hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブーゼマン非正曲率空間への固定点性質・エクスパンダーとその一般化

平成29年度は、固定点性質の深化とそれを用いた副有限群の有限生成稠密部分群の研究を行なった。まず、固定点性質では、距離空間上の有限生成群の等長作用に関して変位(displacement)関数の無限遠点に飛ばした際のギャップ条件を課したとき、報告者によって創始された相対的固定点性質の(有界生成条件を用いない)昇級ができることを示した。このことと、フォン・ノイマン環に付随する非可換L_1空間上の変位ギャップ条件がKazhdanの性質(T)から従うという事実から、有限生成・単位的・結合的環上定義された次数が4以上の基本行列群(elementary group)が、可分ヒルベルト空間上のトレース・クラス作用素全体のなすバナッハ空間への固定点性質をもつを証明した。このバナッハ空間は自明なラーデマッハー型をもつため、LafforgueやOppenheimらによる既存の手法では固定点性質が証明できないターゲット空間であった。さらに、このようにして得られた基本行列群の固定点性質を用いることで、副有限群の有限生成稠密部分群の群性質が部分群の選び方に依って著しき変わり得る、ということを示した。この結果を得る過程で、繰越分にて行なった平成31年3月の沖縄青年会館での幾何学的群論に関する研究集会への参加による位相群の有限生成稠密部分群や離散群の自己同型群に関する情報収集から着想を得た。本結果により、従順な群とL_p空間や上記トレース・クラス作用素の空間に固定点性質をもつ群という、有限生成無限群では極めて対照的な群性質をもつ群を共通の副有限群の有限生成稠密部分群として埋め込みことに成功した。固定点性質の昇級に関しては、変位ギャップを用いた距離超積を用いない十分条件の発見や可算無限個の部分群からの昇級など、さまざまな知見を得ることができた。特に、前者は、非線型空間でのスケーリングを許した距離超積が非常に病的な空間を産み出すことから、今後の非線型空間をターゲットとする固定点性質の研究にとって意義深いと思われる。例として、有限次元の(局所有界性も仮定しない)CAT(0)立方複体へのRoller境界作用の意味で非初等的な複体作用は、Fernosの結果から上記の変位ギャップ条件を必ず満たすことが知られている。さらに、基本行列群に関しこれらの結果によって得られた固定点性質を、副有限群の有限生成稠密部分群の多様性という立場から応用することも可能になった。以上のような理由から、本研究は当初の枠組みを広げて順調に進んでいると考える。直角アルティン群の自己同型群に関する固定点性質の研究は、肯定的な方向では元の群が自由アーベル群のとき(したがって、自己同型群が整係数の一般線型群のとき:このときは、この群が実質的に高階数単純リー群の格子であることから、直角アルティン群の理論とは独立に様々な研究が行なわれてきた)を除いて新しい研究が近年まで行なわれていなかった。しかし、近年、計算機を用いた手法によって、Kaluba・Nowak・小澤登高らによって非可換自由群の自己同型群の性質(T)が階数が5以上の場合に示され、分野に大きな衝撃をもって迎えられた。本研究での主眼となる相対的固定点性質の昇級では、運用上予め相対的固定点性質を得る必要があるが、固定点性質をもつ群を部分群として含むならばその部分群に対し相対的固定点性質をもつ。このことを利用して、上記の結果を特定の条件下での直角アルティン群の自己同型群の固定点性質に昇級することを目標とする。また、有限体上の有限生成代数上定義された基本行列群が一様凸バナッハ空間に固定点をもつかどうかは、2元生成以上では未解決である。このことが証明されると、これを用いて共通する副有限群の、極めて対照的な群性質をもった有限生成稠密部分群の族を構成することができることを報告者は示している。このような問題にも本研究による寄与を計画している。

本結果により、従順な群とL_p空間や上記トレース・クラス作用素の空間に固定点性質をもつ群という、有限生成無限群では極めて対照的な群性質をもつ群を共通の副有限群の有限生成稠密部分群として埋め込みことに成功した。固定点性質の昇級に関しては、変位ギャップを用いた距離超積を用いない十分条件の発見や可算無限個の部分群からの昇級など、さまざまな知見を得ることができた。特に、前者は、非線型空間でのスケーリングを許した距離超積が非常に病的な空間を産み出すことから、今後の非線型空間をターゲットとする固定点性質の研究にとって意義深いと思われる。例として、有限次元の(局所有界性も仮定しない)CAT(0)立方複体へのRoller境界作用の意味で非初等的な複体作用は、Fernosの結果から上記の変位ギャップ条件を必ず満たすことが知られている。さらに、基本行列群に関しこれらの結果によって得られた固定点性質を、副有限群の有限生成稠密部分群の多様性という立場から応用することも可能になった。以上のような理由から、本研究は当初の枠組みを広げて順調に進んでいると考える。直角アルティン群の自己同型群に関する固定点性質の研究は、肯定的な方向では元の群が自由アーベル群のとき(したがって、自己同型群が整係数の一般線型群のとき:このときは、この群が実質的に高階数単純リー群の格子であることから、直角アルティン群の理論とは独立に様々な研究が行なわれてきた)を除いて新しい研究が近年まで行なわれていなかった。しかし、近年、計算機を用いた手法によって、Kaluba・Nowak・小澤登高らによって非可換自由群の自己同型群の性質(T)が階数が5以上の場合に示され、分野に大きな衝撃をもって迎えられた。本研究での主眼となる相対的固定点性質の昇級では、運用上予め相対的固定点性質を得る必要があるが、固定点性質をもつ群を部分群として含むならばその部分群に対し相対的固定点性質をもつ。このことを利用して、上記の結果を特定の条件下での直角アルティン群の自己同型群の固定点性質に昇級することを目標とする。また、有限体上の有限生成代数上定義された基本行列群が一様凸バナッハ空間に固定点をもつかどうかは、2元生成以上では未解決である。このことが証明されると、これを用いて共通する副有限群の、極めて対照的な群性質をもった有限生成稠密部分群の族を構成することができることを報告者は示している。このような問題にも本研究による寄与を計画している。
不均一分布結合を用いた広帯域光波分離素子に関する研究

