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重度障害者に対する社会支援に基づく多様な就労形態に関する研究

いわゆる重度障害者の場合には、既存の就労形態での就労機会の獲得には限界があり、ソーシャルームや労働者協同組合、自治体独自の賃金補填による障害者事業団、あるいはNPO等を中核とした生産的活動などに期待が寄せられている。一方、これらの多様な就労の機会についての学術的な体系化は未着手で、それぞれの実践に依拠する概念整理に留まっていた。そのため、本研究では障害者の多様な就労形態や就労機会を、集中的な社会的支援に基づく「社会支援雇用モデル」として位置づけ、その実態と課題について理論的な整理を行い、今後の重度障害者の多様な就労形態への対応に向けた体系化を図った。具体的には、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践の分析結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの概念整理を進めた。その際には、「超短時間労働」への取組み実践や、障害者雇用のための特例子会社を有する企業グループによる就労継続支援事業A型事業所の設置に代表される新たな雇用と福祉の融合実践等についても焦点をあて、障害者雇用・就労分野における社会支援雇用の概念整理を進めた。その結果、「社会支援」を構成する要素として、1人的支援、2環境調整、3合理的配慮の提供、4賃金補填(期限付き・期限なし、直接補填・間接補填)、制度的支援(障害者雇用制度における特例子会社、優先調達推進法等)、6機関間支援(就労支援マネジメント)、7福祉的支援(就労場面における生活介護等の福祉サービスの提供、通勤に関する移動支援の提供)、8同僚による支援(ナチュラルサポート、ソーシャルサポート等)に分類・整理し、それぞれの構成小項目と課題について提示した。また、障害者法定雇用率の見直しと、障害者総合支援法に基づく就労支援サービスの再編を踏まえ、各自治体による多様な就労への計画的取組状況を押さえるともに、今後の課題についても分析・考察した。重度障害者の場合には、既存の就労形態での就労機会の獲得には限界があり、ソーシャルームや労働者協同組合、自治体独自の賃金補填による障害者事業団、あるいはNPO等を中核とした生産的活動などに期待が寄せられている。しかしながら、これらの多様な就労の機会についての学術的な体系化は未着手で、それぞれの実践に依拠する概念整理に留まっていた。そこで、本研究では障害者の多様な就労形態や就労機会を、集中的な社会的支援に基づく「社会支援雇用モデル」として位置づけ、その実態と課題について理論的な整理を行い、今後の重度障害者の多様な就労形態への対応に向けた体系化を図ることを目的としている。初年度は、研究代表者が所属する研究機関所在県を中心に、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践者による組織を構成し、質問紙調査やインタビュー調査等の結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの検討を進めこととしていた。実際の委員会構成までには至らなかったが、関係する実践者への聞き取りを経て、障害者雇用・就労分野における社会支援雇用の操作的定義を導くとともに、本格的な委員会構成並びに調査を進めた。また、大阪府の事例、埼玉県の事例について訪問調査を行うとともに、フィンランドにおけるソーシャルファームの取組みに関する報告会(東京都内)にも参加し、同国での賃金補填のあり方等に関する基礎資料を得た。さらに、社会支援雇用の実践を広く捉えていくため、自治体の多様な就労形態に関する取組を各障害者計画の中から検索・整理するとともに、就労継続支援事業A型に取組む民間企業の実態や、保護雇用、賃金補填に関する情報の収集と分析を行った。初年度は、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践者による組織を構成し、質問紙調査やインタビュー調査等の結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの検討を進めこととしていたが、実践事例を特定していくための基礎的なデータ収集に時間を費やし、また、検討組織を構成する上での調整作業に手間取ったため、社会支援雇用の操作的定義の検討や、今後の質問紙調査やインタビュー調査の企画・設計までは至らなかったためである。自治体の障害者計画や障害福祉計画において社会支援雇用モデルと位置づけられる取り組みについての基礎資料の収集は進めることができたので、次年度においては基礎資料の分析成果を検討組織による協議によって具体的な調査活動に活用できるよう、作業を迅速に進めることにしたい。本研究では障害者の多様な就労形態や就労機会を、集中的な社会的支援に基づく「社会支援雇用モデル」として位置づけ、その実態と課題について理論的な整理を行い、今後の重度障害者の多様な就労形態への対応に向けた体系化を図ることを目的としている。初年度は、研究代表者が所属する研究機関所在県を中心に、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践の分析結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの検討を進めた。次年度では、引き続き関係する資料の収集分析を行うとともに、関係する実践者への聞き取りを実施した。特に、「超短時間労働」への取組み実践や、障害者雇用のための特例子会社を有する企業グループによる就労継続支援事業A型事業所の設置に代表される新たな雇用と福祉の融合実践等についても焦点をあて、障害者雇用・就労分野における社会支援雇用の概念整理を進めた。さらに、社会支援雇用の実践を広く捉えていくため、初年度に抽出した自治体の各障害者計画における多様な就労形態に関する取組みについて整理・分析を行うとともに、就労継続支援事業A型に取組む民間企業の実態や、保護雇用、賃金補填に関する情報収集と分析を行った。

初年度は、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践者による組織を構成し、質問紙調査やインタビュー調査等の結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの検討を進めることとしていたが、実践事例を特定していくための基礎的なデータ収集に時間を費やし、また、検討組織を構成する上での調整作業に手間取った。次年度では、社会支援雇用の定義の検討を進め、インタビュー調査の企画・設計を行ったものの、そこで用いる概念構成に時間を要したため、実施までにはまでは至らなかった。自治体の障害者計画や障害福祉計画において社会支援雇用モデルと位置づけられる取り組みについての基礎資料の分析は進めているので、具体的なプロトタイプ化を図るための検討作業を迅速に行う。その作業を通じて、福祉分野における社会支援雇用の成立要件、地域福祉や障害者雇用の促進に与える影響、必要とされる社会的支援のあり方等についてまとめる。社会支援雇用モデルの概念構築を図るとともに国内の先駆的な取り組みに対する質問紙調査及び訪問調査を実施する。その結果に基づき、社会支援雇用モデルのプロトタイプ化を図る。それらをもとに自治体の障害者計画や障害福祉計画において社会支援雇用モデルと位置づけられる取り組みについて整理・検討を行い、国や自治体による今後の社会支援雇用体系化のための方向性、課題を提示する。重度障害者の場合には、既存の就労形態での就労機会の獲得には限界があり、ソーシャルームや労働者協同組合、自治体独自の賃金補填による障害者事業団、あるいはNPO等を中核とした生産的活動などに期待が寄せられている。一方、これらの多様な就労の機会についての学術的な体系化は未着手で、それぞれの実践に依拠する概念整理に留まっていた。本研究では障害者の多様な就労形態や就労機会を、集中的な社会的支援に基づく「社会支援雇用モデル」として位置づけ、その実態と課題について理論的な整理を行い、今後の重度障害者の多様な就労形態への対応に向けた体系化を図ることを目的としている。初年度は、研究代表者が所属する研究機関所在県を中心に、障害者就労分野の社会支援雇用と位置づけられる実践の分析結果を踏まえ、社会支援雇用モデルの検討を進めた。次年度では、引き続き関係する資料の収集分析を行うとともに、関係する実践者への聞き取りを実施した。特に、「超短時間労働」への取組み実践や、障害者雇用のための特例子会社を有する企業グループによる就労継続支援事業A型事業所の設置に代表される新たな雇用と福祉の融合実践等についても焦点をあて、障害者雇用・就労分野における社会支援雇用の概念整理を進めた。平成29年度は、さらに、社会支援雇用の実践を広く捉えていくため、先駆的自治体における「社会的雇用」を中心とした取組みについて把握整理・分析を行うとともに、就労継続支援事業A型に取組む民間企業の実態や、保護雇用、賃金補填に関する情報収集と分析を行い、多様な就労形態の枠組みについて検討を進めた。平成30年度からの障害者法定雇用率の見直しと、障害者総合支援法に基づく就労支援サービスの再編について、平成29年度になってその詳細が示された。
ASEAN現地企業への技術伝播と中所得国の経済成長に関する理論・実証研究

