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ヨーロッパ近世における地域間統合システムの研究

本研究は、史上初の地図帳であり1570年から1641年まで48版を出版したオルテリウスの『世界の舞台』に掲載された全地図を収集・分析することで、世界諸地域間の階層・序列化の思考プロセスと統合システム、すなわち「目的を達成させる世界」(ドメイン、domains)を明らかにすることを目的とした。その結果、大航海時代の成果といわれるにもかかわらず、アメリカ=新大陸はアフリカ大陸、ロシアと同様に世界の周縁に位置づけられ、一方でアジアは伝説とかかわる歴史世界から現れ、日本地図を大縮尺で加えることでヨーロッパの共時的世界に引き込まれたこと、またヨーロッパ西部の内陸部に次第に西進する重点化地方を見出した。本研究は16世紀の地図帳であるオルテリウス『世界の舞台』とその関連資料を収集・分析することにより、地域間の選択および再配列、すなわち、地域間を関連づけるための思考プロセスを明らかにし、地域間の統合システム、言い換えれば、ヨーロッパ近世において「達成されようとした世界」=ドメインを解明することを目的としている。研究の初年度においてはオルテリウス関連資料を収集するために、ドイツ・ベルリンのフンボルト大学、同じく州立図書館、シュトゥットガルト大学図書館、およびゲッティンゲン大学図書館を訪れ、『オルテリウス地理宝鑑』(Abrahami Ortelii Antverpiani Thesaurus Geographicus)、またオルテリウスがもっとも多用するヴォルフガング・ラツィウスの『コンメンタール』(Commentariorum vetustorum numismatum maximi)他10点の原資料を閲覧し、デジタル画像として収集した。現在はそれらの資料の版面と地名等を突合しながら、その配列の規則性・論理構成等にかんする分析をおこなっている。また、本研究は地図を歴史的構築物として、当時の人々の心像の集合的鏡像と捉え、これを歴史学の史料として分析する手法を確立することも目的としているため、地図史における近年のイメージ分析の動向をまとめ、ヨーロッパ構造史研究会(於岩手県立大学アイーナキャンパス、2016年3月29日)において「歴史と記憶:図像資料の可能性と課題」と題した口頭発表をおこなった。他の職務との関係で本年度は研究の予定エフォート率が若干低下したが、分析等は予定通りおこなっている。本研究は16世紀に編まれた画期的地図帳であるオルテリウス『世界の舞台』とその関連資料を収集・分析することにより、地域間を体系的に関連づけるための思考プロセスを明らかにすることで、地域間統合システム、すなわち、ヨーロッパ近世における「達成されようとした世界」(ドメイン)を解明することを目的としている。本年度は、地図が歴史的構築物であることを前提に、そのイメージ分析の動向を探った昨年度の口頭発表「歴史と記憶:図像資料の可能性と課題」の成果を踏まえ、オルテリウスの当時の収集資料の再構築ならびに、その資料を作成した地図製作者の諸活動を明らかにすることに力を傾注した。オーストリア・ウィーン大学図書館、ドイツ・ミュンヘン大学図書館等を訪れ、関連資料を収集するとともに、その分析をおこなった。その結果、オルテリウスが参照した地図資料は、冊子体およびブロードシート等を併せて、3千数百点に及ぶことが推定された。それらはオルテリウス所蔵にかかるもの、また、国王地理学者(Regiae Maiestatis Hispaniae Geographus)としての地位を利用して、非公開資料を閲覧・複写したものもあった。とくに、オルテリウスの盟友であったメルカトルの帰属するいわゆるフランドル派では、クリスティアン・スクローテン(Christian Sgrooten)の作成した地方図が高い頻度で参照されており、スクローテンは同じく国王地理学者として独自の測量によりこれを製作したことが明らかになった。その成果の一部は、「国王の地理学者クリスティアン・スクローテン(1525?-1603)」(記念論集準備会、於東北大学、2017年2月26日)および「国王の地図製作者として生きる:クリスティアン・スクローテン」(構造史研究会、於岩手県立大学アイーナキャンパス、2017年3月29日)として口頭発表をおこなった。他の職務(研究・教育・論文執筆等)との関係で、本研究での予定したエフォート率が若干低下したようであるが、資料分析等は予定通りおこなっている。刊行の都合により論文発表に至らなかったが、口頭発表の機会を多く持てたことで、分析視角等の改善が図られた。本研究は16世紀に編まれた画期的地図帳であるオルテリウス『世界の舞台』(Theatrum Orbis Terrarum)とその関連資料を収集・分析することにより地域間を体系的に関連づけるための思考プロセスを明らかにすることで、地域間統合システム、すなわちヨーロッパ近世における「達成されようとした世界」(ドメイン)を解明することを目的としている。本年度は『世界の舞台』のすべての版刷における図版を収集し、その改変の全過程を跡づけるとともに、オルテリウスが参照した同時代の地図製作者による写本・刊本におけるイメージとの関連、また個々の地図製作者の抱く世界観等を分析した。オルテリウスがその地図帳製作の拠点としたベルギー・アントウェルペンの大学図書館、オーストリアのウィーン大学図書館を訪れて資料の確認をおこなった結果、『世界の舞台』は1570年から1641年までの全刊行期間において本編35版、補遺13版のあわせて48版が刊行されており、うちラテン語版は16版(異刷4・増刷1含)、ドイツ語版5版(異刷1含)、フランス語版5版、スペイン語版4版、オランダ語版3版、英語版1版、イタリア語版1版であったこと、その全刊本における地図の図版数は177枚、これに歴史地図52枚を含めると全229枚に及ぶことが判明した。

