hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤血球老化によるレオロジ-障害の機構 ー赤血球寿命の決定メカニズムに関してー

循環血液中の正常赤血球の寿命はもっぱら脾蔵でのフィルタ-通過の難易に関係しており、これには個々の赤血球の変形能が重要因子となっている。老化により低下する変形能の要因として、エネルギ-代謝活性の低下、ヘモグロビンの状態変化と赤血球内部粘度上昇を取り上げ、どの要因のどの程度の変化が変形能を支配しているのか、相互関係を定量的な解析を行った。本研究では、先ず密度勾配遠心法によるヒト赤血球の分画を行い、得られた赤血球の性質を調べる。その後に老化により低下した変形能の変化要因の定量的な解析を行った。A:赤血球内のへモグロビン濃度上昇に伴う変形能の低下:赤血球老化に伴う変動ずり応力変形の周波数応答の低下を検出した。老化による脂質脱失のための表面積減少は変形能低下の主因ではなく、老化に伴う赤血球内ヘモグロビン濃度上昇がより重要である。B:赤血球内の有機リン酸濃度低下に伴う変形能の低下:老化赤血球でのATP減少による形態変化や変形能低下はある限度内では検出できない。赤血球老化によるATP減少やエネルギ-荷電低下は変形能を左右するほどではない。ATP減少と並行して赤血球内Caイオンの上昇は既報の通り変形能を低下させるが、同時に起こるヘモグロビン濃縮の影響がより大である。2.3ーDPGについても同様である。本研究では赤血球の寿命決定の主メカニズムを推定するため、変形能調節機構として骨格タンパクの動的構築およびヘモグロビンとの相互作用に関し、老化赤血球のレオロジ-特性を劣化させるメカニズムについて定量的研究を行なった。すなわち、老化により低下する変形能の主要原因を幾つか取り上げ、赤血球老化にともなう変化要因間の相互関係について定量的な解析を行いつつある。本年度は、(1)ヒト赤血球を採血直後に密度勾配遠心法により、老・若の分画に分けた。(2)赤血球変形能および集合形成能をレオスコ-プ法により測定し、老化による振動変形能の周波数応答性の低下があり、その主因は内部粘度の増加と膜ーヘモグロビン相互作用の変化にあること、および老化により集合形成が強くなることを示した。(3)ヘモグロビンの酸素化の程度を直接モニタ-しながら赤血球の細孔通過能を定量化するため、本年度購入した高感度のスペクトル解析装置を顕微鏡下に設置した。現在、スペクトル解析ソフトウエアの製作途上である。(4)赤血球加令と、2,3ーDPG、ATP・ADP・AMP量などとの関係、および人為的に独立に2,3ーDPGまたはATP濃度を大巾に変化させたときの変形能について調べ、2,3ーDPG増加により変形能が低下することを示した。以上、今年度の目標としてあげたこと、すなわち老化による細胞内エネルギ-代謝状態変化とヘモグロビンの濃度変化が膜タンパク構築を介してどの程度に変形能を低下させているか、について基礎的なデ-タ固めができた。循環血液中の正常赤血球の寿命はもっぱら脾臓でのフィルタ-通過の難易に関係しており、これには個々の赤血球の変形能が重要因子となっている。老化により低下する変形能の要因として、エネルギ-代謝活性の低下、ヘモグロビンの状態変化と赤血球内部粘度上昇を取り上げ、どの要因のどの程度の変化が変形能を支配しているのか、相互関係を調べ定量的な解析を行った。本年度は最終年度であり、成果をまとめる方向で研究を行い、次の結果を得た。これらの成果を学術論文として刊行した。A:赤血球内のヘモグロビン濃度上昇に伴う変形能の低下:赤血球老化に伴う変動ずり応力変形の周波数応答の低下を検出した。B:赤血球内の有機リン酸濃度低下に伴う変形能の低下:老化赤血球でのATP減少による形態変化や変形能低下はある限界内では検出できない。

ATP減少と並行して赤血球内Caイオン濃度の上昇は既報の通り変形能を低下させるが、同時に起こるヘモグロビン濃縮の影響がより大である。2.3ーDPGについても同様である。
チタン合金の高温疲労強度に及ぼすショットピーニングの影響

1.平成5年度では,次の結果を得ている.室温350°Cでは,ショットピーニングによって,疲労強度は約18%7%増加するけれども,450°Cでは,かえって,45%も減少鵜する.また,試験片表面に人工欠陥として,直径および負荷さがいずれも0.1mmのドリル穴を付したとき,このような小さな表面欠陥によっても,室温から450°Cの疲労強度が24%47%と大きく減少する.平成6年度では,450°Cにおける疲労強度の低下原因を究明したところ,次の結果が得られた.ショットピーニングによって生じた粗い表面(弱化因子)が残存するけれども,このような高温繰返しの間に,圧縮残留応力(強化因子)が消滅するため,疲労強度は大きく低下する.平成7年度は,次の結果が得られた.欠陥材にショットピーニングを施すと,室温350°Cでは,その疲労強度は大きく増加し,ほとんど欠陥を含まない表面研摩材の疲労強度に匹敵するほどのものとなる.この原因の一つは,ショットピーニングによって,ドリル穴がある程度押し潰されるためであり,他の原因は,圧縮残留応力の寄与のためである.450°Cでは表面研摩材と同様,に圧縮残留応力の寄与が望めないから,このような強化は起こらない.以上から,室温から350°C付近までは,ショットピーニングによって疲労強度は増加するけれども,相対的に高い温度ほど圧縮残留応力が減少しやすいから,寄与の程度は小さくなる.なお,ドリル穴のような空洞型の欠陥に対しては,ショットピーニングによって欠陥が押し潰されるから,特にショット効果が顕著となる.1.平成5年度では,次の結果を得ている.室温350°Cでは,ショットピーニングによって,疲労強度は約18%7%増加するけれども,450°Cでは,かえって,45%も減少鵜する.また,試験片表面に人工欠陥として,直径および負荷さがいずれも0.1mmのドリル穴を付したとき,このような小さな表面欠陥によっても,室温から450°Cの疲労強度が24%47%と大きく減少する.平成6年度では,450°Cにおける疲労強度の低下原因を究明したところ,次の結果が得られた.ショットピーニングによって生じた粗い表面(弱化因子)が残存するけれども,このような高温繰返しの間に,圧縮残留応力(強化因子)が消滅するため,疲労強度は大きく低下する.平成7年度は,次の結果が得られた.欠陥材にショットピーニングを施すと,室温350°Cでは,その疲労強度は大きく増加し,ほとんど欠陥を含まない表面研摩材の疲労強度に匹敵するほどのものとなる.この原因の一つは,ショットピーニングによって,ドリル穴がある程度押し潰されるためであり,他の原因は,圧縮残留応力の寄与のためである.450°Cでは表面研摩材と同様,に圧縮残留応力の寄与が望めないから,このような強化は起こらない.以上から,室温から350°C付近までは,ショットピーニングによって疲労強度は増加するけれども,相対的に高い温度ほど圧縮残留応力が減少しやすいから,寄与の程度は小さくなる.なお,ドリル穴のような空洞型の欠陥に対しては,ショットピーニングによって欠陥が押し潰されるから,特にショット効果が顕著となる.Ti-6Al-4V合金について,高温疲労強度に及ぼすショットピーニングの影響を評価しようとするとき,この処理によって試験片表面層に生じた圧縮残留応力,ひずみ硬化といった強化因子の影響と表面欠陥と見なされる表面粗さの増大という弱化因子の影響とを分離しなければならない.1.表面研摩材の場合,室温,250°C,350°Cおよび450°Cの疲労強度は,それぞれ,535MPa,441MPa,410MPaおよび470MPaである.室温から350°C付近までは,温度の上昇とともに疲労強度は漸減するが,その後は,増加する傾向を示し,450°Cではかなり優れた高温疲労特性を示す.この強度上昇は,動的ひずみ時効に起因するものである。2.研摩材に,直径0.1mm,深さ0.1mmの微小なドリル穴を付すと,この程度の小さな表面欠陥によっても,これらの温度の疲労強度は,それぞれ40%,32%,27%および47%と大きく減少する.3.研摩材にショットピーニングを施すと,室温,250°C,350°Cでは,それぞれ16%,18%,7%の増加を示す.これに対して,450°Cでは,逆に45%も減少し,ドリル穴材とほぼ同じ強度を示す.450°Cでは,強度の上昇に寄与する圧縮残留圧縮応力が除去され,粗い表面だけが残されたためである.1.平成5年度では,室温350°Cでは,ショットピーニングによって疲労強度は,約18%7%増加するけれども,450°Cでは,かえって,45%も減少するという結果を得ている.平成6年度では,ショット材表面に4050μm程度の軽い電解研摩を施すことにより,ショットピーニングによって生じた粗い表面(弱化因子)は除去されるけれども,約150μmの表面層に存在する圧縮残留応力は除去されないような表面条件を設定し,450°Cの疲労試験を実施した.これより,450°Cの疲労強度は,未ショット材の疲労強度とほぼ一致するという結果が得られた.

