hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核分裂生成貴金属の熱電材料への応用に関する研究

核分裂生成貴金属中の主要元素であるルテニウム(Ru)のケイ化物であり、半導体的性質を示すRu_2Si_3に同じく核分裂生成貴金属であるロジウム(Rh)をRuに対し原子数比で4%および6%ほど添加した試料について熱電性能に関する研究を行った。試料は所定の組成になるよう秤量したRu、Rh、Siを精製アルゴン減圧下でアーク溶融させ棒状に整形した後、浮遊溶融帯法(FZ法)にて測定用試料の作成を行った。熱電性能測定は室温から約1100Kの温度範囲で行った。ゼーベック係数は無添加試料においては800K付近でn型からp型への遷移が確認された。一方Rh4%添加試料およびRh6%添加試料では室温から1100Kの測定範囲ではn型のままであった。4%添加のものは1100Kまで値を保ったままだったが6%添加試料では1000K以上で小さくなっていった。電気抵抗率は4%添加試料は500K以下では無添加のものに比べ約1桁小さな値となり、6%添加試料はさらに約40%小さな値となった。今回の結果から熱伝導率が文献値と同じであると仮定して無次元性能指数を計算すると4%添加試料では約1100Kで最大0.78、6%添加試料では約800Kで最大0.41の値となった。Rh4%添加試料の値は、現在高温での代表的な熱電材料であるSiGeを約30%上回っており今後の製造条件最適化によっては目標の無次元性能指数が1を超えることも可能であるという結果を得た。核分裂生成貴金属中の主要元素であるルテニウム(Ru)のケイ化物であり、半導体的性質を示すRu_2Si_3に同じく核分裂生成貴金属であるロジウム(Rh)をRuに対し原子数比で4%または6%ほど添加した試料について熱電性能に関する研究を行った。熱電性能測定は室温から約1000Kの温度範囲で行った。ゼーベック係数はRh4%添加試料では無添加のものに比べ約3倍の大きさになり、800K付近でn型からp型への遷移が確認された。一方Rh6%添加試料では室温から数百Kの温度では4%添加のものに比べ小さな値となったが、そのままn型を保ちつつ800Kで最も大きな値を持った。電機抵抗率は4%添加試料は無添加のものに比べ約1桁小さな値となり、6%添加試料はその間の値であった。このことは電気抵抗率を最小にする添加量が6%以下の範囲に存在することを意味する。今回の結果から熱伝導率が文献値と同じであると仮定して無次元性能指数を計算すると4%添加試料では973Kで最大0.18、6%添加試料では873Kで最大0.22の値となり、これまでRu_2Si_3系熱電材料で得られた値の3倍以上となった。4%添加試料では今回の測定温度範囲の上限で最も性能指数が高くなっていることからさらに高温の測定を行うことでもっと高い性能が得られる可能性が大いにある。また今後は理論的な最適添加濃度を検証するためにホール測定を行った研究を進めていく予定である。又その結果を基により性能向上に寄与する添加元素の探索を実験および理論両面から行っていく。
ポートフォリオを使った評価規準及び評価基準表の活用法の研究

二年間生及ぶこの研究の結論は、子どもにポートフォリオを創らせながら評価と連動させると同時に、"見取り評価"的機能を果たす教師用のポートフォリオによって補完する必要があるということである。具体的な成果は、次の通り。(A)『国研規準』や『県規準』は、単元のデザイン段階で参考にし、単元終了後に修正が必要な場合には、『県規準』や『学校規準』にその評価情報をフィードバックすべきである。現在と同じような方式を取っていた小・中学校の形成的評価実践の失敗例に学び、福井県内で協働研究を行っている教師たちの授業実践の中で、このような結論に落ち着いた。(B)評価規準は、子どもと一緒に創れば、内面化され、評価と学びの連動に役立つことが分かった。評価規準の在り方や留意点については、わが国でも以前から続けられてきた評価実践先進校の実践を参考にしながら、福井県内の教師と協働的に授業研究をした結果、子どもと一緒に評価規準を創って内面化させた後、教師が評価基準表を作って、子どもに提示すれば、比較的時間のロスも少なくうまくいくことが分かった。(C)優れた学習物等の提示は、子どもによる学びのモデリングや評価と学びの連動にとって効果的である。教師は、普段の授業を通して、子どもの優れた学習物を収集しておく必要がある。しかし、いかに集めるべきか、学習物等に注目する意義が分からない、学習物等を集めても、その後の扱い方がわからない、という悩みもあるので。そのような問題解消のために研究成果報告書の巻末にあるような『教科学習と総合学習における学習物サンプル集』を作成した。(D)教員研修で効果を上げるには、講師による講話よりむしろ、ビデオ教材を視聴して全体の雰囲気を押さえ、教師参画型のワークショップ形式の研修体制をとったほうが効果的であることが分かった。そのために、私たちのグループでは、教員研修用ビデオ『子どもと評価を共有する授業づくり』を製作した。1.教育課程審議会答申(平成12年)のねらいを達成するにはポートフォリオと見取り評価の併用が必要であることが分かった。本物の課題、学習物等、評定については(1)ミシガン大学の学習物サンプリング・システム(WSS)を実地調査した結果、小学校中学年までではあるが、ポートフォリオと見取り評価の併用で可能になることを確かめることができた。それに加えて「学校評価」に関してはインディアナポリスの(2)キースクールの訪問によって、教師用ポートフォリオを軸にした教員研修の必要性を痛感した。わが国では、(3)奈良教育大学付属中学校(植西浩一先生による国語の自己評価法)、(4)信濃教育研究所(雑誌『信濃教育』の調査)、(5)新潟県の新井中学校(全教科の達成度評価)、(6)高知市立泉野小学校(算数の自己評価法)、(7)国際基督教大学附属高校(渡部淳先生による演劇知による実践)、(8)横浜国立大学附属横浜中学校(全教科のポートフォリオ実践)を訪問したが、特に(4)や(6)によって見取り評価構築のヒントが得られ、(5)によって、一つの学期を通した絶対評価の実践が参考になった。2.評価規準は、子どもと一緒に創れば、評価と学びの連動に有効であることが分かった。評価規準の在り方や留意点については、上述の(1)や(2)の訪問で理念モデルを見出すことができた。

