hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学リテラシーのための仮想現実

20102011年の資金援助(科研費22650196)は、レゴマインドストームのプログラミングタスクを段階的かつ反復的に開発し、研究をさらに進めた。新しい仮想学習スペースは、オープンソースOpenSimの技術を使って開発された。ユニークで画期的な仮想ツールは、タスクをより複雑化することに成功した。コンピュータのスクリーンキャプチャー、コミュニケーションの映像、およびレゴタスクの過程の形式で、60時間分のデータが記録・分析された。また、認知過程と機能知識は3D力学グラフにマッピングされ分析が行われた。その結果、ロボットタスクの複雑性と人間の認知過程の間に非線形の相関関係があることをわかり、この発見は下位から上位までの認知動作の過程に関する最新文献に異議を唱える結果となった。仮想世界は、学びを支援する認知過程を分析・測定するための新しい教育内容を探究する機会をもたらす。この研究では、"OpenSim"を使って仮想空間をカスタム設計した。"neo-Bloomian Cognitive Processes"と"Knowledge Dinmensions"を図で表わすために、反復的に設計され、定量化測定された課題を作成した。学生がLEGO Mindstormsロボットを使って、あらかじめ設定されたサーキットをたどる16の課題を実行した。次に、60時間のビデオとスクリーン収集データをコード化した。大学における学習評価が、単なる記憶や応用よりも評価や創造性を優先させる関連認知能力階層構造を反映していることから「neo-Bloomian記述子」を利用した。この研究を行った初年度は、特に高次学習における認知能力の発達と会得において、大学における課題と評価基準が必ずしも密接に関連していないことがわかった。より複雑さを増した課題を、革新的な仮想・現実拡張ツールの独創的な設計と並行して実行する。それは、現行の研究でも行っており、仮想空間でLEGO課題を実行することによって、良好な心理測定の特性を持った「フロー」を包括的に測定している。離散物的移動を図るためのロボットプログラミングに着手することは、確実な成功をもたらす。例えば、レゴNXTマインドスートームは、学生がロボットを組み立て、NXTソフトウェアを通じて命令を入力し、その命令に従わせるようロボットのプログラムを行い、プログラムされたロボットの動作を調べることを可能にする。ロボットタスクに必要な測定基準には、タスク有効性TE(ロボットにうまくプログラムされたコマンドの数)と相互作用エフォートIE(ロボットとの交信に必要な時間)(Olsen & Goodrich, 2003)を使用する。Vallance等(2010)による先行研究は、仮想世界と実世界の両方でこれらの活動を記録し、結果として生じた定量的データを関連する人間の認知過程とフローを分析するために使用してきた。研究テーマが用いた手続き的知識を伴う観測度数は、「想起』や「理解」などの事例には関係がなく、むしろ「分析」や「創造」と頻繁に関連したようである。手続き的知識が最も高い頻度で現れたのは、被験者が「評価」していた時と、さらに「適用」していた時であった。ほとんどの知的活動はそのような知識を適応させるというよりはむしろ創造、把握、理解、発展させる方に向けられてきたのだが、「手続き的」知識の状況とは異なり、実験期間中にセッションが幾度も重なるにつれて、観察された概念的知識の累積度数は、「理解」「分析」「評価」、および「創造」の側面を強くする傾向にあった。
ヒト60KDaムチンコア蛋白および癌関連ムチン様抗原の細胞・分子生物学的研究

リボゾールにおけるコア蛋白の生合成に関し、ER内への進展においてシグナルペプチドのアシル化が重要であることを報告した。さらに正常ヒト胃ムチンコア蛋白の8KDaトリプシンペプチド(ムチン蛋白のC末端側)を認識する2種のモノクローナル抗体(3G12、2B4)を用い、胃粘膜細胞のムチン合成ポリソーム、Cell Free TranslatioによるmRNAの翻訳の解析にJ:60kDaのコア蛋白の存在を報告した。更に、その細胞内輸送、分泌に関しては、ヒト正常胃粘膜上皮細胞内でのムチンprecursor蛋白のsubunitは60KDaであり、rough ER内でS-S結合による4量体precursor蛋白を形成し、その後ゴルジ装置に輸送されることを明かにした。また、既に消化管癌患者における血中ムチン様抗原の検出とその診断的意義について報告し、その機序として、癌細胞の中には、50-60KDaコア蛋白が同定され高分子となる前の低分子量状態で分泌されるものがあり、その際の細胞内輸送、分泌には正常細胞と異なりHigh mannose型N-glycanの関与している事を明らかにした。我々はすでに、リボゾームにおけるコア蛋白の生合成に関し、ER内への進展においてシグナルペプチドのアシル化が重要であることを報告した。さらに正常ヒト胃ムチンコア蛋白の8KDaトリプシンペプチド(ムチン蛋白のC末端側)を認識する2種のモノクローナル抗体(3G12、2B4)を用い、胃粘膜細胞のムチン合成ポリソーム、Cell Free TranslatioによるmRNAの翻訳の解析によ60kDaのコア蛋白の存在を報告し、その細胞内輸送、分泌に関してはヒト正常胃粘膜上皮細胞内でのムチンprecursor蛋白のsubunitは60KDaであり、rough ER内でS-S結合による4量体precursor蛋白を形成し、その後ゴルジ装置に輸送されることを明かにした。また、我々は消化管癌患者における血中ムチン様抗原の検出とその診断意義について報告しているが、その機序として、癌細胞の中には、50-60KDaコア蛋白が同定され高分子となる前の低分子量状態で分泌されるものがあり、その際の細胞内輸送、分泌には正常細胞と異なりHigh mannose型N-glycanの関与している事を報告した。ヒト胃60KDaムチンコア蛋白cDNAのクローニングは当初の計画どうり外科的切除胃の胃底腺領域粘膜をよりエルトリエーターにて単離したムチン合成細胞より作成したcDNAライブラリー(1gt11)から抗ムチン60KDaコア蛋白モノクローナル抗体を用いイムノスクリーニングによりcDNAのクローニングを行いMuc60_<-x>として仮命名し、現在、拡散塩基配列の解析の準備中である。リボゾームにおけるコア蛋白の生合成に関し、ER内への進展においてシグナルペプチドのアシル化が重要であることを報告した。さらに正常ヒト胃ムチンコア蛋白の8KDaトリプシンペプチド(ムチン蛋白のC末端側)を認識する2種のモノクローナル抗体(3G12、2B4)を用い、胃粘膜細胞のムチン合成ポリソーム、Cell Free TranslatioによるmRNAの翻訳の解析によ60kDaのコア蛋白の存在を報告した
成層土壌中の汚染物質の移動制御と土壌中の間隙流速ベクトルの同定に関する研究

