hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒化物燃料のナノ構造解析と特性評価および分子動力学による原子軌道解析

本研究では高燃焼度下における窒化物燃料の熱物理的性質を理解するために、非放射性の核分裂生成物(FP)元素(Pd, Nd, Mo)を添加した模擬高燃焼度窒化物燃料の結晶学・機械・熱・電気的性質を実験的に評価するとともに、マイナーアクチニド(MA)含有窒化物燃料の熱的性質を分子動力学法により評価した。模擬高燃焼度窒化物燃料の実験的評価より、窒化物燃料のヤング率・破壊靭性値などの機械的性質は上昇した。EBSDやナノインデンテーションといった微細領域の状態を評価する手法を用いることにより、粒界に析出するFP化合物が母相の粒の結合を強くしていること、また、FP化合物にひずみが集中してひずみ硬化が起こっていることが世界で初めて確認でき、このことが模擬高燃焼度窒化物燃料の機械的特性の上昇に結びついたものと思われる。一方、熱伝導率などの熱的性質は燃焼度とともに低下することが分かった。これは散乱効果などの一般的な固体物理学で説明できる現象であった。また、窒化物燃料の熱的性質は燃焼度により低下したが、それでもその熱伝導率は従来の酸化物燃料よりもはるかに高い値を示していた。本研究での実験的評価によって世界で初めて核燃料の微細構造解析を行い、これまでわからなかった現象の要因を明らかにできた。この成果は今後の核燃料工学の研究を大きく変え得るものである。MA含有窒化物燃料の熱的性質を分子動力学法により評価したところ、MAの添加は窒化物燃料の熱伝導率にほとんど影響を与えず、また、MA含有酸化物燃料よりもはるかに高い熱伝導率をMA含有窒化物燃料は有することが分かった。本研究において窒化物燃料の実験的・解析的を行うことよって、窒化物燃料は結晶学・機械・熱・電気と燃料として重要な特性に関して、酸化物燃料よりもはるかに優れていることがわかり、この結果は従来の原子炉の形態をも変え得る結果であるといえる。
沖に停泊した船舶を活用した大規模災害時の電力供給に関する研究

本研究は実海域における錨泊船舶からの電力供給を提案するものである。初年度については実海域における風や潮流などの外力の影響による錨泊船舶の動きを把握するための水槽実験を実施した。この実験で観察された錨泊船舶の挙動より、実海域実験における電力ケーブルの展張箇所及び長さと挙動の関係をおおむね知ることができた。特に電力ケーブルの展張箇所については、船尾側か船尾側方からか、水槽実験実施前に議論したことがあったが、船尾側方から展張した場合、いわゆる8の字運動の挙動が乱れることが分かった。そのため、電力ケーブルの展張は船尾側とすることに決した。次年度については、水槽における基礎的な実験から実海域における実験にスケールアップすべく準備を進めていた。しかし、平成30年7月に発生した西日本豪雨災害により被災した地域における復旧及び復興事業のため、本研究テーマである実践実験で必要な重機類が借用できない状況に陥った。そのため、実海域実験については次年度に持ち越すこととし、準備及び段取りの見直しを行った。また、計測方法について、特に電力ケーブルの張力測定方法については、計測センサーの取り付け方法を張力の変化が計測しやすい方法に改めた。最終年度については実海域実験の実施を予定している。この実験は、本研究で提案する電力供給方法の実用性と安全性の両面を検証する重要なものと位置付けている。したがって、本実験の実施に当たっては、関わる要員に対する十分な説明と実験に使用する機材等の入念な準備が必須である。平成30年度については、平成30年7月に発生した西日本豪雨災害により、被災した地域における復旧及び復興事業のため、本研究テーマである実践実験で必要な重機類が借用できない状況であった。そのため、平成30年度に実海域実験を実施する予定ではあったが、来年度に繰り下げて実施することとした。最終年度については10月に実海域実験を実施することが最も重要なことである。実験により、本研究で提案する電力供給方法について、1電力供給量が十分であり、実用に耐えられるものであること2電力供給中の錨泊船舶の安全が確保されていることを検証する。特に本実験では、電力ケーブルにかかる張力が最も重要な要素であると考えている。これは使用する電力ケーブルが展張や収納などの運用上の限界の大きさであり、これ以上のものでは実用性が伴わない方法となる。そのため、錨泊船舶の挙動による電力ケーブルの張力変化が最も重要な計測事項となるので、電力ケーブル張力と実験で使用する広島丸の挙動について、確実に計測できるよう実験準備を進めていく。平成29年度は基礎的実験として、浅い海域での水中ケーブルが接続された沖に停泊している船舶ならびに水中ケーブルの運動と力学的負荷について明らかにするため、風洞実験水槽にてケーブルならびに船舶の縮尺模型による水理実験を行った。この実験は、船舶が風などの外力の影響を受け、振れまわりと呼ばれる「8の字運動」をする際の、船体に接続する水中ケーブルへの影響を調査するために実施した。模型船に小型ロードセルを取り付け、これに水中ケーブルを模した細い紐を結びつけ、水中ケーブルにかかる張力を測定した。なお、紐が水面に浮くよう、紐に浮きを取り付けた。また、船体の動きに関しては、模型船の位置を水槽の上側から動画で撮影し、これを解析した。この実験の結果、模型船は通常の錨泊した状態より、ブイを取り付けた紐を取り付けた状態の方が振れまわりが緩やかとなることがわかった。これはブイとブイの間がカテナリーと呼ばれる懸垂線を描くように垂れ下がった部分がバネの役割を持ったため、振れまわり運動に対して干渉したことが要因と思われる。ただし、今回の実験水槽での実験を実船のスケールに合わせると、水中ケーブルや繰り出す錨鎖の長さが水槽内で再現することができない。よって、実験結果については限定的な評価にとどまるが、水中ケーブルにより振れまわり範囲がかなり抑制することが可能なことがわかった。また、船尾から水中ケーブルを船外に出す場合、振れまわりによるプロペラや舵との干渉が心配されたが、問題ないことが分かった。これらの結果から、実験を予定している海域の広さも考慮して、水中ケーブルの長さを350mとし、双方向給電盤に近い船尾側から船外に出すことを決定することができた。現在、ほぼ予定通りのスケジュールで進行している。