このことは,最初から粗い表面が存在しない条件の下で,450°Cの繰返し負荷の間に圧縮残留応力が消滅したことを意味し,上記の強度低下は,ショットピーニングによって生じた粗い表面に起因することが判明した.2.試験片表面に人工欠陥として,直径および深さが約0.1mmのドリル穴を付したとき,このような小さな表面欠陥によっても,室温から450°Cまでの疲労強度が,27%47%と大きく減少することは,すでに平成5年度報告したとおりである.平成6年度では,室温の試験だけではあるが,この欠陥材にショットピーニングを施すと,その疲労強度は大きく増加し,欠陥を含まない場合の疲労強度に匹敵する程のものとなった.このことから,表面研摩材よりも,欠陥材に対して,ショットピーニング効果の大きいことが判明した.3.ビッカース硬さHvと材料中に存在する微小欠陥の投影面積の平方根√areaから欠陥材の疲労強度σwを推定する村上らの式を,高温領域にまで拡張すると,ここで使用したドリル穴材に対する疲労強度の推定値は,実測値に比べ,やや過小評価(安全側の推定)となることが判明した.1.平成5年度では,次の結果を得ている.室温350°Cでは,ショットピーニングによって疲労強度は,約18%7%増加するけれども,450°Cでは,かえって,45%も減少するという結果を得ている.また,試験片表面に人工欠陥として,直径および深さが約0.1mmのドリル穴を付したとき,このような小さな表面欠陥によっても,室温から450°Cまでの疲労強度が,27%47%と大きく減少する。2.平成6年度では,450°Cの疲労強度低下の原因を究明したろ,ショットピーニングによって生じた粗い表面(弱化因子)は残存するけれども,450°Cの繰返し負荷の間に圧縮残留応力(強化因子)が消滅したためであることが判明した.3.平成7年度では,欠陥材の疲労強度に及ぼすショットピーニングの効果を評価した.欠陥材にショットピーニングを施すと,その疲労強度は大きく増加し,ほとんど欠陥を含まない場合の疲労強度に匹敵する程のものとなった.このことから,表面研摩材よりも,欠陥材に対して,ショットピーグ効果の大きいことが判明した.この原因の一つは,ショットピーニングによってドリル穴が,押し潰されためであり,もう一の原因は,圧縮残留応力の寄与のためである.
パクリタキセルによる末梢神経障害に対する疼痛治療剤ノイロトロピンの臨床研究

【研究目的】パクリタキセル(PTX)により発現した末梢神経障害に対するノイロトロピン錠の有効性をプラセボ錠と比較検討する。さらに、PTXによる筋肉痛/関節痛に対する作用について副次的に検討する。PTXによる末梢神経障害は用量規制因子の一つであり、重篤な症状が発現した場合にはPTXの減量、休薬あるいは投与中止の処置が必要となり、PTXによる治療が不十分となり、治療効果に及ぼす影響が大きい。また、軽度の末梢神経障害であっても日常生活の質的低下は大きい。このため、末梢神経障害を緩解する有効な薬剤があれば、患者のQOLの向上ならびにPTXによる治療の継続が期待されると考えられる。【研究の実施】倫理委員会の承認後、婦人科と薬剤部との共同で臨床研究として試験を開始した。対象患者は、子宮がんもしくは卵巣がんの治療としてPTXが投与され、PTX投与により軽度ないし中等度(グレード13)の末梢神経障害が発現した患者を対象として行った。一次エンドポイントとして、治験薬投与後における末梢神経障害の進展度(改善、不変、悪化)および筋肉痛や関節痛の日常生活に及ぼす影響について調査した。また、患者の日常生活満足度のアンケート調査を行った。症状の程度は5段階で評価した。その結果、末梢神経障害の自覚症状はノイロトロピン投与開始後、4週間で25%の患者に改善が認められた。しびれの具体的な症状として、手足の感覚低下、指先の痛みがノイロトロピン投与前は57%の患者において認められていたのに対して、投与4週間後には25%まで減少していた。同様に、脱力感については86%から25%まで減少していた。また日常生活に支障を来たすような症状では、全ての項目で改善が見られていた。患者の日常生活満足度アンケート調査では満足している患者が多くみられた。現時点での登録症例数は14症例とまだ少数であり、今後、さらに症例数を集積し、データの解析を行っていく予定である。またPTXによる末梢神経障害に対するノイロトロピンの有用性を評価していく予定である。
自殺企図歴がある患者への継続支援を目指した包括的自殺再企図予防プログラムの開発