本研究は、成長鈍化に直面しているASEAN(東南アジア諸国連合)諸国を対象とし、当該諸国が先進国経済に成長するための方策を提示することを主な目的としている。分析に際しては、研究代表者の西山が理論研究を、分担者のスクサバンが実証研究を主に担当する。また必要に応じて、藤森梓(大阪成蹊大学)と鎌田伊佐生(新潟県立大学)の2名にも協力を要請する予定である。2018年度は、(1)ASEAN経済の実態把握、(2)実証分析で利用するための企業レベル・データおよびASEANの経済データ入手のための交渉、(3)異質性を導入した理論モデルの開発などに尽力した。(1)については、日本をはじめとする先進諸国からのFDI受入れを梃子に急速に成長しつつあるインドにまで観察対象を拡大し、アジア地域の経済パフォーマンスや成長阻害要因について広く情報収集・把握を行った。その際、基盤研究(A)「南アジアの産業発展と日系企業のグローバル生産ネットワーク」(研究代表者:佐藤隆広)に様々な面でご協力いただいた。(2)については、すでに東南アジア特定国の経済データを一部入手している。本年度中に数年分のデータを追加購入する予定である。(3)については、貿易・海外直接投資(FDI)および企業の異質性を導入した理論モデルを複数提示し、それぞれを論文としてまとめている最中である。そのうち、Nishiyama, Fujimori, and Sato論文はすでにディスカッションペーパーとして公刊し、定評のある海外の学術雑誌に投稿中である。他にも数本の論文を共同論文として執筆中であり、本年度中に学術雑誌に投稿する予定である。ただし現時点では、本研究課題の中心概念である「技術伝播」はモデルに導入できていない。最後に、本研究課題を主要テーマとする研究会を定期的に開催し、研究会情報をwebsiteにて公開している旨も特記しておく。2018年度は、ASEAN地域の実態調査、理論研究のためのパイロット・モデル作成、および実証分析用データ入手のための交渉等を行った。当該地域経済の実態把握はいまだ不十分であるため、今後も継続的に行う必要がある。理論モデルについても「技術伝播を含む動学モデル」の構築にまでは至っていない。ただし、異質性を導入した開放経済モデルは複数完成しており、それぞれを論文としてまとめている。実証研究については、理論モデルの構築と使用データ一式の入手を待つ必要があるため、まだ本格的には着手していない。現時点において、海外学術雑誌(査読付き)への投稿にまで至った論文は、Nishiyama, Fujimori, and Sato(インド進出日系企業の海外進出行動に関する理論・実証研究:貿易・FDIを導入した異質性モデルによる分析)の1本のみであるが、他にNishiyama, Sugiyama, Gintani(貿易自由化、最適排出税、および厚生に関する理論研究:開放体系下での異質性モデルによる分析)、Nishiyama, Furuta, Sugiyama(インド産業レベルデータを用いた排出規制の有効性に関する理論・実証研究:排出削減活動を導入した異質性モデルによる分析)、Nishiyama, Sugiyama, Gintani(貿易自由化による労働市場への影響を分析した理論研究:労働市場の不完全性を導入した異質性モデルによる分析)はほぼ完成間際であり、本年度中には投稿が可能な状態である。投稿先は、いずれも定評のある査読付き海外学術雑誌を予定している。これら論文の共著者の多くは研究分担者ではないが、いずれも上記概要で紹介した「研究会(神戸国際経済研究会:KIES)」の主要メンバーである。以上の実績は、ほぼ事前の計画通りに進んでいるため、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。ASEAN地域経済の実態把握については継続的に行う。今後は、現地調査や企業ヒアリング等を2018年度よりも積極的に行う予定である。分担者のスクサバンはASEANでの企業調査を定期的に行っている。こうした彼自身の研究活動ともリンクさせつつ、当該地域での現地調査を効率的に行いたい。とりわけ、日本企業と緊密な関係を持ちつつ、近年成長の鈍化に直面しているタイや、FDI導入を梃子とした急速な経済成長を実現しつつあるベトナムには特に注目して調査を行っていきたい。研究代表者の西山は、現在作成中の関連諸論文を完成させ、2019年度中に海外学術雑誌に投稿する。この作業と並行しつつ、技術伝播を含む経済成長モデルの構築作業も行う予定である。また、実証分析に用いる現地データの追加購入と日系企業レベルデータの購入も速やかに行う。上記データの入手後は、研究分担者のスクサバンを中心に実証分析を行う。この実証分析を遂行する際には、インドおよびASEAN諸国を対象とした実証研究を専門とする藤森と、企業の異質性研究を理論・実証両面から行っている鎌田にも協力を要請する予定である。