しかし、わが国の風土を勘案すると、(5)のような実践を加味しながら、基本的には、私たちの協働研究グループの小学校と中学校の先生方に評価規準や評価基準表を意識したポートフォリオ実践をしていただいた結果、子どもと評価規準を創り、それを基に教師が評価基準表を作るのが最適であることが判明した。3.優れた学習物の提示は、学びのモデリングや評価と学びの連動に対して効果があることが分かった。優れた学習物や評定法の例は、(1)の訪問によって入手した。他の実践校では、研究紀要等の形で学習物を把握している。とは言え、学習物の有効性は、私たちの研究グループによるポートフォリオ実践を通して明らかにすることができ、そこで抽出した学習物を収集して平成13年度末に『教科学習と総合学習における学習物サンプル集』として冊子化した。4.評価規準と評価基準表を使った各教科の授業実践及び研修法については、安藤輝次編著『評価規準と評価基準表を使った授業実践の方法』(黎明書房、2002年)にまとめた。来年度は、見取り評価を含めた実践を行い、これまでの実践の特徴をビデオに編集する予定である。平成14年度において研究実践を行った結果、次のような成果を得た。なお、以下の番号等は、昨年提出した「交付申請書」の「研究実施計画」の番号等に対応したものである。1.アメリカの小学校社会科教科書の分析によって、単元を通してポートフォリオ的な評価が位置付けられていることが判明し、ハーバード大学のプロジェクト・ゼロを訪問した結果、単にガードナーの認知心理学をそのまま適用しているのではなく、教育方法学のパーキンスの考え方を深く浸透させていることが明らかになった。また、プロジェクト・ゼロでは、現在、子どもたちを「深い理解」に至らしめるための一つのアプローチとして「理解のための指導Teaching for Understanding」を普及させようとしているので、そのガイドブックを全訳した。2.I)福井県教育研究所における評価規準づくりに際して、国立政策教育研究所の評価規準を活用しながら、特に小学校及び中学校の国語、算数・数学、社会の評価規準の開発とその授業実践に助言を行い、国・県・学校(とりわけ教室での授業)の連携の在り方について研究した結果、授業に評価規準を導入した直後に微調整が必要であり、また、発展学習も見越して、「おおむね満足」だけでなく「十分満足」も含めた評価基準表が必要であることが分かった。II)「書き方」「プレゼンテーション」「討論」に関する一般的分析的な評価基準表を抽出するために、(a)子どもの該当作品やビデオを視聴して、評価規準とそれを構成する項目を抽出してたたき台の評価基準表を創り、(b)次に、それを基にして小学校、中学校、高校、大学の授業で3回以上にわたって授業を実施した後、(c)子どもだけでなく授業担当の教師にも評価基準表で評価してもらい、子どものものと照らし合わせながら、評価規準およびその下にある諸項目の異同を確認し、(d)その結果に基づいて修正加筆した評価基準表を作り出した。このようにしてできあがった評価基準表は、単一教科や単一単元ではなくどの教科でもどの子どもにも適用可能という意味でより一般的なものになったと言えよう。ただし、小学生に対しては、読みやすさや理解のしゃすさを考慮して、評価規準や項目の記述を分かりやすいように変更した。3.これらの一般的分析的な評価基準表や見取り評価の重要場面をカラープリンターで出力し、それをラミネート加工して、パンフレットケースに保管し、必要な時にはいつでも使えるようにした。
文章や図を用いて自然事象を説明する能力に関する分析的研究

本研究は,理科において自然事象を説明する能力を,文章だけではなく,図や表を用いて表現する総合的な能力ととらえ,その実態を小・中学生において調べることを目的としている。本研究においては,IEA(国際教育到達度評価学会)の第3回国際数学・理科教育調査(TIMSS)における理科問題のうち,小・中学生に対して論述形式で出題された問題について,児童・生徒個々が解答に用いた文章を入力し,データベース化した。具体的には,小学校3・4年生および中学校1・2年生を対象として実施された理科の論述形式問題9題(小)および11題(中)を含む自由記述形式問題13題(小)および22題(中)の解答をすべて入力し,データベース化した。13題(小)あるいは22題(中)を内容領域から分類したときの内訳は,物理・化学領域3題(小)/10題(中)、生物領域6題(小)/7題(中),地学領域2題(小)/4題(中),科学の方法に関わる領域2題(小)/1題(中)であった。各問題のデータ数は,両学年合わせて約1,100名(小)/約1,300名(中)であった。研究成果報告書においては,同じくTIMSS調査に参加したオーストラリアのデータと比較するために,理科の論述形式問題3題を選び,日豪両国の小・中学生の解答の詳細な分析を行った結果を報告した。その際,解答に用いた文章の量や描いた図・絵を分析の観点として用いたところ,文章の量や解答に用いる図・絵に両国間でほとんど違いがないことが明らかとなった。平成10年度は,IEA(国際教育到達度評価学会)の第3回国際数学・理科教育調査における理科問題のうち,中学生に対して論述形式で出題された問題について,生徒個々が解答に用いた文章を入力し,データベース化した。具体的には,中学校1・2年生を対象として実施された理科の論述形式問題9題を含む自由記述形式問題20題の解答をすべて入力し,データベース化した。20題を内容領域から分類したときの内訳は,物理領域3題,化学領域6題,生物領域7題,地学領域3題,環境問題や科学の本質に関わる領域1題であった。各問題のデータ数は,両学年合わせて11001300名の範囲にあった。平成11年度は,同じく小学校3・4年生に対して実施された理科の自由記述形式問題について解答をデータベース化する作業を行う予定である。平成11年度は,IEA(国際教育到達度評価学会)の第3回国際数学・理科教育調査における理科問題のうち,小学生に対して論述形式で出題された問題について,児童個々が解答に用いた文章を入力し,データベース化した。具体的には,小学校3・4年生を対象として実施された理科の論述形式問題9題を含む自由記述形式問題13題の解答をすべて入力し,データベース化した。13題を内容領域から分類したときの内訳は,物理・化学領域3題,生物領域6題,地学領域2題,環境問題や科学の本質に関わる領域2題であった。各問題のデータ数は,両学年合わせて約1100名であった。平成12年度は,平成10年度に同じく入力した中学校1・2年生のデータも合わせて分析を行う予定である。

平成12年度は,IEA(国際教育到達度評価学会)の第3回国際数学・理科教育調査における理科問題のうち,中学生に対して論述形式で出題された問題について,生徒個々が解答に用いた文章を入力し,データベース化した。具体的には,中学校1・2年生を対象として実施された理科の論述形式問題11題を含む自由記述形式問題22題の解答をすべて入力し,データベース化した。22題を内容領域から分類したときの内訳は,物理領域4題,化学領域6題,生物領域7題,地学領域4題,科学の方法に関わる領域1題であった。各問題のデータ数は,両学年合わせて約1,300名であった。研究の最終年度である平成12年度は,前年度までに入力した小学生のデータベースも合わせて,分析の観点を抽出し,その結果を研究成果報告書としてまとめた。
年輪水銀による地球環境水銀変動の推定