また、計測方法について、特に電力ケーブルの張力測定方法については、計測センサーの取り付け方法を張力の変化が計測しやすい方法に改めた。最終年度については実海域実験の実施を予定している。この実験は、本研究で提案する電力供給方法の実用性と安全性の両面を検証する重要なものと位置付けている。したがって、本実験の実施に当たっては、関わる要員に対する十分な説明と実験に使用する機材等の入念な準備が必須である。平成30年度については、平成30年7月に発生した西日本豪雨災害により、被災した地域における復旧及び復興事業のため、本研究テーマである実践実験で必要な重機類が借用できない状況であった。そのため、平成30年度に実海域実験を実施する予定ではあったが、来年度に繰り下げて実施することとした。平成30年度は実海域実験として、本校練習船広島丸を使用した実証実験を実施する。実証実験では、船舶側の双方向給電盤と陸上給電盤間に水中ケーブルを接続し、急速充電器による電気自動車への充電を行い、実用に耐えうる充電能力があるか否かを評価する予定である。この実証実験で懸念される点は、水中ケーブルは2PNCTZ(φ22sq)のキャプタイヤケーブルであり、これが350mほどコイルされた状態で陸上に設置し、沖で錨泊している広島丸に向かって伝馬船で曳航することで繰り出す。また、実験終了後にこの水中ケーブルを揚収するため、陸側からこれを巻き取る作業を実施することになる。実証実験については、この水中ケーブルの展張と揚収作業がほぼ人力で行うため、このあたりの実験手順の確認を実験協力者と十分打ち合わせる必要がある。また、コイルされたケーブルをクレーン車で運搬または設置作業を依頼する必要があるため、細かな作業についても洗い出しをする必要がある。最終年度については10月に実海域実験を実施することが最も重要なことである。実験により、本研究で提案する電力供給方法について、1電力供給量が十分であり、実用に耐えられるものであること2電力供給中の錨泊船舶の安全が確保されていることを検証する。特に本実験では、電力ケーブルにかかる張力が最も重要な要素であると考えている。これは使用する電力ケーブルが展張や収納などの運用上の限界の大きさであり、これ以上のものでは実用性が伴わない方法となる。そのため、錨泊船舶の挙動による電力ケーブルの張力変化が最も重要な計測事項となるので、電力ケーブル張力と実験で使用する広島丸の挙動について、確実に計測できるよう実験準備を進めていく。実験で購入する予定の計測装置を本年度購入に変更したため、差額が生じた。変更した理由については、実施する実証実験を実施する予定の海域に合わせた条件をクリアできる性能であることを考慮し、そのあたりの対費用効果を考慮して選定する。平成30年度に実施を予定していた実海域実験であるが、西日本豪雨災害により被災した地域の復旧・復興事業で重機が借用できなかったため、実施が不可能となった。差額が大きな金額となっているのは、その実海域実験の経費がそのまま残っているためである。
鉄触媒を活用したラジカル型直接アリール化反応の開発

鉄反応剤を用いた芳香族ラジカル種の簡便発生方法を開発し、これらを用いたベンゾキノンの直接アリール化反応に開発に成功した。本反応では、アスコルビン酸を添加物として使用することで触媒量の鉄錯体で同アリール化反応が効率的に進行することも判った。ベンゾキノンの替りにヒドロキノンを反応基質に使用することでも触媒量の鉄錯体で本アリール化反応が実現することがわかった。また、本芳香族ラジカル発生方法がヘテロ芳香族化合物の直接アリール化反応にも応用できることを見出した。本反応メカニズムの解明のため、DFT計算により、芳香族環の電子密度が大きくアリールラジカルの発生段階に寄与していることを発見した。アリール化ピリジン類は、天然物や医薬・農薬品中に含まれる重要な分子骨格であり、これまでに数多くの合成手法が開発されている。その中で鈴木ー宮浦反応などの古典的なクロスカップリング反応が最も信頼性の高い手法であるが、出発原料の入手容易性や排出物量の低減という観点から、C-H結合の直接アリール化反応が近年活発に研究されている。しかし、これらの合成手法の多くは、PdやRh等の希少な金属触媒を使用する反応が殆どであり、入手容易な反応剤による反応経路開発が必要視されている。他方で、ラジカル種は含窒素芳香族化合物などの電子不足π共役系分子と反応し、直接アリール化反応が進行することが知られている。最近、BaranらはAgNO2触媒とK2S2O8を用いる多様な官能基を有する芳香族ボロン酸からのアリールラジカル発生法を開発し、これらを用いた含窒素芳香族化合物の直接アリール化反応の開発している。本研究では、地球上に豊富に存在するFeSO4とK2S2O8酸化剤を使用することで、芳香族ボロン酸からアリールラジカルが発生し、ピリジンなどのヘテロ芳香族化合物の直接アリール化反応が効率的に進行する知見を得た。すなわち、ピリジン塩酸塩とフェニルボロン酸(1.5当量)、K2S2O8(6当量)のジクロロメタン/水混合溶液に対し、硫酸鉄(II)水溶液(1当量)をシリンジポンプによりゆっくりと滴下することで、対応するアリール化ピリジンを効率的かつ位置選択的に形成することがわかった。また、これらの知見をピリジンやピラジン、ピリミジン等のヘテロ芳香族化合物の直接アリール化反応に応用し、対応するビアリール化合物の効率合成にも成功した。地球上に豊富に存在する鉄反応剤を活用した有機合成反応の開発は地球環境の保全する意味で極めて重要である。本研究では、地球上に豊富に存在する鉄反応剤の特異な酸化還元能を活用し、有機ラジカル種の簡便発生方法の開発およびこれらを用いた新規なラジカル型ヘテロビアリール化合物合成法の創製を目的に設定した。様々な鉄反応剤と酸化剤との組み合わせを調査した結果、FeSO4とK2S2O8酸化剤を使用することで、芳香族ボロン酸からアリールラジカルが率的に発生することを発見した。本ラジカル発生法では溶媒に水を使用し、空気などを反応系外に排除することなく簡便な操作で芳香族ラジカルの調整が行える特徴を有している。先ず始めに、このラジカル発生法を活用し、ベンゾキノン類の直接アリール化反応を検討した。その結果、対応するモノアリール化ベンゾキノンが効率的形成することがわかった。また、反応基質にヒドロキノンを使用することあるいはアスコルビン酸などの還元剤を系内に添加することで触媒量の鉄反応剤で同反応が進行することも発見した。さらに、本ラジカル発生法をピリジンなどのヘテロ芳香族化合物の直接アリール化反応にも応用できることがわかった。本反応(ラジカル発生段階における鉄反応剤の役割)の機能解明のため、分子軌道計算法を用いた芳香族ラジカルの発生機構におけるDFT計算を行った。その結果、電子不足な芳香族ラジカルの発生は電子豊富なラジカル種の場合と比較し、非常に高い活性化エネルギーを有していることがわかった。有機合成化学、有機金属化学当初予定していた通り、鉄反応剤を用いたアリールボロン酸からのアリールラジカル種の効率的な発生方法を本研究期間内に見つけることが出来た。また、これらの知見をピリジン等のヘテロ芳香族化合物の直接アリール化反応への応用まで成功している。よって、本研究は順調に進んでいると判断した。最終年度は、これまでに得られた知見に基づき、本反応形式を他のカップリング反応への応用と、詳細な機構の解明研究を進めていく予定である。研究の進行度が当初予定していた計画に比べ、より効率的に進行出来たため。主に薬品の購入費として使用する予定である。
２次元画像から３次元空間理解を促すための障害児教育用教材の開発と活用に関する研究