地図の層序分析では、1590年頃と1605年前後に拡充の画期があり、およそ大縮尺から小縮尺へと移行すること、移行の度合いはヨーロッパ西部の特定地域において顕著であることなどが明らかになった。また、関連地図とその製作者の世界観の確認として、口頭発表「国王の天地学者ークリスティアン・スクローテン」(岩手県立大学アイーナキャンパス、2018年3月27日)をおこない、論文「メアリ一世のアトラスにおける支配の徴表」(東北大学附属図書館調査研究室年報、第5号、2018年3月)を発表した。本研究は、史上初の地図帳であり1570年から1641年まで48版を出版したオルテリウスの『世界の舞台』に掲載された全地図を収集・分析することで、世界諸地域間の階層・序列化の思考プロセスと統合システム、すなわち「目的を達成させる世界」(ドメイン、domains)を明らかにすることを目的とした。その結果、大航海時代の成果といわれるにもかかわらず、アメリカ=新大陸はアフリカ大陸、ロシアと同様に世界の周縁に位置づけられ、一方でアジアは伝説とかかわる歴史世界から現れ、日本地図を大縮尺で加えることでヨーロッパの共時的世界に引き込まれたこと、またヨーロッパ西部の内陸部に次第に西進する重点化地方を見出した。初年度はオルテリウス『世界の舞台』関連資料の当時の出版・流通の過程を再構成することに重点をおいて研究計画を立てており、次年度に当たる今年度は地図製作者との交流を通じた、いわば地図生産の前過程をたどるという計画にある。しかしながら、それらの製作者たちの地図の出版・流通状況をあらかじめ理解した上で、記述や形態的特徴の変化の分析に取りかかるほうが効果的だとおもわれる。そこで、次年度の計画を前倒しし、それに初年度の分析作業を交えた形での研究の推進を検討したい。ただし、追加の資料収集は予定通りおこなうこととする。初年度がオルテリウス『世界の舞台』の出版・流通の過程の再構成、そして次年度にあたる本年度が地図製作者との交流を通じた、地図製作の前過程を重点的にたどるという計画を予めたてており、その点で本研究は予定通りに進行している。最終年度には、前述の「地域間を体系的に関連づけるための思考プロセス」を明らかにすることが課題となるが、本年度にオルテリウスが参照した地図製作者の側で表現された「体系性」をある程度究明できたことは、翻ってオルテリウス自身の思考プロセスを考察する上で、おおいに役立つようにおもわれる。そこで、今後はそのような「個別の体系」をオルテリウスがどのように総合しようとしたのか、という点を中心に据え、追加資料の収集を含めた分析と考察をおこない、口頭および論文の発表につなげていきたい。スタッフ紹介は不定期更新ヨーロッパ史購入予定の書籍の刊行が遅れたために本年度の使用に至らなかった。前年度に購入予定の資料の刊行が間に合わず未使用額が生じたが、本年度はこれを差し引き、826円の未使用が生じた。次年度以降に書籍が刊行されたさい翌年度請求の交付金とあわせて購入する。資料の購入と必要な消耗品等の購入により適切に使用する。
腎上皮細胞基底膜側へのＮＣＸ１輸送体の局在制御機構の解明

Na+/Ca2+交換輸送体(NCX1)は遠位尿細管基底膜側に限局して発現し、能動的なCa2+再吸収に重要な役割を果たすと考えられている。しかし、NCX1の基底膜側への局在を決定する分子基盤やその制御機構については明らかになっていない。本研究では、NCX1がアダプター蛋白質複合体サブユニット(AP因子)と相互作用することを見出した。さらに、変異解析により、AP因子の結合部位を同定した。興味深いことに、NCX1の細胞内ドメインとAP因子との相互作用は、細胞内Ca2+濃度依存性であった。この相互作用は遠位尿細管におけるNCX1の基底膜側への限局的なソーティング機構に関与しているものと考えられた。Na+/Ca2+交換輸送体1型(NCX1)は、遠位尿細管の基底膜側に限局して発現しているが、その極性的ソーティング機構の分子機序は未だ不明である。本研究では、その分子基盤を解析する目的で、NCX1の細胞内ドメインをbait蛋白質として、マウス腎由来cDNAライブラリーを用いた酵母ツーハイブリッドスクリーニングを実施した。その結果、NCX1の細胞内ドメインがアダプター蛋白質複合体因子(AP因子)と相互作用することを見出した。Pull downアッセイによりAP因子の結合部位を解析したところ、細胞内ドメインのCBD1(Ca2+結合部位)に結合することが判明した。さらに、CBD1領域内のAla置換変異解析により、その特異的結合配列を同定した。興味深いことに、NCX1細胞内ドメインとAP因子の相互作用はCa2+濃度依存性であり、低Ca2+濃度において結合量が増大した。EGFP標識NCX1を発現させた培養腎上皮細胞(MDCK細胞)を蛍光イメージング解析したところ、NCX1は細胞内Ca2+濃度の増加に伴って基底膜側細胞膜にソーティングされること、一方、細胞内Ca2+濃度の減少に伴ってリサイクリングベジクルに移行することが明らかになった。現在さらに、本相互作用の機能的役割について、NCX1の活性制御機構(Ca2+依存性不活性化)の観点からも追究している。Na+/Ca2+交換輸送体1型(NCX1)は、遠位尿細管基底膜側に限局して発現しているが、その極性的ソーティング機構の分子機序は未だ不明である。本研究では、その分子基盤を解析する目的で、NCX1細胞内ドメインをbait蛋白質として、マウス腎由来cDNAライブラリーを用いた酵母ツーハイブリッドスクリーニングを実施した。その結果、NCX1細胞内ドメインがアダプター蛋白質複合体因子(AP因子)と相互作用することを見出した。AP因子の結合部位を解析したところ、細胞内ドメインのCBD1(Ca2+結合部位)に結合することが判明した。さらに、Ala置換変異解析により、CBD1領域内の特異的結合配列を同定した。つまり、NCX1は細胞内Ca2+濃度の増加に伴って基底膜側細胞膜にソーティングされること、一方、細胞内Ca2+濃度の減少に伴ってリサイクリングベジクルに移行することが推察された。最近、AP因子への結合能を欠失した変異型NCX1および野生型NCX1の遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスを作製した。現在、これらモデルマウスの腎機能解析、血液成分解析、骨形態解析により、NCX1の腎基底膜側局在制御の生理学的・病態学的意義を追究している。さらに、NCX2、NCX3の細胞内ドメインとAP因子の相互作用についても解析を進めている。Na+/Ca2+交換輸送体1型(NCX1)は、遠位尿細管(遠位曲部)の基底膜側に限局して発現しているが、その極性的なソーティング機構の分子機序は未だ不明である。本研究では、その分子基盤を同定する目的で、NCX1の細胞内ドメインをbait蛋白質として、マウス腎由来cDNAライブラリーを用いた酵母ツーハイブリッドスクリーニングを実施した。この相互作用はnativeなNCX1とAP因子の間でも確認された。次に、AP因子のGST融合蛋白質とNCX1細胞内ドメインの様々な領域のHisタグ蛋白質を用いたGST-pull downアッセイによりAP因子の結合部位を解析したところ、細胞内ドメインのCBD1(Ca2+結合部位)に結合することが明らかとなった。一方、AP因子は相同配列を有するCBD2には結合しなかった。さらに、CBD1領域内の変異解析(Ala置換)を行い、その特異的結合配列を同定した。

