hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メカノケミカル処理とドライゲルコンバージョンを併用した放射性ヨウ素の人工鉱物化

本研究では放射性ヨウ素のソーダライト人工鉱物への工学的な固定化方法を実現するため,メカノケミカルと水熱を併用した新しい転換方法を開発した.上記の二つの過程での結晶相の粉末X線回折に基づき,ゼオライト結晶に対するメカノケミカル効果として,ヨウ素の低温固定化機構を示した.原子力発電所で発生する使用済み燃料の再処理工場で発生するヨウ素129を地層処分する前に確実に固定化するため,放射性ヨウ素を固定した使用済み銀系吸着材について合成ソーダライトに転換する新開発する研究期間を通じて実施し、(1)模擬サンプルの作製、(2)処理過程の影響確認、(3)メカノケミカル処理条件,(4)ソーダライトからのヨウ素浸出試験の4点を検討した。最終年度ではソーダライトの生成条件を処理パラメータの観点で検討した.はじめに、(1)ヨウ化銀とゼオライトの混合物からなる模擬サンプルを作製した.作製試料の固体評価の結果,遊星ボールミル処理は,単なるサブミクロンレベルの粒径変化に寄与するだけではなく,結晶ひずみを発生させながらナノレベルの微粒化すなわち非晶化に寄与すること,(2)得られた非晶質体を水熱変化させると,X線回折波形には目的となるソーダライト結晶の明確なピークと副生物としてのアナルサイムの結晶ピークが確認された。このうちソーダライトの格子定数は,ヨウ素を含むヨウ素型ソーダライトの理論値よりやや小さく,水酸化物イオンを含む水酸化物型のものよりも大きい値であること,結晶相は両者の固溶相を形成していることを確認した。形成した粒子を電子顕微鏡とEDXによる観察を行った結果,ソーダライトとアナルサイムの二種のゼオライト粒子に対応する粒子が確認され,ヨウ素はソーダライト上に均一分散していることが確認された。浸出試験の結果については,本来,ヨウ化銀が可溶となるチオ硫酸ナトリウム共存条件でも,粉体からのヨウ素の浸出量を10-5mol/dm3オーダの微量に留めることが出来る知見を得た。生成条件評価にあたり,遊星ボールミルの公転速度650rpmでは,水熱合成後にソーダライト結晶の生成が認められるが,320rpmの低速ではヨウ化銀の結晶が残留することがわかった.本研究では放射性ヨウ素のソーダライト人工鉱物への工学的な固定化方法を実現するため,メカノケミカルと水熱を併用した新しい転換方法を開発した.上記の二つの過程での結晶相の粉末X線回折に基づき,ゼオライト結晶に対するメカノケミカル効果として,ヨウ素の低温固定化機構を示した.原子力発電所で発生する使用済み燃料の再処理工場で発生するヨウ素129を地層処分する前に確実に固定化するため,放射性ヨウ素を固定した使用済み銀系吸着材について合成ソーダライトに転換する新開発する研究を平成23年度から開始し、平成23年度予定の(1)模擬サンプルの作製、(2)処理過程の影響確認、(3)メカノケミカル処理条件の3項目を実施し,平成24年度実施予定項目の(4)ソーダライトからのヨウ素浸出試験を前倒して行った。この結果、(1)ヨウ化銀とゼオライトの混合物からなる模擬サンプルを作製した。このサンプルの遊星ボールミル処理は,単なるサブミクロンレベルの粒径変化に寄与するだけではなく,結晶ひずみを発生させながらナノレベルの微粒化すなわち非晶化に寄与すること,(2)得られた非晶質体を水熱変化させると,X線回折波形には目的となるソーダライト結晶の明確なピークと副生物としてのアナルサイムの結晶ピークが確認された。平成24年度はボールミル操作,ドライゲルコンバージョンによる操作について,最適処理条件の探索および,ヨウ素の挙動評価を行いつつ,合成メカニズムの詳細に踏み込む検討を実施しながら結果を取りまとめていく予定である。本年度は,当初に予定していたドライゲルコンバージョンに関するパラメータ最適化検討や非晶質化メカニズムの詳細評価に優先して,ヨウ素浸出試験を前倒して行い,メカノケミカル効果を用いたソーダライトへの変換技術としての実用評価を先行して行うこととした。これは当初使用を予定していた共同利用のラマン装置のレーザー光源が,ゼオライトフレームワークの構造解析に適さないことが判明したためである。このため,平成24年度項目(ソーダライトからのヨウ素浸出試験)と平成23年度項目(ドライゲルコンバージョン処理条件,ボールミル処理による非晶質化メカニズム)の一部項目を入れ替えて実施した。なお,この方針変更によりメカニズム詳細やパラメータ最適化などが平成24年度に繰り越されることとなった。平成23年度に前倒した浸出試験結果と併せて研究成果をまとめ学術論文として投稿したところ,メカノケミカル技術の化学工学的な実応用技術としての新規性と学術性が認められ,米国化学工学会のAIChE Journalへの掲載が決定した。なお研究項目を確実に実施するためのレーザーラマン装置については他の共同利用機器への代替を検討中である。

平成24年度は,当該研究課題の最終年度である。平成23年度では,合成に成功したソーダライトに対する浸出試験を前倒して行った。従って,本年度は,当初計画に予定したうち,前年度に達成出来なかったドライゲルコンバージョン操作の処理条件に関する検討,非晶質メカニズムを行った上で,平成24年度当初計画で未検討であるヨウ素挙動に関する検討を行う。まずドライゲルコンバージョン操作については,所定条件でメカノケミカル処理を行った微細粉を,アルカリ溶液の添加量,処理温度,処理時間を変化させることで,同様にソーダライト生成に与える影響について調べる。次いで,非晶質メカニズムについては研究目的に適合する代替ラマン装置を使用して,メカノケミカル処理過程におけるゼオライトフレームワークのスペクトルを得る。ヨウ素挙動の評価では,浸出水に含まれるヨウ素量ではなく,固体側に固定されたヨウ素を定量し,参照試料と比較する。最後に最終年度であるので,研究結果を総括し成果発表を行う。平成23年度に本研究遂行に必要な遊星ボールミルは購入してあるため,平成24年度の大型装置の機器購入の予定はない。平成24年度は,ソーダライトの合成に必要な試薬・消耗品類・分析用ガス・学会発表用の旅費・参加登録費用・論文誌投稿料また印刷費を予定している。
大規模渦構造特性に着目した気泡プルームの流動構造の解明…新しい混相乱流モデルによる数値解析と室内実験による検証…