視覚活用が困難であっても画像を理解することは可能である。しかし視覚障害教育で用いられている図は、2次元的にあらわされた凸図が中心である。2次元的な凸情報はその情報量の制約が大きく。その図だけでは空間的なイメージを持つことが困難である。触図も高さの情報が紙されると情報量が増大する。本研究では真空成型法及び立版古当の導入により、高さ情報を加味した2.5次元的な教材の作成法と活用法について考究し、教員向けのガイドブックとして取りまとめた。本年度は、研究計画に基づいて以下の内容について取り組んだ。(1)真空成型半立体及び立版古法による教材の試作と検証に関して、小学校・中学校の社会科、理科、算数・数学の検定教科書および文部科学省著作点字教科書における図版について、視覚障害教育の観点から精査し、半立体化翻案候補図版の選定を行った。(2)真空成型教材の試作と検証に関して、複雑な立体形状でも真空成型が可能な組み込み細工の原理を応用した成型用母型の開発に取り組んだ。大型真空成型装置による立体教材を試作した。これらの成果を踏まえて真空成型立体教材作成方法についてのガイドブック(案)をとりまとめた。次年度さらに検証して、報告書に反映する予定である。(3)立版古法による教材の試作と検証について、平面画像を組み合わせた立体的表現法である「立版古」の翻案原則に基づいて、(1)において選定された社会科、理科、算数・数学教科書の図版の立版古教材に取組み、試作教材を作成した。(4)海外調査に関連しては、イタリアにおける触覚教材開発の最新の取組状況を調査し、とりまとめ、その成果を国立特別支援教育総合研究所ジャーナルに速報として報告した。視覚活用が困難であっても2次元画像を理解することは可能である。これまでに絵画を半立体的なレリーフに翻案するとともにレリーフを原盤とした真空成型法教材作成法や立版古法による簡便な3次元提示教材などの活用の可能性を提案した。これにより3次元形状の表現に制限はあるが、低コストで立体教材を作成することが可能となる。現在盲学校等で使用されている点字教科書の図は,2次元的な触図が中心で,その表現力は限定的であり、児童生徒がそれらの図から具体的なイメージを持つことは容易ではない。本研究では、より具体的なイメージを提供できる画像情報を提供するために、真空成型法及び立版古法を用いた小中学校の検定教科書に掲載されている図版の半立体グラフィック教材の作成と活用法について考究を進めている。平成24年度においては、基礎的な資料収集を中心に取り組んだ。小・中学校段階の全盲児童生徒用の半立体教材作成という観点から、教科書に図版が多く掲載されている社会科、理科、算数における教材開発のために、以下の活動を行った。半立体化翻案候補教材を選定するために、点字教科書の図版と原典教科書の図版を整理した。本年度における真空成型教材作成のためおの資料として活用する予定である。半立体化にあたっての空間の層化及び圧縮の原理、人物像の表現法等の原則や規格の策定のための作業に取り組むとともに、真空成型半立体母型作成の原則について検討した。半立体触覚教材の原型の造形とのカラー真空成型教材作製法の検討を行った。具体的には、先行研究の成果を基に、触覚活用を踏まえた真空成型用原型の作成法や配慮点を検討し、合わせて真空成型法によるカラー化及び3D化方法論について検討した。海外の教材開発状況調査については、イタリアのミラノ盲人施設の触覚教材開発部門等の取組状況を調査し、半立体教材に関する最新の情報を収集した。しかし、点字教科書に掲載されている図は,2次元的に表された凸図が中心である。2次元的な画像情報はその情報量が限定的であり、内容理解の個人差も大きい。そのため、それだけでは正確な2次元や3次元の形状イメージを持つことが難しい児童生徒も多く、指導に苦慮していたのが実態である。他方、2.5次元教材や3次元教材は、より多くの情報をよりリアルに提供でき、確かなイメージを獲得しやすいものの教材の入手が困難であるという制約があった。本研究では、点字教科書での図形情報の取扱の現状を把握し、真空成型法及び立版古法等の導入による、よりわかりやすい2.5次元的な教材を提供することを企図して、その簡便な作成法と活用法について考究した。特別支援教育研究の目的で示した(1)真空成型半立体及び立版古法による教材の試作と検証、(2)真空成型教材の試作と検証、(3)立版古法による教材の試作と検証、(4)海外の動向の把握、それぞれについて、第1年度の取組の成果を踏まえてほぼ計画にしたがって研究活動を進めることができた。

第1年次に実施を予定していた内容については、概ね計画にしたがって取り組むことができ、真空成型による触覚教材作成の基礎資料として整理することができた。教科としては社会科、理科、算数を中心に教材作成に取り組むこととしたが、視覚障害教育を担っている視覚障害特別支援学校においては対象児童数の減少が著しく、教科学習が可能な児童に協力を得ることが大きな課題となっている。25年度においては、協力依頼先の拡大に努めていくこととしている。これまでの2年間の取組で、複雑な立体形状でも真空成型が可能な母型作成の基盤が整い、引き続き教材を作成する。本年度は、それらの教材の利活用について事例的に評価を行う。それらの結果を踏まえて、本研究の目的である(1)真空成型半立体及び立版古法による教材の試作と検証、(2)真空成型教材の試作と検証、(3)立版古法による教材の試作と検証、(4)海外の動向の把握、に関して報告書を取りまとめる。当初の計画通り、本研究により視覚障害教育では必須の立体教材について、真空成型法によって一定の質を維持しつつ、比較的経済的に教材が作成できる方向が明確になったが、原型の作製には経験と知識が求められる。現場で有効に活用できるようにするために、より丁寧な報告書の作成が課題となっている。真空成型教材用原盤について、当初の計画では切削法による造型を予定していたが、安価な積層用による造型装置が登場し、学校教育機関への導入も可能となってきたことから、平成25年度においては、画像処理用PC及びソフトウェアに替えて積層用造型装置を利用して原型の活用の可能性について検証するとともに、この方式で作成した原型に基づいて、社会科、理科、算数・数学科用の真空成型教材を試作し、触覚的な認知特性や色彩の再現度についてSD法を用いた官能評価により定量的化して検証する。なお、社会科、理科、算数・数学科用の教材は、前年度の調査結果に基づいて選定する。また、立版古法による教材の試作と検証も行う。立版古翻案の原則に基づいて,前年度に作成した点字教科書の図版資料に基づいて社会科,理科教科書の立版古教材を試作する。試作教材について、視覚特別支援学校の協力を得て,その効果と課題について検証する。それらの結果を踏まえて、作成の基本原則を検討しガイドブックに反映する海外での障害児用半立体教材に関する対応状況について、前年度の調査を踏まえて、本年度は特に指導法について最新の取組状況を把握することに努め,その成果を基に指導法の改善について検討する。25年度において、画像処理および統計処理用PCを物品費として計上していたが、25年度においては、既存のPCの対応で処理できた。さらに高度の画像処理を行うために、次年度において購入を予定している。より精密な真空成型原盤を作成するために、26年度においては、高性能のPCを用いてデータ処理を行うことととしている。前年度購入を予定していた大型真空成型機(C.R.Clarke社製Vacuum Former 750FLB)が予定より高額であったため、本年度に納入して、大型真空成型教材の作製に活用する。また、実際的な活用という観点から、当初計画していた画像処理用PC及びソフトウェアに替えて、学校教育機関等でも納入可能な積層用造型装置を導入する。教員等による真空成型教材用原型作成のための具体的方策や課題点等について検証する。
磁気受容機構の研究材料としてのフナムシの可能性に関する基礎的研究