本年度は,昨年度明らかした松葉(生葉)の水銀含有量に基づく東京・横浜を含む東東北地域の広域な環境水銀分布の解明に加え,前年から今年の2年間に成長した松葉は今年度1年間に成長した松葉の2倍の水銀含有量を示すことを明らかにし,松葉の水銀含有量が現在の環境水銀分布調査に有効であることを明らかにした.一方,下記の地域で伐採した松の年輪水銀では,1)同一年輪における成長速度の違い(北側と南側)による水銀含有量と,2)地上から異なる高さに位置する年輪の水銀含有量などの変動パターンの差異について検討し,どこでもほとんど同一の変動パターンが得られることを確認した.年輪水銀の研究対象とした松の年輪試料は,秋田市(大学構内),石川県能登半島羽咋市(農村地域)および大分県九重町(大岳地熱発電所敷地内)から採取した.秋田市の松からは過去約80年間の年輪が採取できた.昭和初期(1930年)から終戦(1945年)にかけて,水銀含有量が3倍程度まで増加し続け,終戦後の数年間に急速に1930年代程度の値にまで減少したが,戦後イタイイタイ病や水俣病などが発生した時期には再び昭和初期の約1.5倍に上昇した。その後,約30年前からは昭和初期の値の1/2程度まで減少し現在に至っている.また,羽咋市郊外で得られた過去約25年間の年輪水銀量は,農村部であることを反映して秋田市に較べて少ないものの,その変動パターンは同一期間内での秋田市のものに一致した.したがって,これらの変動パターンが,この期間の全国的な環境水銀の変動パターンである可能性を示した.さらに、九重地域の松の年輪水銀もこの地域の地熱開発の変遷を反映することを確認した.これらの研究結果によって,松の葉とその年輪の水銀含有量が,過去から現在までの地球規模での環境水銀変動の推定に有効な指標になることが明らかになった.本年度は環境水銀の分布調査を簡便に行う手法を検討し、発生源との関係およびその指標となる植物の選定法の評価を行うため次の研究を行った。1)微量水銀分析装置の作成と植物試料の分析法の確立、2)水銀の自然発生源や人為発生源の特定、それらに関係した3)環境水銀の植物による濃縮とその部位や植物間の濃縮度の相違に関する予備調査。作成した装置により自然発生源である東北地域の温泉水と地熱系気体中の水銀量の差異ならびに人為発生源である車の排気ガス中の水銀量や火力発電所周辺の大気水銀量を明らかにした。さらに、松葉中に水銀が濃縮されていることを見出した。また、同一場所に隣接する松、アメリカ杉およびモミの木を用いて、植物間の葉中の水銀量を比較した。もみの木と松の葉は、ほぼ同一水銀量を含むが、アメリカ杉の葉はそれらの約2倍量の水銀を含むことが判明した。しかし、松葉は乾燥しにくく取り扱い易くかつ世界中に分布し、他の植物との誤認の恐れがないため環境水銀量の調査指標とした。9月末から11月にかけて実施した松葉による北陸や東北地域の環境水銀調査では、地熱地帯や火力・地熱発電所周辺および都市部で高く、山間部で低く、さらに水銀発生源が無い鳥海山頂の松葉は最低水銀量を与える明確なパターンが得られた。このことにより環境水銀は大気から松葉に濃縮されており、大気の水銀汚染度が松葉を用いて観測できることを明確にした。今年度の日本地熱学会でこれらの結果を発表した。また、松の葉より葉の付け根、さらに幹部に水銀がより濃縮されていることを見出し、年輪水銀分析により環境水銀変動が推定できる可能性を明らかにした。現在、年輪水銀の分析に向けて、年輪の保管・処理法を検討中である。その後,約30年前からは昭和初期の値の1/2程度まで減少し現在に至っている.また,羽咋市郊外で得られた過去約25年間の年輪水銀量は,農村部であることを反映して秋田市に較べて少ないものの,その変動パターンは同一期間内での秋田市のものに一致した.したがって,これらの変動パターンが,この期間の全国的な環境水銀の変動パターンである可能性を示した.さらに、九重地域の松の年輪水銀もこの地域の地熱開発の変遷を反映することを確認した.
ラクトン類の高効率・高精密重合を目指した複合化触媒の設計

多段階ステップで進行するラクトン類の開環重合では、ルイス酸性と求核性のバランスを個別に変化させて分子触媒を最適化することは困難である。今回、.-カプロラクトン(CL)の開環重合において、互いに反応しないルイス酸と求核剤とを用い、それぞれがモノマーに対して共同作用することで効率的な複合化触媒となる重合触媒系を開発した。これにより、ルイス酸性と求核性とを独立させて最適化することができ、さらに効率的な重合触媒の開発が可能となる。研究代表者は先に、2当量のサリチルアルドイミン配位子とトリエチルアルミニウムから容易に調製されるアルミニウム錯体1が、錯体1に対して1当量のベンジルアルコール存在下、ε-カプロラクトンに対して1%で極めて優れた重合触媒となることを報告した。NMRにより触媒の二次元構造は推定されていたものの、詳細は不明であった。今回、錯体のX線結晶構造解析により、ふたつの配位子のうち一方は二座配位子であるのに対し、もう一方の配位子は単座配位子であることが確認され、アルミニウムがテトラヘドラル構造であることを明らかにした。重合機構の研究では、錯体1に対して1当量のベンジルアルコールを加えると、1当量のプロトン化された配位子が新たに生成し、また0.5当量の錯体1が残存していることが確認された。構造確認はできないものの、化学量論比から0.5当量のエチルアルミニウムジベンジルオキシド錯体が生成していると予想された。しかし、アルキルアルミニウムジアルコキシドは、これまで構造が明らかにされていない。このため、エチルアルミニウムジベンジルオキシドが不均化し、他の化合物、すなわち、ジエチルアルミニウムベンジルオキシドとアルミニウムトリベンジルオキシドの混合物が活性種となっている可能性もある。そこで重合系で生成している化合物、錯体1、配位子のプロトン化体、エチルアルミニウムジベンジルオキシド、その不均化体の可能性のあるジエチルアルミニウムベンジルオキシドとアルミニウムトリベンジルオキシドをそれぞれ、また各種組合せによりε-カプロラクトンを重合し、重合挙動を調べ、重合反応におけるそれぞれの化合物の役割を調べた。その結果、錯体1がルイス酸として、またエチルアルミニウムジベンジルオキシドが求核剤として機能し、二種類の錯体の共同作用により複合化触媒として効率的に重合が進行していることが証明された。2当量のサリチルアルドイミンとトリエチルアルミニウムとを混合して調製されるエチルアルミニウムビス(サリチルアルドイミナート)錯体をルイス酸として用い、様々な低い求核性の金属錯体を用いて複合化触媒によるε-カプロラクトンの重合を検討した。ルイス酸として用いたアルミニウム錯体だけでは重合は全く進行せず、また求核剤には求核剤単独ではカプロラクトンを重合しない、あるいは活性が低い求核剤を用いた。その結果、チタンテトライソプロポキシドとサレン配位子を混合することにより得られるサレン-チタン錯体が、比較的良い重合活性を示し、重合制御できることが分かった。まずサレン配位子のバックボーンおよび置換基の効果について調べたところ、エチレンバックボーンを有し、立体的に嵩高い置換基と電子供与性置換基を有するチタン錯体を用いると、分子量および分子量分布の制御が可能となった。これまでは、求核剤として構造が不明確で修飾できないエチルアルミニウムジアルコキシドを用いていたため、求核剤の反応性を変化させることができず、また詳細な検討が困難であった。今回、配位子を有するチタン錯体が求核剤として作用できることが分かったため、より詳細な求核剤の構造及び電子効果を検討することが可能である。これにより、重合反応における最適化が可能となる。今後はチタン錯体の構造解析を行い、複合化触媒のデザイン可能な重合系へと展開できると考えられる。サレン-チタン錯体の構造について既に多くの報告があるが、使用した錯体の構造解析やエチルアルミニウムビス(サリチルアルドイミナート)錯体との共存可能性について、NMRなどにより解析する必要がある。トリエチルアルミニウムに対して2当量のサリチルアルドイミンを反応させて調製されるアルミニウム錯体と、チタンテトライソプロポキシドとサレン配位子から合成される構造明確なチタン錯体との二つの錯体を組み合わせると、カプロラクトンの開環重合が室温、1時間でほぼ定量的に進行した。それぞれの錯体単独では、重合反応は全く進行しなかった。アルミニウム錯体とチタン錯体を混合してNMR測定したところ、それぞれ単独の錯体を測定したピークと同じ化学シフトにピークが確認され、用いたアルミニウム錯体とチタン錯体は反応することなく共存することが確認された。それぞれの錯体単独では重合触媒能を有していないものの、2種類の錯体の共同作用により重合が進行する複合化触媒であることが証明された。チタン錯体のサレン配位子のバックボーンがエチレンの場合に対し、オルトフェニレンを用いると、結合している窒素がフェニレンと共役するために、窒素の電子供与性が低下する。

