hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
防撓材の大変形時の強度および衝撃強度の研究

本研究の目的は船体外板等の防撓材の曲げ強度,特に波浪衝撃,衝突,座礁等の事故の場合のように大変形かつ動的影響が大きい場合の強度を調べること,および,衝撃強度を取り扱う上で考慮しなければならない動的構成式の基礎的研究である.第一の問題については,傾斜して取り付けられた防撓材に衝撃曲げが作用すると,ひずみ速度による降状点上昇のために防撓材の横倒れないし断面変形が促進され,強度低下が静荷重の場合よりも早期に起こる,という予想を中心に取り上げ,実験とFEM計算によって調べた.帯板に2本の防撓材を取り付けた試験体の静的曲げ実験と衝撃曲げ実験の結果を比較することにより,前述の動的効果を調べたが,その効果の有無を明確に把握することは出来なかった.しかしながら,静的荷重,動的荷重それぞれに対する防撓材の挙動についての基礎的なデータを得た.すなわちフランジの向きの影響,弾性域での防撓材の横変形挙動,FEM計算値と実験値のよい一致等である.第二の動的構成式の基礎的研究においては,静的塑性の内部時間理論を発展させた動的構成式の定式化とその応用,剛性マトリクス安定法の動的弾塑性大変形問題への適用,動的解析のひずみ局所化における塑性硬化則と要素モデルの影響の研究等を行った.現時点ではこれらの研究結果は直接的には防撓材の問題に結びついていないが,それは今後の課題とする.本研究の目的は船体外板等の防撓材の曲げ強度,特に波浪衝撃,衝突,座礁等の事故の場合のように大変形かつ動的影響が大きい場合の強度を調べること,および,衝撃強度を取り扱う上で考慮しなければならない動的構成式の基礎的研究である.第一の問題については,傾斜して取り付けられた防撓材に衝撃曲げが作用すると,ひずみ速度による降状点上昇のために防撓材の横倒れないし断面変形が促進され,強度低下が静荷重の場合よりも早期に起こる,という予想を中心に取り上げ,実験とFEM計算によって調べた.帯板に2本の防撓材を取り付けた試験体の静的曲げ実験と衝撃曲げ実験の結果を比較することにより,前述の動的効果を調べたが,その効果の有無を明確に把握することは出来なかった.しかしながら,静的荷重,動的荷重それぞれに対する防撓材の挙動についての基礎的なデータを得た.すなわちフランジの向きの影響,弾性域での防撓材の横変形挙動,FEM計算値と実験値のよい一致等である.第二の動的構成式の基礎的研究においては,静的塑性の内部時間理論を発展させた動的構成式の定式化とその応用,剛性マトリクス安定法の動的弾塑性大変形問題への適用,動的解析のひずみ局所化における塑性硬化則と要素モデルの影響の研究等を行った.現時点ではこれらの研究結果は直接的には防撓材の問題に結びついていないが,それは今後の課題とする.1.防撓材の静的曲げ強度静的大変形曲げ実験と有限要素解析を行い、防撓材の取付け角(ウェッブ面と板面のなす角)の影響を主にして検討した。試験体は船体の防撓構造をモデル化した帯板に2条のL形断面防撓材を取り付けたもので、この試験体の4点曲げ試験と一部3点曲げ試験を行った。フランジが引張を受ける場合、取付け角によらず最大強度は全塑性モーメントに達する。全塑性モーメントに達した後Brazier現象類似の現象により防撓材が横倒れを起こし強度が低下するが、取付け角が小さいほど強度低下が急速に起こる。フランジが圧縮を受ける場合は防撓材の取付け角により座屈モードが変わる。取付け角が90度60度ではフランジとウェッブの局部座屈が支配的であり、座屈後席速の強度が低下する。取付け角が45度では防撓材料の横倒れが支配的で、座屈後の強度低下は緩やかである。座屈強度は、いずれの場合もほぼ全塑性モーメントに達する。有限要素解析結果は、フランジが引張を受ける場合実験結果と良く一致し、圧縮を受ける場合は最大強度は一致するが、座屈モードは実験と一致しない。2.動的構成式の研究動的塑性の構成式については、内部時間理論に基づいて、単軸負荷の動的塑性の構成式の定式化と材料定数の決定法について検討した。得られた構成式は、従来の超過応力の構成式と同一形式で、等方硬化の寄与分にはひずみ速度の影響が積形式で考慮され、移動硬化の寄与分にはその成長側の回復項に現れる。比較的簡単な応答曲線となるアルミニウムに対して、ひずみ速度を超過応力のべき乗則で展開する構成式に基づき、等方・移動・混合硬化則を適用し実験結果との比較を行ったが、良好な一致が得られた。また実用上、重要な軟鋼に対して、ひずみ速度を超過応力の指数則で近似する構成式を適用し、軟化部、踊り場、硬化部を含む複雑な実験結果を近似した。1.防撓材の衝撃曲げ防撓材のフランジが引張を受ける曲げの場合、ひずみ速度による降伏点の上昇によりBrazier現象類似の現象が強調され、静的曲げの場合に比べて早期に強度低下が起こると考えられる。

