hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消費水量の空間分布特性を考慮した施設畑節水潅漑のための近赤外画像データの利用

作物生産において水と養分は不可欠な要素であるが,水資源は逼迫し,かつ肥料による水環境の汚染が問題となっている.このような現状に鑑み,灌漑水と肥料の有効利用に資するため,必要最小限の灌漑水と肥料による作物栽培技術を確立すること目的として本研究を行った.作物が必要とする水および養分の量を,1個体あるいは数個体程度の小さなグループ毎に判断し,それらに必要な分のみを与えれば,圃場全体における灌漑水量および施肥量を最小限に抑えることが可能と考える.ここでは,作物生長を妨げない程度(必要最小限)の水分や養分が土壌中に存在しているかどうかを,作物の近赤外線画像から判定することを試みた.実験では,ビニールハウス内において,ワグネルポットにプロッコリおよびキュウリを栽培し,6種のバンドパスフィルター(550,650,680,750,780,800nm)を取り付けたデジタルカメラで葉および個体を撮影してその画像を解析した.土壌水分および養分の異なる条件で栽培した作物体について全体を撮影し,輝度(各波長光線の反射率)の分布と土壌水分・養分欠損との関係を調べた.その結果,葉が全方向に広がっているブロッコリについては,葉による蒸散量(抵抗)の違いは微小であり,また,「近赤外領域(780,800nm)の画像において,土壌水分の欠損によって輝度(対象領域内平均値)が増加する」ことが,個体全体を対象とした解析によって示された.一方,キュウリについては,葉の枚数が少ないため,葉の位置によって蒸散量(抵抗)や光の反射率の差が大きく,個葉を対象とした撮影・解析がふさわしいことが明らかとなった.今年度は,「消費水量の空間分布特性を考慮した施設畑節水灌漑のための近赤外画像データの利用」の基礎研究として,土壌水分および施肥量を変えた条件で栽培した作物の近赤外線画像を撮影し,それを解析した.まず,ビニールハウス内において,土壌水分条件(3段階)×施肥量条件(3段階)の9通りのポットにブロッコリを栽培した.そして,近赤外線領域の画像の撮影が可能なCCDカメラを用いて1ポットずつ撮影した.撮影条件として,自然光下,近赤外線照射およびバンドパスフィルタ使用を試した.画像解析ソフトを使って近赤外画像を解析し,得られた画像情報と土壌の水分・養分条件との関係について検討した.また,土壌水分・養分条件の違いが作物の水消費に及ぼす影響を調べるために,ポロメーターを用いて蒸散速度を測定した.これまでの研究結果について,アメリカ農業工学会年次国際会議(2005年7月,タンパで開催)にて発表を行う予定である.作物生産において水と養分は不可欠な要素であるが,水資源は逼迫し,かつ肥料による水環境の汚染が問題となっている.このような現状に鑑み,灌漑水と肥料の有効利用に資するため,必要最小限の灌漑水と肥料による作物栽培技術を確立すること目的として本研究を行った.作物が必要とする水および養分の量を,1個体あるいは数個体程度の小さなグループ毎に判断し,それらに必要な分のみを与えれば,圃場全体における灌漑水量および施肥量を最小限に抑えることが可能と考える.ここでは,作物生長を妨げない程度(必要最小限)の水分や養分が土壌中に存在しているかどうかを,作物の近赤外線画像から判定することを試みた.実験では,ビニールハウス内において,ワグネルポットにプロッコリおよびキュウリを栽培し,6種のバンドパスフィルター(550,650,680,750,780,800nm)を取り付けたデジタルカメラで葉および個体を撮影してその画像を解析した.土壌水分および養分の異なる条件で栽培した作物体について全体を撮影し,輝度(各波長光線の反射率)の分布と土壌水分・養分欠損との関係を調べた.その結果,葉が全方向に広がっているブロッコリについては,葉による蒸散量(抵抗)の違いは微小であり,また,「近赤外領域(780,800nm)の画像において,土壌水分の欠損によって輝度(対象領域内平均値)が増加する」ことが,個体全体を対象とした解析によって示された.一方,キュウリについては,葉の枚数が少ないため,葉の位置によって蒸散量(抵抗)や光の反射率の差が大きく,個葉を対象とした撮影・解析がふさわしいことが明らかとなった.
強磁場下におけるハルデン物質の磁気的研究

強磁場における磁化測定および帯磁率測定により、鎖内交換相互作用定数J、g値、ハルデンギャッブエネルギー等の重要な情報が求めるれ、これまでNENPやNINO等の単結晶試料を用いた測定によりこれらの物性を明らかにしてきた。今年度はハルデンギャップに交換相互作用や異方性(D、E項)がどういった影響をおよぼすのかに焦点を当て、単結晶試料の作成と測定を行った。まず試料作成であるが、以下の4種類の試料作成を行った。1.Ni(dmpn)2N3(C104)2.Ni([15]aneN4)(N3)(C104)3.catena-(mu-N3)[Ni(323-tet)](C104)4.catena-(mu-N3)[Ni(232-tet)](C104)1、3の試料における帯磁率は、約60K付近にブロードなピークを持つ一次元物質特有の振る舞いを示し、低温において帯磁率は急激に減少する。この急激な帯磁率の減少は低温でハルデンギャップが存在することを示す。帯磁率測定より鎖内交換相互作用、g値等が得られた。また強磁場磁化測定では約15T付近から磁化の増加が観測され、エネルギーギャップ等の情報が得られた。これらの試料(1、3)は単結晶試料も得られており、今後詳細な測定を行う予定である。2の帯磁率は一次元特有の振る舞いを示すが低温での急激な減少が見られず、また一次元Heisenbergモデルによる理論曲線とも一致しない。磁化測定では磁化の折れ曲がりが観測されハルデン状態が実現しているようにも思われるが再度試料を作りなおしての測定が必要である。3については磁化測定のみであるが、常磁性的な磁化過程が観測され試料作成に失敗したようである。今後の課題として今回得られた単結晶試料により異方性がギャップに及ぼす影響、励起三重項におけるD項の符号の問題等を解明する予定である。
臓器の超伝導量子干渉計(SQUID)を用いた無侵襲的バイアビリティー検索法の開発