すなわち、チタン金属への電子供与性が低下するため、チタンと結合しているアルコキシドの求核性が低下すると考えられる。この電子滴効果について検証するため、重合反応速度を比較すると、エチレンバックボーンに比べてフェニレンバックボーンのチタン錯体を用いた重合反応性は低く、重合反応が完結するのに長い重合時間を要した。この結果から、求核剤の電子的配位子効果により重合反応速度を操作できることが分かった。
高速に変動する電波環境下で大容量化を実現する差動時空符号化に関する研究

本研究では,高速に伝送路が変動する条件の下,周波数資源を有効利用しつつ大容量化を実現するための予測形差動時空周波数符号化方式を提案した.本提案方式は,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させるものである.最後に計算機シミュレーション結果から,提案方式は従来方式と比較して,(1)サービスに必要な基地局数を1/10以下に削減でき,(2)周波数資源を24倍有効活用できることを確認した.本研究では,高速に電波環境(伝送路)が変動する条件の下,周波数資源を有効利用して大容量化するために,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させる予測形差動時空周波数符号化の研究を実施している.本研究成果を活用することで,従来より基地局のカバーエリアを3倍以上としてサービスに必要な基地局数は1/10以下に削減,単位周波数当たりの送信ビット数は24倍にすることが可能で周波数資源を24倍有効活用することができる.これらの効果から,同一周波数で同報通信を実現する移動体通信システムにおいて,システムを簡単化でき,収容ユーザ数や送信データ量を増大することができる.本研究の平成25年度の成果は,1.差動時空符号化のための予測形復調方式,2.多値差動時空符号化PSKのための信号点配置最適化技術を提案し,シングルキャリア(SC)伝送方式にて,正規化最大ドップラー周波数fDTが3%の環境下で,周波数利用効率4bps/Hzを実現したことである.上記1.に関しては,伝送路の高次モデルを作成し,その係数を擬似逆行列で推定する手法を提案し,本手法が差動時空符号化に有効であることを明らかにした.上記2.に関しては,非対称な信号点配置手法を提案し,従来方式と比較して受信感度を改善可能なことを明らかにした.これら成果は,研究会にて既に報告済みであり,平成26年度5月に国際会議VTC2014-Springにて報告予定であり,その後,査読付き論文に投稿予定である.なお,上記1.と2.の技術を適用した差動時空符号化に対して,更に演算量削減アルゴリズム,受信ダイバーシチを活用することで,当初の数値目標を達成できることを確認した.本研究では,高速に電波環境(伝送路)が変動する条件の下,周波数資源を有効利用して大容量化するために,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させる予測形差動時空周波数符号化の研究を実施している.本研究成果を活用することで,従来より基地局のカバーエリアを3倍以上とし,サービスに必要な基地局数は1/10以下に削減,単位周波数当たりの送信ビット数は24倍にすることが可能で,周波数資源を24倍有効活用することができる.これらの効果から,同一周波数で同報通信を実現する移動体通信システムにおいて,システムを簡単化でき,収容ユーザ数や送信データ量を増大することができる.本研究の平成26年度の成果は,1.ネットワーク符号化変調を用いた信号多重,2.差動時空周波数協調符号化変調を提案し,ネットワーク符号化変調の概念を活用して下り回線の周波数利用効率を2倍化し,かつ,周波数軸を新たに導入することで周波数選択性による伝送路歪(符号間干渉)への対応を可能としたことである.上記1.に関しては,ネットワーク符号化に対して位相変調(PSK)を導入したネットワーク符号化変調を提案した.このネットワーク符号化変調が,中継局にて2つの端末からの情報を位相多重化し,差動符号化したPSK変調を多重可能なことを示し,下り回線の周波数利用効率を2倍化可能であることを明らかにした.上記2.に関しては,周波数軸での多重化を柔軟化するために,並列伝送するシングルキャリアの周波数間隔を任意に設定する,多重シングルキャリア(MSC)伝送方式を提案した.このMSC伝送方式により,周波数選択性による伝送路歪が存在する下で,伝送路変動に対する高い追随性を実現できることを明らかにした.本研究では,高速に電波環境(伝送路)が変動する条件の下,周波数資源を有効利用して大容量化するために,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させる予測形差動時空周波数符号化の研究を実施している.本研究成果を活用することで,従来より基地局のカバーエリアを3倍以上とし,サービスに必要な基地局数は1/10以下に削減,単位周波数当たりの送信ビット数は24倍にすることが可能で,周波数資源を24倍有効活用することができる.これらの効果から,同一周波数で同報通信を実現する移動体通信システムにおいて,システムを簡単化でき,収容ユーザ数や送信データ量を増大することができる.本研究の平成27年度の成果は,1.空間多重のための差動時空符号化,2. SC/MC融合伝送技術なる技術を提案し,シングルキャリア(SC)伝送方式のみでなくマルチキャリア(MC)伝送方式にて,正規化最大ドップラー周波数fDTが3%の環境下で,周波数利用効率4bps/Hzを実現したことである.上記1.に関しては,伝送路予測を適用した空間多重方式を提案し,本手法が4bps/Hzの条件下で,fDTが3%を超える環境において有効であること明らかにした.上記2.に関しては,26年度に提案した多重シングルキャリア伝送方式が,SC伝送方式とMC伝送方式の融合方式として有効であることを確認した.

