hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミミズの炭素貯留機能の謎を解く：長期培養・最新安定同位体解析手法からのアプローチ

二酸化炭素上昇による地球温暖化や土壌炭素減少による土壌劣化の観点から、土壌炭素動態の解明は極めて重要である。ミミズは有機物を摂食することで土壌炭素無機化を促進し、ミミズが形成する団粒中の有機物の分解を遅らせることで炭素無機化を遅延させると考えられているが、十分には明らかにされていない。土壌有機物分解は緩やかなため、ミミズが土壌炭素動態に及ぼす影響を評価するには、長期培養と安定同位体解析手法を用いることが有効である。本研究では、長期培養試験からミミズが活動した土壌において有機物分解が遅れることを示し、メカニズム解明に向けて研究を進めることが出来た。今後メカニズム解明を進めて行く。しかし、未だ土壌炭素動態は十分に解明されていない。ミミズは土壌炭素動態に強く影響を及ぼす(摂食することで炭素の放出を促進する一方、団粒を形成することで団粒内の有機物分解を遅延させる)が、実験期間の問題やメカニズム研究の停滞によりミミズが炭素を放出するか蓄積するか、どちらに働くか明らかになっていない。そこで、本課題ではミミズが炭素動態に及ぼす影響を解明するため、1)ミミズが有機物分解速度に及ぼす影響を長期培養から評価するとともに、2)土中の各炭素画分の炭素動態の解明、3)団粒中糖類組成の変化、4)粘土鉱物による有機物安定化機構の解明に関する研究を進めている。1)ミミズが有機物分解速度に及ぼす影響を評価する長期培養実験では、定期的に土壌呼吸速度を測定するとともに、実験開始2年後に回収したサンプルの土壌炭素濃度を測定した。その結果、ミミズは2年後において統計的に有意に有機物分解を遅らせることが明らかになった。2)土中の各炭素画分の炭素動態の解明では、測定装置の安定性が悪いため調整を行った。3)団粒中糖類組成の変化を評価する試験では、ミミズから粘液を抽出し糖類組成を分析したが既存の方法では上手く抽出できないことが明らかとなった。現在新たな抽出方法を確立中である。4)粘土鉱物による有機物安定化機構の解明に関する研究では、実験に用いる基質を検討し次年度の実験に備えることが出来た。最も重要な長期培養試験は順調に進んでいるものの、団粒中糖類組成の変化を調べる実験では、既存の方法を用い抽出を試みたがモデル生物のサクラミミズでは低濃度となり十分には粘液を抽出できていないことが明らかになった。種によって粘液浸出量が異なることが考えられる。本種においては個体が小さいため、より多くのミミズから粘液の抽出が必要となる。今後はさらに抽出液に対するミミズ重量の比率を高めることで抽出できるようにする。また、本種は小さい個体のため、土壌団粒中の粘液も少ないと考えられることから、本種が形成する土壌団粒からの抽出も新たに開発する必要がある。CO2安定同位体の連続測定機器のエアロダイン社製のレーザー分光CO2安定同位体比計の安定性が悪く、2)土中の各炭素画分の炭素動態の解明に関する研究が止まっている。しかし、未だ土壌炭素動態は十分には解明されていない。ミミズは土壌炭素動態に強く影響を及ぼす(有機物を摂食することで炭素の放出を促進する一方、団粒を形成することで団粒内の有機物分解を遅延させる)が未だ十分には解明されていない。そこで本課題ではミミズが炭素動態に及ぼす影響を解明するために、1)ミミズが有機物分解速度に及ぼす影響を長期培養から評価するとともに、2)土中の各炭素画分の炭素動態の解明、3)団粒中糖類組成の変化、4)粘土鉱物による有機物安定化機構の解明に関する研究を進めた。粘土鉱物に関する実験では、人工土壌でミミズが上手く培養することが出来なかったため、今後も培養方法の検討を行い進めていく。長期培養の試験では、沖積土にミミズを20日間のみ土壌で培養しその後ミミズを除去し培養を続ける処理区とミミズを投入しないコントロール区を設け、3年間土壌を培養した。経時的に土壌呼吸速度を測定し、実験開始後定期的に土壌炭素を測定した。土壌呼吸速度はミミズ除去後からミミズ処理区で低くなり、その傾向が3年間継続した。土壌炭素分解速度は、ミミズ処理区において遅くなる結果が得られた。クロボク土を用いた類似の実験においても土壌呼吸速度が培養期間後半で低下する結果が得られた。土中の各炭素画分の炭素動態を解明する試験では、当初の予定よりもさらに細かい10um以下に土を粉砕した。これにより培養条件の検討を行った。今後研究を進めていく。ミミズ形成団粒と非団粒の単糖組成を調べた結果、マンノースが団粒で高くなることが明らかになった。土壌炭素動態は緩やかなため、ミミズの効果を検出することは難しいが、本研究によりミミズの土壌炭素分解遅延効果を示すとともに、そのメカニズムを解明する研究を進めることが出来た。

土壌有機物分解は緩やかなため、ミミズが土壌炭素動態に及ぼす影響を評価するには、長期培養と安定同位体解析手法を用いることが有効である。本研究では、長期培養試験からミミズが活動した土壌において有機物分解が遅れることを示し、メカニズム解明に向けて研究を進めることが出来た。今後メカニズム解明を進めて行く。団粒中糖類組成の変化を調べる実験では、ミミズを高密度で抽出液中に浸出し、粘液を回収すると共に、土壌団粒からの粘液の抽出法を新たに開発する。連続測定機器のレーザー分光CO2安定同位体比計の調整を行いつつ、代替の分析法を検討し、場合によっては測定法を切り替え、実験を開始する。土壌生態学2)土中の各炭素画分の炭素動態の解明と3)団粒中糖類組成の変化に関する研究が、分析機器の不安定化や既存の方法で粘液が抽出できなかったことにより実験が停滞し、それらの実験に関連する分析が行えなかった。分析機器の調整が難航する場合、新たな手法に切り替えることで土中の各炭素画分の炭素動態の解明に関する実験を開始する。研究全体を想定より短期間で遂行するため、新たに契約職員を雇用し効率的に研究を進める。
液相法によるGeSiバルク混晶の成長と熱電変換デバイスへの応用