この点を明らかにするため、船体の防撓耕造を、帯板に2条のL形断面防撓材を取り付けてモデル化した試験体により、衝撃3点曲げ試験および静的3点曲げ試験を行った。防撓材の取付け角(ウェッブ面と板面のなす角)は90度、60度、45度である。本実験は防撓材の横倒れないしは断面変形を計測することが重要である。高速度ビデオカメラを用い、スパン中央のフランジの外縁の変位(これを横変形量と呼ぶことにする)を計測した。静的試験、衝撃試験ともに、試験体の撓みが大きくなるに従い横変形量も単調に増大するが、90度の場合、衝撃試験の方が横変形量は小さく、60度の場合は差が無く、45度では衝撃試験の方が横変形量は大きくなった。荷重については、衝撃の方が早期に起こる結果も得たが、ほとんど差の無い結果も出て、現時点では明確な結論を出すことが出来ない。DYNA3Dによる計算を進めている。試験体製作における熱処理等、再検討すべきである。2.動的塑性の構成式静的塑性の内部時間理論を発展させ、べき乗型と指数型の動的塑性の塑性構成式を提案した。提案の構成モデルは、従来のように後続降伏曲面からの超過応力の概念に基づくものであるが、静的な等方、移動、混合硬化則を動的な場合に拡張したものである。単調負荷あるいは繰り返し負荷のひずみ速度が一定の条件で計測した単軸応力-ひずみ曲線の実験値と比較することにより、広範囲のひずみ速度に対しその近似能力を検証した。アルミニウムと軟鋼を例にとり、従来のように等方硬化則だけでなく、移動、混合硬化則を用いても実験結果を精度良く近似できることを示した。1.防撓材の静的曲げおよび衝撃曲げの補足実験静的曲げ実験は弾性範囲の挙動を精密な計測、衝撃曲げ実験はフランジ部の降伏点上昇による防撓材の横変形の早期発生の確認を目的として行った。静的曲げ実験においては、防撓材の弾性域における起き上がり変形を確認した。また梁理論との差異を検討した。衝撃曲げ実験においては、荷重、撓みの他に防撓材の横変形を高速度ビデオカメラによって確実に計測し、防撓材の横変形の早期発生、それによる強度の早期低下の有無を調べたが、今回の実験では静的実験との差異はなく、それらの現象は見出せなかった。2.衝撃曲げの有限要素解析DYNA3Dを用いて、衝撃曲げ実験に対応する計算を行った。荷重-撓み関係、防撓材の横変形について、一部結果を得た。実験結果との一致はまちまちである。計算に膨大な時間を必要とするので何らかの対策を講じる必要がある。3.平面ブロックの衝撃応答解析二次元平面ブロックに、面内の衝撃荷重が加わった場合の応答解析プログラムを開発し、次の項目について検討した。(1)動的大変形弾塑性問題に4節点双曲線要素のアワ-グラス安定化技法を適用しその影響を調べたが、考慮しない場合に比べて要素形状は安定し良好な解が得られることが分かった。(2)せん断崩壊シミュレーションを行い、塑性硬化則、変形速度が数値解析におよぼす影響を検討した。(3)せん断帯解析を実施し、塑性硬化則、要素形状、要素分割、変形速度の影響を明らかにした。
建設作業者集団における石綿関連疾患の罹患リスク評価

現在追跡中の石綿曝露者コホートの追跡継続と共に、既に、同様のプロトコルでスクリーニングを実施した集団との比較を行うことで、腫瘍性及び非腫瘍性の石綿関連疾患(ARD)を十分な頻度で捕捉し、悪性腫瘍と非腫瘍性疾患とのそれぞれをターゲットにしたスクリーニング戦略のため、職歴などの要因、生化学マーカーと胸部画像の読影結果について検討した。胸部エックス線画像2991例について、小陰影が1.2%、胸膜プラークが11.6%であった。これらと石綿吹き付け撤去などの曝露と関連しており、生化学マーカーとも頻度に相関があった。国際的に推奨される我々の開発したCT分類の活用方法はさらに検討が必要である。建設労働者コホートにおいて、石綿関連疾患の罹患リスクを評価するため、胸部単純エックス線及び、採取し得た血漿検体、各3000件超について、石綿関連疾患の頻度、ELISAを用いての中皮腫腫瘍マーカー候補の測定を実施した。石綿関連疾患の罹患リスク評価のツールとして有用性を検討した。福岡県のアスベスト曝露を経験した建設労働者3510名から書面による承諾を得て血漿を採取した。特殊なELISAキット(Human Mesothehn Assay Kit-IBL)を用い、血漿中のN-ERC/メソテリンをng/mlの単位で測定した。検出可能な限度は0.08ng/mlであり、異常値判定の基準を8ng/mlと設定した。また、メソテリン値と胸膜斑の数・幅・範囲の比較も行った。メソテリンの値と胸膜班の直接相関関係を評価するために、メソテリン値によって、参加者を3つのグループ(メソテリン値が高・中・低)に分け、それぞれのグループから無作為に200人ずつ抽出し、採血と同時期に撮影した胸部単純デジタルエックス線検査により胸膜斑を比較した。エックス線の評価には厚労省じん肺デジタル標準画像を用いた。アスベスト曝露のあった労働者(n=3510)のN-ERC1メソテリン値の中央値は、3.78ng/mlで、そのうち基準値より高い値であった271名の中央値は9.54ng/mlであった。このコホートでは、中皮腫の診断を受けた参加者はなく、アスベスト関連疾患により胸部エックス線に変化があったものも稀少であった。石綿関連疾患のうち、石綿肺asbestosisでは、両側下肺野優位にびまん性の不整形陰影を認める。また、胸壁、横隔膜などの胸膜肥厚は、しばしば石灰化を伴い、石綿曝露に特徴的な所見として知られる。わが国では、1960年のじん肺法制定時より、このILO分類の体系を踏襲してじん肺エックス線分類を作成し、国内での分類方法に用いている。デジタル写真への対応も進んでおり、2011年より標準写真集の電子媒体版も使用されるようになった。問診表により、各受診者の職種、職歴、呼吸器症状、既往歴、喫煙歴の情報を得た。すべての胸部エックス線写真は、NIOSH Bリーダーにより、ILO分類に基づく読影表を用いて読影された。モニターは2画面、画素数2メガピクセル以上のものを使用し、標準写真は「じん肺標準エックス線写真集」電子媒体版を使用した。対象者はすべて男性で、年齢は39歳から75歳、平均56.7歳であった。対象者の職種は多岐にわたり、約3割が大工、その他主には電気工、左官、配管工などであった。喫煙歴のある者は全体の75%を占めていた。今回読影された全2991例の胸部エックス線写真のうち、悪性中皮腫を疑う所見を認めるものはなかった。石綿関連疾患を示す胸部エックス線所見として、胸膜斑が11.6%(346例)、小陰影が1.2%(36例)に認められた。小陰影と胸膜斑の合併は0.5%(14例)に認められた。10年以上石綿作業に従事したことがある者、鉄骨などに吹付けられた石綿の除去作業の近くで作業をしたことのある者、吹付けられた石綿の近くで作業をしたことがある者、天井裏に入って作業したことがある者は、胸膜プラークの有所見率が有意に高かった。小陰影と胸膜プラークの有所見者の割合は合わせて12.3%にのぼり、特に50代以降で増加していた。建設労働者コホートにおける胸部単純エックス線写真は読影者によるばらつきが従来から指摘されており、HRCTによる評価が推奨されている。ところが、実際にはHRCTを含めた石綿曝露者に対する検診が行われている地域は少ない。胸部エックス線による検診の継続は間違いなく、そのため、その再現性を確保することが重要である。

