hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電磁―音響相互作用を利用した先進材料の非破壊評価

まず,本研究の基礎として,強磁性体中の磁気弾性結合効果を含む種々の磁気・力学的挙動の定式化を行った.松本が提唱してきた磁場,磁化,応力,ひずみの間の微分型構成式を,磁気的な履歴を内部変数として含むように拡張することにより,より広い強磁性材料に適用できるようにした.拡張した構成式を代表的な強磁性材料に適用した結果,磁化曲線と磁気ひずみ曲線の応力依存性,ヒステリシス,非線形性をよい精度で表現することができることを示した.つぎに,磁気音響効果を材料中の応力と磁化の非破壊評価に応用した.強磁性体が磁場を印加されると,磁気弾性結合により磁化ベクトルの方向に音響異方性が生じる.平板に垂直入射する横波の速度は,その振動方向が音響異方性軸と一致する場合に極値をとるので,磁化ベクトルの方向を推定することが可能となる.さらに,音速の極大値と極少値の差は異方性の大きさによって定まることを応用して,磁化ベクトルの大きさも測定することが可能となる.このような磁化の非破壊測定は,電磁力応用機器の電磁場解析の妥当性の検証に応用することができ,より精密な設計が可能となる.さらに,従来の音弾性試験を磁場中で行うことにより,より高精度に応力測定が可能となることを示した.さらに,磁気音響効果の応用として,電磁音響深触子(EMAT)を用いた超音波深傷により欠陥の画像化を行った.まずEMATによる超音波の送受信の過程を,電磁場解析と超音波の伝ぱ解析によりシミュレーションした.内部欠陥を有する資料表面近傍をEMATで走査することにより,欠陥の超音波画像を作成した.受信波形に,スムージング,デ・コンボリューション,人工減衰などの処理を行い,走査法としてSAFT-UT法やALOK法を適用して,より鮮明な欠陥画像を得る方法を考案した.まず,本研究の基礎として,強磁性体中の磁気弾性結合効果を含む種々の磁気・力学的挙動の定式化を行った.松本が提唱してきた磁場,磁化,応力,ひずみの間の微分型構成式を,磁気的な履歴を内部変数として含むように拡張することにより,より広い強磁性材料に適用できるようにした.拡張した構成式を代表的な強磁性材料に適用した結果,磁化曲線と磁気ひずみ曲線の応力依存性,ヒステリシス,非線形性をよい精度で表現することができることを示した.つぎに,磁気音響効果を材料中の応力と磁化の非破壊評価に応用した.強磁性体が磁場を印加されると,磁気弾性結合により磁化ベクトルの方向に音響異方性が生じる.平板に垂直入射する横波の速度は,その振動方向が音響異方性軸と一致する場合に極値をとるので,磁化ベクトルの方向を推定することが可能となる.さらに,音速の極大値と極少値の差は異方性の大きさによって定まることを応用して,磁化ベクトルの大きさも測定することが可能となる.このような磁化の非破壊測定は,電磁力応用機器の電磁場解析の妥当性の検証に応用することができ,より精密な設計が可能となる.さらに,従来の音弾性試験を磁場中で行うことにより,より高精度に応力測定が可能となることを示した.さらに,磁気音響効果の応用として,電磁音響深触子(EMAT)を用いた超音波深傷により欠陥の画像化を行った.まずEMATによる超音波の送受信の過程を,電磁場解析と超音波の伝ぱ解析によりシミュレーションした.内部欠陥を有する資料表面近傍をEMATで走査することにより,欠陥の超音波画像を作成した.受信波形に,スムージング,デ・コンボリューション,人工減衰などの処理を行い,走査法としてSAFT-UT法やALOK法を適用して,より鮮明な欠陥画像を得る方法を考案した.まず,本研究の基礎として,磁気弾性結合効果に基づく物理現象の一つである磁化曲線と磁気ひずみの応力依存性を解析した.松本が提唱した磁場,磁化,応力,ひずみの間の微分型構成式を強磁性材料に適応した.その結果,提案したモデルは,典型的な強磁性材料である純ニッケルの磁化曲線と磁気ひずみを,それらのヒステリシス,非線形性および応力依存性を含めてよい精度で表現することができることを示した.つぎに,磁気音響効果を定量的な非破壊評価に応用するため,ニッケルに磁場を印加し、磁場の周期ならびにその振幅が磁気アコースティック・エミッション(磁気AE)に及ぼす影響について調べた。その結果、磁場の周期を変化させても磁気AEのトータルイベントの数は変化しないことがわかった。また、引張応力を印加磁場に平行な方向にかけると、磁気AEは応力の増加に伴い減少することがわかった。特に塑性域にまで引張応力をかけると磁気AEは急激に減少した。この結果から、引張応力と平行に磁場を印加すれば、非破壊評価法として磁気AEが有効であることがわかった。さらに,磁気音響効果の応用として,ローレンツ型電磁音響変換器(EMAT)を用いた超音波探傷を解析した.まずEMATコイルに電流を印加したときの導体試料中に発生する渦電流分布,永久磁石によって生じる静磁場分布をそれぞれ有限要素法を用いて求め,ローレンツ力によって励起される超音波の伝播を差分法により求めた.境界や欠陥からの反射波がEMATによる受信される過程の解析も行った,例として導体試料中に模擬欠陥を設け,EMATによりこの欠陥の検出を試みるシミュレーションを行った.