高効率熱電素子の開発に不可欠な、1)均一組成のGeSiバルク混晶の成長法、2)不純物濃度の制御技術、および素子化技術に関する研究をおこない、総括した。1)yo-yo溶質供給法において、複数枚のSi基盤を垂直方向に等間隔で配置すれば、中央基板上面は上の基板への成長のための溶質源として溶解し、下面は下方から供給されるGeSiの成長用基板として働き、充分なyo-yo回数の後には中央のSi基板はGeSi混晶に置き換えられる。三枚のSi基板によって実験した結果、62回のyo-yo回数で、0.4mm厚のSi基板を期待通りにGeSi混晶に変換することができ、混晶基板の量産可能なyo-yo法バッチシステムを開発することができた。さらに、均一組成のバルク混晶成長技術として、本申請者らが開発した溶質供給チョクラルスキー(CZ)法をGeSi混晶系に適用する実験をおこなった。通常のCZ法による引き上げ実験を通じて、成長条件に関する必要な知見を得た後、本成長法による実験をおこない、溶質Siの供給下の1050°C一定温度で、均一組成のGeSi混晶を引き上げることができた。2)Snを溶媒とするn型混晶の成長技術の開発に続き、Ga添加によるp型混晶の成長と正孔濃度の制御実験をおこない、キャリア濃度が10^<18>-10^<19>cm^<-3>で制御された混晶を成長できるようになった。3)これを基に、p-n接合を作製するなどの実験を進め、基本的デバイスの作製技術が開発できた。さらにパッシベーション技術を目的とするGeSi混晶の酸化実験から、SiとGeとの酸化速度の違い等、今後のデバイスプロセスに重要な知見を得ることができた。以上のように、電気的特性の制御と共に均一組成のバルク混晶の成長技術が開発でき、今後の高性能GeSi熱電素子の開発研究に大きな貢献をなす成果が得られた。本申請者らが開発した新液相成長技術によるGeSiバルク混晶を高効率の熱電変換素子に応用することを目的として研究を進めている。本年度は熱電変換素子用材料としてのGeSi混晶の成長、不純物添加による電気的物性の制御等、その基礎技術の確立を目標とした。1)成長用金属溶媒について:溶媒金属にSnを用い、910°Cにおいて10-20°Cのyo-yo温度サイクルで成長実験をおこなった。その結果、厚さ1mm近い良好なGeSi混晶層が得られた。混晶組成は成長溶液中のGeとSiの比率を変えることによって任意組成の混晶を成長させることができるようになった。2)成長装置の改良について:制御性の良い成長と不純物添加をおこなうために、成長環境の高純度化と成長用石英反応管およびカーボンボートの改良を図った。具体的には反応管の直前に水素精製装置を設置し、超高純度水素ガスが成長雰囲気として供給できるようにした。さらにyo-yo成長に不可欠な基板の水平配置が確保できるようにすることによって、成長層厚み等の制御性が格段に向上した。3)不純物添加について:熱電材料に必要な電気的特性を実現する第一歩として、n型混晶の成長を検討した。溶媒金属としてInを用いた成長実験をおこない、ホール効果によって調べた結果、成長層はn型であり、電子濃度が10^<17>cm^<-3>であることがわかった。また、Ga添加のIn溶媒による成長実験によってp型混晶の成長を確認できた。

4)成長混晶の結晶性について:X線回折からは不純物添加の成長混晶もアンドープ成長層と同様の結晶性であり、不純物添加による劣化は起こさないことがわかった。これらの知見をもとに、不純物添加の制御、および熱伝特性の測定実験の準備が進行中である。高効率熱電素子の開発に不可欠な、1)均一組成のGeSiバルク混晶の成長法、2)不純物濃度の制御技術、および素子化技術に関する研究をおこない、総括した。1)yo-yo溶質供給法において、複数枚のSi基板を垂直方向に等間隔で配置すれば、中央基板上面は上の基板への成長のための溶質源として溶解し、下面は下方から供給されるGeSiの成長用基板として働き、充分なyo-yo回数の後には中央のSi基板はGeSi混晶に置き換えられる。三枚のSi基板によって実験した結果、62回のyo-yo回数で、0.4mm厚のSi基板を期待通りにGeSi混晶に変換することができ、混晶基板の量産可能なyo-yo法バッチシステムを開発することができた。さらに、均一組成のバルク混晶成長技術として、本申請者らが開発した溶質供給チョクラルスキー(CZ)法をGeSi混晶系に適用する実験をおこなった。通常のCZ法による引き上げ実験を通じて、成長条件に関する必要な知見を得た後、本成長法による実験をおこない、溶質Siの供給下の1050°C一定温度で、均一組成のGeSi混晶を引き上げることができた。2)Snを溶媒とするn型混晶の成長技術の開発に続き、Ga添加によるp型混晶の成長と正孔濃度の制御実験をおこない、キャリア濃度が10^<18>- 10^<19>cm^<-3>で制御された混晶を成長できるようになった。3)これを基に、p-n接合を作製するなどの実験を進め、基本的デバイスの作製技術が開発できた。さらにパッシベーション技術を目的とするGeSi混晶の酸化実験から、SiとGeとの酸化速度の違い等、今後のデバイスプロセスに重要な知見を得ることができた。以上のように、電気的特性の制御と共に均一組成のバルク混晶の成長技術が開発でき、今後の高性能GeSi熱電素子の開発研究に大きな貢献をなす成果が得られた。
神経突起変性により誘導されるカスケードとその神経変性疾患モデルにおける解析

神経突起変性と細胞体変性の独立性を調べる為にWallerian degeneration抵抗性マウス、コルヒチンによる輸送障害モデル、神経突起に起こる変性過程という3つの系を利用しその解明を試みている。Wallerian degeneration抵抗性マウスを用いた培養神経細胞実験から神経成長因子の除去及びコルヒチン処理により細胞体は野生型マウス由来の神経細胞のように細胞死を起こすが、これに反して神経突起は変性に耐性であった。現在神経突起におけるカスケードの同定を試みている。神経細胞体の変性は輸送障害モデルではアポトーシス過程と共に、空胞化によるネクローシス過程を見出し,後者がTLCKにより抑制されることを見出した。更にDifferential Display法を用いて、発現量の増加する遺伝子の探索し、5つの既知、3つのESTのサブクローンを得た。一例として、Vitamin D3 Up-Regulated Protein 1(VDUP1)は細胞死過程の早期に発現増加した。VDUP1は、レドックス、転写制御を行うThioredoxinと結合し、その働きを抑制することから、アポトーシスへの関与が示唆された。VDUP1 mRNAの発現はL型電位依存性Ca^<2+>チャネルのアンタゴニストであるNimodipine, Nifedipineにより誘導された。VDUP1 mRNAの発現はCa^<2+>によるシグナルにより制御していることが示唆された。
K中間子稀崩壊実験のための高速波形解析法の研究