本研究の目的は,不均一分布結合系を利用した広帯域な光分離素子の構成法を確立する事にあった。この研究課題に対して,元来マイクロ波帯で広帯域素子として注目されたTapered Velocity Coupler(TVC)の概念を光波帯域に拡張した光分離素子を考案し,その特性を差分ビーム伝搬法を用いて数値的に詳しく解析した。即ち,コア領域の屈折率が伝送軸に沿って変化する屈折率テ-パ導波路を含む不均一分布結合系で,広帯域な光分配器を構成できる事を示した。また,その基板材料に,一軸異方性結晶のLiNbO_3を想定し,結晶の電気光学効果を利用する事で,電力分配比を外部制御可能な任意比光分配器を形成できる事も明らかにした。しかし,構造の最適化を図らなければ,電力分配比特性に飽和現象が見られ,大きな分配比を得られないため,結合系の構造パラメータや外部電界印加用の電極配置を再検討した。その結果,電極配置を適切に選べば分配比特性を大幅に改善できる事を示した。これらの成果は,口頭発表を行うと共に学術論文誌に投稿し,掲載が決定している。更に,本素子の実現にあたっては,その諸特性を実験的に検証する必要があると考えられる。その為には作製条件と導波路の構造パラメータの関係を明らかにする必要がある。そこで,イオン交換法でチャネル光導波路からなる平行3線結合型光分配器の試作実験を行い,構造パラメータの推定を試みた。なお,試作実験ではガラス基板に,結合部長の異なる結合型光分配器を同条件で一度に作製し,その出射光特性を系統的に測定した。なお,現段階までの実験結果は口頭発表を行ったが,未だデータ不足のために作製条件と導波路の構造パラメータとの間の詳細な関係を明らかにするには至っていない。今後,測定データを早急に蓄えるとともに,実験環境が整い次第,異方性チャネル光導波路の試作にも着手し,特性測定を行う予定である。
フォーメーションフライトを行う人工衛星の超伝導磁石による相対位置制御

本研究では,複数衛星の相対位置を制御し全体であるミッションを構成するフォーメーションフライト衛星に対し、超電導コイルを用いてその相対位置を制御する独創的な手法に関するものである。本補助金ではその中でも特に、同技術を近地球周回衛星に適用する場合に必要となる技術に焦点を当てている。近地球周回衛星の場合,超電導コイルが生じる巨大な磁気モーメントが地磁場との間に大きなトルクを生じ、衛星の姿勢を乱すことが問題となる。本研究ではこの問題に対するために、二つの衛星の超電導コイルには同じ周期の励磁電流を流し、その励磁電流間の位相差を制御することで、二つの衛星間に生じる磁気力を制御し、衛星間の相対位置を制御する手法を提案している。本研究では既に、超電導コイルの励磁電流間の位相差を制御する手法を提案しており、昨年度に実施した研究においてその有効性が実験的に検証されていた。本年度はこれを受けて、実際の超電導コイルを含むハードウェアインザループと呼ばれる実験システムを構築し、制御システム全体としての提案手法の有効性を検証した。このシステムにおいては、励磁電流の位相制御は実際の超電導コイルを用いたハードウェアで行われている。その励磁電流値をリアルタイムに計算機で読み込み、その励磁電流が衛星に生じる力を計算し、二つの衛星の運動を実時間で計算する。この計算機には相対位置制御系も構築され、励磁電流間位相差の指令値を、位相制御回路に出力する。これにより、クローズドループシステムの挙動を調べることが可能となっている。人工衛星の純粋なダイナミクスは、かなりの精度で計算機シミュレーションにより再現できるため、電気回路やその制御システムをハードウェアで構築するこのような手法は、制御システムの検証には大変有効であると考えている。このような実験システムを用いた研究により、本提案手法の制御システムとしての妥当性を実証することができた。その過程では、励磁電流の振幅制御精度が衛星蓄積角運動量に無視できない影響を及ぼすため、蓄積角運動量管理が重要であることが明らかになるなどの新たな知見も得られており、単なる妥当性検証以上の価値がある実験結果が得られている。これらの成果は、すでに学会などでも発表されており、また学会誌論文としても投稿済みである。本研究では,超伝導コイルの励磁電流を共振回路により正弦波状に変化させる.これは地磁場の衛星姿勢への影響を排除するために必要な技術である.また,このような励磁方式において2衛星の相対位置を制御するために,交流電流間の位相差を変化させて磁気力を制御する方法を提案している.今年度は超伝導コイルの駆動方法に関して検討を進めた.共振電流の位相制御は,スイッチを介して共振回路に接続された直流電圧源により行う.共振回路のキャパシタ電圧が零交叉する瞬間に短い時間だけスイッチを導通させて直流電圧を印加する.その間にキャパシタに流れ込む電荷により,共振電流の位相が変化する.また共振電流の振幅を保つために,共振回路で生じるエネルギー損失を補う必要があるが,これは同様の方法で実現することができる.ただしこの場合,スイッチを導通させるタイミングはキャパシタ電圧がピークとなる瞬間である.この原理を振り子運動と対応させて説明する.ある振れ幅の振り子運動を考える.位相/振幅の制御タイミングは,それぞれ振り子の位置が運動中で最も低い地点/高い地点にある瞬間である.それぞれの瞬間に,速度は変化させずに位置のみを変えることが位相/振幅の制御である.つまり振り子の高さが電圧に,速度が電流に対応し,電圧の印加は振り子の速度を変化させずに位置を変えることに対応する.このような制御を実現する回路を構成し,共振電流の位相/振幅制御実験を行った.常電導コイルを用いた実験では,提案する制御手法により共振電流の位相と振幅の制御がそれぞれ可能であることが確認された.また,提案手法を超電導コイルに適用するための基礎実験として、高温超電導コイルのヒステリシス損失の評価するための実験を行った。これにより,提案手法を検証するために必要な超電導コイルの性能見積もりを得ることができた。これは具体的には、ヒステリシス損とインダクタンスの関係であるが、この基礎検討に基づき,現在実験用コイルの改造を行っている.次年度においては,この改造されたコイルユニットを用いて,提案手法を超電導コイルに適用して、位相及び電流の制御を行い、またこの超電導コイル電流制御系を組み込んだハードウェアインザループシミュレータを構築して、提案手法による衛星相対位置制御の総合的な評価を行う実験をする予定である。

本年度はこれを受けて、実際の超電導コイルを含むハードウェアインザループと呼ばれる実験システムを構築し、制御システム全体としての提案手法の有効性を検証した。このシステムにおいては、励磁電流の位相制御は実際の超電導コイルを用いたハードウェアで行われている。その励磁電流値をリアルタイムに計算機で読み込み、その励磁電流が衛星に生じる力を計算し、二つの衛星の運動を実時間で計算する。この計算機には相対位置制御系も構築され、励磁電流間位相差の指令値を、位相制御回路に出力する。これにより、クローズドループシステムの挙動を調べることが可能となっている。人工衛星の純粋なダイナミクスは、かなりの精度で計算機シミュレーションにより再現できるため、電気回路やその制御システムをハードウェアで構築するこのような手法は、制御システムの検証には大変有効であると考えている。このような実験システムを用いた研究により、本提案手法の制御システムとしての妥当性を実証することができた。その過程では、励磁電流の振幅制御精度が衛星蓄積角運動量に無視できない影響を及ぼすため、蓄積角運動量管理が重要であることが明らかになるなどの新たな知見も得られており、単なる妥当性検証以上の価値がある実験結果が得られている。これらの成果は、すでに学会などでも発表されており、また学会誌論文としても投稿済みである。
低圧低酸素室を用いた低酸素応答遺伝子同定と片頭痛原因遺伝子および病態解明への展開