本研究で得られた胸部エックス線の内、1310例について、上級読影者(NIOSH B reader)と初学者(AIR Pneumo reader)による読影結果は、小陰影(1.9%)および胸膜プラーク(9.2%)であったが、二者の読影結果の一致度を検討したところ、小陰影のカッパ値=0.46、胸膜プラークのカッパ値=0.60であり、2者の読影結果に中等度の一致度があるものと評価された。胸部エックス線の評価については、AIR Peumoによる研修などで読影能力を標準化して行うことが望まれる。血液マーカーの測定結果と胸部エックス線読影とを比較すると、悪性腫瘍の発生はコホート内では未だ見られていない。プラーク、線状網状影、プラークと線状網状影、わずかにこの集団に見られた珪肺と思われる粒状影のそれぞれについて、N-ERCメソテリンの髙値(>8.0ng/ml)の頻度に有意な差はなかった。石綿関連悪性疾患、石綿関連非悪性疾患の発症リスクについて継続して検討した結果を元に、2014年のヘルシンキ会議において我々が開発した職業環境起因性呼吸器疾患のためのHRCT分類(ICOERD)を提唱したが、そのレポートにおいて特に非悪性疾患のための国際比較のためにICOERDを用いることが推奨された。喫煙者を対象とする大規模の肺がんスクリーニングをCTで実施している米国の研究者らもICOERDを活用しはじめており、今後の共同研究の可能性が出てきた。26年度が最終年度であるため、記入しない。産業保健26年度が最終年度であるため、記入しない。ただし、今後の困難が予想される。コホートとして設定した労働組合において、担当者が転出したため、現場での事務作業量をこなせる人材が不足しているためである。業務の煩雑さから、現場の医療機関との協力関係の維持が困難となっている。これまで収集したデータ及び検体を活用して実施する必要がある。既に、収集した試料についての詳細な検討を試みると同時に、コホートとしての長期間追跡への体制構築を行う。上記の如く、これまで収集したデータ及び検体を活用して、研究を総括する予定である。また、海外の肺がんCTスクリーニング研究グループ(I-ELCAP)との情報交換を行っており、蓄積されている膨大なCTスクリーニングの画像データを活用して職業曝露の評価を進められる環境があるため、近年、肺がんスクリーニングを目的として石綿健康診断においても、随時なされているCT検査の評価も併せて実施したい。計画通りに実施する予定ではあるが、状況に応じて、現在フォローしている以外の労働者集団を対象とすることで、検討に必要な症例を確保する。多の用務と重なる部分については、旅費など節約するなどの処置があり、最終年度に持ち越しができたことが主であるが、担当していた大学院生の出産などによる人員の欠員によって、多少の遅れが生じていることも一因である。まとめの年として、これまでの成果発表を精力的に実施する。また、検体保存用のフリーザが満杯となっているため、これについては年度前半に購入予定である。
セロトニントランスポーター遺伝子多型と学習行動との関連

セロトニントランスポーターはシナプス間隙に放出されたセロトニンを再取り込みする分子であり、セロトニンによる神経伝達を直接変化させる。軟体動物モノアラガイでは味覚学習にセロトニン分泌細胞が重要であることから、本研究ではモノアラガイのセロトニントランスポーターmRNA 3'UTR上の繰り返し配列と味覚学習行動、その関連分子メカニズムについて解析した。その結果、長さの異なる2種類の繰り返し配列がゲノム上の遺伝子多型として存在し、一方を優先的にmRNAとして発現していた。同配列は規則性のあるヘアピン構造をとることが予測され、特定タンパク質が結合すること、学習行動との関連が示唆された。本研究はセロトニントランスポーターの遺伝子多型と学習行動に関わる神経メカニズムを明らかにすることを目標としている。これまでにも哺乳類セロトニントランスポーター遺伝子多型と行動変化との関連が報告されているが、複数の報告間に一致した見解がなく、そのメカニズムも明らかにされていない。申請者は、特定セロトニンニューロンと行動変化との関連が明らかな軟体動物を用い、セロトニントランスポーターmRNA上の遺伝子多型と行動変化との関連について解析を進めてきた。平成25年度は一神経細胞レベルでの目標分子挙動のイメージングを目指し、確立した実験系である哺乳類海馬神経細胞培養を用いて、蛍光3色イメージングを行った。申請者の所属機関においてはコンフォーカルレーザー顕微鏡LSM510が利用可能である。蛍光タンパク質Venusを発現する海馬抑制性培養神経細胞において、赤色蛍光タンパク質mCherry、青色蛍光タンパク質mTurquoise2によって標識した2種類の分子をウイルスベクターにより過剰発現させた。標識する目的分子として、セロトニントランスポーターと同じくプレシナプスに存在する分子であるSNAREファミリータンパク質(VAMP/Syb)を使用し、神経細胞の形態変化とともに、細胞内の標識分子挙動の経時観察を試みた。これまでにも哺乳類セロトニントランスポーター遺伝子多型と行動変化との関連が報告されているが、複数の報告間に一致した見解がなくそのメカニズムも明らかにされていない。申請者は、特定セロトニンニューロンと行動変化との関係が明らかな軟体動物を用い、セロトニントランスポーターmRNA上の遺伝子多型と行動変化との関係について解析を進めている。まず脳内で発現するセロトニントランスポーターmRNAの遺伝子配列を解析し、3'UTR上に繰り返し配列構造が存在することを明らかにした。また、複数個体から抽出したRNAサンプルを解析した結果、同配列は個体ごとに16回あるいは24回という二つの繰り返しパターンを示していた。セロトニントランスポーターのUTRを含むmRNA全配列は哺乳類を含めて他の動物種でも報告されておらず、生物学的にも興味深い結果といえる。また、これらの繰り返し配列が結合するタンパク質を同定するために、軟体動物脳で発現する予想アミノ酸配列データベースを構築することを試みた。次世代シーケンサーを用いて全トランスクリプトーム解析を行い、cDNA配列データ、それを基にした予想アミノ酸配列データベースを構築した。現在、遺伝子データベースとして配列登録、データ公開を終えている。さらに、ビオチン標識した繰り返し配列RNAを合成し、脳抽出との混合によりRNA-タンパク質複合体を磁気ビーズによって回収実験を行った。平成26年度は一神経細胞レベルでの目標分子挙動のイメージングを目指し、確立した実験系である哺乳類海馬神経細胞培養を用いて、蛍光3色イメージングを行った。標識する目的分子として、ポストシナプスに存在する足場タンパク質であるSAPAP1/GKAPアイソフォームに着目し、神経細胞内の標識分子挙動の経時観察を試みた。また、平行してトランスクリプトームデータを利用した、遺伝子発現量比較の解析に取り組んだ。これまでにも哺乳類セロトニントランスポーター遺伝子多型と行動変化との関連が報告されているが、複数の報告間に一致した見解がなく、詳細な分子メカニズムも明らかにされていない。平成27年度は複数標的タンパク質の細胞内挙動のライブイメージングを確立し、培養神経細胞を用いた3色の蛍光タンパク質によるシナプス機能分子の挙動解析を行った。また、近年新たに発表された実験動物モノアラガイのゲノムデータを元に、トランスクリプトームデータの解析を進め、学習行動によるセロトニントランスポーターを含む発現遺伝子の違いについて詳細な解析を行った。