本研究では、多様な背景をもつ自殺企図がある患者を継続的に支援するための「包括的自殺再企図予防プログラム」の開発を試みた。平成27年度には、「自殺再企図予防を意図した精神科外来看護ケア」の様相を明らかにした。平成28年度には、「自殺企図歴がある患者の入院体験および入院中に提供された看護ケアに対する思い」を明らかにし、最終年度には、それらの成果を参考にしながら、「包括的自殺予防プログラム」の構築に取り組んだ。精神保健専門家に意見を求めながら、自殺再企図のリスクが高い患者に対する継続的な外来看護支援の要点を整理し、外来通院中の患者へ看護面接を行う際のポイントをまとめた。本研究の目的は、医療機関に通院中の自殺企図歴がある患者に対して提供されている看護ケアの様相とその看護ケアを受けている患者および家族のニーズを明らかにし、多様な背景をもつ自殺企図歴がある患者を継続的に支援するための「包括的自殺再企図予防プログラム」を開発することである。「プログラムの開発」に向けて、平成27年度には、実際にどのような自殺再企図予防を意図した看護ケアが実践されているのか、その看護ケアの様相を明らかにすることを課題とした。そこで、自殺企図歴のある患者に対して外来看護師が意図的に実践している看護ケアに焦点を絞り、精神科外来で働く看護師を対象にインタビュー調査を実施した。そのインタビュー内容の分析から、46の看護ケアを読み取り、その類似性や関係性を比較、検討した結果、外来看護師が意図的に実践している看護ケアとして以下の9カテゴリを抽出した。【安全と保護を優先する】【自殺念慮に対する慎重な対応】【患者のニーズを明らかにする】【自殺念慮や精神症状への直接的な介入】【多職種と足並みを揃える】【「普段通り」の関わり】【顔が見えない状況での対応】【看護師としての経験を生かす】【外来看護の限界を踏まえた上での支援】上記のように今年度は看護師側の視点に立って看護ケアの様相を明らかにしたが、次年度は患者・家族のニーズの実際に焦点を絞る。その両者の結果をすり合わせることによって、より実践的なプログラムの草案作成を目指す予定である。平成27年度交付申請書においては、外来看護師を対象とする調査と、患者・家族を対象とする調査を同年度に実施する計画であったが、後者の調査は研究協力施設との調整に時間を要したため、実施が遅れている。また、患者・家族を対象とする調査でもあり、その内容からも慎重を期すべきだという助言を精神保健専門家より得たため、倫理的配慮等を研究協力者らと慎重に審議を繰り返したことも調査が遅れている一因と考える。しかし、平成27年度末の時点で、すでに各協力施設の研究倫理委員会の承認を得ることができているため、具体的なデータ収集にとりかかる段階にいる。本研究では、多様な背景をもつ自殺企図歴がある患者を継続的に支援するための「包括的自殺再企図予防プログラム」の開発を試みているが、平成28年度には自殺企図歴がある患者の入院体験および入院中に提供された看護ケアに対する思いに焦点をあてた調査に取り組んだ。選定基準を満たし同意が得られた自殺企図歴がある精神疾患患者を対象に非構造化面接を実施し、その面接内容を質的帰納的に分析した。面接調査では次のような内容(一部抜粋)が語られた。1自殺企図後に搬送された救急センターの看護師には自分の思いが届かないような感覚を抱いたが、転院先の精神科病棟では、看護師の堅苦しくない応対に救われる思いがしたという体験。2社会復帰への不安が強い中、信頼できる看護師との出会いに救われ、温かな情緒的交流がもてる病棟雰囲気によって安全感を取り戻していくプロセスを歩んだ様相。特に、入院生活の中では、看護師と言語的コミュニケーションを多くもつことよりも、看護師と信頼できる関係性をもつことが協力者の支えになっていた状況について共通して語られるといった特徴が見いだされた。今年度の研究成果と平成27年度に実施した調査(自殺再企図予防を目的とする意図的な看護ケアとして抽出された9カテゴリ)で得た知見を融合する作業に入り始めているところであり、より実践的な「包括的自殺再企図予防プログラム」の草案を具体的に作成し、プログラムを用いた介入研究の準備・実施に取り掛かる予定である。外来で実践可能な自殺再企図予防を意図した看護ケアの抽出に時間を要したため、多様な背景をもつ自殺再企図歴がある患者を継続的に外来で支援するための「包括的自殺再企図予防プログラム」の草案が未完である。その理由の一つに、自殺企図歴がある患者・家族へのインタビュー調査が計画よりも遅れたことが挙げられる。最終年度となる平成29年度には、平成27年度の調査で明らかとなった「自殺再企図予防を意図した精神科外来看護ケア」と、平成28年度の調査で明らかとなった「自殺企図歴がある患者の入院体験および入院中に提供された看護ケアに対する思い」を参考にしながら、「包括的自殺予防プログラム」の構築に取り組んだ。まず、精神保健専門家に意見を求めながら、自殺再企図のリスクが高い患者に対する継続的な外来看護支援の要点を整理した。それをもとに、外来通院中の患者へ看護面接を行う際のポイントをまとめ、その有用性を精神科クリニック・精神科病院の外来看護師とともに検証することとした。

当初の研究計画では、研究者自身がアクションリサーチの手法を用いてプログラムの有用性を確かめる予定であったが、そこまで発展させることができなかった。本研究では、多様な背景をもつ自殺企図がある患者を継続的に支援するための「包括的自殺再企図予防プログラム」の開発を試みた。平成27年度には、「自殺再企図予防を意図した精神科外来看護ケア」の様相を明らかにした。平成28年度には、「自殺企図歴がある患者の入院体験および入院中に提供された看護ケアに対する思い」を明らかにし、最終年度には、それらの成果を参考にしながら、「包括的自殺予防プログラム」の構築に取り組んだ。精神保健専門家に意見を求めながら、自殺再企図のリスクが高い患者に対する継続的な外来看護支援の要点を整理し、外来通院中の患者へ看護面接を行う際のポイントをまとめた。平成28年度は、自殺企図歴がある患者の入院体験と、入院中に提供された看護ケアに対する思いを明らかにするために、患者を対象とするインタビュー調査を実施する。そのうえで、平成27年度に実施した調査結果とのすり合わせを急ぎ、プログラム草案を作成し、研究課題が達成できるように努力する。平成29年度は、自殺企図歴がある患者の入院体験と、入院中に提供された看護ケアに対する思いなどの調査を進めながら、現在作成中のプログラム草案を具体化させる。そのうえで、プログラムを用いた介入研究の準備・実施に取り掛かる予定である。精神看護平成27年度に実施予定だった調査の一部を次年度に実施することになり、その調査費用として計上していた謝金・人件費を次年度に繰り越すことにしたため。平成28年度にとりかかる予定であったプログラム草案作成が遅れているため、研究計画に盛り込んでいたワークショップの開催が実施できなかった。そのため、それに係る経費を次年度に繰り越すこととした。繰越金は、平成28年度に実施する調査の謝金・人件費として使用する予定。平成29年度には申請者がかかわる関連学会または研究会において、本研究テーマに基づいたワークショップを実施する計画である。
熱帯果実のイメージ、官能、嗜好および加工特性とそのペクチンの理化学的性質