高山病は高所(低圧低位酸素環境)への順応不全の結果生じる疾患である。高山病では環境因子(高所への移動)が関与することは自明であるが、高山病の病態形成には遺伝要因が関与すると考えられている。頭痛は高山病の必発の症状であるが、高山病に伴う頭痛に片頭痛治療薬であるトリプタン系薬剤が有用であることが報告されている。一方、片頭痛は女性に多いcommon diseaseであり、その成因は不明であるが、遺伝要因と環境因子が関与する多因子疾患である。本研究の目的は低圧低酸素下において出現する頭痛と片頭痛との類似性に着目して、片頭痛の成因に関与する可能性のある遺伝子群を低酸素応答遺伝子群として同定することである。低圧低酸素負荷は低圧低酸素室での低酸素トレーニングを行うことになっている登山者を対象に施行した。低圧低酸素負荷により脈波所見上C切痕の低下(末梢血管拡張を意味する)が認められた。このC切痕の低下は酸素吸入により完全に回復するので、末梢血管拡張は低酸素依存性の現象であることが示唆された。片頭痛は頭蓋内血管の拡張・収縮により惹起される血管性頭痛であり、この点でも類似性が示唆された。In vivoにおける低酸素応答遺伝子の同定は低圧低酸素室において、安静状態における低圧低酸素負荷の前後で採血を行い、末梢血リンパ球および全血細胞を用いてDNAマイクロァレイにより遺伝子解析を行った。その結果、低圧低酸素負荷により血管拡張に関与すると考えられる遺伝子・代謝関連遺伝子・細胞周期関連遺伝子など多くの遺伝子の発現が変化していたことが明らかとなった。この遺伝子群の中には多型解析により片頭痛の遺伝子座として報告されている部位に存在する遺伝子も含まれていた。今回同定した遺伝子群の一部は片頭痛の病態形成に関与しうる可能性があると期待される。高山病は低圧低位酸素環境(高所)への順応不全の結果生じる可逆的な疾患であり、その発症には遺伝要因が関与する可能性が報告されている。一方、片頭痛は女性に多いcommon diseaseであり、その成因は不明であるが、遺伝要因と環境因子が関与する多因子疾患であると考えられている。本研究の最終的な目的は候補遺伝子アプローチにより片頭痛の遺伝的要因を明らかにすることである。候補遺伝子としては低圧低酸素負荷前後で発現が変化する遺伝子をDNAマイクロアレイにより網羅的にスクリーニングし、変動の大きかった遺伝子を候補とする。本年度は、最初に低圧低酸素室での低酸素トレーニングを行うことになっている登山者に文書で同意を得た後に、安静状態における低酸素負荷の前後で採血を行い、10K規模のDNAマイクロアレイ「CodeLink」解析により得られたデータをもとに、in vivoで低圧定酸素負荷により変動する遺伝子群(末梢血リンパ球および全血細胞)のリストを作成した。次に、これらの遺伝子群に関して、in vitroでリンパ球に低酸素負荷を行い、in vitroでの低酸素負荷でも同様に変動するか否かを確認する実験を行っている。低酸素負荷は高価なチャンバーではなく、細菌の嫌気性培養に用いる試薬とシャーレを用いて行った。同時にアプライドバイオ社のデータベースとHap-mapプロジェクトデータに基づき、遺伝子多型解析(ケース・コントロール)に必要なSNPプローブを検討している。次年度は、実際に片頭痛患者から採取したゲノムDNAを用いて、候補遺伝子(マイクロアレイ解析で得られた遺伝子リストに基づく)アプローチによる原因遺伝子探索をTaqmanプローブ法により行う予定である高山病は高所(低圧低位酸素環境)への順応不全の結果生じる可逆的な疾患であり、その発症には遺伝要因が関与すると考えられている。高山病において頭痛は必発の症状である。

高山病に伴う頭痛に片頭痛治療薬であるトリプタン系薬剤が有用であることが報告されている。一方、片頭痛は女性に多いcommon diseaseであり、その成因は不明であるが、遺伝要因と環境因子が関与する多因子疾患であると考えられている。本研究の目的は低圧低酸素下において出現する頭痛と片頭痛の類似性に着目して、片頭痛の成因に関与する可能性のある遺伝子群を低酸素応答遺伝子群として同定することである。低圧低酸素負荷は低圧低酸素室での低酸素トレーニングを行うことになっている登山者を対象に施行した。低圧低酸素負荷により脈波所見上C切痕の低下(末梢血管拡張を意味する)が認められ、このC切痕の低下は酸素吸入により完全に回復されるので低酸素依存性の現象であることが示された。片頭痛は頭蓋内血管の拡張・収縮により惹起される血管性疼痛であり、この点でも類似性が示唆された。In vivoにおける低酸素応答遺伝子の同定は低圧低酸素室において、安静状態における低圧低酸素負荷の前後で採血を行い、末梢血リンパ球および全血細胞を用いてDNAマイクロアレイにより遺伝子解析を行った。その結果、低圧低酸素負荷により血管拡張に関与すると考えられる遺伝子・代謝関連遺伝子・細胞周期関連遺伝子など多くの遺伝子の発現が変化していたことが明らかとなった。この遺伝子群の中には多型解析により片頭痛の遺伝子座として報告されている部位に存在する遺伝子も含まれていた。今回同定した遺伝子群の一部は片頭痛の病態形成に関与しうる可能性があると考えられる。
マイクロアレイを用いた大腸癌術後肝転移の予測および新規肝転移関連遺伝子の検討