昨年の研究により、行動実験から磁気受容機構の光受容器媒介説の可能性が否定され、磁鉄鉱依存説の可能性が強まったので、磁鉄鉱を含む受容器構造の探査と神経応答特性の追求を目指した。ミツバチでは腹部の各体節に鉄粒子を含む栄養細胞の混じった帯状組織が見られ、それが磁気受容器と考えられているが、フナムシではそのような鉄の存在は示されなかった。フナムシと近縁のワラジムシでは、肝膵臓(中腸腺)のB細胞に鉄、S細胞に銅が貯蔵され、それらはそれぞれ別の有害な重金属を吸着し除毒する働きをするとされている。フナムシでも中腸腺にわずかな鉄の存在が示されたが、それより多量の鉄が消化管内に存在していた。それは前腸から見られることから、中腸腺分泌の消化液に由来するものではないと考えられるが、詳細は不明である。さらに、腹脚の鰓の表面に規則正しく配列した鉄の沈着が見られた。ワラジムシでは鰓に気管の開口があるが、フナムシの鰓表面は走査電顕で見ても特別な構造が見られなかった。この、規則正しい配列は、呼吸あるいは水分調節に関連したクチクラ構造に対応していると思われる。ミツバチの栄養細胞の鉄も羽化後、日齢と共に増加し、本来は何らかの代謝に関与する細胞で、磁気受容への関与は副次的と考えられている。磁気受容に際しては磁気を増幅する働きをすると考えられており、神経に機械的作用をすると考えられる鳥類の三叉神経系の磁気受容器の様な構造は見られていない。フナムシでは他に多量の鉄粒を含む構造が発見できなかったが、ミツバチのように鉄粒が単に磁気の増幅器として働くだけなら、これらの鉄粒の近くに向かう神経から磁気変化に対する応答が記録される可能性がある。そこで、胸部及び腹部神経節から出ている神経からの活動を記録したところ、胸部下部や腹部上部の神経で、磁気変化に対する応答と見られるものが記録された。現在、コイルにより磁気の変化を定性的、定量的に与えられる刺激装置を制作中(行動実験用では神経生理の実験では使えないので)であり、神経応答の特性の詳細な調査については進行中である。また、中枢での応答記録法も試行中である。磁気受容機構については、主に体内の磁鉄鉱粒子依存説と、光受容器媒介説の2つが有力で、どちらも多くの傍証を固めてきている。そこで、フナムシが磁気受容機構の研究材料になるか確かめるために本研究を行っている。本年度は行動学的に、フナムシに磁気受容能力があることの証明と、磁鉄鉱依存説に基づいて鉄粒子の存在を組織科学的に調べた。数種の昆虫で休止中に、体軸が南北あるいは東西の地磁気に関連した主要軸方向に向くことが知られているが、フナムシでは主に、生息地の海岸線の直角方向、すなわち海陸軸方向を向くことがわかった。また、採集したフナムシを離れた未知の場所で逃がしたところ、やはり、生息地の海岸と直角方向に逃げることが分かった。これらの、休止時の向きや、逃避方向は、視覚手がかりを使えない状態(狭い円柱内あるいは複眼を塗りつぶした状態)でも同じ方向を示し、磁気感覚に依存している可能性が示された。そこで、外部から磁力を加えて、地磁気の方向と異なる磁力を与えると、多くのフナムシで与えられた方向に応じて、休止時の方向が回転した。また強い磁力を加えることで、休止時の方向指向性が強化され、フナムシが磁気を受容できることが示された。採集後、実験室の水槽で1週間ほど飼育したフナムシでは休止時の方向指向性が失われることや、海岸線の方向が違う場所のフナムシは異なる方向指向性を示すことから、フナムシは普段の生活での海岸-内陸方向の移動から、地磁気を手がかりに海陸方向を記憶するものと考えられる。数種の鉄染色により、フナムシ体内の鉄分の存在を調べた。甲殻類のクチクラには様々な金属が存在することが知られているが、フナムシのクチクラにも所々に鉄にたいする反応が見られた。しかしこれは、磁気受容には関係しないと思われる。脳の後背側のアラタ体付近に鉄染色に染まる組織見られた。現在、その組織での鉄の存在様式と、細胞の構造を調査中である。

この、規則正しい配列は、呼吸あるいは水分調節に関連したクチクラ構造に対応していると思われる。ミツバチの栄養細胞の鉄も羽化後、日齢と共に増加し、本来は何らかの代謝に関与する細胞で、磁気受容への関与は副次的と考えられている。磁気受容に際しては磁気を増幅する働きをすると考えられており、神経に機械的作用をすると考えられる鳥類の三叉神経系の磁気受容器の様な構造は見られていない。フナムシでは他に多量の鉄粒を含む構造が発見できなかったが、ミツバチのように鉄粒が単に磁気の増幅器として働くだけなら、これらの鉄粒の近くに向かう神経から磁気変化に対する応答が記録される可能性がある。そこで、胸部及び腹部神経節から出ている神経からの活動を記録したところ、胸部下部や腹部上部の神経で、磁気変化に対する応答と見られるものが記録された。現在、コイルにより磁気の変化を定性的、定量的に与えられる刺激装置を制作中(行動実験用では神経生理の実験では使えないので)であり、神経応答の特性の詳細な調査については進行中である。また、中枢での応答記録法も試行中である。
新しい動物モデルを用いての咀嚼運動の中枢性・末梢性制御機構解明

