hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微動特性と震源過程を考慮した1945年三河地震での建物被害分布に関する研究

本研究は,1945年1月13日午前3時38分頃に愛知県三河地方に起きた三河地震(M=6.8,死者:2,306人)での建物被害分布に着目して,(1)震源過程,(2)震源距離,と(3)表層地盤の増幅効果,の影響度合を明らかにすることを目的としている。研究期間が2年間の最後に当たる今年度の研究実績を以下にまとめる。1.科学技術庁・気象庁・消防庁が愛知県内に地震計を設置した約100地点に出向いて微動測定を行った。そして,微動波形を1997年3月16日愛知県東部地震(M5.8)の際に得られた地震動波形と比較して,あと揺れ部分に微動の影響が強く現れることを確かめた。2.前年度に実施した愛知県東部地震のアンケート震度から,震源過程と距離減衰の効果を取り除いて「震度増分」という量を定義して求め,微動測定結果との比較を行った。その結果,水平方向の微動と上下方向の微動との平均的な倍率を表わす量である「平均H/V倍率」が「震度増分」と最も相関が高いことが判明した。3.愛知県防災会議資料「昭和20年1月13日三河地震の震害と震度分布」で,「木造家屋の被害率」が示されている地区に出向いて微動測定を行った。そして,微動の「平均H/V倍率」を算定した。4.電力中央研究所が今年度実施した断層調査の結果等から,三河地震の地震断層を2つに分割して,翠川・小林の方法によって基盤加速度分布を算定した。さらに,微動の「平均H/V倍率」を乗じて「見かけの地表加速度」を求めて,木造家屋被害率と比較した。その結果,三河地震による木造家屋被害率が50%以上である吉良町や安城市南部などでは,地表加速度が大きくなることが判明した。この研究から,三河地震での木造家屋被害率は,震源特性と表層地盤の増幅特性とを適切に評価すれば,シミュレーションが可能であることが判明した。研究期間が2年間の1年目に当たる今年度の研究実績を以下にまとめる。1.愛知県防災会議資料「昭和20年1月13日三河地震の震害と震度分布」と当時の古地図から,三河地震での「木造家屋の被害率」や「死者数」などを大字単位で整理し,表層地質図に記入した。その結果,建物被害分布は表層地質と良く対応し,特に沖積低地上に被害が大きくなる傾向が見られた。2.被害率の高い西三河地域に現存する約50の寺院を訪問して,三河地震での寺院建物や墓石,灯篭などの被害状況を聞き込み調査して,寺院被害率を算定した。3.西三河地域の小学校,中学校や公民館などで常時微動計測を実施し,H/Vスペクトルの卓越周期から基盤深さを算定し,また,H/Vの平均倍率から増幅効果の定量化を行った。これらの値については,1997年3月16日に愛知県東部で起きたM5.8のプレート内地震でのアンケート震度分布により,その妥当性を検討した。4.三河地震の地震断層や震源特性を考慮した基盤上での加速度応答スペクトルを翠川・小林の方法で算定し,微動計測で求めた表層地盤の増幅倍率を乗じることにより地表面上の最大応答加速度を推定した。5.シミュレーション解析により算定された基盤上や地表面上での最大加速度と寺院被害率とを対応させた結果,表層地盤の増幅効果が寺院被害率に及ぼす影響が最も高いことが判明した。来年度は,木造建物の被害率について同様の手法で分析し,今年度の研究成果とを合わせて論文としてまとめる予定である。

4.電力中央研究所が今年度実施した断層調査の結果等から,三河地震の地震断層を2つに分割して,翠川・小林の方法によって基盤加速度分布を算定した。さらに,微動の「平均H/V倍率」を乗じて「見かけの地表加速度」を求めて,木造家屋被害率と比較した。その結果,三河地震による木造家屋被害率が50%以上である吉良町や安城市南部などでは,地表加速度が大きくなることが判明した。この研究から,三河地震での木造家屋被害率は,震源特性と表層地盤の増幅特性とを適切に評価すれば,シミュレーションが可能であることが判明した。
HPV関連中咽頭癌の高転移性をHPV E5シグナル伝達から解明する