無侵襲的な方法による生体臓器のバイアビリティーの判定は、まだ臨床的に確立された方法はなく、その方法論的確立は種々の方面より強く熱望されている。ことに臓器移植の分野では、移植臓器の拒絶反応による機能消失をいかに早く知り得るかが、グラフト生着の大きなカギとなっている。今回の我々の研究では、無侵襲的な計測のひとつであるNMRを用いて、細胞レベルでのバイアビリティーの検索を試み、興味ある知見を得て誌上報告を行なった。一方、SQUID磁束計の開発と生体磁界の測定に要する周辺機器の整備を行ない、小動物ラットや中動物ウサギの心磁界の測定に成功し、心磁図を計測した。しかし、我々の主な測定目的とした肝磁界の測定を試みたが、不成功に終った。肝臓が測定するに足りる磁場の発生があるか否かは、まだ不明であるが、少なくとも現在の手法のみでは、明らかな肝磁図計測は不可能であると判断した。しかし、新たな手法を付加し、さらに測定感度を向上させることにより肝臓の磁界も測定し得ると確信している。このことは、我々が予備実験を行なった灌流液に直接通電を行なう方法や、帯磁性物質の肝内注入による磁場付加の可能性およびその緩和時間のSQUIDによる測定などは、極めて現実性のある方法として考えている。したがって、さらに継続的な研究は極めて重要であると思われ、他施設との研究成果の交流を積極的に行なう必要がある。初年度申請時計画は, I.^<31>PーNMRサーフェイスコイルにより正常肝および障害肝のエネルギー代謝能の検討, II.SQUID磁束計の作製および測定機器,測定方法の技術的確立,以上の二点であった.項目Iに関しては極めて注目に値する結果が得られ,すでに多くの学会,誌上報告を行なった.すなわちin vivoでの測定のみならず, in vitroでの培養細胞のリン酸化合物の経時的推移を我が国で初めて測定,報告した.一方, SQUID磁束計の作製は, FRPデュワーを採用し,ほくさんHSーirSQUID磁束計(rfーSQUID)と組み合わせて用いている.ただし,全システムの磁気シールドが,現在の測定感度からは必要であった.マウス心磁図の測定を行ない,既存の心電計と連携させた波形を解析すると,心室拍動波(QRS波)が記録されたが,他の波形はノイズとの鑑別は不可能であった.現在,中動物から犬相当の大動物臓器の計測が可能なシールド装置の作製を行なっている.これにより,灌流摘出臓器や肝磁界測定を施行する予定である.無侵襲的な方法による生体臓器のバイアビリティーの判定は、まだ臨床的に確立されて方法はなく、その方法論的確立は種々の方面より強く熱望されている。今回の我々の研究では無侵襲的な計測の一つであるNMRを用いて細胞レベルでのバイアビリティーの検索を試み、興味ある知見を得て誌上報告を行なった。最終年度は、初年度において作製したSQUID測定機器及び周辺機器を用いて、小・中動物における生体磁界の測定を行った。小動物における心磁界の測定に成功した。肝磁界は測定できなかった。肝の解剖学的特殊性より磁場形成をどのようにして行なうかが今後の課題といえる。さらに、帯磁性物質の検討も併せて行なった。しかし、生体に適応しうる物質はまだ発見されていない。
超小形光電薄膜トランスに関する研究

本研究は、超小形電気機械システム(MEMS)のための光によるパワー供給を目指すための研究である。これまで問題になっていたスパイラルコイルを多層化するときに発生する凹凸の問題を解決するために、本質的に平坦化可能な蒸着アルミニュウム膜の部分的陽極酸化スパイラルコイルを作成する技術を確立した。特に陽極酸化終了時の検出が問題になり、モニター用コイルを近接して設け、このコイルを流れる電流のチェックで解決した。2層薄膜コイルおよびこれらの組み合わせによるトランスの形成方法は確立することができた。しかし、さらに多層化して第一の目標の5V出力を得るための実験は行なわなかった。これは、単に多層化しても歩止りが悪くなることに気づき、他の多層化方法を検討し、新しい提案したためである。第二の目標であるフォトセルの高効率化に関しては、光ファイバを通して、LDからの光をフォトセルに高効率でカップリングさせるための新しい方法を提案し、まだ検討を要するが実証することができた。これはSiのp-n接合フォトセルに入射する830nmの光が、p-n接合面に平行に進入しながら吸収されるように、p-n接合面を形成することにより達成される。この技術の確立のため平成6年度の科学研究費を申請している。第三の目標である最適化動作とシュミレーションに関しては、PSPICEシミュレータを用いて解析した。第四の目標である直流光照射のための高速動作低オン抵抗トランジスタの開発に関しては、新しくショットキトンネルトランジスタというデバイスを提案して、その動作を確認したところである。これはショットキダイオードのMOSゲートを設けたもので、ゼロバイアス付近のトンネル電流を使用するため、本質的に低電圧駆動、超小形化、高速応答性が期待できる。この成果を現在IEEE、Electron DeviceLettersに投稿中である。尚、この新しいショットキトンネルトランジスタは、温度センサとしてのショットキバリアサーミスタの研究中に考え出されたもので、超LSIへの応用も期待できる。約1.5×3.0mm^2、1:1巻線比の超小形光電薄膜トランス(MOET)を試作し、LD光830nm波長での6MH_Zのオン・オフ光照射駆動により、ほぼ予想通りの出力を得た。しかし、高出力化のために2次側の巻線比を大きくするとき、コイルの段差の問題が生じ、Al蒸着膜の陽極酸化による平面スパイラルコイルの形成を検討した。当初問題となった横方向への陽極酸化進行によるアスペクト比の低下の問題、および多層化時の陽極酸化膜のはがれやすさの問題は、それぞれ第1次陽極酸化膜へのフォトレジスト膜の含浸、および酸素プラズマアッシングによる表面フォトレジスト膜の除去によりほぼ解決した。新しくm層、n巻/層の閉磁路形のスパイラルコイルに適用できるモデルを提案し、これに基づくインダクタンスL、キャパシタンスC及びコイル抵抗Rのシミュレーションを行ない、されにこれを超小形化(200μm角のMOET)のシミュレーションに適用し、磁束のリークが少なく、コイル抵抗が小さく成り得ることから、高効率のMOETが作成できる見通しが得られた。実際に多層薄膜コイルを試作し、評価した。新しい高周波磁性コア材料として、CoTa系のスパッタ膜が低保持力、高透磁率であることが確かめられた。光電池と多層薄膜トランスとの組み合わせによる超小形光電薄膜トランスの共振時(最適)の動作シミュレーションを行なった。また、高周波で動作し、低いオン抵抗と成り得る新しいトンネルトランジスタを発明し、試作している。