我々はマウスを使った新たな動物モデルの確立を目的として,3次元マウス顎運動測定システムを開発し,マウスの咀嚼運動を動作学的・筋電図学的に記録,解析した.さらに,このシステムを脳由来神経栄養因子(Brain derived neurotrophic factor ; BDNF)欠損マウスに応用し,BDNFの咀嚼運動における役割を調べた.その結果,顎運動パタンの違いにより捕食時と粉砕臼磨時に分けることができたが,粉砕臼磨時における咀嚼ストローク数は健常マウスに比べ大きく減少していた.粉砕・臼磨時における1ストロークごとの顎運動は,健常マウスに比べ不規則なパタンを示した.加えて,健常マウスのパン(柔らかな食品)咀嚼時で見られた開口途中での下顎の大きな前方移動は認められなかった.結局,BDNFノックアウトマウスのパン咀嚼では健常マウスに比べ,開口量,側方運動量,前方運動量の全てにおいて小さい結果が得られた.しかし,ペレット(硬い食品)咀嚼時における開口量,前方運動量は健常マウスに比べて逆に大きかった,この結果は,粉砕・臼磨に伴い大きな運動負荷が予想されるペレット咀嚼時においては,感覚受容器減少による形態的不備を機能面で補おうとする顎運動の代償機構が働いている可能性が考えられる.ここまでの過程で,マウスを使った咀嚼運動実験モデルの確立および咀嚼運動の末梢性・中枢性制御機構解明に向けた実験モデルの応用に成功し,新しい研究の道を開くことができた.われわれはこれまで,マウスの顎運動を三次元的に記録,解析する測定システムを開発し,マウスによる咀嚼運動のモデルを確立した.遺伝子改変マウスの中には,閉口筋の筋紡錘や歯根膜機械受容器の数が,健常マウスに比べて著しく少ないBDNF遺伝子欠損マウスといわれるミュータントマウスが存在する.われわれは,BDNF遺伝子欠損マウスの咀嚼時における顎運動パタン,咀嚼筋活動,咀嚼リズムを健常マウスのそれと相対比較することにより,口腔感覚が咀嚼運動のパタンおよび咀嚼力の調節に果たす役割を明らかにすることを目的に実験を行った.その結果,1)咀嚼ストローク数は健常マウスに比べ大きく減少した.2)咀嚼サイクルごとの顎運動は,健常マウスに比べ不規則なパタンを示した.3)咬筋活動量は健常マウスに比べて有意に小さかった.4)全周期時間は,個体間で有意差は認められなかった.これらの結果は,咀嚼中枢に伝えられた口腔感覚情報は,脳幹に存在する独立した二つのパタン発生器(リズム発生器と筋収縮パタン発生器)の中でも,特に筋収縮パタン発生器を強く修飾して,筋活動およびその発現形である顎運動を制御する.との仮説を支持するものである.本研究は,口腔感覚受容器の破壊,侵襲を行うことなく,非侵襲的に,咀嚼運動の末梢性制御機構を明らかにしたこと.もう1つは,従来,細胞内記録での実験により提唱されてきた咀嚼運動の一定理を,実際の咀嚼運動の現象に即して証明したという点で新しいものである.我々はマウスを使った新たな動物モデルの確立を目的として,3次元マウス顎運動測定システムを開発し,マウスの咀嚼運動を動作学的・筋電図学的に記録,解析した.さらに,このシステムを脳由来神経栄養因子(Brain derived neurotrophic factor ; BDNF)欠損マウスに応用し,BDNFの咀嚼運動における役割を調べた.その結果,顎運動パタンの違いにより捕食時と粉砕臼磨時に分けることができたが,粉砕臼磨時における咀嚼ストローク数は健常マウスに比べ大きく減少していた.粉砕・臼磨時における1ストロークごとの顎運動は,健常マウスに比べ不規則なパタンを示した.加えて,健常マウスのパン(柔らかな食品)咀嚼時で見られた開口途中での下顎の大きな前方移動は認められなかった.結局,BDNFノックアウトマウスのパン咀嚼では健常マウスに比べ,開口量,側方運動量,前方運動量の全てにおいて小さい結果が得られた.しかし,ペレット(硬い食品)咀嚼時における開口量,前方運動量は健常マウスに比べて逆に大きかった,この結果は,粉砕・臼磨に伴い大きな運動負荷が予想されるペレット咀嚼時においては,感覚受容器減少による形態的不備を機能面で補おうとする顎運動の代償機構が働いている可能性が考えられる.ここまでの過程で,マウスを使った咀嚼運動実験モデルの確立および咀嚼運動の末梢性・中枢性制御機構解明に向けた実験モデルの応用に成功し,新しい研究の道を開くことができた.
小員環イオンラジカル種の化学反応挙動と新規反応開発への利用に関する研究

1.イオンラジカル種の反応の立体特異性。三種のメチル置換および重水素標識ビシクロ〔2.2.0〕ヘキサンを合成し、光増感一電子酸化条件下での反応挙動を検討した。反応は1,5ーヘキサジエンを主生成物として与えたがおおむね立体化学保持で進行し、シクロヘキサンー1,4ージイル、カチオンラジカル種では舟型配座がエネルギー極小にあり、椅子型/ねじれ舟型配座への転位にはエネルギー障壁の存在することが明らかとなった。また反応の立体特異性が電子受容体の還元電位に依存し、環開裂が逆電子移動と競合していることからカチオンラジカル種における環開裂速度についての知見を得た。2.小員環イオンラジカルを利用した合成反応の開発。4ーチアジスピロ〔2.1.2.2〕ノナー8ーエンおよびスピロシクロプロピルオレンとその置換体を合成し、TCNQ、TCNE等の電子求引性不飽和化合物との反応を検討した。その結果、環化付加物が得られたが、いずれも熱的電子移動によって開始されるイオンラジカル経由の反応と考えられる。前者の反応では、中間体カチオンラジカルの安定化と三員環開裂の促進にエーテル系溶媒が大きく寄与することが明らかとなった。またこの反応は、チオフェノファン類の合成法として有用である。3.特異な骨格をもつ新規不飽和化合物合成への利用。デュワーベンゼン誘導体を中心とする高歪化合物の光増感一電子酸化条件下での反応挙動に検討を加えた。その過程で、それまで未知の高度にひずんだベンゼン誘導体である〔4〕パラシクロファン、新規な共役不飽和環状系であるビシクロ〔4.2.2〕デカペンタエン、オルト-キノノイド構造をもつトロポン化合物である3,4ーベンゾトロポンの生成に初めて成功した。1.イオンラジカル種の反応の立体特異性ー三種のアルキル置換および重水素によって標識したビシクロ〔220〕ヘキサンを合成し,電子受容体存在下に光照射したところ,良好な収率で1.5ーヘキサジエン誘導体に環開裂した.反応の立体特異性は,基質の酸化電位が低いほど,また電子受容体の還元電位が高(正の方向に大)いほど高くなる傾向が認められた.この結果は,逆電子移動が環開裂と競合していることを示唆し,陽イオンラジカル種の環開裂が段階的反応でありながら,かつ立体特異的に進行することを示す.2.小員環イオンラジカルを利用した合成反応の開発ースピロ型に結合したシクロプロパン化合物, 4ーチアジスピロ〔2122〕ノナーBーエンおよびスピロシクロプロパンフルオレンとその置換体を合成し, TCNQ, TCNE等の電子求引性不飽和化合物との反応を検討した.その結果,いずれも環開裂を伴った環化付加反応を行うことが見い出された.これらの反応は,電子移動によって開始されるイオンラジカル経由の反応と考えられる.前者の反応は,テオフェノファン類の合成法として有用である.3.特異な骨格をもつ新規化合物合成への利用ー14位を架橋したデュワーベンゼンについて,その陽イオンラジカル生成条件下(電子受容体存在下の光照射)に各種親核試剤との反応を検討した.その結果,それらの親核試剤が,形式的にデュワーベンゼンの中央シグマ結合に付加することを見い出した.またその過程で,それまで未知の最高度にひずんだベンゼン誘導体である〔4〕パラジクロファンの生成を確認した.次年度は,上記の各項目について,その展開をさらに計る予定である.1.ビシクロ〔2.2.0〕ヘキサン誘導体の光増感一電子酸化。