研究代表者は,ここ数年来,土木工学で扱うことの多い「大規模・高濃度」混相流場にも適用可能にし得る新しい混相乱流モデルを開発している.これは,既存のオイラー型とラグランジュ型のモデルのそれぞれの長所を合理的に取り込み,かつ,LESの枠組みに適合するような新しい分散相モデルであるGALモデルを構築し,そのGALモデルに基づいて混相乱流LESの枠組みを構築している(GAL-LESモデル).このGAL-LESモデルの妥当性や応用性を確認するために,一様密度場での気泡プルームの大規模渦構造に着目した計算を行うことを試みた.その結果,気泡混入口での気泡濃度を変化させると,流動場の大規模渦構造が大きく変化するとともに,それに連動する形で気泡濃度が大きなくせを持つ分布パターンとなることが明らかになった.さらに,密度成層中の気泡プルームに関する計算結果から,密度成層強度により流動パターンが大きく変化し,最終的に上下層の密度混合過程が多大な影響を与えられていることが示された.また,大規模渦構造が卓越する固液混相噴流場に関する室内実験を行い,流体相の大規模渦構造が粒子濃度の横断方向の拡散過程と密接に関与し,そこでの大規模渦構造の力学過程が明らかにされた.さらに,分散性粒子相(例えば気泡粒子)の高精度計算を実施する際に,GALモデルの保存物質の移流拡散シミュレーションに対する適用性を検討し,数値拡散を大幅に減少させる濃度再配分操作ルーチンを提案し,それの移流計算に対する有効性を検証した.研究代表者は,ここ数年来,土木工学で扱うことの多い「大規模・高濃度」混相流場にも適用可能にし得る新しい混相乱流モデルを開発している.これは,既存のオイラー型とラグランジュ型のモデルのそれぞれの長所を合理的に取り込み,かつ,LESの枠組みに適合するような新しい分散相モデルであるGALモデルを構築し,そのGALモデルに基づいて混相乱流LESの枠組みを構築している(GAL-LESモデル).このGAL-LESモデルの妥当性や応用性を確認するために,一様密度場での気泡プルームの大規模渦構造に着目した計算を行うことを試みた.その結果,気泡混入口での気泡濃度を変化させると,流動場の大規模渦構造が大きく変化するとともに,それに連動する形で気泡濃度が大きなくせを持つ分布パターンとなることが明らかになった.さらに,密度成層中の気泡プルームに関する計算結果から,密度成層強度により流動パターンが大きく変化し,最終的に上下層の密度混合過程が多大な影響を与えられていることが示された.また,大規模渦構造が卓越する固液混相噴流場に関する室内実験を行い,流体相の大規模渦構造が粒子濃度の横断方向の拡散過程と密接に関与し,そこでの大規模渦構造の力学過程が明らかにされた.さらに,分散性粒子相(例えば気泡粒子)の高精度計算を実施する際に,GALモデルの保存物質の移流拡散シミュレーションに対する適用性を検討し,数値拡散を大幅に減少させる濃度再配分操作ルーチンを提案し,それの移流計算に対する有効性を検証した.
宇宙項をふくむ系における物理的基礎プロセスと非一様時空のダイナミクス

アインシュタインが一度は否定した宇宙項が、ここ数年宇宙論で再び注目されつつある。ことの始まりは10年ほど前に提案されたインフレーションである。最近では、ビッグバン宇宙論の最重要課題:大規模構造形成問題を解決する鍵として宇宙項は注目されつつある。そこで、本研究では、宇宙項が存在する時空における物理的基礎プロセスの解明と、その時空の動的振舞いの系統的な考察を行った。具体的には、以下の3つにまとめられる。(1)インフレーション宇宙の普遍性および必然性。一般的な時空においてもインフレーションが起こるとする仮説(Cosmic No-Hair Conjecture)の成立条件を調べる。そのため、宇宙項をふくむ非一様時空のダイナミクスを研究した。数値的宇宙論の定式化はすでに完成されているが、本年度はその計算コードを用い、宇宙項のみ存在する場合の非一様時空のダイナミクスを面対称1次元問題として数値計算を実行した。その結果、インフレーションが普遍的な現象であることが明らかになった。(2)宇宙項と物理的基礎プロセスの解明。宇宙項の影響についてミクロな場合(量子論的諸問題)とマクロな場合(重力レンズ効果など)両方を考察し、現在非常に小さいと考えられる宇宙項の消失メカニズムについても検討する。現在のところ、Kerr-de Sitter時空での超放射現象などの量子場の問題を中心に考察中で、Kerr-de Sitter時空においての宇宙項の役割は明確になった。(3)宇宙項と一般化されたアインシュタイン理論に基づく宇宙論。現在宇宙項が非常に小さい理由として、宇宙項が時間と共に減少する理論が考えられるが、それは一般化されたアインシュタイン理論から導かれる。ところが、そのような理論では重力相互作用が従来のものと異なり、インフレーション理論や大規模構造の形成問題において重要な変更があると期待される。本研究では、一般化されたアインシュタイン理論での密度ゆらぎのゲージ不変な定式化を行い、具体的なモデルにおいて密度ゆらぎの発展方程式を解き、重力を一般化することで従来の大規模構造形成シナリオが改善されるかを調べた。そこで、本研究では、宇宙項が存在する時空における物理的基礎プロセスの解明と、その時空の動的振舞いの系統的な考察を行っている。その結果、インフレーションが普遍的な現象であることが明らかになりつつある。

現在のところ、Kerr-de Sitter時空での超放射現象などの量子場の問題を中心に考察中で、Kerr-de Sitter時空においての宇宙項の役割は明確になった。(3)宇宙項と一般化されたアインシュタイン理論に基づく宇宙論。現在宇宙項が非常に小さい理由として、宇宙項が時間と共に減少する理論が考えられるが、それは一般化されたアインシュタイン理論から導かれる。ところが、そのような理論では重力相互作用が従来のものと異なり、インフレーション理論や大規模構造の形成問題において重要な変更があると期待される。この観点から従来の宇宙論の因難解決の可能性を追及する。本年度は、一般化されたアインシュタイン理論での密度ゆらぎのゲージ不変な定式化を行った。この成果をもとに、来年度において、具体的なモデルにおいて密度ゆらぎの発展方程式を解き、重力を一般化することで従来の大規模構造形成シナリオが改善されるかを調べる。アインシュタインが一度は否定した宇宙項が、ここ数年宇宙論で再び注目されつつある。ことの始まりは10年ほど前に提案されたインフレーションである。最近では、ビックバン宇宙論の最重要課題:大規模構造形成問題を解決する鍵として宇宙項は注目されつつある。そこで、本研究では、宇宙項が存在する時空における物理的基礎プロセスの解明と、その時空の動的振舞いの系統的な考察を行った。具体的には、以下の3つにまとめられる。(1)インフレーション宇宙の普遍性および必然性。一般的な時空においてもインフレーションが起こるとする仮説(Cosmic No-Hair Conjecture)の成立条件を調べる。そのため、宇宙項をふくむ非一様時空のダイナミクスを研究した。数値的宇宙論の定式化はすでに完成されているが、本年度はその計算コードを用い、宇宙項のみ存在する場合の非一様時空のダイナミクスを面対称1次元問題として数値計算を実行した。その結果、インフレーションが普遍的な現象であることが明らかになった。(2)宇宙項と物理的基礎プロセスの解明。宇宙項の影響についてミクロな場合(量子論的諸問題)とマクロな場合(重力レンズ効果など)両方を考察し、現在非常に小さいと考えられる宇宙項の消失メカニズムについても検討する。
頭頚部悪性腫瘍における免疫学的,遺伝子学的,EBウイルス学的研究