軟体動物モノアラガイでは味覚学習にセロトニン分泌細胞が重要であることから、本研究ではモノアラガイのセロトニントランスポーターmRNA 3'UTR上の繰り返し配列と味覚学習行動、その関連分子メカニズムについて解析した。その結果、長さの異なる2種類の繰り返し配列がゲノム上の遺伝子多型として存在し、一方を優先的にmRNAとして発現していた。同配列は規則性のあるヘアピン構造をとることが予測され、特定タンパク質が結合すること、学習行動との関連が示唆された。平成26年度は単一細胞内の分子イメージング法を利用して、プレシナプス、ポストシナプス局在分子の蛍光標識タンパク質のウイルスベクターを作製、培養神経細胞におけるそれぞれの発現確認に成功した。また、2種類の細胞内分子の挙動と神経細胞形態の経時変化を同時解析し、これと合わせて神経細胞内の遺伝子発現量比較を行った。これと平行し、学習トレーニングを施した動物から作成した脳内発現遺伝子データを利用し、微量遺伝子の発現量比較法について複数の解析法を試行した。動物生理・行動平成26年度の実験でRNAータンパク質複合体の回収、タンパク質の同定は全て終了しなかったため次年度も引き続き実験を続ける。複数標的タンパク質の細胞内挙動のライブイメージングを目指し、培養神経細胞を用いた3色蛍光イメージングによるシナプス分子の挙動解析を引き続き継続する。また、微量遺伝子の発現量比較法について複数の解析法について、今後も検討を続けたい。平成25年度は申請者の産前産後休暇の取得により、研究実施期間が限られていたが、今年度の目標としていた単一細胞内の分子イメージング法を確立した。2種類の蛍光標識タンパク質のウイルスベクターを作製、培養神経細胞におけるそれぞれの発現確認に成功した。また、2種類の細胞内分子の挙動と神経細胞形態の経時変化を同時解析することに成功した。今年度は、セロトニントランスポーターmRNA 3'UTR上の繰り返し配列構造の詳細な解析を終えた。また次世代シーケンサーを使用し、モノアラガイ遺伝子データベース、予想アミノ酸配列データベースの構築に成功した。さらにRNA-タンパク質複合体の回収実験の最適化を終えた。これらの結果により、セロトニントランスポーター繰り返しRNA配列に対する結合タンパク質の同定が可能になった。同RNA配列の大量合成にも成功し、次年度以降の実験を円滑に進める準備が整っている。平成26年度の研究実施が遅れている部分について、次年度の研究計画に使用額が生じた。平成25年度の研究でRNAータンパク質複合体の回収、タンパク質の同定は全て終了しなかったため次年度も引き続き実験を続ける。セロトニントランスポーター3'UTR上の繰り返し
地表面過程が局地豪雨に与える影響に関する観測及び数値実験的研究

主として山岳地で生起する局地的集中豪雨についてその地形条件が豪雨生起後の降雨の時・空間分布に与える影響を導くことによって,実時間での降雨予測のための知見を提供することを目的に以下の観測および数値実験を行った.これにより,本研究で計画していた観測データの収集,数値モデルの開発とそれを用いたシミュレーション,および解析が達成された.観測6月22日7月3日にかけて九州南西部にて行われたX-BAIU99およびGPS気象学の合同観測に参加し,地形の影響を受けていない鹿児島県甑島列島にてGPS,地上気象測器,ラジオゾンデ,レーダーによる測地・気象観測を行った.それによって,豪雨時の海洋上における水蒸気の移流や相変化量を考察する基礎資料を収集した.計算1小規模水蒸気擾乱の変動特性をGPS視線方向大気遅延量から算出するためフーリエスペクトルを用いた方法を考案し,それを1998年の琵琶湖プロジェクトにおけるGPS,1次元風速分布観測データに適用し,方法の妥当性を検証した.計算2 1998年梅雨期に長崎橘湾周辺で観測されたラジオゾンデ,レーダーデータと3次元雲解像モデルを利用して,豪雨時の水蒸気変動状況を再現した.解析上記の観測および計算方法と計算結果を利用して,豪雨時の水蒸気変動を考察し,豪雨をもたらす対流性降雨およびその周辺の層上性降雨が水蒸気変動に与える影響は異なっていることが,数値計算によって示された.観測データを詳細データに検討することによって,豪雨が水蒸気擾乱に与える影響はGPS可降水量や,視線方向大気遅延量を用いることによって,観測可能であることが示された.主として山岳地で生起する局地的集中豪雨についてその地形条件,地表面過程が豪雨生起後の降雨の時・空間分布に与える影響を導くことによって,実時間での降雨予測のための知見を提供することを目的に以下の観測および数値実験を行った.これは研究計画の初年度として次年度の研究推進のために欠かせない基礎資料の収集と計算手法の開発という意味づけをもつ.観測1. 6月26日7月12日にかけて長崎県南高来郡にて行われたGPS気象学の合同観測に参加し,GPS,地上気象測器,ラジオゾンデ,レーダーによる測地・気象観測を行った.それによって,豪雨時および静穏時に,山体にぶつかる直前の大気中の水蒸気量の鉛直分布が斜面に沿って変化する量を定量的に考察するための基礎資料を収集した.観測2. 7月13日7月17日にかけて,三重県尾鷲市から奈良県に至る大台ヶ原周辺に地上気象測器を設置し,常時気象観測を行う準備をし,気象観測を行った.観測3. 7月26日7月31日に滋賀県木之本町他で行われた「琵琶湖プロジェクト」に参加し,降雨時および静穏時にGPS,地上気象測器,ラジオゾンデ,ドップラーソーダーによる水文・気象観測を行った.それによって,GPS大気遅延量から境界層の発達過程を抽出する可能性を見出した.計算1. GPS衛星から受信機に至るパスのうち,豪雨をもたらすような積雲中を通過するパスの残差データから,上空の水蒸気擾乱を抽出する基礎式系を信楽のMU観測所でのGPSデータを用いて検証した.計算2.詳細な雲物理過程を陽に表現した数値モデルについて,モデルを長時間ランさせることを可能とし,さらに3次元化およびその結果のグラフィック表示を行うことに成功した.計算3. 3次元数値モデルを用いて雲の3次元的構造によって,積雲が一カ所に止まって雨を降らせる過程の構造を解析した.主として山岳地で生起する局地的集中豪雨についてその地形条件が豪雨生起後の降雨の時・空間分布に与える影響を導くことによって,実時間での降雨予測のための知見を提供することを目的に以下の観測および数値実験を行った.これにより,本研究で計画していた観測データの収集,数値モデルの開発とそれを用いたシミュレーション,および解析が達成された.観測6月22日7月3日にかけて九州南西部にて行われたX-BAIU99およびGPS気象学の合同観測に参加し,地形の影響を受けていない鹿児島県甑島列島にてGPS,地上気象測器,ラジオゾンデ,レーダーによる測地・気象観測を行った.それによって,豪雨時の海洋上における水蒸気の移流や相変化量を考察する基礎資料を収集した.計算1小規模水蒸気擾乱の変動特性をGPS視線方向大気遅延量から算出するためフーリエスペクトルを用いた方法を考案し,それを1998年の琵琶湖プロジェクトにおけるGPS,1次元風速分布観測データに適用し,方法の妥当性を検証した.計算2 1998年梅雨期に長崎橘湾周辺で観測されたラジオゾンデ,レーダーデータと3次元雲解像モデルを利用して,豪雨時の水蒸気変動状況を再現した.解析上記の観測および計算方法と計算結果を利用して,豪雨時の水蒸気変動を考察し,豪雨をもたらす対流性降雨およびその周辺の層上性降雨が水蒸気変動に与える影響は異なっていることが,数値計算によって示された.観測データを詳細データに検討することによって,豪雨が水蒸気擾乱に与える影響はGPS可降水量や,視線方向大気遅延量を用いることによって,観測可能であることが示された.
理工系大学生の適職発見のためのWebシステムの開発