前年度にひき続いてビシクロ〔2.2.0〕ヘキサン誘導体(1)の一電子酸化によるカチオンラジカル生成と、その反応挙動について検討を加えた。その結果、1から生成するカチオンラジカル種は立体効果によって特に不安定化されていない限り舟型配座を保持しており、その寿命内に椅子型やねじれ舟型配座に転位しないことが明らかとなった。対応するジラジカル種では、舟型配座はポテンシャルエネルギー面上の極小になく、活性化エネルギーを要することなく後者の配座に転位するとされているのとは極めて対照的である。2.1,4-位を架橋した、ビシクロ〔2.2.0〕ヘキサン誘導体の一電子酸化・開裂によって生成する。1,5-ヘキサジエンカチオンラジカルは、オレフィンのカチオンラジカルとして新規な二次的分子内水素移動・閉環を行って五員環化合物を与えることが見出された。本反応の一般性の検討を合成反応への展開の可能性は、今後の検討課題である。3.側鎖に二重結合のあるシクロファン構造をもつハイドロキノンを一電子酸化すると、室温で速やかなDiels-Alder型の渡環環化付加を行うことを見出した。反応活性種としてヒドロキノンのカチオンラジカルが介在しているか否かを含めて反応機構は今後の検討課題であり、より一般的な分子間反応への展開の可能性を検討する計画である。4.デュワーベンゼン誘導体のカチオンラジカル生成条件下での化学反応挙動について検討を加えた。その過程で、新規な共役不飽和環状系であるビシクロ〔4.2.2〕デカペンタエンの生成を初めて確認した。また、これまで未知であった3,4-ベンゾトロポンの発生に初めて成功した。これらの化合物は、特に構造化学上注目すべき環構造をもつ。
「障害児のための家庭教育」をめぐる思想史研究

本研究は、三田谷治療教育院(兵庫県芦屋市)を設立した三田谷啓(1881ー1962)に着目した。三田谷は、主に関西地方の各地において「母の会」の組織化を促していた。最初に発足したのが「大阪母の会」と「甲陽母の会」で、これらは、三田谷が大阪市と兵庫県武庫郡精道村の2か所に相談事業の拠点を持っていたことと関係していた。「母の会」組織化の目的の一つは、三田谷が手掛ける諸事業の意義を啓蒙することであったとわかった。【研究の目的】192030年代の日本で「家庭教育の振興」を掲げて母親の養育責任が唱えられ、母親への接近が図られたことが知られている。一方、当時は、一部の学校・施設において、障害児教育の取り組みが模索されつつあったことも明らかになっている。障害児の養育環境としての母親も見出された時期でもあったと考えられるが、「家庭教育」と「障害児教育」の両分野をつなぐ「障害児のための家庭教育」についての研究は手つかずとなっている。本研究では、両分野において著名な三田谷啓(1882ー1962、三田谷治療教育院を設立)に焦点をあてる。彼が障害児を育てる母親たちに向けて発信した「障害児のための家庭教育論」を明らかにし、「障害児のための家庭教育」をめぐる思想史研究に先鞭をつけたい。【平成27年度研究実績の概要】行った作業は、以下の通りである。1三田谷による論稿(単行本・雑誌掲載論文)を収集した。2三田谷に関連する先行研究を収集し、研究動向をとらえた。3三田谷治療教育院や関連施設に関する資料・先行研究を収集した。4関連すると思われる分野の研究書を収集した。以上のうち、1と3は主要な作業であるが、まだ十分な資料収集となっていないため、今後も継続する。しかし、作業と分析の過程を通して、「障害児のための家庭教育」に関する思潮は、戦後にも広げて検討する必要をとらえるに至った。また、海外(特にアメリカ)での動向と日本への影響もとらえていく必要を見出すに至った。資料収集の状況としては、やや遅れていると評価せざるを得ない。資料収集の作業のイメージとしては、以下の通りである。1復刻版として出版されているものを把握する。21の所在を把握するか、可能であれば購入をする。3諸機関に所蔵の復刻版を閲覧し、複写する。4復刻されていない資料の所在を把握し、資料を閲覧の上収集(複写)する。4が主要な作業でかつ重労働であるが、まだ具体的な作業に進めていない。その理由として、作業が13の段階にとどまったことがあげられる。しかし、これまでの作業から、新たな着想を得ることができているので、それは大きな成果であると考えている。三田谷啓と彼が設立した三田谷治療教育院について、広く資料を収集した。三田谷は、日本児童協会を設立し、その機関誌発行にも尽力した。機関誌はその名称を『日本児童協会時報』『育児雑誌』『母と子』と変更を重ねた。当該年度は、これらの雑誌すべての所在を明らかにし、すべてに目を通す作業を行った(戦後については、着手できなかった)。機関誌のうち、『日本児童協会時報』と『育児雑誌』については復刻版が出版されており、それについては購入できた。『母と子』については、各地の図書館に出向いて閲覧複写を行った。その過程で、『母と子』と誌名を変更してから、三田谷は「母の会」の組織化に尽力し、各地で組織化される「母の会」の動向が同誌に適宜掲載されていたことがわかった。「大阪母の会」「甲陽母の会」の組織化を皮切りに、関西地方を中心に「母の会」が多数組織化され、三田谷の意向を汲む形で展開されていたことがわかった。三田谷が指導した「母の会」の展開について唯一言及した先行研究は、駒松仁子『シリーズ福祉に生きる40三田谷啓』(2001年)である。駒松によれば、三田谷が指導した「母の会」の数は39にのぼるとされる(125頁)。報告者も同様の知見を得ている。駒松はその詳細について論じていない。今後は、それら「母の会」の動向とともに、その担い手(母親たち)の属性等についても明らかにし、成果を公開したい。また、『母と子』を閲覧する過程で、三田谷治療教育院に併置された翠ヶ丘尋常小学校の動向ないし教育内容についても関心を持つに至った。今後は、その点についても分析したい。三田谷研究において、雑誌『日本児童協会時報』『育児雑誌』『母と子』に目を通すことは重要な作業であると考えられるが、そうした作業を行うことができたため。当該年度は、三田谷啓(1881ー1962)が組織化を促した「母の会」に関連して引き続き資料収集を行い、分析した。その成果を幼児教育史学会大会にて発表した。三田谷に関連して諸地域で展開した「母の会」は多数あったが、そのうち双璧とも呼びうる2つの大きな組織として「大阪母の会」と「甲陽母の会」があった。本発表では、その2つの組織が発足した背景を明らかにした。