標準理論の検証,および標準理論からのずれを検出して未知現象を探索するために,米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)AGS加速器の大強度陽子ビームを金属標的に照射し,そこで発生する大量の高純度K+中間子を用いて,K+中間子の稀崩壊実験研究(K+→π+νν)を核研・高エネルギー研・阪大・BNL・Princeton・TRIUMFの共同研究として開始した。本科研費研究課題は上記実験のバックグラウンド除去に必要不可欠なγ線検出のための波形解析を目標とし,特に大量のK+が静止するターゲットの前後に設置したエンドキャップγ線検出器からの時間的に連続した信号波形を分解解析して,正確なγ線到着時刻とそのエネルギー情報を得ることにより,γ線を含む崩壊事象を効率良く除去することをめざした.このエンドキャップγ線検出器を構成するCsI(pure)結晶のモジュール(結晶+光電子増倍管)の出力アナログ波形を核研において500MHzのサンプリングでコンピューターによってデータ収集し,結晶からの信号と光電子増倍管自身の波形の分析を行うとともに,BNLでの実験条件にて高速波形解析による第1段トリガーへの適用を行った.さらに,実際のBNLでの物理実験で得られたデータを解析することにより波形分析法の研究を進め,信号波形が時間的に重なった事象の分解に対する処方を確立した.上記の分析法は物理解析用のプログラムに組み込まれて使用され,また実験測定器の性能評価にも利用されている.標準理論の検証,および標準理論からのずれを検出して未知現象を探索するために,米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)AGS加速器の大強度陽子ビームを金属標的に照射し,そこで発生する大量の高純度K+中間子を用いて,K+中間子の稀崩壊実験研究(K+→π+νν)を核研・高エネルギー研・阪大・BNL・Princeton・TRIUMFの共同研究として開始した。本科研費研究課題は上記実験のバックグラウンド除去に必要不可欠なγ線検出のための波形解析を目標とし,特に大量のK+が静止するターゲットの前後に設置したエンドキャップγ線検出器からの時間的に連続した信号波形を分解解析して,正確なγ線到着時刻とそのエネルギー情報を得ることにより,γ線を含む崩壊事象を効率良く除去することをめざした.このエンドキャップγ線検出器を構成するCsI(pure)結晶のモジュール(結晶+光電子増倍管)の出力アナログ波形を核研において500MHzのサンプリングでコンピューターによってデータ収集し,結晶からの信号と光電子増倍管自身の波形の分析を行うとともに,BNLでの実験条件にて高速波形解析による第1段トリガーへの適用を行った.さらに,実際のBNLでの物理実験で得られたデータを解析することにより波形分析法の研究を進め,信号波形が時間的に重なった事象の分解に対する処方を確立した.上記の分析法は物理解析用のプログラムに組み込まれて使用され,また実験測定器の性能評価にも利用されている.1994年春からBNL研究所AGSにおいてK稀崩壊実験(K^+→π^+νν)を開始する予定で、現在エンドキャップ・フォトンカウンターの製作・調整を行っている。このフォトンカウンターは大強度入射粒子の下で、低エネルギー・フォトンを高効率で検出し、検出器の出力波形解析によって、ガンマー線をともなう崩壊モード事象の除去を行なうために必要とされる。平成5年度本課題研究では(1)K稀崩壊実験でのフォトン検出効率を推定するために、K^+入射ビームのプロファイルや運動量分布、減速材、静止用ターゲット、フォトンカウンターとその直前に位置するドリフト・チェンバー等、実際の実験装置の位置・性能を計算機に入力してモンテ・カルロ法によって予測される性能評価を行なった。(2)CsI(pure)フォトン・カウンターの性能評価を行うために、本課題研究補助金により購入した2ギガ・サンプル/秒の高速デジタル・オシロスコープを使用して、CsI(pure)結晶外側の反射材や、光電子増倍管の直前に挿入されるUV透過フィルターが出力波形にどの程度良い効果を及ぼすか等について詳細に測定し、BNLでのエンド・キャップ製作に直ちに反映させた。(3)CsI(pure)フォトン・カウンターの出力波形の計算機によるオフライン・データ解析を開始し、来年度のオンライン・データ収集に備えた。(4)実験で使用される全てのCsI(pure)フォトン・カウンターの^<60>Co照射時の出力波形を測定してデータ・バンクを作り来年度のビーム・テストに備えた。我々は現在,国際共同研究(東京大学原子核研究所・高エネルギー物理学研究所・大阪大学理学部・米国ブルックヘブン国立研究所/BNL・プリンストン大学・カナダトライアンフ研究所による共同研究)として,K^+中間子稀崩壊過程の研究をBNLのAGS(30GeV,6x10^<13>ppp)にて実施中である。ここで研究する物理課題はK^+→π^+νν,K^+→π^+π^0(π^0→νν),K^+→π^+μ^+μ^-,K^+→μ^+νγ,π^+π^0γ,π^+γγ等崩壊過程の測定を通して標準理論の検証と未知粒子の探索を目標としている。これらの崩壊過程で発生するγ線を効率よく検出することは,崩壊過程の同定及びバックグラウンド過程の除去のために最も重要な測定項目の1つである。

本研究はBNLでの実験と並行して,実験で使われているγ線検出器(Pure-CsIとFine-mesh光電子増倍管)からの高速信号を系統的に調べ波形解析を行なうべく国内にて平成5-6年度にかけて科学研究費補助金による当課題研究を進めてきた。検出器からの高速信号はトランジェント.デジタイザーにて測定,メモリー保存し,ワークステーションにデータ転送して波型解析を高速で行なう。本年度はワークステーションでの高速波形の解析(多重信号の時間情報,エネルギー情報の導出)に重心を置いて研究を行なった。また平成6年度にBNLの実験装置から得られたγ線信号のデータと比較検討しながら多重波形分離の解析法の研究を進めた。これらの結果からBNLでのデータに含まれるK^+→π^+π^0のπ^0エネルギー再構成及びバックグラウンド除去のための信号時間決定等を行なうことができた。平成7年度も引き続き解析法の研究を進める。標準理論の検証,および標準理論からのずれを検出して未知現象を探索するために,米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)AGS加速器の大強度陽子ビームを金属標的に照射し,そこで発生する大量の高純度K^+中間子を用いて,K^+中間子の稀崩壊実験研究(K^+→π^+νν)を核研・高エネルギー研・阪大・BNL・Princeton・TRIUMFの共同研究として開始した.本科研費研究課題は上記実験のバックグラウンド除去に必要不可欠なγ線検出のための波形解析を目標としている.特に大量のK^+が静止するターゲットの前後に設置したエンドキャップγ線検出器からの時間的に連続した信号波形を分解解析して,正確なγ線到着時刻とそのエネルギー情報を得ることにより,γ線を含む崩壊事象を効率良く除去することをめざした.エンドキャップγ線検出器はCsI(pure)結晶のモジュールからなるので,核研において(結晶+光電子増倍管)モジュールのアナログ波形を500MHzのサンプリングでコンピューターによってデータ収集し,結晶からの信号と光電子増倍管自身の波形の分析を行うとともに,BNLでの実験条件にて高速波形解析による第1段トリガーへの適用を行った.さらに,実際のBNLでの物理実験で得られたデータを解析することにより波形分析法の研究を進め,信号波形が時間的に重なった事象の分解に対する処方を確立した.上記の分析法は物理解析用のプログラムに組み込まれて使用されることになっている.また実験測定器の性能評価にも利用されている.
圃場と流通における各種ブドウウイルス感染の疫学的考察と対策体制の設立

