれ1.2ミクロンおよび1.5ミクロンを達成している。今年度は、この両者をシステム中に同時に組み込むことにより、0.5ミクロンのライン&スペース構造を有するテラヘルツ放射素子のLTEMイメージの観察に成功した。よって、本年度の目標としていた空間分解能1ミクロンを達成した。また、高速イメージング用として、ガルバノレーザー走査システムを組み込んだ反射型LTEMシステムの構築を行った。このシステムに用いたレーザーの波長は1058nmである。レーザービームのフォーカスにはテラヘルツレンズを使い、さらに固浸レンズとしてレーザーおよびテラヘルツに対して透過性のあるGaPを使ったものを作製し、組み込んだ(本成果については特許申請済み)。現在、このシステムを使うことにより、512*512ピクセルのLTEM画像取得時間を従来型の1時間程度から数秒程度まで短縮することに成功しており、また空間分解能も1ミクロン程度を達成している。現在これらシステムを用いたLSIの故障評価実験を進めている。材料・デバイスへの応用構築したLTEMの応用として、マルチフェロイック材料の強誘電ドメイン観測ならびに、分極と関連したテラヘルツ放射特性に関する調査研究を行った。
γ相チタンアルミナイドの結晶構造と耐熱強度特性に及ぼすバナジウムの影響

1.あらまし本研究ではアルミニウム-チタン-バナジウム三元系において幅広い組成領域を持つγ相金属間化合物に対し金属学的組織ならびに結晶構造の解析を行うとともに、圧縮試験等により耐熱強度特性を調査した。2.研究対象研究に用いたアルミニウム-チタン-バナジウム三元系金属間化合物の化学組成は、γ単相組成を中心に、アルミニウム濃度:5065mol%、チタン濃度:2550mol%、バナジウム濃度:025mol%とした。アーク溶解鋳造により準備された合金に加工熱処理を加えて、標準的な再結晶組織とした試料で実験を行った。3.研究結果本研究において行われた実験とその結果は下記のようにまとめられる。(1)等軸晶再結晶組織の粒径は、バナジウム濃度が高くなるにつれて小さくなる傾向が有り、バナジウム濃度が低いものでは100μm前後、バナジウム濃度が高いものでは1020μmであった。(2)X線回折の結果から、L1_0構造の格子定数(aとc)を測定した結果、一定のアルミニウム濃度では、バナジウム濃度が高くなるにつれて軸比c/aは大きくなり、面心正方晶の方向性が助長されることがわかった。室温での圧縮試験の結果から、バナジウム濃度が高くなるにつれて降伏強度が高められることがわかった。高アルミニウム濃度の組成では、バナジウム添加により塑性変形能も改善されるという興味深い傾向が得られた。(4)最高1300Kまでの高温で圧縮試験を行った結果から、バナジウム添加による強度向上の効果は1200Kまで保たれること、高バナジウム濃度では1300K付近での強度低下が大きくなる難点があることが明らかとなった。(5)圧縮試験、クリープ試験の対比から、優れた耐熱強度特性を得るための最適組成を模索することができた。
渇水リスクの経済的評価に基づく地域水利用システムの整備方策に関する研究

本研究では、渇水に対して耐性の高い水利用システムの整備方策の分析枠組みを構築することを目的として研究を行う。このような分析枠組みの構築に際して、貯水池の整備、操作ルールの改善、水道事業体による代替水源の確保、渇水時料金の導入あるいは減圧給水による渇水時の給水管理等の施策の有効な組み合わせ方に関して資源配分の効率性の観点から考察する。この際、消費者の亨受便益並びに、供給者の亨受便益をも同時に考慮し、これらの和として社会的便益を算定する。本研究では、不確実性下の社会的便益を上述のような施策の組み合わせに対して求める方法を提示することを目的ことを目的として研究を行った。インフラストラクチャの状況と、渇水による被害の発生プロセスを明示的にモデル化する。具体的には、(1)貯水池システムの整備と取水の安定性、(2)水道システムの整備と給水の安定性との関係、さらには、(3)給水制限方策と水消費者の行動をモデル化する必要がある。これらのモデルは、個別的に開発し、上述のようなインフラストラクチャの整備が、(1)最終的に水消費者の行動をいかに規定するのか、(2)被害の発生確率にいかなる影響を及ぼすのかに関して分析しうるモデルを開発した。さらに、これらのモデルを用いて、実流域を対象とした政策分析を行った。給水制限に対応した水の市場の均衡を、平常時の均衡と比較することによって、社会的余剰の減少量を、渇水による社会的被害として計量化する。さらに、1.のモデル化により求まるこれらの状況の生起確率を用いて社会的被害の期待値を求める。さらに各々の代替策を比較することで、公平で効率的な水配分を行いうる代替案を試算した。