初めに,鼻性T細胞リンパ腫の細胞の起源を免疫遺伝子学的に解析した結果,本腫瘍の細胞起源としてはNK細胞またはNK様T細胞である可能性が示唆された.また,検索した全症例にクローナルなEBウイル遺伝子が認めたことから,EBウイルスは本疾患の発症に深く関与していることが示唆された(Cancer77:2137-2149,1996).また,ワルダイエル扁桃輪原発悪性リンパ腫について臨床的解析を行った結果,T細胞リンパ腫はB細胞リンパ腫に比較して予後が非常に不良であることが統計学的に証明された(Acta Oncologica 36:413-420,1997).頭頚部原発の上皮系悪性腫瘍については中国医科大学と共同研究を行ったところ,頭頸部悪性腫瘍におけるEBウイルスの関連性には組織型や原発部位だけでなく,人種や地域性によって異なる可能性が示唆された.また,上咽頭癌ではEBウイルス遺伝子・発癌抗原の発現形態,癌遺伝子,癌抑制遺伝子の発現形態,およ臨床像との関連性が認められた(第10回日本口腔・咽頭科学会,1997;第15回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会.,1997;第22回日本頭頸部腫瘍学会,1998).初めに,鼻性T細胞リンパ腫の細胞の起源を免疫遺伝子学的に解析した結果,本腫瘍の細胞起源としてはNK細胞またはNK様T細胞である可能性が示唆された.また,検索した全症例にクローナルなEBウイル遺伝子が認めたことから,EBウイルスは本疾患の発症に深く関与していることが示唆された(Cancer77:2137-2149,1996).また,ワルダイエル扁桃輪原発悪性リンパ腫について臨床的解析を行った結果,T細胞リンパ腫はB細胞リンパ腫に比較して予後が非常に不良であることが統計学的に証明された(Acta Oncologica 36:413-420,1997).頭頚部原発の上皮系悪性腫瘍については中国医科大学と共同研究を行ったところ,頭頸部悪性腫瘍におけるEBウイルスの関連性には組織型や原発部位だけでなく,人種や地域性によって異なる可能性が示唆された.また,上咽頭癌ではEBウイルス遺伝子・発癌抗原の発現形態,癌遺伝子,癌抑制遺伝子の発現形態,およ臨床像との関連性が認められた(第10回日本口腔・咽頭科学会,1997;第15回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会.,1997;第22回日本頭頸部腫瘍学会,1998).本年度は当教室の頭頚部悪性腫瘍70例と中国審陽市にある中国医科大学より供与された頭頚部悪性腫瘍42例,計114例についてEBウイルス核抗原(EBER)RNAの発現を組織切片を用いたin situ hybridyzation法にて検索した.内訳は耳下腺14例(悪性リンパ腫2例,ワルチン腫瘍3例,扁平上皮癌2例,粘液上皮癌4例,その他3例),鼻腔17例(悪性リンパ腫5例,未分化扁平上皮癌12例),副鼻腔扁平上皮癌18例,扁桃7例(扁平上皮癌2例,悪性リンパ腫5例)上咽頭癌52例,頚部と喉頭悪性リンパ腫がそれぞれ2例と1例であった.耳下腺,副鼻腔,扁桃原発のいずれの症例にはEBER陽性例は認めなかった.しかし,中国の鼻腔原発悪性リンパ腫4例全例にEBERの発現を認めた.また,上咽頭癌では当教室の症例35例中15例(43%)がEBER陽性であったのに対し,中国の症例では17例全例にEBERの発現を認めた.以上より,頭頚部悪性腫瘍におけるEBウイルスの関連性には組織型や原発部位だけでなく,人種や地域性によって異なる可能性が考えられた.本年度は鼻副鼻腔原発の悪性リンパ腫39例におけるEBウイルスの検出と細胞型,病理組織型および臨床像との関連性について検討した.EBVの関連性についてはEBER1の発現を指標にin situ hybridization法にて検討した.細胞型はMT1,CD45RO,L26,CD56の発現を免疫組織学的に同定した.組織学的には多形性浸潤を示す型(polymorphic reticulosis:PR)と多形性を示さない型(ordinary non-Hodgkin's lymphoma:NHL)に分類した.臨床的には局所所見上,浸潤破壊性病変の程度を-,1+,2+の3段階に分けて検討した.その結果,表面形質的にはB細胞型(L26+)9例、T細胞型(MT1+CD56-)が6例,T/NK細胞型(MT1+CD56+)20例,NK細胞型(MT1-CD56+)2例であった.組織学的には22例がNHL,17例がPRに分類された.浸潤破壊性病変は2+が15例,1+が6例で,-が18例であった.EBER1はCD56+の全例(うち14例はPR,8例はNHL)と2例のCD56-PR,計24例に検出された.EBER+24例中,鼻腔原発が23例,B症状+が15例,浸潤破壊性病変を有する例が18例あった.

細胞型または組織型およびEBVの有無による完全緩解率や生存率の有意な変化は認めなかったが,著明な浸潤破壊性病変を有した例では予後が極めて不良であった初めに,鼻性T細胞リンパ腫の細胞の起源を免疫遺伝子学的に解析した結果,本腫瘍の細胞起源としてはNK細胞またはNK様T細胞である可能性が示唆された.また,検索した全症例にクローナルなEBウイルス遺伝子が認めたことから,EBウイルスは本疾患の発症に深く関与していることが示唆された(Cancer 77:2137-2149,1996).また,ワルダイエル扁桃輪原発悪性リンパ腫について臨床的解析を行った結果,T細胞リンパ腫はB細胞リンパ腫に比較して予後が非常に不良であることが統計学的に証明された(Acta Oncologica 36:413-420,1997).頭頚部原発の上皮系悪性腫瘍については中国医科大学と共同研究を行ったところ,頭頚部悪性腫瘍におけるEBウイルスの関連性には組織型や原発部位だけでなく,人種や地域性によって異なる可能性が示唆された.また,上咽頭癌ではEBウイルス遺伝子・発癌抗原の発現形態,癌遺伝子,癌抑制遺伝子の発現形態,および臨床像との関連性が認められた(第10回日本口腔・咽頭科学会,1997;第15回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会,1997;第22回日本頭頚部腫瘍学会,1998).
消化管運動調節機構における、カハール介在細胞のページング機能と調節機能

