hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流れの構造と水産動植物の分布・移動に関する基礎研究

本研究においては,収集した試料の査定計測,資料の解析,室内実験などに重点をおき,現場調査は補足的にとどめ,各研究分担者が摘出した問題点を克服するような解析と取りまとめを,下記の5分野にわたり実施した.1.水産生物の環境としての海流の構造[川合]:従来から受け入れられてきた黒潮・対馬暖流などの海流系の総観スケ-ルの構造の捉え方を再検討し,日本周辺の海流と水塊配置に関する総合的かつ詳細な模式図を新たに公表するとともに,それら海流の構造が水産生物に及ぼす影響についての主要事例を提示し総括した.2.再生産過程と流れの構造[俵・小林・友定・松下・上野・田中]:魚類を中心とした卵・前期仔魚・後期仔魚・稚魚の発育段階の違いによる,生物の分布・移動と海の流れとの対応関係の変化の問題について研究した.3.資源培養と流れの構造[柏井・杜多・小松]:とくに湾口水路における海水交換と生物の分布・移動,海中構造物により造成された循環流と生物分布との関連,藻場と流れとの相互作用の問題について研究した.4.漁場形成と流れの構造[小川・平井・原]:沖合漁場として三陸近海のマサバまき網漁場を例に,沿岸漁場として日本海南西部のシロイカ-本釣漁場を例に,流れと漁場形成あるいは流れと魚群の補給・離脱との関係について取り上げ,また,道東沖マイワシまき網漁場を例に,魚群の動きと流れとの関係について研究した.5.測定と解析の方法論[杉本・坂本・北原]:漂流系による調査手法,移動中の生物個体を取りまく物理環境の測定・解析,回遊性水産資源の来遊量の変動の推定などの方法論に関する問題について研究した.以上の研究の結果,現時点ではこの研究課題については最前線的な幾多の新知見が獲得されると同時に,問題点の所在も把握され,その成果と今後の研究の展望は,別冊の膨大な報告書で詳細にわたり公表してある.本研究においては、収集した試料の測定、資料の解析、室内実験などに重点をおき、現場調査は補足的に実施した。研究分担者が摘出した問題点を克服するような解析と取りまとめを、下記の4分野において実施した。(1)再生産と流動環境[俵・小林・友定・松下・上野・田中]:魚卵・前期仔魚・後期仔魚・稚魚の発育段階の違いによる、生物の分布・移動と流動環境との対応関係の変化についても研究した。(2)資源培養と流動環境[柏井・杜多・小松]:とくに湾口水路における海水交換と生物の分布・移動、海中構造物により造成された循環流と生物分布との関連、藻場と流れとの相互作用について研究した。(3)漁場形成と流動環境[杉本・井上・小川・平井・原]:黒潮・東シナ海海底流・対馬海流・津軽海流・親潮と漁場・魚群の分布・移動・停滞との関連について研究した。(4)測定と解析の方法論[川合・坂本・小松・杉本・柏井]:上記の各項目に関連した流動環境(たとえば、収束発散、藻場内外の流れの強さの細密分布、湾内の海水循環など)の測定・解析(たとえば、石膏球の溶解速度や漂流系などによる測流法)の測定・解析(たとえば、石膏球の溶解速度や漂流系などによる測流法)、移動中の生物個体に相対的な流動環境の測定・解析などの方法論に関する研究をした。本研究課題と密接に関連のあるシンポジウム「流れの構造と水産動植物の分布と移動の研究」を、東京大学海洋研究所の共同利用施設を利用して、平成元年12月12日と13日に開催したが、本研究の分担研究者以外にも多数の研究者の参加があった。とくに、本研究は、上記の4分野にまたがっているため、研究分担者の専門分野が、魚類生態・漁業生物・資源・漁海況・水産生物環境・水産土木・リモ-トセンシング・海洋物理など多岐にわたっている。しかも、藻場程度の小スケ-ルから沖合漁場までの大スケ-ルの場で起きている異質な現象を扱っている。本シンポジウムにおいては、このように研究対象・専門分野・所属機関の異なる研究分担者が、それぞれ独特な研究手法を披露し、問題点のありかを明白にするように努め、新しい研究方法論を模索しあって、極めて有意義であった。次年度においては、これらの成果を踏まえ、緊密に協働して本研究の取りまとめを行い、学際的な分野の研究手法の開発に向けて、研究を進める予定である。本研究においては,収集した試料の査定計測,資料の解析,室内実験などに重点をおき,現場調査は補足的にとどめ,各研究分担者が摘出した問題点を克服するような解析と取りまとめを,下記の5分野にわたり実施した.1.水産生物の環境としての海流の構造[川合]:従来から受け入れられてきた黒潮・対馬暖流などの海流系の総観スケ-ルの構造の捉え方を再検討し,日本周辺の海流と水塊配置に関する総合的かつ詳細な模式図を新たに公表するとともに,それら海流の構造が水産生物に及ぼす影響についての主要事例を提示し総括した.2.再生産過程と流れの構造[俵・小林・友定・松下・上野・田中]:魚類を中心とした卵・前期仔魚・後期仔魚・稚魚の発育段階の違いによる,生物の分布・移動と海の流れとの対応関係の変化の問題について研究した.3.資源培養と流れの構造[柏井・杜多・小松]:

とくに湾口水路における海水交換と生物の分布・移動,海中構造物により造成された循環流と生物分布との関連,藻場と流れとの相互作用の問題について研究した.4.漁場形成と流れの構造[小川・平井・原]:沖合漁場として三陸近海のマサバまき網漁場を例に,沿岸漁場として日本海南西部のシロイカ-本釣漁場を例に,流れと漁場形成あるいは流れと魚群の補給・離脱との関係について取り上げ,また,道東沖マイワシまき網漁場を例に,魚群の動きと流れとの関係について研究した.5.測定と解析の方法論[杉本・坂本・北原]:漂流系による調査手法,移動中の生物個体を取りまく物理環境の測定・解析,回遊性水産資源の来遊量の変動の推定などの方法論に関する問題について研究した.以上の研究の結果,現時点ではこの研究課題については最前線的な幾多の新知見が獲得されると同時に,問題点の所在も把握され,その成果と今後の研究の展望は,別冊の膨大な報告書で詳細にわたり公表してある.本研究においては,収集した試料の査定計測,資料の解析,室内実験などに重点をおき,現場調査は補足的にとどめ,各研究分担者が摘出した問題点を克服するような解析と取りまとめを,下記の5分野にわたり実施した.1.水産生物の環境としての海流の構造[川合]:従来から受け入れられてきた黒潮・対馬暖流などの海流系の総観スケ-ルの構造の捉え方を再検討し,日本周辺の海流と水塊配置に関する総合的かつ詳細な模式図を新たに公表するとともに,それらの海流の構造が水産生物に及ぼす影響についての主要事例を提示し総括した.2.再生産過程と流れの構造[俵・小林・友定・松下・上野・田中]:魚類を中心とした卵・前期仔魚・後期仔魚・稚魚の発育段階の違いによる,生物の分布・移動と海の流れとの対応関係の変化の問題について研究した.3.資源培養と流れの構造[柏井・杜多・小松]:とくに湾口水路における海水交換と生物の分布・移動,海中構造物により造成された循環流と生物分布との関連,藻場と流れとの相互作用の問題について研究した.4.漁場形成と流れの構造[小川・平井・原]:沖合漁場として三陸近海のマサバまき網漁場を例に,沿岸漁場として日本海南西部のシロイカ一本釣漁場を例に,流れと漁場形成あるいは流れと魚群の補給・離脱との関係について取り上げ,また,道東沖マイワシまき網漁場を例に,魚群の動きと流れとの関係について研究した.5.測定と解析の方法論[杉本・坂本・北原]:漂流系による調査手法,移動中の生物個体を取りまく物理環境の測定・解析,回遊性水産資源の来遊量の変動の推定などの方法論に関する問題について研究した.以上の研究の結果,現時点ではこの研究課題については最前線的な幾多の新知見が獲得されると同時に,問題点の所在も把握され,その成果と今後の研究の展望は,別冊の膨大な報告書で詳細にわたり公表してある.
マウスにおけるX染色体活性変動サイクルの解析