現在の日本のワインブドウ栽培と流通におけるウイルスの影響を疫学的考察にて明らかにすることにより問題提起を行い、日本ワイン産業の安定的・継続的発展の根幹となる健全なワイン用ブドウ樹の栽培の実現の手助けとなることを目的とする。主要産地の圃場で栽培されるワイン用ブドウ樹のウイルス感染状況に関する実地調査、既存の苗木業者の苗木生産・供給体制に関する訪問調査、ブドウ生産者、苗木業者のウイルスへの理解度に関するアンケート調査を行い、日本におけるウイルス問題の背景を分析する。苗木の品質管理、圃場におけるウイルス汚染の解決策を提示し、ウイルス専門家とブドウ生産者、苗木業者の連携体制を支える協議会を設立する。
光に対して機能性を持つ生活材料開発に関する基礎的研究

本研究では,ゴム状であるが光を通すというゲルの興味深い特徴を活かし,外力を加えて変形させるとそれに応じて光学的な性質,特に偏光性が連続的に変化するような材料の開発の可能性を,ゲル調整法の検討,得られたゲルの力学的,光学的性質の測定とそれらの性質間の関係の考察より明らかにしたものである.ジメチルスルホキシド/水混合溶媒にポリビニルアルコール(PVA)を加熱溶解し,-20°Cで24時間冷却後,水に置換して,高含水でありながら引張り強度,弾性率ともに優れた透明ゲルを調整した.コンゴ-レッド,ベンゾパ-プリンなどの二色性色素でゲルを染色して色素固定ゲルを調整した.色素固定ゲルの動的粘弾性を測定したところ,固定前に比べて貯蔵弾性率E'は増加し,45°C以上での損失弾性率の上昇は小さくなった.色素分子はPVA鎖を架橋するものと思われる.E'は色素濃度が高くなるにつれて増加するが,高濃度範囲で飽和した.また,PVAと色素の水溶液の紫外可視吸収スペクトルの測定では,共同結合的な挙動が観察された.調整した固定ゲルはいずれの色素を用いたものも延伸によって二色性を示した.二色性比RとオーダーパラメータSが延伸比の増加にともなって増加するという興味深い現象を観察した.色素収着量は,2.5-6.3x10^<-1>mol/g^-gelの範囲が最も高いRとSが得られ,これより高くなると減少した.以上の知見より,ゲル中の色素は一つの状態でなく,PVAの微結晶近傍にいて強く相互作用しているものや,鎖の構造の乱れた領域に溶解しているものなど多状態で存在していることが示唆される.延伸時にゲルにより高い二色性を持たせるためには,色素を配向度の高い場である微結晶領域近傍のみに多く存在するような工夫が必要と思われる.本研究では,ゴム状であるが光を通すというゲルの興味深い特徴を活かし,外力を加えて変形させるとそれに応じて光学的な性質,特に偏光性が連続的に変化するような材料の開発の可能性を,ゲル調整法の検討,得られたゲルの力学的,光学的性質の測定とそれらの性質間の関係の考察より明らかにしたものである.ジメチルスルホキシド/水混合溶媒にポリビニルアルコール(PVA)を加熱溶解し,-20°Cで24時間冷却後,水に置換して,高含水でありながら引張り強度,弾性率ともに優れた透明ゲルを調整した.コンゴ-レッド,ベンゾパ-プリンなどの二色性色素でゲルを染色して色素固定ゲルを調整した.色素固定ゲルの動的粘弾性を測定したところ,固定前に比べて貯蔵弾性率E'は増加し,45°C以上での損失弾性率の上昇は小さくなった.色素分子はPVA鎖を架橋するものと思われる.E'は色素濃度が高くなるにつれて増加するが,高濃度範囲で飽和した.また,PVAと色素の水溶液の紫外可視吸収スペクトルの測定では,共同結合的な挙動が観察された.調整した固定ゲルはいずれの色素を用いたものも延伸によって二色性を示した.二色性比RとオーダーパラメータSが延伸比の増加にともなって増加するという興味深い現象を観察した.色素収着量は,2.5-6.3x10^<-1>mol/g^-gelの範囲が最も高いRとSが得られ,これより高くなると減少した.以上の知見より,ゲル中の色素は一つの状態でなく,PVAの微結晶近傍にいて強く相互作用しているものや,鎖の構造の乱れた領域に溶解しているものなど多状態で存在していることが示唆される.延伸時にゲルにより高い二色性を持たせるためには,色素を配向度の高い場である微結晶領域近傍のみに多く存在するような工夫が必要と思われる.
多次元・多重な地球環境データの管理と高度利用

近年の地球観測と計算機の進展により、大気や水、環境汚染物質などのデータは爆発的に増加している。本課題は、これら「地球流体」データの情報爆発問題に対処し、専門研究者や環境対策・防災等のための利用者にむけて使いやすい形でデータを提供し、さらに手持ちデータも含めて解析可視化できるような仕組みとシステムを開発することを目的として遂行した。その結果、研究者各人や小グループのデータアーカイブ、解析、可視化から、一般向けの(解析可視化可能な形での)データ公開までをシームレスにサポートする、これまでにない新しいツールGfdnaviを成功裏に開発した。Gfdnaviは、これまでに我々が開発してきた、オブジェクト指向言語Rubyによる地球科学データ解析可視化ライブラリ群と、包括的なWebアプリケーション開発フレームワークRuby on Railsを組み合わせて実現した。本課題では、以下の研究・開発を行い、いずれもGfdnaviに取り込む形で実用化した。●地球科学データのメタデータの自動抽出と階層的な関係データベース化●キーワード及び時空間情報による検索、地図を用いた検索●数値データの解析可視化ユーザインタフェース●解析可視化基盤ライブラリの強化さらに、今後の展望を踏まえて、次の研究を行った。●データから得られる知見情報をもとデータと有機的に関連づけて保存することによる知識ベース化の基礎検討近年の地球観測と計算機の進展により、大気や水、環境汚染物質などのデータは爆発的に増加している。●データから得られる知見情報をもとデータと有機的に関連づけて保存することによる知識ベース化の基礎検討
メゾスコピック系窒化炭素からなる水素ストレージ素材の大量合成

