hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
川崎病の発生実態および予後要因に関する大規模疫学研究

1.全国疫学調査による川崎病発生動向と疫学像の解析(1)最近2年間の新発生患者を加えた患者登録及び疫学像の解析1999年、2000年に発生した患者の全数把握を行った結果、15,314人の患者が把握された。これらの患者の疫学像の特徴(性、年齢、同胞発生、再発、治療、急性期心障害、心後遺症、生存・死亡、臨床検査所見などを明らかにした。また、過去10年間の患者も含めて、患者発生の時間的、空間的特性(散発発生、局地的な小流行、地域集積性)を明らかにした。(2)川崎病死亡の変遷1970以来1998年までの間に把握したすべての死亡例449人を対象にして疫学像を明らかにし、川崎病の生命予後の改善に寄与した要因を明確にすることを目的として実施した。死亡例449人の致命率は0.29%、男/女比は1.5であった。年齢別致命率は、1歳未満で高く1歳以上の各年齢群の3.9倍であった。また、γグロブリン治療の普及に伴い、致命率は1歳未満で著明に低下し、特に0-2月では普及前に比べて8分の1以下であった。(3)年齢曲線の解析川崎病の年齢別罹患率は、通常0歳代の後半にピークを有する一峰性のカーブを示していたが、1997年及び1998年の患者では、両年とも月齢6-8か月にくぼみが見られ、前後の月齢群(3-5か月と9-11か月)よりも有意に低い値であった。今回の解析から、初診時の季節により年齢のピークが6か月間ずれたために二峰性になったことが明らかになった。2.川崎病発病後の後遺症合併の危険因子の解明(1)急性期、発病後1か月、発病後1年の対比による心後遺症合併の危険因子の解明心後遺症の出現に影響を及ぽす因子として、急性期では、好中球割合(70+%/<70%)が、1か月後では年齢(<1y/1+y)、再発、好中球割合(70+%/<70%)が、1年後では再発、白血球数(12000+/<12000/μ1)、好中球割合(70%+/<70%)が統計的に有意であった。γグロブリン治療は1年後の心後遺症にも影響があり、γグロブリンは短期問(2日以内)に完結することが望ましい。(2)川崎病再発の危険因子の解明川崎病患者の再発要因を観察した結果、初発時の年齢1歳以下、心後遺症合併例、初発時のγグロブリン使用量1500mg/kg以上の者で再発危険が高かった。3.データベースの拡充将来の長期予後追跡に備えて、169,000人の川崎病患者のデータベースを完成した。将来患者が成人した後の動脈硬化の危険因子とも考えられるので、将来の追跡に役立てることができる。

γグロブリン治療は1年後の心後遺症にも影響があり、γグロブリンは短期問(2日以内)に完結することが望ましい。(2)川崎病再発の危険因子の解明川崎病患者の再発要因を観察した結果、初発時の年齢1歳以下、心後遺症合併例、初発時のγグロブリン使用量1500mg/kg以上の者で再発危険が高かった。3.データベースの拡充将来の長期予後追跡に備えて、169,000人の川崎病患者のデータベースを完成した。将来患者が成人した後の動脈硬化の危険因子とも考えられるので、将来の追跡に役立てることができる。1970年以来継続的に川崎病の患者を把握してきた。これまでに把握した患者の疫学特性及び予後要因を明らかにする目的で、以下の研究を実施したので、本年度末現在の中間報告を行う。1.全国疫学調査による川崎病発生動向と疫学像の解析(1)川崎病死亡の変遷1970以来1998年までの間に把握したすべての死亡例449人を対象にして疫学像を明らかにし、川崎病の生命予後の改善に寄与した要因を明確にすることを目的として実施した。死亡例449人の致命率は0.29%、男/女比は1.5であった。年齢別致命率は、1歳未満で高く1歳以上の各年齢群の3.9倍であった。また、γグロブリン治療の普及に伴い、明らかに減少した。性・初診時年齢別の致命率は、男女とも0-2月の若年児が最も高く、1歳を超えるまで月齢が進むにつれて急速に減少していた。γグロブリン治療普及後の致命率は1歳未満で著明に低下し、特に0-2月では普及前に比べて8分の1以下であった。(2)年齢曲線の解析川崎病の年齢別罹患率は、通常0歳代の後半にピークを有する一峰性のカーブを示していたが、1997年及び1998年の患者では、両年とも月齢6-8か月にくぼみが見られ、前後の月齢群(3-5か月と9-11か月)よりも有意に低い値であった。罹患率のこのような年齢特性は偶然の誤差によるものではなく、川崎病疫学像に注目すべき変化が生じたと考えられる。今回の解析から、初診時の季節により年齢のピークが6か月間ずれたために二峰性になったことが明らかになった。その原因として、発病の季節により、病原体の性質が異なっていたことが考えられる。2.川崎病発病後の後遺症合併の危険因子の解明川崎病の心後遺症の実態と予後に影響を及ぼす要因を明らかにする目的で、急性期に心臓に異常所見がみられた症例1611人のうちγグロブリン投与量が1000mg/kgの者及び2000mg/kgの者について、1か月後の心後遺症を残す危険因子を観察した結果、再発の有無(あり)、好中球(9100/mm3以上)が有意な高危険因子であった。しかし、性(男)、年齢(1歳未満)、ヘマトクリット(32.5%未満の低値)、白血球数(12000/mm3未満の低値)、γグロブリン総投与量、γグロブリン治療開始病日などは1か月後の心後遺症と有意な項目として観察されなかった。(1)データベースの拡充将来の長期予後追跡に備えて、169,000人の川崎病患者のデータベースを完成した。(2)最近2年間の新発生患者を加えた患者登録及び疫学像の解析1999年、2000年に発生した患者の全数把握を行った結果、15,314人の患者が把握された。これらの患者の疫学像の特徴(性、年齢、同胞発生、再発、治療、急性期心障害、心後遺症、生存・死亡、臨床検査所見(白血球数、好中球数、ヘマトクリット、血小板数、血清グロブリン値、CRPなど)などを明らかにした。また、過去10年間の患者も含めて、患者発生の時間的、空間的特性(散発発生、局地的な小流行、地域集積性)を明らかにした。(3)心後遺症合併の危険因子の解明急性期、発病後1か月、1年目心後遺症の頻度及び重症度を明らかにした。また、心後遺症の出現に影響を及ぼす因子として、急性期では、好中球割合(70+%/<70%)が、1か月後では年齢(<1y/1+y)、再発、好中球割合(70+%/<70%)が、1年後では再発、白血球数(12000+/<12000/μ1)、好中球割合(70%+/<70%)が統計的に有意であった。
ホワイトカラーの職業能力開発の研究