1.FISH (Fluorescence in situ hybridization)法により、マウス胚におけるXist遺伝子の発現とX染色体不活性化(XCI)の開始のについて検討し、XX雌胚でのXCIは次のように起きると結論した。卵割期にはX染色体の数にかかわらず全ての核で父性X(Xp)より安定型のXist RNAが発現した。ここで、X染色体のカウンティングがあり、Xpがそのまま不活性化するが、全能性を維持しているエピブラストではXistの発現は停止する。エピブラストでは原羊膜腔の形成時に再びカウンティングがあり、今度はランダムにXistが発現し、XCIが起きる。原始内胚葉では栄養芽細胞と同じ経過を経てXpが不活性化すると思われる。2.Searle転座T(X;16)16Hを持つ個体において、正常X染色体のみが不活性化する原因を検討した。lacZとGFP遺伝子を組み込んだX染色体を正常X(Xn)として用い、その発現をX染色体の活性状態を示すマーカーとして利用した。この結果、始めからXnが優先的に不活性化し、転座Xが不活性化した少数の細胞は急速に淘汰され、受精後8.5日目までにはほぼ完全に消失することが判明した。不活性化するXの選択にかかわるlocusが転座切断点にあるために転座X染色体は不活性化しにくくなっていると想定し、クローニングを試み、260kbのBACクローンまで追いつめた。3.lacZとGFP遺伝子がトランスジーンとして組み込まれたX染色体をヘテロに持つES細胞株を3系統樹立して、GFP、β-Galの発現変化より細胞分化とXCIの関係を検討した。未分化状態ではGFPとlacZは共に活性であるが、胚様体を形成させると不活性化を示すトランスジーンの発現変化が認められた。しかし、レチノイン酸により分化誘導した細胞ではlacZとGFPが独立に発現することが多く、細胞によってはXCIが正常に起きていないことを示した。1.体細胞クローン胚の作成については、実験条件がほぼ確立した段階で、未だ目に見える結果は得られていない。2.マウスの発生初期において、父由来X(Xp)が胚体外組織で選択的不活性化を受ける際に働く制御の解析を行った。エピブラストで起こるランダムな不活性化の際には、X染色体の数を数えて、1本を除く残りのX染色体を全て不活性化するが、それ以外の胚体外組織ではこのカウンティングのステップが無く、Xpのみが不活性化される考えられてきた。In(X)1Hヘテロ雌より高頻度で得られるXp0胚を用いてFISH(Fluorescence in situ hybridization)により検出出来るXist遺伝子の安定発現を指標として検討を行った。卵割期には全ての細胞で安定型のXist RNAが発現し、FISHで大きなシグナルとして検出された。しかし、胚盤胞期までにはペイントシグナル陽性細胞は30%に激減し、不活性Xは出現しない。これらの事実と従来の報告から、父由来Xistは卵割期には無条件で発現し始めることが分かる。その後のイベントは以下の通りに起きると考えられる。先ず、X染色体数のカウンティングがあり、1本ならばXistの発現は停止して不活性化は起きない。2本であれば発現が継続して、XmXp胚のTEでは細胞分化に伴い、Xistの発現は不可逆的となりXpがそのまま不活性化するが、全能性を維持しているICMでは発現が停止する。この間にXpとXmは同等となり、やがてランダムな不活性化が起きると推定される。

3.X/常染色体相互転座の一つであるSearle転座T(X;16)16Hを用いて、エピブラストにおけるX不活性化が、何時終了するか検討を行た。この転座のヘテロ接合雌では全ての体細胞で正常X染色体が不活性化するという目覚ましい性質がある。我々はlacZ遺伝子とGFP遺伝子をトランスジーンとして組み込まれたX染色体を正常Xとして用いた。従来の研究では9.5日胚で、未だ不活性化が起きていないとされる細胞は心臓と脊索に多いが、我々の観察からは転座の存在による不活性Xの再活性化の可能性が示唆された。1.FISH(Fluorescence in situ hybridization)法により、マウス胚におけるXist遺伝子の発現とX染色体不活性化(XCI)の開始の関連について検討した結果、XX雌胚でのXCIは次のように起きると結論した。卵割期にはX染色体の数にかかわらず全ての核の父性X(Xp)より安定型のXist RNAが発現する。ここで、X染色体のカウンティングがあり、Xistの発現が継続して、Xpがそのまま不活性化するが、全能性を維持しているエピブラストではXistの発現は停止する。エピブラストでは原羊膜腔の形成時に再びカウンティングがあり、今度はランダムにXistが発現し、XCIが起きる。原始内胚葉では栄養芽細胞と同じ経過を経てXpが不活性化すると思われる。2.Searle転座T(X ; 16)16Hを持つ個体において、正常X染色体のみが不活性化する原因を検討した。lacZ遺伝子とGFP遺伝子を組み込んだX染色体を正常X(Xn)として用い、その発現をX染色体の活性マーカーとして利用した。この結果、始めからXnが優先的に不活性化し、転座Xが不活性化した少数の細胞は急速に淘汰され、受精後8.5日目までにはほぼ完全に消失することが判明した。不活性化するXの選択にかかわるlocusが転座切断点にあるために転座X染色体は不活性化しにくくなっていると想定し、クローニングを試み、260kbのBACクローンまで追いつめた。また、β-Galの発現はincubationなどによって変動することも明らかにした。3.lacZとGFP遺伝子をトランスジーンとして組み込まれたX染色体をヘテロに持つ胚盤胞よりES細胞株を3系統樹立して、GFP、β-Galの発現変化より細胞分化とXCIの関係を検討した。未分化状態ではGFP活性は異常に高いが、胚様体を形成させると不活性化を示すトランスジーンの発現変化が認められた。しかし、レチノイン酸により分化誘導した細胞ではlacZとGFPが独立に発現することが多く、細胞によってはXCIが正常に起きていないことを示している。
近代アメリカ史における新史料とアトランティック・ヒストリー