外科的切除が行われた、80例の肝転移例をtrainiug setして約54,000種類の遺伝子発現解析を行い、肝転移の予測式を作成した。この結果、予測精度72.5%で肝転移の有無の予想が可能であった.次ぎに独立した20例の解析を行い、予測式の精度を確認した結果、70.0%の精度で肝転移の予測が可能であった。本予測式により、大腸癌術後の肝転移再発の高リスク例の選別ができる可能性が示唆された。大腸癌の外科治療後は、肝転移が予後を規定する重要な因子である。そこで、大腸癌外科的治療後に肝転移を来すハイリスク症例を選別できれば、ハイリスク症例に対して積極的な術後補助化学療法、あるいはintensiveな術後フォローアップを行うことにより、大腸癌外科治療後の予後の向上が期待できる。今回、DNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析により、大腸癌の外科手術後に肝転移を来す症例を予測し、大腸癌に対するテーラーメイド治療を可能にすることを目的とした。外科的切除が行われ、手術時に切除された大腸癌組織が直ちに凍結して保存されていて、術後5年以上経過観察されて遠隔転移の有無が確認されている症例のうち、大腸癌組織を用いた遺伝子研究に対してインフォームドコンセントが得られている80症例を対象とした。対象症例の凍結標本よりSepazolを用いtotal RNAを抽出し、T7-oligo(dT)24primerを用いcDNAへ逆転写後、biotin標識cRNAを合成し, Affmetrix社のGeneChipにハイブリダイズして大腸癌発生及び転移や薬剤感受性に関連が考えられる約54,000種類の遺伝子発現解析を行った。肝転移の認められた16例と認められなかった64例の問で有意に発現の差のあった34遺伝子を抽出した。この34遺伝子を用いて、肝転移の予測式を作成した。予測式を作成する際には、GeneSpring(silicon genetics社)を用い、leave-one-out法の一種であるKNN法にて行った。この結果、予測精度72.5%で肝転移の有無の予想が可能であった。今後は、この予測式を用いて、これまで検討した80例とは独立した、異なる症例(テストサンプル)で、肝転移予測ができるか検討し、valdation testを行っていく予定である。本邦では現在大腸癌が増加しており、大腸癌による死亡率を減少することが重要な課題となっている。大腸癌の外科治療後は、肝転移が予後を規定する重要な因子であるため、肝転移を来すハイリスク症例を選別できれば、ハイリスク症例に対して積極的な術後補助化学療法、あるいはintensiveな術後フォローアップを行うことにより、大腸癌外科治療後の予後の向上が期待できる。外科的切除が行われ、手術時に切除された大腸癌組織が直ちに凍結して保存されていて、術後5年以上経過観察されて遠隔転移の有無が確認されている症例のうち、大腸癌組織を用いた遺伝子研究に対してインフォームドコンセントが得られている症例と対象とした。まず、80症例をtraining setして凍結標本よりSepazolを用いtotal RNAを抽出し、T7-oligo(dT)24primerを用いcDNAへ逆転写後、biotin標識cRNAを合成し、Affymetrix社のGeneChipにハイブリダイズして大腸癌発生及び転移や薬剤感受性に関連が考えられる約54,000種類の遺伝子発現解析を行った。肝転移の認められた16例と認められなかった64例の間で有意に発現の差のあった34遺伝子を抽出した。次ぎに予測式のvalidationを行うためにtest setとして更に独立した20例の解析を行った。予測式で肝転移の有無を予測した結果70,0%の精度で肝転移の有無の予測を行うことが可能であった。今後、本予測式により、大腸癌術後の肝転移再発の高リスク例でintennsive follow upあるいは強力な術後補助化学療法を要する症例の選別ができる可能性が示唆された。
放射性ヨウ素内用療法におけるヨウ素集積の定量化と吸収線量の推定法の確立

2018年5月から12月までに、放射性ヨウ素内用療法を入院で受けた患者を対象にして既知線量のヨウ素カプセルを同時に撮像したヨウ素シンチグラムを56例の患者で撮像した。当院では週に2人ずつまでしか入院治療を施行できないため時間がかかったが予定通りの症例数を集めることができた。外来で放射性ヨウ素内用療法を施行した患者はシンチグラムの撮像時間が一定ではないこととSPECT/CTを撮影しないことから除外した。得られた画像データから定量化に必要な集積の強度を計測するためにデータの加工と転送、画像解析法の検討を行っている。機械学習ソフトでは学習用プログラムを作成し、ヨウ素シンチグラムにおけるヨウ素の集積を認識することについては目処が立ちつつあるが、その先のヨウ素集積強度の定量化についてはまだ目処が立っていない状況である。そのため、放射線治療計画に用いている商用の治療計画支援ソフトでもヨウ素集積の画像解析を行っている。このソフトには任意の部位での集積強度を数値として返す機能があり、既知線量のヨウ素カプセルを同時に撮像したヨウ素シンチグラムにおいてはこの線量との比を用いることでヨウ素の集積ごとの放射線量をある程度定量化することが可能となった。ソフトの数値についても絶対的ものか相対的なものか、周囲の集積や生理的集積により影響を受けるか否かなどについても検討を行っている。当該患者の放射性ヨウ素治療の結果や血液検査尿検査などについての臨床情報は随時データベースに入力されており臨床結果との相関についても検討している。初年度の目標である既知線量のヨウ素カプセルを同時に撮像したヨウ素シンチグラムの撮像が予定通り終了したため。画像解析については、初めはある程度の試行錯誤が必要であると想定しており解析法が確立できればあとは単純作業となるため、おおむね予定どおりと評価できる。ひきつづき画像解析を継続し、ヨウ素シンチグラムの集積から放射線量が推定できるようにする。機械学習による放射線量の推定ができるようになるのが最も良い状況であるが、難渋することが予想されるため、困難な場合は治療計画支援ソフトによる推定の結果を用いて吸収線量を推定できるかどうかの検討を開始する。放射性ヨウ素薬剤(既知線量のヨウ素カプセル)は未使用のカプセルの余りがあり購入数が予定より少なくなった。次年度の計画として画像解析にはよりマシンパワーが必要になる状況が想定されるため、GPUの増設や外付けGPUを購入する可能性がある。
転写抑制因子ETO2による赤芽球エピゲノム形成の分子機構