熱帯果実の嗜好特性と加工適性の基礎資料を得る目的で、イメージと官能・嗜好特性の関係、熱帯果実から抽出した粗ペクチンの理化学的性質と調整したジャムの品質の関係を検討し、以下の結果を得た。1.熱帯果実とその他の果実21試料について、16個のイメージワードに対する評点を主成分分析し、イメージマップを作成したところ、バナナ、オレンジ、ピンクグレープフルーツ、アボカド、パパイヤ、イチゴ、リンゴなどは「庶民的果実群」、キウイ、スイカ、メロン、パッションフルーツ、パイナップルなどは「日本的熱帯果実群」、フェイジョア、ライチは「熱帯イメージ先行型果実群」、キワノ、スターフルーツ、マンゴスチンは「新鮮イメージ先行型果実群」に分類された。また、官能評価では、熱帯果実は水々しいと評価され、甘味の弱い果実は嗜好性が低かった。イメージと嗜好性の関係はみられず、嗜好性に影響を与えている因子は甘味であった。2.熱帯果実(1と同様の果実)から抽出した粗ペクチン中のガラクチュロン酸量は、50%前後のものが多く、ガラクチュロン酸に対するメトキシル基量は7%以上で高メトキシルペクチンであった。これらのペクチンは中性糖にラムノースが含まれていたため、分子鎖はねじれを持った構造であることが推察された。また、粗ペクチンの粘度を毛細管粘度計によって測定したところ、ガラクチュロン酸量が高いほど高粘度であった。いずれの試料も無機成分はKが最も多く、ついでCa、Mgの順で同様の傾向であった。無機質含有量と粘度の関係は認められなかった。マンゴー、キウイ、スターフルーツ、フェイジョア、グァバは、ペクチンや酸の添加なしに良好なジャムを調整できたが、ジャムの品質とペクチンの理化学的性質との関係は認められなかった。熱帯果実のイメージ、官能、嗜好、加工特性の基礎資料を得る目的で、イメージ調査、官能評価、調製ジャムの品質評価、抽出ペクチンの化学的性状を検討し、以下の結果を得た。1.熱帯果実のイメージ:13個のイメージワードに対する評点を主成分分析し、イメージマップを作成したところ、パッションフルーツ、キワノ、マンゴーは「身近な高ビタミンフルーツ群」、ライチ、パパイヤ、スターフルーツ、キウイフルーツは「熱帯的フルーツ群」、アボカドは「健康的フルーツ群」、ザクロ、ランブータン、ドラゴンフルーツは「熱帯イメージ先行型フルーツ群」に分類できた。果実が持つこれらのイメージは、果実の外観(形、色)によって左右されていると考えられた。2.生果実の官能および嗜好特性:分析型官能検査では、全体的に熱帯果実(1と同様の試料)は、水々しく、香り、甘味、渋味、苦味が弱いと評価された。また、嗜好型官能検査では、ライチのように甘味の比較的強いものやキウイフルーツの嗜好性が高かった。3.熱帯果実の加工特性:試料としたマンゴー、キウイフルーツ、スターフルーツ、フェイジョア、グァバは、いずれもペクチンや酸の添加なしにジャムを調製できた。滴定酸度はキウイフルーツジャムが最も高く、色彩のL、a、b値は最も低かった。いずれのジャムも官能検査では酸味、香りが少ないと評価された。4.ペクチン質の化学的性状:試料(3と同様の果実)から抽出した粗ペクチン中のガラクチュロン酸量はいずれも50%前後であり、ガラクチュロン酸に対するメトキシル基量は7%以上であった。また、中性糖にはラムノースが含まれていたため、ペクチンの分子鎖はねじれを持つと考えられた。無機含有量はKが最も多く、ついでCa、Mgであった。
π性電子供与体の環境場における光電子移動反応の制御

(1)キラルなπ性電子供与体による光電子移動反応の制御(新しい不斉反応)我々は光電子移動反応を利用した新しい化学反応の開発を目指して研究を行っている。この反応では反応性に富むイオンラジカル活性種を生成することができ、生理活性物質等の有用な化合物の合成に応用している。芳香族オレフィン類を電子受容体の存在下で光照射し、カチオンラジカルにアンモニアやアミンなどを付加させ有用な化合物を合成する研究において、芳香族炭化水素などのπ性電子供与体をこの系に添加することにより反応効率が著しく増大できることを見い出した。例えば、アネトール(1a)のアンモニアによる光アミノ化反応において、π性電子供与体を添加しない場合収率52%であったものが、1,3,5-トリフェニルベンゼン(TPB)を添加すると91%まで収率が向上した。これは1aのカチオンラジカルがTPBとπ-錯体を形成して安定化されるためだと考えらる。そこで、光による新しい型の不斉反応を開発するために、光学活性な置換基を持つπ性電子供与体を用いた不斉の環境場において光アミノ化反応を行った。旋光度の測定の結果、1aの光アミノ化反応では最高で8%のエナンチオマー過剰率(ee)で(^+)体のアミノ化物を多く生成することが分かった。(2)三重項増感反応によるオレフィンのアルキル化反応光反応で炭素一炭素結合を合成することは合成化学上重要である。我々は、ベンゾフェノン類による光増感反応をt-ブチルアミン存在下で行うことによって、従来の三重項増感反応では難しかったアセトニトリル、塩化メチレン、アセトンをアルキル化剤とするオレフィンのアルキル化に成功した。機構的研究からベンゾフェノン三重項とt-ブチルアミンの反応で発生したt-ブチルアミニルラジカルがアルキル化剤から水素を引き抜きいていることが分かった。
他者視線に対する社交不安傾向者の認知神経プロセスの解明