本研究では東海地区における共同研究という機動力を最大限に生かしつつ、地域・時代ともに幅広い個別事例を収集・分析し、そこから得られたさまざまな知見を総動員してアトランティック・ヒストリーの視座の有効性を示してゆくことを目標とする。研究代表者・研究分担者は、それぞれの担当する研究課題を出発点として本研究のテーマにアプローチした。研究代表者の和田光弘は、個別の適用例としてジョン・モールトン船長関連文書(和田所蔵)の分析を引き続きおこなった。モールトン船長は近代大西洋世界の強固な紐帯を自ら体現した存在であり、分析の成果は、論文「アメリカ建国期における或る私掠船船長に関する新史料についての一考察」(『名古屋大学人文学研究論集』第2号、2019年3月)として公表した。また、本研究の理論的支柱を打ち立てるとともに、アトランティック・ヒストリー(大西洋史)研究の成果を広く社会に還元すべく、大西洋史研究の第一人者である米国ピッツバーグ大学卓越教授マーカス・レディカー教授を招聘して、公開講演会を開催した。和田が司会を務め、大勢の参加者を得て大変盛況であった(「マーカス・レディカー卓越教授特別公開講演」2019年3月)。研究分担者の森脇由美子は、ニューヨーク州マディソン郡サリヴァンの個人宅から発見された未刊行史料のオリジナル(森脇所蔵)を分析の俎上に載せて分析を進めた。その成果は、「ニューヨーク州における市場革命と運河建設」(『論集(三重大学人文学部)』第18号、2019年3月)として公表した。研究分担者の久田由佳子は米国において史資料を収集し、近代大西洋世界の考察に不可欠な奴隷制に関連する論文「1830年代奴隷制討論禁止規則の成立をめぐって」(『愛知県立大学外国語学部紀要』第51号、2019年3月)を発表するとともに、大西洋史関連の著作の書評、さらに口頭発表(計2回)をおこなった。本年度の研究の進捗状況は、きわめて良好であった。研究代表者の和田光弘は、近代大西洋世界の強固な紐帯を体現するジョン・モールトン船長関連文書(和田所蔵)の分析を引き続きおこない、その成果を論文として公表した(「アメリカ建国期における或る私掠船船長に関する新史料についての一考察」『名古屋大学人文学研究論集』第2号、2019年3月)。さらに大西洋史研究の第一人者である米国ピッツバーグ大学卓越教授マーカス・レディカー教授を招聘して、大西洋史に関するさまざまな論点・議論を深めるとともに、公開講演会を開催して、大西洋史研究の成果を広く社会に還元した(「マーカス・レディカー卓越教授特別公開講演(特別ゲスト:ウェンディ・ゴールドマン/カーネギー・メロン大学卓越教授)名古屋大学、2019年3月)。和田が司会を務め、大勢の参加者を得て大変盛況であった。研究分担者の森脇由美子も、エリー運河の支線オネイダ湖運河に関する82点の史料の分析を進め、その成果に一端を論文として公表した(「ニューヨーク州における市場革命と運河建設」『論集(三重大学人文学部)』第18号、2019年3月)。研究分担者の久田由佳子は、米国において史資料を収集し、19世紀大西洋世界に関する主要なテーマである奴隷制について、その分析の基礎的作業を論文にまとめた(「1830年代奴隷制討論禁止規則の成立をめぐってーアメリカ合衆国連邦議会における言論統制(1)」『愛知県立大学外国語学部紀要』第51号、2019年3月)。さらに大西洋史関連の主要な研究(笠井俊和著『船乗りがつなぐ大西洋世界』)の書評を執筆し(『西洋史学論集(九州西洋史学会)』第56号、2019年3月)、市場革命などに関する研究報告をおこなった(第52回アメリカ学会年次大会、2018年6月)。また各自、主要設備として、関連史資料の収集を鋭意おこなった。主要設備としては、関連史資料の収集を引き続き鋭意行いたい。この共同作業を通じて、東海地区の主要国公立大学3校のアメリカ史研究者間のネットワークが構築され、関連文献等も重複なく充実させることが可能となる。研究代表者の和田は、大西洋史の諸相や史料の利用に関する諸問題を総合的に考察するとともに、個別の適用例としてジョン・モールトン船長関連文書の分析に引き続き邁進したい。研究分担者の森脇は、ニューヨーク州マディソン郡サリヴァンの個人宅から発見された未刊行史料のオリジナル(森脇所蔵)の分析を引き続きおこなう。大西洋の彼方の市場へのアクセスがいかにして可能となったのか、とりわけ大西洋史の下位分類たる「シス大西洋史」の実践例となろう。研究分担者の久田は、1830年代の奴隷制討論禁止規則に関する考察をさらに深めるとともに、ピーボディエセックス博物館の史料(乗組員の結婚証明書の他に、鯨油の販売先、保険証券等)の調査や、捕鯨業に従事する男性とその妻たちの手紙の分析などを通じて、陸に残された女性たちの生活を明らかにし、マサチューセッツの捕鯨基地の経済的変容、大西洋経済における位置づけなどについて考究する予定である。モールトン船長は近代大西洋世界の強固な紐帯を自ら体現した存在であり、分析の成果は、論文