日本ではホワイトカラーの職業能力を高めるものは、職務経験、OJT、教育研修と自己啓発の順であるが、英国ではOJT、自己啓発が高く、台湾では自己啓発が高いなど、海外では必ずしも職務経験が高いとは言えないことが判明した。日本のホワイトカラーは仕事力に自信がなく、研修やOJTの効果への評価も低い。仕事力や有効性は英国、台湾、日本の順となった。これは就職意識や雇用形態の違いが反映されていると思われる。ホワイトカラーの職業教育・訓練については歴史的経緯もあり、企業内以外の研修は盛んではない。人事評価や研修の変化により、従来までの長期雇用を基にしたものが必ずしも適用されなくなっていると考えられる。本研究はホワイトカラーの職業能力の開発・育成について、経営学に基づく研究を行い、社会的に有益な提言につなげることを目的としている。具体的には、(1)ホワイトカラーに必要な職業能力の明確化、(2)企業と公的機関によるホワイトカラーの職業教育・訓練の現状と課題の把握、(3)欧米・アジア諸国でのホワイトカラーの職業能力の開発・育成の動向把握と分析、(4)今後のホワイトカラーの職業能力とその開発・育成のあり方の探索と提言である。二年目となる平成25年度の研究実績は職業能力の育成について何が重要となるのかについて、学会発表とそこでの質疑、関連機関へのヒアリング調査により、検討を進めたことが大きい。その結果、職務経験とOJTの有効性が高く、それに加え従来からの企業研修を対象にすることが有意義であることが明確になった。当初の計画通り、研究対象となる諸外国(欧米:英・米・独・加・豪、アジア:中・韓・印・台・新)の状況について理解を深めてきたが、調査などですべて対象とすることは難しく、どう絞り込むかの試行錯誤が続いた。今年度の研究の結果、欧米では引き続きイギリスを対象とし、アメリカを外した。アジアでは台湾をターゲットとすることが有効との考えに至った。これはイギリス、台湾での海外学会参加と企業訪問を実施し、情報収集とその考察をした結果である。来年度は両国を含めた調査の準備と実施に取り組みたい。学会等報告は英国でのSKOPEセミナー、日本経営学会、台湾の国際ビジネス学会、人材育成学会と4回行い、それぞれで研究成果を確認すると共に、質疑等を通して貴重なコメントや情報を得ることができた。今年度は仕事をする力を高める職務経験とOJTとの論点、そして対象国を日英台に絞り込むこめたことが主たる研究業績である。平成24年度は「探索的研究と調査準備」に取り組む年度と位置付け、ホワイトカラーの企業教育・職業教育の現状および関連する経営・戦略・組織、人事・教育制度についての文献とヒアリング調査を計画した。ここではそれに沿って実績についての概要を記したい。まず職業教育や人材開発に関する文献を探索的に読み、教育学、国際経営論や産業政策を含めた広い領域からホワイトカラーの人材育成に関する理解を深めてきた。またヒアリング調査については従来のように企業だけを対象とするのではなく、多くの関連組織に対しての調査を実施してきた。とくに首都圏と国内地方都市(県庁所在地)における商業高校(4:以下カッコ内は訪問箇所数)、職業訓練支援センターおよび職業能力開発支援機関(7)、専門学校(3)、大学(4)、企業(4)、専門家・コンサルティング組織(5)を訪問(全27カ所)し、多様な情報収集を行ってきた。学会報告等は早稲田大学TN-HRM研究会(2013.1)、日本産業教育学会(2013.2)において行い、これらの報告および質疑を通して、新たな知見、参考情報を得ることができた。以上、今年度は仕事をする力、人材育成に関わる多方面での探索的なヒアリングを重点的に行い、研究調査の枠組み、その対象や方法など今後の研究や調査を進める上で多くの重要な知見や情報を得ることができた。本研究はホワイトカラーの職業能力の開発・育成について、経営学に基づく研究を行い、社会的に有益な提言をすることを目的としている(平成24年度)。具体的には、(1)ホワイトカラーに必要な職業能力の明確化、(2)企業と公的機関によるホワイトカラーの職業教育・訓練の現状と課題の把握、(3)欧米・アジア諸国でのホワイトカラーの職業能力の開発・育成の動向把握と分析、(4)今後のホワイトカラーの職業能力とその開発・育成のあり方の探索と提言、についてである。

平成25年度の海外調査はアジア(台湾)の専門機関と大学でのヒアリング調査などで、アンケート調査実施は、本年度(平成26年度)となった。本年度の実績は調査対象国を日本・英国・台湾の三カ国に決定し、調査票の検討と作成、英語・台湾語に翻訳し、調査を実施できたことである。そのため予定していた、研究と調査の総合的分析・考察と全体のまとめは、まだ途中の段階にある。調査では仕事力を知識、スキル、計画、調整、改善、意欲の6つに区別し、この仕事力の6要素に対して職務経験、OJT、教育研修、自己啓発の4つの育成方法がどれほど役立ったか、調査項目を設定できたことも研究実績の一つである。これにより、これまで曖昧であった仕事力の内容とそれに対する人材育成方法の効果をある程度、客観的に把握できるためである。調査結果によると、日本のホワイトカラーは英国・台湾のホワイトカラーに比べ、仕事力に自信がなく、研修やOJTの効果への評価も低い。英国はOJTと自己啓発の効果を高く評価し、職務やキャリアへの意識が高いことが伺える。概して仕事力や有効性は、英国、台湾、日本の順となったが、ベースの違いもあるため、個々の差異にも注目し、評価考察したい。これらを踏まえ、日本のホワイトカラーの仕事力と習得方法の現状と課題を明らかにし、今後の人材育成戦略に有益な提言をしていきたい。経営学・国際経営・人材管理本年度の調査実施には至らなかったが、研究の論点が絞り込まれ、調査内容や対象を明確にすることができたため、おおむね順調な達成度と考えられる。ホワイトカラーの職業能力開発の研究とのテーマに関連し、ホワイトカラーの人材育成、企業内教育、教育訓練、評価制度、資格活用等からのアプローチで研究、ヒアリング調査を行ってきた。そのため、商業高校、専門学校をはじめ、職業能力育成支援機関や専門家など、大学と企業を取り巻く多くの関係機関を対象にしたヒアリングを進めてきたい。これまでの知見、人脈(ネットワーク)、研究会やHP等を見ての直接依頼など様々なアクセスを試み、協力者を得るための継続的な努力を続けてきた。幸い、多くの関係の皆さまのご理解とご協力を頂き、当初の目標に沿ったヒアリング調査を実施することができている。以上の理由により、現在の達成度を順調な進展と評価した。平成26年度は最終年度であり、研究の論点を絞り込み、調査を実施し、実効性のある結果を見出していきたい。とりわけ、職務経験、OJT、企業研修に焦点を当てて、日本、イギリス、台湾を対象にウェブによるアンケート調査とヒアリング調査の実施を実現させたい。昨年想定した欧州大陸からドイツかフランスを加えることは調査対象としてはできないが、北欧・オランダ、またスペイン・イタリアなどの有力国と共に参考情報として考察していきたい。また論文や報告書につなげるために、コンピテンシーなど汎用性のある概念を用いて、調査や論考に役立てていきたい。ホワイトカラーに共通するコンピテンシーと職務別コンピテンシーに分けて、どのコンピテンシーがどのような職務経験、OJT、企業研修でカバーされるかを把握し検証していきたい。
宇宙X線偏光分光型CCDの開発