【平成14年度研究報告】c-kit突然変異動物の一つであるWsRC-Ws/WsラットおよびコントロールとしてWsRCラットを用い、意識下慢性実験を行った。胃と小腸の漿膜側に慢性的にフォーストランスデューサーを縫着し、WsRC-Ws/WsラットおよびWsRCラットの空腹期における伝播性消化管運動の違いを明らかにした。結果は、WsRC-Ws/Wsラットにおいては、明らかに規則正しい空腹期伝播性消化管運動の異常が存在していた。すなわち、本来規則正しいリズムを持った収縮波群が、不規則で疎な収縮波群を形成していた。注目すべき事実として、弛緩するphase、リズムも不規則であったことがあげられる。カハール介在細胞(ICC)が消化管運動のペースメーカー細胞である事は、周知の事実となっているが、我々の実験結果は、消化管のペーシングが、周囲の協調した収縮弛緩運動のための、情報伝達の歩調取りとして機能していることを示唆している。つまり、これまでは規則正しい収縮リズムの歩調取りという視点でのみ、報告される事の多かったカハール介在細胞の機能が、実はIntrinsic Primary AfferentNeuron全体の興奮伝達経路の歩調取りを行い、協調した運動、言い換えれば隣り合う部位の収縮と弛緩を規則正しく同時に発生させ、消化管内容物のスムースな移動を実現するために極めて重要な役割を果たしていると言うことができよう。【平成13年度研究報告】c-kit突然変異動物の一つであるWsRC-Ws/WsラットおよびコントロールとしてWsRCラットを用い、意識下慢性実験のための予備実験を行った。この異常とは、本来規則正しいリズムを持った収縮波群が、あたかも櫛の歯が欠けたような、疎な収縮波群を形成しているということである。カハール介在細胞(ICC)が消化管運動のペースメーカーである事は、周知の事実となっているが、種々のc-kit突然変異マウス、ラットにおけるICCの分布の相違が明らかになるに連れ、ペーシングだけではなく、ICCの持つ種々の生理学的役割が推測されるようになった。WsRC-Ws/Wsラットは、組織学的には、主として筋層間神経叢におけるICC(IC-MY)の欠損があり、内輪筋に存在するICC(IC-DMP)はほぼ正常とされている。すなわち、現在の我々の実験結果は、WsRC-Ws/Wsラットにおいてはペーシング自体の機能障害だけではなく、その電気的興奮が、周囲の協調した収縮運動のためにうまく伝達されていない可能性を示していると考えられる。つまりIC-MYは、隣り合う周囲の平滑筋収縮を、全体的に調節しながら、協調した運動の発生を起こすためのregulatorであると考えることもできよう。来年度は、当初の予定どおり、さらに埋め込み型の筋電図電極による電気的興奮の直接的な測定を行い、酸やアルカリ投与に伴う変化を合わせて解析し、ICCの生理学的役割の、さらなる解明を行う予定である。
ファシズム政権下におけるイタリア・モダニズム文学の諸相

本研究は、イタリアにおけるモダニズム文学の旗手とされるダンヌンツィオとピランデッロに焦点をあて、彼らの政治的態度の根源にある世界観を描きだすことをめざした。この二人の文学者は、19世紀末から20世紀にかけて矛盾をはらんで展開していくイタリア社会において、詩作をもって作家活動を開始し、政治的にファシズム政権に近付くという類似点を見せる。しかし、彼らの世界観はいずれも現実のファシズム政権の価値観とは根本的に相容れないものであった。(1)ダンヌンツィオにおいては「死への恭順を通して生命を獲得する」というテーマ、(2)ピランデッロにおいては「生命のうちにすでに存在する死」というテーマを措定することで、この二人の文学者の世界観が、ファシズムの政治思想と表面的な親和性を見せていたにすぎず、それが無責任な擬似的政治思想として受け止められてきたことを明らかにした。ファシズム政権の覇権とともにイタリア国内にわき上がっていた希望と不安に対して、文学者としてのそれぞれの対照的な死生観に裏打ちされた世界を描き出してみせたことにこそ、この二人の作品世界の意味があることを示すことができたと考える。イタリアにおけるモダニズム文学の旗手とされるダンヌンツィオとピランデッロに焦点をあて、両者の作品を韻文と劇作という二つのジャンルを中心において分析する。これは単なるジャンル上の区別ではなく、そこに表れている時代精神と政治理念を分析するための戦略的分類となる。19世紀末から20世紀にかけて矛盾をはらんで展開していくイタリア社会と同様、閉鎖性と開放性の両極端を行き来し、最終的に均衡を見ることのなかった彼らの文学思想が内包する擬似的な政治思想を描き出し、それがムッソリーニの率いるファシスト党の理念を形成していた開放性と閉鎖性の弁証法と共鳴し、一種の政治的共犯関係を形成していたことを明示しようとするものである。平成13年度は、ダンヌンツィオとピランデッロの詩作の分析研究および演劇作品を中心とした資料収集にあてられた。ダンヌンツィオの詩については先行研究が比較的豊富にあるものの、ピランデッロのそれについてはきわめて少ないので、一次資料の精密な「読み」が必要となり、現在はこの作業を進めているところである。平成14年度は、ピランデッロおよびダンヌンツィオの作品の精密な「読み」を継続し、そこからファシズム政権あるいは思想に対する両者の思想的位置を探る作業を行っている。とりわけメディアに対する姿勢を、映画に対するアンビバレントな態度、それぞれの政治的プロパガンダあるいは反プロパガンダの手法などの分析を通して探っている。新たに生まれつつあったメディアに対するアンビバレントな姿勢には、芸術や文学生産手法についての思想的特徴が見られるだけではなく、ファシズムという新たな社会・政治環境に対する同様にアンビバレントな態度を見て取ることができる。イタリアにおけるモダニズム文学の旗手とされるダンヌンツィオとピランデッロに焦点をあて、両者の作品を韻文と劇作という二つのジャンルを中心において分析を進めてきた。この2人の文学者は、ともに詩作をもって作家活動を開始し、政治的にファシズム政権に近付くという類似点を見せるが、彼らの抱く世界観は如実に異なっている。その世界観は、すでに初期の詩作に見て取ることができるものであり、さらに、詩作から小説や戯曲へと向かった二人の作家たちにとって、文学的発展の原動力として機能している。平成15年度は、主にダンヌンツィオとビランデッロの詩作の分析作業を進めて、それぞれの世界観、文学観がファシズムの提示する(あるいは、提示しそこなった)

新たな世界観と共振しつつも、その根底では二人の作家の世界観は文学者のそれとして一貫し続けており、それゆえにファシスト党の理念を形成していた開放性と閉鎖性の弁証法と無責任な共犯関係を築くとができた様を明示しようと努めた。
新しいエネルギ消散原理を用いたダンパ(コロイダルダンパ)の開発研究