加えて27年度は最終年度として,3年間の研究成果報告も含めて,2件の査読付き論文採択,1件の投稿中査読付き論文,1件の国際会議発表,6件の研究会発表という成果を達成した.本研究では,高速に伝送路が変動する条件の下,周波数資源を有効利用しつつ大容量化を実現するための予測形差動時空周波数符号化方式を提案した.本提案方式は,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させるものである.最後に計算機シミュレーション結果から,提案方式は従来方式と比較して,(1)サービスに必要な基地局数を1/10以下に削減でき,(2)周波数資源を24倍有効活用できることを確認した.進捗量としては,計画通りに進捗している.但し,計画した複数の研究課題の整合性から,平成26年度実施予定の「空間多重のための差動時空符号化」を平成27年度に実施することとし,平成27年度実施予定の「差動時空周波数協調符号化変調」を平成26年度に実施するように変更した.即ち,各年度の研究課題のボリュームは変更せず,その実施期間を変更した.無線通信平成26年度の研究成果が順調に出たことを受け,高速に電波環境(伝送路)が変動する条件の下,周波数資源を有効利用して大容量化するために,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させる予測形差動時空周波数符号化の研究を継続する.平成27年度は,平成26年度までの成果をいかして,周波数利用効率を改善するために,信号を空間で多重化する空間多重差動時空符号化と,周波数配置を柔軟化させるシングルキャリア(SC)とマルチキャリア(MC)を融合した技術(SC/MC融合伝送技術)の研究を実施する.具体的には,これらの技術で,周波数配置の柔軟性を確保しつつ,周波数利用効率(48bit/symbol)を達成する.なお,8bit/symbolという周波数利用効率を高めた条件では,正規化最大ドップラー周波数fDT=3%という追随性に固執するのではなく,fDT=1%という条件も視野に入れることにする.それゆえ,追随性に対する目標値をfDT=(1)3%としている.最後に,これまでの研究成果をまとめた形での性能評価を実施し,予測形差動時空周波数符号化の有効性を明らかにする.計画通りに進捗している.なお,研究成果の提案技術の詳細に関しては既に学会発表を完了しているが,当初の数値目標を示すシミュレーション結果に関しては公知文献として提出が完了していない.これを受けて,シミュレーション結果に関しては,平成26年度7月までに現在査読付き論文として投稿予定である.国際会議出張の旅費を当初想定より低い額に抑えることが出来たため使用額の差異が発生した.平成25年度の研究成果が順調に出たことを受け,高速に電波環境(伝送路)が変動する条件の下,周波数資源を有効利用して大容量化するために,伝送路変動を予測し,かつ,時間軸と空間軸を活用した差動時空符号化に新たに周波数軸を協調させる予測形差動時空周波数符号化の研究を継続して実施する.平成26年度は,当初の計画通り平成25年度の研究成果をいかして,新たに空間多重と信号多重を融合した差動時空符号化の研究を実施する.本技術により,周波数利用効率改善(4bit/symbol→48bit/symbol)を達成する.なお,8bit/symbolという周波数利用効率を高めた条件では,正規化最大ドップラー周波数fDT=3%という追随性に固執するのではなく,fDT=1%という条件も視野にいれることにする.それゆえ,追随性に対する目標値をfDT=(1)3%としている.
光応答を用いたペプチド機構及びNH・・・O水素結合の変換による鉄錯体の反応性制御

鉄含有金属酵素においては、鉄イオンの高い反応性は、基質と結合したとき等の特定の場合にのみ有効となり、通常は不活性化させた状態にある。このような生体での巧妙な機構を解明するために、本申請者は、現在までの研究成果からで明らかになった配位酸素原子へのNH...O水素結合の機能を光制御系の構築を進めている。これまでに、すでに、NH...O水素結合の機能として、金属-酸素結合を安定化すること、また、金属原子の状態を変化することを明らかにしている。そこで、特に、天然の鉄酵素にも多く見られるカルボキシラート配位への水素結合を光制御する配位子、3-(3-t-BuCONHC_6H_4CH=N)C_6H_4COOHを設計し合成を行った。申請者が明らかにした、NH...O水素結合がカルボキシレートアニオン状態のみで形成されることを踏まえて、光照射によるアゾメチン基のシス・トランスの変換挙動等の性質について検討している段階である。水素結合を形成した鉄錯体の合成についても検討を行っており、まず、アミド基の回転が制限されているカルボン酸配位子を用いて錯体の単離し、構造等の詳細な情報を調べている。現在、水素結合の強度により配位原子の塩基性を変えることにより鉄中心の配位構造を変化できることが明らかになってきた。カルボキシル基とアミド基をケンプ酸でつなげた新規配位子についても合成を行い、プロトン化に連動した構造変化も見いだすことができた。
水容液電解によるアメリシウム金属調製法の開発