「アメリカ建国期における或る私掠船船長に関する新史料についての一考察」(『名古屋大学人文学研究論集』第2号、2019年3月)として公表した。また、本研究の理論的支柱を打ち立てるとともに、アトランティック・ヒストリー(大西洋史)研究の成果を広く社会に還元すべく、大西洋史研究の第一人者である米国ピッツバーグ大学卓越教授マーカス・レディカー教授を招聘して、公開講演会を開催した。和田が司会を務め、大勢の参加者を得て大変盛況であった(「マーカス・レディカー卓越教授特別公開講演」2019年3月)。研究分担者の森脇由美子は、ニューヨーク州マディソン郡サリヴァンの個人宅から発見された未刊行史料のオリジナル(森脇所蔵)を分析の俎上に載せて分析を進めた。その成果は、「ニューヨーク州における市場革命と運河建設」(『論集(三重大学人文学部)』第18号、2019年3月)として公表した。研究分担者の久田由佳子は米国において史資料を収集し、近代大西洋世界の考察に不可欠な奴隷制に関連する論文「1830年代奴隷制討論禁止規則の成立をめぐって」(『愛知県立大学外国語学部紀要』第51号、2019年3月)を発表するとともに、大西洋史関連の著作の書評、さらに口頭発表(計2回)をおこなった。本年度の研究の進捗状況は、きわめて良好であった。研究代表者の和田光弘は、近代大西洋世界の強固な紐帯を体現するジョン・モールトン船長関連文書(和田所蔵)の分析を引き続きおこない、その成果を論文として公表した(「アメリカ建国期における或る私掠船船長に関する新史料についての一考察」『名古屋大学人文学研究論集』第2号、2019年3月)。さらに大西洋史研究の第一人者である米国ピッツバーグ大学卓越教授マーカス・レディカー教授を招聘して、大西洋史に関するさまざまな論点・議論を深めるとともに、公開講演会を開催して、大西洋史研究の成果を広く社会に還元した(「マーカス・レディカー卓越教授特別公開講演(特別ゲスト:ウェンディ・ゴールドマン/カーネギー・メロン大学卓越教授)名古屋大学、2019年3月)。和田が司会を務め、大勢の参加者を得て大変盛況であった。研究分担者の森脇由美子も、エリー運河の支線オネイダ湖運河に関する82点の史料の分析を進め、その成果に一端を論文として公表した(「ニューヨーク州における市場革命と運河建設」『論集(三重大学人文学部)』第18号、2019年3月)。研究分担者の久田由佳子は、米国において史資料を収集し、19世紀大西洋世界に関する主要なテーマである奴隷制について、その分析の基礎的作業を論文にまとめた(「1830年代奴隷制討論禁止規則の成立をめぐってーアメリカ合衆国連邦議会における言論統制(1)」『愛知県立大学外国語学部紀要』第51号、2019年3月)。さらに大西洋史関連の主要な研究(笠井俊和著『船乗りがつなぐ大西洋世界』)の書評を執筆し(『西洋史学論集(九州西洋史学会)』第56号、2019年3月)、市場革命などに関する研究報告をおこなった(第52回アメリカ学会年次大会、2018年6月)。また各自、主要設備として、関連史資料の収集を鋭意おこなった。
局所感染により誘発される重度全身疾患発症メカニズムの解明とその治療薬の開発

本研究では高病原性局所感染性細菌の検出、全身疾患発症メカニズムの解明、さらにそのメカニズムを基にした重度全身疾患発症の予防の可能性について検討を行った。健診時や臨床系各科、歯科医師会等の協力のもと口腔サンプルを収集し解析を行ったところ、糖尿病状態の悪化や好酸球性食道炎などいくつかの全身疾患と特定の口腔細菌との間に関連性が認められた。またこれらの細菌による全身疾患発症には、各細菌がもつ特定の分子が密接に関わっている可能性が示唆された。さらに全身疾患発症には特定の病原性細菌の保菌だけではなく、口腔細菌叢全体が重要であることも明らかになった。本研究の知見は全身疾患発症予防に有用であると考えられる。近年、局所感染に起因する様々な全身疾患の発症が注目されているが、その詳細は依然として不明な点が多い。我々はこれまでに口腔粘膜や鼻粘膜局所に存在・感染している細菌が引き起こす重度全身疾患発症に関する研究を進めており、脳出血を誘発する特殊な細菌が存在することを報告した。実際にこの菌の保菌者は脳出血のリスクが約4倍に高まることが確認されたほか、その後の研究により潰瘍性大腸炎の悪化にも関与することが明らかになった。そこで本研究では、高病原性局所感染性細菌の検出、重度全身疾患発症メカニズムの解明、さらにはそのメカニズムを基にした重度全身疾患発症の予防・治療法の開発を主な目的とする。本年度は健診時における対象者の唾液サンプル約800例を用いて、特定の疾患誘発性口腔細菌の検出を行った。その結果、循環器疾患や糖尿病、脂質異常症を持つ人では特定の口腔細菌の検出率が非常に高いことが明らかになった。特に糖尿病と循環器疾患を持つ対象者でこの傾向が強いことが明らかになった。しかしながら階層別解析などより詳細な統計解析を行うためには更なる症例数の加算が必要となるため、現在、症例数をさらに増やし(3000例程度)検討を行う予定である。一方、脳卒中や難治性の炎症性腸疾患発症との関連が深いとされるコラーゲン結合タンパクを持つ細菌については、高感度で効率よく検出できる系を確立し、検出を行っている。あわせて病態発症に重要な役割を果たしているコラーゲン結合タンパクをブロックできるペプチドの候補をいくつか見出しており、今後それらの効果を検討していく。本年度の研究成果の一部は、2016年3月の日本薬理学会総会シンポジウムにおいて発表された。本年度は当初予定していたサンプル採取・解析対象者数(200300症例)よりも大幅に解析サンプル数が増加した(約800症例)。これは特定の疾患関連性口腔細菌の高感度・迅速検出のシステムが確立できたこと、健診対象者のサンプルを集めることができたことなどが関連していると思われる。この結果、当初は3年かけて約1000症例を解析する予定であったが、3年で3000症例を集めるように目標を高く設定することができると考えられる。また、疾患発症のターゲットの一つであるコラーゲン結合タンパクに関しては、ブロッキングペプチドの候補を早期に絞ることができたことより、次年度以降の培養細胞を用いた解析、動物モデルを用いた解析などが順調に進捗するものと考えられる。さらに現在解析中であるが、これまでほとんど報告されていなかった新たな局所感染性細菌による全身疾患発症との関連性を示すデータも一部得られている。この方面でも新たな成果の拡大が期待できると考えられる。以上のことから、本年度の進捗状況は「当初の計画以上に進展している」と判断した。我々はこれまでに口腔粘膜や鼻粘膜局所に存在・感染している細菌が引き起こす重度全身疾患発症に関する研究を進めており、脳出血や潰瘍性大腸炎の悪化に関与する特殊な口腔細菌が存在することを明らかにしている。昨年度は健診時における対象者の唾液サンプル約800例を用いて、特定の疾患誘発性口腔細菌の検出を行った。その結果、循環器疾患や糖尿病、脂質異常症を持つ人では特定の口腔細菌の検出率が異状に高いことがみとめられ、糖尿病と循環器疾患でこの傾向が強いことが明らかになった。今年度は更にサンプル数を増やし、他の地域での健診時に約800サンプルの症例を収集した。これに加えて県歯科医師会の協力を得て、県下の歯科医院受診者を対象としたサンプル収集を並行して行い、約600例のサンプルを集めて解析を行った。この結果、特定の口腔細菌の保菌率には地域差が認められ、ある種の全身疾患との間に相関性がある可能性も考えられた。現在までのところ、約2200症例を集めているが、来年度中に症例数をさらに増やし、3000例程度のデータ集積と解析を行う予定である。また、脳卒中や難治性の炎症性腸疾患発症との関連が深いとされるコラーゲン結合タンパクを持つ細菌の高感度検出系をほぼ確立し、解析を行っている。あわせて動物実験の結果から、病態発症に重要な役割を果たしているコラーゲン結合タンパクをブロックできるペプチドの候補をいくつか見出しており、更なる検討を行っていく予定である。本年度は当初予定していたサンプル採取・解析対象者数(800症例)よりも大幅に解析サンプル数が増加した(800+600=1400症例)。