本研究は,農地土壌および都市地盤における水分・肥料成分および汚染物質の輸送量および方向を把握し,物質移動を集約的に制御することにより,農地土壌環境および都市地盤環境を改良することを目的とした基礎的研究として位置付けられる。本年度は,汚染流体の輸送を把握する上で基礎となる土壌中の流体輸送量と輸送方向を確実に検知できるようなセンサーを開発することを目的に,平成15年度に製作した2つのQPHPセンサー(2D-QPHPセンサー)を併用する方法により,三次元方向の水フラックス密度ベクトルを同定した。アクリル製円筒カラムの中に土壌(砂質土,埴壌土および粘質土の3種類)を所定の密度にて充填し,複数のQPHPセンサーを埋設したのち給水を行い,水フラックス密度ベクトルおよび熱物性(温度拡散係数,体積熱容量,熱伝導率)の同時計測を行い,多孔質体中の物質およびエネルギー輸送を評価した。新規開発した3D-QPHPセンサーを用い,土壌等多孔質体中の流体速度輸送ベクトルおよび熱特性の同時測定を行ったが,輸送ベクトルの計測値が理論値よりも約50%小さい結果を得たことから,計測法の改良が必要である結論に至った。一方,2D-QPHPセンサーを複数用いて計測した多次元流れ場の輸送ベクトルと熱物性の計測値は,砂質土壌においてのみ±20%の誤差範囲で理論値と一致した。また,計測精度が低下するものの,多種土性においても水フラックス密度ベクトルと熱物性の同時計測が可能であることを示した。今年度の研究成果は,平成16年5月27日の計測自動制御学会(SICE)東北支部講演会,9月6日8日の生物環境調節学会講演大会,および9月9日の農業土木学会全国大会講演において,三次元QPHP法による流体輸送速度ベクトルの計測方法に関する研究結果を口頭およびポスターにて発表した。本研究は,農地土壌および都市地盤における水分・肥料成分および汚染物質の移動方向を把握し,当該物質の輸送を集約的に制御することによって,農地土壌環境および都市地盤環境を改良することを目的とした基礎的研究として位置付けられる。土壌中を移動する物質の輸送方向とその輸送量を測定するための理論をもとに,五極子熱パルスセンサー(以下,QPHPセンサーと呼ぶ)を製作して地盤中を移動する物質の輸送ベクトルを同定することを第1の目的とする。また,粒径の大きい土質の層(粗材料層)と粒径の小さい土質の層(細材料層)が複数の傾斜層として土層中に存在する条件(以下,多重傾斜成層土層と呼ぶ)において,この土層構造が土壌水分の輸送に及ぼす影響を調査し,多重傾斜成層土層中の水分輸送動態を詳細に解明することを第2の目的とする。2次元流れの場において用いるQPHPセンサーを新規に開発し,温度計測値から熱物性と流速ベクトルを導く手順を明らかにした。均一な砂試料にセンサーをセットした一定水流場において較正し,多孔体全体の熱物性(温度伝導率,体形熱容量,熱伝導率)が誤差10%以内の精度で測定されること,および,多孔体中の水移動速度べクトル(流速と流れの向き)が,流速が5×10^<-5>m/s以上のとき誤差10%以内の精度で測定されることを示し,第1の目的を達成した。細粒砂の中に粗粒砂の薄い層が1層ならびに3層ある乾砂互層を,鋳物砂と石英砂を供試砂として透明容器内に造成してQPHPセンサー78個を適宜の位置に配置し,容器ごと水平(0°)または3.8°,7.6°,11.3°傾けて,上面から一定流量の水を供給し,浸潤前線位置の目視観察およびQPHPセンサーによる水流速ベクトル計測を定期的に実施した。境界面の傾斜角が増すにつれて,粗粒砂上面に沿う集積型選択水流が増加し,粗粒層に浸入する水量が減ずることを確認した。QPHPセンサーにより,浸潤前線の到達が検知され,また水流速ベクトルが定期的に測定され,地中水流場の詳細情報が得られることが示され,第2の目的を達成した。以上の結果は,従来視察に頼っていた多孔体中の2次元水流の観測が,開発したQPHPセンサーにより,水流が在る状態のままで熱特性および水移動速度ベクトルの分布場として測定されることを示しており,かつ,傾斜した互層における水移動の特徴を明らかにしている。これらは新知見であり,平地や傾斜地における地中水流の様相を遠隔測定し,研究する基礎をなすものである。なお,平成15年(2003年)5月に開催された計測自動制御学会東北支部研究集会において,発表題目「熱トレーサ法による多孔質物体中の二次元流体移動速度ベクトルおよび熱物性の同時計測法について」の論文講演発表に対して優秀発表奨励賞を授与され表彰を受けた。アクリル製円筒カラムの中に土壌(砂質土,埴壌土

および粘質土の3種類)を所定の密度にて充填し,複数のQPHPセンサーを埋設したのち給水を行い,水フラックス密度ベクトルおよび熱物性(温度拡散係数,体積熱容量,熱伝導率)の同時計測を行い,多孔質体中の物質およびエネルギー輸送を評価した。新規開発した3D-QPHPセンサーを用い,土壌等多孔質体中の流体速度輸送ベクトルおよび熱特性の同時測定を行ったが,輸送ベクトルの計測値が理論値よりも約50%小さい結果を得たことから,計測法の改良が必要である結論に至った。一方,2D-QPHPセンサーを複数用いて計測した多次元流れ場の輸送ベクトルと熱物性の計測値は,砂質土壌においてのみ±20%の誤差範囲で理論値と一致した。また,計測精度が低下するものの,多種土性においても水フラックス密度ベクトルと熱物性の同時計測が可能であることを示した。今年度の研究成果は,平成16年5月27日の計測自動制御学会(SICE)東北支部講演会,9月6日8日の生物環境調節学会講演大会,および9月9日の農業土木学会全国大会講演において,三次元QPHP法による流体輸送速度ベクトルの計測方法に関する研究結果を口頭およびポスターにて発表した。
皮膚表皮細胞特異的PBP遺伝子欠損マウスの解析