核燃料サイクルの完結のためにネプツニウム、アメリシウムなどのマイナーアクチノイド元素とその化合物の物性を明らかにし、消滅処理や有効利用などの方策を探る必要性が認識されている。しかし、マイナーアクチノイドに関してはウラン、プルトニウムに比べこれまでに明らかにされている物性データはごく僅かであり、消滅処理燃料の設計や有効利用の立案を困難にしているのが現状である。特にアメリシウムは使用済燃料中に含まれる元素であり、金属間化合物の形成能などの金属としての性質がウラン、ネプツニウム、プルトニウムと大きく異なり、研究例の少ないアメリシウム金属系の基礎研究は重要といえる。これまで東北大学金属材料研究所では、水溶液電解法によるアクチノイド及びランタノイド金属の調整法を開発してきた。これは水銀陰極を用いた水溶液中で金属を電解還元し、その合金を高温、真空中で熱分解することによって高純度の金属を得る方法である。この方法を用いて、実際にウラン、ネプツニウム、ランタン、セリウム、チタン金属の調整を行って来た。得られたウラン金属の不純物分析の結果によれば、純度は約99.99%と推定できる。特に、水溶液を用いた金属調製にもかかわらず、酸素は10ppm以下、窒素は5ppm以下であった。この方法の大きな特徴は水溶液電解を用いているため、極めて簡便なことにある。本研究では、この水溶液電解法を用いてアメリシウム金属の調製を行った。アメリシウム金属は蒸気圧が高いため、アマルガムの熱分解時に水銀とアメリシウムを分別蒸留(昇華)する必要がある。そこで、予備電解実験はアメリシウムのトレーサスケール溶液を用いて、電解条件を検討し、アマルガムの熱分解条件はアメリシウムとほぼ同じ蒸気圧をもつディスプロシウムを用いて検討した。この結果から、約20mgのAm-243を用いて、金属調製を試みたが、量が少ないためかなりの部分が酸化された。乾式再処理法では、使用済燃料中のアクチナイドは電気化学的、冶金的に金属や合金の形で分離・回収されるが、アクチナイド金属系の研究基盤は必ずしも十分でなく、その研究を海外に頼ることも少なくないのが現状である。この新しい技術を真の意味で確立し安全性を担保していくためには、超ウラン元素の金属の基礎的研究を含めた経験や実績の積み重ねが不可欠であろう。特に、使用済み燃料に含まれるAmの量はNpとほぼ同じであり、また金属間化合物の形成能などの金属としての性質がAm,CmとU,Np,Puとでは大きく異なるため、研究例の少ないAm金属等の基礎研究は乾式再処理技術の確立に重要であり、そのためにはAm金属等の簡便な調製法の開発が必要である。我々は水溶液電解法によるU,Np,La,Ceの金属調製法を開発してきた。これは、水銀陰極を用いた金属水溶液の電解によって水銀合金を合成し、高温・真空中で熱分解によって金属を得る方法である。しかし、開発してきた水溶液電解法では製品中の水銀含有量を数ppm以下にするためには約1250°Cの熱分解温度が必要であり、この温度で数torr程度の蒸気圧をもつAmの金属調製は困難である。本研究の目的は、これまでの水銀合金の熱分解法を改良して、蒸気圧の高いAmにも適用できる簡便な高純度金属調製法を、Amと同程度の蒸気圧をもつDyとTmを用いて開発することにある。

DyとTmの水溶液電解によるアマルガム化はpHが45程度の酢酸緩衝溶液中で定量的に行えることが判明したが、この水溶液の液性はU,Np,La,CeがpHが3程度で定量的にアマルガム化ことと比較すると大きな違いが認められる。一方、Amのアマルガム化はpH3程度で定量的に進行するこどが判明した。Dy0.854gと水銀135gを含むDyの水銀合金の熱分解について検討した結果、約1日間250°C加熱することによって、水銀量は3mgに、Dy量は0.463gなった。この結果から、Dy量の減少については今後検討を要するが、水銀からDyを分離できることが判明し、Am金属調製にある程度の見通しが得られた。核燃料サイクルの完結のためにネプツニウム、アメリシウムなどのマイナーアクチノイド元素とその化合物の物性を明らかにし、消滅処理や有効利用などの方策を探る必要性が認識されている。しかし、マイナーアクチノイドに関しては、ウラン、プルトニウムに比べこれまでに明かにされている物性データはごく僅かであり、消滅処理燃料の設計や有効利用の立案を困難にしているのが現状である。特にアメリシウムは使用済燃料中に含まれる元素であり、金属間化合物の形成能などの金属としての特質がウラン、ネプツニウム、プルトニウムと大きく異なり、研究例の少ないアメリシウム金属系の基礎研究は重要といえる。これまで東北大学金属材料研究所では、水溶液電解法によるアクチノイド及びランタノイド金属の調製法を開発してきた。これは水銀陰極を用いた水溶液中で金属を電解還元し、その合金を高温、真空中で熱分解することによって高純度の金属を得る方法である。この方法を用いて、実際にウラン、ネプツニウム、ランタン、セリウム、チタン金属の調整を行って来た。得られたウラン金属の不純物分析の結果によれば、純度は約99.99%と推定できる。特に、水溶液を用いた金属調製にもかかわらず、酸素は10ppm以下、窒素は5ppm以下であった。この方法の大きな特徴は水溶液電解を用いているため、極めて簡便なことにある。本研究は、この水溶液電解法を用いてアメリシウム金属の調製を行った。アメリシウム金属は、蒸気圧が高いため、アマルガムの熱分解時に水銀とアメリシウムを分別蒸留(昇華)する必要がある。そこで、予備電解実験はアメリシウムのトレーサスケール溶液を用いて、電解条件を検討し、アマルガムの熱分解条件はアメリシウムとほぼ同じ蒸気圧をもつディスプロシウムを用いて検討した。この結果から、約20mgのAm-243を用いて、金属調製を試みたが、量が少ないためかなりの部分が酸化された。
都市・建築デザインのためのダイアログを導入した都市認識アプローチ手法の開発

本研究は物理学者D・ボームが提唱し様々な分野で再注目されている「ダイアログ(dialogue)」を導入し、居住者が固有に抱く自地域への価値認識へとアプローチする方法とその建築・都市デザインへの応用を主題としている。当初想定された研究課題は3つ有り、基礎技術「ダイアログ手法」の開発、実空間における発見的価値付けへの「ダイアログ手法」の応用、具体的な対象に対する建築デザインへの「ダイアログ手法」の応用、である。一連の開発は京都・西陣地域においてアクション・リサーチの立場をとって行った。結果、下記のような研究成果を得た。可視不可視、自覚無自覚に寄らない複雑な価値認識を感受概念として「都市認識」と呼び、それを居住者と共に作り上げる実践可能な手法(ダイアログ手法)を開発した。その方法的特徴は、数人のApproacher(ダイアログ手法の実践者)による居住者本人さえも明確に言語化されていない曖昧な対話内容をスケッチによって随時外部化し、その了解作業を通して徐々にお互いが居住者の「都市認識」に接近していくことである。またダイアログを終えたApproacherが街中を歩き、「都市認識」を介して新たな発見を行う都市探索実験も行い、現象の拡大解釈も含めた新しい見方の獲得にも至った。さらにダイアログに参加した者を含む6名の建築学生による建築設計WSも実施し、「都市認識」が設計行為における概念設計の段階において発想を助ける役割をする可能性、思考の履歴を残すダイアログ手法がグループ内での発想をスムーズにすること等が推察された。建築・都市デザインへの応用の可能性は推察されたが、具体的に有用性を示すところまでは至らなかった。引地続き今後の課題とする。29年度が最終年度であるため、記入しない。2015年度2016年度にかけて、北区紫野地域において開発した「ダイアログ手法」を9名の居住者対象に実施し、ダイアログの参加者は居住者と共に作り上げた「都市認識」を基に実空間において都市現象を発見的に価値付ける都市探索を行い、手法の応用性や「都市認識」の活用可能性を確認した(【申請書における課題1】に対応)。その研究成果は2016年度に、国際会議2件の発表、国内で査読論文1編登稿(修正)中、同時に、学会大会・支部研究会等での口頭発表(7本)を行った。2016年度は引き続き紫野地域において、現在空き家である実際の長屋のリノベーション提案を行う、学生による設計ワークショップを実施した(【申請書の課題2】に対応)。これは人の思考の中にある抽象的な像ともいえる「都市認識」の知見を、実在の市街地の一画や建築空間に具体的な設えや構造物の設計に帰着できるか、聞くことだけでなく創ることにも「ダイアログ手法」が応用できるかを検証している。前述の都市探索に参加した者を含む6名の建築学生から2人1組でグループを組み、3回の設計エスキスと合評会を行い、各プロセスにおけるスケッチや発話内容、及び成果物から考察した。この実験は一通り終了し、結果の考察精度をあげることで一連の研究結果がほぼ出そろうと見込まれる。以上の研究成果を現在、国内の査読論文に執筆中であり、学会大会・支部研究会等での口頭発表へも梗概を提出済みである。以上から「ダイアログ手法」を用いた「都市認識アプローチ」導入によって、「抽象的な地域らしさの捉え方が新しい発想の支援となる」等の有用性が確認出来ており、今後研究の全体フレームや理論的な補強を行うことで、一連の体系的手法としてまとめる予定である。研究実績の概要欄に記述した通り、申請書提出時における課題1、2が概ねその成果が確認出来たためである。但し手法の開発において、限られた条件内での実施である為、必要十分な方法やベストな方法とは必ずしも言いきれない部分は残る。しかし、これまでの成果から、「都市認識」の考え方やスケッチを用いて逐一頭の中を外在化し了解し合う対話方法等「都市認識アプローチ」導入による思考への影響が確認でき、少なくとも手法としての有用性は確認出来ている。