水素吸蔵合金は水素を標準状態の10^<-3>の体積で貯蔵することができ高い安全性をもつことから、自動車用エネルギーストレージ材料として考えられている。自動車向けとしての問題点は、重量あたりの貯蔵量が小さいことである。例えば、希土類系合金では、1wt.%程度の水素貯蔵量しかない。経済産業省のWE-NET計画では、吸蔵量の目標値が3wt.%に設定されている。1)メゾスコピックレベルで制御された高効率水素吸蔵窒化炭素の開発電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ化学気相析出(CVD)装置により窒化炭素のメゾスコピック構造を制御した窒化炭素を作製し、それに12MPaの水素加圧処理を行ったところ、最大0.5wt%の水素吸蔵が確認された。構造を確認したところ、水素の吸収により窒化炭素ネットワークの骨格構造がわずかに広がっていろことがわかった。静電加速器による水素定量したところ、最大で35at%の水素が窒化炭素試料中に含まれていた。2)ウイスカー型水素吸蔵構造体の合成ウイスカー型の試料よりフレーク型の試料の方がより水素を吸蔵することが判明した。窒素がC : N=1:0.25程度で混入したアモルファス水素化窒化炭素で1.1wt%程度の水素吸蔵能を示すことが明らかになった。電子スピン共鳴スペクトル法では、不対電子数が窒素含有試料で水素吸蔵後に大きく減少するのに対し、窒素を含有しない試料ではそのような顕著な現象が得られなかった。3)窒化炭素高効率水素吸蔵構造素材のエネルギーストレージとしての基礎検証メタン-窒素系原料を用いたときに窒化炭素が大きな水素吸蔵能を示すことを確認した。その吸蔵量は液体窒素温度(77K)において2wt%を超すことも見出した。このような試料をグラム単位で合成し、再現性を得ることに成功した。炭素系材料はその目標値をクリアするにふさわしい材料である。今年度は窒化炭素構造制御技術を基に、1)メゾスコピックレベルで制御された高効率水素吸蔵窒化炭素の開発、2)ウイスカー型水素吸蔵構造体の合成、および3)水素ストレージ実証試験を小規模スケールで行ない、窒化炭素高効率水素吸蔵構造素材のエネルギーストレージとしての基礎検証を行なった。電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ化学気相析出(CVD)装置により窒化炭素のメゾスコピック構造を制御した窒化炭素をアセトニトリルやその他ニトリル化合物より作製したところ、数時間で0.5g程度の試料が得られた。作製された窒化炭素に12MPaの水素加圧処理を行ったところ、最大0.5wt%の水素吸蔵が確認された。その構造を顕微ラマン散乱分光装置、赤外線吸収分光装置およびX線回折装置で確認したところ、水素の吸収により窒化炭素ネットワークの骨格構造がわずかに広がっていることがわかった。また終端構造にはなんら変化がないことがわかった。静電加速器によるα線照射をおこなって水素定量したところ、最大で35at%の水素が窒化炭素試料中に含まれていることがわかった。

水素吸蔵合金は水素を標準状態の10^<-3>の体積で貯蔵することができ高い安全性をもつことから、自動車用エネルギーストレージ材料として考えられている。自動車向けとしての問題点は、重量あたりの貯蔵量が小さいことである。例えば、希土類系合金では、1wt.%程度の水素貯蔵量しかない。米国エネルギー省では、吸蔵量の目標値が6.5wt.%に設定されている。炭素系材料はその目標値をクリアするにふさわしい材料である。今年度は窒化炭素構造制御技術を基に、1)メゾスコピックレベルで制御された高効率水素吸蔵窒化炭素の構造最適化、2)水素ストレージ実証試験を中規模スケールで行ない、窒化炭素高効率水素吸蔵構造素材のエネルギーストレージとしての基礎検証を行なう。現有の電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ化学気相析出(CVD)装置を窒化炭素のメゾスコピシク構造を制御した試料をアセトニトリルやその他ニトリル化合物より合成し、構造を最適化した。その結果、窒素がC : N=1:0.25程度で混入したアモルファス水素化窒化炭素で1.1wt%程度の水素吸蔵能を示すことが明らかになった。窒素組成のない材料については水素吸蔵能を示さなかった。作製された窒化炭素の構造を顕微ラマン散乱分光装置で確認したところ、水素吸蔵前後で構造上の変化がないことがわかった。また窒素組成の生むによっても骨格構造に大きな差がなかった。電子スピン共鳴スペクトル法では、不対電子数が窒素含有試料で水素吸蔵後に大きく減少するのに対し、窒素を含有しない試料ではそのような顕著な現象が得られなかった。水素加圧前後の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、C-H結合が窒素含有試料で水素吸蔵後に大きく増加するのに対し、窒素を含有しない試料ではそのような顕著な現象が得られなかった。水素吸蔵炭素材料は重量あたりの水素吸蔵能力が高くなる可能性があり、とくに窒素がC:N=1:0.25程度で混入したアモルファス水素化窒化炭素が1.1wt%程度の水素吸蔵能1wt%を超える吸蔵量をもつと報告されている。今年度はこれまで培われてきた窒化炭素構造制御技術を基に、(1)メゾスコピックレベルで制御された高効率水素吸蔵窒化炭素の大量合成と(2)水素ストレージ実証試験を行ない、窒化炭素高効率水素吸蔵構造素材のエネルギーストレージとしての実証を行なった。現有の電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ化学気相析出(CVD)装置あるいはマイクロ波CVD装置により窒化炭素のメゾスコピック構造を制御した試料をメタン、アセトニトリル、その他ニトリル化合物より合成し、構造を最適化したところ、同試料をパウダー状で1g程度合成することに成功した。さらにメタン-窒素系原料を用いたときに大きな水素吸蔵能を示すことを確認した。その吸蔵量は液体窒素温度(77K)において2wt%を超すことも見出した。加えて水素加圧しながらその場で試料の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、高圧下で水素添加することにより、メチル基、メチレン基を形成することで化学的に水素が試料に吸着することを見出した。ただその貢献度は全体の1%にも満たず、多くの吸蔵水素が物理的に試料に吸着していることがわかった。
FISH法によるDNA複製開始領域の解析