興味深いことに、NCX1細胞内ドメインとAP因子の相互作用はCa2+濃度依存性であり、低Ca2+濃度において結合量が増大した。現在さらに、本相互作用の機能的役割について、NCX1の膜集積機構(腎上皮細胞NCX1の基底膜側局在化)および活性制御機構(Ca2+依存性不活性化)の両面から追究している。本研究では、NCX1とAP因子の相互作用の分子機序を解析し、NCX1の遠位尿細管基底膜側へのソーティング機構およびその生理的意義を解明することを目的としている。これまでに、pull downアッセイによりNCX1のCBD1(Ca2+結合部位)領域内の特異的結合配列を同定した。また、CBD1とAP因子の相互作用はCa2+濃度依存性であることを見出し、細胞内Ca2+濃度の減少に伴って腎上皮細胞基底膜側に局在するNCX1がリサイクンリングベジクルに移行することをリアルタイムイメージング解析した。最近、AP因子への結合能を欠失した変異型NCX1および野生型NCX1の遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスの作製に成功した(完成時期が予定より半年遅れた)。次年度は、これらモデルマウスを用いて、NCX1の腎基底膜側局在制御の生理学的・病態学的意義について解析する。これまでに、AP因子のGST融合蛋白質とNCX1細胞内ドメインの様々な領域のHisタグ蛋白質を用いたGST-pull downアッセイによりAP因子の結合部位を解析した。その結果、細胞内ドメインのCBD1(Ca2+結合部位)に結合することを明らかにし、さらに、CBD1領域内の変異解析(Ala置換)により、その特異的結合配列を同定した。AP因子に対する結合能を欠失したNCX1変異体の構築にも成功した。また、NCX1の細胞外領域ペプチドに対する抗ニワトリ抗体を用い、培養腎上皮細胞を用いた野生型および変異型NCX1の局在解析を実施した。それに加えて、変異型NCX1の局在・機能異常を生体(個体)レベルで実証し、生理学的・病態学的意義を検討する目的で、野生型および変異型NCX1の遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスの作製に取り掛かった。このように、本研究はおおむね順調に進展している。1)遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスの作製が半年遅れたため、平成25年度において、AP因子との結合能を欠失した変異型NCX1のトランスジェニックマウスを用いて個体レベルで変異機能解析を実施する。具体的には、血液・尿成分解析、腎機能、心機能、骨形態計測、病理組織学的解析を実施する。特に、腎機能(Ca2+再吸収、体液電解質代謝、腎尿細管障害)および骨代謝に注目する。2)さらに、新たな実験項目として、他のNCX分子種(NCX2、NCX3)の細胞内ドメインとAP因子の相互作用を検証した上で、各分子種の膜局在およびトラフィック機構を解析する。さらに、ここで見出した分子種間の差異を利用し、その責任領域を分子種間キメラ解析により同定し、トラフィック機構の分子機序の解明に応用する。1)遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスを用いて、AP因子との結合能を欠失した変異型NCX1の機能解析を実施する。
高強度Au-Pd-Cu合金に関する基礎的研究

本研究は、高強度金合金を開発するための基礎資料を得ることを目的として行った。パラジウムの含有量を10,20,30,40,50%の5水準に、銅を10,20,30,40%の4水準に変え、残量を金とする20種類のAu-Pd-Cu三元合金をアルゴン雰囲気内で溶製した。これらの合金の融点・硬さ・変色・X線回折・比重測定を行った結果、次のことが明らかとなった。1)実験合金の液相点は、1035°Cから1388°Cまでの範囲にあり、銅含有量の少ないほど、パラジウム含有量の多いほど、液相点が高くなった。歯科鋳造用合金としては液相点が高く、第4・第5の元素を添加して合金の融点を下げる必要がある。2)実験合金の変色試験後の明度L^*は銅を2030%含む合金で最大の明度を示し、変色試験前後の明度差ΔL^*は銅の添加量が多くなるほど大きくなった。しかし、as cast時・軟化処理時・硬化処理時の変色試験後のL^*は常に70以上を示し実験合金の耐変色性は良好である。3)実験合金の硬さHvは、as cast時63.2319・軟化処理時74.4197・硬化処理時74.7291である。1/3Hvが引張強さであるという説を引用すれば、高いHvの実験合金では引張強さも高いと推定される。実験合金の範囲内で高強度金合金の組成を推定すると、5070Au-2030Cu-1030Pdの組成となる。4)実験合金の比重測定から、パラジウムを50%添加した合金と銅を10%添加した合金に鋳造欠陥の発生量が多いことが示唆される。5)X線回折の結果から、実験合金を硬化させたのは、Aucu,PdCu規則格子生成に基づくと判断した。この研究は、接着ブリッジ用高強度合金を開発するための基礎資料を得て、次年度で行う実験用合金の最適組成を推定することを目的として行った。実験に使用した合金は、パラジウム10,20,30,40,50wt%,銅10,20,30,40wt%を含み残量を金とする20種である。1種につき20gの合金を、アルゴン雰囲気の石英管内で高周波誘導加熱装置により溶製した。示差熱分析装置により各合金の固相点・液相点を測定した。実験に用いた合金の固相点は,983°Cから1322°Cまで、液相点は1033°Cから1386°Cまで変化し、銅含有量の少ないほど、パラジウム含有量の多いほど、固相点・液相点が高くなった。歯科精密鋳造法に準じて、厚さ1mm、幅15mm、高さ20mmの試験片3枚を一塊として鋳造した。X線回折装置により各合金のAS CASTにおける金属相を調べた。合金の硬化に主として寄与している金属相は、示差熱分析に現れた相変態温度・X線回折の結果からPdCu相と考える。AS CASTにおける試験片のビッカース硬さおよび0.1%硫化ナトリウム溶液中に3日間全浸漬したのちの合金表面の明度L^*ΔL^*を測定した。各合金のビッカース硬さは63.2319まで変化していた。

このことから100kgf/mm^2以上の引張強さを持つ組成があることが推定できた。合金表面の明度L^*は70.574.6まで変化していたが全系にわたって耐変色性のよい合金であることが分った。ΔL^*は0.44.6まで変化し、銅の含有量が30wt%以上で大きくなることが分った。試験片(約3g)を用いて個体試料比重測定装置により、各合金の圧延加工前と後の比重を測定し、鋳造欠陥発生率を比較しようとしたが予定した試験片が小さく、圧延加工前と後の合金間に差を見いだすことができなかった。以上のことから最適と考えられる組成範囲を推定すると、7050Au-2030Cu-1020Pdの組成となる。しかし、歯科鋳造用合金としては液相点が高く第四の添加元素を加える必要があると考える。本研究は、高強度金合金を開発するための基礎資料を得ることを目的として行った。パラジウイムの含有量を10,20,30,40,50%の5水準に、銅を10,20,30,40%の4水準に変え、残量を金とする20種類のAu-Pd-Cu三元合金をアルゴン雰囲気内で溶製した。これらの合金の融点・硬さ・変色・X線回析・比重測定を行った結果、次のことが明らかとなった。1)実験合金の液相点は、1035°Cから1388°Cまでの範囲にあり、銅含有量の少ないほど、パラジウム含有量の多いほど、液相点が高くなった。歯科鋳造用合金としては液相点が高く、第4・第5の元素を添加して合金の融点を下げる必要がある。2)実験合金の変色試験後の明度L^*は銅を2030%含む合金で最大の明度を示し、変色試験前後の明度差ΔL^*は銅の添加量が多くなるほど大きくなった。しかし、as cast時・軟化処理時・硬化処理時の変色試験後のL^*は常に70以上を示し実験合金の耐変色性は良好である。3)実験合金の硬さHvは、as cast時63.2319・軟化処理時74.4197・硬化処理時74.7291である。1/3Hvが引張強さがあるという説を引用すれば、高いHvの実験合金では引張強さも高いと推定される。実験合金の範囲内で高強度金合金の組成を推定すると、5070Au-2030Cu-1030Pdの組成となる。4)実験合金の比重測定から、パラジウムを50%添加した合金と銅を、10%添加した合金の鋳造欠陥の発生量が多いことが示唆される。5)X線回折の結果から、実験合金を硬化させたのは、AuCu,PdCu規則格子生成に基づくと判断した。
ラオス地方文書とオーラル・ヒストリーの組織的収集・保存体制の構築