このトランジスタを自励発振用トランジスタとして使用したい。p-n接合フォトセルの高効率化のためi層の導入を検討・試作中である。このほか、本研究微細加工過程に派生したショットキ温度センサ、Siマイクロヒータ等の研究も行なった。本研究は、超小形電気機械システム(MEMS)のための光によるパワー供給を目指すための研究である。これまで問題になっていたスパイラルコイルを多層化するときに発生する凹凸の問題を解決するために、本質的に平坦化可能な蒸着アルミニュウム膜の部分的陽極酸化スパイラルコイルを作成する技術を確立した。特に陽極酸化終了時の検出が問題になり、モニター用コイルを近接して設け、このコイルを流れる電流のチェックで解決した。2層薄膜コイルおよびこれらの組み合わせによるトランスの形成方法は確立することができた。しかし、さらに多層化して第一の目標の5V出力を得るための実験は行なわなかった。これは、単に多層化しても歩止りが悪くなることに気づき、他の多層化方法を検討し、新しい提案したためである。第二の目標であるフォトセルの高効率化に関しては、光フアイバを通して、LDからの光をフォトセルに高効率でカップリングさせるための新しい方法を提案し、まだ検討を要するが実証することができた。これはSiのp-n接合フォトセルに入射する830nmの光が、p-n接合面に平行に進入しながら吸収されるように、p-n接合面を形成することにより達成される。この技術の確立のため平成6年度の科学研究費を申請している。第三の目標である最適化動作とシュミレーションに関しては、PSPICEシミュレータを用いて解析した。第四の目標である直流光照射のための高速動作低オン抵抗トランジスタの開発に関しては、新しくショットキトンネルトランジスタというデバイスを提案して、その動作を確認したところである。これはショットキダイオードのMOSゲートを設けたもので、ゼロバイアス付近のトンネル電流を使用するため、本質的に低電圧駆動、超小形化、高速応答性が期待できる。この成果を現在IEEE、Electron DeviceLettersに投稿中である。尚、この新しいショットキトンネルトランジスタは、温度センサとしてのショットキバリアサーミスタの研究中に考え出されたもので、超LSIへの応用も期待できる。
耕作放棄地に関する総合的研究

今日、農地減少とともに農地利用の低下、耕作放棄地・不作付地の増加といった深刻な問題に直面している。とくに、零細な経営規模層や中山間地域において高く発生している。耕作放棄地発生原因は以下の通りとなる。(1)労働力の地域的不足、(2)土地改良投資の欠如、(3)地理的条件が劣悪、(4)農地需給が局地的にミスマッチ、(5)農地市場での取引費用が高い、などが挙げられよう。これ以上、大規模層が規模拡大しさらに農地を集積できなければ、今後益々、農地が有効利用されず耕作放棄されていくことになる。これらの条件整備と改善策とを政策課題として掲げ、実践していくことで、耕作放棄地問題は少しずつ改善に向けて進んでいくものと考えられる。研究の目的前年度は、耕作放棄地に関する地域実態調査を東北・関東・中部・四国の各地域に入り重点的にすすめてきた。本年度はこれまで蓄積してきた研究成果・実態調査結果を整理しつつ集大成していき、順次、積極的に学術雑誌等に投稿し、成果を社会に還元していきたい。耕作放棄地発生のメカニズムと統計分析、そして実態調査による裏づけをすすめつつある。都道府県別にみる耕作放棄地率の高位な府県は、長崎県28.6%、山梨県26.6%、広島県22.9%、群馬県22.3%、奈良県21.4%などと続く。樹園地・桑園では傾斜地が多く耕作不便地が多い。養蚕が衰退傾向となったとき、果樹など需要の見込める新規作目へ切り替えができたところでは耕作放棄率は比較的低位である。遅くまで養蚕に執着した群馬県や福島県などは利用転換が後手に回った。長崎県は島嶼を、山梨県・奈良県は山間地を多く抱え、それら地域はともに耕作放棄地率が高い。耕作者主義のもとで、所有するものが農地を「自ら耕作するもの」に良好な耕作状態での利用を義務づけているにもかかわらず、それが果たせず「自ら耕作せざるもの」となっている。かつて農地であったものの、耕作放棄状態が長く続くと、もはや農地に復元することが困難に段階に至った場合、すでに当該農地は非農地化したと判断される。農水省集計より、農用地区域内、農用地区域外に「緑」・「黄」、そして「赤(判断未了)」・「赤(非農地)」に分類しつつ全体推計している。とりわけ農用地区域内の「赤」部分を即座に農地から外すという考え方は461万haの農地総量確保という流れに逆行する。農用地区域内の耕作放棄地は限りなく農地に復元し、農用地区域外の耕作放棄地については山林に転用するなり里山保全を図っていくか、企業参入を積極的に推進する途もまた考えられてよい。本年度の研究目的としては実態調査をすすめつつ、そうした耕作放棄地の発生メカニズムと解消方法とをさらに地域性を考慮しつつ詳細に分析・解明することにある。本年度は、農水省編「平成20年度耕作放棄地全体調査(耕作放棄地に関する現地調査)の結果について」(以下、「2008年全体調査」)と、農水省編「平成21年度の荒廃した耕作放棄地の状況調査の結果について」、以下「2009年状況調査」)、さらには2010年農業センサス等を中心に「2008年全体調査」では、28.4万haが対象とされ、2005年センサスでみれば、38.6万haという耕作放棄地のなかの一部ということになる。「2008年全体調査」では森林化・原野化した4.7万haは今回の「緑」、「黄」および「赤」という色分けのうち、「赤」部分に含まれていると推計している。「赤」は、「復元困難な非農地」と判断を保留した「判断未了の農地」とに分類している。農業委員会により「非農地」と判断されるものは、農用地区域から除外されたものであり、森林・原野等、非農業的に活用されていくことになる。「赤(判断未了)」とは、農地に復元することが不可能であるものの、「非農地」とは判断できず当該判断が未了ということになる。放棄地解消対策に関して、農水省は当面10万haの耕作放棄地解消に乗り出すこととした。ここでの「2008年全体調査」に係る農地は、(1)休耕地20万ha(耕作意思あり)、(2)休耕地以外の不作付けの耕地19万haは、ともに「現状では耕作可能な土地」である。

「2008年全体調査」では、28.7万haの耕作放棄地のうち、3.0万ha増加したことから、「2009年状況調査」では、「農地として利用すべき耕作放棄地」(緑+黄)は15.1万haであり、「農地に復元して利用することが不可能と見込まれる」、つまり「赤(判断未了)は1.6万haの減少をみている。農業委員会が現地調査において「赤」(森林・原野化している等、農地に復元して利用することが不可能な土地)に該当すると考えられた耕作放棄地であっても農業委員会が「農地」に該当する耕作放棄地については「黄」または「緑」に振り分けた上で解消計画を策定するとしてそれらの分析・解明に努めた。本年度の現地調査をさらに踏まえるのと、耕作放棄地に関する統計的分析をさらに試みてきた。耕作放棄地発生メカニズムはさまざまあろうが、耕作放棄地は耕地面積から次々と外れていき、その都度、耕地面積を減少させ、統計から外れた耕作放棄地が膨大な数値となって各地に大量に滞留している実態を統計的に処理するのに勢力き集中している。後継者不在と担い手高齢化が進行し、条件不利性の増大のもとで、耕作放棄地対策が鳥獣害対策とが平行して進行しつつ、土地利用も一部集約化、一部粗放化、畜産的利用の拡大などが進行しつつある。耕作放棄地増大と鳥獣害増加を受けて、多くの地域で活路が見出せない。一部粗放化、一部集約化による所得極大化の結果として、面積消化できる省力作物できる耕種作物と飼料作物生産の比重増大と野菜生産など集約化のいっそうの拡大傾向がみられる。輪作体系や地力維持が今後も果たされるか。外部化・システム化による個別展開の限界を回避。法人等による家族経営の農地吸収力減退をカバーする構造にある。経営規模が大規模化されるほど、耕作放棄地が増大するのか。府県では、農業経営を資産管理業と性格づけられ、最終的には地代ゼロの使用貸借関係か、逆に地主が借り手に農地管理料の負担や出役を義務化することさえ発生しはじめている。「所有と利用との一体化」を図った戦後の自作化政策の結果が、39万haに及ぶ耕作放棄地発生を助長する一端にもなり、抜本的な農地対策の転換が必要な時期を迎えつつある。機械化一貫体系による土地利用の効率化・大規模化にともない利用集積もまた進行せざるを得ない。大量の土地持ち非農家化や後継者不在、高齢農家の大量賦存などによって、一方で農地集積を可能とし地域的に大規模借地経営が展開する契機ともなっている。全国の地域的耕作放棄地の存在状況を立体的・構造的にさらに分析を深めていくことにする
均一な土壌中の不均一な水・溶質移動のメカニズムの解明