磁性構造材料の磁気弾性効果および磁気音響効果の測定多くの構造材料に磁気-音響相互作用による非破壊測定を応用するために、それらの材料の磁気的、磁気弾性的、磁気音響的性質、MAEの発生頻度と応力、塑性変形、疲労などの関係を調べた。ニッケルおよび炭素鋼については、速度型の構成式を導き、その磁化曲線や磁歪曲線の非線形性やヒステリシスをも表すモデル化に成功した。さらに、それらの構成式から応力印加による磁化変化を表す応力磁化効果が導かれることを明らかにした。ニッケルについては、磁化過程におけるMAEの発生頻度と磁場の一周期中の発生頻度に材料の応力や塑性変形が与える影響を考察した。この結果を利用して、磁性構造材料に磁場を印加することにより、応力や塑性変形の大きさを非破壊的に評価する手法を開発した。非磁性材料の電気音響効果による非破壊測定法の開発導電性非磁性材料に対して、静磁場中の高周波駆動コイルからの動磁場によるローレンツ力を利用する電磁超音波探触子(EMAT)の原理を考察した。EMATによる超音波の送受信、欠陥を含む材料中の超音波の伝ぱの全過程をシミュレーションすることにより、磁石やコイルの配置など、EMATの精密な設計を可能とした。従来から横波用探触子として用いられている磁石とコイルの配置では、横波成分以外に縦波も発生することを示し、欠陥の探傷に与える影響を考察した。さらに、欠陥の精密な像を得るためにいくつかの画像処理を組み合わせてシミュレーションを行い、微小な欠陥検出の精度を向上させる手法を考案した。まず,本研究の基礎として,強磁性体中の磁気弾性結合効果を含む種々の磁気・力学的挙動の定式化を行った.松本が提唱してきた磁場,磁化,応力,ひずみの間の微分型構成式を,磁気的な履歴を内部変数として含むように拡張することにより,より広い強磁性材料に適用できるようにした.その結果,磁化曲線と磁気ひずみ曲線の応力依存性,ヒステリシス,非線形性をよい精度で表現することができることを示した.さらに,従来独立な現象として考えられてきた応力負荷時の磁化変化(応力磁化効果)が,磁化曲線と磁気ひずみ曲線の応力依存性から導かれることを明らかにした.つぎに,磁気音響効果を材料中の磁化の非破壊評価に応用した.強磁性体が磁場を印加されると,磁気弾性結合により磁化ベクトルの方向に音響異方性が生じる.平板に垂直入射する横波の速度は,その振動方向が音響異方性軸と一致する場合に極値をとるので,磁化ベクトルの方向を推定することが可能となる.さらに,音速の極大値と極少値の差は異方性の大きさによって定まることを応用して,磁化ベクトルの大きさも測定することが可能となる.このような磁化の非破壊測定は,電磁力応用機器の電磁場解析の妥当性の検証に応用することができ,より精密な設計が可能となる.さらに,磁気音響効果の応用として,電磁音響探触子(EMAT)を用いた超音波探傷により欠陥の画像化を行った.まずEMATによる超音波の送受信の過程を,電磁場解析と超音波の伝ぱ解析によりシミュレーションした.内部欠陥を有する資料表面近傍をEMATで走査することにより,欠陥の超音波画像を作成した.受信波形に,スムージング,デ・コンボリューション,人工減衰などの処理を行い,走査法としてSAFT-UT法やALOK法を適用して,より鮮明な欠陥画像を得る方法を考案した.
肥培潅漑における牛ふん尿スラリーの好気的発酵処理に関する基礎的研究

酪農地帯では環境問題や肥料問題さらに労力不足のため、ふん尿処理・利用の確立が急務となっており、その対策として肥培潅漑が実施されてきている。肥培潅漑は資源の有効利用、地力の維持増進、経営の合理化、環境保全などの面で効果が期待されている。しかし、ふん尿を未処理で利用した場合、搬送・施用、肥料価値、環境保全の面で問題や障害が生じている。その対策として希釈や曝気などの牛ふん尿スラリーの調整・加工は必要不可欠なものであり、スラリーの調整・加工における希釈や曝気の意味を性状変化の面から明らかにすることは重要な課題である。そこで、スラリーの性状に及ぼす温度、濃度、曝気強度などの影響について処理条件を変えた室内実験により調べ、さらに現地調査の結果を踏まえスラリーの調整・加工における希釈と曝気の機能について整理を行った。得られた成果は、以下の通りである。(1)処理条件別の性状の経時変化は、各項目とも曝気開始から36日目にかけて減少が著しく、その後わずかに減少するのが特徴であった。(2)スラリーの性状変化は、高温条件でかつ濃度の比較的高いものほど変化が著しいことが明らかとなった。(3)希釈は、水分の増加、粘性と窒素濃度の低下などの面で機能し、次に曝気は、粗繊維質の細分化と易分解性有機物の分解、さらに窒素と臭気強度の減少などの面で機能していることが明らかとなった。
神経ペプチドの新規機能の解明と炎症性口腔粘膜疾患への治療応用

神経ペプチドは神経伝達物質としての機能だけでなく,口腔粘膜に対して免疫調節などの様々な機能を行っていると考えている.今回の研究から神経ペプチドであるghrelin, VIPが口腔粘膜に発現していることが示された。さらにghrelinは抗菌作用をもっており,口腔粘膜上皮細胞において炎症性サイトカインで誘導されるIL-8の発現誘導を抑制することが示された.一方,VIPは口腔粘膜細胞において血管新生因子であるVEGFの発現誘導と細胞走化性を上昇させることが示された.これらの結果,Ghrelin, VIPはそれぞれ口腔粘膜に対して免疫調節や創傷治癒に機能していることが明らかになった.神経ペプチドやペプチドホルモンは神経伝達物質としての機能だけでなく,様々な機能を持っていると考えている.ghrelinは胃粘膜細胞から発見された神経ペプチドであり,成長ホルモンを分泌する働きだけでなく,消化管機能調節,エネルギー代謝等,多彩な機能をもっている.申請者らはghrelinを含むいくつかの神経ペプチドが,口腔粘膜に発現する抗菌ペプチドと似たアミノ酸配列,電荷,等電点を示すことを発見した.ghrelinの抗菌作用を検討した予備実験の結果,ghrelinが大腸菌に抗菌作用を持つことが示された.さらにghrelinがLL-37等の特異的抗菌ペプチドの抗菌作用を増加させる作用をもつことを発見した.ghrelinの抗菌作用,特異的な抗菌ペプチドに対する相加作用に関する報告は国内外でもない.さらに申請者らは以前にghrelinだけでなく、VIP (vasoactive intestinal peptide),orexin Bといった他の神経ペプチドが抗菌作用をもっていることを明らかにしている。これらの神経ペプチドは抗菌作用だけでなく,口腔粘膜細胞への抗炎症作用や創傷治癒作用をもっていると考えられる。そのメカニズムを明らかにし,口腔感染症,口腔粘膜炎症性疾患の治療へ応用することである.神経ペプチドやペプチドホルモンは神経伝達物質としての機能だけでなく、様々な機能を持っていると考えている。Ghrelinは胃粘膜細胞から発見された神経ペプチドであり、成長ホルモンを分泌する働きだけでなく、消化管機能調節、エネルギー代謝等、多彩な機能をもっている。一方,Vasoactive intestinal peptide(VIP)は消化管粘膜より抽出された血管拡張作用をもつ神経ペプチドである。申請者らはGhrelinの抗菌作用を検討した結果、抗菌作用のみならず、LL-37等の特異的抗菌ペプチドの抗菌作用を相加、相乗的に増加させることを発見した。口腔粘膜細胞におけるghrelinの発現を検討した結果,口腔粘膜上皮細胞にghrelinの定常的な発現が認められた.炎症性サイトカインによるghrelinの発現誘導を検討した結果,TNF-alpha, IFN-gammaの刺激によりghrelinの発現の増加は認められなかった.ghrelinの抗炎症効果を検討するために,TNF-alphaで誘導されるIL-8の発現に対するghrelinの影響を検討したところ,口腔粘膜上皮細胞においてGhrelinはTNF-alphaで誘導されるIL-8の発現を有意に抑制した.一方、口腔粘膜上皮細胞においてVIPの定常的な発現が認められた。VIPはTNF-alphaで誘導されるIL-8の発現に対する抑制作用は認められなかった。しかしながら口腔粘膜上皮細胞にVIPを添加することによって濃度依存的に血管新生因子であるVEGFの発現と細胞走化性の増加が認められた。これらの結果からGhrelinを含む神経ペプチドは口腔粘膜に対して抗菌作用、抗炎症作用といった多彩な機能を持つことが明らかとなった。さらにghrelinは抗菌作用をもっており,口腔粘膜上皮細胞において炎症性サイトカインで誘導されるIL-8の発現誘導を抑制することが示された.一方,VIPは口腔粘膜細胞において血管新生因子であるVEGFの発現誘導と細胞走化性を上昇させることが示された.これらの結果,Ghrelin, VIPはそれぞれ口腔粘膜に対して免疫調節や創傷治癒に機能していることが明らかになった.神経ペプチドやペプチドホルモンは神経伝達物質としての機能だけでなく,様々な機能を持っていると考えている.ghrelinは胃粘膜細胞から発見された神経ペプチドであり,成長ホルモンを分泌する働きだけでなく,消化管機能調節,エネルギー代謝等,多彩な機能をもっている.申請者らはghrelinを含むいくつかの神経ペプチドが,口腔粘膜に発現する抗菌ペプチドと似たアミノ酸配列,電荷,等電点を示すことを発見した. ghrelinの抗菌作用を検討した予備実験の結果,ghrelinが大腸菌に抗菌作用を持つことが示された.さらにghrelinがLL-37等の特異的抗菌ペプチドの抗菌作用を増加させる作用をもつことを発見した.ghrelinの抗菌作用,特異的な抗菌ペプチドに対する相加作用に関する報告は国内外でもない.さらにghrelinは口腔粘膜上皮細胞において炎症性サイトカインの増加を抑制する抗炎症作用が認められた.今回の研究目的は,ghrelinを含む神経ペプチドの新規抗菌作用,口腔粘膜細胞への抗炎症作用とそのメカニズムを明らかにし,口腔感染症,口腔粘膜炎症性疾患の治療へ応用することである.神経ペプチドghrelinの抗菌活性をBactericidal assayを用いて検討した結果,大腸菌,黄色ブドウ球菌,緑膿菌に抗菌作用をもつことが明らかになった.