本研究では、理工系学生が適職発見するためのWebシステムの開発を行った。まず、進路選択のガイダンスモデルを構築し、それに沿ってシステムの実装を行った。このシステムは、主に以下のような2つの機能を持っている。1自分の職業興味について知り、2その職業興味や教育レベル、及び専門知識によって米労働省によって提供されているO'net(職業データベース)を探索し、自分に合った職業を見つけることができる。平成26年度は、研究計画の(1)理工系学生が適職発見するための支援として必要なガイダンスモデルの検討および、(2)ガイダンスモデルに基づくWebシステムのデザインと実装のうち、前者(1)の研究を行った。具体的には、1キャリア発達理論についての文献研究および、2理工系学生を対象とした調査研究うちの予備調査、3ガイダンスモデルの構想を作成した。まず、1キャリア発達に関する理論的研究においては、大学生の職業選択・決定の困難さと決定するための条件を明らかにするために、その職業選択・決定のプロセスに注目し、社会的学習理論、特に認知的情報処理理論(Perterson, Sampson, & Reardon,1996)を中心に理論的研究を行った。そこで得られた知見として、職業選択・決定を行う場合に重要なことは、自分自身の状況をモニターし、その状況をフィードバックするというメタ認知的な知識である。また、その選択・決定の過程は、自己理解と職業理解を行ったうえで収集した情報を統合する過程として、自分自身進路決定の状況をモニターする、自分の問題について分析し同定する、自分の問題について精緻化と結晶化の過程を通じて実行可能な選択肢を形成する、個人の価値体系にそって選択肢のどれが良いかを評価する、選択肢をどのように実行するかを考えるという過程があるということである。この理論的研究から、3のガイダンスモデルの枠組みを具体的に考察した。また、2の大学生についての調査研究においては、まず、就職活動に至るまでの1年生3年生を対象として調査を行い、キャリア発達の状況を明らかにした。また、大学3年生を対象として職業理解のための学習プログラムを作成したうえで実践を行い、効果を検討した。さらに、システム開発に関連する研究も行った。これらの研究成果について、関連する学会及び論文にて発表を行った。平成27年度は、研究計画のうち、1.理工系学生が適職発見するための支援として必要なガイダンスモデルの検討、及び、2.ガイダンスモデルに基づくWebシステムのデザインと実装のうちのシステム実装のための条件の検討を行った。特に、1.支援に必要なガイダンスモデルの検討についての具体的な取り組みについては、(1)キャリア発達理論とキャリア発達支援についての文献研究を中心に行い、支援システム構築のための条件と支援のための提示情報の順序について検討を行った。さらに、(2)理工系学生を対象としたキャリア意識についての調査研究として、大学1年生と3年生に進路決定に対する関心度や重要度などのキャリア意識と、職業選択に対する意識とその取り組みに関する調査を行い、分析を行った。その結果、1年生と3年生のキャリア意識については、教育的な働きかけがないと同じような状況であることが分かった。また、3年生については、業界と職種・業種などについての知識が非常に少なく、具体的な職業選択を行うためにも、自己理解と同時に職業理解が必要であることを明らかにした。さらに、2.ガイダンスモデルに基づくWebシステムのデザインと実装のための条件として、上記の文献研究、および調査研究から、システムに必要な機能について検討し、システムに必要な機能として職業データベースが最も重要であることを明らかにした。これらの成果と関連する内容を研究年報、及び、国内の学会と国際学会で発表を行った。平成27年度の研究がやや遅れている理由については、平成26年度中に行う予定であったガイダンスモデルの構築のために必要な大学生を対象とした調査研究を行い、その結果の分析に時間がかかったことによる。そのため、ガイダンスモデルの構築のための必要な条件などを明らかにすることが研究の中心となったため、開発環境の準備は整っていたが、本格的な支援システムの設計と試作にまで至らなかった。本研究の研究計画は、1.理工系学生が適職発見するための支援として必要なガイダンスモデルの検討、および、2.そのガイダンスモデルに基づくWebシステムの実装である。平成28年度の研究は、平成27年に引き続き、1.に関しては、平成27年度に検討したガイダンスモデルをさらに詳細にその条件を検討するために、理工系の大学3年生を対象にキャリア意識と就職意識の取り組みに関する調査をさらに行い、大学3年生であっても職業情報についての知識が非常に少なく、それが自己理解を促進していないことを確かめた。そのため、自己理解を深める教材を開発した。さらに、ガイダンスモデルの再検討を行った。次に、2. Webシステムのデザインと実装の試作を行った。まず、1.の結果から、大学生に最も必要な情報は職業に関する情報である。そこで、この職業情報を本システムで提供するために日本とアメリカの職業データベースについて文献研究を行い、アメリカで広く採用されている職業データベースを用いることを決定し、その職業データベースを入手した。次に、どのような職業情報が有効かを検討するためのシミュレーションを行うためのシステムを作成した。さらに、大学生に「VPI職業興味テスト」を実施し、具体的なデータをもとにして、システムの改良を検討した。これらの成果と関連する内容を図書にて発表した。さらに、平成28年度にシステムを完成させることができなかったため、1年間の研究期間の延長を申請して認められたので、次年度には、システムの完成を目指し研究を推進させる予定である。