ヒト赤芽球系細胞であるK562細胞におけるETO2強制発現及びクロマチン免疫沈降法を通じて、ETO2がグロビン遺伝子をはじめとした赤血球特異的遺伝子を直接制御していることを明らかとした。さらに、ヒト臍帯血由来のCD34陽性細胞を用いた赤芽球分化系を確立し、この分化系におけるETO2のノックダウンを行うことにより、同様にグロビン遺伝子の発現上昇を明らかにした。細胞分化における遺伝子発現の調節には細胞系列特異的な転写因子が関与していると考えられており、このうち赤血球の分化においては、GATA-1転写因子が重要な役割を果たしている。GATA-1は、Scl/TAL1、LMO2、LDB1、ETO2などの転写因子もしくは共役因子と複合体を形成していることが明らかとなっており、これらの因子がGATA-1による遺伝子発現制御に影響を及ぼしていることが予想される。本研究においては、複合体の構成因子のうち転写抑制因子として知られているETO2に着目し、ヒト赤芽球分化における赤血球関連遺伝子のヒストンアセチル化・メチル化を介したエピジェネティックな発現調節において、ETO2がいかに関与するか明らかとすべく本研究を計画した。具体的にはヒトCD34陽性細胞からの赤芽球分化系を用い、ETO2のノックダウンを行った後の遺伝子発現変化についてのマイクロアレイ解析とともに、免疫沈降シーケンス法を施行する予定である。今年度は、まず赤芽球系細胞であるK562細胞におけるETO2の意義について解析を行った。K562細胞におけるETO2強制発現及びクロマチン免疫沈降法を通じて、ETO2がグロビン遺伝子をはじめとした赤血球特異的遺伝子を直接制御していることを明らかとした。さらに、CD34陽性細胞由来の赤芽球分化系においてETO2のノックダウンを行うことにより、同様にグロビン遺伝子の発現上昇を認めた。今後これらの実験系を用いて、変動遺伝子群のピストン修飾変化について解析を行っていく。平成23年度は、まず赤芽球系細胞であるK562細胞におけるETO2の意義について解析を行った。さらに、今年度はCD34陽性細胞由来の赤芽球分化系においてETO2のノックダウンを行うことにより、同様にグロビン遺伝子の発現上昇を認め、ここまでの成果を雑誌へ報告した。今後これらの実験系を用いて、変動遺伝子群のヒストン修飾変化について解析を行っていく。免疫沈降シーケンス解析の開始がやや遅れているものと思われるが、ヒト赤芽球分化系の確立及び変動遺伝子の同定まで施行済みであるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。変動遺伝子群のヒストン修飾の変化についてクロマチン免疫沈降法、さらに免疫沈降シーケンス法を用いて明らかとする。これまでの実験より、ヒトCD34陽性細胞由来の赤芽球分化系では免疫沈降シーケンス法に用いるに十分な細胞数が得られない可能性があり、K562赤芽球系細胞株にて解析を行う可能性も検討する。
VRを用いた人における探索行動パターンの定量化と認知機能の予測手法開発

人間の移動・探索行動におけるパターンを解析し、認知機能と行動パターンの関係を明らかにすることで、移動・探索行動パターンのプロセス解明と認知機能低下の予測および予防手法の開発を目指している。2018年度は、65歳以上の高齢者65人を対象に、移動データを反映すると考えられる活動量の時系列データを腕時計型の加速度計アクチグラフによって計測した。このデータは各人14日間の連続した日々の活動量のデータであり、日常生活における移動や睡眠や様々な情報を含む。さらに認知機能テスト(Mini Mental State Examination、Montreal Cognitive Assessment、WMS-Rウエクスラー記憶検査論理的記憶I,II、Trail Making Test等の認知症の検出に使われる指標)とアンケート(年齢、性別、学歴、既往歴、服薬状況、健康状況、家族構成、身長、体重、主観的幸福感、外出頻度、健康習慣等の基本情報および、社会経済的背景、研究参加への動機や就労などの基本情報、インターネットやデバイス機器の利用、認知機能にかかわる習慣、fQOL、趣味や社会参加に関する情報など)を行い、データを取得した。それらのデータから、認知機能や日常の生活に関する要因が活動量の時系列とどのように関わるかと、それらの認知機能スコアが活動量データから予測できるかを、統計物理学の手法、非線形時系列解析、機械学習を用いて解析しているところである。高齢者65人の移動・活動に関わる大規模なデータと、認知機能のデータを得ることができ、解析を進めている段階にあるため。活動量データはイギリスでUKBiobankにおいてオープンデータになっているため、このデータと独自に取得したデータの両方を用いて解析を行い、活動の時系列データから認知機能が予測できるかを明らかにする。また、移動データそのものを得るための実験を行う。そのため、高齢者施設において被験者にGPSデバイスと活動量計測装置を取り付け活動量と移動の関係を明らかにする。また、実験室内でそれらの移動データを反映させるためのVRを用いた心理実験を行う。参加する会議・学会を変更したため。次年度では、参加する国際会議を1つ増やす予定である。
Witt環の研究

0.2次形式の整数論の研究ウイット環の構造を明らかにすることが重要で体との関連においてその性質を明らかにすることを本研究の主な目的としていた所であるが、本年度各研究分担者と共に各地の大学、研究集会などに出かけて、研究、打ち合わせ、討論などを重ね、多くの研究成果をあげることができた。1.ウイット環と関連する体Kの重要な定数であるフィスタ-次元Pf(K)については、体のレベルs(K)との関係でKが非形式的実体の場合に(i)Pf(K)=s(K)または(ii)Pf(K)=s(K)+1の何れかであることが既に知られているが、(i),(ii)の何れになるかについては非常に難しく少数の体Kについてしか知られていない。本研究では有理数体Q上の体K=Q(x_1,x_2,...,x_n)(-(x_1^2+x_2^2))^<1/2>のレベルについての結果を利用して、このn=2の場合にPf(K)=s(k)+1=3であることを証明した。この際、計算機による解析的研究での実験例も非常に有用であった。2.対称多元環のJー根基を台基で割った加群をVとおくときVは非退化対称2次形式V*V→kをもち、逆にこのような加群から対称多元環が構成される。2次形式のウイット環の定義をこのような加群の場合に自然に拡張して対称多元環の様子を知ることができる。この考え方は、さらに一般的にフロベニウス多元環など自己移入的多元環にも適用可能であり、これにより種々の有用な具体的例を与えることができた。これらの結果は、研究分担者若松により、数理解析研究所での研究集会「有限群と有限次元多元環の表現論」および中国桂林での「第1回日中環論シンポジウム」で発表された。3.その他、位相数学的立場から後藤はSitnikovによる次元論での結果を精密化し、また道工は関数方程式論的立場からmultingale手法を用いてfluctuation processの極限定理を導き、それぞれ発表の予定である。
農地の公的管理と多様な担い手育成・確保方法に関する実証的研究

農業営農環境の悪化と農家の世代交代を契機に、次代の担い手の育成確保が緊急の課題となってきている。担い手の形態も従来の自作農の延長線上の大規模借地型経営(福島県塩川町)ばかりでなく、集落一農場方式(島根県斐川町)、農協管理型組織経営体方式(山形県長井市、愛知県岡崎市)、第3セクター型の農業公社方式(岩手県北上市和賀地区)、あるいは農協直営方式(福島県昭和村)など多様な形態が模索されてきている。また、担い手の育成、農地の公的管理のシステムも、そうした担い手の形態に応じて集落型(塩川町)、農協型(長井市、岡崎市、昭和村)、農業委員会型(塩川町)、あるいは農地管理センター型(斐川町・北上市)といった主体を中心に、農地の公的利用調整方式が模索されてきている。そして、土地利用型の地域営農システムは、こうした担い手の形態と公的管理手法の形態の組み合わせとして形成されてきており、まさに多様な営農システムを生み出しつつある。但し、そうした多様な担い手の形成の契機として、転作処理のシステム、圃場整備事業の受け入れ体制問題、耕作放棄地の増大問題など、地域レベルでの農地の利用調整・管理問題が発生してきている点で共通している。そうした共通点の基礎には、転作地の地代の国家補填(転作奨励金)、圃場整備地での一時利用地(仮換地)の利用問題、耕作放棄の無地代地の大量発生など、農地の所有レベルでの一時的休眠化ないし所有それ自体の意味の欠如に伴う権利調整の容易化があった事が注目される。そうした自作農体制の崩壊の底には、自作農的土地所有の変質が進行しているのであり、こうした多様な担い手の形成の後に、いかなる土地所有体制を展望できるかが、根本的な問題として提起されてきているといえる。
自己免疫性肝炎I型,II型ならびにIII型に関する研究