抗菌ペプチドは陰性の電荷を持つため,塩濃度の増加で抗菌効果が減少することが知られている.様々な塩濃度でのghrelinの抗菌活性を検討したところ,塩濃度の添加によってghrelinの抗菌活性は減少することが示され,生理食塩濃度においては抗菌効果が持続することを確認した.ghrelinがLL-37の抗菌効果をさらに増加することを確認した.さらにチェックボード法によって,ghrelinのLL-37の抗菌効果に対して大腸菌には相乗作用,大腸菌には相加作用をもつことを確認した.しかしながらghrelinは抗菌ペプチドDefensin 1, 4には相加,相乗効果は示さなかった.ghrelinは3番目のセリン残基がオクタノイル化した特徴的配列を示す(活性化型ghrelin).もう一方の型として,生体にはオクタノイル化修飾をうけていない不活性型ghrelinが存在する.ghrelinの抗菌作用とLL-37の抗菌作用を増強させる作用の機能している部位を検討した.その結果,不活性化型ghrelinは活性化型ghrelinと比較してLL-37の抗菌作用には影響が認められなかった.さらに、口腔粘膜上皮細胞における他の神経ペプチドの発現をRT-PCR法で検討した結果、ghrelinだけでなくVIP (vasoactive intestinal peptide), substance P mRNAを発現していることを確認した。神経ペプチドghrelinの抗菌活性をBactericidal assayを用いて検討した結果,大腸菌,黄色ブドウ球菌,緑膿菌に抗菌作用をもつことが明らかになった.抗菌ペプチドは陰性の電荷を持つため,塩濃度の増加で抗菌効果が減少することが知られている.様々な塩濃度でのghrelinの抗菌活性を検討したところ,塩濃度の添加によってghrelinの抗菌活性は減少することが示され,生理食塩濃度においては抗菌効果が持続することを確認した.ghrelinがLL-37の抗菌効果をさらに増加することを確認した.さらにチェックボード法によって,ghrelinのLL-37の抗菌効果に対して大腸菌には相乗作用,大腸菌には相加作用をもつことを確認した.しかしながらghrelinは抗菌ペプチドDefensin 1, 4には相加,相乗効果は示さなかった.またRT-PCR法により,口腔粘膜細胞におけるghrelinの発現を検討した結果,口腔粘膜上皮細胞,歯肉線維芽細胞,口腔粘膜擦過細胞にghrelinの定常的な発現が認められた.口腔粘膜上皮細胞における炎症性サイトカインによるghrelinの発現誘導をReal-time-PCR法によって検討した結果,TNF-alpfa, IFN-gammaの刺激によりghrelinの発現の増加は認められなかった.またghrelinの抗炎症効果を検討するために,TNF-alpha, LPSで発現が誘導されるIL-8の発現に対するghrelinの影響を検討したところ,Ghrelinは口腔粘膜
軽度発達障害児の自己身体知覚の検証