コロイダルダンパは新しいメカニズムによるダンパで,体積当りの減衰力が大きい事と,振動速度に依存しない減衰力が発生する特徴を持っているために将来有望なダンパである.本研究ではその特性を左右するシリカゲルの寸法と疎性材料の種類に対する特性を明らかにし,次にダンパの振動と衝撃特性を明らかにした.またコロイダルダンパの設計に対して,定常振動の場合と衝撃に対するダンパの形状の設計法について提案した.ダンパの実用化として原子力発電設備や建造費のダンパ、あるいは自動車の衝突時の衝撃緩和用ダンパ、自動車のショックアブソーバを設計・製作し、性能を実証試験して以下のような研究・開発を行い、設計手法の提案を行う。(1)原子力発電用蒸気発生器、配管等および建築物の制振用の50200tonの力に対応できるように配慮した大容量大ストロークコロイダルダンパの研究・開発および設計法の提案を行う。(2)自動車の衝突時の衝撃緩和としてのダンパの研究開発の継続を行い、設計法の提案を行う。(3)自動車用小形高性能の車体支持用のダンパの開発を行う。コロイダルダンパは新しいメカニズムによるダンパで,体積当りの減衰力が大きい事と,振動速度に依存しない減衰力が発生する特徴を持っているために将来有望なダンパである.本研究ではその特性を左右するシリカゲルの寸法と疎性材料の種類に対する特性を明らかにし,次にダンパの振動と衝撃特性を明らかにした.またコロイダルダンパの設計に対して,定常振動の場合と衝撃に対するダンパの形状の設計法について提案した.科研費基盤研究B(平成1619年)の最終年度で行う予定であった研究計画に新規計画を加えて、ダンパメカニズムとして、シリカゲルの耐久性の観点からシリカゲルがピストンとシリンダの間にはさまって破損しないようなメカニズムに改良し、さらに水に空気が含まれにくいように組立てた場合のコロイダルダンパの動特性実験を行い、シリカゲルが破損しなくなったと共に空気を少なくすることによってコロイダルダンパの減衰効率も上昇することがわかった。さらにオイルダンパとの特性比較を行い、両ダンパの特徴を明らかにした。また、シリカゲルと水溶液の比および総量を変更した場合の実験を行い、最適な比率および最適な総量が存在することが明らかとなった。次に、自動車の一輪をモデル化したダンパシステムの実験を行い、実用化に向けての問題点の洗い出しを行い、コロイダルダンパの研究方針を新しく定めることができると共に、コロイダルダンパの数学モデル式の作成を行ったが、系が履歴特性を持つ非線形であるため、精度の良いモデルは作ることができなかった。分子の集合体によりシリカゲルで細穴を作り、その中へ水クラスタを入れるシミュレーションで前年度は圧力や温度の関係をうまく表現するシミュレーションができていなかったが、本年度はそれを実現する技術を確立し、さらに疎水性コーティング、親水性コーティングの違いを表わすシミュレーション技術を確立し、コロイダルダンパの開発に役立つシミュレーション技術に向けて進めることができた。新しく継続する研究として自動車の前面衝突時の緩衝装置を想定して時速30km/hまで実験できるロングストロークのコロイダルダンパの設計およびそれを実験できる実験装置の設計を行った。昨年は開発中のコロイダルダンパの実用化のために、自動車の一輪をモデル化したサスペンションシステムの実験を行い、問題点の洗い出しを行い、実験装置の改良設計を行い、ダンパの改善設計を行っている。また、コロイダルダンパの数学モデル式の作成を行ったが、系が履歴特性を持ち且つ履歴の中心点が変わる非線形であるため、今年度も精度の良いモデル式は作ることができなかった。自動車が正面衝突した時の衝撃を緩和するためのダンパ用として、コロイダルダンパの応用を考えた。すなわち自動車が40km/hで衝突した時を想定し、その時の緩和効果を新しく設計したダンパを用いて行った。その結果、基本的なデータは取れ、それについては発表を予定しているが、次のステップとして静的実験や繰り返し振動実験では現れなかった新しい現象が現れた。従ってその現象の解析のための実験及び対策を行う必要がでてきた。分子動力学を用いた細孔内の表面張力計算シミュレーションでは、分子の集合体によりシリカゲルで細穴を作り、その中へ水クラスタを入れるシミュレーションで、本年度は圧力と温度の関係をうまく表現する技術を確立し、さらに疎水性コーティング、親水性コーティングの違いを表わすシミュレーション技術を確立し、コロイダルダンパの開発に役立つシミュレーション技術に向けて進めることができた。計算時間を短縮できるユニファイドモレキュラー手法を提案し、発表を予定しているが今後この手法の実用性の証明を幅広く行っていく必要がある。昨年はコロイダルダンパの自動車への実用化のために、一輪にモデル化したサスペンションシステムの実験を行い、実験装置の改良設計を行った。本年度は改良された装置で実験を行い、周波数応答、応答のリサージュの良い結果が得られ、ヒステリシスを有する複雑なダンパの特性が明らかになった。その結果、基本的なデータは取れ、それについては発表を行ったが、次のステップとして静的実験や繰り返し振動実験では現れなかった新しい現象が現れた。

分子動力学を用いた細孔内の表面張力計算シミュレーションでは、分子の集合体によりシリカゲルで細穴を作り、その中へ水クラスタを入れるシミュレーションで、本年度は圧力と温度の関係をうまく表現する技術を確立し、さらに疎水性コーティング、親水性コーティングの違いを表わすシミュレーション技術を確立し、コロイダルダンパの開発に役立つシミュレーション技術に向けて進めることができた。計算時間を短縮できるユニファイドモレキュラー手法を提案し、発表を行った。また、この手法の実用性の証明を行って実験結果と定性的に合うことがわかった。今後この成果を発表する予定である。今年度は最終年度であるので、当初申請した研究目的が完成できるように行った。コロイダルダンパは従来のダンパと特性が異なるため、設計手法かない事、ダンパの主要素である疎水化されたシリカゲルで吸収されるエネルギはシリカゲルの量に比例する事から、従来の設計手法とは異なる。コロイダルダンパの設計手法を振動緩和用と衝撃緩和用の両者について開発した。すなわち、振動緩和用では乗用車のホイールと車体の間に用いられるバネ・ダンパ系を例に、設計手法の開発を行った。先ず一例として、今までに得られたダンパの特性を設計に用いることかできる様に構造減衰モデルで近似した特性図を作った。ダンパで発生する力はシリンダの断面積に比例するため、シリンダの断面積を系の最低次の固有振動数が設定した値に満足するように求め、次にストロークが設計条件を満足するようにシリンダのストローク及び最大容量を決める手法を提案した。次に衝突時の衝撃吸収用のコロイダルダンパの設計ではダンパを構造減衰モデルに近似し、sin半波の応答を基に設計仕様の最大許容加速度か満たされるようにダンピング定数とバネ定数を決め、それからダンパの断面積とシリンダのストローク、シリカゲルの量を決める手法を提案した。これらの成果は次年度に発表の予定である。次に分子動力学を用いたシリカゲル細孔内の流動解析では、提案したユニファイドモデルと従来の分子動力学の解析結果の誤差を縮めるためにポテンシャル関数の近似精度を上げる研究を行ったが、疎性化のための分子と水を表わす粒子の間に大きな差があるためか、差を縮めることができなかったので今後の課題となる。しかしシリカゲルの細孔の直径を決めるという初期の目的に対しては一応実験と理論か一致したので、その値を用いて設計する事ができた。
衝突付加した海洋性島弧の復元