皮膚表皮細胞特異的PBP遺伝子欠損マウス(PBP^<epi-/->)では、月齢6ヶ月頃までは表皮が肥厚し毛包は過剰に成長期を繰り返しており、免疫組織染色によって表皮細胞の増殖の亢進も認められた。一方、PBP^<epi-/->の表皮細胞をフローサイトメトリーにより表面マーカーを解析した結果、PBP^<epi-/->における毛包幹細胞数は月齢2ヶ月頃から野生型に比べて減少していた。これらの結果は、PBP^<epi-/->の毛包幹細胞では静止状態が失われ、月齢数ヶ月間は毛包および毛包間表皮へ過剰に表皮細胞を供給し、それ以降は毛包幹細胞が涸渇する可能性を示唆した。PBP^<epi-/->では正常マウス(WT)に比べて表皮が肥厚しており、高頻度にKi67陽性細胞が認められた。また、BrdUの腹腔内投与を行った後に表皮内にBrdUが取り込まれた細胞比率を比較すると、PBP^<epi-/->でBrdUの取り込みが促進していた。これらの結果から、PBP^<epi-/->の表皮ではWTに比べて定常状態で細胞増殖が促進していると考えられた。一方、ケラチン10やフィラグリンの免疫組織染色では両者に明らかな発現の差は認められず、細胞分化は比較的正常であることが示唆された。12-o-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)をマウス皮膚に塗布することにより表皮細胞が増殖し表皮は肥厚する。TPA塗布後のPBP^<epi-/->およびWTの背部では両者の表皮肥厚は同程度であった。また、TPA塗布後の細胞増殖が亢進した状態ではKi67陽性細胞やBrdU取り込み細胞の比率にPBP^<epi-/->とWTとの間で明らかな差異は認められなかった。WTとPBP^<epi-/->に対して7,12-dimethyl-benzanthracene(DMBA)を単回投与した後、TPAを1週間に2回、40週間塗布することにより皮膚腫瘍を発生させ、皮膚腫瘍の発生頻度を比較した。PBPepi-/-ではWTと比較して腫瘍の発生頻度は低下し、1匹あたりの腫瘍個数も少なかったが、悪性化の比率には差異が認められなかった。すなわちPBP^<epi-/->ではDMBA/TPA刺激による皮膚腫瘍の発生が抑制されている可能性が示唆された。PBP^<epi-/->と表皮細胞特異的Nogginトランスジェニックマウスとの表現型の類似から、PBPがBMP-Smad1/5/8シグナル系に関わっている可能性を考慮し、BMPにより転写調節されるId1遺伝子の転写調節領域の下流にルシフェラーゼレポーター遺伝子を組み込んだプラスミド(Id1RE-luc)を用いてレポーターアッセイを行った。HaCaT細胞あるいはC2C12細胞にSmad1またはSmad5とId1RE-lucを強制発現させ、PBPを高発現あるいは抑制させてレポーター遺伝子の発現を比較したが、PBPの発現調節による変化は認められなかった。すなわち、これらの細胞ではId1の発現調節にPBPが関与していないことが示唆された。皮膚表皮細胞特異的PBP遺伝子欠損マウス(PBP^<epi-/->)の表皮では野生型(WT)に比べてKi67陽性細胞が高頻度に認められ、WTに比べて定常状態で表皮細胞の増殖が促進している事が示された。しかしTPA塗布による表皮肥厚はPBP^<epi-/->とWTとの間に明確な差異は認められなかった。一方、ケラチン10やフィラグリンの免疫組織染色では両者に明らかな発現の差は認められず、細胞分化は比較的正常であった。すなわち、PBPは表皮細胞で定常状態における表皮厚の制御に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。つぎにWTとPBP^<epi-/->に対してDMBAとTPAを塗布することにより皮膚腫瘍を発生させ、皮膚腫瘍の発生頻度を比較した。PBP^<epi-/->ではWTと比較して腫瘍の発生頻度は低下し、1匹あたりの腫瘍個数も少なかった。毛周期の観察によりPBP^<epi-/->では生後6ヶ月頃まではWTに比べて休止期が短い毛周期であったが、6ヶ月を超えると毛周期が休止期にとどまり疎毛となった。

休止期が短いマウスとしてNogginトランスジェニックマウスが報告されているため、PBPがBMP-Smad1/5/8シグナル系に関わっている可能性を考慮した。そこで、BMPシグナルにより発現調節されるId1のプロモーターを持つレポーター遺伝子を用いて、HaCaT細胞とC2C12細胞でPBPを高発現させてレポーターの発現を比較したが、これらの細胞ではPBPのBMP-Smad1/5/8シグナル系への関わりは示されなかった。つぎに、このような特異な毛周期に伴う毛包幹細胞の変化を明らかにするため、PBP^<epi-/->毛包バルジにおけるCD34陽性細胞数の経時的変化をフローサイトメトリーおよび免疫組織染色を用いて調べた結果、生後2ヶ月目よりPBP^<epi-/->でのCD34細胞数がWTに比べて有意に減少することが示された。以上の結果から、PBPはBMPと異なるシグナルを介して毛周期を休止期にとどめることにより、毛包幹細胞数を維持するように制御している可能性が示された。
てんかん誘発情動機能障害に対するニコチン受容体作用薬の検討およびメカニズムの解明

【目的】てんかん患者には,うつ症状や認知障害などの様々な精神医学的合併症が認められているが,抗てんかん薬によって発作が抑制されているが約50%の患者において精神症状が発現することが報告されている。従って,精神症状に対する治療法の確立が重要であると考えられている。しかし,臨床において精神機能に対するてんかんそのものの影響を評価することは難しく,詳細は不明である。そこで本研究では,てんかんのモデル動物であるPTZ誘発キンドリングモデルを用いて,てんかん病態時における情動機能(協調運動,不安症状,自閉症様行動など)を評価し,その情動機能に対する治療薬の探索を目的として,ニコチン受容体作動薬の影響を検討した。【方法】ICR系マウスを用い,中枢刺激薬であるPTZを反復投与することにより,キンドリングモデルを作製した。キンドリング形成が完了したマウスを用いて,各種行動薬理学的試験および各種中枢作用薬の影響を検討した。免疫組織学的検討には,ニコチン受容体の一つであるα4β2受容体および脳内の神経ネットワークであるシナプス間をつなぐ物質であるニューロリジンを染色し,てんかん病態における神経ネットワークの変化を検討した。【成果】キンドリングによる精神症状に対し,ジアゼパムなどの中枢作用薬では改善がみられなかったが,ニコチンα4β2受容体作動薬であるABT-418は改善し, α4β2受容体作動薬はてんかんによる精神症状の新たな治療薬となる可能性が考えられた。また,免疫染色によってキンドリングにおけるニューロリジンの発現増加,およびα4受容体との共発現が確認されたことから,てんかんによる精神症状の発現にニコチン受容体とシナプスネットワークの変化が関与していることが示唆された。
不飽和土中における非水溶性汚染流体の移動機構の解明と浄化対策の合理化