本研究では,発達障害児の障害物への接触頻度の高さを実証すること,ならびにその原因を解明することを目的として, 5つの実験を行った.その結果,発達障害児は健常児に比べて障害物への接触頻度が高いことが実証された.また,その原因は,視覚,運動能力,平衡機能ではなく,感覚情報を統合し,自己の身体イメージに基づいて行為の可能性を見積もる能力の低さであることが明らかとなった.本研究では,発達障害児の障害物への接触頻度の高さを実証すること,ならびにその原因を解明することを目的として, 5つの実験を行った.その結果,発達障害児は健常児に比べて障害物への接触頻度が高いことが実証された.また,その原因は,視覚,運動能力,平衡機能ではなく,感覚情報を統合し,自己の身体イメージに基づいて行為の可能性を見積もる能力の低さであることが明らかとなった.自己身体の知覚評価をするために人物描画法や肢位模倣テストにて評価を行うことが多い。しかし,これらの評価では,幼児が認識している身体部位を把握でき,また各身体部位の形成の発達過程を明らかにすることができるが,環境と自己との関係を評価することはできない.また,量的・質的な客観的評価という点では不十分である。軽度発達障害児は"身体運動が稚拙で感覚機能の低下もあるため,空間で身体を上手に操作することができない(Ayres:1978)"。しかし,日常生活において,例えば軽度発達障害児が"意図的な動作"に対して,"物にぶつかることが多い"という研究報告は見当たらない。本研究は,軽度発達障害児は環境に対して自己の行為の可能性の見積もり(自己身体知覚と環境との関係;アフォーダンス)が可能かどうかを,自己身体の大きさの知覚を用いて検証することであった。この目的を検証するために,まず軽度発達障害と診断されている幼児が,物にぶつかることが多いかどうかくぐり動作を利用して検証した。その結果,接触しないように注意をする,しないにかかわらず,発達障害児は接触頻度が高かった。また,発達障害児は腰部の接触頻度が高く,膝蓋骨の高さのバーへの接触頻度が高い傾向にあった。このように視覚フィードバックを随時利用した接触回避が困難な状況において,発達障害児の身体接触が多いことは,身体特性情報に基づく行為の見積もりの不正確さが,発達障害児の身体接触の多さの原因であることを示唆した。(投稿中)実証実験の結果から,発達障害児が接触する原因が姿勢制御能力,運動能力,視覚見積もり,運動見積もりの問題が考えられた。そのため現在,軽度発達障害児の姿勢制御能力,運動能力について検証を行っている。発達障害児が障害物に接触する問題に対して人物描画,肢位模倣検査,姿勢・動作観察,机上検査などを用いて評価が行なわれてきたが,接触の原因については明らかになっていない.そこで本研究では,発達障害児が障害物に接触する原因を明らかにすることを目的として5つの実験を行った.本研究の全ての実験における実験参加者は56歳の健常児9名,注意欠陥/多動性障害あるいはアスベルガー症候群の診断を受けた発達障害児9名であった.実験1では,くぐり動作課題を用いて接触回避の検証実験を行った結果,発達障害児は健常児と比較してくぐり動作時に障害物に接触する頻度が高いことが明らかとなった(島谷ら,2008).実験2では,人物描画と肢位模倣検査を用いて,従来のリハビリテーション評価から得られる身体イメージの評価を行った結果,発達障害児と健常児の人物描画は同等であったが,肢位模倣検査には有意な差が認められた.しかし,肢位模倣における知覚と運動のどちらが問題となっているかを明らかにすることはできなかった(島谷ら,2008).実験3では,発達障害児と健常児の6種目の粗大運動能力を比較した結果,全ての種目に有意な差は見られなかった.そのため,発達障害児の障害物への接触頻度の高さは,単に粗大運動能力の未熟さによるものではないことが明らかとなった(島谷ら,2008).実験4では,発達障害児と健常児の重心動揺を比較した結果,開眼条件では発達障害児と健常児は同等であったが,閉眼条件では有意な差が認められた.そのため,発達障害児は視覚フィードバックを利用できない状況において障害物への接触が増えることが明らかとなった(島谷ら,2008).実験5では,発達障害児と健常児のバーの高さの視覚弁別課題と身体を接触させずにくぐり抜けるという行為の可能性を見積もる能力を比較した結果,視覚弁別課題においては発達障害児と健常児は同等であった.しかし,身体イメージを利用して,くぐる行為を見積もる能力は発達障害児が劣っていることが明らかとなった.上記の一連の結果から,発達障害児には知覚と運動を連結させる見積もり能力に問題があることが明らかとなった.この見積もり能力は,身体イメージに依存して正確性が決定されるため,発達障害児が障害物を回避するためには身体イメージを発達させるようなさまざまな運動経験が重要であると考えられる.
深度3,000メートル未満地下構造の広域概査のための微動探査法実用化への研究

本研究は、石油・石炭等の地下資源の構造探査や厚い地盤構造・地殻上部構造の探査における反射法・VSP法等の精査法に先立つ概査法として、広域の探査が容易でかつ精査法に直接寄与する物理量で探査可能な微動探査法の開発とその実用化を目的とする。平成3年度:(1)道北の石炭資源開発基礎調査地内8ヶ所にある深さ約1,000m井のVSP調査地点で、上下動成分13点のアレイを展開。各ヶ所アレイサイズ約1,000m、試作ディジタルレコーダによる微動観測で、データ収録・一次処理を観測直後、現場で実施する試みに成功。(2)F-Xスペクトル法で、0.25-4Hzのレイリー波位相速度800-1,800m/sを求め、深さ約2500mまでの地下構造を推定した。VSP法探査結果と比較し、深さ1,000mまで速度境界に良い一致がみられた。平成4年度:(1)十勝のテストフィールドで、旧地震計PELS73V10台による半径5kmと2kmの2種類のアレイによる微動観測及びF-K法によるレイリー波位相速度推定を行い、深さ3,000mまでのS波速度構造を推定した。また(2)新地震計UP-255を9台使用した最大半径180mの3種類の半円形アレイによる微動観測及び空間自己相関法によるラブ波の位相速度推定を行い、深さ500mまでのS波速度構造を推定した。平成5年度:(1)購入分10台の3成分地震計UP-255の固有周期を1秒から8秒に改良し全地震計の特性を揃え、過年度製作のレコーダ30台にプリアンプを装備した。(2)整備された観測機器により、十勝のテストフィールドで、口径最小700m、最大5,200mの9種類のアレイによる微動探査では、最大約3,500mの地下構造を推定した。(3)微動から表面波の位相速度を推定するための「周波数・波数スペクトルの計算法」をFFT法からARモデル法に改良し、位相速度の推定精度を高めることができた。また空間自己相関法の拡張によってアレイ設計が自由になり、実用化へ向けたソフト面で大きな成果が得られた。本研究は、石油・石炭等の構造探査や厚い地盤構造・地殻上部構造の探査において、探査のより省力化、効率化を図るために従来の反射法・VSP法探査を精査として位置づけ、そのための広域概査に微動探査法を導入し、その実用化を図ることを目的とする。研究計画に沿い、道北豊富町のNEDOの石炭資源開発基礎調査地において、すでにVSP調査の行われた深さ約1,000mの深井戸地点8ヶ所で、上下動成分13点から成る地震計アレイを展開し、微動探査を行った。実施時期は平成3年9月6日12日の7日間である。アレイサイズは最大約1,000mにとった。観測時間は約45分間、改良した手製ディジタルレコ-ダ-に1/100秒サンプリングで記録、デ-タの収録・一次処理を観測現場で測定直後実施する試みに成功した。