ラオス国フアパン県およびサワンナケート県内の16郡42村において村の歴史や土地の伝承等を採録するとともに、フランス植民地時代以前の地方文書および地方行政に関わる物品(文書筒、印章)について現地調査を行った。成果発表として、2010年12月、ラオス国立大学においてワークショップを開催するとともに、2011年3月、本研究により収集されたデータおよび上記ワークショップの発表原稿からなる報告書を刊行した。本研究の目的は、これまでほとんど研究の対象になってこなかったラオス・ランサン王国期の地方文書(じかたもんじょ)および地方行政に関連した物品(印章、文書筒等)を探索・収集するとともに、古老らが語る村の歴史、土地の伝承、昔話等を採録し、それらをデジタル化資料として保存することで、内外の研究者のみならずラオス国民の利用に供し、ラオス前近代史研究の新たな展開に寄与することにある。現地調査は、年23回程度、北部のフアパン県もしくは南部のサワンナケート県において実施している。本研究は、ラオスにおいてランサン王国期の地方文書を本格的に調査する初めてのプロジェクトであり、年代記を始めとする編纂史料に依拠した旧来の歴史研究から同時代史料を活用した新しい歴史研究への転換を企図している。さらに、ラオス国立大学の教員や学生および県情報文化局職員らに協力者として参加してもらうとともに、村人たちにも単なるインフォーマント(情報提供者)としてではなく、自分たちの村の歴史を掘り起こす調査者として活動に加わってもらうことで、ラオス地方史研究に対するラオス人自身の関心を呼び起こし、全国的な地方文書およびオーラル・ヒストリー収集プロジェクト立ち上げに向けて機運を高めていくことを目指している。研究の開始にあたり、カウンターパートであるラオス国立大学社会科学部と本研究実施にかかる具体的な協議を行い、平成19年8月、同学部内にプロジェクト・オフィスを開設するとともに、増原(研究代表者)および同学部教員3名、リサーチ・アシスタント1名の計5名からなる研究調査班を組織することに合意した。その後、ラオス・サワナケート県において2回にわたって現地調査を行い、4郡(ウィラブリー郡、セーポーン郡、ノーン郡、ピーン郡)15カ村でオーラル・ヒストリーの採録および地方文書の探索を行った。特に、ウィラブリー郡では主に抗仏・反米闘争の経緯を綴った『ナムパーケーン村史』、ピーン郡ではフランス植民地化直前の1892年、同郡の領主が臣下の功労を称え、新たな氏名を与えることを記した文書および右文書を保管するための青銅製文書筒(ラオ語で「バンチュム」と呼ばれる)を発見し、写真撮影を行い、文書については現代ラオ文字への翻字を行った。1893年のフランスによる植民地化以前に作成されたラーンサーン王国期の行政文書が、ラオス国内で発見される例は極めて珍しく、貴重な発見といえる。さらに、今回採録した村の歴史や土地に伝わる神話、伝説、昔話などについてはラオス国立大学社会科学部の協力を得て、テープ起しを行い、編集作業を進めている。また、これらの現地調査と平行して、19世紀後半に隣国シャム(現タイ)によってムアン・サムヌアやムアン・サムタイなどの首長国(現在のラオス・ホアパン県に相当)からバンコクへ持ち去られたラーンサーン王国期の行政文書(ラーイチュム文書)の現代ラオ文字への翻字作業も継続して行っている。平成20年度において、研究代表者はカウンターパートであるラオス国立大学社会科学部の教員等4名とともに、ラオス国サワナケート県へ1回、フアパン県へ2回現地調査に赴き、オーラル・ヒストリーの採録および地方文書の探索を行った(サワナケート県ではプータイ族およびモン・クメール系のマコーン族の村々を、フアパン県ではラオ族および赤タイ族の村々を中心に調査を行った)。前年度に引き続き、今回採録した村の歴史や土地に伝わる神話、伝説、昔話などはラオス国立大学社会科学部の協力を得て、テープ起しを行い、編集作業を進めている。この他、サワナケート県の調査では、フランス植民地期に同県セポーン郡の領主が使用していたと伝えられる3個の印章を発見することができた。インドシナ戦争当時、行政文書や印章を始めとする地方行政に関わる物品がほとんど失われたラオスにおいて、こうした印章が発見されることは極めて珍しく、貴重な発見といえる。一方、フアパン県の調査では、ラオス・ラーンサーン王国期の行政文書が言及している地方国が存在していた地域に赴き、文書に記された地方国の領域が現代の地図の上でどのように表されるかということを明らかにするため、村人への聞き取り調査を行ったりした。また、前年度に引き続き、バンコクのタイ国立図書館に保管されているラーンサーン王国行政文書の調査を行い、国王の印章(国璽)入りの文書22通について翻字作業をほぼ完了することが出来た。平成21年度中に同翻字版の刊行を予定している。