本研究では、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を用いて、細胞核内のゲノムDNAの動態を多数のカラーで検出・画像化して捉え、細胞周期のS期におけるDNAの複製時期を解析することを目的としたが当初の計画に挙げた、ジヒドロ葉酸還元酵素の遺伝子領域のDNAを入手し、FISHを行ったところ、いずれも安定したシグナルを与えなかった。現在、ようやくシグナルが得られ、また、シリアンハムスターDNAによるバックグラウンドの抑制法を導入し、マルチカラーFISHが可能となったところであり、複製系の解析まで進んでいないが今後の進展が期待される。これにかわる対象として、ヒト主要組織適合抗原遺伝子複合体領域のDNA複製の進行過程を解析した。この領域のHLA-ClassI,II,IIIの領域は、数多くのDNAクローンが入手可能で、また、ClassIIとClassIIIの間にDNA組成上、GC含量の変化する領域が存在する。ClassI,II,IIIのDNA断片のそれぞれの複製時期をFISHにより検討した結果、いくつかの細胞で、ClassIIのDNAが他の領域のDNAより遅く、複製していることが示唆された。また、GC含量の変化する境界領域のDNAの複製時期を解析した結果、GC-rich領域と早期複製領域の一致が示唆された。さらに、3種のClassIII領域のDNA複製順序を解析した結果、調ベた3種の細胞株で、平均値では、同一順序で複製されるが、必ずしも、全ての核で複製順序が一致しないことが示唆された。これは、従来の分子生物学的方法では、分子集合の平均値としてしか捉えることができなかったDNAを1コピーでも捉えることを可能にし、しかも視覚化できるFISH法の有効性を示すものである。これらの事実を立証すベく、他の方法を組み合わせて検討する予定である。
前立腺微小癌における核内DNA量および組織特性に関する研究-細胞イメージ分析装置による核DNA ploiclyの検討-

対象:前立腺ラテント癌64例84病巣。年齢は53102歳、平均72.7歳、1前立腺あたり14病巣、平均1.28病巣で、高分化癌47病巣、中分化癌19病巣、低分化癌18病巣であった。結果:60前立腺、、76病巣についてDNA ploidyの測定が可能であった。54病巣(71%)がdiploid、22病巣(29%)がnon-diploidであった。複数の癌病巣を有するものは11前立腺で、うち5前立腺では病巣ごとのploidyが一致せず、ploidy patternのheterogeneityがみられた。60前立腺のうち、20前立腺(33%)で少なくとも1つ以上のnon-diploid病巣が含まれていた。また、高分化癌ではdiploidが88.0%、non-diploidが12.0%であるのに、低分化癌ではそれぞれ27.8%、72.2%と逆転し、中分化癌では丁度その中間の値を示し、高分化癌と中または低分化癌の2者との間において、non-diploid病巣の出現率に有意差が認められた(p<0.001)。76病巣のうち62病巣約82%が500mm^3以下、約半数の39病巣51%は100mm^3以下の微小病巣であった。最小のnon-diploid病巣は高分化癌で25.7mm^3、低分化癌では3.0^3であった。体積100mm^3以下の病巣におけるnon-diploid病変の出現率は15.4%でstageA癌の再発率とほぼ一致した。癌体積の増加と共にnon-diploid病変の出現率が上昇し、体積100mm^3を境に出現率に有意差が認められた(p<0.01)。またクリスタロイドを有する病巣では高分化度で癌体積が小さく、non-diploid cellの出現頻度が低い傾向がみられた。結論:本測定法は、前立腺癌における悪性度や予後判定に際しての既存のパラメーターに加えて、新たな情報をもたらす独立したパラメーターとなる可能性が示唆され、low stageの小さな前立腺癌の予後判定や治療法選択にも十分応用おされるべきものと考えられた。
ASEAN新興国におけるクロスボーダー高等教育の展開と地域統合に関する研究

2015年末のASEAN経済共同体発足による域内自由化加速の流れは、学生・労働者・資格の移動を促し、地域の高等教育調和化を後押ししている。この調和化は、技術面(学位、単位など)で各国の多様性尊重の上で進められてきているが、政治面(大学自治や言論の自由など)では各国の政治体制の違いから多くの困難がみられる。ベトナムは国の政治体制を維持しながらグローバル化に対応する必要があるため外国モデル大学の設置を進める一方、ミャンマーは、硬直した中央集権的制度や人材・インフラの不足が国際的活動を阻害する要因になっており、国際的な活動を促進するためには国内の高等教育改革がまず必要であるというジレンマを持つ。ベトナム研究に関しては、日本国内外での研究会参加やベトナム人関係者(大学教員、留学生、ドナー、政府職員など)へのヒアリングなどにより、高等教育改革やクロスボーダー高等教育に関する情報を収集した。また、学会発表を1件行った。ミャンマー研究に関しては、日本国内で高等教育改革やクロスボーダー高等教育に関する情報収集を行った。その他、クロスボーダー高等教育に関し、論文発表1本、学会発表2件、招待講演1件を行った。クロスボーダー高等教育に関する現地調査を、5月と12月にミャンマー(ヤンゴン・マンダレー)、9月にカンボジア(プノンペン)、11月にベトナム(ホーチミン市)で行った。成果発表は、論文2件、学会発表5件、図書1件である。米国において、クロスボーダー高等教育の世界展開、欧州・アジア地域統合、アセアン新興国への支援方針などに関するヒアリング・資料収集を12月に行った。成果発表は、論文2本、学会発表2件である。26年度に予定していた米国調査を27年度に行ったため。最終年度は研究成果発信に重点を置き、国内学会での発表を3件(日本高等教育学会、日本比較教育学会、日本評価学会)、国際学会での発表を3件(UNIKE Conference: University Futures、アジア・ヨーロッパ会議(ASEM)生涯学習フォーラム:21世紀型スキル、米国比較国際教育学会)行った。また、福山市立大学教育研究交流センター公開講座において、一般を対象とする成果発表を行った。全研究期間4年間の成果公表は、論文6本、図書(共著)1冊、国内学会発表8回、国際学会発表6回、招待講演3回であった。内訳は、ミャンマー関係8本、ベトナム関係2本、日本関係6本、クロスボーダー高等教育関係4本であった。現地調査は、ミャンマー3回、カンボジア1回、ベトナム1回、アメリカ1回であった。本研究の目的は、世界各地域で地域統合や高等教育の国際化・調和化が急激に進む中、その1地域であるASEANの統合・高等教育調和化の動きに注目し、ASEAN新興国であるカンボジア、ラオス、ミャンマー及びベトナムにおいて活発化しつつあるクロスボーダー高等教育の実態を把握し、地域統合の文脈の中でのその課題と可能性を探るものであった。研究成果の意義としては、ASEAN統合の流れの中で、途上国の能力開発と高等教育の国際化において常に問題となる頭脳流出を最小限に抑え、アクセス拡大と質向上のバランスを取りながら高等教育を発展させるために必要な国の具体的方策、外国の教育プログラム・機関の出現に対する規制や質保証の在り方、また海外からの支援の在り方の枠組み(資源やアプローチの選択など)について、特にミャンマーとベトナムについて提示することができたことが挙げられる。27年度に予定していたミャンマー第2回調査及びベトナム調査を予算の前倒しで26年度に行ったため。アセアン体制移行国であるミャンマー・ベトナム・カンボジア・ラオス4か国が、進展する地域統合や地域高等教育調和化を如何に活用しつつ、アクセス拡大と質向上のバランスを取りつつ自国の高等教育を発展させるための方策について探る予定である。国際高等教育ミャンマー調査を再度行い、高等教育改革に対処するために必要とされる教員の能力開発支援について探る。また、研究の総まとめを行い、研究対象国の比較を元に研究成果の公表を行う。27年度に予定していたミャンマー調査は、現地の急激な高等教育改革の動きに対応するため、調査年度を繰り上げる必要性が生じた。このため、前倒しで25年度に開始した。このため、25年度に予定していたベトナム調査出張を26年度に持ち越した。調査対象国の変更はあったが、期間全体の計画には支障がないものと考える。国内数か所におけるヒアリングを27年度計画していたが、訪問先の都合を考慮し、28年度に行うことが妥当と判断したため。関東への出張2回。26年度はベトナム調査に加え、予定のラオス・カンボジアの調査にも着手し、研究対象4か国の比較研究を可能とするデータ収集に努め、最終年度の27年度に研究の総まとめ及び研究成果公表をしていく予定である。当初予定していたベトナム出張を取りやめたため。次年度にベトナム出張を行う(ただし、実績報告書作成時点で予定していた同出張は完了済である)。
初期胚発生に必須の機能未知因子Ｍａｂ２１－Ｌ３による繊毛形成制御機構