我が国ではAIH II型やIII型に関する疫学的研究はほとんどなされておらず、III型では症例報告すら見られない。今回我々は、1,000例をこえる慢性肝疾患についてAIH II,III型を中心に調査し、以下の成績を得た。1.抗LKM1抗体はC型慢性肝炎の2.5%に存在する。これらはヨーロッパグループの報告する自己免疫性肝炎IIb型に属するものと思われた。臨床的特徴として、甲状腺機能障害が顕著であったが、初診時の血液検査所見はC型慢性肝炎のそれと大差ない。HCVのgenotypeはII型が主で、遺伝的背景として半数はHLA-DR4を有している。2.抗SLA抗体陽性症例を2例発見した。1症例は慢性B型肝炎、他の1症例は自己免疫性肝炎と診断されていた。これらは358症例の慢性肝炎中に同定されたもので、その0.5%にあたり、極めて稀な症例といえよう。これらは自己免疫性肝炎III型に属すると思われる。3.自己免疫性肝炎IV型症例についても、16症例を検討した。SMAの力価1:160以上を本症とすると、興味深いことに非A非B非C型肝炎の10%が本症と診断された。以上の研究から、我が国の自己免疫性肝炎はI型が主体であるが、稀にII型、III型、さらにIV型に相当する症例もかなり存在することが明らかになった。今般、さらに症例を増し、これら症例の病態生理と治療に関する研究を推し進めたい。(1)LKM抗体の疫学的調査現在、1000例を越える慢性肝疾患について調査中であるが、わが国では極めて少ない。今回の調査では、C型肝炎中2.5%であった。LKM1抗体陽性症例はさらに少なく、現在、Dr.Mannsに血清を送りながらその実態を調査中である。(2)LKM1抗体陽性症例の解析われわれの自己免疫性肝炎II型の症例は、HLAタイプはA2、11B35、48、CW3、DR14(6)、DQ6(1)で、HCVのgenotypeはII型であった。インターフェロン治療に極めて良く反応し、現在、経過観察中である。(3)SLA抗体の同定を行っているが、今なお陽性症例は認めていない。
資源循環型社会における鉄鋼リサイクルのための表面改質技術の確立

鉄のリサイクルを促進するためには鉄スクラップ中に混入する銅が引き起こす熱間圧延での表面割れを抑制することが重要である。銅を0.5%含む炭素鋼および銅0.3%とスズ0.04%を含有する炭素鋼を用い、大気中とLNG燃焼ガス雰囲気の2種類の酸化条件下において、熱間表面割れの挙動とボロン微量添加による表面割れ抑制効果を中心に調べ、以下のことを明らかにした。鋼にスズが含まれると、スズ無添加のときと比べて熱間表面割れが著しくなっている。また、LNG燃焼ガス雰囲気のほうが、大気中に比べると熱間表面割れが顕著になっている。雰囲気中の酸素濃度および水蒸気濃度が増加すると、表面割れが著しくなる。割れの発生のしやすさは、割れの原因となる鋼と酸化層界面に生成する銅濃縮相の形態および量と良く対応している。鋼へのボロン添加は熱間表面割れを抑制するのに有効である。その抑制効果は、スズ無添加鋼で大気中において最も顕著であるが、スズ添加鋼でLNG燃焼ガス雰囲気においては効果が小さくなる。ボロン添加は、高温酸化挙動を全く変化させず、鋼と酸化層界面に生成する銅濃縮相の形態や量にほとんど影響を及ぼさない。ボロンを添加した鋼では、いずれもボロンが鋼粒界に偏析することが確認された。また、銅合金液相の鋼粒界への動的浸入性評価試験により、鋼中あるいは銅液相中のボロン量が増加するとともに鋼粒界への浸入性が抑制されることが実証された。鋼表面のボロン濃度を向上させることにより、熱間圧延での表面割れを抑制できる。ボロン添加により表面割れを抑制できるのは、ボロンが鋼粒界に偏析し粒界エネルギーを減少することとボロンが銅濃縮相に溶解し界面エネルギーを上昇させるという2つの効果が働き、銅濃縮相の鋼粒界への浸入を抑制するためであると考えられる。鉄のリサイクルを促進するためには鉄スクラップ中に混入する銅が引き起こす熱間加工中での表面割れを抑制することが重要であるので、銅を含む鋼の熱間割れ挙動を調査した。銅を0.5%含む炭素鋼および銅0.3%とスズ0.04%を含有する炭素鋼を用い、大気中とLNG燃焼ガス雰囲気の2種類の酸化条件下において、熱間表面割れの挙動とボロンを微量添加した効果を中心に調べ、以下のことを明らかにした。鋼にスズが含まれると、無添加のときと比べて熱間表面割れが著しくなっている。割れの発生のしやすさは、割れの原因となっている鋼と酸化層界面に生成する銅濃縮相の形態および量と良く対応している。鋼へのボロン添加は、どの条件においても熱間表面割れを抑制するのに有効である。その抑制効果は、スズ無添加鋼で大気中において最も大きく、スズ添加鋼でLNG燃焼ガス雰囲気において最も小さくなる。また、銅合金液相の鋼粒界への動的浸入性評価試験により、鋼中あるいは銅液相中のボロン量が増加するとともに、鋼粒界への浸入性が抑制されることが実証された。

ボロン添加により表面割れを抑制できるのは、ボロンが鋼粒界に偏析し粒界エネルギーを減少することとボロンが銅濃縮相に溶解し界面エネルギーを上昇させるという2つの効果が働き、銅濃縮相の鋼粒界への浸入を抑制するためであると考えられる。鉄のリサイクルを促進するためには鉄スクラップ中に混入する銅が引き起こす熱間圧延での表面割れを抑制することが重要である。銅を0.5%含む炭素鋼および銅0.3%とスズ0.04%を含有する炭素鋼を用い、大気中とLNG燃焼ガス雰囲気の2種類の酸化条件下において、熱間表面割れの挙動とボロン微量添加による表面割れ抑制効果を中心に調べ、以下のことを明らかにした。鋼にスズが含まれると、スズ無添加のときと比べて熱間表面割れが著しくなっている。また、LNG燃焼ガス雰囲気のほうが、大気中に比べると熱間表面割れが顕著になっている。雰囲気中の酸素濃度および水蒸気濃度が増加すると、表面割れが著しくなる。割れの発生のしやすさは、割れの原因となる鋼と酸化層界面に生成する銅濃縮相の形態および量と良く対応している。鋼へのボロン添加は熱間表面割れを抑制するのに有効である。その抑制効果は、スズ無添加鋼で大気中において最も顕著であるが、スズ添加鋼でLNG燃焼ガス雰囲気においては効果が小さくなる。ボロン添加は、高温酸化挙動を全く変化させず、鋼と酸化層界面に生成する銅濃縮相の形態や量にほとんど影響を及ぼさない。ボロンを添加した鋼では、いずれもボロンが鋼粒界に偏析することが確認された。また、銅合金液相の鋼粒界への動的浸入性評価試験により、鋼中あるいは銅液相中のボロン量が増加するとともに鋼粒界への浸入性が抑制されることが実証された。鋼表面のボロン濃度を向上させることにより、熱間圧延での表面割れを抑制できる。
霊長類における表象操作の進化:採食形態モデルと社会構成モデルからの検討