平成21年度において、研究代表者はカウンターパートであるラオス国立大学社会科学部の教員等4名とともに、ラオス国サワンナケート県へ2回、同プアパン県へ1回、現地調査に赴き、オーラル・ヒストリーの録音、地方文書および文書に関連する物品(印章、文書保管用筒など)の探索等を行った(サワンナケート県ではタイ系プータイ族、プアパン県ではタイ系のラオ族、プアン族、赤タイ族の村を中心に調査を行った)。前年度に引き続き、採録した村の歴史や土地に伝わる伝承、昔話などはラオス国立大学社会科学部の協力を得て、テープ起こしを行い、データベース化を進めている。この他、サワンナケート県の調査では、セポーン郡およびアサポーン郡においてバンチュムと呼ばれる文書保管用筒をそれぞれ1本ずつ、セポーン郡において想像上の動物と思われる図柄が入った印章2個と漢字6文字からなる印章1個、アサポーン郡においてハヌマーン(サル)の図柄が入った印章1個を発見することができた。特に、漢字6文字からなる印章の背部には14文字の漢字が刻まれており、この記事から同印章がベトナム阮朝第2代皇帝明命(ミンマン帝)の在位8年目、つまり西暦1827年に阮朝から現ラオス・サワンナケートの地方領主に下賜されたとする推測も可能であり、当時のラオスの地方領主が、シャム(タイ)のバンコク王朝だけではなく、ベトナムの阮朝にも服属していたことを示す極めて珍しい物的証拠であると考えられる。平成22年度は、現地調査は行わず、もっぱら過去3年間に収集した録音のテープ起こし、データの整理・分析を行った。最終的にラオス国フアパン県およびサワンナケート県内の16郡42村において採録された村の歴史や土地の伝承等のすべてについてテープ起こしを行うことができた。一方、現地調査において発見されたフランス植民地時代以前の地方文書の翻字を行うとともに、地方行政に関わる物品、すなわち、文書筒3点および印章7点についてデータの整理を行った。以上のような研究成果を発表するために、2010年12月にラオス国立大学ラオス・日本センターにおいてワークショップを開催し、研究代表者(増原)および現地調査に参加してくれたラオス国立大学教員4名の計5名が成果発表を行った。発表題目は、(1)フアパン県サムヌア郡ムアン・ウェーン村民の生活様式について、(2)サワンナケート県アーサポーン郡パッカニャー村におけるプータイ族の文化について、(3)フアパン県ビエンサイ郡ソーイ村の赤タイ族およびビエントーン郡タムラーヌア村におけるプアン族の生活様式について、(4)ランサン王国時代の行政文書について、(5)ラオスにおける民間伝承の採録について、であった。なお、このワークショップには、ラオス国立大学の教員・学生および内外の研究者およそ90名が参加し、活発な意見交換が行われた。さらに、2011年3月には本研究により収集されたデータおよび上記ワークショップの発表原稿を取りまとめた報告書The Collection and Conservation of Local Documents and Oral History in LaoPDR(FY20072010)(全286頁;本文ラオス語)を刊行し、ラオス政府、県、郡の関係諸機関、ラオス研究者および現地調査を行ったすべての村々に配布することで、研究成果の社会還元を行った。
環境ストレスに対するゲノム恒常性維持に関わる新たな分子機構の解明

ゲノム全体のヌクレオチド除去修復(GG-NER)において、環境ストレスに対する効率的なゲノム監視を可能にする分子基盤の理解を目的として研究を行った。精製タンパク質により再構成した無細胞系を用い、脱塩基部位などの内因性DNA損傷がGG-NERの損傷認識を促進しうること、DNAのトポロジー状態やタンパク質のリン酸化が修復効率に影響を与えることを見出した。また、UV-DDBを介した紫外線誘発DNA損傷の認識過程におけるXPCタンパク質のユビキチン化とSUMO化の新たな役割を明らかにした。さらに、XPCタンパク質がDNA損傷の認識過程でDNA上を一次元拡散運動することを一分子イメージングにより示した。1.ヌクレオチド除去修復促進因子の解析昨年度までに6種類の精製組換えタンパク質因子(XPC、TFIIH、XPA、RPA、ERCC1-XPF、XPG)を用いた再構成ヌクレオチド除去修復(NER)反応を促進する因子として、プロテインキナーゼを同定した。無細胞リン酸化反応により、このリン酸化の主要な標的としてXPC、TFIIH、XPGの3種類を同定した。さらに、組換えXPC、XPGタンパク質を脱リン酸化処理すると(6-4)光産物を基質とする再構成NER反応の効率が有意に低下したことから、これらのタンパク質のリン酸化がNERに対して促進効果を示すことが強く示唆された。一方、紫外線による主要なDNA損傷であるシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)の5'側に脱塩基部位を挿入することにより、上記の精製タンパク質による無細胞系でのCPDの切り出し活性が促進されることが確かめられた。現在、細胞内におけるNER活性に対する脱塩基部位の効果を検討している。2.一分子イメージングによる損傷認識機構の解析これまでに、量子ドットで蛍光標識したXPCタンパク質複合体とλファージDNAを用いた一分子観察系の構築を行った。今回は非損傷DNAの両端を基板上に固定し、そこに蛍光標識XPCを添加してその挙動をリアルタイム観察した。その結果、XPC複合体がλファージDNA上を一次元自由拡散する様子が観察され、求められた拡散係数からXPC複合体がDNA上をhopping、およびscanningすることにより、効率良く損傷部位を認識していることが示唆された。1.ヌクレオチド除去修復促進因子の解析6種類の精製組換えタンパク質因子(XPC、TFIIH、XPA、RPA、ERCC1-XPF、XPG)により再構成したヌクレオチド除去修復(NER)損傷切り出し反応を促進する活性を指標として、HeLa細胞抽出液から活性を担うタンパク質因子の精製を行った。最終的に得られた活性画分に含まれるタンパク質について質量分析を行ったところ、プロテインキナーゼが同定された。このプロテインキナーゼの組換えタンパク質を再構成NER反応系に添加したところ、反応の促進が確認できたことから、NERのコア反応がタンパク質リン酸化により制御されている可能性が新たに示唆された。ループ構造によるシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)の修復促進効果は再構成NER反応系で再現されつつあるが、細胞抽出液を用いた系に比べてその程度が依然低いため、さらなる未知因子の関与も含めて系の最適化を進めている。2.一分子イメージングによる損傷認識機構の解析紫外線照射したλファージDNAと、ビオチン化XPCタンパク質複合体に量子ドットを結合させたものを用いて、損傷に対するXPCの結合を一分子観察する系を構築した。紫外線により損傷を導入したDNAに対し、特異的に結合したXPC分子を実際に観察することに成功した。XPCが損傷部位に到達する前の過程を可視化するため、部位特異的に損傷を含む化学合成オリゴDNAをλファージベクターに組み込む一方、流路系を用いて蛍光標識したXPCを注入できる系の構築を検討している。6種類の精製組換えタンパク質因子(XPC、TFIIH、XPA、RPA、ERCC1-XPF、XPG)によって再構成した無細胞ヌクレオチド除去修復(NER)反応系を用いて、さまざまな内因性DNA損傷の修復活性を検討した。その結果、8-オキソグアニンやO6-メチルグアニンがほとんど修復されなかったのに対し、チミングリコールや脱塩基部位がNERによって有意に切り出されることを見出した。昨年度までに脱塩基部位がXPCをリクルートすることで近傍のシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)の修復を促進することを明らかにしたが、上記の結果はXPDヘリカーゼの5'→3'方向の移動が脱塩基部位によって停止する場合と、停止しない場合がありうることを示唆している。また、この再構成NER反応系を用い、TFIIHに含まれるcdk-activating kinase module (CAK)がXPDヘリカーゼ活性およびDNA損傷修復活性を抑制すること、XPAタンパク質がXPDヘリカーゼ活性を促進し、DNA損傷の最終的な確認機構において重要な役割を持つことが明らかとなった。