地盤内の水-NAP-空気3相の浸透問題において重要な役割を担う3相の圧力-飽和度関係について、熱力学に基づいた定式化に取り組み、不飽和土中に存在するNAPLをNAPLの種類に依らず、より精度良く評価可能な圧力-飽和度モデルを提案した。これまで圧力-飽和度関係は、Leverettの仮定に基づき、水-空気の相互作用を無視してモデル化されてきた。本仮定は、既往の2相系における圧力-飽和度モデルをそのまま組み合わせて用いることが出来るため、簡易的な3相の圧力-飽和度モデルとして、数値解析により水-NAPL-空気3相の浸透問題をシミュレートする際に広く用いられてきた。しかし、NAPLの飽和度が比較的低い場合や、拡がり係数が小さいNAPL(界面張力の大きいNAPL)では、本仮定が破綻することが実験により確認されており、実務に適用する際は地盤内に存在するNAPLの飽和度を過小評価する恐れがあった。これに対して、本研究では熱力学的観点から考察を行うとともに、中間流体圧係数(水-NAPL-空気3相混合の土中において、NAPLが他の流体を支配している度合を表す)を用いてこれまで無視されてきた水-空気の相互作用を適切に考慮する手法を提案した。本手法の妥当性の確認は、界面張力の異なるNAPLを用いた既往のカラム試験と定性的・定量的に比較することで行った。本手法の提案により、これまで再現出来なかった不飽和土中に少量存在するNAPLをNAPLの種類に依らず、正確に捉えることが出来るようになった。29年度が最終年度であるため、記入しない。石油や揮発性有機化合物などの非水溶性液体(NAPL)は,土粒子間隙中の水や空気とは独立した相として存在し,地中で複雑な多相の流れを形成して土壌汚染を引き起こす.これまで地盤浄化法は,過去の適用実績や経験に基づいて判断するか,解析的にトライアンドエラーで対策案を比較・検討して選定するしかなかった.そこで本研究では,多相浸透解析法と特定の問題に依存しないメタヒューリスティクス最適化法と組み合わせることで,設定した条件に対して最適な浄化対策を導き出す数値解析技術の開発を目指す.水-NAPL-空気3相の浸透解析法をメタヒューリスティクス最適化法と組み合わせる際は,最適化過程において膨大な計算量が予想されるため,数値解析法の安定性や精度,計算速度が重要となる.そこで,有限要素法を用いた際の間隙流体圧,体積含水率,比水分容量の空間離散化(空間近似手法)に着目して,新たな空間離散化手法を開発し,繰り返し計算の収束速度を飛躍的に向上させるとともに,計算の安定性に著しい改良をもたらした.「研究実績の概要」に上述した通り,初年度は水-NAPL-空気3相の浸透解析法に新たな空間離散化法を適用し,計算速度・安定性を飛躍的に向上させた.これにより,非線形性の強い問題でも最適解を算出しうるメタヒューリスティクス技術を導入するための素地が整った。

非線形性の強い問題にも適用可能なメタヒューリスティクス技術を導入して,過去の実績や経験に基づいて選定する浄化法を,解析的に最適化する統合的な解析技術を開発する.メタヒューリスティクスは様々な種類が提案されているが,本研究で扱う土壌汚染問題における浄化法の最適化問題では,連続変数に適用可能な手法が必須となる.本研究では,これらの中から,収束速度・安定性・汎用性の観点から適切な技術を選定し,導入するとともに必要に応じて修正を行う.検証は,計算コストが低いシンプルな問題を解き,同様の問題を開発済みの解析手法でランダムに多数回解いて比較することで,最適化により得られた解が妥当であるかを検証する.開発した数値最適化手法を用いて,所定の条件下で地盤浄化法の最適化問題を解き,提案手法の適用性を検証・確認する.例えば,地下水揚水処理におけるLNAPLの浄化の最適化問題では,揚水井の本数,隣接する揚水井との距離,コスト,期間などを最適化すべき変数として,最も効率的に浄化可能なこれらの値を逆算する.得られた最適解は順解析を通して最適であることを確認するとともに,実際に合理的な浄化法であるか模型実験でも検証する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
4QSに基づいたタブレット理科実験による学習者のグラフ読解力の変容調査