今年度は感情を含む他者視線に社交不安傾向がもたらす認知バイアスを中心に研究しその成果を論文にまとめた.具体的にはモーフィング技術を用いて画像を加工することで幸せから嫌悪まで表情をパラメトリックに変化させた感情を含む他者視線画像を呈示したときに抱く印象に,社交不安傾向があたえる影響について行動実験により調査した.その結果,高社交不安傾向者はあいまいな幸せの表情から明確な嫌悪の表情にかけて,低社交不安傾向者はあいまいな嫌悪の表情から明確な嫌悪の表情にかけてネガティブな印象を抱くことが明らかとなった.このことから,他者視線に含まれる感情があいまいであるとき,高社交不安傾向者は不安を増長し,否定的な解釈をすることでネガティブな印象を抱く可能性が示唆される.以上のことをまとめた論文が国際雑誌に掲載された.また,上述の刺激に対する事象関連電位の測定を行い,他者視線に抱いた印象と事象関連電位の関係性を調査したが,関係性は見られなかった.そこで,実験手続きを見直し,従来の解析手法とは異なる手法を用いて解析を行なった.さらに,うつや不安障害の治療に一定の効果がみられるマインドフルネス瞑想を取り入れ,他者視線の印象を判断する他者視線印象判断課題を行なった後,1週間マインドフルネス瞑想に取り組んだ瞑想群と,日常生活を過ごした統制群を設け,瞑想期間の前後で他者視線に抱いた印象と事象関連電位の関係性を比較した.その結果,明確な幸せな表情に対する前頭部(Fz)における事象関連電位P2の振幅がネガティブな印象が減少するほど減少した.このような効果が,統制群には見られないことを明らかにした.以上より,他者視線観察時の前頭部(Fz)における事象関連電位P2は課題3「社交不安傾向者が抱く脅威を評価するバイオマーカー」として提案できる可能性が示唆された.なお,この成果に基づいた論文を現在投稿準備中である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は自身に向けられた他者の視線を脅威として知覚する脳部位の同定,感情を含む他者視線に社交不安傾向がもたらす認知バイアスを中心に研究しその成果を論文にまとめた.他者視線認知に関わる高次脳機能に社交不安傾向があたえる影響を調査した.具体的には,他者の直視,よそ見,閉眼を観察した際の事象関連電位に着目した.その結果,他者視線を観察した際,正中前頭部で惹起する事象関連電位P2に社交不安傾向の影響が見られた。高社交不安傾向者は低社交不安傾向者に比べP2の振幅が大きかった.高社交不安傾向者は直視,よそ見,閉眼の順でP2が惹起するのに対して,低社交不安傾向者は直視,よそ見に差がなく,次いで閉眼の順でP2が惹起した.また,P2の電流源推定を行ったところ,高社交不安傾向者は低社交不安傾向者に比べて,他者直視を観察している際,右島皮質が強く活動することがわかった.これらのことから,他者視線,とりわけ他者直視は高社交不安傾向者にとって不安を想起させる優先的に処理すべき顕著な刺激として認知されている可能性が示唆される.以上のことをまとめた論文が国際雑誌に掲載された.次に,感情を含む他者視線に社交不安傾向がもたらす認知バイアスについて調査した.パラメトリックに変化させた感情を含む他者視線画像を呈示したときに抱く印象に,社交不安傾向があたえる影響について行動実験により調査した.その結果,高社交不安傾向者はあいまいな幸せの表情から,低社交不安傾向者はあいまいな嫌悪の表情から明確な嫌悪の表情にかけてネガティブな印象を抱くことが明らかとなった.また,明確な幸せの表情に対するネガティブな印象は社交不安傾向が低いほど強くなることが明らかになった.これらのことから,他者視線に含まれる感情があいまいであるとき,高社交不安傾向者は不安を増長し,否定的な解釈をすることでネガティブな印象を抱く可能性が示唆される.申請時の年次計画通りに研究を遂行している.具体的には課題1,課題2ー1,博士論文の執筆を手がけた.課題1自身に向けられた他者の視線を脅威として知覚する脳部位の同定,については学術論文として国際雑誌(Brain and Cognition)に掲載された.課題2ー1:感情を含む他者の視線に抱く感情に社交不安傾向が与える影響を調査した。得られた成果は学会(Society for Neuroscience,日本認知科学会研究分科会P&P研究会)で発表した。なお,この発表に基づいた論文は現在投稿準備中である.これまでの研究と合わせ,「他者視線認知に社交不安傾向の与える影響に関する脳機能計測研究」と題して博士論文を執筆し明治大学にて博士(工学)を取得した.今年度は感情を含む他者視線に社交不安傾向がもたらす認知バイアスを中心に研究しその成果を論文にまとめた.具体的にはモーフィング技術を用いて画像を加工することで幸せから嫌悪まで表情をパラメトリックに変化させた感情を含む他者視線画像を呈示したときに抱く印象に,社交不安傾向があたえる影響について行動実験により調査した.その結果,高社交不安傾向者はあいまいな幸せの表情から明確な嫌悪の表情にかけて,低社交不安傾向者はあいまいな嫌悪の表情から明確な嫌悪の表情にかけてネガティブな印象を抱くことが明らかとなった.このことから,他者視線に含まれる感情があいまいであるとき,高社交不安傾向者は不安を増長し,否定的な解釈をすることでネガティブな印象を抱く可能性が示唆される.以上のことをまとめた論文が国際雑誌に掲載された.

また,上述の刺激に対する事象関連電位の測定を行い,他者視線に抱いた印象と事象関連電位の関係性を調査したが,関係性は見られなかった.そこで,実験手続きを見直し,従来の解析手法とは異なる手法を用いて解析を行なった.さらに,うつや不安障害の治療に一定の効果がみられるマインドフルネス瞑想を取り入れ,他者視線の印象を判断する他者視線印象判断課題を行なった後,1週間マインドフルネス瞑想に取り組んだ瞑想群と,日常生活を過ごした統制群を設け,瞑想期間の前後で他者視線に抱いた印象と事象関連電位の関係性を比較した.その結果,明確な幸せな表情に対する前頭部(Fz)における事象関連電位P2の振幅がネガティブな印象が減少するほど減少した.このような効果が,統制群には見られないことを明らかにした.以上より,他者視線観察時の前頭部(Fz)における事象関連電位P2は課題3「社交不安傾向者が抱く脅威を評価するバイオマーカー」として提案できる可能性が示唆された.なお,この成果に基づいた論文を現在投稿準備中である.課題2ー2:社交不安傾向者が抱く他者の直視に対する脅威が,直前の感情が含まれる他者の視線による影響を受けるか調査する.課題3:課題1,課題2の結果をとりまとめ,社交不安傾向者が抱く脅威を評価するバイオマーカーの開発の提案を行う.申請者と交流を持つ精神疾患関係の医療従事者と積極的に連絡を取り課題の解明に努める.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高感度の全天エックス線監視による巨大バイナリブラックホールの探査