(1)については、日本をはじめとする先進諸国からのFDI受入れを梃子に急速に成長しつつあるインドにまで観察対象を拡大し、アジア地域の経済パフォーマンスや成長阻害要因について広く情報収集・把握を行った。その際、基盤研究(A)「南アジアの産業発展と日系企業のグローバル生産ネットワーク」(研究代表者:佐藤隆広)に様々な面でご協力いただいた。(2)については、すでに東南アジア特定国の経済データを一部入手している。本年度中に数年分のデータを追加購入する予定である。(3)については、貿易・海外直接投資(FDI)および企業の異質性を導入した理論モデルを複数提示し、それぞれを論文としてまとめている最中である。そのうち、Nishiyama, Fujimori, and Sato論文はすでにディスカッションペーパーとして公刊し、定評のある海外の学術雑誌に投稿中である。他にも数本の論文を共同論文として執筆中であり、本年度中に学術雑誌に投稿する予定である。ただし現時点では、本研究課題の中心概念である「技術伝播」はモデルに導入できていない。最後に、本研究課題を主要テーマとする研究会を定期的に開催し、研究会情報をwebsiteにて公開している旨も特記しておく。2018年度は、ASEAN地域の実態調査、理論研究のためのパイロット・モデル作成、および実証分析用データ入手のための交渉等を行った。当該地域経済の実態把握はいまだ不十分であるため、今後も継続的に行う必要がある。理論モデルについても「技術伝播を含む動学モデル」の構築にまでは至っていない。ただし、異質性を導入した開放経済モデルは複数完成しており、それぞれを論文としてまとめている。実証研究については、理論モデルの構築と使用データ一式の入手を待つ必要があるため、まだ本格的には着手していない。現時点において、海外学術雑誌(査読付き)への投稿にまで至った論文は、Nishiyama, Fujimori, and Sato(インド進出日系企業の海外進出行動に関する理論・実証研究:貿易・FDIを導入した異質性モデルによる分析)の1本のみであるが、他にNishiyama, Sugiyama, Gintani(貿易自由化、最適排出税、および厚生に関する理論研究:開放体系下での異質性モデルによる分析)、Nishiyama, Furuta, Sugiyama(インド産業レベルデータを用いた排出規制の有効性に関する理論・実証研究:排出削減活動を導入した異質性モデルによる分析)、Nishiyama, Sugiyama, Gintani(貿易自由化による労働市場への影響を分析した理論研究:労働市場の不完全性を導入した異質性モデルによる分析)はほぼ完成間際であり、本年度中には投稿が可能な状態である。投稿先は、いずれも定評のある査読付き海外学術雑誌を予定している。これら論文の共著者の多くは研究分担者ではないが、いずれも上記概要で紹介した「研究会(神戸国際経済研究会:KIES)」の主要メンバーである。以上の実績は、ほぼ事前の計画通りに進んでいるため、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。ASEAN地域経済の実態把握については継続的に行う。
ニセツリガネゴケの高頻度相同組換え能を利用した葉緑体ゲノムの機能改変

1)ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムの全塩基配列を決定した。ゲノム全長は122,890bpで、74種のタンパク質遺伝子、35種のRNA遺伝子、8種の保存性ORF、および1個の偽遺伝子を同定した。ゼニゴケの葉緑体ゲノムに存在する5種の遺伝子(cysA、cysT、ycf5、ycf12、rpoA)がヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムには存在しないことを明らかにした。コケ植物の進化の過程で、rpoA遺伝子が葉緑体ゲノムから核ゲノムに転移した可能性が考えられる。2)ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに特異的に存在するアルギニンtRNA遺伝子(trnR-CCG)のコード領域に外来マーカー遺伝子(aadA)を挿入することに成功した。3)ヒメツリガネゴケの葉緑体シグマ因子をコードするcDNAを2種取得し、それらの推定アミノ酸配列を明らかにした。2種の葉緑体シグマ因子をPpSIG1およびPpSIG2と命名した。2種のタンパク質は葉緑体に局在すること、それらの遺伝子の発現が光制御を受けることを明らかにした。4)タバコの葉緑体遺伝子の転写に働くと予想される核ゲノムコードのファージタイプRNAポリメラーゼ遺伝子2種を取得しその構造と発現、および遺伝子産物の細胞内局在性を明らかにした。このうち1つの遺伝子産物(NsRpoT-B)は葉緑体とミトコンドリアに輸送されることから、双方のオルガネラ遺伝子の転写に働いている可能性が高いと考えられる。葉緑体DNAに存在するtRNA遺伝子のいくつかは機能していない「痕跡遺伝子」であるという仮説を検証するため、ニセヒメツリガネゴケ(正式和名ヒメツリガネゴケ)Physcomitrella patensの葉緑体tRNA遺伝子のうち、その候補となるtRNA^<Arg>をコードするtrnR-CCGをノックアウトする。また、ニセツリガネゴケの葉緑体形質転換系を確立する。(1)ヒメツリガネゴケ葉緑体DNAに存在するrbcL遺伝子とaccD遺伝子の間に、高等植物の葉緑体DNAには存在しないtrnR-CCG遺伝子が存在する。trnR-CCG遺伝子をノックアウトするため、同遺伝子を選択マーカー遺伝子(aadA)で置換したプラスミドを作製し、これをヒメツリガネゴケのプロトネマプロトプラストにポリエチレングリコール存在下で導入した。抗生物質スペクチノマイシン(Spc)存在下で生育可能な多数のSpc耐性株を得た。これらのSpc耐性株が葉緑体形質転換株であることをゲノム解析により確認した。(2)ヒメツリガネゴケの葉緑体シグマ因子をコードする2種のcDNAを取得し、それぞれをPpSIG1とPpSIG2と命名した。PpSIG1は579アミノ酸、PpSIG2は354アミノ酸からなるシグマ因子をコードしていた。これらの葉緑体シグマ因子をノックアウトすることにより、葉緑体遺伝子の発現に及ぼす影響を調べる準備が完了した。(3)ファージ型RNAポリメラーゼをコードする核遺伝子を取得した。同遺伝子を破壊するためのコンストラクトを作製した。
ベルト式連続吸着分離・回収装置による廃棄二次電池からのコバルト回収・再資源化