これは特定の疾患関連性口腔細菌の高感度・迅速検出のシステムが確立できたこと、健診対象者のサンプルだけでなく、県歯科医師会の協力を得て歯科受診者からサンプルを集めることができたことなどが関連していると思われる。この結果、当初は3年かけて約1000症例を解析する予定であったが、2年ですでに2200症例あつまっており、3年間で3000症例を集める目標をクリアできることはほぼ可能であると考えている。。また、疾患発症のターゲットの一つであるコラーゲン結合タンパクに関しては、コンセンサス配列の判明により、ブロッキングペプチドの候補を早期に絞ることができたことより、次年度以降の培養細胞を用いた解析、動物モデルを用いた解析などが順調に進捗するものと考えられる。さらに現在解析中であるが、これまでほとんど報告されていなかった新たな局所感染性細菌による全身疾患発症との関連性を示すデータも一部得られている。この方面でも新たな成果の拡大が期待できると考えられる。これに加えて、口腔内細菌による口腔環境と、腸内細菌による腸内環境とが互いに影響しあう可能性、いわゆる「口腔ー腸相関」が存在する可能性についても見出しており、更なる全身疾患発症メカニズムに迫れる可能性もでている。以上のことから、本年度の進捗状況は「当初の計画以上に進展している」と判断した。近年、局所感染に起因する様々な全身疾患の発症が注目されているが、その詳細は依然として不明な点が多い。我々はこれまでに口腔粘膜などに存在・感染している細菌が引き起こす重度全身疾患発症に関する研究を進めており、脳出血を誘発する特殊な細菌が存在することを報告した。そこで本研究では、高病原性局所感染性細菌の検出、重度全身疾患発症メカニズムの解明、さらにはそのメカニズムを基にした重度全身疾患発症の予防・治療法の開発を主な目的とする。本年度は健診時における対象者の唾液サンプル収集に加えて、島根県歯科医師会の全面的な協力のもと、県下の歯科医院受診者を対象に広くサンプルを収集した。これに加えて島根大学医学部の各診療科と共同で各種全身疾患発症者の口腔サンプルも収集した。これらすべてのサンプル数は約4000程度に上り、これらのサンプルの解析を進めている。全ての解析は完了してはいないが、現在までに明らかになっている結果としては、循環器疾患や糖尿病、脂質異常症を持つ人では特定の口腔細菌の検出率が異状に高いことがみとめられ、糖尿病と循環器疾患でこの傾向が強いことが明らかになった。さらにある特定の消化器疾患では、難治性の炎症性腸疾患発症との関連が深いとされるコラーゲン結合タンパクを持つ細菌が高頻度に検出されることも明らかになった。これに加えて、消化器疾患患者において、薬物治療によって口腔細菌叢が劇的に変化することが明らかになった。さらに口腔細菌叢の変化とともに腸内細菌叢の変化も引き起こされるという結果も認められた。これらの結果は、口腔ー腸相関が存在する可能性を示したものと考えられ、今後の更なる検討が必要であると考えられる。本研究では高病原性局所感染性細菌の検出、全身疾患発症メカニズムの解明、さらにそのメカニズムを基にした重度全身疾患発症の予防の可能性について検討を行った。健診時や臨床系各科、歯科医師会等の協力のもと
溶融フッ化物を用いた燃料デブリ混合物処理

福島第一原子力発電所事故により生成した燃料デブリの処理方法の一つとして、選択フッ化および溶融塩電解を組み合わせた乾式処理プロセスを構築すべく、それぞれのプロセス条件の最適化のために必要な基礎試験を実施した。選択フッ化はフッ化水素ガスを流しながら熱重量測定を実施し、還元雰囲気下で生成したデブリのフッ化速度が速いこと、選択溶解ではフッ化物浴とジルコニウム化合物の共存試験を実施し、低温ではフッ化ジルコニウムでも溶解速度の遅いこと、また溶融塩電解では塩化物浴にもフッ化物は溶解しジルコニウムが電解可能となることが示された。以上によりウランを選択的に回収するためのプロセスデザインの指針が得られた。福島第一原子力発電所の事故により発生した燃料デブリは現在も現場に留まっており、それを取り出した後、どのように処理処分するかの方策はまだ決まっていない。本研究では、その燃料デブリの処理処分方法の一つの選択肢として、選択フッ化と溶融塩電解を組み合わせた方法の成立性を検討するために、各種関連化合物のフッ化水素ガスによるフッ化の熱力学、ならびに溶融塩中における電気化学特性を調査している。本年度は、特に、選択フッ化についてさらなる検討を行い、次のような成果を得た。1.燃料デブリ成分のウランージルコニウム混合物のフッ化挙動について熱重量・示差熱分析を用いて評価し、固溶の進んだ混合物はフッ化速度の抑制効果が、とくにジルコニウム酸化物に対して顕著であることを見出した。2.被覆管のジルカロイが一部残存している場合の処理を想定し、ジルコニウム単体やジルカロイ、ジルコニウム酸化物のフッ化水素ガスによるフッ化挙動について熱重量・示差熱分析測定を実施したところ、ジルカロイは試料形状の効果か、単体やジルコニウム酸化物と比較してフッ化が抑制されることが判明した。3.燃料集合体等の構造材に使用されているステンレスとも処理対象物が一体化している可能性のあることを想定し、鉄金属やステンレス、各種鉄酸化物の熱重量・示差熱分析測定も実施した。鉄はもとが金属であっても酸化物であってもフッ化水素によって2フッ化鉄となり、フッ化速度の差はありそうだが、ウラン、ジルコニウムと比較してより低温にてフッ化されることが明らかとなった。今後は以上の結果を踏まえ、試料の形態によるフッ化速度依存性の評価を行い、プロセスにおける最適なフッ化条件の検討材料を加えるとともに、溶融塩電解工程に移行させる前段階として、一部フッ化された試料の塩に対する溶解性の評価を開始する。本年度は前課題によって取り組んできたウランージルコニウム混合物のフッ化に加えて、ジルカロイやステンレス等の構造材料のフッ化の基礎的な研究に着手できたので、おおむね順調と言える。本年度はウランージルコニウム混合物のHFフッ化について、特にジルコニウムの多い組成の混合物に着目し、熱分析装置を用いてそのフッ化挙動を明らかにした。さらに、実プロセスへの適用をにらんで、前処理として還元処理、酸化処理をそれぞれ施したものについて、さらに評価を行った。その結果、ウランとジルコニウムが2:8の組成のものは酸化雰囲気・還元雰囲気処理の混合物ともに特異的にフッ化速度の遅いことが明らかとなり、ウランを選択的にフッ化させるためには、基本還元処理を行って固溶を解きフッ化させた方が効率的であるが、その組成については前処理工程でのフッ化条件の更なる検討が必要であることが明らかとなった。一方、本年度はさらに次の工程である選択溶解について基礎的な検討に着手し、酸化ジルコニウムーフッ化ジルコニウム混合物を溶融フッ化物と一定時間共存させ、その溶解性について、固化後の試料から上部、下部よりサンプリングし、蛍光X線分析によるジルコニウムの存在量を調査することで評価した。酸化ジルコニウムの割合が増加するに従って塩の上部に移行するジルコニウムは減少したが、酸化物単独であっても比較的多量のジルコニウムが上部にも移行することが明らかとなり、また広域X線吸収微細構造による調査では、そのジルコニウムは酸化ジルコニウム単体とは若干異なる構造を有するものに変化していることがわかった。また、溶融塩電解プロセスについては、フッ化物浴の電気化学測定を行う準備段階として、既に経験の豊富な塩化物浴中心の検討を行い、酸化物共存下でのジルコニウムの電気化学を、フッ化物を徐々に添加していきながら行った。酸化物共存下では電気化学的に2価のジルコニウムが安定に存在するが、ジルコニウム金属への還元電位は、フッ化物添加に応じた卑への遷移がそれほど起こらず、フッ化物添加によって酸化物の共存が電解に有利に働くことが見出された。昨年度は専らフッ化プロセスに特化した取り組みのみであり、共同研究者の施設(東北大学)にての試験結果が主であったが、本年度は実験室の整備も済み、フッ化のみならず、溶融塩溶解、溶融塩電解に関するプロセスの検討に着手できた。なかでも、蛍光X線分析によりバルク量のジルコニウム濃度を評価できるようにしたこと、さらに、ジルコニウムの電気化学測定においても、既往研究と充分比較することのできるサイクリックボルタモグラムを得ることができるようになったことが大きい。従来東北大において蓄積してきたフッ化に関する情報をより詳細に組成について調査することで、固溶とフッ化の関係を明らかにし、プロセスデザインにまで踏み込むことができるようになった。本年度は、3ステップの燃料デブリ処理の2ステップ目である溶融塩へのデブリの溶解挙動、そして3ステップ目である溶融塩電解プロセスの検討を、主にジルコニウム化合物を用いて実施した。