我々は、全天X線監視装置MAXIを用いて、中心に二つの超巨大ブラックホール(BH)を持つ活動銀河である巨大バイナリBHの探査を行った。巨大バイナリBHは、超巨大BHの形成にBH同士の合体が重要な役割を果たすことを示す天体である。我々は、MAXIで検出した約100個の活動銀河を対象に、BH同士のケプラー回転によって生じる周期的なX線光度変動の検出を行ったが、巨大バイナリBHは発見できなかった。この結果は、巨大BHの合体進化の理論に重要な制限を与える。本研究の目的は、2009年夏に国際宇宙ステーションに搭載された全天X線監視装置MAXIによる多数の活動銀河核のX線長期観測を用いて、銀河中心の巨大ブラックホールの形成機構を探るうえで非常に重要な役割を果たす巨大バイナリブラックホールを探査することである。そのためには、MAXIによって多数の活動銀河核を数年間以上にわたって観測し、そのX線光度曲線から巨大ブラックホール同志のケプラー回転に伴う周期的光度変動を検出することが必要である。この際、周期的変動を正確に抽出するためには、X線光度を精度良く測定することが非常に重要となる。そこで本年度は、本研究に必要なX線測光の精度を実現するために、MAXIのキャリブレーションに重点を置いた。ここで特に重要となるのが、検出器の点源応答関数(PSF)の構築と軌道上での検出器バックグラウンド(BGD)のモデル化である。そこで私は、MAXI打ち上げ以降に得られた全観測データを詳細に解析し、MAXIのPSFとBGDをほぼ研究に適応できる精度で構築することに成功した。また、それらを用いた活動銀河核のX線測光の手法もほぼ確立した。その結果、MAXIが検出した全天のX線天体のカタログの作成に着手した。このカタログは、来年度中に第一版が完成する見込みになった。また、このX線天体おカタログの中から明るい活動銀河核をピックアップすることで、巨大バイナリブラックホール探査の第一候補とすることになる。またMAXIを用いて、ブレーザーと呼ばれるジェットを噴出する活動銀河であるMarkarian 421から、史上最大級のX線フレアを検出した。その際のX線光度とスペクトルの変化を、MAXIを用いて詳細に調査することで、ジェットに伴う磁場の強度を算出することに成功した。これをもとに、MAXIが活動銀河核の観測に有効であることを実証した。本研究の目的は、2009年夏に国際宇宙ステーションに搭載された全天X線監視装置MAXIによってえられる史上最高の全天のX線観測のデータを用いて、周期的なX線光度変動をする活動銀河を探査することで、巨大バイナリブラックホールの存在を証明または制限することである。巨大バイナリブラックホールとは、中心に合体直前で連星状態になった二つの巨大ブラックホールが存在する活動銀河であり、巨大ブラックホールが合体を繰り返すことで形成されたこと証明する、重要な観測対象である。周期的X線光度変動をする活動銀河を発見するには、多数の活動銀河のX線光度を長期間にわたって、正確に測定することが重要である。活動銀河核はX線フラックスが比較的小さいため、精度のよいX線測光にはMAXIのバックグラウンドモデルと点源応答関数が最も重要である。そこで本年度は、キャリブレーションに重点を置き、昨年度に基礎を構築したMAXIバックグラウンドモデルと点源応答関数の完成を実施計画の中心とした。そして、MAXIの1年以上の観測データをもとに、それらの精度を高めることに成功した実際に、完成したバックグラウンドモデルと点源応答関数を解析に取り込み、MAXIの測光精度が高まったことを確認した。そして、その手法を初期の7か月の観測データに適用し、MAXIによるX線源のカタログの第1版を完成し、論文として出版した。このMAXIカタログの中から、本研究の観測対象となりうる活動銀河核を約50個リストアップすることができた。現在、これらの活動銀河の監視観測をMAXIによって続けており、長期のX線光度曲線のデータベースを構築しつつある。また、その中から特にX線フラックスの強い活動銀河を数個選択し、時間変動解析の手法を確立しつつある。さらに、MAXIによる観測結果をもとに、バイナリブラックホール探査専用の超小型衛星のアイデアを考案した。本研究では、2009年に国際宇宙ステーションに搭載され史上最高の感度で全天のX線天体を監視し続けている全天X線監視装置MAXIを利用し、「巨大バイナリブラックホール」の探査を行った。巨大バイナリブラックホールとは、合体直前で連星状態になった二つの巨大ブラックホールを銀河の中心に持つ活動銀河であり、巨大ブラックホールが合体を繰り返すことで形成された証拠となる重要な天体である。我々は、巨大バイナリブラックホールの観測的な証拠として、二つの巨大ブラックホール同士のケプラー回転で生じる周期的なX線光度変動に着目した。本年度は、昨年度までの研究で構築したMAXIによるX線源のカタログから、本研究での探査対象となる約50個の活動銀河を選択した。

これらの活動銀河に対して、MAXIを用いた正確なX線測光の手法を確立し、3年以上にわたる長期間のX線光度曲線の取得に成功した。そして、得られた光度曲線をもとに、観測条件やデータ欠損の影響などを正確に取りんだ解析手法を構築し、研究の総仕上げとなる周期性の探査を行った。その結果、今回の候補天体の中からは周期変動をする活動銀河は発見できなかった。本研究を開始するにあたり、我々は巨大バイナリブラックホールの進化の理論に基づき、MAXIでは1個程度の京大バイナリブラックホールを検出できる可能性があると予想していた。したがって、今回の結果は巨大バイナリブラックホールの進化の理論に修正が必要であることを示唆しており、非常にインパクトが大きい。以上の結果をもとに、巨大バイナリブラックホールの発見には、より高い感度を持つ専用の観測装置が必要であることを痛感した。そこで、巨大バイナリブラックホール探査専用の超小型衛星ORBISを考案し、衛星の基礎設計を完了した。平成23年度の実施計画に挙げた、全天X線監視装置MAXIのバックグラウンドおよび点源応答関数の構築を完了し、それを用いた精度の高いX線測光方法を確立できたこと。また、それをMAXIの観測データに適応し、本研究の対象となる活動銀河核をリストアップできたこと。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に確立したX線測定の手法を、2009年9月にMAXIが稼動してから約3年間の活動銀河核のすべての観測データに適応し、長期のX線光度曲線のデータベースを完成する。それをもとに、周期的X線光度変動をする活動銀河核を探査する。発見できた場合には、理論と比較することで、それが巨大バイナリブラックホールかどうかを特定する。発見できなかった場合には、その存在に制限をつける。なお、MAXIは今なお順調に観測を続けており、本研究の遅延などの問題は想定していない。ただし、バックグラウンドや点源応答関数は経年変化が予想されるため、常にキャリブレーションを続ける。
横波超音波の固有振動数変動による抗原抗体反応の高感度質量計測