キトサン繊維やイオン交換繊維を用いて廃棄二次電池の正極部分に含まれるニッケル、コバルト、マンガンからコバルトをpH操作のみで完全に吸着分離・回収・資源化することを目的として、繊維の吸着平衡特性や分離特性を検討した。さらに、全く新しい発想に基づく布状イオン交換繊維を用いたベルト型連続式分離・回収装置を開発し、廃棄二次電池からのコバルト回収・再資源化の実験を行った結果、コバルトを効率よく回収・資源化できることが明らかとなった。使用済み二次電池の正極材にはニッケル、コバルト、マンガンを加えた3元素が含まれているが、原料のコバルトが高いうえ、コバルトを回収し再生するのに高コストがかかる欠点があった。本研究では吸着法に着目し、イオン交換繊維を用いて廃棄二次電池の正極部分に含まれるコバルトをpH操作のみで完全に吸着分離・回収・資源化することを目指し、検討を行った。今年度は昨年度検討した架橋キトサン繊維およびイオン交換繊維による金属イオンの吸着平衡特性の結果と不織布への加工のし易さから、市販のイオン交換繊維を選択し、さらに詳細な平衡特性と分離特性を検討した。弱アニオン性イオン交換繊維によるニッケル、コバルト、マンガンの金属イオン吸着量のpH依存性は、ニッケル、コバルトはpHの増加とともに吸着量が増加し、中性付近ではコバルトとニッケルの吸着量にあまり差が見られなかった。pH=2ではニッケルは吸着されないが、コバルトは吸着されることがわかった。また、マンガンはどのpHであってもほとんど吸着されないことから、マンガン、ニッケルとコバルトの分離は容易に行うことができ、酸性条件下ではコバルトのみを溶液中から分離できる可能性が示唆された。キレート繊維ではニッケルとコバルトが吸着され、マンガンが吸着されないことが分かった。キレート樹脂によるカラム法での3成分系の吸着・溶離実験において、コバルトとニッケルの吸着速度に違いがあること、脱着速度が速いことから、速度差を利用したコバルトとニッケルの分離の可能性が示唆された。さらに、イオン交換繊維を布状に加工し、全く新しい発想に基づく布状繊維を用いたベルト式連続吸着分離・回収装置を製作した。廃棄二次電池の正極部分に含まれる3元素を溶解したモデル溶液を用いて、溶液濃度やベルトの移動速度などを変化させて、多成分系金属イオン溶液からのコバルトの分離回収を試みた。使用済み二次電池の正極材にはNi、Coの2元素、あるいはMnを加えた3元素が含まれているが、原料のCoが高いうえ、Coを回収し再生するのに高コストがかかる欠点があった。本研究では吸着法に着目し、イオン交換繊維を用いて廃棄二次電池の正極部分に含まれるCoをpH操作のみで完全に吸着分離・回収・資源化することを目指し、検討を行った。吸着平衡特性ではキレート繊維において各金属の吸着量に大きな差が見られ、pH=1ではNiのみが吸着されたことよりNiとCo, Mnを分離できる可能性が示唆された。また、Co, Mnの二成分系ではMnは吸着されず、Coのみがキレート繊維に吸着されることより、Coの分離が可能であることが明らかとなった。分離特性では、pH=2、3の破過曲線より6時間の操作時間でもNiの破過が見られなかったことより三成分からNiのみを完全分離ができること、Co, Mnの二成分系においてはpH=3でCoの破過が見られなかったため二成分を分離可能であることがわかった。このことよりキレート繊維を用いて、まずpH=2の三成分系の金属イオン溶液をカラムに通すことによりNiのみを吸着分離し、流出液をpH=3に調製後、さらにキレート繊維のカラムに流通させることで、Coのみが繊維に吸着されるので、3成分の完全分離が可能となる。さらに、Coを吸着した繊維にHClを流通させることによりCoを効率よく分離・回収することができると考えられる。これらの結果をもとに、キレート繊維を布状に加工し、全く新しい発想に基づく布状繊維を用いたベルト式連続吸着分離・回収装置を製作した。廃棄二次電池の正極部分に含まれる3元素(Ni,Co,Mn)を溶解したモデル溶液を用いて、溶液濃度やベルトの移動速度などを変化させて、多成分系金属イオン溶液からのCoの分離回収を試みた結果、Coを効率よく分離・回収することができた。使用済み二次電池の正極材にはニッケル、コバルトの2元素、あるいはマンガンを加えた3元素が含まれているが、原料のコバルトが高いうえ、コバルトを回収し再生するのに高コストがかかる欠点があった。資源回収と環境保全の両面においてこの3元素を単元素に分離し、リサイクルする技術の開発は緊急の課題である。本研究では吸着法に着目し、イオン交換繊維を用いて廃棄二次電池の正極部分に含まれるコバルトをpH操作のみで完全に吸着分離・回収・資源化することを目指す。その方法として、全く新しい発想に基づく布状イオン交換繊維を用いたベルト型連続式分離・回収装置を開発し、廃棄二次電池からのコバルト回収・再資源化の実験を行う。今年度はオリジナルの弱アニオン性架橋キトサン繊維および市販の強アニオン性、弱アニオン性イオン交換

繊維を用いたバッチ法によるニッケル、コバルト、マンガンイオンの単成分系、二成分系、三成分系の吸着平衡特性(吸着量のpH依存性、等pH吸着等温線)の検討を行った。その結果、弱アニオン性キトサン繊維やイオン交換繊維を用いた場合、単成分系においては吸着量のpH依存性は各金属で異なった挙動を示すことから、pHを変化させた場合の吸着量の違いを利用して、各金属の分離が可能であることを見出した。さらに、単成分系の吸着平衡関係はよく知られたラングミュア吸着等温式によってよく相関できることがわかったが、二成分系、三成分系での吸着平衡関係はお互いの金属が影響しあい、より吸着剤の分離性能が高くなった。多成分系の吸着平衡関係は単にラングミュア吸着等温式を多成分系に拡張した式では相関できないため、新たな理論の構築が必要であることが明らかとなった。弱アニオン性イオン交換繊維、キレート繊維を用いたニッケル、コバルト、マンガンの金属イオンの平衡特性、分離特性の検討結果から、廃棄二次電池中に含まれるコバルトをpH操作のみで分離できることが明らかになった。さらに、イオン交換繊維を布状に加工し、全く新しい発想に基づく布状繊維を用いたベルト式連続吸着分離・回収装置を製作し、廃棄二次電池の正極部分に含まれる3元素を溶解したモデル溶液を用いて、溶液濃度やベルトの移動速度などを変化させて、多成分系金属イオン溶液からのコバルトの分離回収を試みた。架橋キトサン繊維およびイオン交換繊維を用いたバッチ法によるニッケル、コバルト、マンガンイオンの単成分系、二成分系、三成分系の吸着平衡特性の検討を行った結果、pH操作のみで各金属の完全分離の可能性を見出した。単成分系の吸着平衡関係はよく知られたラングミュア吸着等温式によってよく相関できることがわかったが、多成分系の吸着平衡関係は単にラングミュア吸着等温式を多成分系に拡張した式では相関できなかったため、さらにいろいろな因子を考慮し、新たな理論の構築が必要であることが明らかとなった。布状繊維を用いたベルト式連続吸着分離・回収装置を用いたコバルト分離実験を進め、最適操作条件や問題点を明らかにしていきたい。また、キレート繊維を用いた3成分の吸着平衡関係で、酸性条件下ではニッケルのみが吸着することから、弱アニオン性イオン交換繊維とキレート繊維を組み合わせることで、3成分の混合溶液から単成分を効率よく分離できる可能性があることが分かったので、これらの膜を組み合わせた分離特性についても検討したいと考えている。架橋キトサン繊維およびイオン交換繊維を設置した攪拌槽にて、ニッケル、コバルト、マンガンイオンの吸着速度の測定実験を単成分から多成分系まで行うとともに、各金属イオンの分離能の検討を行う。その結果より、プロセス構築に最適な条件を探索し、各金属イオンの分離・濃縮回収を目指す。キトサン繊維やイオン交換繊維を布状に加工し、全く新しい発想に基づき開発した布状繊維を用いたベルト式連続吸着分離・回収装置を製作する。金属イオンの吸着平衡特性や分離能の結果から得られた最適条件をもとに、使用済み二次電池からコバルトを分離回収する吸着分離プロセスを構築する。
知情意モデルに基づく福祉指向インタラクティブインターフェイス