メインテーマのうち、社会的知性について、フサオマキザルの道具使用場面における仕会的表象操作に関する実験を行った。これは、マキャベリ的知性仮説で扱われている二種類の知性について、その進化の生態学的基盤を野外実験により考察するという本研究の大枠のうち、社会的知性の部分について、社会構成の異なる複数の霊長類を対象に実施中の種比較の一環として行ったものである。ここで、とくに道具使用場面における社会的表象操作を取り上げた理由として、物理的知性との対比が容易であること、また、物理的知性の側面を一定化したときの社会的知性の変化をみるといったような、知性のある側面の抽出が可能であることが挙げられる。自発的に道具使用を行う一群の半野生フサオマキザルについて、色、平らさ、固さ、大きさ、重さといった物質的特性が均一な敷石とハンマーのセットを、サルがよく利用する公園の一角に配置し、ナッツ割りサイトを訪れるサルが、単独でひとセットまたはふたセットの道具を独占して使う場合と、複数のサルがそれぞれひとセットずつの道具を並行して使う場合とで、道具の選択行動に差があるか、また、社会的順位や道具の位置がどのように道具の選択行動に関係するかを調べた。これは、道具の物理的特性が一定のとき、それを使う個体が自分だけの場合と他者と共有する場合とで、心的に表象される道具の社会的価値が異なるかどうかを調べたものである。この結果、物理的には同じ道具であるにも関わらず、同じ場で道具使用をしている個体が他にいるかいないかによって、自分が使用している道具の社会的価値が変化すること、また、このことは社会的順位と関係があることが示唆された。この結果を、これまでに得られた他の霊長類のデータと比較し、系統発生の縦軸と菜食形態・社会構成の横軸からなるマトリックスにあてはめて、物理的及び社会的表象の進化モデルを構築した。メインテーマのうち、物理的知性について、2段階の演算である3項の引き算(例:2匹-1匹-1匹=残っていない)の能力を野生ベルベットモンキーで検討した。行った実験は以下の2とおりである。実験1:引かれた数を、最後に目で確認できるもの(=2段階の演算の前段階)および、実験2:いったん引かれた後は、引かれた数を目で確認できないもの(=真の2段階の演算)。条件はいずれの実験においても、「2-0-0条件」、「2-1-0条件」、「2-0-1条件」、「2-1-1条件」、「2-2-0条件」、「2-0-2条件」、そしてベースラインである「0-0-0条件」の7条件であった。ベルベットモンキーが3項の引き算を行っているとすれば、ベースラインである「0-0-0条件」ではエサを取りに来ず、残数のある「2-0-0条件」、「2-1-0条件」、「2-0-1条件」ではエサを取りに来て、残数のない「2-1-1条件」、「2-2-0条件」、「2-0-2条件」ではエサを取りに来ないはずであるが、オス、メス各2頭ずつについて、3項の引き算の各7条件に対するエサ取りattempt行動の割合を算出し、ANOVA(Tukeyの多重比較)を行った結果、メス2個体の平均attempt率には条件間で差がなかった。また、オス2個体の平均でも、「0-0-0条件」と「2-0-0条件」間で有意な差があった以外は、他の条件間に統計的な有意差はなかったものの、attempt率の高い3条件は残数のある「2-0-0条件」、「2-1-0条件」、「2-0-1条件」であり、attempt率の低い4条件は残数のない「0-0-0条件」、「2-1-1条件」、「2-2-0条件」、「2-0-2条件」であることは興味深い。attempt率の差が有意にならなかったのは、本当にベルベットモンキーに3段階の演算能力がないからなのか、それとも他の要因(アクション数が多いため、など)によるものなのかを今後確認する必要がある。また、個体数が各性ともN=2と少なかったことも原因のひとつかもしれない。ベルベットモンキーの3段階の演算能力について真の結論を引き出すためには、今後より多くの個体を対象に実験を行う必要がある。ニカラグアのホエザル及びカメルーンのオオハナジログエノンを対象に、他者の注意理解に関する野外行動実験を行った。ホエザルの調査地であるオメテペ島では、ヒトとホエザルの関係はニュートラルな同所的共存である。調査を行った2つの森のうち、一方の森に生息する群れでは過去に科学調査のための麻酔銃を経験しており、他方の森に生息する群れでは麻酔銃を経験していない。このように、基本的関係がニュートラルであるヒトが、ホエザルにとって一時的に脅威の対象となるような場面において、サルがヒトの注意の状態をどのように読み取っているのか、またそれは過去の経験(麻酔銃の経験あり、なし)に左右されるか、を検討した。それぞれの森において、ヒトのアクターが鉄砲のような形の物体を持ってサルを見つめる条件(鉄砲条件)と、持たずにサルを見つめる条件(無鉄砲条件)のそれぞれについて、サルが樹上の一箇所に留まる時間を計測した。この結果、過去に麻酔銃を経験した群れでは、鉄砲条件のほうが無鉄砲条件よりも樹上の一箇所に滞在する時間が短かく、過去に麻酔銃を経験していない群れでは、条件間で差がなかった。