繊毛は、脊椎動物のほとんどの上皮細胞に存在する細胞小器官であり、組織の恒常性や機能維持に非常に重要である。中でも哺乳類の気管上皮や卵管上皮に見られる多繊毛細胞の繊毛は運動性を有しており、繊毛の運動は異物の排除や卵の輸送に大きく貢献している。しかしながら、その多繊毛細胞の形成機構は詳細には解明されていない。アフリカツメガエル胚の表皮には、哺乳類の気道上皮や卵管上皮に見られる繊毛細胞と同種類の多繊毛細胞が存在する。本研究の目的は、アフリカツメガエル胚表皮をモデル系として、繊毛形成に関わる新規因子Male abnormal 21 like 3 (Mab21-L3)の機能解析を通じて、繊毛細胞の形成機構を解明することであった。前年度では、多繊毛細胞の形成を阻害することが知られているNotchシグナル経路にMab21-L3の発現が抑制されること、ならびにMab21-L3は既知の主要制御因子の発現に必要であることを示した。最終年度である本年度では、Mab21-L3がNotchシグナル経路と既知の主要制御因子をつなぐ因子であることをレスキュー実験などにより示し、Mab21-L3が多繊毛細胞の形成の初期段階を制御する重要な因子であることを明らかにした。また、マウスの気管上皮細胞の初代培養系を用いて、Mab21-L3が繊毛形成に必要であることやNotchシグナル経路によってMab21-L3の発現が抑制されることがマウスでも保存されていることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。繊毛は、微小管から成る軸糸を基底小体が支える構造をしており、脊椎動物のほとんどの上皮細胞に存在する細胞小器官である。個体発生において、繊毛は原腸陥入や神経管閉鎖の形態形成に関わるなど重要な機能をもつ。しかし、詳細な繊毛形成機構は解明されていない。アフリカツメガエル胚の表皮には、哺乳類の気道上皮にも見られる多繊毛細胞が存在する。本研究では、アフリカツメガエル胚表皮をモデル系として、繊毛形成に関わる新規因子の同定や機能解析を通じて、繊毛形成メカニズムを解明することを目的としている。初期胚発生の進行に伴って、表皮組織では繊毛前駆細胞への運命決定段階、基底小体の複製などの繊毛形成準備段階、軸糸を伸長する成熟繊毛細胞への最終分化段階など、数段階を経て繊毛を形成させる。表皮においてNotchシグナルを過活性化させると繊毛細胞の形成が阻害され、Notchシグナルを阻害すると繊毛細胞の過形成が起こることから、繊毛前駆細胞の運命決定はNotchシグナルの側方抑制によって調整されていると考えられている。本研究により、初めに機能未知であったMab21 like3(Mab21-L3)が、初期胚発生において必須の因子であることを明らかにし、さらに胚表皮における繊毛形成過程に関与する因子であることを見出した。また、繊毛形成と深く関わるNotchシグナルとMab21-L3との関連を様々な実験で解析した結果、Mab21-L3の表皮における繊毛形成での重要な機能が解明できつつあり、こうした解析を通じて、繊毛形成メカニズムの一端を明らかにできると考えている。繊毛は、脊椎動物のほとんどの上皮細胞に存在細胞小器官であり、組織の恒常性や機能維持に非常に重要である。哺乳類の気道上皮や卵管上皮に見られる繊毛は、運動性を有しており、その繊毛の運動は異物の排除や卵の移動に大きく貢献している。個体発生においても、繊毛は原腸陥入や神経管閉鎖の形態形成、さらに左右軸の形成などに関わることが報告されている。このように繊毛の機能は近年解明が進んできている。しかしながら、繊毛の形成機構については、あまり詳細には解明されていない。アフリカツメガエル胚の表皮には、哺乳類の気道上皮や卵管上皮に見られる繊毛細胞と同種類の繊毛細胞が存在する。また、その胚表皮は、繊毛細胞の他に数種類の上皮細胞が存在しており、それらの細胞も繊毛細胞の繊毛形成に必要であることが最近報告されている。本研究の目的は、アフリカツメガエル胚表皮をモデル系として、繊毛形成に関わる新規因子Male abnormal 21 like 3 (Mab21-L3)の機能解析を通じて、繊毛形成制御機構を解明することである。本年度は、繊毛細胞形成制御に重要であると知られるシグナル経路とMab21-L3との関連性をより深く解析した。また、既知の制御因子とMab21-L3の上位性の解析なども行った。さらに、アフリカツメガエル胚表皮に存在する繊毛細胞以外の上皮細胞とMab21-L3の関連性を検証する予備的な解析も進めた。これらの解析により、Mab21-L3の胚表皮における繊毛形成での機能がさらに解明でき、繊毛形成機構の一端を明らかにしつつある。