フィンガー流の発生は、土壌物理における長年のミステリーであった。フィンガー流が生じる条件は、浸潤部の圧力勾配が上に向かって負になることであるが、一般に乾燥土に近い方がより低圧なので、均一な土中のフラックス一定浸潤では、この状態は常識では考えられない。しかし、本研究により、乾燥粒状媒体においては、「浸潤前線は大気圧に近い水圧でないと進行しない(水侵入圧の存在)」、または、フラックスに関わらず「浸潤前線は必ず飽和する」という特殊な物理性をもつならば、フィンガー流は必然となる。この仮説を確かめるために、細いガラスビーズカラムを用いてフィンガー発生を防ぎ、与えるフラックス(q_0)が飽和透水係数(K_s)より小さい浸潤時の水分分布を得て解析した。実験の結果得られた初期湿潤時の水分分布はダルシー式から予想される普通の浸潤水分分布であったが、初期乾燥の場合は、浸潤前線が完全飽和で、上部では排水過程となって水分が減少する特異な水分分布となった。この乾燥時の水分分布に対して、浸潤前線にほぼ大気圧の移動圧力境界条件を設定し、ダルシー式と連続式を適用して水移動を計算した.計算水分分布が実測をよく表すことから、浸潤前線の水圧が大気圧に近い圧力に維持され、これにより前線より上ではq_0<K(θ)となり(K(θ):体積含水率θの関数としての不飽和透水係数)、ダルシー式より排水過程となってフィンガー流発生条件となることが確認された。この浸潤前線では理論的に、水分量も圧力も粒子レベルで完全に不連続であり、そのため不連続面においてダルシー式は成立しない。土壌中の溶質の移動を記述するモデルとして、次に示す移流分散方程式(CDE)がよく使われる。CDEは、簡単で扱いやすいが、その成立条件は本来、限定されたものであり、ミクロな流速の不均一性のスケールが観測スケールに比べて十分に小さい場合のみ成立する。既存の研究より、均一に充填した土壌カラム内の飽和流ではCDEが成立することが知られているが、不飽和流については、実験が容易でないため研究は限られており、ガラスビーズのカラム実験では、不飽和流の場合CDEは成立しないという報告もある。そこで、試料の粒径の均一性に着目し、粒径が均一なガラスビーズと粒径にばらつきがあるガラスビーズに対して、飽和および不飽和状態での濃度置換実験を行い、CDEが成立するか否かを調べた。この実験では、これまでの実験の多くがカラム末端からの流出液の濃度を測定しているのに対して、濃度測定法としてカラム内の4ヶ所の溶質濃度4極センサーを用い、電気伝導度(EC)として測定した。各測定点で測定した濃度変化曲線に対して、CDEの解析解が実測濃度変化に最もよく合うように、体積含水率θと分散係数Dの組を非線形最小二乗法で決定した。この結果、飽和流では何れもCDEがよく成立したが、不飽和流では分散が大きく、粒径が均一な場合は、深さに比例して分散係数が大きくなり、CDEが成立しなかったが、粒径にばらつきがある場合は、どの深さでもλが等しくCDEがよく成立した。粒径均一だと、不飽和流の流速の不均一性のスケルが著しく大きくなることが分かった。フィンガー流の発生は、土壌物理における長年のミステリーである。フィンガー流が生じる条件は、浸潤部の圧力勾配が上に向かって負になることである、一般に乾燥土に近い方がより低圧なので、均一土中のフラックス一定浸潤では、この状態は常識では考えられない。しかし、もし、乾燥媒体が「浸潤前線は大気圧に近い水圧でないと進行しない(水侵入圧の存在)」、または、フラックスに関わらず「浸潤前線は必ず飽和する」という特殊な物理性をもつならば、フィンガー流は必然となる。

この仮説を確かめるために、細いガラスビーズカラムを用いてフィンガー発生を防ぎ、与えるフラック(q_O)が飽和透水係数(K_S)より小さい浸潤時の水分分布を得て解析した。実験の結果得られた初期湿潤時の水分分布はダルシー式から予想される普通の浸潤水分分布であったが、初期乾燥の場合は、浸潤前線が完全飽和で、上部では排水過程となって水分が減少する特異な水分分布となった。この乾燥時の水分分布に対して、浸潤前線にほぼ大気圧の移動圧力境界条件を設定し、ダルシー式と連続式を適用して水移動を計算した。計算水分分布が実測をよく表すことから、浸潤前線の水圧が大気圧に近い圧力に維持され、これにより前線より上ではq_O<K(θ)となり(K(θ):体積含水率θの関数としての不飽和透水係数)、ダルシー式より排水過程となってフィンガー流発生条件となることが確認された。この浸潤前線では理論的に、水分量も圧力も粒子レベルで完全に不連続であり、そのため不連続面において(1)式は成立しないと考察された。フィンガー流の発生は、土壌物理における長年のミステリーであった。フィンガー流が生じる条件は、浸潤部の圧力勾配が上に向かって負になることであるが、一般に乾燥土に近い方がより低圧なので、均一土中のフラックス一定浸潤では、この状態は常識では考えられない。昨年度までに行った、細いガラスビーズカラムを用いてフィンガー発生を防ぎ、与えるフラックス(q_0)が飽和透水係数(K_s)より小さい浸潤時の水分分布る実験と、浸潤前線にほぼ大気圧の移動圧力境界条件を設定し、ダルシー式と連続式を適用して水移動を計算した解析により、乾燥粒状媒体においては、「浸潤前線は必ず飽和する」という特殊な物理性をもつことが、明らかになった。同時にこれは、「浸潤前線は大気圧に近い水圧でないと進行しない(水侵入圧の存在)」ことを意味し、この特性をもつならば、フィンガー流は必然となる。本質的な疑問は、なぜ乾燥粒状媒体において不飽和の浸潤前線が存在できないかという点である。球形粒子によって構成されるモデル間隙を考え、気液界面の進行形態の進行過程を解析し、粒子接点の役割によって、間隙内への水進入が独立ではなく相互にリンクせざるを得ないため、乾燥粒状媒体においては、「浸潤前線は必ず飽和する」という理論解析を行った。先のガラスビーズの実験と、間隙スケールでの浸潤前線の進行形態の解析を次の2つの論文として、国際誌に投稿した。
中枢神経の新規ストレス蛋白リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素の機能解明