さらに、環状二本鎖の損傷DNA基質を制限酵素により直鎖状にしたり、DNAトポイソメラーゼを反応系に添加することでNER活性が著しく低下することを見出し、DNAのトポロジー状態(細胞内においてはクロマチン高次構造の状態)が、おそらくはDNA損傷認識に影響を与えることでNERの効率を制御している可能性が強く示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。生化学・分子生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までに無細胞NER反応を促進する因子として同定したプロテインキナーゼの標的タンパク質を実際に同定し、それらの因子のリン酸化が実際にNER反応に対して促進的に働くことが確かめられた。今後、リン酸化部位の同定、変異体作成と細胞レベルでの機能異常解析を進めることにより重要な知見が得られると期待される。また、生体内においてNERによる修復効率が低いCPDの修復が、近傍の脱塩基部位により促進されるという当初のモデルが、少なくとも無細胞系では正しいことを確認できた。一分子解析では、非損傷DNA上でのXPCタンパク質複合体の動態を観察することに成功しており、全体として研究は概ね順調に進展している。精製タンパク質により再構成した無細胞NER反応を促進する因子を生化学的に精製、同定できたことで大きな成果が得られた。この反応促進機構の解析は、生体内におけるNER反応の制御を理解する上で重要な知見を与える可能性がある。脱塩基部位の挿入によるCPDの修復促進、およびGAL4 DNA結合ドメイン-XPC融合タンパク質を用いたGAL4結合配列依存的なCPD修復のin vitro系については、DNA基質と組換えタンパク質の調製を行い、予備的な結果を得つつある。また蛍光標識XPCの一分子イメージングについては基本的な観察システムの構築が完了し、損傷認識過程の可視化のために細かい観察条件のチューニングの段階に入っている。このように、全体として研究は概ね順調に進んでいる。1.ヌクレオチド除去修復促進因子の解析NER反応の促進に関わるXPC、XPGタンパク質のリン酸化部位を同定し、そのアミノ酸に変異(非リン酸化体、リン酸化ミミック体)を導入して無細胞系、および細胞内におけるNER反応に対する影響を調べる。これらのタンパク質のリン酸化がNERを制御するメカニズムを、DNAや他のNERタンパク質との相互作用に着目して解析するほか、細胞のDNA損傷応答やシグナル伝達への影響についても調べる予定である。一方、細胞内で人為的に脱塩基部位の蓄積を引き起こした状態で紫外線を照射し、CPDの修復効率に対する影響を評価するほか、XPCやDDB2を染色体上の特定の領域にテザリングさせ、局所的なNER活性の促進が見られるかどうかを検討する。2.一分子イメージングによる損傷認識機構の解析非損傷λファージDNA上のXPC複合体の挙動について、より詳細な解析を進めるとともに、部位特異的にDNA損傷を組み込んだλファージベクターを利用して観察を行い、XPCが損傷部位に到達する瞬間を捉えることを目指す。
中国地方における都市地域の土地利用変化

本課題は中国地方の県庁所在都市を対象として、戦後期の経済成長に伴う土地利用の変容過程を明らかにすることを目的とする。目的達成のために3種類のデ-タ整備を行った。第1は戦後期の土地利用変化を把握するために2.5分の1地形図を使用して3時点の土地利用図を作成し、メッシュ毎の土地利用を判読しデ-タベ-ス化した。第2は土地利用変化を法的に規制する土地利用規制地域指定に関して、メッシュ毎のデ-タ整備を行った。第3は大規模開発や区画整理事業など具体的な土地利用変化を行政資料などによって把握し、デ-タ整備を行った。昨年度行った広島都市圏に続いて、今年度は鳥取、松江、山口の各市において同様のデ-タ整備を行った。また、岡山市についてもその準備作業に着手した。なお、昨年度の反省を踏まえて、他の既成メッシュ統計との整合性を確保するために、基域(メッシュ)の大きさを変更し、都市周辺地域の都市化がより的確に捉えられように土地利用分類を変更するなど若干の手法上の変更を行った。以上整備したデ-タを自作ソフトウェア(MSーDOS版N88BASIC)を使用して、パ-ソナルコンピュ-タによって統計的分析を行い、また画像出力を行った。その結果、戦後3都市の土地利用変化を視覚的、定量的に分析することが可能となった。次年度は岡山市について同様のデ-タ整備を行うと同時に、平成2年度に行った広島のデ-タを今年度行った方法で修正する要定である。これによって中国5県の県庁所在地の戦後の土地利用変化に関する分析を行い、土地利用の分布とその系年的変化の特徴が明らかにされることが期待される。
新しいクロモフォアの開発をめざした高精度分子設計

実測値の再現性は、従来法であるN・M-γを用いた場合より、飛躍的に向上した。また、PPP MO法ベースのabsolute hardnessを用いた場合の方が、HMO法をベースとした場合より、実験値をよく再現しており、新しいクロモフォアの開発に有用であることが明らかとなった。HMO法で用いるパラメ-タには任意性があり、計算されたabsolute hardnessは用いたパラメータへの依存性が高い。それに対してPPP MO法では、パラメータには任意性があるものの、それらの一部はvariable β,γ法を含むSCF繰り返し計算の中で適性に補正され、パラメータへの依存性が下がり、より適正なものになっていると考えられる。炭素原子だけを考慮すればよいPAHsの場合は、本来設定したクーロン積分αと共鳴部分βを用いているため問題ないが、para-acenoquinone類のようなヘテロ原子を含む系のabsolute hardnessを計算する場合は、半経験的(もしくは非経験的)MO法を用いる方が適切と考えられる。そのことを立証するために、置換基としてヘテロ原子を含むanthraquinoneの1置換、2置換誘導体について同様の検討を行った。その結果、η_<HMO>はη_<PPP>ほど置換基の影響を受けない。つまり、置換基が吸収エネルギーに与える影響の大きさを見積もるためにはPPP MO法程度の近似が必要であることがわかった。
Si基板上半極性GaNの高品質化に関する研究