「南部フォッサマグナにおける島弧-島弧多重衝突説」により2番目の衝突地塊と考えられている御坂地塊に焦点を絞り,衝突した海洋性島弧の復元を行った.特に衝突付加した島弧の中の火山中心前弧であったものと推定される御坂山地東部を中心に調査検討を行った.その結果,火山中心と考えられる御坂山周辺地域は,主としてデイサイトの塊状溶岩・同質ハイアロクラスタイトからなっており,一部に再堆積ハイアロクラスタイトが挟在していることがわかった.また,より東方の三ツ峠周辺には火山岩類を主な構成要素とするデブライトとタービダイトが分布しており,これらの上位に礫岩層が重なっていることが明らかになった.この事実は,三ツ峠周辺地域が前弧を形成していたことを示唆している.前年の研究で得られた御坂山地西部が背弧リフトであったという結果とあわせて考えると,御坂山地は西部から,背弧リフトー火山中心-前弧という一連の海洋性島弧システムを形成していたものと結論できる.また,御坂山地に分布する火山岩類について古地磁気の測定を実施した結果は,御坂山地の時計回り回転の可能性を示していた.この結果は,同時に実施した被衝突ブロック中の岩脈類の古地磁気測定から得られた御坂山地の北方にある被衝突ブロックの時計回り回転という結果とも調和的である.本年度は,南部フォッサマグナにおいて衝突付加した海洋性島弧の可能性の強い御坂山地にターゲットを絞って研究した.特に御坂山地の西部を中心とした.御坂山地西部に発達する火山岩・火山砕屑岩類の堆積相解析結果を検討した結果,溶岩類は玄武岩の枕状溶岩を主体とし,それに塊状溶岩やハイアロクラスタイトが伴なわれていること,枕状溶岩の流動方向を示していると思われる伸張方向は,直径13kmの楕円の中心から周辺へという放射状の分布パターンを示していることが確認できた.この岩体の周辺にはタービダイトやデブライトが分布している.以上の結果は,御坂山地西部には直径13kmで高さが250m前後の単成火山が多数発達していること示している.今回の検討により,以前よりあった御坂山地西部が単成火山の発達する背弧リフトであるとの仮説が実証できた.衝突された側の地塊の運動を復元するために,年代の分かっている岩脈について古地磁気測定を行った.古地磁気測定にあたっては,新た採取した試料と以前に採取してあった試料の再測定を実施した.その結果,衝突された側のブロックは2Ma以降に時計回りに30度前後回転していたことが確認された.これらの成果は,日本地質学会第105年学術大会(1998年9月)において3件の講演として発表した.そして,その成果の一部は,現在学術誌に投稿準備中である.「南部フォッサマグナにおける島弧-島弧多重衝突説」により2番目の衝突地塊と考えられている御坂地塊に焦点を絞り,衝突した海洋性島弧の復元を行った.特に衝突付加した島弧の中の火山中心前弧であったものと推定される御坂山地東部を中心に調査検討を行った.その結果,火山中心と考えられる御坂山周辺地域は,主としてデイサイトの塊状溶岩・同質ハイアロクラスタイトからなっており,一部に再堆積ハイアロクラスタイトが挟在していることがわかった.また,より東方の三ツ峠周辺には火山岩類を主な構成要素とするデブライトとタービダイトが分布しており,これらの上位に礫岩層が重なっていることが明らかになった.この事実は,三ツ峠周辺地域が前弧を形成していたことを示唆している.前年の研究で得られた御坂山地西部が背弧リフトであったという結果とあわせて考えると,御坂山地は西部から,背弧リフトー火山中心-前弧という一連の海洋性島弧システムを形成していたものと結論できる.また,御坂山地に分布する火山岩類について古地磁気の測定を実施した結果は,御坂山地の時計回り回転の可能性を示していた.この結果は,同時に実施した被衝突ブロック中の岩脈類の古地磁気測定から得られた御坂山地の北方にある被衝突ブロックの時計回り回転という結果とも調和的である.
口腔癌に対する化学療法のSurvivin発現への影響と発現調節による口腔癌治療

我々はこれまでに、IAP familyの一つであるApollon分子の腫瘍細胞における発現と放射線治療の効果との関連について検討し報告してきた。今回我々は、同じIAP familyの一つであり、より腫瘍細胞に特異的に発現しているSurvivin分子に着目し、研究を遂行した。本年度は、昨年度に引き続きまず数種類の口腔癌細胞株を用いてSurvivin分子の発現をRT-PCR法で検討し、Survivin分子の発現を認めた後で、5-FUやCDDPの腫瘍のSurvivin発現への影響について検討する目的で、口腔癌細胞株に5-FUおよびCDDPを添加して培養し、Survivin分子の発現をReal-time PCR法で検討した。その結果、5-FU(100μg/ml)添加により腫瘍のSurvivin分子の発現が抑制されることが分かった。一方、CDDP(10μg/ml)添加により腫瘍のSurvivin分子の発現に変化は見られなかった。これらの発現変化が、腫瘍のアポトーシスに影響しているかをTUNNEL法にて検討したが、有意な結果は認めなかった。次にヒトの口腔癌細胞株をヌードマウスに移植するxenograftmodelを用いて、同様にIn vivoでのSurvivin発現と化学療法による影響を検討した。実際にヌードマウスにヒト口腔癌細胞株であるSAS細胞を移植し、さらに5-FU,CDDPにて治療した上で腫瘍塊を切除して、mRNAを抽出しRT-PCR法でSurvivin分子の発現変化を検討したが、これも有意な結果が得られなかった。これと平行して、当科にて治療を行っている口腔癌患者より腫瘍細胞を採取し、化学療法施行前後での腫瘍細胞のSurvivin分子発現を検討する予定であったが、化学療法を施行する患者が減少し(治療方法の見直しのため)検体の確保ができなかった。本年度は、まず数種類の口腔癌細胞株を用いてSurvivin分子の発現をRT-PCR法で検討した。その結果、調べた5種類の口腔癌細胞株すべてでSurvivin分子の発現を認めた。次に5-FUやCDDPの腫瘍のSurvivin発現への影響について検討する目的で、口腔癌細胞株に5-FUおよびCDDPを添加して培養し、Survivin分子の発現をRT-PCR法で検討した。その結果、5-FU,CDDP添加により腫瘍のSurvivin分子の発現の変化は見られなかった。今後、引き続き他の細胞株でも確認していく。さらに、ヒトの口腔癌細胞株をヌードマウスに移植するxenograft modelを用いて、同様にIn vivoでのSurvivin発現と化学療法による影響を検討した。実際にヌードマウスにヒト口腔癌細胞株であるSAS細胞を移植し、さらに5-FUおよびCDDPにて治療した上で、腫瘍塊を切除して免疫組織化学標本の作製まで行った。今後さらに、mRNAを抽出しRT-PCR法でもSurvivin分子の発現を確認していく予定である。これと平行して、実際に臨床検体を用いた研究にも着手した。今年度は、臨床検体を採取するために倫理委員会に実験計画を提出した。次年度は、当科にて治療を行っている口腔癌患者より腫瘍細胞を採取し、化学療法施行前後での腫瘍細胞のSurvivin分子の発現をRT-PCR法および免疫組織染色法にて調べ、さらに治療効果との関連について検討を加える。
植物ホルモン抗体遺伝子の導入による植物の生長制御