中学校理科におけるICT活用として4種類の教材開発を行い,それぞれの教材による学習効果の測定を授業実践から検証した。具体的には以下の教材開発を行った。中学1年の教材として,音の伝搬を理解するための教材を開発した。音の伝搬を可視化させることでオシロスコープのグラフ理解向上を狙った教材である。中学2年の教材として,電磁誘導を理解するための教材を開発した。磁力線を可視化させることで,電磁誘導の原理を学習者が科学的な言葉を用いて説明することができるようになることを狙った教材である。中学3年の教材として,天体運動理解する教材と力学教材の開発を行った。天体運動教材は学習者の視点移動の育成を狙った教材であり,力学教材は,従来より短時間で実験を行うことができる教材である。それぞれの教材を用いた授業実践として教員を目指す学生を対象とした授業実践を9時間,附属校での授業実践を12時間,また海外の日本人学校における授業実践を2時間実施した。得られた研究結果の論文発表として,査読付き国際雑誌に2件,査読付き国内誌に6件,国際会議プロシーディングに7件の発表を行った。また学会発表として国際会議に7件,国内会議に3件の発表を行った。当初目標としては,4QS型の学習プログラムから学習者のグラフ読解力の検証を目指していたが,ICTを用いることで,グラフ以外のARを用いた表記を行うことが可能となり,AR/VR表現の方が学習者への理解が進むことが分かったため,科学現象を直感的に理解できるAR/VR表現を行うソフト開発を行い,これらのソフトによる学習効果の検証を行った。当初の研究計画では,タブレットを用いた4QS型の学習プログラムからグラフ読解力を向上させることで学習者の理解度を向上させる教材開発,授業実践による検証を目指していた。しかし教材開発を進めることで,グラフを用いずICTを活用したAR/VR表現を行うことで学習者の直感的な理解度を上げることができることが分かってきた。そのため,2018年度は中学校理科の各学年でAR/VR教材開発を行い,その学習効果の検証を行った。例えば中学1年生の教材として,音の伝搬をARで可視化する教材開発と授業実践を行った。学習者がオシロスコープ波形を学習する際,波形グラフの横軸が時間であることが理解を困難にさせている。そのため,ARを用いて音の伝搬と受信過程の動的変化を可視化させることで波形を理解する教材を作成した。教材を用いた授業実践から,現象をARにより可視化させることで,困難であったオシロスコープ波形を直感的に捉えることができるようになった。同様に,中学2年生の教材として,磁力線を可視化させるAR教材開発,中学3年生の教材として,天体を理解するVR教材開発を行い,それぞれの教育効果の検証を行った。また,従来のマーカーを用いたARではなく,マーカーレスAR教材開発を行った。中学3年生の力学実験において,ARを用いることで実体のポテンシャル中を運動する質点の動きを表現するソフト開発を行った。AR/VRを用いることで見えない現象を可視化させる教材が,学習者の科学現象の理解度を向上させる上で有効であることが分かってきたため,AR/VRの新しい表現法の開発を行い,開発した教材を通して学習者の理科に対する理解度向上を目指したい。特にARに関しては,ToF法による深度カメラが搭載されたスマートフォンの普及が始まっており,マーカーレスARによる表現が可能となってきている。そのため,より現実の空間に即した仮想現実表現が可能となり,教育への応用が期待されている。マーカーレスARを積極的に用いた教材開発を行うことで学習者のグラフの理解を向上させる手法の開発に取り組みたい。具体的には,マーカーレスARを活用した力学教材の開発を実施する。既に,試験的なソフトに関しては開発を行い,力学実験を行う上で必要な実験精度を有していることの検証を行っている。本年度は,実際に授業の中で活用することで学習者の理解度がどのように変化するのかを検証しPDCAサイクルから,学校現場に取り入れが可能な教材と学習プログラムを開発する予定である。ICT導入が急がれている義務教育過程の中学校理科の各学年において,タブレットのIoT活用として拡張現実/仮想現実を活用した教材開発を行い,教材効果の検証を行なった。中学校1年生では,音の性質の単元において音の伝搬,また受信におけるオシロスコープ波形の読み方の理解を補助する拡張現実教材を開発し,中学校における授業実践を通して教材の学習効果を検証した。本教材開発に関して1本の論文発表を行い,H30年度中に学習効果に関する論文投稿を行う予定である。また,タブレットを用いて音速を簡便に測定できる教材開発を行なった。上記2つの教材を組み合わせることにより,音速,振幅,振動数に関する系統的に学習指導が可能となった。本研究に関しては1本の論文発表を行なった。中学校2年生では,電磁誘導の単元において,電磁誘導の原理を理解する教材として,仮想現実を用いて磁力線を可視化する教材開発を行い,中学校での授業実践を通して教材の学習効果を検証した。本教材開発と授業実践に関して1本の論文発表を行なった。中学校3年生では,星の日周運動の単元において,授業内で観察可能なバーチャル観測ソフト,また仮想現実を利用することによる天球の概念理解を指導する教材の開発を行なった。本教材開発に関して1本の論文発表を行い,中学生を対象とした授業実践結果に関してはH30年度中に論文投稿を行う予定である。以上の教材開発,授業実践を通して,ICT活用による学習者のグラフ読解力の向上に関する知見を見出した。

拡張現実,仮想現実を用いた手法が学習者のグラフ読解力の向上に繋がることを見出した。これらの研究成果として計6件の論文発表,3件の学会発表を行なった。4QSを活用した授業実践の取り組みがまだできていないため,これらを授業に取り入れる手法の開拓が今後必要である。中学校理科におけるICT活用として4種類の教材開発を行い,それぞれの教材による学習効果の測定を授業実践から検証した。具体的には以下の教材開発を行った。中学1年の教材として,音の伝搬を理解するための教材を開発した。音の伝搬を可視化させることでオシロスコープのグラフ理解向上を狙った教材である。中学2年の教材として,電磁誘導を理解するための教材を開発した。磁力線を可視化させることで,電磁誘導の原理を学習者が科学的な言葉を用いて説明することができるようになることを狙った教材である。中学3年の教材として,天体運動理解する教材と力学教材の開発を行った。天体運動教材は学習者の視点移動の育成を狙った教材であり,力学教材は,従来より短時間で実験を行うことができる教材である。それぞれの教材を用いた授業実践として教員を目指す学生を対象とした授業実践を9時間,附属校での授業実践を12時間,また海外の日本人学校における授業実践を2時間実施した。得られた研究結果の論文発表として,査読付き国際雑誌に2件,査読付き国内誌に6件,国際会議プロシーディングに7件の発表を行った。また学会発表として国際会議に7件,国内会議に3件の発表を行った。当初目標としては,4QS型の学習プログラムから学習者のグラフ読解力の検証を目指していたが,ICTを用いることで,グラフ以外のARを用いた表記を行うことが可能となり,AR/VR表現の方が学習者への理解が進むことが分かったため,科学現象を直感的に理解できるAR/VR表現を行うソフト開発を行い,これらのソフトによる学習効果の検証を行った。当初の研究計画では,タブレットを用いた4QS型の学習プログラムからグラフ読解力を向上させることで学習者の理解度を向上させる教材開発,授業実践による検証を目指していた。しかし教材開発を進めることで,グラフを用いずICTを活用したAR/VR表現を行うことで学習者の直感的な理解度を上げることができることが分かってきた。そのため,2018年度は中学校理科の各学年でAR/VR教材開発を行い,その学習効果の検証を行った。例えば中学1年生の教材として,音の伝搬をARで可視化する教材開発と授業実践を行った。学習者がオシロスコープ波形を学習する際,波形グラフの横軸が時間であることが理解を困難にさせている。そのため,ARを用いて音の伝搬と受信過程の動的変化を可視化させることで波形を理解する教材を作成した。教材を用いた授業実践から,現象をARにより可視化させることで,困難であったオシロスコープ波形を直感的に捉えることができるようになった。同様に,中学2年生の教材として,磁力線を可視化させるAR教材開発,中学3年生の教材として,天体を理解するVR教材開発を行い,それぞれの教育効果の検証を行った。
分子集合体を取り囲む水のレオロジーを計測する－水が介在する生命現象の理解に向けて