本研究は、液体中で分子間の相互作用を検出できる高感度センサの実現を目指すものである。具体的には、独自の傾斜配向ScAlN膜を用いた擬似横波薄膜共振子を用いて、液体中で持続的共振を実現し、共振周波数変動を用いて、分子間相互作用の検出を目指している。計画通り、傾斜配向ScAlN膜の傾斜角度、配向度を極点X線回折法により評価して、成長条件を最適化することができた。これにより、傾斜角度30度以上、χ走査ロッキングカーブ半値幅15°以下の傾斜配向薄膜が再現性良く成長できるようになっている。さらに成長させた薄膜を用いて、横波薄膜共振子を作製し、恒温槽を用いた液中測定システムを構築した。粘性液体(グリセリン水溶液)をセンサに付加し、その粘性侵入長を質量負荷として模擬し、粘性を変化させた際の共振周波数変化を上記システムにより測定した。その結果、粘性変化に応じた妥当な共振周波数の変化を観測することができた。また計画通り、極性反転構造によるセンサ面積拡大を目指して、傾斜反転構造が成長できるよう、真空チャンバーに回転導入器を設置する改造を行い、4層以上のc軸傾斜反転ジグザグ構造を作製にも成功した。この構造の高次モード共振特性をネットワークアナライザを用いた高周波測定系により評価するとともに、電気機械結合係数を測定した。c軸傾斜反転ジグザグ構造に基づく極性反転構造を考慮したMasonの等価回路モデルを構築し、高次モード横波共振特性をシミュレーションした結果と、上記の実測の高次モード共振特性を比較した結果、よく一致していることを確認するとともに、センサ面積の拡大も確認できた。恒温槽を用いた液中測定システムを構築し、粘性を変化させた際の共振周波数変化を測定した結果、粘性変化に応じた妥当な共振周波数の変化を観測することができた。今後、計画どおり500MHz800Mzの音響多層膜を用いたた傾斜配向ScAlN膜の擬似横波共振子を作製する。これを用いて、生体高分子を用いた分子間相互作用の検出実験を行い、高感度センサの実現を目指していく。このセンサでは質量負荷を薄膜の固有振動変動から検出する。具体的には液体中においても持続的に共振することのできる、独自の横波薄膜共振子の固有振動数変動を用いて、分子間相互作用を検出する。計画通り、成膜装置に回転機構を導入し、成膜ビームを基板面に対して斜めに照射できる成膜構成を構築した。これにより窒化アルミニウム薄膜の配向制御を行える実験環境が整備された。この技術により液体中で動作可能な横波を励振する薄膜を簡便に成長させることができる。さらに成膜条件や基板配置、ターゲット温度、スパッタ装置の磁場の最適化を行った。その結果、純横波を励振する共振子の作製に成功した。結晶の配向方向は通常の紛体X線回折法では評価できないため、あらたに極点X線回折法を立ち上げ、極点図測定により、面内方向と面外方向の結晶配向性を定量的に評価できるようにした。次に得られた薄膜の電気エネルギーから横波エネルギー(機械エネルギー)の変換効率の目安となる電気機械結合係数k15の評価が必要となる。通常は、基板エッチングし薄膜自立構造を作製したうえで、共振ー反共振法によりk15の評価を行うが、本研究では、基板に石英ガラスを用いているため、この方法は使えない。そこで、本研究では独自の基板付き共振子(HBAR)を用いたk15の評価方法を用いて、ネットワークアナライザを用いて、試作した共振子のk15を決定した。さらに計画通り、純横波の励振もネットワークアナライザのタイムドメイン機能を用いて、共振子のS11パラメータを逆フーリエ変換することにより、確認した。また液体中の励振についても観測に成功した。巨大圧電性を持つScAlN薄膜を用いて、実際に横波共振子の試作に成功している。さらに液体中動作についても観測に成功した。

この構造の高次モード共振特性をネットワークアナライザを用いた高周波測定系により評価するとともに、電気機械結合係数を測定した。c軸傾斜反転ジグザグ構造に基づく極性反転構造を考慮したMasonの等価回路モデルを構築し、高次モード横波共振特性をシミュレーションした結果と、上記の実測の高次モード共振特性を比較した結果、よく一致していることを確認するとともに、センサ面積の拡大も確認できた。恒温槽を用いた液中測定システムを構築し、粘性を変化させた際の共振周波数変化を測定した結果、粘性変化に応じた妥当な共振周波数の変化を観測することができた。今後、計画どおり粘性液体を用いた横波薄膜共振子の感度評価、極性反転構造の作製を行い、高感度センサの実現を目指していく。今後、計画どおり500MHz800Mzの音響多層膜を用いたた傾斜配向ScAlN膜の擬似横波共振子を作製する。これを用いて、生体高分子を用いた分子間相互作用の検出実験を行い、高感度センサの実現を目指していく。
多階層力学系への変分法的アプローチによる高温プラズマの爆発的崩壊機構の理論研究