情報インフラストラクチャの整備が進み各家庭に浸透しつつある今日、それをお年寄等の弱者に対して、有効に活用できる機能を持つ知的インターフェイスを実現することが重要である。本研究では、弱者の立場に立った知的インターフェイスにおける重要な機能として、1.キーやマウス等を用いずに体表現や言語によりユーザの意図をシステムが把握する機能、2.知情意モデルによりユーザの体表現から(怒っている、困っている等の)感情をシステム側が自ら把握し、ユーザへのガイドやサポートへ結び付ける機能の実現を目的とする。昨年度までは、下記の1,2の研究に分割し、それぞれ個別に研究を進めてきた。1.体表現や言語からの意図するコマンドサインの認識とサインの追加・修正の研究ユーザの状況から意味のあるサインを抽出する研究を実施し、また、簡単な体表現や言語からの複数のコマンドを実行できるサインの追加・修正機構の研究を実施した。2.体表現や言語に基づく感情等の検出とガイドやサポート手法の研究ユーザの感情等を検出するため、知情意の工学的モデルの研究を進め、感情・意図モデルに関する研究を実施した。さらに、情報機器のガイド手法や福祉機器のサポート手法の研究を実施した。平成10年度は上述の1,2を統合して実証システムの構築を行った。これにより、システム側が人間の体表現から有効なサインを認識して、知情意の工学的モデルにより人間の感情等を検出し、人間にとって有効なサポートを実現することが可能となった。本システムで弱者を想定し実験を行った結果、人間がお腹を押さえたり、きょろきょろするといった非明示的な体表現であっても、福祉機器の側から「困っている」といった人間の感情を検出し、「心配して人間を助けようと近づく」といった行動をとることが確認され、従来の福祉支援システムと比べ、より積極的なサポートを弱者に提供できる可能性を示すことができた。情報インフラストラクチャの整備が急激に進み各家庭に浸透しつつある今日、それを(体力の衰えたお年寄りの)弱者へ有効に利用できるように工夫した新たな機能を持つ知的インターフェイスを実現することが重要である。本研究では、このような弱者の立場に立った知的インターフェイスにおける重要な機能、すなわち、1.キ-やマウスなどを用いずに体表現や言葉によりユーザの意図をシステム側が把握する機能、2.知情意モデルによりユーザの体表現から(怒っている困っている等の)感情をシステム側が自ら把握しユーザへのガイドやサポートへ結び付ける機能の実現を目的とする。平成9年度は、体表現や部屋全体を写す画像情報等が得られる部屋に住む弱者が、情報機器や福祉機器を利用する場合を想定し、下記の1、2の研究課題に分割し、個別に研究を進めてきた。1.体表現や言語からの意図するコマンドサインの認識とサインの追加・修正の研究ユーザの体表現や言語表現は必ずしも意味のあるコマンドサインとは限らないため、ユーザの状況から意味あるサインを抽出する研究を実施し、また、弱者が簡単なサインで複数のコマンドを実行できるサインの追加・修正機構の研究を実施した。さらに、キーボードを用いずに簡単な体表現により、情報機器や福祉機器(自律移動可能な歩行補助器等)の利用を実現する手法の研究を実施した。さらに、同様な体表現の断片がユーザの別の意図に使用されるケースへの対応や、怒ったり困ったりした状況下における情報機器のガイド手法や福祉機器のサポート手法の研究を実施した。以上の課題の実施により、福祉指向の知的インターフェイス実現の基礎となる成果を得た。

情報インフラストラクチャの整備が進み各家庭に浸透しつつある今日、それをお年寄等の弱者に対して、有効に活用できる機能を持つ知的インターフェイスを実現することが重要である。本研究では、弱者の立場に立った知的インターフェイスにおける重要な機能として、1.キーやマウス等を用いずに体表現や言語によりユーザの意図をシステムが把握する機能、2.知情意モデルによりユーザの体表現から(怒っている、困っている等の)感情をシステム側が自ら把握し、ユーザへのガイドやサポートへ結び付ける機能の実現を目的とする。昨年度までは、下記の1,2の研究に分割し、それぞれ個別に研究を進めてきた。1.体表現や言語からの意図するコマンドサインの認識とサインの追加・修正の研究ユーザの状況から意味のあるサインを抽出する研究を実施し、また、簡単な体表現や言語からの複数のコマンドを実行できるサインの追加・修正機構の研究を実施した。2.体表現や言語に基づく感情等の検出とガイドやサポート手法の研究ユーザの感情等を検出するため、知情意の工学的モデルの研究を進め、感情・意図モデルに関する研究を実施した。さらに、情報機器のガイド手法や福祉機器のサポート手法の研究を実施した。平成10年度は上述の1,2を統合して実証システムの構築を行った。これにより、システム側が人間の体表現から有効なサインを認識して、知情意の工学的モデルにより人間の感情等を検出し、人間にとって有効なサポートを実現することが可能となった。本システムで弱者を想定し実験を行った結果、人間がお腹を押さえたり、きょろきょろするといった非明示的な体表現であっても、福祉機器の側から「困っている」といった人間の感情を検出し、「心配して人間を助けようと近づく」といった行動をとることが確認され、従来の福祉支援システムと比べ、より積極的なサポートを弱者に提供できる可能性を示すことができた。
分子シャペロン蛋白質の新機能、シャペロン型NDPK活性の発見と蛋白質分解制御