細胞の主成分は水であり、その細胞で生命現象は発現しています。細胞膜の周りやたんぱく質は、水で取り囲まれています。この水の性質は、一般的な水とは異なります。そのことが、生体機能発現に関係しており、この特徴的な水の性質を分析・検討していく手法の開拓とデータの蓄積が求められます。一方、水の中で、特異な水の性質のみを選択的に分析するのは困難です。その一手法として動的核分極核磁気共鳴が注目されています。本研究では、その装置の製作を行いました。また、有機合成化学の技術により、人工の分子集合体を取り囲む水の信号を選択的に計測しました。今後、理論との融合により、分子集合体の水の運動性が定量化されていきます。【1:計測装置の製作】今回、新たに製作する計測装置の組み立てを推進した。高出力の9.5GHz帯マイクロ波アンプを設計・製作し、XバンドESR装置に切替器を介して接続できるようにした。マイクロ波カウンタ等の計測機器によって、装置の動作確認を終えた。これにより、安定ラジカルを含む試料に高強度のマイクロ波を照射できるようになり、効率の高い核スピン分極、高感度NMR計測が実現できる見込みである。NMRラジオ波検出用のrfコイルの試作器を製作し、その動作を確認した。これについては、検出時に同時に照射するマイクロ波の損失が予想以上に大きく、設計を見直しているところである。【2:計測試料の条件検討1:自発的に大きさが変化するリポソームの調製】水中に形成したリポソームが自発的に構造変化・サイズ分布変化する条件を探索した。動的光散乱粒度分布計測から、リポソームサイズの分布変化をある程度制御できるようになったものの、分布の幅が広く、計測に適した条件の決定には至っていない。【3:計測試料の条件検討2:水分子との相互作用が関与する分子集合体の巨視的なダイナミクス】界面の酸解離状態に応じて構造変化する分子集合体の巨視的挙動について、研究を進めた。計画申請段階で見いだしていた光刺激によって構造変化する分子集合体の挙動については、その研究を推し進め、論文投稿を行った(英国王立化学会Chemical Communications 49巻9386頁)。ハイライト記事として扱われ、また、表紙画にも採用された。そして、継続研究によって、集合体・水界面での挙動が、分子集合体のダイナミクスと関連している傍証が得られつつ有り、次年度内には報文に纏められるよう、研究を継続している。【1:計測装置の製作】前年に引き続きDNP-NMR測定装置を構築した。また、実験に必要な両親媒性ラジカル分子を合成するなど、試料準備も行った。【2:リン脂質ベシクルの水和水を対象とした計測】リン脂質は水中で自己集合化し、中空球状のベシクルになる。ベシクルは、細胞膜のモデルとして興味が持たれ、その水和水の流動性計測も行われてきた。構築した装置の動作指標として、先例に倣った粒径数百nmの小さなベシクルの水和水の流動性計測を行った。次に独自の比較実験として、粒径十マイクロmの巨大ベシクルの水和水の流動性計測も行った。いずれも、40倍程度のNMRシグナル増強が観測された。巨大ベシクルの水和水の方が、大きな流動性を有していることが明示された。【3:リン脂質ミエリン形の水和水を対象とした計測】両親媒性分子が形成する特徴的な自己集合体の一つにミエリン形がある。ミエリン形はチューブ状のマルチラメラであり、そのラメラ間にナノメートルスケールの水和水の層が存在する。この水和水を対象に、DNP-NMRによる緩和測定を行った。シグナル増強は40倍を超えた。水分子の流動性は低く、ラジカル分子との相関時間は著しく長かった。一方、水分子の運動挙動がバルク水とは大きく異なっており、先行研究で用いられてきたスピン密度行列に基づいた流動性の定量化は不適であった。【4:課題】製作した装置について、計測中のサンプル温度上昇を現状以上に抑制していく必要がある。先行諸研究では、集合体に取り囲まれた水の運動性を評価する際、水分子の異方性のない回転運動を前提としてきた。一方、本研究のように、ナノレベルの空間に存在する水については、その前提が崩れていたため、異方的運動を前提に分子運動のモデルを推定し、実験結果との整合性を検討していく必要がある。今後は、機能的有機ラジカルの合成による、これまで行われてこなかった研究展開も期待される。

物理有機化学新規製作する装置を構成する装置類・接続機器類について、円安等の要因により細かい箇所の設計変更を余儀なくされ、設計遅延に基づく発注・納期の遅れが当初計画に比べ生じた。また、期間中、既存の分光用電磁石の故障修理も必要となった。結果、装置製作状況は予定の9割程度に留まり、装置の動作確認実験は定量的実験が行えておらず、その達成度は半分程度になってしまった。その間、試料調製条件の検討を進展させた。当初予期していたよりも高い評価が得られたものの、進捗状況についてはおおよそ当初の計画通りである。以上の状況を総括して、当初予定に比べて、「(3)やや遅れている」に相当すると考える。年度内前半に、動的核分極NMR装置を組み上げ、その計測を可能にする。また、年内を目処に、水中に分散させた分子集合体を対象にした、分子集合体の構造変化に伴う周囲の水のレオロジー変化の計測を達成する。次年度使用額90,555円が生じた理由は、年度末(3月)も、研究を継続的に行ったためである。主として3月購入・4月支払い分として、すでに使用した。実際、年度末支払い済み金額を基準にした次年度使用額(繰越額)は、90,555円に対し、3月購入消耗品などを含めた年度末までに購入した金額は、90,290円に及び、次年度使用額(繰越額)は、265円であった。次年度使用額90,555円のほとんどは、当該年度の3月購入・4月支払い分の消耗品費用として使用済みである。新年度請求助成金は、当初予定通り、消耗品費、旅費、その他(英文校正費)などとして用いる予定である。
自律神経系と顎口腔機能との相互作用に及ぼす侵害受容刺激の影響