オリゴデンドログリア(Ols)は中枢神経系においてミエリン形成を担う細胞である。OLsに発現する蛋白質の一つにリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS)があるが、詳しい発現機構はわかっていない。本研究ではマウスOLsの培養細胞系を確立し、L-PGDSの発現時期の検討を行った。免疫染色ではL-PGDSはミエリンシートを形成しはじめるOLDの段階から発現していることを見いだした。また、L-PGDSはOLDの短時間の低温暴露等の刺激で免疫染色の強度が増強することを確認した。オリゴデンドログリア(OLD)は中枢神経系においてミエリン形成を担う細胞であり、その変性・消失により脱髄が引き起こされる。OLDに発現する蛋白質の一つにリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS)があり、ミエリン形成後の成熟脳において発現が増加することがわかっているが、OLDのどの成熟段階で発現し始めるかなど、詳しい発現機構はわかっていない。本年はまずOLDの培養細胞系を確立し、L-PGDSの発現時期の検討を行った。マウス胎児脳から細胞を分離し、OLDを単離培養し、幼弱OLDからミエリンシートを形成する成熟OLDへ形態変化をたどる培養系を確立した。免疫染色ではL-PGDSはミエリンシートを形成しはじめるOLDの段階から発現していることがわかった。また、L-PGDSはOLDの短時間の低温暴露等の刺激で免疫染色の強度が増強するため、解析には注意を要する。今後、これらの実験結果を念頭において、低酸素条件下での発現をmRNAの定量を行って解析していく。また、マウス脳から抽出した神経混合培養にて,神経では培養早期にL-PGDSが発現することを免疫染色にて確認。今後、低酸素の条件下でL-PGDS発現が増加するかを調べて行く予定である。さらに、L-PGDSのシャペロン機能であることの確認としての先駆実験として、L-PGDSがAlzheimer病の原因であるAmyloid β蛋白の凝集抑制をすることを見出していたが、さらに、プラズモン共鳴法にてL-PGDSがAmyloid β蛋白に結合することを確認した。昨年はマウス胎児脳から細胞を分離し、OLDを単離培養し、幼弱OLDからミエリンシートを形成する成熟OLDへ形態変化をたどる培養系を確立した。本年は培養OLDを1,2,3,4日目に採取し、RNAを抽出し、定量的RT-PCRを用いて発現RNAのプロフィールを解析した。結果、培養後期になりL-PGDS mRNAの発現が増加するという、マウス脳組織化学所見に合致する所見をえた。来年度はこれらの実験結果を念頭において、低酸素条件下でのL-PGDS発現をmRNAの定量を行って解析していく。また、L-PGDSは分泌蛋白であるが、実際にL-PGDSが細胞外に分泌されるという証拠は証明されていない。培養液中のL-PGDSの発現をWestern blottingもしくはELISAにて定量する。さらに、心筋などではL-PGDSはエストロゲン刺激により発現が誘導されるとの報告があることから、培養OLDのエストロゲン投与下でのL-PGDS発現を確認し、神経変性疾患にたいする治療戦略への可能性を検討する。OLDに発現する蛋白質の一つにリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L-PGDS)があり、成熟脳において発現が増加することがわかっているが、OLDのどの成熟段階で発現が認められるかなどの、詳しい発現様式とその意義についてはわかっていない。本年度は培養OLDを1,2,3,4日目に採取し、RNAを抽出し、定量的RT-PCRを用いて発現RNAのプロフィールを解析した結果、培養後期の段階になりL-PGDS mRNAの発現が増加するという、マウス脳組織化学所見に合致する所見をえた。さらに、本年度はこれらの予備検討の下に、低温や低酸素/虚血等のストレス条件下でのL-PGDS発現を解析した。その結果、低温処理15分でL-PGDSの蛋白発現が増加することが免疫組織学的に確認された。また、ラット新生仔を用いて、低酸素・虚血状態においたヒト新生児低酸素虚血性脳症モデルを作成し、脳内のL-PGDS発現増加を確認した。

これらの結果より、低酸素などや低温によるストレスにより脳内のL-PGDS発現が増加していることが確認された。我々は遺伝性脱髄疾患モデルtwitcherにおいて、L-PGDSの発現が増加し、神経保護的に働くことを報告している。今回の検討にてストレスに応答して増加したL-PGDSも神経保護に働いている可能性が示唆された。
雇用主による医療給付改革とアメリカ型医療保障システムの再編に関する研究