すなわち観測デ-タの質の良否が即刻判断でき、欠測あるいは観測失敗によるデ-タ欠除が回避できるという実用化への1つの成果を得た。デ-タ解析は周波数一波数スペクトル法により、結局8ヶ所全てにおいて、周波数範囲0.254Hzのレイリ-波の位相速度8001,800m/sを得た。これにより、深さ約2,500mまでの地下構造を6層のS波速度で推定することができた。その結果を各井戸のVSP法探査結果と対比し、本研究で目的とする微動探査法が概査として実用化できる可能性が極めて強いとの結論を得た。すなわち、VSP法の探査深度1,000mまでは、両者の速度境界面位置の対応が良く、またS波速度から換算したP波速度は、VSP法による推定値と非常に良く一致した。また今回の観測実験には間に合わなかったが、軽量で携帯容易・操作簡便な地震計(UP255型3成分地震計)の改良・検定を行った。その結果、本研究の微動探査法が必要とする固有周期8秒はコンデンサ-容量10μF、減衰定数0.7は外部シャント抵抗50KΩで良いとの結論を得た。本研究は、石油・石炭等の構造探査や厚い地盤構造・地殻上部構造の探査において、探査のより省力化、効率化を図るために従来の反射法・VSP法探査を精査として位置づけ、そのための広域概査に微動探査法を導入し、その実用化を図ることを目的とする。本年度の研究実施計画に沿い、十勝地方帯広市郊外の帯広畜産大学及び道立農業試験場を中心とする地域に実験場を設定した。実験実施時期は平成4年7月27日8月3日の8日間である。実験項目は、(1)旧地震計PELS73V10台を使用した半径5kmと2kmの2種類のアレイによる微動観測及びF-Kスペクトル法によるレイリー波の位相速度推定と深さ3000mまでの地下構造推定、(2)人工震源ダイナソースを用いた表面波探査による周波数1020Hzのレイリー波位相速度推定と深さ約50mまでの地下構造推定、(3)3成分地震計UP-255 9台を使用した半径180m、90m、50mの3種類の半円形アレイによる微動観測及び空間自己相関法によるラブ波の位相速度推定と深さ約500mまでのS波速度による地下構造推定、(4)旧地震計PELS73V10台を使用した半径400mと200mの2種類のアレイによる微動観測及びF-Kスペクトル法によるレイリー波の位相速度推定と深さ1000mまでの地下構造推定等である。本研究で最も重要な野外での観測はいずれの項目でもほぼ計画通り完了し、良質のデータが得られた。なお、実験項目それぞれのデータ解析を行い、位相速度を推定したが、新たに従来のフーリェ変換を使って得られるF-Kスペクトルは必ずしも良い精度でないことが明らかになった。この方法では、F-Kスペクトルは特に高周波数側で精度が落ち、位相速度がうまく推定できなかったりする。それは浅部の地下構造推定を困難にする。これを改良し、F-Kスペクトルの基本となるクロススペクトルの計算に自己回帰モデルの適用を試みた結果、高周波数側の位相速度推定の精度を上げることができた。本研究は、石油・石炭資源等の構造探査や厚い地盤構造・地殻上部構造の探査における従来の反射法・VSP法探査の精査法を省力化、効率化し、広域の探査を容易にする概査法に微動探査法を導入し、その実用化を図ることを目的とする。本年度は研究計画に沿い、1.観測機器の整備について:1)地震計について:過年度購入した10台の固有周期1秒の3成分地震計UP-255を(1)固有周期8秒に改良(2)地震計設置時の地面とのカップリングを良くするためのケースの改良(3)携帯時に不備のあったクランプの改良、等を行い全地震計の特性を揃えた。
オリゴシルセスキオキサンを用いる新規触媒材料の開発

本研究では、厳密な構造決定や制御が容易である「シリカ担持触媒のモデル分子」としての観点から、遷移金属種および典型金属を含有するオリゴシルセスキオキサンを前駆体とする、全く新しいタイプの不均一系触媒材料の創製を目的として、新規遷移金属および典型金属含有オリゴシルセスキオキサンの合成、およびそれらの重合や焼成等による不均一系触媒材料の開発を検討した。本年度は、まず第一に、固体表面への固定化や重合反応の手がかりとなる、適当な置換基を有する新規金属含有シルセスキオキサンの合成を検討した。その結果、オレフィン部位を有する一連の新規4族遷移金属含有シルセスキオキサンの合成し成功した。さらにオレフィン部位のヒドロシリル化によって、表面への固定化に有効な官能基であるエトキシシリル基を導入した。第二に、オレフィン部位を活用した有機-無機複合触媒材料への変換反応について検討した。オレフィン部位を2つ有するチタン含有分子([(c-C_5H_9)_7Si_7O_9(OSiMe_2RO_2]_2Ti、R=vinyl or allyl)を合成し、ヒドロシリル化によって、オクタキス(ヒドリドシルセスキオキサン)(H_8Si_8O_<12>)との共重合体に導いた。その際、前駆体のチタン含有シルセスキオキサンに特徴的なチタン原子周囲の部分構造は、共重合体中でも保持されており、特定の構造の金属種のみを含有する有機-無機複合材料が得られた。第三に、新規ガリウム含有シルセスキオキサンを合成し、これらの焼成による酸化物触媒材料の調製を検討した。また、既知のガリウム含有シルセスキオキサンも合成し、比較検討した。その結果、固体酸触媒の前駆体としては架橋型ガリウム含有シルセスキオキサン([(c-C_5H_9)_7Si_7O_9(OSiMe_3)O_2]_2Ga)が有効であり、含まれるガリウムの約1/3が酸点形成に関与すること、および400500m^2g^<-1>の大きな比表面積を有し、径が約5Åに均一に制御されたミクロ細孔のみから構成されていることが判明した。金属含有オリゴシルセスキオキサンは、「厳密な構造決定や制御が容易である分子化されたシリカ担持触媒」として極めて興味深い化合物である。本研究では、全く新しい機能が期待できる新規材料の創製、および機能開発を目的として、新規遷移金属種および典型金属種含有オリゴシルセスキオキサンの合成、および金属種含有オリゴシルセスキオキサンの焼成等による不均一系触媒材料の開発を行っている。本年度は、チタン金属含有シルセスキオキサンについて、有機配位子や金属の種類が、酸化物の細孔構造や酸性度等の物性に及ぼす影響を検討するとともに、ガリウムを金属を含有するシルセスキオキサンの新規誘導体を合成し、それらを前駆体として固体酸性を有する多孔質酸化物を得た。すなわち、種々の有機配位子を有する新規チタン含有シルセスキオキサンを合成し、それらを焼成して得られた酸化物の物性を検討することにより、酸化物の固体酸性・構造が前駆体シルセスキオキサンの配位子や構造の影響を大きく受けることを明らかにした。また、酸化物中のチタン種がナノサイズクラスターを形成していることを、各種の分光学的手段によって明らかにした。