アフリカツメガエル胚の表皮には、哺乳類の気道上皮や卵管上皮に見られる繊毛細胞と同種類の多繊毛細胞が存在する。本研究の目的は、アフリカツメガエル胚表皮をモデル系として、繊毛形成に関わる新規因子Male abnormal 21 like 3 (Mab21-L3)の機能解析を通じて、繊毛細胞の形成機構を解明することであった。前年度では、多繊毛細胞の形成を阻害することが知られているNotchシグナル経路にMab21-L3の発現が抑制されること、ならびにMab21-L3は既知の主要制御因子の発現に必要であることを示した。最終年度である本年度では、Mab21-L3がNotchシグナル経路と既知の主要制御因子をつなぐ因子であることをレスキュー実験などにより示し、Mab21-L3が多繊毛細胞の形成の初期段階を制御する重要な因子であることを明らかにした。また、マウスの気管上皮細胞の初代培養系を用いて、Mab21-L3が繊毛形成に必要であることやNotchシグナル経路によってMab21-L3の発現が抑制されることがマウスでも保存されていることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した「研究実施計画」では、1年次で、胚表皮における繊毛細胞の運命決定から成熟細胞への過程の中で、Mab21-L3が重要な役割を担う過程がどこであるかを明らかにすることを目指していた。本年度の研究の成果により、その過程を絞り込むことができ、「研究の目的」を順調に達成しつつあると考えている。繊毛形成制御におけるMab21-L3の機能について、当初の目的にそっておおむね順調に成果が得られている。今後は、Mab21-L3とNotchシグナルとの関係性のより深い解析などをして、Mab21-L3の機能をさらに明らかにし、繊毛形成へのメカニズム解明へつなげる予定である。アフリカツメエル胚表皮を用いてMab21-L3が繊毛形成を制御する分子機構についてさらに解析を行う。また、アフリカツメガエル胚で明らかになったMab21-L3の機能が哺乳類でも保存されているかどうかの検証を進める。
地球物理学的諸観測の教材化 -地震と地磁気-

1.自作地震計システムの概要10年前の試作以来、自作の地震観測システム改良を続けてきた。このシステムは器材、電気回路、ソフトウエアに至るまですべて手作りのシステムである。今回、この報告書をまとめるにあたり、この間の未発表の研究分を含めて、観測システムの詳細を記した。類似の器材を製作する上での参考になるように回路図、ソフトウエア等について詳述し、合わせて、学校等での地震観測における留意点についても詳述した。さらに新たに開発した、簡易型センサーの製作・観測の要点についても述べた2.地磁気観測に向けたフラックスゲート磁力計の製作身近で入手しやすいフェライトコアを用いたフラックスゲート型の磁力計を試作し学校等での恒常的な地磁気観測に向けた器材の感度とノイズレベルの検証を行った。この結果より、さらに高感度のセンサーを用いる際の幾つかの新たな知見が得られた。3.地震関連教材用ソフトウエア地震波動の伝播(地球内部の地震波の伝播、“震災の帯"、モホ面での波の屈折等)や津波の伝播等を解りやすく教室で説明するPC用の数値シミュレーションを作成した。これらはいずれも専門家の研究としては数多いが、学校教材として開発された例は極めて少なく、教室で地学の基礎を学ぶ上での活用が期待される。4.教材用地震記録波形集-近地地震-5.教材用地震記録波形集-遠地地震-学校教材用として、観測データの中から近地地震と遠地地震に分けて、地震観測波形を示し、教材として使用する際に参考になるコメントを記した。近地地震では特に兵庫県南部地震の余震、猪名川群発地震等の波形例も含めた。また、遠地地震では地球内部構造と地震波の形態の特徴との関係が解りやすい地震を選択し、震源距離別に示した。平成9年度の研究実績は以下のとおり1.フィルムケース地震計(簡昜型上下動地震計センサー)のセンサー部と記録システムの改良を行った.(1)センサー部:銅板をダンパーに用いて,波形記録の高精度化を達成した.(2)記録システム:ノートPCを使用し,プリンタポートより,信号を入力できる製作容易で,かつBASIC言語により制御可能なA/Dボードを製作した.2.上記センサーの検定を行う,教室でも容易に製作できる簡昜震動台の製作とそれを用いた地震計の検定方法を新たに開発した.3.学校で製作可能な地磁気測定用の磁力計については,現在文献研究と試作に着手したころであり,次年度に本格的研究を予定している.4.自作地震計による地震波形記録のうち,震央距離別に,外国の地震波形の収集分析を継続しており,この中から,地球内部構造との関連位相が顕著な波形を現在,選別中である.この波形の教材としてのとりまとめも次年度に行う予定である.5.4.と関連して,地球内部の地震波伝播を説明する,教材用の計算機シミュレーションの改良と文献研究を行っている.6.教材用地震計の広帯域化については現在文献研究を継続中であり,次年度の試作を行う予定である.(上記1.2.については別記論文に成果の一部を公表ずみ.)1.自作地震計システムの概要10年前の試作以来、自作の地震観測システム改良を続けてきた。地震及び地磁気の観測とそれに関連する分野について,学校での観測技術の普及と分かりやすい教材を開発する立場から,次の研究を行った.1.地球物理分野の観測機器である地震計と磁力計について,学校現場で取り扱えるような形での試作と改良を行った.地震計については簡易型の極めて製作容易なセンサーを開発したほか,既存の観測システムの改良も行った.2.地震観測について,10年間にわたる筆者自身の独自観測の経験の分析から,教育現場で行う際の留意点等の評価を行った.

また試作した磁力計については,ビル内での磁力観測の感度とノイズレベルの関係等の分析を行い,将来の地磁気観測に向けた機器の改良点等の評価を行った.3. 10年間の地震観測による膨大な波形記録の中から,代表的な地震波形を選別し,整理を行った.この中では特に,兵庫県南部地震の余震や外国の地震を中心に地震波形の解析を教材化するための研究を行った.さらに,本研究の成果報告書の中に付帯する形で教材用波形資料集をまとめた.4.地震現象に付帯するさまざまな理解しにくい現象,例えば"震災の帯",地球内部の波の伝播,"津波"等のメカニズムを教室でわかりやすく説明するパソコン用の数値シミュレーションの開発を行った.