さらにダイアログに参加した者を含む6名の建築学生による建築設計WSも実施し、「都市認識」が設計行為における概念設計の段階において発想を助ける役割をする可能性、思考の履歴を残すダイアログ手法がグループ内での発想をスムーズにすること等が推察された。建築・都市デザインへの応用の可能性は推察されたが、具体的に有用性を示すところまでは至らなかった。引地続き今後の課題とする。本研究は、物理学者D・ボームが提唱し様々な分野で再注目されている「ダイアログ(dialogue)」を導入し、居住者が固有に抱く地域への価値付けを基に、「現象の価値判断においてその都市・地域らしさとして根拠となるような固定化されていない抽象的な捉え方(都市認識)」を共に作り上げる実践可能な手法(ダイアログ手法)を基礎技術とした一連のデザイン方法を開発するものである。大きく研究課題は3つ有り、1基礎技術「ダイアログ手法」の開発、2実空間における発見的価値付けへの「ダイアログ手法」の応用、3具体的な対象に対する建築デザインへの「ダイアログ手法」の応用である。2016年度までにおいて13の成果が凡そ確認出来ているため、今後は「都市認識」の理論的研究、「都市認識アプローチ」の全体フレームの再構成、京都・西陣や紫野におけるフィードバック等が課題となる。以上全ての研究成果をまとめて、本年度は博士論文を執筆予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞感覚分子群に対する作用に注目した新たな麻酔機序研究

静脈麻酔薬プロポフォールと吸入麻酔薬セボフルランの作用についてTRPV1に注目して解析した.TRPV1は末梢神経に発現する多刺激痛み受容体である.TRPV1をHEK293細胞に強制発現させ,プロポフォールおよびセボフルランを付加し,その作用をホールセルパッチクランプ法を用いて検討した.カプサイシン刺激によって惹起されるTRPV1を介する電流に対してセボフルランはなんら影響を与えなかった.また,セボフルラン単独でもTRPV1を介する電流は生じなかった.一方,プロポフォールはTRPV1を介する電流を惹起するとともにカプサイシン刺激によるTRPV1を介する電流を増強した.次に,マウス後根神経節細胞を用いてプロポフォールの効果を検討した.C57B6系統マウスの後根神経節細胞を急性単離し,プロポフォールを投与したところ内向き電流が惹起された.このプロポフォール誘起電流はTRPV1拮抗薬であるカプサゼピンで一部抑制された.さらに,TRPV1遺伝子欠損マウスから得られた急性単離後根神経節細胞と反応を比較した.TRPV1遺伝子欠損マウス後根神経節細胞では野生型マウス後根神経節細胞と比較してプロポフォール誘起電流が減弱した.以上により,静脈麻酔薬プロポフォールはTRPV1を活性化することが明らかとなった.臨床上,プロポフォール投与により血管痛が誘発される.このプロポフォールによる血管痛にはTRPV1活性化が一部関与していることが示唆された.静脈麻酔薬プロポフォールのTRPV1に対する作用をTRPV1発現HEK293細胞と急性単離マウス後根神経節細胞を用いて検討した.1.急性単離マウス後根神経節細胞C57BLマウスの後根神経節細胞を急性単離し,酸・カプサイシンによるTRPV1活性に対するプロポフォールの効果をホールセルパッチクランプ法を用いて解析した.プロポフォールはカプサイシンによる内向き電流を用量依存性に抑制した.一方,酸(pH 6.2)による内向き電流はプロポフォールにより増強された.次に,電流固定下に活動電位の発生を検討したところ,酸(pH 6.2)による活動電位の発生数はプロポフォールにより用量依存性に抑制された.プロポフォールとTRPV1の相互作用をより詳細に明らかに検討するためTRPV1発現HEK293細胞を用いて,解析した.急性単離マウス後根神経節細胞と同様に酸(pH 6.2)による内向き電流はプロポフォールにより増強されることから,プロポフォールはTRPV1に直接作用することが明らかとなった.これらにより,中枢神経では抑制に作用するプロポフォールが末梢神経では興奮性に作用することが明らかとなり,プロポフォール投与時に問題となる血管痛に関与していることが示唆された.今後,mutant TRPV1を用いてプロポフォールの作用部位を明らかにする予定である.静脈麻酔薬プロポフォールの末梢知覚神経への作用を急性単離マウス後根神経節細胞,TRPV1発現HEK293細胞および生体標本を用いて検討した.1.急性単離マウス後根神経節細胞C57BLマウスの後根神経節細胞を急性単離し,電流固定下プロポフォールによる膜電位変化および活動電位発生を解析した.プロポフォールは用量依存性に膜電位を脱分極し,100μM以上の濃度では活動電位を発生させ,その頻度を用量依存性に増加させた.これらのプロポフォールの効果はTRPV1拮抗薬であるカプサゼピンの前投与により一部抑制された.プロポフォールとTRPV1の相互作用をより詳細に明らかに検討するためTRPV1発現HEK293細胞を用いて,解析した.プロポフォールをTRPV1発現HEK293細胞に暴露することにより,内向き電流が観察されたこの内向き電流はカプサゼピンの前投与により一部抑制された.3.行動解析プロポフォールの足底皮下投与により自発痛関連行動が生じた.この行動はTRPV1欠損マウスで軽減した.以上により,中枢神経では抑制に作用するプロポフォールが末梢神経では興奮性に作用することが明らかとなった.この作用は一部TRPV1を介していることが明らかとなった.静脈麻酔薬プロポフォールと吸入麻酔薬セボフルランの作用についてTRPV1に注目して解析した.TRPV1は末梢神経に発現する多刺激痛み受容体である.TRPV1をHEK293細胞に強制発現させ,プロポフォールおよびセボフルランを付加し,その作用をホールセルパッチクランプ法を用いて検討した.カプサイシン刺激によって惹起されるTRPV1を介する電流に対してセボフルランはなんら影響を与えなかった.また,セボフルラン単独でもTRPV1を介する電流は生じなかった.一方,プロポフォールはTRPV1を介する電流を惹起するとともにカプサイシン刺激によるTRPV1を介する電流を増強した.次に,マウス後根神経節細胞を用いてプロポフォールの効果を検討した.C57B6系統マウスの後根神経節細胞を急性単離し,プロポフォールを投与したところ内向き電流が惹起された.このプロポフォール誘起電流はTRPV1拮抗薬であるカプサゼピンで一部抑制された.さらに,TRPV1遺伝子欠損マウスから得られた急性単離後根神経節細胞と反応を比較した.TRPV1遺伝子欠損マウス後根神経節細胞では野生型マウス後根神経節細胞と比較してプロポフォール誘起電流が減弱した.以上により,静脈麻酔薬プロポフォールはTRPV1を活性化することが明らかとなった.
新しい分泌蛋白・膜表面蛋白クローニング法の開発