Si基板上へのGaNヘテロエピタキシにおける成長層の高品質化のためAlInN緩衝層とIn添加AlN成長核形成層の効果を検討した。断面TEM像の観察からGaN成長層の貫通転位密度の低減が図られることを明らかにした。さらに炭素ドープ半極性面AlGaNの遠赤外吸収スペクトルにAl-Cボンドによる局在振動モードを見いだし、p型伝導の起源が窒素サイトを置換した炭素によるものであることを明らかにした。GaNに代表されるIII族窒化物半導体の結晶成長には適切な基板が無いためサファイアなどの異種基板が用いられる。また、窒化物半導体ヘテロ構造デバイス特性は分極電界の影響を強く受けるため、C-面以外の非極性面を用いることが望まれている。本研究は、加工シリコン基板を用いて、半極性、非極性GaNを成長させる手法における結晶性向上と不純物ドーピング技術に関する。1. (1-101)GaN/(001)SiにおけるAlInN緩衝層の効果をTEM観察により評価した。基板との界面近傍で発生する転位は緩衝層の挿入により横方向に曲がり、貫通転位が少なくなること、その屈曲は緩衝層内で生起していることが判った。さらに高分解(HRTEM)観察した結果、緩衝層内では積層欠陥が複雑に生起し、その結果として成長層の高品質化に寄与していることが示唆された。2. (1-101)GaN半極性面への炭素ドーピングの効果を顕微FTIR法により評価した。炭素を高濃度にドープした試料では、GaNあるいはAlNに特有の吸収ピークの他に、600900cm-1に局在モード(LVM)によると思われる吸収ピークが見出された。しかし、いずれの特性ピークも炭素が窒素サイトに入るとする線形鎖モデルで予想される値とは異なることが分かった。このことは、炭素ドーピングによる正孔の生成は炭素が関与する複合欠陥によるものであることを示唆した。3. (1-101)InGaN面への希土類金属ドーピングを試みた。得られた試料からは1.54μmの発光が得られ、(001)Si基板上での窒化物半導体による新規希土類金属ドープ光デバイス作製の可能性を実証した。環境・エネルギー分野で大きな期待が寄せられている窒化物半導体デバイスのさらなる高度化に必要不可欠な結晶欠陥密度の低減と伝導性制御のため、Si基板上への高品質ヘテロエピタキシを検討した。シリコン上へのGaN成長は典型的なヘテロエピタキシである。大きな格子定数差を有する上に成長雰囲気におけるGaN成長層とSi基板との強い反応性がある。成長層の劣化を防ぐため、緩衝層としてGaを含まないAlInNの可能性を検証している。このヘテロエピタキシにおいて擬似格子整合成長を実現することにより、ミスフィット転位の発生を制御し成長層の高品質化を達成する条件を探るため、試料の断面TEM像とPLスペクトルを評価した。Si(111)面上への窒化物エピタキシにはAlN層が必須であることから、極めて薄いAlN層を堆積した後にAlInN緩衝層を成長させ、その上にGaNを成長させた。AlInN層の厚さを1670nmの範囲で変化させた試料とAlInN成長温度を9701200°Cと変化させた試料の断面TEMならびにPLスペクトルを評価したところ、AlInN層が薄いほど、また成長温度が低いほどGaN層の結晶品質は良くなることが分かった。窒素で終端された(1-101)半極性面はGaで終端された(0001)面とは異なり、炭素ドーピングによってp形伝導が得られると報告しているが、そのドーピング特性は不明である。炭素ドーピング試料の赤外線吸収スペクトルを詳細に検討したところ、GaNの場合は945cm-1にAlGaNの場合は950cm-1に特徴的な吸収ピークがあることが分かった。線形近似で予想されるAl-Cボンドの伸縮振動エネルギーは928930cm-1で実験値よりわずかに小さく、Al-Cボンドが他の元素あるいは欠陥により修飾されている可能性を示唆した。環境・エネルギー分野で大きな期待が寄せられている窒化物半導体デバイスのさらなる低コスト化と高度化に貢献できると期待されているSi基板上への高品質GaNのヘテロエピタキシにおける欠陥密度の低減と不純物ドーピング特性を検討した。シリコン上へのGaN成長は典型的なヘテロエピタキシで、その高品質化には大きな格子定数差を補償する緩衝層の最適化が必須である。その上、成長雰囲気におけるGaN成長層とSi基板との強い反応性があるため、本研究では緩衝層としてGaを含まないAlInNの有効性を検証している。このヘテロエピタキシにおいて擬似格子整合成長を実現することにより、ミスフィット転位の発生を制御し成長層の高品質化が達成出来ると期待される。本年度はその条件を探るため、成長核形成層となるAlN層形成条件を変化させた試料について、ヘテロ界面の高分解透過電子顕微鏡(HRTEM)像を評価した。

成長核形成がSiとの格子整合を決定することからこの層にInを混入することによって格子定数を変化させた試料の格子像を検証したところ、堆積温度が低くIn混入料が高いと思われる試料で、ミスフィット転位が周期的に導入され、成長層が高品質化されることが分かった。このことは、PL特性評価結果とも一致した。窒素で終端された(1ー101)半極性面への炭素ドーピングによってp形伝導が得られると報告してきたが、本年度はAlGaN混晶並びに(0001)極性面試料について検証した。SIMSによる炭素濃度は19乗台と高いにもかかわらず、Ga終端極性面ではp形伝導は確認されず、FTIRスペクトルにも炭素によると思われる特徴的な局在振動モードは見られなかった。このことは、p形伝導はN終端半極性面試料についてのみ可能で、炭素ドーピング特性が成長時の最表面原子状態によって左右されることを示唆した。Si基板上へのGaNヘテロエピタキシャル成長の課題は、ヘテロ界面における大きな格子不整と強い反応性への対策である。SiとGaNの大きな熱膨張係数差が高温プロセスによる成長層の劣化を増強している。その対策として我々はGaを含まない緩衝層を提案している。AlInN層の形成条件により成長層の品質が大幅に左右されることが明らかになり、最適化条件の確立に近づいている。また、炭素ドーピングに関しては、A1-Cボンドが決定的な役割を果たしていることが明らかになり、高品質結晶への新しいp形ドーパントとしての可能性がより現実的なものとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。AlInN緩衝層の形成条件を見いだす方向性は明らかになったが、現状では疑似格子整合を見いだすに至っていない。最適条件を確立するためにさらに断面TEM観察を進め、ミスフィット転位が貫通転位に成長する過程を明らかにする必要がある。炭素ドーピングに関しては、新たに見いだされた特性ピークがAl-Cボンド形成を指示したが、理論的に予想される値とは若干の差異があった。このことはAl-Cボンドが複合欠陥を形成していることを示唆している。水素あるいは酸素が関与する複合欠陥は熱処理による変態が期待されるため、熱処理を試みたが該ピークに有意な変化は見いだされなかった。今後、高エネルギー側での特性ピークを探索して水素と酸素の役割を検証するとともに、Al-Cボンドの対称性を評価することにより、炭素ドーピングの特性を評価する。
二相ル-プ形熱サイホン内の熱伝達に関する研究