ほとんど全ての天体はX線放射しているが、その機構はさまざまであり、多くの場合、熱的と非熱的放射機構が混在している。それを如何に分離観測するかが研究の鍵になった。その典型例は超新星残骸である。超新星爆風は衝撃波で殻状の超高温プラズマをつくり、そこから熱的なX線を放射する。ところが「あすか」衛星は殻状超新星残骸(SN1006)から非熱的な巾型X線スペクトルを検出した。これは100兆電子ボルトに近い超高エネルギー電子からのシンクロトロン輻射として理解される。このような電子は宇宙背景放射の2.7K光子をたたき上げる。このγ線がCANGAROOチェレンコフ望遠鏡で検出され、100兆電子ボルトにもおよぶ超高エネルギー電子の存在が実証された。これは1912年に宇宙起源の超高エネルギー粒子、宇宙線が発見されて以来宇宙線の発生源とその加速機構は長い間の謎を解く突破口になった。本研究はこのような非熱的X線放射機構の研究を格段に進歩させるために、X線偏光分光を可能にする撮像型CCDを開発製作する。その原理は光電子は入射X線の電場ベクトルの方向に出やすいこと、この向きを微小なピクセルのCCDの電子雲分布で計ろうとするもので、既に実証された原理である。従って鍵になる、できるだけ微小なピクセルを持ち、硬X線まで検出可能な厚い空乏層のCCDを作ることである。この目的を総合的に達成するために以下の研究をおこない、所定の成果をえた。(1)厚い空乏層のCCDを試作、回路系の開発をおこない、所定のネルギー分解能(140 eV at 5.9keV)を達成した。(2)偏光検出のため8-micronピクセルのCCDを試作し、性能評価をした。(3)高速読みだし回路を開発、完成した。(4)宇宙環境テストをおこない、それに耐えるCCDを作成した。とくに放射線損傷の実験をおこない、性能改善方法を発見した。(5)以上と並行して、X線CCD(あすか衛星)をもちい、X線天文の研究をおこなった。高エネルギーX線の検出効率を上げるため、厚い空乏層CCDの開発をおこなった。また既に製作すみのCCDについてもエネルギー分解能をあげるための読み出し回路の改良をおこなった。さらに読み出しの高速化を進めた。一方、X線較正試験装置の製作、整備をすすめた。具体的には以下のようである。(1)CCDの電極構造に起因した内部電界のシュミレーションにより、空乏層を厚くし、電荷を転送できる構造を調べた。(2)従来型のCCD(電極と空乏層の間に絶縁層があり、印加電圧に制限が生じる)とPN型CCD(絶縁層がなく、高い印加電圧が使える)との得失を検討し、素子の試作に必要な基板、マスクパターン等を設計した。(3)読み出し装置並びにデータ処理装置を設計製作し、予想の空乏層がほぼ実現していることを実験から確認した。(4)電荷注入法により、冷却したときの雑音レベル、電荷転送効率の温度依存性を調べた。この成果は高い評価をえている。

(5)試験系を製作、整備し、X線に対する特性、特に一次電子の拡散の様子を調べ、宇宙環境(真空、温度、放射線環境)における特性とその経年変化を試験した。(6)可視光を有効に遮蔽するめに、CCD表面のAl蒸着を試みて、所定の効果を確認できた。これは、宇宙X線観測への実用化にたいし大きな進歩である。(1)実験室で簡単に偏光X線源を得るために、電子ビーム型X線発生装置の偏極度の方向依存性をモデル計算でもとめた。また実際に偏極度を測定し、モデル計算と良く一致することを確認した。その結果をもとに最大偏極を得るようなX線発生装置を製作した。この装置は軌道放射光などにくらべ、はるかに簡便で機動性に富んでいるものである。(2)簡便にX線偏極度を測定するために、トムソン散乱の角度依存性をもちいたX線の偏光度測定系を設計、製作した。(3)浜松ホトニクスの協力により、偏光検出型CCDを試作し、偏光検出のための信号処理系の設計、試作をおこなった。特に高速信号処理、および低雑音化を重点的に追求した。(4)宇宙X線天体に応用するために、宇宙環境をシミュレートし、地上加速器をもちいてCCDの経年特性変化を測定した。また劣化を補償するための対策を検討し、実験し、衛星軌道上で現実的な方法をみつけた。(5)実際の宇宙X線天体からのX線解析をおこない、その性質を明らかにした。そのうえでX線偏極測定が重要な鍵をにぎる天体候補を選んだ。それらは超新星残骸におけるフェルミ加速、活動銀河核、ブラックホール天体におけるジェットの機構、我々銀河系中心付近のX線反射星雲などである。さらにこれら天体の偏光測定の科学的意義、検出器及び結像系に要求される諸元の検討をおこなった。(1)厚い空乏層CCDの開発し、エネルギー分解能をあげるための読み出し回路の改良をおこなった。(2)偏光検出のためピクセルサイズの小さいCCDを試作し、露光時間を短かくするため高速読み出し回路を製作した。具体的には現存する多くの高速ADCのテストをおこない、それぞれに最適回路を試作し、実用に耐える回路系を開発した。(3) CCDの電極構造に起因した内部電界構造を計算し、実験との比較によりその妥当性を検証した。空乏層を厚くすることによる電荷のひろがり、X線吸収効率をエネルギーごとに測定し、計算と比較した。(4)読み出し装置並びにデータ処理装置を設計製作し、予想の空乏層がほぼ実現していることを実験から確認した。(5)発光ダイオードをもちいて一様電荷を注入に、回路の微分線型性の改善をおこなった。(6)試験系改善し、有効にデータをとれるようにした。宇宙環境(真空、温度、放射線環境)における耐用性、並びに特性と経年変化を試験した。
植物における水・物質輸送機構の機械的刺激に対する応答特性の解明