分子シャペロンのHsp70や14-3-3蛋白質には、蛋白質の折りたたみの制御や細胞内蛋白質の輸送など、様々な生理活性が報告されているがその機能を説明する分子基盤はいまだ明確でない。また蛋白質分解酵素が基質である蛋白質の立体構造をどのようにほどいて、分解するかも今だ明らかにされていない。平成1112年にかけての研究において、分子シャペロンのHsp70や14-3-3,蛋白質分解酵素のプロテアソームのC_5とC_8サブユニットに共通するシャペロン型ヌクレオチド2リン酸キナーゼ(NDPK)活性を明らかにしてきた。則ちこれらの蛋白質は、ヌクレオチド2リン酸と3リン酸でのリン酸基の転移反応を触媒する。さらにNDPK活性の阻害剤のquercetinによりHsp70のシャペロン活性や、プロテアソームの熱変性蛋白質凝集塊阻止作用とプロテアーゼ活性が同時に阻害されることを明らかにした。このように分子シャペロン蛋白質やプロテアソームの機能発現にNDPK活性が大きくかかわっている。またHsp70の持つNDPKの活性中心を同定するため、リン酸基転移反応の途中に見い出される自己リン酸化アミノ酸の同定と、NDPK反応に直接かかわる活性中心の検索を行った。その結果Hsp70の自己リン酸化反応中間体は、204Tと211Tのリン酸化であることと、従来Hsp70のATPaseとしての活性中心と報告されていた部位以外に、227H,231E,232Dが新たなATP結合領域として作用していることが推定された。今後分子シャペロン作用におけるNDPKのさらなる詳細な解析を進める。この一年の我々の研究により、一部の分子シャペロンに共通する機能であるNDPK様活性の、その酵素反応活性中心とメカニズムを明らかにすることが出来たので報告する。我々は、今回この中で14-3-3蛋白質を用いてそのNDPK様活性の詳細な検討を行った。14-3-3蛋白質の化学修飾と点突然変異体導入を用いた解析により、α-ヘリックス3番目に位置する特定のリジン残基が14-3-3蛋白質のNDPK様活性発現に重要であることをつきとめた。同時にこのリジン残基を介して、基質であるヌクレオチド2リン酸から3リン酸への合成が可能な事より、当初の我々の仮説であったシャペロンが有するNDPK様活性が特定の塩基性アミノ酸を介したリン酸基転移反応であることも実証する事ができた。最近このリジン残基が14-3-3蛋白質のリン酸化標的蛋白質へのアクセスに関与することで、14-3-3蛋白質とリガンドとの結合に重要な役割を果たしていることが明らかにされている。これらの報告からも、我々の今回の得られた知見は、14-3-3蛋白質のNDPK様活性が、その機能として種々の標的蛋白質との相互作用に関与している可能性を推定させるものである。さらに最近我々は、真核生物における26Sプロテアソームの触媒ユニットである、20Sプロテアソーム内の特定のサブユニットが、同様のNDPK様活性を有する事を見出しており、今後このNDPK様活性が、タンパク質タンパク質相互作用を含めた分子シャペロン機能にどのようにかかわっているのかを明らかにする予定である。本研究では、分子シャペロンのHsp70や14-3-3,蛋白質分解酵素のプロテアソームのC_5とC_8

サブユニットに共通するシャペロン型ヌクレオチド2リン酸キナーゼ(NDPK)活性を明らかにしてきた。さらにNDPK活性の阻害剤のquercetinによりHsp70のシャペロン活性や、プロテアソームの熱変性蛋白質凝集塊阻止作用とプロテアーゼ活性が同時に阻害されることを明らかにしてきた。以上のことから分子シャペロン蛋白質やプロテアソームの機能発現にNDPK活性が大きくかかわっていることが示唆された。そこで本年度はHsp70の持つNDPKの活性中心を同定するため、NDPK反応のリン酸基転移反応の途中に見い出される自己リン酸化アミノ酸の同定とNDPK反応に直接かかわる活性中心の検索をHsp70の各種変異体を作成することにより行った。その結果、Hsp70の自己リン酸化反応中間体は、204Tと211Tのリン酸化であることと、従来Hsp70のATPaseとしての活性中心と報告されていた部位以外に、227H,231H,232Dが新たなATP結合領域として作用していることが推定された。現在シャペロン活性におけるNDPKの作用機序の解析を進めている。
気温と果実温が夜間のトマト果実への同化産物転流に及ぼす影響

冬季のトマト栽培において,夜温を高めると果実の成熟するまでの日数は顕著に短縮するものの,1日あたりの果実肥大速度はあまり高まらないために,果実は十分に肥大せず小果で収穫される.夜温を高めても果実肥大速度が高まらない理由を調べるために,最低気温を5, 10, 15, 20°Cに設定したハウス内で養液栽培によりトマトを一段栽培し,夜間における果実肥大をレーザー判別センサーにより測定し,同時に果柄部師管滲出液をEDTA法により採取し,グルコースおよびスクロース濃度を酵素法により測定した.果実の肥大速度は正午付近をピークとし,その後,夜間から早朝にかけて低下した.また,各区での肥大パターンの変化を比較しようとしたが,ノイズが大きく明確な比較はできなかった.一方,果柄部師管滲出液中のスクロース濃度は果実肥大と類似した日変化を示し,日中にピークとなり,夕刻から早朝にかけて次第に低下した.このことから,果実肥大は師管液中のスクロース濃度と関係が深いと示唆された.また,5°Cと20°Cで比較したところ,どちらも類似した日変化を示すものの,20°Cと比較して5°Cでは,夕刻から早朝にかけてのスクロース濃度の低下は緩やかであった.現在,果実肥大と師管滲出液中のスクロース濃度との関係について,さらに詳細に検討中である.また,果実および葉を定時的にサンプリングして,糖およびデンプン濃度を測定する予定であり,これらの結果を総合して夜温と果実肥大並びに同化産物の転流について考察する予定である.冬季のトマト栽培において,夜温を高めると果実の成熟するまでの日数は顕著に短縮するものの,1日あたりの果実肥大速度はあまり高まらないために,果実は十分に肥大せず小果で収穫される.夜温を高めても果実肥大速度が高まらない理由を調べるために,最低気温を5, 10, 15, 20°Cに設定したハウス内で養液栽培によりトマトを一段栽培し,夜間における果実肥大をレーザー判別センサーにより測定し,同時に果柄部師管滲出液をEDTA法により採取し,グルコースおよびスクロース濃度を酵素法により測定した.果実の肥大速度は正午付近をピークとし,その後,夜間から早朝にかけて低下した.また,各区での肥大パターンの変化を比較しようとしたが,ノイズが大きく明確な比較はできなかった.一方,果柄部師管滲出液中のスクロース濃度は果実肥大と類似した日変化を示し,日中にピークとなり,夕刻から早朝にかけて次第に低下した.このことから,果実肥大は師管液中のスクロース濃度と関係が深いと示唆された.また,5°Cと20°Cで比較したところ,どちらも類似した日変化を示すものの,20°Cと比較して5°Cでは,夕刻から早朝にかけてのスクロース濃度の低下は緩やかであった.現在,果実肥大と師管滲出液中のスクロース濃度との関係について,さらに詳細に検討中である.また,果実および葉を定時的にサンプリングして,糖およびデンプン濃度を測定する予定であり,これらの結果を総合して夜温と果実肥大並びに同化産物の転流について考察する予定である.
スリランカにおけるレプトスピラ症とハンタウイルス感染症の媒介げっ歯類に関する研究