本研究により得られた成果は、第1に1980年代以降アメリカ経済がグローバル経済に組み込まれる中で、コスト節約圧力を強めるアメリカ企業が行った医療給付改革の実態が、事例研究(General Motors社およびWal-Mart社)を通じて具体的に明らかとなった。第2にアメリカ産業構造・雇用構造の変化が、雇用主提供医療保険への加入資格を得られる割合や実際に加入する割合が雇用形態によって大きく異なることによって雇用主提供医療保険へも反映され、労働者の医療保障を不安定化させていることが論証された。アメリカの医療保障システムは、他の先進諸国と共通に医療費の膨張という問題を抱える一方で、他の先進諸国とは違って国民全体を対象としだ医療保険制度がなく、21世紀に入ってからの無保険者・医療保障の不安定層の拡大という問題も抱えている。これらの問題は、雇用主である企業にとっては医療給付コスートの負担増、経営への圧迫材料として捉えられ,個別的な給付改革を実行している。したがって、アメリカ型医療保障システムは、実態としてそれを規定している個別的企業の運動から分析する必要がある。本年度の研究では、製造業に代わって雇用の受け皿になっている小売業・サービヌ業に焦点を当てた研究を行った。これらの企業でめ医療給付戦略やぞの給付内容・条件などがアメリカの医療保障の方向性に与える影響は大きく、具体的にはウォルマートは、21世紀における産業再編・労働編成の典型と考えられ、またそこでの医療給付戦略を検討することで、今後のアメリカ型医療保障システムの再編の萌芽を見出しうる可能性がある、と考えたからである。この研究によって以下のことを明らかにした。ウォルマートは、従業員向けの医療給付制度を整備し、医療給付改革を行ってきているが、賃金と比して依然として重い被用者の保険料負担や高額な免責金額のプランである「消費者主導型医療プラン」の導入などによる改革は、必ずしも医療保険に加入でぎないあるいは不十分な医療保障しか受けられない被用者を生み出している。ただこれはウォルマートだけの問題ではなく、医療保障システムの中核的役割を担ってきた雇用主を通じた医療俣障が問題視される背景には、アメリカの産業・雇用構造の変化がある。すなわちもともと医療給付の提供率が低い、あるいは不十分な業種・職種が雇用の受け皿として拡大し、そのことが医療保障の不安定層の拡大につながり、アメリカ型医療保障システムの再編を必然としている。本研究では、アメリカ医療保障システムの中核である雇用主提供医療保険に焦点を当て、主として1980年代以降の変化とその意義を検討した。雇用主である企業という視座から、アメリカ医療保障システムを体系的にみると以下の4点の特徴があり、本研究ではこの4点を関連付けながら、実証的に検討した。第1に、市場経済における最も重要な契約の一つである雇用関係のなかで、付加給付という形の雇用主提供医療保険があり、それが現在に至るまで、アメリカ医療保障システムの中核をなすことである。第2に、雇用主である企業の経営との関連で、1980年代以降アメリカ経済がグローバル経済に組み込まれる中で、特に大企業が雇用主提供医療保険に対してもコスト節約圧力を強めている。1980年代以降、アメリカの大企業が医療給付コストを抑制・削減するためにとりえた方法は、(1)医療費負担のシフト(2)医療給付対象者の選別(非正規被用者の排除)(3)購買力による医療保険料の引き下げ(4)医療価格の引き下げの模索である。第3に、雇用主提供医療保険に依存した医療保障システムは、アメリカ経済の産業構造の変化、労働編成の再編を反映せざるを得ない。特に2000年代以降、製造業に代わって雇用の受け皿になっている小売業・サービス業では非正規雇用(パートタイム雇用含む)も多く、医療給付制度を持たない、あるいは不十分な医療給付しか行っておらず、これらの企業での医療給付戦略やその給付内容・条件などがアメリカ医療保障の方向性に与える影響は大きい。第4に、雇用から排除されたものに限らず、労働市場の下位集団におかれるものが無保険状態に陥っている、あるいは常に陥る危険にさらされている。この間のアメリカ医療保障システムに対するアメリカ企業の改革姿勢は、無保険者問題を単なる貧困・低所得層の問題ではなく、より幅広い層の労働者が直面しうる問題として深刻化させている。
分子標識系を利用した飼料作物遺伝資源の簡易分析システムの開発

飼料作物は、他殖生、特異な育種法等のため、品種改良の遺伝資源として重要な生態型、在来系統や育成系統の遺伝資源の系統間および系統内に大きな遺伝変異が存在し、遺伝資源の評価識別を困難にしている。近年開発された分子標識は、その様な遺伝資源の評価識別に有用と考えられ、個々の飼料作物の遺伝資源での分子標識による評価識別の手法確立が望まれている。核ゲノムの分子標識による遺伝資源の識別を試みた。飼料用テンサイの在来種を14アイソザイム遺伝子座の対立遺伝子頻度により類別に成功した。一方、10塩基の少数のランダムプライマーを用いたPCRにより増幅した多型断片(RAPD法)により、飼料用トウモロコシの育成系統を識別し、この手法の適用性を確立した。しかし、将来出現するであろう葯培養に由来する系統の識別は検討の余地がある。飼料作物の品種は、核ゲノムの情報による識別が困難なことが多い。核ゲノムと比較して遺伝的に安定なミトコンドリアゲノムの情報による識別が有効であろう。ペレニアルライグラスの商業品種について、制限酵素3種とミトコンドリア遺伝子プローブ6種のサザンブロットから得られたRFLP像の組み合わせに基づきゲノム型を識別できた。共通のRFLP像を持つ割合から、各ゲノム型間の遺伝的近似度と頻度から、比較的近似度の高い3群とそれ以外の品種群に類別された。ペレニアルライグラス品種の90%以上は、この3群のゲノム型にほぼ均等に分布している。作物の品種内に細胞質の多型は稀であるとされているが、ペレニアルライグラスでは幾つかの品種で観察された。遺伝的に多型な飼料作物の遺伝資源の評価識別が、種々の分布標識による簡易分析システムの開発により可能になり、品種改良の効率化が期待される。1.供試したペレニアルライグラスにおいて、制限酵素とプローブの組み合わせにおいて、制限酵素断片長に大きな差異が観察された。多型が認められたcox I/Hind III,cox III/Hind III,atpA/BamH Iの制限酵素断片型の多型の組み合わせると、供試したペレニアルライグラス品種は7型に類別された。このように、オルガネラゲノムにより、品種の分類が可能であることを示した。2.PCR法により適切なプラマーを用いて、高度反復配列やサテライト配列等を増幅し、その構造を比較することにより、品種間あるいは野生種間の識別が可能であることを明らかにした。3.飼料用ダイズの品種を供試し、アイソザイム多型を調べて品種鑑別を行うとともに、品種の系譜を明らかにした。アカクローバとジグザククローバの交雑後代が、雑種になっているか否か、アイソザイム遺伝子型より、明らかにした。4.世界各地で育成されたペレニアルライグラスの2倍体品種117品種を供試し、冠部凍結法により評価された耐寒性とでんぷんゲル電気泳動法によるアコニターゼ・アイソザイム遺伝子座との関係について検討した結果、耐寒性とAco-1のa遺伝子頻度の間の品種相関係数は0.232(5%水準で有意)で、耐寒性が高いほどa遺伝子の頻度が高いことを明らかにした。5.飼料用トウモロコシの実用品種を用いて、その両親のアイソザイム遺伝子型を調査した結果、その親子関係の判定が可能であることを明らかにした。6.トウモロコシにおいて、多数の自殖系統およびF_1品種を供試し、葯培養を行う培養系を確立した。また、系統により再分化率に変異があることがわかった。