1目的筋スパズムを含め,顎口腔系における痛みの生理的メカニズムを理解するには,交感神経-体性神経の関連性を考慮に入れた検討が必要である.本研究は,顎口腔系への侵害受容刺激が自律神経系に及ぼす影響,およびその自律神経系が逆に顎口腔機能系に及ぼす影響について,生理学的に検討することを目的とした.2方法本実験では,痛覚刺激を顎顔面領域に与えたとき,心電図,側頭筋および咬筋の血液動態,血圧の変化が生じるか否かを検討した.3結果痛み刺激に伴う測定パラメータの変化安静1の安定した30秒間の平均を対照とし,残りの区間(痛み刺激タスク,安静1,安静2)における30秒毎の平均と比較し,側頭筋血液動態,咬筋血液動態,心拍数,Lo/Hi,Hi/TPWおよび血圧の変化について検討した.側頭筋について、痛み刺激中にO2HbおよびはcHbが増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後4分で,cHbは痛み刺激後5分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.咬筋について,痛み刺激中にO2HbおよびはcHb増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後2分で,cHbは痛み刺激後4分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.痛み刺激に伴う自律神経系の変化については,血圧,Lo/HiおよびHi/TPWともに咀嚼運動中,運動後のいずれにも有意の変化は認められなかった.4結論痛み刺激は,咀嚼筋の血液動態に深く関与していることが示された.1目的筋スパズムを含め,顎口腔系における痛みの生理的メカニズムを理解するには,交感神経-体性神経の関連性を考慮に入れた検討が必要である.本研究は,顎口腔系への侵害受容刺激が自律神経系に及ぼす影響,およびその自律神経系が逆に顎口腔機能系に及ぼす影響について,生理学的に検討することを目的とした.2方法本実験では,痛覚刺激を顎顔面領域に与えたとき,心電図,側頭筋および咬筋の血液動態,血圧の変化が生じるか否かを検討した.3結果痛み刺激に伴う測定パラメータの変化安静1の安定した30秒間の平均を対照とし,残りの区間(痛み刺激タスク,安静1,安静2)における30秒毎の平均と比較し,側頭筋血液動態,咬筋血液動態,心拍数,Lo/Hi,Hi/TPWおよび血圧の変化について検討した.側頭筋について、痛み刺激中にO2HbおよびはcHbが増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後4分で,cHbは痛み刺激後5分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.咬筋について,痛み刺激中にO2HbおよびはcHb増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後2分で,cHbは痛み刺激後4分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.痛み刺激に伴う自律神経系の変化については,血圧,Lo/HiおよびHi/TPWともに咀嚼運動中,運動後のいずれにも有意の変化は認められなかった.4結論痛み刺激は,咀嚼筋の血液動態に深く関与していることが示された.顎口腔系における痛みの生理メカニズムを理解するには、交感神経-体性神経の関連性を考慮に入れた検討が必要である。本研究では、顎口腔系への侵害受容刺激が自律神経系に及ぼす影響、およびその自律神経系が逆に顎口腔機能系に及ぼす影響について、生理学的に検討することを目的とした。本年度は痛覚刺激としてカプサイシン溶液を用い、フィルターペーパー小片に染み込ませ、下顎犬歯部頬側歯肉に貼付した。ペーパーを貼付後の安静1分間、その後ペーパーを取り除き蒸留水をしみこませた綿で軽く歯肉をぬぐった後の安静30分間のデータを記録した。左右の側頭筋前部および咬筋浅部に電極間距離を10mmに固定した小型生体電極を筋の走向に平行に貼付し、咬筋と側頭筋の筋電活動を双極誘導にて記録した。咀嚼筋の血液動態については、レーザー組織血液酸素モニターを用い、左側の側頭筋と咬筋においてOxyHb,DeoxyHb,TotalHb,StO_2を記録した。皮膚血流については、レーザー組織血流計を用いて左側咬筋部の皮膚血流を記録した。自律神経活動の指標を得るため、心電図を肢誘導心電図にて記録するとともに、非観血式連続血圧測定装置を用いて血圧を連続的に測定した。以上のデータをA/D変換ボードを介してコンピュータに取り込み、解析を行った結果、カプサイシン貼付時は安静時に比較して筋血流と皮膚血流が上昇すること、また、その変化はカプサイシン除去後もしばらく持続することが明らかとなった。顎口腔系における痛みの生理メカニズムを理解するには、交感神経-体性神経の関連性を考慮に入れた検討が必要である。

本研究では、顎口腔系への侵害受容刺激が自律神経系に及ぼす影響、およびその自律神経系が逆に顎口腔機能系に及ぼす影響について、生理学的に検討することを目的とした。持続的なガム咀嚼により強い負荷が加わると、特に女性において、咀嚼筋に痛覚が生じることが報告されている(JDR)ことから、本年度は被検者を女性とし、ガムを持続的に咀嚼させ(対照として、負荷の小さな空咀嚼を行わせ)、咬筋の筋電図ならびに血液動態、心拍ゆらぎ、心拍数、血圧について測定、解析を行った。筋活動については左右の咬筋浅部に相当する皮膚表面上に,電極間距離を10mmに固定した小型生体用表面電極を筋の走行に平行に貼付し,双極誘導にて筋電図(electromyogram : EMG)を記録した.咬筋の血液動態については,レーザー組織血液酸素モニターを用い,酸化ヘモグロビン濃度(OxyHb),還元ヘモグロビン濃度(DeoxyHb),総ヘモグロビン濃度(TotalHb),組織血液酸素飽和度(StO2: 0xyHb/TotalHbラ100)を測定した.血圧変動については,トノメトリ法により非観血的に1拍毎の血圧を測定した,心拍変動については,パワースペクトル解析を行い,低周波数帯(0.04-0.15Hz)から低周波成分のパワー積分値(Lo),高周波数帯(0.15-0.5Hz)から高周波成分のパワー積分値(Hi),0-0.5Hzから総パワー積分値(TPW)を算出した.交感神経活動の指標としてLo/Hi,副交感神経活動の指標としてHi/TPWを用いた.その結果、咀嚼運動に伴う咬筋血液動態の変化は運動強度により異なり,その相異は運動開始直後と運動終了後に顕著となること,咀嚼運動中は運動負荷の強さに応じて交感神経活動が上昇することが示された.1目的筋スパズムを含め,顎口腔系における痛みの生理的メカニズムを理解するには,交感神経-体性神経の関連性を考慮に入れた検討が必要である.本研究は,顎口腔系への侵害受容刺激が自律神経系に及ぼす影響,およびその自律神経系が逆に顎口腔機能系に及ぼす影響について,生理学的に検討することを目的とした。2方法本実験では,痛覚刺激を顎顔面領域に与えたとき,心電図,側頭筋および咬筋の血液動態,血圧の変化が生じるか否かを検討した.3結果痛み刺激に伴う測定パラメータの変化安静1の安定した30秒間の平均を対照とし,残りの区間(痛み刺激タスク,安静1,安静2)における30秒毎の平均と比較し,側頭筋血液動態,咬筋血液動態,心拍数,Lo/Hi, Hi/TPWおよび血圧の変化について検討した.側頭筋について、痛み刺激中にO2HbおよびはcHbが増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後4分で,cHbは痛み刺激後5分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.咬筋について,痛み刺激中にO2HbおよびはcHb増加した(p<0.05).その増加(p<0.05)は痛み刺激後もつづき,O2Hbは,痛み刺激後2分で,cHbは痛み刺激後4分30秒で,安静1のレベルまで回復した.HHb TOIについては,有意の変化は認められなかった.痛み刺激に伴う自律神経系の変化については,血圧,Lo/HiおよびHi/TPWともに咀嚼運動中,運動後のいずれにも有意の変化は認められなかった.4結論痛み刺激は,咀嚼筋の血液動態に深く関与していることが示された.
地球規模汚染の予測手法の確立ー天然放射能の大気拡散シミュレーションによってー