つまり、鉄砲型の麻酔を経験した群れでは、同じ「サルを注視する」というアクターの行動が、鉄砲がある条件とない条件において異なる反応を誘発したといえるが、これは、同じ「注視」という行動が文脈によって異なる会的意味をもつことをサルが理解していることを示唆する。一方、銃による野生動物の狩猟が日常的に行われており、森に生息する霊長類にとってヒトが捕食者であるカメルーンにおいて、主な狩猟対象であるオオハナジログエノンについて同様の調査を行ったところ、ホエザルの2つの森のうち、麻酔銃の経験のあるほうの森における結果と対応する行動がみられた。このことは、同じの注意条件が、その種のおかれている生態学的文脈によって異なる社会的意味をもつことを示唆する。メインテーマのうち、社会的知性について、フサオマキザルの道具使用場面における仕会的表象操作に関する実験を行った。これは、マキャベリ的知性仮説で扱われている二種類の知性について、その進化の生態学的基盤を野外実験により考察するという本研究の大枠のうち、社会的知性の部分について、社会構成の異なる複数の霊長類を対象に実施中の種比較の一環として行ったものである。ここで、とくに道具使用場面における社会的表象操作を取り上げた理由として、物理的知性との対比が容易であること、また、物理的知性の側面を一定化したときの社会的知性の変化をみるといったような、知性のある側面の抽出が可能であることが挙げられる。自発的に道具使用を行う一群の半野生フサオマキザルについて、色、平らさ、固さ、大きさ、重さといった物質的特性が均一な敷石とハンマーのセットを、サルがよく利用する公園の一角に配置し、ナッツ割りサイトを訪れるサルが、単独でひとセットまたはふたセットの道具を独占して使う場合と、複数のサルがそれぞれひとセットずつの道具を並行して使う場合とで、道具の選択行動に差があるか、また、社会的順位や道具の位置がどのように道具の選択行動に関係するかを調べた。これは、道具の物理的特性が一定のとき、それを使う個体が自分だけの場合と他者と共有する場合とで、心的に表象される道具の社会的価値が異なるかどうかを調べたものである。この結果、物理的には同じ道具であるにも関わらず、同じ場で道具使用をしている個体が他にいるかいないかによって、自分が使用している道具の社会的価値が変化すること、また、このことは社会的順位と関係があることが示唆された。この結果を、これまでに得られた他の霊長類のデータと比較し、系統発生の縦軸と菜食形態・社会構成の横軸からなるマトリックスにあてはめて、物理的及び社会的表象の進化モデルを構築した。
高靱性高耐食鋼の開発を目指したガス-デガスプロセスの応用による表層粒界構造制御

本年度は、析出誘起再結晶が発現するフェライト系ステンレス合金(Fe-18%Cr)およびオーステナイト系ステンレス合金(Fe-20%Cr-10%Ni)を823Kで18ksプラズマ窒化した後,種々の温度まで再加熱して水素焼鈍を施し,その組織変化を調べた.窒化したFe-18Cr合金およびFe-20Cr-10Ni合金を823K1023Kで水素焼鈍した後EBSD測定により,再結晶集合組織を調べた結果,両合金ともに窒化時の析出誘起再結晶組織が,水素焼鈍後にも変化せず存在することが明らかとなった. Fe-18Cr合金を823Kで36ks水素焼鈍しても,窒化物組織に顕著な変化は見られない. 923Kで36ksの水素焼鈍を施した場合には,窒化層内のCrNラメラが一部球状化し始め,未窒化層内でも窒化物が生成することが明らかとなった.しかしながら,水素焼鈍温度を1023Kまで上げて, 144ks保持しても窒化層内の窒化物の球状化は促進するものの脱窒は進まない.Fe-20Cr-10Ni合金の水素焼鈍でも,窒化物の球状化が観察されたが脱窒反応は完了せずCr窒化物が表面近傍に残存することが明らかとなった.以上より,フェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の窒化で発現する析出誘起再結晶の集合組織は水素焼鈍後も残存するが, 1023Kで長時間の水素焼鈍処理を行っても脱窒反応が完了しない.より高温での水素焼鈍処理を施すことで, Cr窒化物が固溶して母相Cr濃度の増加が予想されることから,集合組織制御した高耐食性合金を作成できる可能性が示唆された.析出誘起再結晶を利用したガスーデガスプロセスによる表層の集合組織制御を目的として,平成19年度は種々のフェライト系およびオーステナイト系鉄合金における再結晶発現条件を調べた.フェライト系合金としてFe-(1,3,10,18,30)Cr合金を,オーステナイト系合金としてFe-20Cr-10Ni,Fe-(3,10,20)Cr-35Ni合金を用い,それぞれの合金に対し693973Kの温度で種々の時間プラズマ窒化処理を施し,その組織を電顕および電子線後方散乱回折(EBSD)により調べた.フェライト系合金では,高温,低Cr組成の条件ではフェライト母相中に板状のCrNが連続析出するのに対して,低温,高Cr組成の条件ほどフェライト+CrNのラメラからなる新たなフェライト粒が未窒化領域とΣ9の対応格子関係を持って柱状に成長することが明らかとなった.一方,オーステナイト系合金ではFe-20Cr-10Ni合金を943Kで,Fe-(10,20)Cr-35Ni合金を843K以上の高温で窒化すると窒化領域にラメラ状CrNを含む新たなγ粒が生成すること,添加Cr量の少ないFe-3Cr-35Ni合金ではいずれの窒化温度でも新たなオーステナイト粒は生成しないことを見出した.これら新たに生成したオーステナイト粒はフェライト系合金と異なり元のオーステナイト粒と<100>γを共有し1040°の方位差を持つことが明らかとなった.また,オーステナイト系合金の一部窒化条件では,窒化中にオーステナイトに比べ窒素拡散係数が大きいフェライト粒が生成するため,窒化層の成長が著しく促進される異常成長が現れるという重要な知見が得られた.本年度は、析出誘起再結晶が発現するフェライト系ステンレス合金(Fe-18%Cr)およびオーステナイト系ステンレス合金(Fe-20%Cr-10%Ni)を823Kで18ksプラズマ窒化した後,種々の温度まで再加熱して水素焼鈍を施し,その組織変化を調べた.窒化したFe-18Cr合金およびFe-20Cr-10Ni合金を823K1023Kで水素焼鈍した後EBSD測定により,再結晶集合組織を調べた結果,両合金ともに窒化時の析出誘起再結晶組織が,水素焼鈍後にも変化せず存在することが明らかとなった. Fe-18Cr合金を823Kで36ks水素焼鈍しても,窒化物組織に顕著な変化は見られない. 923Kで36ksの水素焼鈍を施した場合には,窒化層内のCrNラメラが一部球状化し始め,未窒化層内でも窒化物が生成することが明らかとなった.しかしながら,水素焼鈍温度を1023Kまで上げて, 144ks保持しても窒化層内の窒化物の球状化は促進するものの脱窒は進まない.Fe-20Cr-10Ni合金の水素焼鈍でも,窒化物の球状化が観察されたが脱窒反応は完了せずCr窒化物が表面近傍に残存することが明らかとなった.以上より,フェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の窒化で発現する析出誘起再結晶の集合組織は水素焼鈍後も残存するが, 1023Kで長時間の水素焼鈍処理を行っても脱窒反応が完了しない.より高温での水素焼鈍処理を施すことで, Cr窒化物が固溶して母相Cr濃度の増加が予想されることから,集合組織制御した高耐食性合金を作成できる可能性が示唆された.