さらに、ガリウム含有シルセスキオキサンのシクロペンチル誘導体[(c-C_5H_9)_7Si_7O_<12>]_2Ga_21および[C_<14>H_<19>N_2]^+[(C-C_5H_9)_7Si_7C_<12>GaCl]^-2の合成に成功した。また、1を焼成することによって、強いBronsted酸点を有し、細孔径が均一に制御されたミクロ孔に富んだ、表面積の大きな酸化物が得られることを見い出した。一方、2を焼成することによって、固体酸性には乏しいものの、ミクロ孔に加えて少量のメソ孔を有するなど、1の場合とは異なる構造を有する酸化物が得られることを見い出した。本研究では、厳密な構造決定や制御が容易である「シリカ担持触媒のモデル分子」としての観点から、遷移金属種および典型金属を含有するオリゴシルセスキオキサンを前駆体とする、全く新しいタイプの不均一系触媒材料の創製を目的として、新規遷移金属および典型金属含有オリゴシルセスキオキサンの合成、およびそれらの重合や焼成等による不均一系触媒材料の開発を検討した。本年度は、まず第一に、多様な構造を有する一連の新規13族元素含有シルセスキオキサンを合成し、それらの焼成による酸化物触媒材料の調製を検討した。その結果、固体酸触媒の前駆体としては架橋型アルミニウムおよびガリウム含有シルセスキオキサン([(c-C_5H_9)_7Si_7O_9(OSiMe_3)O_2]_2M,M=Al or Ga)が有効であり、含まれる13族元素の約1/3が酸点形成に関与すること、および400500m^2g^<-1>の大きな比表面積を有し、径が約5Åに均一に制御されたミクロ細孔のみから構成されていることが判明した。第二に、固体表面への固定化や重合反応の手がかりとなる、適当な置換基を有する新規金属含有シルセスキオキサンの合成と、有機-無機複合触媒材料への変換反応を検討した。その結果、オレフィン部位を有する一連の新規4族遷移金属含有シルセスキオキサンの合成し成功した。さらにオレフィン部位のヒドロシリル化によって、表面への固定化に有効な官能基であるエトキシシリル基を導入した。一方、オレフィン部位を2つ有するチタン含有分子([(c-C_5H_9)_7Si_7O_9(OSiMe_2RO_2]_2Ti、R=vinyl or allyl)を合成し、ヒドロシリル化によって、オクタキス(ヒドリドシルセスキオキサン)(H_8Si_8O_<12>)との共重合体に導いた。その際、前駆体のチタン含有シルセスキオキサンに特徴的なチタン原子周囲の部分構造は、共重合体中でも保持されており、特定の構造の金属種のみを含有する有機-無機複合材料が得られた。
オスマウス超音波発声スペクトラムを制御する内分泌-神経回路の同定

有性生殖をする動物ではオスメスという二項対立した性の戦略が深く議論されて、その行動と中枢メカニズムが解明されてきた。しかし、性の戦略は決して2極化だけが優位に働くわけではない。オスらしさを隠蔽し、オス同士の激しい競争から逃れつつ、繁殖の機会を狙うという戦略が魚類や鳥類ではみとめられており、オスの多様な表現型、すなわちオススペクトルとして知られてきた。そこで本申請では哺乳類では貴重なオスの性スペクトラムモデルであるUSVsに着目し、内分泌要因と性スペクトラムの関係を、下記の点から明らかにする。1)オスのUSVsの発声が、オス同士の競争に寄与すると仮説を立て、複数個体での対峙実験における社会的な機能(スペクトラム機能)を明らかにする。2)オスUSVsスペクトラムを生み出す神経回路として、主嗅球から偏桃体内側核前部の回路形成におけるテストステロンの役割を同定する。具体的には以下2点を明らかにする。この目的達成のため、以下2つを実施する。1)オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにする。特にこれまで開発してきたUSVsを特異的に発することが可能なデバイスを用い(Nature 1996)、USVsの再生実験を行う。周産期テストステロンが主嗅球から偏桃体内側核に軸索を伸ばし、メス応答細胞と接続することで、USVs回路が完成すること、さらにテストステロン依存的のその量が調整され、スペクトラム行動が規定されると仮説を立てた。このスペクトラムメカニズムを解明するため、2-1)メス尿によって活性化する偏桃体内側核の細胞数とUSVsの発生回数の相関、2-2)主嗅覚と偏桃体内側核前部を、遺伝薬理学を用いてその機能を実証を目指す。1)オスのUSVsの発声が、オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにする。メスと交配行動を示すオスは、他のオスがいない場面に比べて、他のオスの存在がある場合では、超音波音声の発生回数が増加し、聴衆効果が示された。このことから、オスマウス超音波音声が、オス間の性アピールの機能をもつ可能性を見出した。これまで、オスのUSVsは、周産期のテストステロンによって形成される神経回路によって支配されていることを明らかにした。さらに昨年度までにUSVsの発声を担う回路は、メスマウスの匂いを受容し、主嗅球の背側部ならびに腹側を介して、偏桃体内側核前部の前部に投射する回路、特に発達期に発現するNeuropilin 2が軸索ガイダンスを担っていることを見出した。今回、メスマウスの周産期にテストステロンを処置することで、成長後の超音波音声の発生回数の上昇を見出した。この超音波音声の構造自体はオスと差がないことから、オス型の音声であることが示された。、またその制御が偏桃体内側核のTRH発現細胞を介在させる可能性を見出した。1)今年度もオスのUSVsの発声が、オス同士の競争に寄与すると仮説を立て、複数個体での対峙実験における社会的な機能(スペクトラム機能)を明らかにする。オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにした。さらに詳細の行動解析なならびに音声解析を実施し、どような社会文脈において、オスの超音波音声の発生が増加されているのか、その際のオスのテストステロンの動態を含め、要因の解明を目指す。これまで例数が少なかった性転換、性スペクトラムモデルのマウスを増やし、偏桃体内側核での神経活性(メス尿提示によるC-fosの発現量)の相関解析、ならびに活性化神経細胞の投射部位をTRHとの共染色によって明らかにする。