抗ジベレリンA_4抗体に対するイディオタイプ抗体を産生するハイブリドーマから遺伝子をクローニングし、一本鎖抗体遺伝子を構築した。この遺伝子を大腸菌に導入し一本鎖抗体を発現させることに成功し、ELISAのトレーサーとして利用可能な可能性を示したが、受容体とジベレリンの結合阻害活性は認め得なかった。抗ジベレリンA_<24>一本鎖抗体遺伝子も同様に構築し、大腸菌で発現させ、GA_<24>、GA_<19>に結合活性を示す一本鎖抗体が生産されることを確認した。そこで、この抗GA_<24>一本鎖抗体のN末端側にLeB4のシグナル配列、C末端側に小胞体滞留シグナルKDELを配してタバコで発現させたところ、GA_<19>、GA_<24>に結合活性を持つ一本鎖抗体が蓄積していることがウエスタン解析により確認された。一方、LeB4シグナル配列やKDELを接続せず、細胞質で一本鎖抗体が発現するようにデザインした一本鎖抗体遺伝子を導入したタバコでは、mRNAの蓄積は認められたものの一本鎖抗体タンパク質の蓄積は認められず、細胞質で発現した一本鎖抗体タンパク質は速やかに分解されるものと考えられた。一本鎖抗体タンパク質の蓄積しているタバコでは、草丈が抗オキサゾロンー本鎖抗体を発現させた対照区や形質転換していない野生株のタバコと比較して、草丈の低い個体が多く見受けられた。これらの草丈の低くなった固体においても葉の大きさは野生株とほとんど変わらず、ジベレリン生合成能欠損株と類似した矮化を示していた。このことから、一本鎖抗体がGA_<19>やGA_<24>を捕捉し、活性型のジベレリン量を低下させ、矮化を誘導している可能性が示された抗ジベレリンA_4抗体に対するイディオタイプ抗体を産生するハイブリドーマから遺伝子をクローニングし、一本鎖抗体遺伝子を構築した。このことから、一本鎖抗体がGA_<19>やGA_<24>を捕捉し、活性型のジベレリン量を低下させ、矮化を誘導している可能性が示された抗ジベレリンA4(GA4)抗体のV_L,V_Hをリンカーペプチドで結合させた一本鎖抗体をコードする(scFV)遺伝子を構築し、2種類のベクターに組み込み、バイナリーベクターを用いるアグロバクテリウム系によりタバコに導入し、形質転換を行い、カナマイシン耐性の再分化個体を得た。これらの再分化個体の中から任意の8個体を選び、mRNAを抽出し、ノーザンハイブルダイゼーションを行ったところ、6個体からscFV由来のバンドを認め、これら6個体にはscFV遺伝子が導入されたことを確認した。また、マーカータンパク質に対する抗体を用いたウエスタンブロットによって、2個体から抗体タンパク質が植物体内で生成していることが確認された。これまでのところ、これらの形質転換体にはscFVの発現に由来すると考えられる特異な形質は認められていない。次世代を得て、scFVの発現および表現型を解析する予定である。また、抗GA4抗体とGA4との結合を阻害する抗イディオタイプ抗体のscFVも構築した。大腸菌で発現させたこの抗イディオタイプscFVは、抗GA4抗体とGA4との結合を阻害した。現在、この抗イディオタイプscFVを用いたタバコの形質転換、および他の植物ホルモンについてもモノクローナル抗体の調製を進めている。これらを用いてタバコを形質転換し、植物ホルモンの作用が抑制された個体をスクリーニングし、目的に適ったベクターを選択して、新たな形質転換植物を作成し、植物ホルモンの新たな作用を探って行く計画である。抗ジベレリンA_4(GA_4)一本鎖抗体をコードする(scFV)遺伝子をバイナリーベクターを用いるアグロバクテリウムの系によりタバコに導入し、形質転換を行い、カナマイシン耐性の再分化個体を得た。これらの再分化個体の中からノーザンハイブルダイゼーションによりscFv遺伝子が導入された個体を栽培し、種子を採取してT2世代を得たが、その形質に矮性などのscFvの効果によると思われる現象は認められなかった。

発現タンパク質を抽出し、GA_4との結合活性を調べたが、結合活性も認められなかった。結合活性を有するscFvが形成されていないと考えられる。また、抗GA_4抗体とGA_4との結合を阻害する抗イディオタイプ抗体のscFVも構築した。大腸菌で発現させたこの抗イディオタイプscFVは、抗GA_4抗体とGA_4との結合を阻害した。しかし、この抗イディオタイプscFvとGA_4を用いて、大麦アリューロンプロトプラストに対する競合試験を行ったところ、抗イディオタイプscFvは、GA_4のアリューロンプロトプラスト受容体への結合を阻害しなかった。従って、この抗イディオタイプ抗体は植物のGA受容体とは結合しないと判断した。一方、抗GA_<24/19>scFv遺伝子を構築し、大腸菌で発現させたところ、GA_<24/19>との結合活性が認められた。そこで、この抗GA_<24/19>scFv遺伝子をタバコに導入した。得られた形質転換体には、GA欠損変異体と類似した矮性形質を示す個体も認められた.抗オーキシン抗体については、植物に組み込むに有効であると期待できる特性をもつった抗体が出来なかった.抗ジベレリンA_4(GA_4)モノクローナル抗体の可変領域V_L,V_Hをリンカーペプチドで結合した一本鎖抗体(scFv)をコードする遺伝子を構築したが,大腸菌で発現させた場合もタバコに導入して発現させた場合も,発現タンパク質はGA結合活性を示さなかった.一方,抗GA_4抗体に対するイディオタイプ抗体のscFv遺伝子を大腸菌で発現さて調製したscFvは抗GA_4抗体とGA_4との結合を阻害した.しかし,大麦のアリューロンプロトプラストを用いた実験では,このイディオタイプscFvはGAによるα-アミラーゼの誘導を阻害せず,ジベレリン受容体を認識する可能性は認められなかった。そこで,このイディオタイプscFvの利用について検討し,ELlSAのトレーサーとしては十分に活用できる可能性が示された.抗GA_<24>モノクローナル抗体遺伝子から構築した抗GA_<24>scFv遺伝子は大腸菌で発現指させた場合にGA_<24>と結合能をもつscFvを生成した.この抗GA_<24>scFv遺伝子をタバコに導入した場合,細胞質で発現するように遺伝子を構築して形質展開した場合には,ノーザン分析でmRNAの蓄積は認められるものの,ウエスタン分析ではscFvタンパク質は検出できなかった.一方,小胞体移行シグナルならびに小胞体残留シグナルを配したscFvを導入した場合にはscFvの蓄積がウエスタン分析で確認された.また,scFvを発現しているタバコでは矮化した固体が多く認められた.
シングルコア光ファイバの限界を打ち破るマルチコアファイバ技術の基盤形成