葉脈のネットワークはこのメッシュ型のようなネットワーク形態であるため、損傷しても損傷部を迂回して水を供給することができると考えられる。葉脈に対する機械的刺激(穿孔および切込)と葉内における流れの関係について可視化実験により調べ、実験試料のダメージの程度を評価した。染料で可視化された葉脈において機能している環状部の数によって、通常時と比較することでネットワークの稼働率とした。主脈の根元付近に穿孔し、さらに左右から交互に水平に葉の縁から主脈までの切り込みを入れた場合、根元付近の環状部多くの細胞が損傷した。しかし、支脈を切断しても葉脈に細胞が接していれば、葉全体に水が供給されることがわかった。葉の中央にあけられた穴の周りの細胞は損傷するが、その部分を回避して葉全体のネットワークは持続されることがわかった。ただし、損傷した部分を回避して給水するために、最短経路ではなくなるために、葉全体に水が行き渡るには時間がかかる。損傷部分にもよるが、ほぼ倍の時間がかかることがわかった。これらの実験から葉脈が給水のネットワークではなく、細胞間のネットワークが給水に重要な役割を持っていることがわかった。このため、葉脈を切っても細胞同士が繋がっていれば、給水可能であることがわかった。いわば葉全体はスポンジのような構造であり、葉脈は機械的強度を保つのに重要である。一方、葉表面の細胞に接している気孔はスポンジの表面の穴と見なせる。根がない切り花のような場合、気孔からの蒸散が給水のドライビングフォースである。このことを実証するために、気孔と同じくらいの直径の小孔をもつ葉模型を使って、吸水実験を行った。葉の気孔全体の面積を計測し、それと同じ面積を持つように種々の直径の穴を開けた模型を作って実験を行った結果、穴の面積が同じでも一つ一つの穴の直径が気孔と同じくらいでないと吸水しないことがわかった。1植物細胞内流れと成長に関わる物質輸送および機械的刺激に対する応答特性の解明を行うことの目的に研究を行った。そのために、植物の導管内の流れを計測するために、サップフローメータを用い、従来の方法でどの程度計測できるか実験を行った。実際には、導管を模した細管を用い、流した水を直接メスシリンダーに受け取ることで直接計測したものとの比較実験を行った。現在も引き続き、サップフローメーターの調整を行っている。これと同時に、細胞質の染色のためにフルオレセインナトリウムをもちい、細胞質を識別する。500nmの蛍光パーティクルを細胞質に注入し、ゾルの流動を現有の共焦点顕微鏡によるマイクロPIVシステムを用いて観察、速度計測を行った。蛍光染料によるマイクロPIV計測が植物細胞内でも可能であることを確認し、現在も計測中である。2水の吸い上げ量と葉からの蒸散量とのバランス計測を行った。既存のサップフローメータ(維管束内流れの熱式流量計測装置)では発熱体と熱を検出するプローブの2本を茎に挿さねばならないこと、またそれらは太いために、被計測植物をだめにする可能性がある。植物の健康状態を把握するのが目的であるので、非侵襲の流量計測装置を開発する。このため基礎実験として、維管束内流れの流量の計測方法の違いによる比較を行うため、吸い上げ量と蒸散量(シュリーレン法による直接計測)の関係を把握する。これを行うために、2枚の薄板で隙間を作るように作成した葉のモデルを設計製作した。この葉モデルの裏側には気孔を模した小孔をいくつか開けてある。これに内径10ミクロンの細管を接続し、それを水に浸すことで、水の吸い上げ実験を行った。これにより、制御された入力条件及び出力条件の元で、実験を行える環境が整った。現在吸い上げ実験を行っている最中である。この内容については現在、学会発表の準備を行っている。植物の導管内の流れを計測するために、サップフローメータを用い、従来の方法でどの程度計測できるか実験を行った。若干遅れぎみなのは、サップフローメータの一部の部品の調達に時間がかかったためである。これについては順調に進んでいる。植物の健康状態を把握するための非侵襲の流量計測装置を開発するため、基礎実験として維管束内流れの流量の計測方法の違いによる比較を行っている。吸い上げ量と蒸散量(シュリーレン法による直接計測)の関係を把握することを行うために、2枚の薄板で隙間を作るように作成した葉のモデルを設計製作した。

これについては、おおむね順調に進んでおり、学会発表の準備中である。平成29年度以降に行う項目のうち、植物における物質輸送に関連して、機械的刺激である穴を開けた葉っぱの葉脈における吸水機構を明らかにするために、実際の葉っぱを用いた実験と葉っぱを模して作った模型を用いたモデル実験を行った。葉っぱの葉脈構造と吸水の関係を実際の葉っぱを用いて、葉脈構造と吸水の関係を調べた。これらにおいて正常な吸水状態と、葉っぱに穴を開け葉脈の一部を欠落させた状況での吸水の観察を行い、正常状態との比較を行った。この結果、羽状葉脈と掌状葉脈ではどこか一本の葉脈が繋がっていさえすれば穴の開いた後方部分にも水が行き渡ることがわかった。平行葉脈や二又葉脈の場合、肉眼ではなかなか確認しづらいが、実は平行に走る葉脈をつなぐ横の細い葉脈があることがわかった。このため、穴が開いても、横の線を使って穴の後方に水を行き渡らせられることがわかった。したがって、葉っぱ全体がスポンジ構造のようなもので、葉柄近傍以外の葉っぱのどこに穴が開こうが葉脈のパイプラインとしての連絡網が分断されたのではなく、スポンジ構造の一部が欠落したに過ぎないのである。気孔からの蒸散による分子間力が植物内の水を引っ張り上げる力であるということが一般的には言われている。これを確かめるために、薄いアクリル性の板を薄い隙間を開けて二枚張り合わせ、一枚には機構を模した小さな穴をいくつか開けた。この穴以外は吸水部分を除いて塞いである。その小さな穴の総開口面積は実際のナンテンの葉っぱの気孔の総開口面積と同じに設定した。隙間に水を入れた状態で、この葉っぱモデルを水面に立てても水を吸い上げることはできなかった。葉っぱモデルの開口部分を上にして水面に浮かべると、蒸発した分で葉っぱモデルの中に水を引っ張り入れられることがわかった。つまり、ほんのわずかな水位差が存在するだけで、蒸発による表面張力だけでは不十分であることがわかった。植物の導管内の流れを理解するために、葉っぱでの吸水を中心に調べてきた。つまり、どのくらいの入力があるのかを押さえておかないと、計測してもそれが正しいのかどうかが判別できないからである。したがって、葉っぱ内の流れの可視化を行いどのくらいの流量が1枚の葉っぱで担っているのかを明らかにした。現存のサッポフローメータは加熱式であるので、植物に対して熱的刺激が加わることになる。この時に流量がどのように変化するのかも必要な情報である。葉っぱの吸水流量を知ることは、熱的刺激のない状態での流量とみなすことができるので、サッポフローメータを用いたときの基準流量として評価できる。ただし、これは葉っぱによる吸水だけであるので、実際には根からの押上も作用していると考えられる。この点の分離については次年度行うことにする。学会での口頭発表を行い良い評価を得ている。今年度中に論文として投稿準備中であるので、ほぼ計画通りに進んでいる。葉脈のネットワークはこのメッシュ型のようなネットワーク形態であるため、損傷しても損傷部を迂回して水を供給することができると考えられる。葉脈に対する機械的刺激(穿孔および切込)と葉内における流れの関係について可視化実験により調べ、実験試料のダメージの程度を評価した。染料で可視化された葉脈において機能している環状部の数によって、通常時と比較することでネットワークの稼働率とした。
筋骨格系のバイオメカニクスと運動機能に関する研究