この目的達成のため、以下2つを実施する。1)オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにする。特にこれまで開発してきたUSVsを特異的に発することが可能なデバイスを用い(Nature 1996)、USVsの再生実験を行う。2)オスUSVsスペクトラムを生み出す神経回路として、主嗅球から偏桃体内側核前部の回路形成におけるテストステロンの役割を同定する。周産期テストステロンが主嗅球から偏桃体内側核に軸索を伸ばし、メス応答細胞と接続することで、USVs回路が完成すること、さらにテストステロン依存的のその量が調整され、スペクトラム行動が規定されると仮説を立てた。このスペクトラムメカニズムを解明するため、2-1)メス尿によって活性化する偏桃体内側核の細胞数とUSVsの発生回数の相関、2-2)主嗅覚と偏桃体内側核前部を、遺伝薬理学を用いてその機能を実証を目指す。1)オスのUSVsの発声が、オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにする。メスと交配行動を示すオスは、他のオスがいない場面に比べて、他のオスの存在がある場合では、超音波音声の発生回数が増加し、聴衆効果が示された。このことから、オスマウス超音波音声が、オス間の性アピールの機能をもつ可能性を見出した。これまで、オスのUSVsは、周産期のテストステロンによって形成される神経回路によって支配されていることを明らかにした。さらに昨年度までにUSVsの発声を担う回路は、メスマウスの匂いを受容し、主嗅球の背側部ならびに腹側を介して、偏桃体内側核前部の前部に投射する回路、特に発達期に発現するNeuropilin 2が軸索ガイダンスを担っていることを見出した。今回、メスマウスの周産期にテストステロンを処置することで、成長後の超音波音声の発生回数の上昇を見出した。この超音波音声の構造自体はオスと差がないことから、オス型の音声であることが示された。、またその制御が偏桃体内側核のTRH発現細胞を介在させる可能性を見出した。1)今年度もオスのUSVsの発声が、オス同士の競争に寄与すると仮説を立て、複数個体での対峙実験における社会的な機能(スペクトラム機能)を明らかにする。オス同士の対峙場面ならびにメスをめぐる3社関係の場面におけるUSVsの役割を行動学的に明らかにした。さらに詳細の行動解析なならびに音声解析を実施し、どような社会文脈において、オスの超音波音声の発生が増加されているのか、その際のオスのテストステロンの動態を含め、要因の解明を目指す。
生理活性ペプチド・キトオリゴ糖類酵素合成に向けた加水分解酵素の機能解析・機能改変

本研究課題においては、タンパク質工学的手法を駆使して「(1)生理活性低分子ペプチド合成触媒」および「(2)生理活性キトオリゴ糖類合成触媒」をそれぞれ開発し、これらの生体触媒を用いて、有用な新規生理活性物質を創生する事を最終目標としている。初年度においては実験材料となる酵素のスクリーニングと機能改変戦略の確立を第一の目標として研究を遂行した。これに並行して次年度以降に酵素合成のターゲットとする化合物群の絞り込みを兼ねて、有用価値の高い生理活性キトオリゴ糖アナログの探索研究を進めた。具体的な進捗状況は下記の通りであり、極めて順調であると考えている。上記に関して、親酵素の取得と、機能改変およびそれを用いた低分子有用ペプチドの酵素合成を達成した。上記に関して、酵素合成のターゲット化合物となり得る二種類の新規オリゴ糖の単離と構造決定に成功した。
脳波による温熱感覚および湿潤感覚の解析

本研究は、温熱的に快適な衣料素材の開発のための支援として、衣服内温湿度刺激に対する温熱感、湿潤感の主観評価と脳波との関係を明らかにすることを目的とした。客観性、数量性に疑問のある主観評価を衣服内温湿度刺激により誘起される生理-生体信号としての脳波を測定することにより、刺激と脳中枢神経系の反応との対応関係を解析するとともに、温熱的に快適な素材およびアパレル設計のための基礎実験、応用実験を行った。実験期間内に得られた成果の概要は、以下の通りである。1.衣服内温湿度と温熱感、湿潤感との関係を検討し、湿潤感の衣服内湿度の刺激強度に対する見かけの弁別閾値を明らかにした。2.感性スペクトル解析装置による電極間相互相関係数を用いた脳波解析から、刺激対脳波および主観評価対脳波との関係を明らかにすることにより、脳波測定による温熱感および湿潤感における客観評価の可能性を導いた。3.シート表皮材の温熱特性の評価について、脳波測定による感性スペクトル解析法を適用し、喜(喜び)、怒(怒り、ストレス)、哀(悲しみ)、楽(リラックス)の各感性値を算出し、その妥当性を検証した。また、女性ファンデーション用パワーストレッチ編布およびタオル織物の温熱的特性への適用も検討すべく、基礎研究を行った。以上、脳波測定による感性スペクトル解析法の衣料研究開発への適用の可能性を明らかにした。今後は、より的確な客観評価を確立するため、データベースの作成を行う予定である。従来、温熱感や湿潤感といった感覚評価は言葉で表現されることがほとんどであった。しかし、客観性や数量化が難しいなど、言葉や文字を使った表現に対する疑問や限界が問題としてあげられる。本研究では、温熱刺激(主に、衣服内温湿度)により誘起される生理-生体信号としての脳波を測定することにより、刺激と脳中枢神経系の反応との対応関係を解析し、衣服の温熱的快適性評価における客観性、数量性、非言語性を実現することを目的として行った。今年度の成果の概要は、以下の通りである。1.まず基礎研究として、衣服内温湿度と湿潤感覚との関係を検討した。その結果、湿潤感は温熱感よりも大きく快適感に影響を及ぼすこと、また、湿潤感は衣服内湿度と高い相関をもち、心拍数・舌下温・平均皮膚温などの生理量とも有意な相関をもつことを明らかにした。2.衣服内湿度刺激強度に対する湿潤感の弁別閾値を明らかにした。3.シルクプロティンの配合量、固着量が多いほど吸湿性の向上が認められ、人体・シート間湿度を低く抑える効果のあることがわかった。また、不感蒸泄および発汗シミュレーション実験において、吸湿性が大きいほど潜熱損失量が大きくなることがわかった。4.脳波測定により、人の基本感情である喜怒哀楽のデータベース(脳機能研究所)から導出された感性指標と衣服内温湿度および主観評価との関係を明らかにした。5.吸湿加工を施した座席シート表皮材を用いて、脳波による座り心地評価を行い、天然皮革や加エシートではレギュラーPVCレザーに比べてポジティブな感性が高くなることを明らかにした。夏季における衣服内湿度は温熱的快適性の主観評価に大きな影響を与え、衣服内湿度が高くなるほど不快感が大きくなることが、これまでの研究から明らかになっている。しかしながら、主観評価においては客観性、数量性に疑問が残る。このことから、衣服内湿度刺激により誘起される生理-生体信号としての脳波を測定することにより、刺激と脳中枢神経系の反応との対応関係を解析することを目的に、前年度に引き続き研究を行った。1.温熱的に快適な状態と極端に不快な状態(温熱感が最大、あるいは湿潤感が最大、温熱感と湿潤感の両方が最大)を設定して、主観評価と脳波反応との関係を解析した。