開放形および密閉形ル-プ熱サイホンにおいて、加熱部沸騰熱伝達、冷却部凝縮熱伝達(これは密閉形のみ)およびル-プ内循環流量に関する実験的研究を三つの作動液体(水、エタノ-ルおよびフロン113)を用いて行ない、多くの実験デ-タを得た。また、ル-プ内の温度、エンタルピ、圧力、乾き度およびボイド率の分布を理論的に計算することによって、循環流量を求める数値計算プログラムを作成し、実験値と計算値の比較検討を行なった。さらに、この数値計算プログラムをル-プ熱サイホンの一種である二重管熱サイホンに適用して、地熱抽出への応用の可能性を検討した。また、二重管熱サイホン内の伝熱特性に関する実験的研究も行なった。本研究によって得られた結果は次の通りである。1.加内部内の沸騰熱伝達係数は循環流速が比較的遅く、加熱部長が短いため、プ-ル沸騰に対する熱伝達の式でかなり良く整理できる。2.冷却部内の凝縮熱伝達係数を水平管内膜状凝縮の式で整理した結果、加熱部で発生した気泡によって液体が冷却部へ持ち上げられると凝縮管底部に液溜りができるために熱伝達係数が低下する。3.ル-プ内循環流量は熱負荷の増大と共に、最初増加し、その後減少する傾向を持つことが実験的に示された。これは熱負荷の増大と共に沸騰が活発となり、ボイド率が大きくなって、下降管との間の浮力が増大するために流量が増大するが、さらに熱負荷が大きくなると二相摩擦損失が浮力の増大以上に大きくなるために流量は減少する。この結果は理論的に計算された循環流量と比較的よく一致した。4.二重管熱サイホンを地熱の抽出のために応用することを目的とし、その可能性を示すために行なった理論計算結果は十分可能性があることを示した。現在までに行った研究内容と得られた結果は次の通りである.1.蒸発部と凝縮部が配管(断熱部)によって連結された密閉形ループ熱サイホン装置を製作し,ループ内温度,作動流体封入量,ループの傾き角および熱負荷を変化させて,ループ内循環流量,蒸発部および凝縮部内の熱伝達係数およびループ内温度分布を測定した.作動液体にはエチルアルコールと水を用いた.ループ内循環流量は液体封入量と熱負荷が大きい程増大した.蒸発部内の沸騰熱伝達係数はループ内循環流速があまり大きくない(20cm/s以下)ためにループ沸騰熱伝達の式でほぼ整理できる.凝縮部内の熱伝達係数は管底部液溜りを考慮した水平管内膜状凝縮の式によって,十分ではないが,かなりよく整理できる.2.ループ内の循環流量を予測するためにはループ内の圧力およびエンタルピ分布(温度分布,ボイド率分布)をループに沿って数値計算し,凝縮部出口で乾き度が0となり,計算開始点の圧力とエンタルピがループを1回り計算して得られる圧力とエンタルピの値に等しくなるまで計算を繰り返えさねばならない.この計算は圧力損失の式,ボイド率の式等多くの式が必要であるが,収〓に非常に時間がかかり,これらの式の評価には不適であり,また計算がかなり困難であることが分ったので,この計算の前段階として,収〓が容易な開放形熱サイホンに関する実験的および理論的研究を先に行った.3.ループの上部に気液分離タンクを持ち,下部に加熱部を持つ,開放形ループ熱サイホン装置を製作し,熱負荷を変えて,ループ内循環流量,圧力および温度分布,および加熱部熱伝達係数を測定した.ループ内循環流量,圧力および温度分布は理論的に数値計算した結果と加熱部入口のサブクール度が小さい場合,よく一致した.しかし,サブクール度が大きい場合については更なる研究が必要である.

1.内径14mmの黄銅管で作られた、一辺の長さが80cmの正方形をしたループにおいて、片側の鉛直管に蒸発部を、上部水平管に凝縮部を持つループ形密閉熱サイホン装置内に、作動液体として水およびフロン113を封入して、蒸発部沸騰熱伝達、冷却部凝縮熱伝達およびループ内循環流量を測定した。実験は熱負荷、ループ内圧力、液体封入量およびループの傾きを変えて行い、これらの熱伝達および循環流量の影響を明らかにした。2.蒸発部沸騰熱伝達係数は循環流速があまり大きくないために、流速の影響をほとんど受けず、プール沸騰に関するStephain-Abdelsalamの式でかなりよく整理できる。3.冷却部凝縮熱伝達係数を水平管内の膜状凝縮に関するNusseltの式で整理した結果、封入液量が多い場合、実験値はNusseltの式よりも小さい値となった。これは封入量が多い程、蒸発部内で発生した気泡によってより多くの液体が凝縮部へ持ち上げられ、凝縮管底部に液溜りが生ずるためである。したがって、凝縮熱伝達係数の低下を避けるためには、蒸発部上部に気液分離器を設け、液体のみを蒸発部入口に戻すバイパスを設置する必要がある。4.ループ内循環流量は熱負荷の増大と共に最初増大し、その後減少する傾を示した。これは熱負荷の増大と共に沸騰が活発となり、ボイド率が大きくなって、下降管との間の浮力が増大するために流量が増大するが、更に熱負荷が大きくなると二相摩擦圧力損失が浮力の増大以上に大きくなるために流量は減少する。5.ループ内の圧力、エンタルピ、乾き度およびボイド率をループに沿って計算することによって、循環流量を理論的に計算した。その結果は実験値と比較的よく一致した。前年度までに、開放形および密閉形ル-プ熱サイホンにおいて、加熱部内沸騰熱伝達、冷却部内凝縮熱伝達(これは密閉形のみ)および循環流量に関する実験的研究を行ない、多くの実験デ-タを得た。沸騰熱伝達については、循環流速が比較的遅く、加熱部長さが短いため、プ-ル沸騰に対する熱伝達の式(Stephan-Abdelsalamの式)でよく整理できることが分った。凝縮熱伝達については水平管内膜状凝縮の式で整理した結果、作動液体が加熱部から冷却部へ持ち上げられる場合は管底部に液溜りができるために、熱伝達係数の低下が現われた。一方、循環流量は熱負荷の増大と共に最初増加し、さらに熱負荷が増大すると減少する傾向を示すことが実験的に示された。そこで、ル-プ内の温度、エンタルピ、圧力、乾き度およびボイド率の分布を理論的に計算することによって、循環流量を求める数値計算プログラムを作成し、実験値と計算値の比較検討を行なった。しかし、理論計算において、熱負荷が大きい場合、収斂がうまくいかない場合があった。以上の経緯に続いて、本年度に得られた結果は次の通りである。1.熱負荷が大きい領域まで収斂できるように理論数値計算プログラムを改良した。これによって、ル-プ熱サイホン内の限界熱流束を予測することが可能となった。2.本研究で開発された計算方法をル-プ形熱サイホンの一種である二重管熱サイホンに適用し、地熱抽出への二重管熱サイホンの応用の可能性を理論的に検討し、計算結果を示した。3.二重管熱サイホンに関する理論的研究と並行して、二重管熱サイホン内の沸騰熱伝達と限界熱流束への内管入口形状の影響について実験的研究を行なった。その結果、T字形をした入口形状が有効であることが分った。