三田谷は、1918(大正7)年より大阪市役所に勤務、1919(大正8)年の大阪市立児童相談所(全国初の公立児童相談所)の開設運営に尽力したが、1921(大正10)年に依願退職、その後1923(大正12)年に兵庫県武庫郡精道村の村役場2階に阪神児童相談所を設立した。1927(昭和2)年、大阪市東区今橋に三田谷治療教育院を開設した。三田谷が発行した『児童相談』誌上に、1927年2月から大阪市今橋の治療教育院で「母の会」を実施した旨の記事が毎月掲載された。三田谷の相談事業に伴い、大阪市下で母親たちが集うようになったことがわかった。1927年8月、精道村に収容施設「コドモの学園」が完成し、こちらが三田谷治療教育院の本院となった。1928(昭和3)年5月からは、精道村でも「母の会」が実施されるようになる。三田谷が拠点を大阪市と精道村の2か所に持っていたことから、「母の会」がそれぞれに行われるようになった。1928年5月発行の同誌で、「大阪母の会」「甲陽母の会」とそれぞれに名称が与えられた。その後、二つの「母の会」は、競うように活発に活動を持続させていった。「阪南母の会」は、遅れて1932(昭和6)年に発足した。三田谷治療教育院所蔵『日本母の会々員名簿』(1933年発行)によれば、「阪南母の会」の構成員は大阪市住吉区に集中していた。付近には帝塚山学院があり、同会はその講堂を会場としていたが、同会と帝塚山学院の関係は明らかにできなかった。本研究は、三田谷治療教育院(兵庫県芦屋市)を設立した三田谷啓(1881ー1962)に着目した。三田谷は、主に関西地方の各地において「母の会」の組織化を促していた。最初に発足したのが「大阪母の会」と「甲陽母の会」で、これらは、三田谷が大阪市と兵庫県武庫郡精道村の2か所に相談事業の拠点を持っていたことと関係していた。「母の会」組織化の目的の一つは、三田谷が手掛ける諸事業の意義を啓蒙することであったとわかった。今年度は、やや遅れている資料収集に尽力する。収集の対象として、192030年代を念頭においていたが、戦中戦後に広げて収集をしていく必要がある。また、同年代アメリカにおける「障害児のための家庭教育」の動向についても把握したい。当初の予定とは異なる作業となるが、これも研究の過程で得た着想に基づくものであり、ある意味成果といえる。次年度の研究成果の公開に向けて、着実に作業を積み重ねたい。雑誌『母と子』の戦後の出版状況について把握し、現存するものについて閲覧する。「母の会」に関連する資料を整理分析する。紙資料の量が膨大となるため、適宜ファイルを購入して整理しているが、スキャナーで読み込み、電子化した資料を活用することも行う。所属学会において、学会発表をめざす。そうした機会を得て、研究が推進するよう努力する。教育史消耗品の購入において、安価なものを購入した結果、使用額を抑えることができたため。今後は、使用状況を細かく把握して進める。
神経細胞活動の光学的計測による脳機能マッピングとその臨床応用に関する研究

生きたままの脳の神経細胞の膜電位活動を光学的信号に変換して、脳機能の活動を解析する方法は、光学的計測法と呼ばれる。本研究の究極的な目標は、この手法をもちいて、脳神経外科手術中におけるヒト大脳皮質からの微弱な内因性光学的変化を基にした脳の機能画像を得ることである。既に我々の施設ではPET(Ppositron Emission Tomography)による大脳機能マッピングや術中SEP(体性感覚誘発電位)やECoG(Electrocorticography)などの手法を用いて機能局在の術中評価を行ってきているが、空間解像能はまだ満足のいくものではない。本研究の初年度の目標は光学的計測法の技術の修得と動物実験における測定条件の最適化であった。測定には能血流をはじめとするいろいろなノイズの存在が予想された。したがってヒトにおける臨床応用に行う以前に、生体組織から如何に良い画像を得られるかの条件を動物実験により探索する必要があった。初年度においては、ラットの体性感覚誘発(髭刺激)による皮質感覚野での血流変化を光学的変化として捉え、各種条件の改良によって良好な画像を得ることができた。また上記の目標を達成するために、簡便にして確実な機械装置のセットアップを確立することを主眼として、実験モデルの割り付け、刺激条件の設定、また他の手法(動物実験用MRI)による機能画像との対比検討などに着手した。2年目の目標として、この光学的計測法を実際の手術室に導入するためのセッティングの準備にとりかかったが、機器の設置、コンピュータシステムの構築、測定条件等の将来解決すべき諸問題があり、今後さらに研究活動を続けていく予定である。今年度の第1の目標は光学的計測法の技術を習得することであった。究極的な目標は、ヒトの脳皮質から微弱な内因性光学的変化を基にした脳の機能画像を得ることであるが、測定には脳血流をはじめとするノイズの存在が予想される。したがって脳において測定を行う以前に、生体組織から如何に良い画像を得られるかの条件を動物実験により探索する必要がある。今年度では、ラットにおいて体性感覚誘発(髭刺激)による皮質感覚野での血流変化を光学的として捉えることができた。次年度の目標としては第1に、動物用磁気共鳴装置を用いて機能局在部位を解剖学的構築の上に同定すべく、画像合成を行うことである。第2に、上記の目標を達成するために、簡便にして確実な機械装置のセットアップを確立することである。この中には、実験モデルの割り付け、刺激条件の設定も含まれる。他の手法による機能画像との対比及び意義付けは、今年度の課題であり、コンピュータシステムの構築にも着手したい。
動脈硬化の分子療法(抗ケモカイン療法)の開発

動脈硬化性病変におけるMCP-1の役割を生体レベルで解明し、動脈硬化の新しい分子療法の可能性を探ること、抗MCP-1療法が動脈硬化による血管病治療の新戦略になりうるかどうかを目的に以下のことを明らかにした。1.NO合成抑制モデル:1)MCP-1中和抗体の効果MCP-1中和抗体(1-2mg/kg per day)の投与によってNO産生抑制3日後に生じる冠血管壁への単球の侵入が阻止できること、また、NO産生抑制28日後に生じる血管壁のリモデリングのうち、内・中膜の肥厚は抑制したが、線維化は防止できないことを明らかにした。MCP-1中和抗体投与によって血管壁のアンジオテンシン変換酵素の活性化は阻害されなかった。すなわち、MCP-1はアンジオテンシン変換酵素の下流にあることが示された。2)MCP-1変異型遺伝子7ND mutantの遺伝子導入の効果HVJ-liposome法、もしくはプラスミドの状態でのMCP-1 7ND mutantの骨格筋への遺伝子導入によって1)と同様の結果が得られることを明らかにした。2.ApoEノックアウトマウス:ApoEノックアウトマウス(ApoE-KO群)での動脈硬化モデルにおいて病変部位に単球の浸潤とMCP-1の発現が生じることを確認した。ApoE-KO群に動脈硬化が発生する前(6週齢)から7ND mutantの遺伝子導入を行い、次に、12週後に動脈硬化病変(単球/マクロファージの浸潤、内膜肥厚、動脈硬化面積)を評価したところ、動脈硬化の発生を予防できた。動脈硬化病変が完成するApoE-KO群12週齢から7ND mutantの遺伝子導入(3週毎)を行い、12週後に動脈硬化病変(単球/マクロファージの浸潤、内膜肥厚、動脈硬化面積)を評価したところ、動脈硬化の進行を遅らせることができた。1.NO合成抑制モデル:1)MCP-1中和抗体の効果MCP-1中和抗体(1-2mg/kg per day)の投与によってNO産生抑制3日後に生じる冠血管壁への単球の侵入が阻止できることを明らかにした。また、MCP-1中和抗体の投与によって、NO産生抑制28日後に生じる血管壁のリモデリングのうち、内・中膜の肥厚は抑制したが、線維化は防止できないことを明らかにした。MCP-1中和抗体投与によって血管壁のアンジオテンシン変換酵素の活性化はされなかった。2)MCP-1変異型遺伝子7ND mutantの遺伝子導入の効果HVJ-liposome法、もしくはプラスミドの状態でのMCP-1 7ND mutantの骨格筋への遺伝子導入によってNO産生抑制3日後に生じる冠血管壁への単球の侵入が阻止できることを明らかにした。また、中和抗体と同様にNO産生抑制28日後に生じる血管壁のリモデリングのうち、内・中膜の肥厚は抑制したが、線維化は防止できないことを明らかにした。次に、動脈硬化病変が完成するApoE-KO群12週齢から7ND mutantの遺伝子導入(2-4週毎)を行い、12週後に動脈硬化病変(単球/マクロファージの浸潤、内膜肥厚、動脈硬化面積)を評価したところ、動脈硬化の進行を遅らせることができた。