その結果、湿潤感よりも温熱感が高い場合に、感性スペクトル解析による脳波との相関が高かった。2.環境の温熱指標である不快指数の考え方を適用し、衣服内の温度と湿度を一つの指標にした場合、感性スペクトル解析による喜(喜び)、怒(怒り、ストレス)、哀(悲しみ)、楽(リラックス)の各感性値と良く一致することがわかった。3.シート表皮材の温熱特性の評価に対して、脳波測定による感性スペクトル解析法を適用し、その妥当性を検証した。また、女性ファンデーション用パワーストレッチ編布およびタオル織物の温熱的特性への適用も検討すべく、基礎研究を行った。以上、脳波測定による感性スペクトル解析法の衣料研究開発への適用の可能性を明らかにした。今後は、より的確な客観評価を確立するため、データベースの作成を行う予定である。
X線CTの画像雑音(被曝)を低減する画像再構成法

通常のCTの画像再構成においては、視野が即ち画素寸法が十分小さくなければ雑音のエリアスの問題が生じる。すなわち、画素によるナイキスト周波数を超える投影データの雑音成分はナイキスト周波数内に折り返す。帯域制限の処理を導入することにより、このエリアス雑音を画像鮮鋭度の代償無しに解消できる。我々は、この方法により顕著な画質改善あるいは照射線量の低減が得られ、特に再構成関数が高周波強調タイプのときに顕著であることを確認した。本研究では画素ピッチによるピクセルナイキスト周波数を超える周波数成分を投影データから事前に除去して画像再構成計算に供することで、空間分解能やアーチファクトの代償が殆どないままに画像雑音を低減でき被曝低減に有用であることを示す。そのゴールへ向けて当初の平成21年度の予定と結果は次のとおり。a.大視野の画像再構成において画像雑音標準偏差が低下しないような設計のCTが本研究が効果を挙げる対象である。現在の各社新鋭CTがそのような画質挙動であるか確認。→最有力の東芝およびシーメンスの二社のMDCTがそのような挙動を示し、GEおよびフィリプスの二社のMDCTはそのような挙動ではなかった。異なった挙動をする二種のCTが存在することは新発見であり、学会発表をした。過半のCTは本研究が効果をあげるタイプであることが確認できた。b.計算機シミュレーションと数理解析により、空間分解能の低下を伴わずに得られる雑音低減効果を種々の条件で確認する。→シミュレーションは完了、数理解析は継続中である。c.弊害の無い投影データ帯域制限法を確立する。→試行範囲では弊害は問題無かった。継続する。d.CT実機より投影データを取り出し、PC上で投影データのフィルタリング等の加工を行い、再びCT実機に戻して画像再構成する経路を確立する。→完了した。学会で報告をした。また、論文化の予定である。e.適切なファントみを設計・製作し、投影データの帯域制限によるMTFおよび空間分解能等の画質の物理指標の変化を計測する。→試作空間分解能ファントムで目標性能を得た。他は継続中である。そのゴールへ向けて平成22年度の予定と結果は次のとおり。a.CT実機より投影データを取り出し、PC上で投影データの処理をした後CT実機に戻して画像再構成する経路は前年度に確立した。H22年度はこの技術的詳細について論文にまとめ、投稿中である。b.本処理法による画質改善を客観的な物理指標値として得た。大視野において意図通りの画質改善となることを数値的に確認した。この過程で、従来の画質評価方法には種々精度上の問題があることを確認し、その改良法を得た。なお、DC近傍の画質指標値は依然として計測精度に限界が有り、計測精度向上を試行中。c.弊害(具体的にはリンギングと呼ばれる現象)の無い投影データ帯域制限法を確立する。さらに、問題ないことの確認を継続する。d.MTFおよび空間分解能等の画質の物理指標の変化を計測するためのファントムを製作した。→次年度はこのファントムを用いることをはじめとして視覚的な画質評価まで完了する。そのゴールへ向けて平成23年度の予定と結果は次のとおり。a.CT実機より投影データを取り出し、PC上で投影データの処理をした後CT実機に戻して画像再構成する経路は初年度に確立した。この技術について論文化する。⇒論文化した。c.ROC(receiver operating characteristic)またはそれに代わる適切な視知覚的画質評価により、物理特性の向上と併行して有意な画質向上があることを明らかにする。ギッブス現象なども含めてフィルタ形状のありかた(制約有無等)を明らかにする。⇒ROCに代えて2-AFC法による視知覚的画質評価を行ったところ、予定通り大視野において低コントラスト検出能の向上を確認できた。特に高分解能再構成関数の時に効果が顕著であり肺野のスキャンでは卓効を発揮すると期待された。ギッブス現象による問題は顕著では無かったし、より緩和する方法も見出した。d.臨床の投影データを用い、本方法により臨床画像においても画質改善もしくは被曝低減の効果が得られることを確認する。→これは予定と異なり見合わせた。前記dで十分なデータと考えられることと、若干の行程遅れにより期間内に完了することが難しくなったため。e.以上をまとめ、論文化あるいは学会発表する。⇒現時点で未完であるが、英文論文執筆中。
高温大気中における原子力用配管炭素鋼の表面き裂進展特性に関する基礎的研究

原子力用炭素鋼配管の破断前漏洩(LBB)設計が、原子力分野における当面の課題として脚光を浴びている。LBB成立の可否を検討するためには、高温において欠陥からの疲労き裂進展特性と最終破断特性を明確にしておく必要がある。ここでは、原子力用配管炭素鋼STS42を用いて、高温疲労き裂進展特性、表面疲労き裂進展特性を明らかにするとともに、2パラメータ法による破壊評価線図(FAD)の構築を試み、以下の結論を得た。1.高温(350°C)大気中と高温純水中における疲労き裂進展特性を比較した結果によれば、高温純水中の影響は腐食効果よりもむしろ温度効果が著しい。したがって、高温大気中における結果を用いて、高温純水中の挙動が推定される。2.表面疲労き裂の進展特性は貫通き裂のそれと本質的に相違しない。ただし、表面疲労き裂のき裂閉口が貫通き裂と比較して小さいことに起因して、下限界応力拡大係数範囲は貫通き裂の場合よりも小さくなる。表面欠陥の疲労き裂進展特性の評価に際しては、上記の点に配慮する必要がある。3.STS42鋼の弾塑性破壊靭性【J_(IC)】の評価に際しては、複数試験法の日本機械学会基準が最も有用である。単一試験片法を用いた場合、【J_(IC)】は著しく過大評価される。4.2パラメータ法の適用に際して、ひずみ硬化を考慮し、J積分クライテリオンを用いる必要がある。本研究において構築したFADに基づき、試験片寸法が異なる場合の安定破壊の開始,安定破壊進行、さらに塑性崩壊あるいは不安定破壊という弾塑性破壊の過程が、的確に予測できる。