ヒトパピローマウイルス(HPV)E5蛋白が上皮間葉転換を誘導し転移能を亢進するとの仮説の検証を試みた。平成30年度は、PART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」に着手した。Epstein-Barrウイルスの癌蛋白であるLMP1により上皮間葉転換が誘導される気道上皮を見出しており、同細胞にHPV E5を形質導入する予定としてHPV E5蛋白発現プラスミド作成を試みたが、本研究年度中に同プラスミドの作成には至らなかった。同プラスミドの作成は本研究の遂行に不可避なものであり、引き続き尽力していく。また、PART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」についても並行して実施することとした。本研究年度は、前年度に引き続き、中咽頭癌におけるp16免疫染色とGP5+/GP6+プライマーを用いたPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認した。HPV関連中咽頭癌の予後不良因子として、被膜外浸潤を画像で表しているmatted nodesと呼ばれるリンパ節の存在が遠隔転移と関連することが判明した。さらに被膜外浸潤を生じる機序について検討を進めていく。一方、PART II:「HPV E5形質導入による転移関連因子の発現変化とその機能の検証と関与するシグナル伝達路の解明」に関連し、HPV E5そのものの機能を見たものではないが、HPV16陽性子宮頸癌細胞であるCaski細胞を用いてwound assayによる細胞遊走能の評価を行った。プレリミナリーなデータでは、PART IIでの候補薬剤の一つと考えているバルプロ酸で細胞を処理すると遊走能が亢進する印象であった。当初想定した結果とは異なるものであり、さらなる検証が必要と思われる。平成30年度に予定していたPART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」において、モデルとなる上皮細胞を見出したものの、E5蛋白発現プラスミドの作成には至らなかった。平成30年度に予定していたPART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」については並行して実施した。本研究年度は、中咽頭癌におけるp16免疫染色とPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認し、臨床背景因子との検討によりmatted nodesが遠隔転移に関連することを見出したが、転移関連因子の発現や上皮間葉転換についての検証には至らなかった。上記により、やや遅れていると判断した。平成31年度はHPV E5蛋白発現プラスミドを作成し、PART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」を加速的に実施するとともに、PART II:「HPV E5形質導入による転移関連因子の発現変化とその機能の検証と関与するシグナル伝達路の解明」に注力する。さらに、PART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」においても、転移関連因子や上皮間葉転換に関わる因子の免疫染色を実施していく。平成29年度は、PART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」に着手した。Epstein-Barrウイルスの癌蛋白であるLMP1により上皮間葉転換が誘導される気道上皮を見出しており、同細胞にHPV E5を形質導入する予定とした。HPV E5蛋白をコードするウイルスDNAは237bpと小さいため、人工合成によるE5蛋白発現プラスミド作成を試みた。しかし、本研究年度中に同プラスミドの作成には至らなかった。そこで、平成30年度以降に予定していたPART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」についても並行して実施することとした。本研究年度は、中咽頭癌におけるp16免疫染色とGP5+/GP6+プライマーを用いたPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認した。一方、PART Iならびに平成30年度以降に予定していたPART II:「HPV E5形質導入による転移関連因子の発現変化とその機能の検証と関与するシグナル伝達路の解明」に関連し、HPV E5そのものの機能を見たものではないが、HPV16陽性子宮頸癌細胞であるCaski細胞を用いてwound assayによる細胞遊走能の評価を行った。平成29年度に予定したPART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」において、モデルとなる上皮細胞を見出したものの、E5蛋白発現プラスミドの作成には至らなかった。平成30年度以降に予定していたPART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」についても並行して実施することとした。本研究年度は、中咽頭癌におけるp16免疫染色とPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認したが、転移関連因子の発現や上皮間葉転換についての検証には至らなかった。