まず、マウス骨髄に由来するストロマ細胞であるST2細胞からmRNAを抽出し、ランダムプライマーをもちいてcDNAを合成し、5'側をdG tailingした後、オリゴdCをプライマーとして二本鎖にした。超音波破砕器で200-400塩基対に断片化して得られたcDNA断片を、プロモーターと、リーダーペプチドの部分を除いたTac遺伝子の間に結合した。この融合cDNAライブラリーの中から、数百個のプラスミドのプールを作製し、そのプールをCos7細胞にトランスフェクトした後抗Tac抗体で表面染色をおこなった。細胞表面にTac蛋白が存在する場合には、そのプラスミドプールのなかにリーダーペプチドをコードするcDNAが含まれていると考えられるので、プールの中からさらにリーダーペプチドをもつプラスミドを選び出し、得られたクローンの塩基配列を決定した。また、リーダーペプチドを有すると考えられるcDNA断片をプローブに用して、全長cDNAの単離ならびにシークエンスを行なった。このような独創的な発想を持つスクリーニング法(シグナルシークエンストラップ法)により、極めて簡便かつ効率的に分泌蛋白あるいは膜表面蛋白を単離できるようになった。大規模なスクリーニングを行ない、十数個の未知のクローンを得ることに成功している。現在その構造を解析中である。また、そのうちの一つのクローンはインタークラインファミリーに属する新しいサイトカインであることが明かとなった。
磁気的物理量と照射脆化の相関データベースに基づく脆化予測法の開発

米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)の協力の下、中性子照射済み原子炉圧力容器鋼材の磁気計測を実施し、中性子照射脆化と磁気的物理量の相関データベースの構築を進めた。磁気マイナーループ法に基づく実験データ解析結果から、磁気的物理量において、降伏応力変化と同様な照射条件依存性が観測された一方、二つの異なる磁気特性変化メカニズム(銅リッチ析出物形成、応力緩和)を考慮したモデル解析から、磁気特性の脆化寄与成分と降伏応力変化量の間に正の比例関係が見つかった。以上の結果は、磁気的物理量の計測により、銅リッチ析出物形成による照射硬化の評価が可能であることを示している。本研究の目的は、中性子照射済み小型引張試験片を数千本保有する米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)の協力の下、原子炉圧力容器鋼材の磁気計測を実施し、中性子照射脆化と磁気的物理量の相関データベースの構築および磁気的物理量に基づく照射脆化予測法を確立することである。平成20年度は、以下の様にUCSBで磁気計測を行うための準備、照射材の磁気計測を行った。1.専用磁気測定装置の製作とUCSBへの装置搬入UCSB所有の小型引張り試験片専用の磁気測定用ジグを凌和電子と共同製作した。(平成20年8月)岩手大学において小型試験片と同サイズの照射脆化模擬材で動作確認後、日本通運に委託し磁気測定用ジグおよび測定機器-式(定電圧電源、アンプ、ファンクションジェネレーター、パソコン[いずれも岩手大学所有])をUCSBへ輸送した。(平成20年12月)2. UCSBにおける磁気ヒステリシス・マイナーループ計測磁気計測に先立ち、照射材の表面酸化層の除去・運搬をUCSBのスタッフに委託した。平成20年12月に2週間UCSBに滞在し、搬入装置の動作確認および照射材の磁気計測を行った。具体的には、照射脆化のキー元素(銅、ニッケル)濃度、フラックス強度、照射量を系統的に変えた圧力容器鋼の中性子照射材(条件数180、試料数約300)について実施した。その後、磁気マイナーループ法に基づく実験データの解析を行い、磁気的物理量と照射脆化の相関についてデータベース化を進めた。平成21年度は、以下の様にUCSBにおける磁気計測および照射脆化予測法の開発を行った。1.照射材の磁気計測と相関データベース構築平成21年11月に2週間UCSBに滞在し、照射材の磁気計測を行った。照射脆化のキー元素(銅、ニッケル)含有量、フラックス強度、照射量、照射温度を系統的に変えた圧力容器鋼・商業炉基材の中性子照射材(条件数130、試料数約160)について実施した。磁気マイナーループ法に基づく実験データ解析を行い、磁気的物理量と照射脆化(降伏応力変化)の相関についてデータベース化を進めた。2.照射脆化予測法の開発磁気的物理量においても、降伏応力変化と同様な照射条件依存性が観測された。定量的解析のため、まず磁気的物理量の照射量依存性について、二つの異なる磁気特性変化メカニズム(析出物形成、応力緩和)を考慮したモデル解析を行い、脆化の主要因である析出物形成の寄与を分離・抽出した。モデル解析結果を試料群別に整理したところ、磁気特性の脆化寄与成分と降伏応力変化の間に正の比例関係が見つかった。この結果は、磁気的物理量の計測により、降伏応力変化(照射脆化の度合い)を予測できることを示している。