高温プラズマにおいて起こる爆発的な磁気リコネクション(磁力線のつなぎ換え)の機構を明らかにするため、電子慣性と電子温度の効果を含んだ2流体プラズマモデルを用いて、テアリング不安定性の非線形発展を解析した。高解像度の数値シミュレーションを行うことにより、非線形段階の不安定成長には爆発的な傾向があることがわかり、その際、X型の電流シートがリコネクション点の近傍で局所的に発生し、拡大していくことを発見した。変分法に基づいた理論的考察により、このような局所的な磁気リコネクションが効率的に磁気エネルギーを解放していることを示し、新しい爆発的成長速度のスケーリング則を提案した。太陽フレアや地球磁気圏サブストームなど、自然界では爆発的な「磁気リコネクション(磁力線のつなぎ換え)」現象が観測されており、磁場のエネルギーがプラズマの運動エネルギーや熱エネルギーへと急速に変換されている。しかし、電気抵抗による磁場拡散をとり入れただけの古典的な電磁流体力学(MHD)モデルでは、このような「速い」磁気リコネクション速度を理論的・数値的に説明することができていない。そこで、本研究では「電子慣性効果」や「電子温度効果」などの微視的効果を考慮に入れた拡張MHDモデルの直接数値シミュレーションを行い、磁気リコネクションが爆発的に加速される条件やその基本的なメカニズムを調べた。爆発的な磁気リコネクションは電気抵抗が非常に小さい無衝突プラズマにおいて起こり、シミュレーションではリコネクション領域においてX型の電流シート(境界層)が自発的に形成され、それが衝撃波のように急速に伝搬する様子が見られた。この電流シートの厚みは時間と共に薄くなっていく傾向があり、空間方向に数千から数万個の計算格子を用意することで初めてこのような爆発的時間発展を詳細にとらえることに成功した。また、上記の微視的効果の寄与を小さくする程、初期の線形段階における速度は遅くなるものの、非線形段階における爆発的加速によって最終的には十分速い速度にまで到達することがわかった。この現象はマルチスケール(異なるスケール階層間の相互作用)をもつことと、強い非線形性をもつことから、厳密な理論解析はこれまで成功しておらず、本研究の高解像度シミュレーションから得られる爆発的時間発展のスケーリング則は新しい理論構築への重要な手がかりになることが期待される。プラズマ物理学において、速い「磁気リコネクション(磁力線のつなぎ換え)」現象のメカニズムを解明することは、半世紀以上の歴史がある重要課題である。特に、太陽フレアや地球磁気圏サブストームをはじめ、核融合反応炉を目指す磁場閉じ込めプラズマは高温・希薄であるため電気抵抗が非常に小さく(無衝突)、電子慣性やホール効果、有限ラーマー半径効果といった様々な微視的スケールの複合的な寄与を考慮しないと、観測されるリコネクション速度を説明できないと考えられている。微視的スケール(電子の慣性長)で起こる磁力線のつなぎ換えが引き金となって、巨視的な磁場や流れ場が劇的に変化するという意味で、この現象は多階層問題であり、直接数値シミュレーションや厳密な数学解析は依然として困難である。本研究では「電子慣性」と「電子温度(ホール効果)」の微視的効果だけに絞ったシンプルなモデルを考察する代わりに、空間方向に数千から1万程度の計算格子を用意した非常に高解像度の直接数値シミュレーションを行なった。これにより、計算領域の1%以下のサイズの電子慣性長スケールで生じる磁気リコネクションが、非線形段階において爆発的に加速し、最終的には巨視的な磁場エネルギーの大部分がプラズマの運動エネルギーへと変換されることを示した。特に、爆発的加速段階ではX型の境界層(電流層&渦層)が、リコネクション点の近傍で局所的に形成され、それが急速に拡大していく様子が見られた。次にこの数値計算結果に基づいて、爆発的成長速度のスケーリングを説明する非線形理論モデルを構築した。これは磁気エネルギーを最も効率的に解放するような変位を求めるという変分法のアイデアを用いており、厳密解を得る事が困難な問題に対してスケーリング則を見積ることができる有用な方法であることを示した。太陽フレアが観測される宇宙プラズマや核融合反応炉を目指した磁場閉じ込めプラズマでは、希薄・高温であるゆえに電気抵抗よりも電子慣性やホール効果、有限ラーマー半径効果といった様々な微視的スケール階層の寄与が支配的となる。このような無衝突プラズマでは非常に速い磁気リコネクション(磁力線のつなぎ換え)が起こり、磁気エネルギーが運動エネルギーへと解放される過程はあたかも爆発的な崩壊のように観測される。本研究では、この現象が真に爆発的であるかどうかも含めて数値計算と非線形理論による検証を行い、爆発的崩壊が起きるための条件や基本的メカニズムを明らかにした。まずは「電子慣性」と「電子温度(ホール効果)」の微視的効果だけに絞ったシンプルな二流体モデルを解析した。空間方向に高解像度の直接数値シミュレーションを行なうことにより、計算領域の1%以下のサイズの電子慣性長スケールで起こる磁気リコネクションが、非線形段階において爆発的に加速し、最終的には系全体の磁場エネルギーの大部分がプラズマの運動エネルギーへと変換されることを示した。これは磁気エネルギーを最も効率的に解放するような変位を求めるという変分法のアイデアを用いており、厳密解を得る事が困難な非線形問題に対して有用な方法である。

さらに「有限ラーマー半径効果」や「圧縮性(遅い磁気音波)」なども考慮したジャイロ流体モデルや二流体モデルについても解析を進めた。前者は磁気リコネクションを加速させ、後者は減速させる付加的な効果があることを変分原理によって示した。高温プラズマにおいて起こる爆発的な磁気リコネクション(磁力線のつなぎ換え)の機構を明らかにするため、電子慣性と電子温度の効果を含んだ2流体プラズマモデルを用いて、テアリング不安定性の非線形発展を解析した。高解像度の数値シミュレーションを行うことにより、非線形段階の不安定成長には爆発的な傾向があることがわかり、その際、X型の電流シートがリコネクション点の近傍で局所的に発生し、拡大していくことを発見した。変分法に基づいた理論的考察により、このような局所的な磁気リコネクションが効率的に磁気エネルギーを解放していることを示し、新しい爆発的成長速度のスケーリング則を提案した。モデルを拡張していくという計画に対してはやや遅れているが、爆発的な磁気リコネクションを説明する理論構築の面で、新しい成果を得ることができた。電気抵抗に起因する遅い磁気リコネクションに対しては、ラザフォード理論(1973)によってほぼ解明されているが、無衝突プラズマの速い磁気リコネクションに対して、本研究はそれに近い理論的貢献をしたと期待している。電磁流体力学、流体力学、安定性理論爆発的な磁気リコネクションの基本的なメカニズムは、これまで解析した2-fieldsモデル(渦度方程式と一般化オーム則)で捉えることができたと考えられるが、さらにモデルを一般化して3-fields、4-fieldsモデルの解析を行う。物理的には反磁性効果や磁気音波との相互作用が加わり、問題は複雑になるが、依然として爆発的な磁気リコネクションが起こることが予想される。これらのモデル方程式はハミルトン形式をもつことが近年詳細に調べられているので、まずは線形不安定性に対して変分原理が成り立つかどうかを解析する。本年度は高解像度の数値シミュレーションを実施するため、大規模並列計算機の利用を考慮して計算コードの開発を行った。コードは一通り完成してある程度の計算結果が出始めたが、並列化効率が予想以上に悪く、多くの計算時間が必要となってしまった。また、実際にシミュレーションを行うと、パラメータに応じて現象の様子が大きく変わったため、本年度中にそれを説明するほどの完全な理論の構築までには至らなかった。本年度の成果を論文にまとめ、Physics of Plasmas誌に投稿したが、本年度中に掲載確定までには至らなかったため、未使用額が生じた。また、別予算の「頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣プログラム」により、本年度の大半を米国で長期滞在したため、日本国内の学会発表を行わず、国内出張旅費が未使用となった。さらなるモデルの拡張や高解像度シミュレーションを目指すため、計算コードの最適化や高速化を継続して試みる。それと同時に、数値的に得られた爆発的磁気リコネクションの速度やメカニズムを説明する理論の構築を行い、当初の計画に沿った方向へ研究を遂行する。論文については次年度に掲載が決まれば、そちらに使用する。