直立姿勢の維持、歩く、走るといったロコモーション、リーチングやマニピュレ-シュンなどの上股動作、さらにはテニスやバスケットといったスポーツ運動など、私たちが日常行っているさまざまな運動は、筋骨格系という多自由度のシステムを制御することに特徴がある.しかも、私たちの身体は100以上の関節自由度をもつ非常に冗長なシステムであり、複雑な非線形力学系である.したがって、滑らかで巧みな運動を実現するためには、これらの冗長自由度を何らかの拘束しなければならない.本研究では、筋骨格系のバイオメカニクスと運動機能の関係をインピーダンス調節の観点から解析し、マニピュレ-シュン作業における人間の制御方策を明らかにすることを目的としている.本研究では、例としてボールや箱などを両手ではさんで運ぶような両手協調動作を取り上げた.この動作の場合、対象物の位置・姿勢を制御すると同時に、それらに加わる力(内力)も同時に制御する必要がある.特に、ボールのように変形する物体(ここでは、動的対象物と呼ぶ)の場合、そのインピーダンス特性に応じて手先・関節・筋のインピーダンスを適切に設定することが重要になる.この調節原理が筋の双線形モデルを組み込んだ協調制御モデルで説明できることを示した.運動スキルの獲得は、環境変動に対応したフィードバック機構をおぼえることにあるのではなく、下位のサブシステム(筋骨格系+反射系)に新たな関係をつくることにある.学習初期のように、すべての関節を単純にかたくして力学的に自由度を下げるのではなく、運動インピーダンスを介して身体各部の間に新たな関係をつけることで結果的に自由度を削減している.すなわち、上位の中枢系からみれば、低次元のシステムモデルが獲得されたことになる.この運動インピーダンスの調節に筋骨格系のバイオメカニクス、特に筋の可変粘弾性が大きく寄与していることが示唆される.直立姿勢の維持、歩く、走るといったロコモーション、リーチングやマニピュレ-シュンなどの上股動作、さらにはテニスやバスケットといったスポーツ運動など、私たちが日常行っているさまざまな運動は、筋骨格系という多自由度のシステムを制御することに特徴がある.しかも、私たちの身体は100以上の関節自由度をもつ非常に冗長なシステムであり、複雑な非線形力学系である.したがって、滑らかで巧みな運動を実現するためには、これらの冗長自由度を何らかの拘束しなければならない.本研究では、筋骨格系のバイオメカニクスと運動機能の関係をインピーダンス調節の観点から解析し、マニピュレ-シュン作業における人間の制御方策を明らかにすることを目的としている.本研究では、例としてボールや箱などを両手ではさんで運ぶような両手協調動作を取り上げた.この動作の場合、対象物の位置・姿勢を制御すると同時に、それらに加わる力(内力)も同時に制御する必要がある.特に、ボールのように変形する物体(ここでは、動的対象物と呼ぶ)の場合、そのインピーダンス特性に応じて手先・関節・筋のインピーダンスを適切に設定することが重要になる.この調節原理が筋の双線形モデルを組み込んだ協調制御モデルで説明できることを示した.運動スキルの獲得は、環境変動に対応したフィードバック機構をおぼえることにあるのではなく、下位のサブシステム(筋骨格系+反射系)に新たな関係をつくることにある.学習初期のように、すべての関節を単純にかたくして力学的に自由度を下げるのではなく、運動インピーダンスを介して身体各部の間に新たな関係をつけることで結果的に自由度を削減している.すなわち、上位の中枢系からみれば、低次元のシステムモデルが獲得されたことになる.この運動インピーダンスの調節に筋骨格系のバイオメカニクス、特に筋の可変粘弾性が大きく寄与していることが示唆される.
幾何的特徴をもつグラフ構造に対する効率のよいアルゴリズムの研究と開発

本研究テーマでは、幾何的な構造を持つグラフ構造上のさまざまな問題を効率よく解決するアルゴリズムの研究開発を目指した。2011年4月から2014年3月までの研究成果は、書籍を3冊(自著1冊、翻訳2冊)、査読つきジャーナル論文21編、国際会議での発表24件(うち招待講演2回)という形で発表した。特に「計算折り紙」と呼ばれる、幾何的な折りに関する研究は、多くの応用が見込まれる有望な分野であるにも関わらず、国内ではあまり研究されておらず、この分野で多くの研究成果を得た。本研究では,折り紙に代表される「幾何的な情報をもつ構造」を研究対象とし,ここに「グラフ構造」とよばれる構造を導入してモデル化し,グラフアルゴリズムに関する手法で幾何的な情報を持つ構造上の問題を効率よく解くことを目指している.平成24年度は申請者が在外研究制度を利用することができたため,1年間の間にさまざまな国に行き,現地の研究者と直接交流しながらダイナミックな研究を進めることができた.特に以下の3か所における研究は,大幅な成果を上げることができた.1カナダ・バンクーバーのSimon Fraser Universityにて:グラフアルゴリズムの大家であるPavol Hell教授とともに,幾何的なグラフの特徴付けに関する研究を進めた.4方向の半直線で特徴付けできるグラフの新たな認識アルゴリズムについて特に研究し,一定の成果を得た.2アメリカ・ボストンのMITにて:世界最高といえる大学で,折り紙数学の強力な研究推進者であるErik Demaine教授とともに,折り紙数学に関する幅広い研究を行った.彼のまわりにいる多くの優秀な研究者と共同研究で来たことの意義は大きい.3スペイン・バルセロナのUPCとベルギー・ブリュッセルのULBにて:ヨーロッパでは二つの大学を移動して,両大学の計算幾何学グループと共同研究を行った.特にUPCのベテラン研究者であるFerran Hurtado教授と,ULBの若手研究者であるJean Cardinalとともに,幾何構造に関する研究を進めて,いくつかの成果を得た.従来のグラフ理論では、頂点とその間の関係だけを使って問題を抽象化してきた。その結果、過度な抽象化が進み「一般の場合は手におえない」という否定的な結果が数多く出されてきた。しかし現実の問題を考えたとき、問題固有の性質を使えば、現実的な時間で動作するアルゴリズムを構築できることがある。本研究では、そうした具体化の一つとして「幾何的な構造をもつグラフの上で定義される問題」を研究対象とした。つまり研究を幾何的な対象に絞り、単なる「つながり」だけではなく、長さなどの定量的な関係も取り入れた。典型的な例としては「折紙」があげられる。折紙の展開図で、各面の隣接関係をグラフで表現すると、面積や長さといった定量的な属性を考えなくては、対象を正しくモデル化することはできない。こうした幾何的な特徴を生かすことで、従来は手におえないとされてきた問題を現実的な時間で解くアルゴリズムの研究と開発を本研究の目的とした。その結果,幾何的なグラフを対象としたアルゴリズムの設計と開発,さらに多面体の展開図における研究成果などを得た.具体的な数値で示すと,3年間の本研究期間中,査読つき国際会議での発表を25回(うち招待講演2回)行い,ジャーナル論文21編,訳本2冊,書籍1冊を上梓できた.特に展開図の研究に関しては,ごく限られた結果しか知られていなかった「複数の凸多面体を折れる展開図」に対して多くの新しい結果を得た.特に「3通りの異なる箱が折れる一つの展開図」の発見は,雑誌や書籍などで取り上げられ,高い評価を得た.以上の研究実績は,当初の研究計画を十分実現できたと考えている.本研究テーマでは、幾何的な構造を持つグラフ構造上のさまざまな問題を効率よく解決するアルゴリズムの研究開発を目指した。「折る」という行為は身近な操作であり,工業的・商業的な応用範囲も非常に広い.ところがこれをコンピュータサイエンスの観点から研究している研究者は,日本ではほとんどいないのが現状である.申請者はこれを中心的な研究テーマに据えて,研究を行っている.アルゴリズムの観点や計算量の観点から研究を行い,平成23年度は査読付きの海外のジャーナルに英語の論文が10本採録され,審査付きの国際会議に論文が8本受理された.中でも特に次の二つのテーマについて,特筆すべき成果が得られた.展開図の研究:まず複数の多面体に共通する展開図の研究として,特に「正四面体と立方体に共通する展開図」について大きな進展が得られた.ある種の展開図は,立方体と,ほぼ誤差0の正四面体を折ることができることがわかった.また「複数の箱を折れる展開図」についても,多彩な結果が得られた.展開図という未開拓分野に関して,多くの新しい知見が得られた.折り紙の計算モデル:折り紙の折りのモデルと,その上でのコストの評価をするためのモデルについて,いくつかの結果を出すことができた.折りのコストとして,折りの回数と,折ったときの紙の状態を評価する方法を提案し,その評価の困難性について,アルゴリズムと計算量の観点から,いくつかの結果を出すことができた.