非結合型マルチコアファイバのクロストーク特性を解析するために、モード結合理論ならびに電力結合理論に基づくモデルを構築した。具体的には、光ファイバの曲げやねじれを組み込むとともに、光ファイバの伝搬方向における不均一性をも組み込んだアルゴリズムの開発を行った。特に、電力結合理論においては、指数型自己相関関数に基づく平均電力結合係数の解析的厳密解を導出し、数値計算を不要とした。ここで設計、試作した12コアファイバは、世界初となる1ペタを超える伝送実験に用いられた。本年度は、非結合系マルチコア光ファイバの結合特性を明確化するとともに、クロストーク解析モデルを確立することを目標とした。具体的には、モード結合モデル及びパワー結合モデルの適用性について調査し、伝搬方向の不均一性を考慮した新たな理論構築を行った。まず、マルチコア光ファイバのクロストーク特性を予測するために、モード結合理論ならびにパワー結合理論に基づく解析モデルを構築した。これらのモデルによってクロストーク特性を算出するには、個々のコアの伝搬定数やコア間の結合係数、更には、結合長を正確に見積もる必要がある。ここでは、有限要素法を導入することによって、これらの諸パラメータの精密な評価を可能とした。次に、モード結合モデル及びパワー結合モデルに光ファイバの曲げやねじれを組み込むとともに、光ファイバの伝搬方向における不均一性をも組み込んだアルゴリズムの開発を行った。実際に、長さ100メートルの7コアファイバのクロストーク特性を評価し、曲げ半径に対するクロストークの変化の傾向が実験結果とよく一致することを確認した。この結果については、IEICE Electronics Expressで報告した。また、クロストークの低減に有効な新構造光ファイバとして、準均一マルチコア光ファイバを提案し、理論と実験による検討結果を、IEICE Transactions on Communicationsで報告した。なお、パワー結合モデルでは、パワー結合係数を適切に設定する必要があることも明らかになり、今後の検討課題とした。マルチコアファイバの最も重要な課題はコア間クロストーク(以下クロストークという)の低減であり、平成22年度において、モード結合理論、パワー結合理論に基づくマルチコアファイバのクロストーク評価法を新たに開発した。特に、パワー結合理論を導入することによって、クロストークがファイバ長とともに増大する実験事実を理論的に初めて説明することに成功した(IEICE Transactions on Communications, vol.E94-B, pp.409-416, Feb.2011)。ところが、クロストークの絶対量には、理論と実験とで、およそ10dB前後の相違があり(IEICE Electronics Express, vol.8, pp.385-390, Mar.2011)、平成23年度においては、理論の精密化に全力を挙げた。具体的には、実際に測定に供されるマルチコアファイバでは、曲げやねじれが存在し、これが理論と実験との相違の主たる要因であるとの認識のもとに、モード結合理論、パワー結合理論のいずれにも曲げとねじれの影響を新たに組み入れた。モード結合理論においては、曲げやねじれのランダムな変動を考慮するため、相関長に対応するファイバ長ごとにランダムな位相オフセットを与える計算アルゴリズムを開発した。一方、パワー結合理論においては、コア間の結合に対して指数型、ガウス型、三角型の自己相関関数を新たに導入し、そのフーリエ変換であるパワースペクトル密度を用いてパワー結合係数を閉じた形で導出することに成功した。このように曲げとねじれの影響を組み入れることによって、絶対量まで含めてクロストークを正確に見積もることが可能になった(Optics Express, vol.19, pp.B102-B111, Dec.2011)。さらに、ここで開発した理論を駆使して、クロストークの低減化に有効なトレンチ型マルチコアファイバを設計、試作し、伝送距離100kmでクロストーク-30dB以下の7コアマルチコアファイバ(Optics Express, vol.19, pp.B543-B550, Dec.2012)、10コアマルチコアファイバ(Optics Letters, vol.36, pp.4626-4628、Dec.2012)を開発することに成功した。マルチコアファイバのクロストーク特性を評価するために、モード結合理論ならびに電力結合理論に基づくモデルを構築し、有限要素法を導入することによって、これらのモデル構築に必要な諸パラメータの高精度解析を可能とした。また、モード結合理論および電力結合理論に、光ファイバの曲げやねじれ、さらには伝搬方向の不均一性を組み込んだアルゴリズムの開発を行った。実際に、準均一7コアファイバのクロストーク特性を、電力結合理論を用いて評価し、曲げ径に対するクロストークの変化の傾向が実験結果と比較的よく一致することを確認した。ただし、両者の間には10dB強の差異があったため、電力結合係数の設定の仕方について再検討し、指数関数型自己相関関数を導入することによって、実験値をほぼ説明できることを明らかにするとともに、異種コアの場合にはモード結合係数が非対称になるので、これを対称化して電力保存則を保証する必要があることも明らかにした。

さて、電力結合理論によって、曲げやねじれがあるマルチコアファイバの平均クロストークを、モード結合理論のように多数のサンプルについて計算を繰り返すことなく、一度の計算で評価できるようになったが、電力結合係数が伝搬方向に変化しているので、この方向に電力結合方程式を逐次的に解かなければならず、数値計算が必要であることに変わりはなく、結果に対する見通しは必ずしも良くない。そこで、平均電力結合係数の解析的厳密解の導出を試み、簡潔な解析的厳密解を見出すことに成功した。ここで開発した解析技術を駆使して、クロストークとコア多重度との関係を詳細に調査し、マルチコアファイバの最適設計に資するデータを提供するとともに、こうしたデータを基に、2種ピッチ構造10コアファイバや単リング構造12コアファイバの設計を行った。特に、単リング構造12コアファイバは、世界初となる1ペタを超える伝送実験に用いられた。マルチコアファイバのクロストークがファイバ長とともに増大する現象は、本研究によって初めて見出されたものであり、こうした新規現象を理論的に説明することにも初めて成功したが、こうした成果は当初予想していなかったことで、日米欧で競争が激化しているこの分野で大きなインパクトを与えることができた。さらに、トレンチを付加することによってクロストークを大幅に低減化したマルチコアファイバを実現することもできた。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、マルチコアファイバによる空間多重伝送に関する研究は、本研究の計画段階では考えられなかったほどに急速に進展している。この分野における我が国のプレゼンスは極めて高く、世界をリードしているが、欧米の追随も激しく、予断を許さない状況にある。本研究では、マルチコアファイバの実用化も念頭に入れて、ケーブル化や敷設を想定した高性能マルチコアファイバの開発を推進する。具体的には、機械的強度を保証できるクラッド径の最大寸法、過剰損失を増加させないクラッド厚(最外周コアからクラッド境界までの距離)の最小寸法、内側コアのカットオフ波長の長波長化防止法等を明らかにしたうえで、コア密度を最大化できる最適なコア配置を特定するとともに、クロストークのなお一層の低減化を追求する。