動脈硬化病変が完成するApoE-KO群12週齢から7ND mutantの遺伝子導入(3週毎)を行い、12週後に動脈硬化病変(単球/マクロファージの浸潤、内膜肥厚、動脈硬化面積)を評価したところ、動脈硬化の進行を遅らせることができた。
格子上の場の理論

平成7、8年度は研究実施計画に沿って、研究対象の違いに対応して、グループごとに交流をし研究を進めた。主な研究実績は以下のようである。1)計算機シミュレーションの方法を用いた強い相互作用の理論である量子色力学(QCD)に基づくハドロン物理量の計算と予言、重いクォーク系の計算、QCDでの有限温度での相転移の解明の研究を実施した。特に、筑波大のグループによるウイルソンクォークの入ったQCDの相構造、ハドロンの散乱振幅を格子理論の枠内で非摂動的に決定した事など特筆される。2)計算機シミュレーションの方法を用いたQCDでのクォークの閉じ込め機構の解明、QCDにおける位相量(モノポール、インスタントン等)の重要性の解明についても、金沢大、広島大のグループによって精力的になされた。アーベリアン射影されたQCDでモノポールが、すべての質量の生成に本質的であるらしい事、インスタントンとモノポールの密接な関係、デュアル格子上での繰り込み群変換と繰り込み群の流れ図の解明など興味ある結果が得られた。平成9年度はこの研究計画のまとめとして、予定どうり「格子上の場の理論」の中で最重要な問題であるQCD、特にQCDの真空構造の問題にテーマを絞った国際会議を京都大学基礎物理学研究所の「1997年湯川国際セミナー非摂動的量子色力学-QCDの真空構造-」として1997年12月2日-12月12日まで10日間開催し、外国旅費は、他の予算からあて、この科研費全体を国内旅費にあてた。科研費分担者の多くが組織委員に参加をした。会議は、10日間にわたって、各40分の講義形式の講演を1-3コマ各招待講師が行った(計50コマ)。さらに、短い一般講演のセッションが38講演、主催者が企画をした格子QCDと解析的QCDの国内外の第一線のQCD研究者によるテーマを設定したディスカッションの時間も設けた。全体の登録した参加者数は143名であった。主な討論内容は1)クォークの閉じ込め機構について2)カイラル対称性の自発的破れの機構、3)QCDの有限温度相転移、高温相の物理、4)新しい非摂動的解析的手法の開発等「QCDの真空構造」にテーマを限定した。研究実施計画に沿って、研究対象の違いに対応して、グループごとに交流をし研究を進めた。この面では、現在世界でトップクラスの並列スーパーコンピューターの能力を駆使して、世界をリ-ドする高い成果をあげた。特に、筑波大のグループによるウイルソンクォークの入ったQCDの相構造、N_F=3の世界の相転移の次数を決定した事など特筆される。アーベリアン

射影されたQCDでモノポールが、すべての質量の生成に本質的であるらしい事、インスタントンとモノポールの密接な関係、デュアル格子上での繰り込み群変換と繰り込み群の流れ図の解明など興味ある結果が得られた。3)格子上のくりこみ群を用いた相構造の研究も、九大-佐賀大のグループの研究で進んだ。特にデーター項を含んだ理論の相構造の研究は、国際的にも先駆的であり興味あるものである。さらに、繰り込まれた軌跡としての完全作用の研究も進んでおり、金沢のグループが進めるデュアル空間での完全作用の研究との関連が今後興味のある点である。4)超並列計算機用の最適化アルゴリズムの開発も、筑波大、金沢大、広島大のグループで精力的にされ、非常に効率的なコードが開発された。5)カイラルフェルミオンの定式化など格子理論の理論的問題の研究も、九大やその他のグループによって進められた。6)格子上での量子重力の研究も測地距離という量の導入で新しい展開が進みつつある。これらの結果の多くは国際会議「格子95」で報告され、また論文として発表された。研究実施計画に沿って、研究対象の違いに対応して、グループごとに交流をし研究を進めた。主な研究実績は以下のようである。1)計算機シミュレーションの方法を用いた強い相互作用の理論である量子色力学(QCD)に基づくハドロン物理量の計算と予言、重いフォーク系の計算、QCDでの有限温度での相転移の解明の研究を実施した。この面では、現在世界でトップクラスの並列スーパーコンピューターの能力を駆使して、世界をリ-ドする高い成果をあげた。特に、筑波大のグループによるウイルソンクォークの入ったQCDの相構造、ハドロンの散乱振幅を格子理論の枠内で非摂動的に決定した事など特筆される。2)計算機シミュレーションの方法を用いたQCDでのクォークの閉じ込め機構の解明、QCDにおける位相量(モノポール、インスタントン等)の重要性の解明についても、金沢大、広島大のグループによって精力的になされた。アーベリアン射影されたQCDでモノポールが、すべての質量の生成に本質的であるらしい事、インスタントンとモノポールの密接な関係、デュアル格子上での繰り込み群変換と繰り込み群の流れ図の解明など興味ある結果が得られた。特にテーター項を含んだ理論の相構造の研究は、国際的にも先駆的であり興味あるものである。5)カイラルフェルミオンの定式化など格子理論の理論的問題の研究も、京大、九大やその他のグループによって進められた。これらの結果の多くは国際会議「格子96」等で報告され、また論文として発表された。次年度は最終年度であるので、分担者を主要な講師として、格子理論を主要な内容とする非摂動的QCDに関する討論会を組織する予定である。