溶融塩への溶解挙動については、前段のフッ化プロセスで一部フッ化されたジルコニウムのフッ化物溶融塩への溶解性を確かめるべく、まず単体のフッ化ジルコニウムと浴であるフッ化リチウムーナトリウムーカリウム共晶溶融塩を種々の温度条件下で共存させ、溶融固化後の試料片の上部および下部を一部削り取り、ジルコニウムの濃度分布を蛍光X線分析の検量線法により評価した。6時間の保持時間では、800oCではほぼ均一に混合され溶解したことが認めれられたが、600oCではもともと試料を仕込んだ下部より上部の方がジルコニウムの存在量が多く、均一に溶解していないことが分かった。また800oCではジルコニウムのモル分率を10%程度にすると、もともと仕込んだジルコニウムより濃度が低下し、フッ化ジルコニウムの揮発が認められた。従ってジルコニウムを浴中に積極的に導入したいなら600oC以上800oC以下、フッ化ウランの方が同温度において溶解度が高ければ、ウランを選択的に浴中に導入したいなら600oC以下に設定するのが望ましい。溶融塩電解の検討については、フッ化物として塩化物浴に導入されたときにどのような電解条件が適当か検討するために、フッ化ジルコニウムを溶質として塩化リチウムー塩化カリウム共晶塩中での電気化学測定を実施した。溶質が塩化ジルコニウムの時よりもむしろジルコニウムの原子価2価を経由する電気化学的挙動が明確になった。またデブリを想定して一旦不溶性の酸化物になったジルコニウムをフッ化物添加により溶解させタングステン電極への電解を試みたところ、非常に電極への密着性の良い電析物が得られた。今後はこの経験をウランを用いた試験に活用する。福島第一原子力発電所事故により生成した燃料デブリの処理方法の一つとして、選択フッ化および溶融塩電解を組み合わせた乾式処理プロセスを構築すべく、それぞれのプロセス条件の最適化のために必要な基礎試験を実施した。選択フッ化はフッ化水素ガスを流しながら熱重量測定を実施し、還元雰囲気下で生成したデブリのフッ化速度が速いこと、選択溶解ではフッ化物浴とジルコニウム化合物の共存試験を実施し、低温ではフッ化ジルコニウムでも溶解速度の遅いこと、また溶融塩電解では塩化物浴にもフッ化物は溶解しジルコニウムが電解可能となることが示された。以上によりウランを選択的に回収するためのプロセスデザインの指針が得られた。申請者の所属が変わり、ようやく前職場より装置を移送できたので、フッ化やウランを使用した実験以外の検討は所属期間で出来るようになった。熱分析装置も移送したので、まずはウランを使わない試料を用いた溶融塩への溶解性の評価の実験や、ジルコニウムの電気化学測定を実施していこうと計画している。もちろん東北大学多元物質科学研究所におけるフッ化実験も継続する。フッ化に関しては、以前東北大学においていくらか手掛けた数百グラムオーダーのバルク量フッ化の結果を、系統的に実施した熱重量測定の結果とすり合わせ、燃料デブリの出来方と組成に応じたフッ化条件の提案を行うとともに、実際そのプロセスに準じた条件によりフッ化を行い、それに見合う結果が得られるかどうか確認する。またジルコニウムの金属や各種鉄の化合物の共存状態がどのようにそのプロセスのデザインに影響するかについて予測する。
地方城下町におけるマチ会所の成立と都市行政の展開