1.トウモロコシの自殖系統およびそれらの間のF_1を供試し、非放射性の酵素標識プローブを用いたRFLP分析を行い、自殖系統を識別し、さらに、F_1のRFLP像より、それらの両親を推定することが可能であることを明らかにするとともに、有効なプローブを開発した。2.ペレニアルライグラスのダイアレル交配を行い、アイソザイムマーカーの遺伝的行動を追跡し、アイソザイムマーカーによる遺伝子型識別能力を明らかにした。3.前年度に、ペレニアルライグラスにおいて、ミトコンドリアゲノム型によって品種を類別できることを明らかにしたが、本年は、品種内にミトコンドリアゲノムの多型性があるか否かをミトコンドリアゲノム型を異にする4品種について検討した。各品種につき任意の20個体(ジェネット)を供試し、RFLP分析の結果、3品種では、全く単型的であり、前年のRFLP像と同型であったが、1品種では4つの型が観察され、その内2つは、前年には観察されなかったミトコンドリアゲノム型であり、1つは他の品種と同じで、残りの1つがこの品種の特異的なRFLP像を示した。4.ペレニアルライグラスについて耐冷性、品質成分等の有用変異とアイソザイム変異の遺伝的関係を調査した。5.ペレニアルライグラスの有用形質と連鎖関係が示唆されたアイソザイム遺伝子座の同型接合系統を作成した。1)ペレニアルライグラスのミトコンドリアDNAのRFLP像の多型について、品種間差異を調査した過程で品種内にも多型が見つかったので、特徴的な5品種を供試して詳細に調査した。2品種は単型であったが、3品種では多型が観察され、その中に他品種のミトコンドリア型と同じ型が含まれていた。したがって、ミトコンドリア型のRFLPによるペレニアルライグラス品種判別には複数の個体を検定する必要がある。2)11酵素14アイソザイム遺伝子座を用いて、飼料用テンサイの品種判別が可能か否かを検討した。全体で20個の対立遺伝子が観察され、遺伝子多様度が高かったが、品種内における遺伝子多様度が高く、品種判別には多数の個体の遺伝子型を同定し、対立遺伝子頻度の特徴により品種を判別することができる。3)ペレニアルライグラスの核遺伝子型と細胞質遺伝子型の関係を明らかにするため、アイソザイム遺伝子同型接合型のミトコンドリアDNAのゲノム型を調査した。ミトコンドリアDNAのゲノム型は、アイソザイム遺伝子型と同様に品種内多型が観察され、アイソザイム遺伝子型と特定の関係は見いだされなかった。4)RAPD法によるトウモロコシの品種判別を目的に、10塩基の20種類のプライマーを用いてPCR法で特定のDNA断片を増幅した。大凡半分のプライマーによって多型DNA断片が多く観察された。多型DNA断片が多く観察サレタ少数のプライマーで増幅された多型DNA断片によってトウモロコシ品種判別が可能であり、RAPD法による品種判別の方法を確立した。しかしながら、PCRにより多くの多型DNA断片をだすプライマーの塩基配列に特徴は見いだされなかった。5)3年間の成果をとりまとめた大凡100頁の報告書を作成した。
摂食促進ペプチド活性が脳幹内咀嚼リズム形成機序に及ぼす影響

摂食促進ペプチドであるオレキシン(Ox)およびニューロぺプチドY(NPY)の脳室内投与により摂食量の増大だけではなく、咀嚼筋活動特性を変化させ、摂食行動を促進させることが明らかとなった。さらに、咀嚼筋活動発現に関わる三叉神経運動ニューロン、三叉神経中脳路核ニューロンからのホールセル記録において、Oxは膜の脱分極と連続発火活動におけるスパイク周波数の上昇を伴って、興奮性に作用することが明らかとなった。以上の結果から脳内Oxレベルの上昇は、TMNからの運動出力を興奮性に調節し、摂食促進作用に関わっていると推察された。脳内オレキシン活性レベルを上昇させた際の摂食行動特性への影響研究方法:雄性成獣ラット(280-300g, n=10)を用いて,左側側脳室に薬物注入用のガイドカニューレ,左側咬筋・顎二腹筋前腹に双極誘導電極を留置した。術後10日の回復期間を経て,OX-A(3nmol)あるいはControlとして生理食塩水を脳室内投与した。薬物投与4時間後までの摂食量を測定し,ビデオ撮影による行動解析実験ならびに咀嚼筋からの筋活動記録実験を行い,二条件間で比較検討した。三叉神経系ニューロンにおける活動特性のオレキシン作動性神経修飾作用摂食行動や睡眠覚醒レベルの制御に関与する生理活性ペプチドであるオレキシンは、視床下部外側野に存在するニューロンより発現し、三叉神経運動核、中脳路核を含む中枢神経系の広い範囲に投射していることが報告されている。われわれはin vivoにおける昨年度の研究より、脳内オレキシン濃度が上昇することで、摂食量の増大のみならず、咀嚼筋活動特性を含む摂食行動パターンが促進されることを明らかとしてきた。そこで今年度は、咀嚼運動の基本パターンを形成する三叉神経系ニューロンの活動特性がオレキシンにより如何なる神経修飾作用を受けているか明らかにする目的で電気生理学的検討を行った。研究方法:対象にはSD系新生仔ラット(P2-12)を用いた。三叉神経運動核(MoV)、中脳路核(MesV)を含む厚さ300μmの脳幹冠状スライス標本を作製し、赤外線透視下にて単一ニューロンからK-gluconateを含む標準的内液を注入した先端抵抗値3-4MΩのパッチ電極を用いてホールセル記録を行った。記録用標準人工脳脊髄液還流下でオレキシン受容体作動薬(Orexin-A 100nM)投与前後における両ニューロンの活動電位特性ならびに反復発射活動特性変化についてそれぞれ検討した。研究結果:Orexin-A投与により、MoV、MesV両ニューロンの静止膜電位は脱分極を引き起こした。MoVニューロンでは活動電位最大振幅値の増大と反復発射頻度の上昇による興奮性の増大が観察されたのに対して、MesVニューロンでは活動電位特性に有意な変化はみられず、反復発射頻度が下降することにより興奮性は逆に抑制される傾向がみられた。摂食中枢からのオレキシン作動性入力により、三叉神経系ニューロンの活動特性は運動系-感覚系それぞれが相反した神経修飾作用を受けていることが明らかとなった。最近の研究より摂食量を同じにしても摂食時間が短い、つまり「早食い」の方が肥満の傾向が高いことが報告された。摂食量のみならず、食行動パターンそのものの変化がエネルギー代謝に影響を与えうることを示唆するものである。近年同定されたオレキシンは、味覚情報に伴うβ-エンドルフィンの分泌や報酬系の活性とともに、視床下部外側野と周辺のニューロンに特異的に発現して、摂食亢進に寄与していることが明らかとなってきた。我々は、前年度までに、オレキシンAをラット脳室内投与した際の摂食行動特性や咀嚼筋筋活動特性の変化を明らかとし、三叉神経運動ニューロンにおけるオレキシンの神経修飾作用について電気生理学的検討を行ってきた。今年度には、オレキシンAおよびBの濃度依存性と摂食行動パターンの関連性について検討を行い、咀嚼筋筋活動における詳細なバーストの解析を行い、成果報告を行った(Tsuji T.et.al.Journal of Neurophysiology, 2011)。また、オレキシン以外の摂食促進ペプチドであるニューロペプチドY(Neuropeptide Y ; NPY)は視床下部弓状核に特異的に発現しており、オレキシンとともに摂食活動の誘起に関与していることが知られている。また、NPY含有神経細胞はオレキシン神経細胞と相互に神経ネットワークを形成していると報告されている。本研究では、NPYを異なる濃度条件で脳室内投与した際に、濃度上昇にともない摂食量は増大するものの、摂食率は逆に低下することを明らかとし、高濃度投与条件下では摂食中に頻回に多動行動が観察された。