この研究では放射性物質を含む大気汚染物質の広域スケール大気移流・拡散数値シミュレーション手法の確立を目的とした。希ガスの天然放射能であるラドンに着目し、大気中ラドンの数値シミュレーションのモデルを作成した。ラドンの時間変動には近傍に起源をもつ日変動成分と遠方に起源をもつ成分が認められるため、名古屋を中心とする局地スケール数値シミュレーションと東アジア地域を対象とした広域スケール数値シミュレーションモデルを作成した。構築したモデルの改良と妥当性の検証のために、大気中のラドンの連続測定を名古屋と金沢で実施した。局地スケール(80km×80km)と広域スケール(80km×80km以遠,4,000km×4,000km)の両地域で発生するラドンの寄与の和を計算で求め、測定値と比較した。四季についての計算値は測定値とかなりよい一致を示し、数値シミュレーションの妥当性が検証された。しかし、一致がよくない日も認められたので、今後その原因を解明してシミュレーションの改良をはかる必要がある。また、この研究でも開発を始めた力学モデルへとシミュレーションの向上をはかってゆく必要がある。作成した広域スケールの数値シミュレーションコードを用いて、東アジア地域の水蒸気中トリチウムの大気中移流・拡散の計算を試みた。名古屋と金沢で計算と比較すべき日々の水蒸気を採集し、トリチウム濃度を測定した。濃度レベルはいずれも低く、計算との比較には不適当であった。そのため、中国の環境トリチウムの文献値が得られ、かつ日本のトリチウムレベルが高かった1978年の秋を選んで水蒸気中トリチウムの数値シミュレーションを実施した。計算結果は、測定値と2のファクター内で一致し、水蒸気中トリチウムの広域拡散数値シミュレーションに一つの手段を提供した。このモデルは初期の段階のシミュレーションモデルであり、今後の課題が多い。パフの概念を導入した大気拡散シミュレ-ションモデルを開発した。このパフは、ラドンの気塊を表現したもので、プログラム上では立方体で表されている。シミュレ-ションの移流・拡散の流れは、パフの移動(移流)・膨張(拡散)によって計算される。移流計算では、差分モデルに表されるような疑似拡散をなくすために二次モ-メントの手法を用いており、また拡散係数の鉛直分布に対応した拡散計算ができるようにDiehlらの手法を取り入れている。シミュレ-ション時の入力デ-タには、複雑地形を考慮した風速場計算結果を使用している。拡散係数の鉛直分布は昼間と夜間異なる分布を設定した。このコ-ドの妥当性をみるため、解析解及び差分解との一致を確認した。このコ-ドの検証を行うためのラドンの観測は、名古屋大学、金沢大学及び福井大学で実施した。本研究費をもって製作した静電捕集方式ラドン濃度連続測定装置は、約一ヶ月の間名古屋大学現有設備とよく一致するデ-タを示すことを確認した後、11月から金沢大学に設置した。約10日間にわたるラドンの広域大気拡散のシミュレ-ション(4000km×4000km)の計算結果は、名古屋における観測値の変動傾向をかなりよく反映した。今後モデルの改良及び観測との比較の積み重ねが必要である。このコ-ドを基本としたトリチウム大気圏動態シミュレ-ション検証のための大気中及び水文圏のトリチウム測定に備えるため、トリチウム電解濃縮装置の設計製作を行っている。この装置は間欠注水方式の新しい濃縮法を用いるものであり、予備実験によって装置の作動特性やβ値のデ-タとしてほぼ満足すべき結果が得られた。トリチウム動態シミュレ-ションに必要な水循環情報については、主にル-チンの高層気象デ-タを用い、気象衛星「ひまわり」の雲量デ-タ等を用いて、日本付近への水の輸送と関連した総観気象解析を行った。

この研究の中心課題であるRnの移流・拡散シミュレ-ションについては、4,000km×4,000kmの東アジア地域の広域拡散シミュレ-ションを実施した。風速場はWMOの広域気象観測デ-タを用いて求め,複雑地形上での移流・拡散数値計算において、前年度はパフの取扱を開発したが、地面付近の計算清度向上のため、本年度は差分法を用いた。移流には修正EXQUISITE法、拡散にはCrank Nicolson法を用い,地形準拠座標を使用した。また局地スケ-ル(80km×80km)のシミュレ-ションコ-ドの開発を終えた。この数値計算ではランダムウォ-ク法を使用した。上述の広域拡散と局地拡散の計算結果を重ね合わせことで観測値との比較が可能となった。コ-ドの検証と改良を行うためのラドンの観測は、名古屋大学,金沢大学及び福井大学で実施した。四季についての計算結果は、名古屋における観測地の変動とかなり良い一致を示した。一部一致の良くない点については、ラドンの発生率の雨による抑制、拡散係数の不適切さなどに着目して事例解析を行う必要がある。空気(水蒸気)中トリチウムのシミュレ-ションのために必要なトリチウムの発生源情報として、中国の陸水中トリチウム濃度について中国の所轄機関である衛生部工業衛生実験所より、過去のデ-タを入手した。現在全国規模組織による^3Hの測定が中国でスタ-トしており、そのデ-タの使用を予定している。これらの発生源デ-タと水循環情報をラドンで検証されたシミュレ-ションコ-ドに入力して、水蒸気中リチウムのシミュレ-ションを行う方針で、現在コ-ドを開発中である。また、計算と比較すべき水蒸気中トリチウムの測定は,東海・北陸地方で予定通り実施した。ラドンの移流・拡散シミュレーションについて、東アジア地域の広域拡散シミュレーション(4,000km×4000km)については前年度開発を終った。局地スケール(80km×80km)のシミュレーションについて、今年度はDiehlの手法を用いて拡散係数の取扱いに改良を加えた。またラドンの発生源として前年度までの一飛分布の仮定から発生源分布を評価して入力データとした。広域拡散と局地拡散の計算結果を重ね合わせることで観測値との比較を行ってシミュレーションの検証と改良を計るためのラドンの観測は、名古屋大学,金沢大学および福井大学で実施した。四季についての計算結果は、前述の改良によって名古屋における観測値の変動と良い一致を示すようになった。空気(水蒸気)中トリチウムのシミュレーションのために必要なトリチウムの発生源情報を調査した。この発生源情報をラドンで検証された広域拡散シミュレーションコードに入力して、秋季の北西風が卓越する期間を選んでシミュレーションを実施した。現在の日本のトリチウムレベルは低下しているため、大陸の影響が大きかったと推測される1978年の計算を行った。その結果は境界条件の設定によって2.6Bq/lと14Bq/lであった。