平成28年度の研究が遅れた理由については、まず、平成26年度中に研究を行う予定であったガイダンスモデルの構築のために必要な大学生を対象とした調査研究とその結果の分析が遅れたことによる。さらに、平成27年度の研究においては、当初システムの試作まで行う予定であったが、平成26年度の研究の遅れにより、この本格的な支援システムの設計と試作が遅れたことによる。平成28年度については、この研究の遅れを取り戻すために、システムの設計と試作、実証実験の実施、さらに最終的なシステムの改良を行う計画を立て順次研究を進めたが、本格的な実証実験を行うまでには至らず、最終的なシステムの完成にまでは至らなかった。本研究の研究計画は、1.理工系学生が適職発見するための支援として必要なガイダンスモデルの検討、および、2.そのガイダンスモデルに基づくWebシステムの実装である。平成29年度の研究の主目的は、平成28年に引き続き、前年度までに検討したガイダンスモデルをもとにして、自分の職業に対する興味や関心にそった職業情報を検索できるようなWebシステムの実装と評価である。まず、このシステムで使用する職業データベースを検討した結果、アメリカ国内で広く採用されている「O'net」職業データベース(2015年12月にリリースされたO*NET20.1)のデータを入手し、その職業データベースのデータ構造を解析し、使用できる項目について検討を行った。この職業データベースには約1100種類の職種があるが、そのうち全項目がそろっているのが約900種類である。その結果、本システムでは各職種に対して、学生の職種に対する興味(ホランドの提唱した5種類の職業興味(R(現実的)、I(研究的)、A(芸術的)、S(社会的)、E(企業的)、C(慣習的)))を設定し、それに基づく一致度、職種に就くための教育レベル(中卒・高卒・大卒・大学院卒)、職種と多く関連している業界、職種の詳しい業務内容、さらに、職種に必要とされる能力の5項目を使用することとした。さらに、このような情報を提供するシステムとして、次のような機能を備えたシステムを設計し実装した。学生が職業興味テストを受験し、その得点を入力することにより、その得点結果一致度が高い順に10種類の職種を表示する機能、それらの10種類の職種の詳細情報を何度でも探索できるような機能、そして、その検索履歴を保存する機能である。今後の課題としては、このシステムを実際の就職活動に役立てるために使いやすくするための新たな機能を追加し、さらにその有効性について検討することである。本研究では、理工系学生が適職発見するためのWebシステムの開発を行った。まず、進路選択のガイダンスモデルを構築し、それに沿ってシステムの実装を行った。このシステムは、主に以下のような2つの機能を持っている。
心臓幹細胞の新たな同定法の開発と機能解析

本研究ではRae28/Phc1を含むポリコーム複合体1の分子機能を詳しく明らかにするとともに、その直接的標的であるGemininの発現動態に注目し、心臓内に存在する心臓幹細胞を同定することを目指した。心臓発生においてはPcgf5を含んだ新たなポリコーム複合体が機能していることを示すとともに、心筋においてGemininが高発現している細胞群が存在することを見つけた。これらの細胞群は心室や中隔にも散見されるが、他の研究室から心臓幹細胞が存在すると報告されている心房に最も多く存在することが解った。心筋は成体では分裂しないと考えられているが、S期の細胞ではGemininの発現が高いことから細胞周期に入っている細胞の可能性もあり、興味深い。研究室ではマウスポリコーム遺伝子群の一つRae28/Phc1のノックアウトマウスを作製することによって高等哺乳動物においては、ポリコーム遺伝子群が転写調節機能を介して発生を制御するだけでなく、細胞の増殖と分化を同時に制御しているGemininに対するE3ユビキチンリガーゼとして機能することを見つけるとともに、造血幹細胞等の幹細胞ではGemininの発現が高く、その活性制御にGemininが重要な役割を果たしていることをはじめて明らかにした。そこで、本研究ではポリコーム複合体の機能をさらに詳しく明らかにするとともに、Gemininの発現動態に注目し、心臓内に存在する心臓幹細胞を同定することを目指した。ます、ポリコーム複合体が転写制御とプロテアソームを介した直接的なタンパク質の安定性制御を介して、Gemininの発現を一定の恒常性を保ちつつ調節していることを明らかにした。そして、心臓発生においてはPcgf5を含んだ新たなポリコーム複合体が機能していることを示すとともに、心筋においてGemininが高発現している細胞群が存在することを見つけた。また、心筋は成体では分裂しないと考えられているが、S期の細胞ではGemininの発現が高いことから細胞周期に入った細胞の可能性もある。従って、同定したGemininを高発現した細胞の正体については今後さらに詳しい解析が必要と考えられた。また、ポリコーム複合体が高発現した心筋ではアポトーシスが誘導され心筋が脱落することによって拡張型心筋症を発症することが解った。従って、心筋維持にもGemininが重要な役割を果たしていることが推測され興味深い。ポリコーム遺伝子群はショウジョウバエの遺伝学的解析から発見されたが、これらの遺伝子産物は複合体を形成し、ヒストンタンパク質をリン酸化やユビキチン化によって修飾することによって転写を制御し、発生制御において重要な役割を果たしている。研究室ではマウスポリコーム遺伝子群の一つRae28/Phc1のノックアウトマウスを作製することによって高等哺乳動物においては、ポリコーム遺伝子群が転写制御を介して発生を制御するだけでなく、細胞の増殖と分化を同時に制御しているGemininに対するE3ユビキチンリガーゼとして機能することによって造血幹細胞をはじめとした幹細胞の活性制御にも重要な役割を果たしていることをはじめて明らかにした。そこで、本研究では心臓発生におけるポリコーム複合体の役割をさらに詳しく明らかにするとともに、Gemininの発現動態に注目し、心臓内に存在する心臓幹細胞を同定することを目指している。心臓においてはPcgf5を含んだ新たなポリコーム複合体が機能していることを明らかにするとともに、ポリコーム複合体によってタンパク質レベルで制御を受けているGemininが高発現している細胞群が心臓において存在することを見つけた。これらの細胞群は心室や中隔にも散見されるが、他の研究室から心臓幹細胞が存在すると報告されている心房に最も多く存在することから興味深い。さらに心臓におけるポリコーム複合体の解析を進めるとともに、心臓においてGemininが高発現している細胞の特性について詳しい解析を進める計画である。心臓において機能しているポリコーム複合体の解析を進めるとともに、ポリコーム複合体をE3ユビキチンリガーゼとしてユビキチンープロテアソーム系で分解制御されるGemininタンパク質を高発現している心臓内細胞を同定することに成功した。本細胞は心臓幹細胞として機能していることが期待され、今後さらに詳しい解析を進める計画である。本研究はおおむね順調に進めることができている。心臓で機能しているポリコーム複合体の解析を進めるとともに、その標的の一であるGemininを高発現した細胞を心臓幹細胞の候補として同定しているので、本細胞の心臓幹細胞としての働き、さらに幹細胞性を支持するGemininの分子機能について解析を進める計画である。研究計画に必要な機器及び動物飼育施設は研究室や研究所及び研究センターの共同利用設備を用いて行う計画であり、新たな設備備品の購入は計画していない。
遺伝子発現情報の多系統解析による心不全発症決定因子としてのリモデリング機構の解明