また,折りのモデルについては,紙という対象の特徴を生かしたモデルが提案できた.その上での判定不能性という,意外な結果も出すことができた.上記の二つの結果は,非常に新規性があり,また幅広く受け入れられている.コンピュータサイエンスの観点から見た「折り」の科学について,着実な成果を出しつつあると考えている.当初の計画では,カナダ・バンクーバーのSFUとアメリカ・ボストンのMITで研究をしたあとで,ベルギーのULBに滞在する予定であった.しかしアメリカ滞在中に,共同研究者たちとの交流が深まり,研究も思いのほか進んだこともあり,ヨーロッパに移動する際にはスペイン・バルセロナのUPCでFerran Hurtado教授やその周辺の計算幾何学の研究グループとも共同研究すべきであるとの助言を受けた.そこで彼らの助力をえて,スペインにも滞在することができた次第である.Ferran Hurtado教授は,ヨーロッパの計算幾何学分野では誰もが認めるリーダーであり,彼のお膝元で彼のグループのメンバーと研究を共にできたことは,非常に意味のある期間であった.滞在中のみならず,ベルギーに移動したあともヨーロッパでの合宿形式の研究会などにも呼んでもらい,多くの知己をえた.この経験は,今後の研究の発展に大きく寄与すると考えられる.ほぼ計画通り,コンスタントに研究成果を出している.特に,幅広い共同研究者と積極的にコンタクトをとり,議論をしながら研究を進めるという当初の計画に従い,積極的に国際会議に参加して発表するというスタイルが実践できていると考えている.大きく二つの分野に対して,以下のような成果を達成した.幾何的な構造を持つグラフ:幾何的なグラフ構造が背後に隠れた身近なテーマとして,ゲームやパズルがあげられる.こうしたゲームやパズルの背後の計算量的な複雑さを解明することもこのテーマの重要な側面である.現在までにVoronoiゲームと呼ばれる,地形図に基づいたゲームや,論理式に基づいたゲームなどの計算量を明らかにし,『ゲームとパズルの計算量』というタイトルの訳書も出版した.後者はMITの新進気鋭の学者の博士論文がベースになった本であり,この分野の最新研究情報をサーベイしている一方で,新しい枠組みを提案しており,今後,この分野のバイブル的な本になると考えている.同書をいち早く日本語で提供できたことは,今後の日本におけるこの分野での優位性を高めたと考えている.グラフアルゴリズムの提案:幾何的な特徴付けをもつグラフのクラスに対して,効率のよいアルゴリズムを開発することは,この分野の研究の王道である.いくつかのグラフクラスにおいて,効率のよいアルゴリズムを開発して,論文として出版することができた.これはおおむね当初の計画通りのペースで進んでいる.今年度はこの研究テーマのまとめの年である.在外研究の間にたまった,未発表の研究成果がいくつもあるので,主にアウトプットを重視した研究の推進が必要となる.こうした研究を適宜まとめて,順次,国内外の論文誌や国際会議などで研究成果を積極的に発表することが今年の大まかな推進方策と言える.その一方で,今年度は国内における研究にも積極的に目を向けたい.特に折り紙というテーマに限っていえば,来年度,6回目の折り紙数学の国際会議が日本で開催される.
女性がん患者のリプロダクティブヘルスに関する選択を支える看護教育プログラムの開発