つまり、NPYの脳室内投与はオレキシンの脳室内投与時と同様に摂食量を増大させるのみならず、一定量の飼料の摂取における行動特性を変化させることが明らかとなった。摂食促進ペプチドであるオレキシン(Ox)は、視床下部外側野およびその周辺に存在するニューロンより産生され、脳幹を含む中枢神経系の広範囲に投射することが明らかとなっている。初年度には、Oxの脳室内投与により摂食量の増大だけではなく、咀嚼筋活動特性を変化させ、摂食行動を促進させることが明らかとなった。さらに、咀嚼筋活動発現に関わる三叉神経運動ニューロン(TMN)においては膜特性を変化させ、興奮性を増大させることが明らかとなった。最終年度には、口腔末梢感覚受容器からの求心性情報を統合し、運動ニューロンの活動修飾に関わっている三叉神経中脳路核ニューロン(MTN)に対するOxの神経修飾作用について電気生理学的手法を用いて検討を行った。MTNでは、Ox投与により膜の脱分極変化と内向き電流が誘発されて、定常状態におけるニューロンの興奮性は増大することが明らかとなった。また内向き電流の形成にはNa+, Ca2+が荷電担体として作用していることが推察された。Oxによる膜興奮性の増大は、活動電位におけるAHP振幅の軽度増大と持続時間の有意な短縮を引き起こし、連続発火活動においてはスパイク周波数が上昇することが明らかとなった。スパイク周波数は細胞外高Ca2+条件下では低下し、4-AP投与条件下においてもOxによる周波数上昇が観察されたことから、スパイク周波数の上昇にはAHPコンダクタンスは直接関与しておらず、周波数の変化は細胞内に流入するCa2+によるAHPの振幅増大変化と内向き電流形成による効果が相互に作用した結果として起こっている可能性が示唆された。OxによるMTNの神経修飾効果は、脳内Oxレベルが上昇した際にTMNからの運動出力を興奮性に調節し、摂食促進作用に関わっていると推察された。当初、計画していた摂食促進ペプチドであるオレキシンだけでなく、オレキシンと関連性の高いニューロペプチドYの咀嚼筋活動特性を含む摂食行動特性の変化についても検討を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、脳内でオレキシン以外の摂食促進ペプチドであるニューロペプチドYの脳内活性レベルが変化した際の摂食運動パターンの変化あるいは咀嚼筋筋活動特性の変化について詳細な検討を行う。また、脳幹レベルでの咀嚼リズム形成機序に関わる個々のニューロン特性への影響について検討する。
対立規範の相互干渉とレジームの変容:核不拡散条約第4条をめぐって

核不拡散という価値の担保には、レジームの提供する規範や手段のほかに、パワーによる強制や利益の提供による誘導といった多様な政策装置が必要であり、また、そうした方法は、公式なレジームの枠外で担保される。とりわけ、核保有のインセンティブが地域安全保障環境における自国の地位の強化であるような場合、レジームは解決策を提示することはできず、必然としてレジーム外の政策装置への依存度が高まることになる。平成22年度は、本研究のための調査の一環としてNPT運用検討会議に出席し、会議に出席した各国交渉担当者や来場していた研究者等との意見交換を実施したほか、会議資料の収集を行った。2010年のNPT運用検討会議においては、本研究のテーマである、原子力の平和利用を事実上制限することにつながる、不拡散上の措置をめぐる議論が展開され、ある意味では、NPT運用検討プロセスにおいてその比重が高まった。同時にレジームに内在的に存在しているこの平和利用の「奪い得ない権利」という国際社会の原理的な規範である国家主権に近い規範と、NPTという条約が実現すべき「核不拡散」という規範の間の対立性が顕在化した。その観点から本研究を見ると、その妥当性および重要性は高いということができよう。今後このような二つの価値規範の相克は当面継続されるであろうと予想され、論点を整理し議論を深めていくことは学問上の価値だけでなく政策上も意義深いと言える。その中で、研究代表者は、NPT運用検討会議の報告を含め、いくつかの論文を学術誌等に発表し、また、これまで蓄積されてきた従来の研究成果と合わせて、本研究の成果の一部を反映した単著の出版を準備している。しかしながら、現在のところ研究段階はNPT運用検討会議においた事象の表層的整理にとどまっており、今後はこのような事実関係を元に、より理論面において議論を深め、議論を整理していく必要がある。平成23年3月11日に発生した東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故は、研究対象である原子力の平和利用のあり方に対しても非常に大きな影響を及ぼした。それは、NPT第4条に規定された「平和的利用の『奪い得ない権利』」という規範の位置づけにも大きな影響を与えるものであった。すなわち、『奪い得ない権利』として極めて高位の原則として位置づけられてきた平和的利用に対して、不拡散およびそれと合わせた原子力安全や核セキュリティが、国際社会の関心としてより高い優先順位づけがなされるようになってきたことである。このような対立規範の関係性の変化について、23年度は研究を行った。これらの国際情勢の変化を踏まえ、核不拡散の国際政治上の意味付けについては、既存の研究成果も加えたうえで十分な調査・分析が得られたために、いったん研究を取りまとめることとし、平成24年3月に、本研究の調査の一部として、単著『核不拡散をめぐる国際政治』を出版した。また、平成23年度は、NPTサイクルの狭間にあたるために、NPT運用検討会議を中心とする平成22年度の調査とは異なり、主としてアメリカの政策動向、とりわけ日米の原子力関係の歴史的な経緯について資料調査やインタビューを実施した。これは、レジーム内における日米という二国間関係に着目しレジームのあり様が実際の国家間関係にどのように影響を及ぼすのか、両国の間で、平和利用の奪い得ない権利と核不拡散という潜在的に対立的な価値の相克がどのような形で発現したのかを明らかにする事例研究である。これらの論文の発表を通じ、核不拡散レジームにおける、平和利用の奪いえない権利という第4条規範と、NPT条約の基礎的な規範である不拡散の実効性担保の関係が、福島原発事故後に変化し、より不拡散重視の志向が強まったこと、また事故後の日本の役割として不拡散への関与の重要性が国際社会からも期待されているが、その役割を果たすことの難しさについても、論考を提示した。これらの論文は、核不拡散問題における日本の政策を理論および実証の両面から説明する数少ない論文として、研究コミュニティからは評価を受けている。既存の発表論文に一部依拠しているとはいえ、それらの論考を総合し、議論を再構成したうえで、2年目にあたる平成23年度の最後に単著の形で研究成果を発表できたため、研究が当初の計画以上に順調に進んでいると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。日米関係については、福島の対応をめぐる経緯を調べたものとして、福島原発事故独立検証委員会の調査報告書の中で第12章「原発事故対応をめぐる日米関係」という論文で発表をしているが、それに加え、現在原子力の平和利用をめぐる日米関係についての単著を準備中である。これは、奪い得ない権利として存在する平和利用という規範と不拡散という規範の相克が、レジームの中の二国間関係の中でどのようにはたらいたのかを歴史的に分析する著作となる予定である。これは、当初の計画にはなかった成果発表の方法であるが、すでに『核不拡散をめぐる国際政治』の中でレジームの動態に関する分析を行ったこともあり、二国間関係についても踏み込んだ分析を実施したいためである。