1、ダール食塩感受性ラットを用いて作成した高血圧性拡張不全モデル、高血圧性収縮不全モデルの種々のステージの心筋組織を用い、cDNA array法を用いて8800種類のmRNAの発現状況を検討し、いくつかの物質の遺伝子発現に差異を認めた。2、収縮不全モデルでは、細胞外マトリックスの分解をつかさどるmatrix metalloproteinase(MMP)-2の発現および活性促進が左室拡大に先行して生じ、これに引き続いてMMP-9の発現及び活性促進をきたし、左室拡大、心不全発症に至ることを明らかとした。また、アンジオテンシン変換酵素阻害薬(ACEI)は、降圧効果とは独立した機序でMMPsの発現を抑制し、左室拡大を阻止することも明らかとなった。3、左室拡大の起こらない拡張不全では、ACEIはMMPsの活性化を抑制せず、これがコラーゲン蓄積阻止に結びついている可能性が示され、ACEIは病態により作用が異なることが示唆された。4、一方、アンジオテンシン受容体拮抗薬は、拡張不全において、コラーゲン産生阻止によりコラーゲン蓄積阻止をもたらしていた。5、拡張不全モデルでは、phospholipase Dの活性化、マクロファージの浸潤など炎症性反応の亢進、酸化ストレスの増大などが深く関与して線維化等の組織学的変化が進み、拡張不全に移行すること、N-Methylethanolamineがphospholipase Dの活性抑制により線維化の進行阻止、拡張不全発症阻止をもたらすことを明らかとした。1、ダール食塩感受性ラットに対し高食塩食を7週齢より開始して作成する高血圧性拡張不全モデル、同ラットに対し高食塩食を8週齢より開始して作成する高血圧性収縮不全モデルにおいて、各々高食塩食開始3週間後(10ないし11週齢)、13週齢の代償性肥大期で心エコーデータを記録後、sacrificeを行い、その組織を用cDNA array法を用いて、8800種類のmRNAの発現状況を検討している。各々のコントロールとして、同週齢の正常食で飼育し高血圧を発症しないダール食塩感受性ラットを用いている。これまでのところ、拡張不全モデル10週齢と収縮不全モデル11週齢のサンプルの比較により、拡張不全で25種類の物質のmRNAの発現亢進、10種類の物質のmRNAの発現低下を認めた。現在、これらのmRNAの変化をreal time RT-PCR法を用いて、また蛋白量の変化をウエスタンブロッテイングを用いて再検討を行っている。2、拡張不全モデルでは、線維化等の組織学的変化に伴って、マクロファージの浸潤など炎症性反応の亢進、酸化ストレスの増大が認められた。このような変化はレニン-アンジオテンシン系をブロックすることにより軽減することも明らかとなった。しかし、従来よりこのような炎症性変化との強い関連が指摘されているmonocytechemoattractant protein(MCP)-1やtumor necrosis factor(TNF)-αの遺伝子発現は、レニン-アンジオテンシン系のブロックによる炎症性変化の軽減に伴う変化が認められないことも明らかとなった。3、左室拡大の起こらない拡張不全では、ACEIは,MMPsの活性化を抑制せず、これがコラーゲン蓄積阻止に結びついている可能性が示され、ACEIは病態により作用が異なることが示唆された。

4、一方、アンジオテンシン受容体拮抗薬は、拡張不全において、コラーゲン産生阻止によりコラーゲン蓄積阻止をもたらしていた。5、拡張不全モデルでは、Phospholipase Dの活性化、マクロファージの浸潤など炎症性反応の亢進、酸化ストレスの増大などが深く関与して線維化等の組織学的変化が進み、拡張不全に移行すること、N-Methylethanolamineがphospholipase Dの活性抑制により線維化の進行阻止、拡張不全発症阻止をもたらすことを明らかとした。
励起錯体における分子間相互作用の特性とその応用