舞鶴市竹屋の集会所に伝存する竹屋町文書を調査し、近世期から現自治会に到る全文書の目録を作成、完成した。地方城下町である旧田辺では、城下町の運営は有力町(地子御免町)の町(チョウ)役人である月行事(がつぎょうじ)が中心で、18世紀半ばの町(マチ)会所設立に至る。藩側は18世紀後半に惣年寄を設置し、特権町人を任命して、月行事中心の都市運営に一定の枠をはめる。以後惣年寄と月行事による都市運営が展開するが、都市祭礼など実態は町会所に基盤を置く月行事が中心的な役割を果たし続け、その体制下で各チョウの行政が展開する。(1)城下町田辺の中心であり、富裕な町人の集住したチョウでもあった竹屋町の文書調査を文書が収蔵されていた場所、容器の伝存状況を記録しながら調査した。それと平行して千葉大学の院生・学生をはじめ、現地舞鶴市で活動する舞鶴地方史研究会会員の協力を得て文書目録作成を行った。(2)上記の現地で作成した目録を、刊行準備および点検のため、データベースソフトを使用して入力する作業を千葉大学の菅原研究室で進めた。データベースソフト入力点数は累計で2300点を超えた。(3)旧田辺城下の惣年寄逸見家文書について聞き取り調査を行い、家屋敷所蔵者に調査を依頼したが遺憾ながら不調に終わった。(4)竹屋町および隣町の平野屋町文書をマイクロフィルムに撮影して蒐集した。ただしこの作業はまだ完了していない。マイクロフィルム化した文書をデジタル画像化する作業を一部行って、将来の公開のために備えた。(5)城下町の都市運営に関する研究会を開催し、主として竹屋町の年寄が記した一八世紀後半以降の勤め方の記録(原題は「御用表被仰付控」、「役用日記」、「諸事役用日記」などと記されている)の解読、翻刻作業を進めている。これらの記録には一八世紀半ばに本町九か町の年寄である月行事たちが、藩側に願い出てマチ会所が初めて設置される経緯が判明するほか、その後での惣年寄の設定など、都市行政の変化を検討できる興味深い史料が多く含まれている。(1)昨年に続いて、城下町田辺の中心的な町である竹屋町の文書調査を実施した。近世から現代にかけて、連続的に町の文書を残っていることを確認し、かつ目録を作成した。ただし、集会所押し入れ内の文書が調査未了で残った。(2)調査の結果を目録用紙に記録したものをデータベース化する作業を進め、現在までに3150点余りを入力し、次年度の目録刊行に備えた(3)近世近代にかけての竹屋町と平野屋町の町方文書等をマイクロフィルムで蒐集する作業を継続し、またそれらをデジタル化する作業も進めたが、経費不足もあって充分進行しなかった。(4)月1回程度の研究会を千葉大学内で開催し、内容の検討と重要史料の翻刻を進めた。少なくとも18世紀半ばから文書が継続的に伝存していること、それはこの時期が町政の画期であるように推測される。(5)調査研究の概況レポートを作成し、地元竹屋町関係者に配布した。(6)竹屋町などと関係の深い城下近郊農村の目録刊行を実施した。(1)2008年、2009年に続いて城下町田辺の中心的な町である竹屋町の文書調査を実施した。2009年に完了しなかった集会所押入内の文書についても調査を完了し目録を作成した。さらに集会所蔵2階からさらに近代文書を発見したが、これは目録を作成できなかった。(2)2008年2010年にかけて調査し作成した竹屋町文書目録を全てデータベース・ソフトを使用して入力する作業を完了し、全点で3,600点余りとなった。それらについて原本との校合作業をも進めたが、時間と人手不足で十分には行き届かなかった。(3)2008年、2009年に引き続いて近世近代にかけての竹屋町と平野屋町の町方文書等をマイクロフィルムで蒐集する作業を行い、またそれらをデジタル化する作業も進めたが、経費不足もあって完了しなかった。(4)引き続き月1回程度の研究会を千葉大学内で開催し、重要史料の翻刻と内容の検討を進めた。その結果、マチ会所が成立した18世紀半ばから町方文書が次第に内容的に分化して、様々な種類の行政文書が作成されていくようになること、それと平行して田辺の中心的祭礼、朝代神社祭礼関係史料が継続的に残るようになる、との見通しが得られた。(5)(2)と(4)の成果を『丹後国田辺城下竹屋町文書目録』として刊行し、地元へや関係者に配布する準備を終了した。
アカパンカビの活性酸素を経由する光信号伝達の研究

アカパンカビはその生活環で,多くの形態形成が光により制御されている。光制御を受ける主要な過程は,1)菌糸のカロテノイド合成,2)菌糸からの分生子形成,3)分生子形成リズムの位相応答,4)原子嚢殻形成の促進,5)子嚢殻極性の誘導,6)ビークの正の屈光性である。光受容の過程を分子レベルで明らかにするために,菌糸から調製した粗抽出液を用い,試験管内光信号伝達解析系を立てた。青色光照射は15kDaタンパク質のリン酸化を増大させ(小田,蓮沼1994),ヌクレオシド2リン酸キナーゼであることが同定され,NDK-1と命名された(小倉ら1999)。NDK-1のリン酸化がほとんどない変異株,ndk-1P72Hが単離された(小田,蓮沼1997)。変異株,ndk-1P72Hは光による子嚢殻極性の誘導が欠失していた(小倉ら2001)。NDK-1がどのような分子機構でカロテノイド合成および形態形成をするかを決定することを研究目的とした。アカパンカビの野生株,スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)変異株,sod-1,ndk-1P72H菌糸の表面培養に光を照射すると,野生株はカロテノイドを誘導合成した。sod-1変異株は野生株より早く,およそ2倍の速度でカロテノイドを合成した。この系にアンチオキシダントを加えると,カロテノイド合成の速度が低下した。ndk-1P72H変異株は野生株のおよそ1/2の速度でカロテノイドを合成した。sod-1変異株,およびndk-1P72H変異株は子嚢殻の極性の光誘導が共に欠失していた。ndk-1P72H変異株はカタラーゼとの機能的な相互作用が野生株に比べ低く,カタラーゼの作用が弱いと考えられる。カロテノイド合成系遺伝子,al-1,-2,-3の発現が野生株は一過的になるのにたいして,sod-1変異株は長くつずく。アンチオキシダントが明らかにカロテノイド合成を抑制するので,活性酸素分子種が関与することは強く示唆される(吉田,蓮沼2004)。子嚢菌類、アカパンカビを用いて、その光応答性,温度感受性(高温耐性)、活性酸素(過酸化水素、および活性酸素発生剤、パラコート)耐性(酸化ストレス耐性)について,光信号伝達体として確立されたヌクレオシドニリン酸キナーゼ(NDK-1)の機能とのかかわりで調査した。その光応答は,1)菌糸のカロテノイドの光誘導,2)有性生殖の入口である原子嚢殻形成の光誘導,3)分生子形成の概日性リズムの光による位相変位,4)子嚢殻の極性の光誘導(子嚢胞子の放出口が子嚢殻の上方にできる)。アカパンカビでは光受容体はWC-1/WC-2複合体が知られ,それを負に制御する因子,VVDが存在する。光受容体WC-1/WC-2複合体は光照射により,電子供与性ラジカルを生じ,それを溶存酸素に与え,活性酸素,O_2^-を生じると私供は考える。O_2はスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)により,H_2O_2(過酸化水素)を生じる。アカパンカビはサイトゾルにCu/Zn SODが存在し,ミトコンドリアにMnSODが存在する。H_2O_2はカタラーゼにより,H_2OとO_2となる。カタラーゼはCat1,Cat2,Cat3が存在する。アカパンカビの菌糸を光照射するとオレンジ色のカロテノイドを生成する。Cu/Zn SOD変異株,sod-1は活性酸素分子種の細胞内分布が野生株とは異なると考えられる。sod-1は光照射により,カロテノイドの生成速度が野生株の2倍に上昇した。菌糸の培地にアンチオキシダント(活性酸素消去剤)を加えると,カロテノイドの生成速度は抑制された。sod-1は同時に子嚢殻極性の光誘導が欠失していた。このようにして,光伝達に活性酸素分子種が必要とされることを確定した(吉田,蓮沼,2004;日本経済新聞,2003年12月22日)。