ヒトパピローマウイルス(HPV)E5蛋白が上皮間葉転換を誘導し転移能を亢進するとの仮説の検証を試みた。平成30年度は、PART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」に着手した。Epstein-Barrウイルスの癌蛋白であるLMP1により上皮間葉転換が誘導される気道上皮を見出しており、同細胞にHPV E5を形質導入する予定としてHPV E5蛋白発現プラスミド作成を試みたが、本研究年度中に同プラスミドの作成には至らなかった。同プラスミドの作成は本研究の遂行に不可避なものであり、引き続き尽力していく。また、PART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」についても並行して実施することとした。本研究年度は、前年度に引き続き、中咽頭癌におけるp16免疫染色とGP5+/GP6+プライマーを用いたPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認した。HPV関連中咽頭癌の予後不良因子として、被膜外浸潤を画像で表しているmatted nodesと呼ばれるリンパ節の存在が遠隔転移と関連することが判明した。さらに被膜外浸潤を生じる機序について検討を進めていく。一方、PART II:「HPV E5形質導入による転移関連因子の発現変化とその機能の検証と関与するシグナル伝達路の解明」に関連し、HPV E5そのものの機能を見たものではないが、HPV16陽性子宮頸癌細胞であるCaski細胞を用いてwound assayによる細胞遊走能の評価を行った。プレリミナリーなデータでは、PART IIでの候補薬剤の一つと考えているバルプロ酸で細胞を処理すると遊走能が亢進する印象であった。当初想定した結果とは異なるものであり、さらなる検証が必要と思われる。平成30年度に予定していたPART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」において、モデルとなる上皮細胞を見出したものの、E5蛋白発現プラスミドの作成には至らなかった。平成30年度に予定していたPART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」については並行して実施した。本研究年度は、中咽頭癌におけるp16免疫染色とPCRによるHPV DNAの検出を行い、HPV関連の有無を確認し、臨床背景因子との検討によりmatted nodesが遠隔転移に関連することを見出したが、転移関連因子の発現や上皮間葉転換についての検証には至らなかった。上記により、やや遅れていると判断した。平成30年度はHPV E5蛋白発現プラスミドを作成し、PART I:「HPV E5発現ベクター作成と形質導入による上皮間葉転換の検証」を推進するとともに、PART II:「HPV E5形質導入による転移関連因子の発現変化とその機能の検証と関与するシグナル伝達路の解明」に注力する。さらに、PART III:「HPV関連および非関連中咽頭癌組織における転移関連因子の発現および上皮間葉転換」においても、転移関連因子や上皮間葉転換に関わる因子の免疫染色を実施していく。
惑星大気を利用した推進機関燃料としての金属の燃焼に関する研究

火星や金星の大気のCO_2を酸化剤とし金属を燃料とするジェットエンジンの燃焼器開発の基礎デ-タを得るために、エンジン性能の検討や金属燃料の着火・燃焼過程の解明を行い、以下の成果を得た。(1)金属燃料の可能性とエンジンの性能:各種の金属の中でMgとAlとがCO_2との発熱量、断熱火炎温度の点で優れており、CO_2大気中の推進機関の燃料となる可能性がとりわけ高い。性能計算の結果、これらを燃料とする火星用ジェットエンジンは多量の燃料を消費はするものの、推力は十分に大きく取ることができることが明らかになった。(2)二酸化炭素中における金属の着火:LiとMgのCO_2流中の自発着火限界温度はそれぞれ340°Cと851°Cで比較的低いが、Alはこれらに比べると遙かに着火しにくく、着火限界温度は18001900°Cであった。ところがボロンはCO_2流中では着火できなかった。Liは着火過程の初期段階で表面上に保護的でない反応膜がまず形成され、発熱を伴う表面酸化反応が容易に進行する。この場合は表面反応の発熱と周囲への熱損失の釣合のみが着火の限界を支配する。これに対してMgやAlは初期段階で形成される反応膜が保護的なためそれ以上の酸化を妨げ、表面反応膜の物理化学的性質がある特定温度で変質して非保護的にならない限りは着火しないと実験結果より結論づけられた。いずれの金属の場合も最終的には金属蒸気が気相で火炎を形成して着火することが観測された。(3)二酸化炭素中における燃焼:LiとMg、Alは着火した後、非常に明るい火炎を形成して気相で燃焼し、COと金属酸化物とを生成するのがわかった。しかしLiの場合は、気相で燃焼するのは着火直後の短い間だけで、その後は炭酸リチウムを生成する表面燃焼に遷移した。一方、ボロンは試料を高温に保持すれば活発な表面反応を起こし、他の金属と同様、COと金属酸化物とを生成するのが確認された。火星や金星の大気圏内で用いる、二酸化炭素を酸化剤・作動流体とし金属を燃料とするジェットエンジン用燃焼器開発の基礎データを得ることを目的として、本研究は進めている。以下に本年度に行った研究の項目とその実績概要について述べる。1.高周波加熱を用いた高温加熱着火装置の製作アルミニウムを自発着火させるために出力5kwの高温加熱着火装置を製作・完成させた。現在はまだ予備実験の段階であるが、空気中ではアルミニウムは2000°C付近の高温にまで容易に昇温し、着火燃焼することが確められた。本装置を用いた本格的な実験は次年度に行う予定である。なお、本装置ではボロンは全く加熱されなかった。2.自発着火温度の測定ボロンについて、既存のクセノンランプ加熱装置を用いて着火実験を行った。その結果、二酸化炭素中ではB-CO_2系の断熱火炎温度にまでボロンを加熱しても自発着火しないことがわかった。比較のため酸素-窒素混合気中で着火過程を調べたが、酸素濃度が30%以下ではボロンの融点においても着火しないこと、また50%以下では着火は起すものの自立燃焼ができないことが明らかになった。3.金属-二酸化炭素反応過程の解明リチウムとマグネシウムに対して、二酸化炭素中の火炎スペクトルの観測や燃焼ガス分析、残留燃焼生成物の分析を行った。