励起状態における分子間相互作用によって生成する励起錯体の化学的特性を明らかにし、新しい高選択的な光化学反応を開発することを目的として研究を進め、以下のような成果を得た。1.キラルな2,2'-ジメチル-1,1'-ビアントリルとキラルな芳香族アミンとから生成する発光性励起錯体の蛍光をキラルな消光剤により消光する実験を行い、励起状態において不斉識別が起ることを明らかにした。また、カンファーをキラル置換基としてもつ1,4-ジシアノナフタレン誘導体と芳香族アルケンとの間でも励起状態において不斉識別が起ることを認めた。2.分子内に電子受容性部分と電子供与性部分とを併せもつ化合物の励起状態における物理的・化学的性質を検討し、これらの化合物から生成する三分子励起錯体の特性を明らかにした。3.1,4-ジシアノナフタレン誘導体と14族有機金属化合物との光反応では、1,4-ジシアノナフタレン誘導体のナフタレン環へのアルキル化およびアリル化反応が位置選択的に起ることを見い出した。4.9,10-ジシアノアントラセン(DCA)を増感剤とする分子内にOH基および-(OCH_2CH_2)_n-基(n=1,2,3)をもつ芳香族アルケンの分子内光極性付加反応では、6-12員環のクラウン型エーテルが生成することを見い出した。5.励起錯体を経由する光化学反応について励起錯体の構造と反応性との関係を検討し、励起状態における分子間相互作用に関する多くの新しい知見を得た。励起状態における分子間相互作用によって生成する励起錯体の化学的特性を明らかにし,新しい高選択的な光化学反応を開発することを目的として研究を進め,以下のような成果を得た。1.電子受容性光増感剤を用いる分子間および分子内光極性付加反応:(1)9,10ージシアノアントラセン(DCA)を光増感剤とする芳香族アルケンヘのアルコ-ルの分子間光極性付加反応では,芳香族アルケンの構造によって著しく異なった溶媒効果を受けることを見い出した。(2)DCAを光増感剤とする分子内にOH基をもつ芳香族アルケンの分子内光極性付加反応では,57員環のエ-テルが効率よく生成することを見い出した。(3)これらの光化学反応では,DCAと芳香族アルケンとの間に生成する励起錯体または光誘起電子移動によって生成するラジカルイオン種が反応活性種になることを明らかにした。また,これら活性種の反応特性を支配する因子について多くの新知見を得た。2.芳香環へのアルケンの立体選択的光環化付加反応:(1)9ーシアノフェナントレンやピレンとけい皮酸メチルとを含むベンゼン溶液に光照射すると,立体特異的に(2π+2π)光環化付加体が生成することを見い出した。この光環化付加反応では,けい皮酸メチルのフェニル基の高いエンド選択性が認められた。(2)メフチルメチルトリメチルシランとアクリロニトリルとを含むベンゼン溶液に光照射すると,シアの基がエンド側に付加した(2π+2π)光環化付加体が生体することを見い出した。(3)キラルな置換基をもった芳香族化合物とキラルな置換基をもつた芳香族アルケンとの(2π+2π)光環化付加反応では,ジアステレオ選択的に進行し,一方のジアステレオマ-が選択的に生成することを見い出した。(4)これらの光環化付加反応はいずれも励起錯体を経由して進行することを明らかにした。
EPMA分析結果のカラーマッピング処理によるコンクリート中の元素の存在状態判定法

EPMAによる面分析結果のカラーマッピング像を処理することにより、コンクリート中における塩素と硫黄の存在状態を判定する簡易状態分析法について検討を行った。この手法は、目的元素と、この元素とともに化合物を形成していることが判明している元素(塩素の場合CaとAl)を同時に分析し、それぞれのカラーマッピング像をRed,Green,Blueの3原色で示してCRT上で重ね合わせ、ヤングの3原色説に基づいて元素の結合状態を判定するものである。例えば、カルシウム、塩素、アルミニウムの3元素全てを重ね合わせた場合、白く表示された部分はフリーデル氏塩として存在すると判定され、黄色で表示された部分はそれ以外の水溶性の塩化物として判定される。本研究では先ず、普通ポルトランドセメントを用い、塩化物の添加量の異なるモルタル供試体による簡易状態分析を行った。その結果、塩化物量がセメント重量の0.4%以下の場合にはほとんどの塩素はフリーデル氏塩(3CaO・Al_2O_3・CaCl_2・10H_2O)として固定されるという既往の知見と合致した結果が得られた。次に炭酸化の進行したコンクリート構造物から採取したコア試料による分析結果では、炭酸化のフロント付近に濃集している硫黄の大半がエトリンガイト(3CaO・Al_2O_3・3CaSO_4・32H_2O)として存在しているという既往の研究結果を裏付けており、本研究で検討した簡易状態分析法の適用性が確認された。しかし、この手法の適用に当たっては、フリーデル氏塩またはエトリンガイトのような化合物の元素構成が既知であることが前提条件であり、またEPMAの分析条件やカラーマッピングの方法などに関しても分析の目的に応じた設定を行う必要がある。本研究はEPMAによる面分析結果のカラーマッピング処理の手法を適用して、コンクリート中に生成している化合物を判定するための簡易状態分析法の開発を目的として実施したものである。平成7年度には、塩化物及び硫黄化合物を種々のレベルで含んでいるモルタル供試体についてEPMAによる面分析を行い、そのカラーマッピング像の重ね合わせを行って分析領域のサイズ、加速電圧、試料電流などに関する最適分析条件を把握した。次に、このような条件下で目的元素であるClまたはS及びこれらと化合物を形成することが判明しているCaとAlについて面分析を行った。それぞれのカラーマッピング像をRed,Blue及びGreenの原色で示してCRT上で重ね合わせ、それぞれの組み合わせによって黄色または白色に表示された部分の画像処理を行って各化合物間の相対比率を求めた。即ち、塩素の場合では、セメント硬化体中に存在している全塩素においてFriedel氏塩及び塩化カルシウムとして結合している比率を求め、硫黄の場合では同じくセメント硬化体中に存在している全硫黄において、エトリンジャイト及び石膏として結合している比率を求めた。これらの結果はいずれも他の手法を通じて得られた従来の知見をほぼ裏付けるものであった。塩素を例にとると、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリート中の全塩素のうちセメント重量の約0.4%まではFriedlel氏塩として固定されるという既往の知見が以上の簡易状態分析を通じて立証された。コンクリート構造物中の塩化物や硫黄化合物の存在は、たとえ微量であってもその耐久性を著しく損なうことがあるので、これらのコンクリート構造物中における挙動を把握する必要がある。最近、このための手法としてEPMAによる面分析が用いられるようになった。EPMAは微量元素を精度よく把握できるからである。しかし、ここで問題になるのは元素の存在状態である。セメント硬化体中の塩素は、イオン解離を起こしやすい塩化カルシウムのような水溶性化合物として存在する場合とFriedel氏塩としてセメント水和物の1部に取り込まれている場合があり、後者の存在状態を取る限り鉄筋腐食などの悪影響を及ぼすことはない。EPMA分析は基本的には元素分析であるので、通常の分析結果は塩素の存在状態に関する情報は与えない。

本研究はEPMAによるコンクリートの面分析結果のカラーマッピング処理を通じて、Friedel氏塩として固定されている塩素やエトリンガイトを構成している硫黄を簡便に調べる手法を開発しようとしたものである。塩化物イオンの添加量を変化させてつくったモルタル供試体による分析結果は、普通ポルトランドセメントを用いた場合、その重量の0,4%まではほとんどの塩素がFriedel氏塩として固定されるという既往の知見と合致した結果を示した。また、炭酸化が進行しているコンクリート構造物から採取したコアによる分析結果は、炭酸化部分のフロント付近に濃集している硫黄の大半はエトリンガイトとして存在しているという既往の研究結果を裏付けており、本研究で検討した手法の適用性が確認された。しかし、この手法を適用するためには、Friedel氏塩またはエトリンガイトのように元素構成が明らかであることが前提条件であり、またEPMAの分析条件やカラーマッピングの方法などに関して分析の目的に応じた設定を行う必要がある。