本研究は、女性がん患者のリプロダクティブヘルスに関する専門的知識を習得する看護職向け教育プログラムを開発することを目的とした。本研究では、生殖年齢の罹患者が多い乳がんに特に焦点をあてたプログラムを開発することとした。研究は1文献調査、2乳がん診療に携わる医師、看護師ならびに乳がん患者を対象としたインタビュー調査、3全国のがん拠点病院で乳がん医療に携わる医師、看護師を対象とした質問紙調査(web調査)、4がん看護に携わる看護師向けのe-learning教材の開発の4段階で構成した。文献調査、インタビュー調査、web調査の結果から学習教材の内容を同定し、e-learing教材の試作版を作成した。25年度は本研究プロジェクトの初年度として、女性がん患者のリプロダクティブヘルスに関する文献調査を行った。研究分担者、連携研究者、研究協力者計15名によるレビューチームを編成し、「oncofertility」をキーワードにMedLine(Pubmed)、CINAHL、PsycINFO、SocINDEXをデータベースとし、発表年および論文種類の制限をかけず網羅的に検索した。その結果、全データベースから95文献が抽出され、重複文献を除いた77文献について内容を確認し、英語、日本語以外の言語によるもの(6文献)、書評、コメント等論文形式でないもの(7文献)、入手不可能なもの(3文献)を除外した61文献をレビュー対象とした。61文献のうち、学術誌に掲載された論文は33文献、書籍に記された論文は28文献であった。書籍に記された論文は、生物工学・生殖技術・治療方法に関するもの7文献、がんの生殖医療に関する倫理的、社会学的、宗教的側面に関するもの11文献、意思決定など患者、家族ケアに関するもの5文献、oncofertilityに関する医療システムに関するもの2文献、その他保険に関すること、人口統計学的・経済学側面、養子縁組に関するものなどが3文献であった。学会誌に掲載された論文の内訳は、がん治療による妊孕性への影響、妊孕性温存の方法、さらにOncofertilityコンソーシアムに関する解説、総説が20文献、がん患者の妊孕性温存に関する実態調査、患者を対象とした知識・意思決定に関する調査等の横断調査3文献、患者、医療者を対象とした妊孕性に関する質的調査2文献、生殖技術に関連した妊孕性温存の事例研究5文献、動物実験を含めた実験研究3文献であった。これら先行研究中に質問項目、知識調査項目、さらに患者、医療者を対象としたwebサイトやe-learning教材が提示されており、次年度の質問紙調査、教材内容の具体的示唆を得た。26年度は本研究プロジェクトの2年目として、1文献研究の学会発表、2インタビュー調査、3質問紙調査、4学会、セミナーにおける情報収集を実施した1質問紙調査、教育プログラムに関する先行研究は多くはないものの、Campos他(2012)の21項目の質問紙、Yee他(2012)の妊孕性温存に関する知識、経験、考え、妊孕性温存に関する情報・サービスにアクセスする際障害となること、サービスのギャップに対処するための医療者への提言等を含む21項目の質問紙、Gardino他(2010)の意思決定ツリーの学習教材から、教育プログラム及び評価指標への示唆を得た。2関東地区、関西地区において患者7人、医師7人、看護師6人の計20人を対象にインタビュー調査を実施した。27年度は関東地区のインタビュー調査をより重点的に行い、予定対象数30人を目指し調査を継続する。3T地区のがん診療連携拠点病院でがん患者の看護に携わる看護師を対象に質問紙調査を実施、397部配布し113部回収(回収率28.5%)した。分析の結果、妊孕性温存療法について「知らない」人が67.3%、自施設において妊孕性温存療法を行っているかどうか「知らない」人は45.8%であった。その一方で妊孕性温存療法について「知識を得たい」とした人は96.3%、女性がん患者から妊孕性温存について相談、質問を受けることがあるとした人は19.6%であり、内容は「がん治療後の妊娠、出産の可能性について」が最も多かった。質問に対して「自分の持っている知識で対応」「がん領域の医師に確認して対応」しており、専門資格の有無や年代の相違により妊孕性温存に関する知識・経験が有意に異なり、必要と考える学習内容や学習方法が違うことが明らかとなった。4米国生殖医学会および日本がん・生殖医療研究会主催のセミナーに参加し、女性がん患者の妊孕性温存に関する最新の知見を得た。27年度は本研究プロジェクトの3年目として、1インタビュー調査の継続、2インタビュー調査の結果の一部の学会発表、3T地区における質問紙結果について、学会にて交流集会とポスター発表、4全国調査に向けての準備、5学会、セミナーにおける情報収集を実施した。126年度から継続してインタビュー調査を実施し、27年度は関東地区のインタビュー調査を重点的に実施し、患者7名、医師8名、看護師13名の合計28名の調査が終了した。現在看護師、医師のデータについて分析中である。226年に実施した患者7名分のインタビュー調査の結果について分析し、日本がん看護学会学術集会にて発表した。分析の結果、対象は乳腺外科医からは、がん治療による性腺機能への影響、妊孕性温存療法の方法、温存療法を行うためのがん治療開始の猶予期間等の説明を受け、生殖医療医、専門看護師への紹介も行われていた。

生殖医療医からは妊孕性温存療法の具体的な方法、年齢・治療に応じた妊娠の可能性、治療予定と費用が説明され、温存治療を行う他の医療機関も紹介されていた。患者はインターネットのブログや病院で得た冊子、友人、身内等からも情報を得て、年齢やがん治療との兼ね合い、費用、将来の妊娠の可能性に鑑みて妊孕性温存に関する意思決定していた。また情報を得たことで、とりあえず採るという心理が働くことも示された。対象は診断後早期の情報提供、がん医療と生殖医療の双方の知識を持った医療者による対応、外来看護師による相談窓口の整備、他の患者の選択について知る機会を望んでいることが示された。3T地区で実施した調査内容の結果をもとに、日本看護科学学会と日本がん看護学会にて交流集会とポスター発表を行った。4がん診療連携拠点病院の医師、看護師を対象とした全国調査の準備を行った。質問紙調査の作成、Web調査に向けた業者選定等を行った。25年度末より実施予定でたったインタビュー調査が26年度開始になり、その後も対象リクルートが思うように進まず対象の目標数に達するまで時間を要したことから、インタビュー調査完了まで予定以上に時間を要した。質問紙調査については、先行研究ですでに医師を対象とした調査が行われていたため、先行研究の質問紙の使用許諾を開発者に確認し、さらに森分担班の結果を踏まえ質問紙の調整等を行ったため、質問紙作成にも時間を要した。これらの結果、27年度は質問紙調査の準備までにとどまり調査実施に至らなかった。女性乳がん患者の妊孕性温存に関する医療職の関わりを明らかにし、患者の意思決定を支える医療職間の協働への示唆を得ることを目的に医師、看護師を対象にインタビュー調査を行った。関東、関西のがん診療連携拠点病院で乳がん患者の診療に携わる乳腺外科医7人、生殖医療医1人の計8人、30歳から50歳代、男性5人、臨床経験年数は平均13.8年(SD3.8)、妊孕性温存の意思決定にかかわった経験は平均5.7年(SD3.1)であった。妊孕性温存に関する患者への説明内容として、始めに妊娠の希望を確認した上で、がん治療および患者の年齢による卵巣機能への影響、妊孕性温存の具体的な方法、温存治療による妊娠の可能性と合併症があげられた。患者の乳がんの状況と治療方針、婚姻状況と経済状況等をカンファレンスや診療録、電話等を通じて他部門、他職種と情報共有していた。乳腺外科医は説明時間の不足から看護師による補足説明と情報収集、他の医療専門職によるサポート体制、妊孕性温存に関する知識の普及、費用補助、温存治療に関する施設内規則の整備を課題に挙げた。看護師のインタビュー調査は、がん看護師9名、生殖医療看護師4名の計13名を対象とした。妊孕性温存に関する意思決定支援の頻度は、所属する部署により、01件から20件/月とばらつきがあった。看護師は、患者のがん診断経緯、治療方針、受け入れ状況や年齢、婚姻状況、子供の有無などの社会背景、妊娠・出産に対する価値観などを把握し、がん診断後まもない患者の精神面に配慮しながら、挙児希望の程度を確認し、乳腺外科医及び生殖医療医へつなげていた。またがん治療の優先を念頭におきながらも患者の価値観を尊重し、中立的な立場で関わることを心がけていた。
ポスト特別措置法時代における被差別部落出身者のアイデンティティ形成に関する研究

同和問題解決のための特別対策としての特別措置法が2002年に期限切れを迎え、「部落民」としての肯定的な社会的アイデンティティを形成するための制度的な支えが縮小・解体傾向にあるなか、インターネットなどの情報技術の進展に伴い、部落出身者などのマイノリティに対する身元暴き・アウティングといった差別行為がより容易に拡散される時代となっている。本研究は、それでもなお「部落民」としての肯定的なアイデンティティが形成されていく過程を、主に被差別部落出身の若者への生活史聞き取り調査を実施することで明らかにし、さらにはそれを可能にする要因群を析出する。
高速増殖炉の二次系Na系の代替用新型熱交換器の研究