レプトスピラおよびハンタウイルス感染の様式と宿主を明らかにすることを目的とした。ラットおよびトガリネズミから病原性レプトスピラが分離された。抗ハンタウイルス血清抗体保有率は水田地帯で19%と高く、スリランカ固有クマネズミがタイランド型関連ハンタウイルスの宿主であると考えられた。全島横断的なヒトの抗体調査の結果、原因不明慢性腎臓病患者(CKDu)の約50%がハンタウイルス抗体陽性であり、一方CKDu非流行地の健常人では5%であった。本研究より、スリランカでは固有種のクマネズミを感染源として、レプトスピラおよびハンタウイルス感染が高頻度で起こり、さらにCKDu発症のリスクとなる可能性が示された。スリランカは南アジアの島国であり固有の動物層を持っている。たびたびレプトスピラ症の流行が起こり問題となっているが、その患者の中に抗ハンタウイルス抗体陽性例が確認され、未診断の症例が数多くあることが予想されている。レプトスピラ症とハンタウイルス感染症は臨床的には症状に共通するものが多く、その鑑別診断はきわめて困難である。また、両疾患ともにげっ歯類が重要な役割を果たす人獣共通感染症である。本研究ではスリランカにおけるハンタウイルス感染症の実態を明らかにする事を目的とする。今年度はレプトスピラLipL32抗原の準備を完了しラットの調査に応用した(Shiokawa et al 2016)。スリランカ中央州のKandy都市部のマーケットにてげっ歯類の調査を行った。合計133頭を調べた結果、結果、レプトスピラの陽性個体はげっ歯類では1/116で一頭のみであったのにたいし、食虫類では2/16であった。両方からLeptospira borgpeterseniiが見いだされ、ヒトへの感染源となっている可能性が示唆された。一方でハンタウイルス陽性げっ歯類個体は1頭のみであり、感染率が低いことが示唆された(Shiokawaetal論文作成中)。ハンタウイルス抗体陽性の熱性疾患の検体は都市部ではなく中央州の農村地域から見いだされた。罹患ウイルス型の推定を試みたが、非定型的な反応性を示したため、特定できなかった。新規ハンタウイルスがヒトへの感染を起こしている可能性が考えられるため、農村部におけるげっ歯類の調査が必須であると考えられた。また、原因不明の慢性腎臓疾患(CKDu)はスリランカ中央から北部へかけての農村地域でここ20年の間に急速に患者数が増加した公衆衛生上問題となっている疾患である。この疾患の患者血清を調査した結果、67%の患者が抗ハンタウイルス抗体を保有しており、疾患への関与が疑われた(論文作成中)。中央州におけるヒトと小型ほ乳類におけるレプトスピラ症とハンタウイルスの感染状況について、調査を進めることができた。さらにスリランカで大きな公衆衛生上の問題となっているCKDuとハンタウイルス感染との関連を示す始めての結果を得ることができた。また家畜においては豚の保有するレプトスピラを検出することができたので、現在その種の特定をいそいでいる。一方で、ウシについてはまだ結果をえることができていない。ペラデニア大学教育病院で収集した、デングウイルス陰性、インフルエンザウイルス陰性の原因文患者の中にハンタウイルス感染症およびレプトスピラ症と考えられる患者が見つかった。抗ハンタウイルスIgM陽性患者は血清型を解析した結果、タイランド型ハンタウイルスに罹患していると考えられた。これらの患者は腎臓症状および出血の症状を欠き、中国・韓国などの東アジアで見いだされる腎症候性出血熱とは異なる病態を示した。スリランカのハンタウイルスは不明熱患者の5-7%を占め、症状は軽度あるいは無症候であると考えられた。一方でレプトスピラ症は不明熱患者の50%近くを占める可能性があると考えられた。スリランカ中央部のKandyの市場において小型ほ乳類の調査を行った。その結果、優勢種はクマネズミ(ヨーロッパ型に近縁なスリランカ固有種)であり、これらの中から2例のハンタウイルス抗体陽性が見いだされた。一方、捕獲されたオニネズミは少数であり、ウイルスを保有している個体は見いだされなかった。一方、レプトスピラはげっ歯類ではなく旧食虫目に属するShrewであるSuncus murinusから高率に検出された。多遺伝子座解析の結果、L. borgepetersoniiを保有していることが明らかとなった。スリランカにおいてはshrewがレプトスピラ症の感染源となっている可能性が示された。スリランカにおけるレプトスピラ症とハンタウイルス感染症の健康被害を調べるため、ペラデニア大学教育病院で収集した不明熱のほか、中央州、ウバ州の健常人および原因不明の慢性腎臓疾患(CKDu)患者血清およそ900検体の抗体を調査した。その結果、CKDu患者の約半数がハンタウイルス抗体を保有していた。

一方で、レプトスピラ症とCKDuとの関連はなかった。スリランカでは北部および北東部の乾燥地帯を中心にCKDuが1990年代より急増し、大きな社会問題となっている。先進国の慢性腎臓疾患(CKD)は糖尿病・高血圧症などの生活習慣病を原因疾患とする疾病であるが、スリランカのCKDuはこれと言った原因疾患を持たず働き盛りの農業従事者の男性に好発し、「流行地」を持つ点が先進国のCKDとは大きく異なる。流行地では働き手が次々と失われ、コミュニティーの維持が困難となっている。農業生産へのダメージに加え血液透析・腎臓移植を必要とする患者が急増し、医療への加重も社会問題となっており、CKDuはスリランカの国家的な課題となっている。これまでCKDu原因として様々な環境因子が疑われたが、その原因は不明とされている。本研究では、はじめてハンタウイルス感染症のCKDu発症への関与を示唆する結果を得、学術雑誌に公表した。この報告は大きな反響を呼び、今後詳細を解明する必要ことが望まれている。スリランカは南アジアの島国であり固有の動物層を持つレプトスピラ症の流行国である。患者の中には抗ハンタウイルス抗体陽性例が確認され、多くの未診断の症例の存在が予想される。また、両疾患ともにげっ歯類媒介性人獣共通感染症である。本研究ではヒトへのレプトスピラおよびハンタウイルス感染の様式と動物の関与を明らかにすることを目的とした。KandyおよびGirandrukotteにおいてげっ歯類の調査を実施した。Kandyの市街地の市場ではクマネズミ類90%トガリネズミ類が10%混獲された。水田地帯であるGirandrukotteでは90%がクマネズミ、その他はオニネズミ,マウス類であった。ラットおよびトガリネズミからはレプトスピラが分離され、それはL. borgepetersoniiおよびL. interrogansの病原性株であることが明かとなった。抗ハンタウイルス血清抗体保有率は特にGirandrukotteで19%と高かった。宿主はlineage B1に属するスリランカ固有クマネズミであり、タイランド型に関連するハンタウイルスの感染源であることが明らかとなった。人においては全島横断的なハンタウイルスの抗体調査を実施した。その結果、原因不明慢性腎臓病患者(CKDu)の約50%が抗ハンタウイルス抗体を保有していることが明かとなった。ハンタウイルス抗体陽性者は壮年の水田農家の男性が優位に多くかった。一方で、CKDu流行地での健常者の抗体陽性率は役18%、CKDu非流行地の健常人では3.5-5.5%であり、ハンタウイルス感染が急性感染症というよりはむしろCKDu発症のリスクの1つである可能性が示された。本研究より、スリランカでは固有種のクマネズミを感染源として、レプトスピラおよびハンタウイルスの感染が起こっており、さらにCKDuの発症リスクとなる可能性が示された。レプトスピラおよびハンタウイルス感染の様式と宿主を明らかにすることを目的とした。ラットおよびトガリネズミから病原性レプトスピラが分離された。
地球温暖化にかかわる大気微量分子の反応過程の研究