アカパンカビの野生株,スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)変異株,sod-1,ndk-1P72H菌糸の表面培養に光を照射すると,野生株はカロテノイドを誘導合成した。sod-1変異株は野生株より早く,およそ2倍の速度でカロテノイドを合成した。この系にアンチオキシダントを加えると,カロテノイド合成の速度が低下した。ndk-1P72H変異株は野生株のおよそ1/2の速度でカロテノイドを合成した。sod-1変異株,およびndk-1P72H変異株は子嚢殻の極性の光誘導が共に欠失していた。ndk-1P72H変異株はカタラーゼとの機能的な相互作用が野生株に比べ低く,カタラーゼの作用が弱いと考えられる。カロテノイド合成系遺伝子,al-1,-2,-3の発現が野生株は一過的になるのにたいして,sod-1変異株は長くつずく。アンチオキシダントが明らかにカロテノイド合成を抑制するので,活性酸素分子種が関与することは強く示唆される(吉田,蓮沼2004)。
エネルギ-圧縮用水コンデンサ-の過冷却状態の生成と電気的特性に関する研究

パルスパワ-技術においてエネルギ-圧縮用コンデンサ-(マイクロ秒オ-ダ-の時間スケ-ルで供給される電気エネルギ-を数十ナノ秒まで圧縮)の誘電体材料に、水(比誘電率80、絶縁耐力が大、誘電緩和時間が充電時間にくらべて十分長い)が取り上げられており、これの特性は温度が低いほど向上する。しかし、これまでは、0°C以上の水の電気特性の研究に限られていた。そこで、本研究では誘電材料のとしての特性向上が期待される過冷却水を安定に作り、これを維持する方法を検討し、次にこれらの電気的特性(誘電率、絶縁耐力、エネルギ-蓄積密度等)について研究する。また水の他に親水性ゲル状固体(ボリアクリル酸:PAA)についても同様の研究を行なう。主な結果を以下に要約する。1.過冷却を維持する最低温度は、水で-15°C前後、PAAゲルでは-12°C程度であった。水を挟むスペ-サの表面張力により過冷却温度の範囲に有意な差がみられた。電場・磁場印加によっても銅凍結温度は若干低下した。2.過冷却水の比誘電率は水のそれの傾向をとり、温度が低下するとともに増加した。3.含水PAAは、水をそれ自身の体積の45倍保つが、導電率が水並びに脱水ゲルの3桁程度大きくなった。これは重合不良のオリゴマ-が水に溶けイオン化するために現われたものと考えられる。4.親水ポリアクリル酸の膨潤・収縮特性が、pH値や電圧印加により制御できることを示した。今後の問題としては、過冷却水の絶縁破壊特性、破壊の衝撃と過冷却特性の関係等を研究すること、PAA重合の際オリゴマ-を除去する技術の開発等が上げられる。パルスパワ-技術において、電気エネルギ-を空間的・時間的に圧縮するためのエネルギ-圧縮用コンデンサ-が不可欠である。これにはコンパクト化の観点から誘電率の大きな水(比誘電率80)が最適と考えられる。水の誘電率は温度が下がる程大きくなるが、0°C以下になると水は一般に凍結し、クラック等の発生により絶縁耐力が急減する。本研究では、0°C以下でも流体状態を維持する過冷却水を使用する際の基礎として、これの生成、維持方法、及び熱力学的、電気的(誘電率、破壊電界)特性を明らかにする。研究成果を次に要約する。1.過冷却水の物性を解明するため、数mm程度のガラス製スペ-サに挟めた水を冷し凍結温度Tcを測定した。Tcは不純物の多く含まれた水道水では、-5-10°C間で大きくばらつくが、蒸留とイオン交換膜を通した水(導電率が1μS/cm以下)では、-11-15°C程度に低下しそのばらつきも減少した。2.スペ-サ材質は表面に親水基をもつガラスより、疎水基をもつPVCPやMMAを使用した場合の方が、Tcは3°C程度低下した。3.純化した水に電場・磁場を印加すると凍結温度は更に23°C低下した。1.と2.の効果は、不均質核生成要因が少なくなるためであり、また3.の効果は、水の構造が電場・磁場に束縛される(水は大きな双極子モ-メントをもち、弱いが反磁性を示す)ことによりTcが低下するものと考えられる。4.比誘電率は、過冷却状態になると温度低下に対して通常の水よりも急速に上昇する。今後、上記メカニズムの解明、過冷却水の絶縁破壊電界の測定、更に容器を用いないでも使えるように水をゲルに含水させたものの過冷却特性を研究する計画である。

本年度は水の他に、自分の体積の45倍程度の水を安定に吸蔵する親水性ゲル(ポリアクリル酸:PAA)について、過冷却特性ならびに導電率、誘電率等の電気特性を調べた。ゲル状固体の使用は流体を保持する容器を必要としなくなる。PAAゲルは精製したアクリル酸を放射線重合により合成され、これに水(脱イオン蒸留水:導電率は1μS/cm程度)、または電解液を吸蔵させたものを用いる。主な結果を以上に要約する。1.過冷却状態を維持する最低温度(凍結温度)は純水より若干高くー10°C前後となった。本含水ゲルの場合には、カルボキシル基や未重合オリゴマ-が存在するため、凍結温度が純水より高く(不均質核生成の確率大)なったものと考えられる。2.誘電率は温度低下とともに減少し、導電率はゲル自身また水のそれより3桁程度増加した。これは、未重合オリゴマ-が水に溶け込むことにより、解離イオン化するために生ずるものと考えられる。3.水、酸、アルカリ溶媒中でのPAAゲルの膨潤特性はpH=12付近で最大になり、ゲル自身の体積の15倍程度になった。一方、pH<7では膨潤率は4倍程度であった。このゲルは電界を印加すること、また電流を流すことにより収縮することが観測された。4.含水ポリアクリル酸ゲルをパルスパワ-装置のエネルギ-圧縮用コンデンサ-誘電体材料として利用するには、未重合オリゴマ-を除去すること等の対策を行なう必要があることがわかった。