本研究は高速増殖炉用の新型熱交換器の原理実証を進め、今後の研究を促進することにあった。本予算の交付前より実験研究を進め、本研究ではガリウムでの実験に引き続き、鉛ビスマスを熱媒体の候補として実際に実験しその適用性を確認することにあった。高速増殖炉の2次ナトリウム系は、蒸気発生器(SG)に導かれタービン動力となる。本研究は2次系のナトリウムの変わりにナトリウムとも水とも反応性の低い熱媒体(鉛ビスマス共晶体)を導入し、中間熱交換器(IHX)とSGとの機器一体化によりナトリウム水反応の排除とプラント規模の縮小の一石二鳥を狙う。平成12年度は、従来ガリウムを使用してきた実験装置を改造し鉛ビスマスを熱媒体として実験できるように再整備し、300°C近い温度で循環させるため有機冷却材の冷却ループを付加して、高温鉛ビスマス実験の装置組立てをした。また自然循環にて熱交換実験を行い、熱伝達特性を調べ、鉛ビスマスは他の熱媒体と比べ自然循環の流速が少し高い値を得ることができ、自然循環に適した流体であることを確認した。平成13年度は電磁ポンプを接続し強制循環実験を行った。電磁ポンプによる鉛ビスマス流動の技術や流速の計測など特有の問題点を克服するノウハウを得た。鉛ビスマスは金属面との濡れ性が非常に不安定で電磁流量計が不安定であり、温度揺らぎによる相互相関流量計を開発した。熱伝達特性はガリウムの場合よりかなり悪くSabottineの式に近い値となることを見出した。平成14年度は気泡によるエアーリフト強制循環の実験研究を行った。エアーリフトは水での経験が豊富であるが、大阪大学ではそれに比重6のガリウムと比重10の鉛ビスマスでの実験を行い、比重6と10の実験値を得た。ガス流量が小さく流体の循環量も低い領域では比重によらず水での経験則が成立するが、ガス/流体のスリップ比が3に近づくと駆動力は飽和することを見出した。以上本研究により鉛ビスマスとガリウムの熱媒体としての基礎特性を把握でき、重液体金属取扱いのノウハウを幾つか獲得できた。これらは現在エネルギー総合工学研究所、革新的実用原子力技術開発での鉛ビスマス熱伝達の研究と新型熱交換器の設計研究や核燃料サイクル機構で実施中の高速増殖炉の実用化戦略研究に資することができる。本年度は自然対流による熱伝達と対流の発達を調べる実験を実施した。冷却材には融点が125度の鉛ビスマスを使用し、高温動作になるので従来は水を使用していた3次冷却系に有機系冷却材を使用し、4次冷却系として冷却水を使う装置を製作した。そのために鉛ビスマスドレンタンクを購入した。研究の結果、鉛ビスマスを媒体とした際の1次冷却管より3次系までの熱伝達特性、自然循環特性、熱通過率などの基本的な特性の概要を把握する事ができた。また局所温度揺らぎの相互相関より自然対流の流速データを取得することに成功した。鉛ビスマスでは自然循環流が発達し易いことが判った。また無次元化整理した熱伝達特性は液体金属での既存の経験式と比べて遜色なく、充分なヌッセルト数が期待できることも判った。

しかし鉛ビスマスは物性値としての熱伝達率が小さく(ガリウムの1/3)、熱伝達係数はナトリウムやガリウムより小さい値に留まる。この点を設計に適用すると伝熱面積を広めにとる必要があり、密度の高さも考慮すると実機に鉛ビスマスを適用するためには熱媒体の占有体積を減らし重量増加を防ぐ手当が重要であることが判った。本研究費は平成12年度にガリウムによる熱伝達実験、平成13年度に鉛ビスマスによる自然対流熱伝達実験、平成14年度には鉛ビスマスによる強制対流熱伝達実験の計画で認可されたもので、本年度はガリウムによる熱伝達実験のまとめを行うこととしていた。しかるに年度初旬に半導体好況の影響でガリウム価格が急騰し25万円/kgと本計画での予定価格の3倍となり、必要量が購入できなくなった。このため3年計画でガリウムの手当を行う様に方針を変更し、当初は2年目に実施の予定であった鉛ビスマスの試験を先に行った。ガリウム実験のまとめは本計画内で価格の推移を見定めつつ後年度に実施する。本研究は申請者らが独自に実施し推進してきた新概念の熱交換器の研究を進展させ、高速増殖炉の実用化研究への適用性の検討に資することを目的として平成12年度より実施している。実験は大阪大学に既設の実験装置を使用して中間熱媒体に鉛ビスマスを使用した、熱伝達実験を行い自然循環および強制循環熱伝達性を調べる。また一部の熱電対の交換修理を行うこと、ナトリウムとも水とも化学反応しない中間熱媒体を捜す、という目的を有する。平成13年度は平成12年度に実施した鉛ビスマス中間媒体における自然循環熱伝達特性の実験研究をさらに外挿しパラメータ領域を増やす目的で、外部に流路を設けそこに電磁ポンプを設置して、鉛ビスマス流体を強制循環させつつ、熱交換特性、熱伝違特性を把握するための実験研究を進めた。その結果自然循環領域から混合領域を経て強制循環領域に至らんとする領域で熱伝達データを取得し、電磁ポンプの流動特性や鉛ビスマスにおける流速の討測など多くのノウハウを取得できた。また本研究費によって鉛ビスマスやガリウム液体金属の熱流動の権威であるロシア.ニジューヌイ.ノブゴロッド工料大学のベズノーソフ教授を招聘し、本学での実験結果について議論を進めた他、大阪及び東京にて同教授の講演会を実施し、多くの参加者を得て鉛ビスマスの流動熱伝達についての日露の情報交換と議論を深めた。本研究は高速増殖炉用の新型熱交換器の原理実証を進め今後の研究を促進することにあった。本予算の交付前より実験研究を進め、本研究ではガリウムでの実験に引き続き、鉛ビスマスを熱媒体の候補として実際に実験しその適用性を確認することにあった。高速増殖炉の2次ナトリウム系は、蒸気発生器(SG)に導かれタービン動力となる。本研究は2次系のナトリウムの変わりにナトリウムとも水とも反応性の低い熱媒体(鉛ビスマス共晶体)を導入し、中間熱交換器(IHX)とSGとの機器一体化によりナトリウム水反応の排除とプラント規模の縮小の一石二鳥を狙う。平成12年度は、従来ガリウムを使用してきた実験装置を改造し鉛ビスマスを熱媒体として実験できるように再整備し、300°C近い温度で循環させるため有機冷却材の冷却ループを付加して、高温鉛ビスマス実験の装置組立てをした。また自然循環にて熱交換実験を行い、熱伝達特性を調べ、鉛ビスマスは他の熱媒体と比べ自然循環の流速が少し高い値を得ることができ、自然循環に適した流体であることを確認した。