真空紫外レーザーシステムを用いて地球温暖化の環境問題に関与する大気微量成分の大気中での反応過程について調べた。含酸素揮発性有機化合物(OVOCs)の一つであるケトンは、溶剤などの工業的用途や植物によって大気中に直接放出されるほか、炭化水素類の大気化学反応により二次的にも生成される。対流圏におけるOVOCsの主な消失過程は、OHラジカルやCI原子との反応によって始まる大気酸化反応である。このケトン類の大気中での反応過程を真空紫外レーザーシステムを用いてラボ実験により正確に計測した。また、米国のフォード社の中央研究所のTimothy J. Wallington博士と協力して、ケトン類と塩素原子やOHラジカルとの反応速度を求める実験を行った。光化学チャンバーとフーリエ赤外分光測定によりこれらの反応の速度を求めることができた。さらに、対流圏での化学反応過程を中心に研究を進めるために真空紫外レーザー誘起蛍光法に代えて、キャビティーリングダウン法の装置を組み立てて実験を行った。非常に反射率の高い一対のミラーを1m程度離して設置し、キャビティーを構成させた。片方のミラーの後ろから、検出対象となる分子の吸収の共鳴波長付近の数nsのパルス時間幅のパルスレーザー光を導入した。もう一方のミラーの後ろで、もれてくるレーザー光を光電子増倍管で検出した。このレーザー光強度の減衰を計測する。キャビティー内で何百回も往復するので、実効長が数kmの吸収測定と等価となる。レーザーの波長が検出対象種の吸収波長に合ったときにこの減衰の時定数が小さくなる。これを用いて温室効果気体である対流圏オゾンの生成・消滅にかかわる反応過程を研究した。窒素酸化物のNO_3およびN_2O_5の計測を行った。また、大気中のエアロゾルは地球温暖化に大きな影響を与えるが、そのエアロゾルによる太陽光の吸収および散乱量をキャビティーリングダウン法で計測することができた。真空紫外レーザー誘起蛍光法を用いて、温室効果気体の反応過程および光分解過程をラボ実験により調べた。対象となる原子・分子の検出のために連続波長可変真空紫外レーザー光を、KrやXeなどの気体の非線形効果で発生させた。2台の色素レーザーを1台のXeClエキシマレーザーで励起し、希ガスを媒体とした四光波混合の差周波発生で真空紫外領域の連続波長可変レーザー光を得た。検出レーザーパルスに先立ち活性種を作り出す光分解レーザーパルスを照射した。レーザーパルス時間幅は全解・検出用とも1020nsであり、毎秒10パルスの繰り返しである。光分解と検出の二つのレーザーのパルスの間の遅延時間を50nsから100μsの範囲で調節することにより、反応進行状況を刻々と観測することができるようにした。反応セルは常にポンプで排気されているフローのシステムで、活性原子・ラジカルの親分子と反応分子の混合気体を流した。代替フロンガスの大気中の反応過程を調べた。代替フロンとして使用されているHFC(Hydro-Fluoro-Carbon)および新規のエーテル類およびケトン類の大気反応過程を調べた。真空紫外レーザーを使用してこれらの化合物と塩素原子Clとの反応過程を調べた。原応速度定数を正確に求めて、反応過程を明らかにした。米国のフォード社の中央研究所のTimothy J.Wallington博士と協力して、代替フロンとOHラジカルとの反応速度を求める実験を行った。光化学チャンバーとフーリエ赤外分光測定によりこれらの反応の速度を求めることが出来た。反応生成物についても情報を得ることが出来た。

分解・除去のテクノロジー開発に不可欠であるだけでなく、これらの物質の継続した使用についてどの程度の制限を与える必要があるかについての判断を下すのに必要な基礎的情報を得ることが出来た。昨年度に引き続いて真空紫外レーザーシステムを用いて地球温暖化の環境問題に関与する大気微量成分の大気中での反応過程について調べた。含酸素揮発性有機化合物(OVOCs)の一つであるケトンは、溶剤などの工業的用途や植物によって大気中に直接放出されるほか、炭化水素類の大気化学反応により二次的にも生成される。対流圏におけるOVOCsの主な消失過程は、OHラジカルやCl原子との反応によって始まる大気酸化反応である。このケトン類の大気中での反応過程を真空紫外レーザーシステムを用いてラボ実験により正確に計測した。また、米国のフォード社の中央研究所のTimo thy J.Wallington博士と協力して、ケトン類と塩素原子やOHラジカルとの反応速度を求める実験を行った。光化学チャンバーとフーリエ赤外分光測定によりこれらの反応の速度を求めることができた。さらに、対流圏での化学反応過程を中心に研究を進めるために真空紫外レーザー誘起蛍光法に代えて、キャビティーリングダウン法の装置を組み立てて実験を行った。非常に反射率の高い一対のミラーをlm程度離して設置し、キャビティーを構成させた。片方のミラーの後ろから、検出対象となる分子の吸収の共鳴波長付近の数nsのパルス時間幅のパルスレーザー光を導入した。もう一方のミラーの後ろで、もれてくるレーザー光を光電子増倍管で検出した。このレーザー光強度の減衰を計測する。キャビティー内で何百回も往復するので、実効長が数kmの吸収測定と等価となる。レーザーの波長が検出対象種の吸収波長に合ったときにこの減衰の時定数が小さくなる。これを用いて温室効果気体である対流圏オゾンの生成・消滅にかかわる反応過程を研究した。窒素酸化物のNO_3およびN_2O_5の計測を行った。また、大気中のエアロゾルは地球温暖化に大きな影響を与えるが、そのエアロゾルによる太陽光の吸収および散乱量をキャビティーリングダウン法で計測することができた。