その結果、これらの金属が二酸化炭素中で燃焼すると凝縮した金属酸化物と気体の一酸化炭素が形成されることが明らかになった。特にリチウムの場合はそれ以外に、気相反応に続く表面反応によって炭酸リチウムが形成され、マグネシウムに比べてその燃焼過程が複雑であることが明らかになった。火星や金星の大気圏内で使う、二酸化炭素を酸化剤・作動流体とし金属を燃焼とするジェットエンジンの燃焼器開発の基礎デ-タを得ることを目的に、本研究は二酸化炭素流の淀み領域に置かれた金属試料の着火・燃焼過程の解明を進めている。以下に本年度の研究実績の概要を示す。1.ボロンの火炎構造の解明ボロンの二酸化炭素中での振舞いと比較するため、酸素流中でのボロンの着火温度や火炎構造などを光学的手法を用いて調べた。その結果、ボロンの自発着火限界温度は1310±40°Cであり、気相で着火してボロン表面近傍に火炎を形成することがわかった。この火炎は、ボロン表面での反応によって発生したBOガスが気相中で酸素あるいはBO_2ガスと反応して形成されるもので、BO_2ガスとB_2O_3ガスが燃焼生成物として発生することも明らかにあった。2.アルミニウムの着火温度の測定二酸化炭素流中でのアルミニウムの自発着火限界温度は18001900°Cであることがわかった。3.アルミニウムの着火・燃焼過程の観察アルミニウム試料の温度が限界温度以下の場合には表面反応によって反応膜が形成され、着火には至らない。限界温度以上にアルミニウムを加熱した場合、表面反応膜は形成されずにアルミニウム蒸気が直接二酸化炭素と気相で反応して着火し、その表面近傍に極めて明るく輝く火炎を形成することがわかった。観察された火炎スペクトルはAlの輝線スペクトル:396.15,394.40nm及びAlOの帯スペクトル:447.0,464.8,484.2,507.9nmであり、酸素中の火炎と同じであることが明らかになったが、この火炎の構造を解明するには至らなかった。
エピゲノム変化による筋ジストロフィーの発症機構の解明

エピゲノム変化が病態と関わっていることが示唆されている顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーについて、網羅的にDNAのメチル化変化を解析した。その結果、筋症状関連遺伝子群には明らかなメチル化の変化は見いだされなかった。そこで疾患関連ゲノム領域であるD4Z4領域のDNAメチル化の程度をバイサルファイトシーケンス法で直接評価した。その結果、D4Z4領域のDNAメチル化と臨床症状の間には負の相関がみられることを見いだした。本研究は疾患に関与するゲノム領域特異的なDNAメチル化の変化を検討しうる方法を確立したものであり、今後、病態解析を行う上で極めて有用な成果であると考える。顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSHD)は、常染色体優性遺伝形式をとる最も頻度の高い遺伝性筋疾患の1つである。FSHDは第4染色体テロメアに存在する3.3kbのリピート配列D4Z4の数10個以下(正常=11100以上)に減少することによる疾患であることから、エピゲノム変化が病態と深く関わっていることが示唆されている。今年度本研究では、超高密度ゲノムマイクロアレイを用いて、D4Z4リピート数が同じで臨床重症度に差のある親子間のゲノムDNAを用いて網羅的にDNAメチル化の程度を解析した。その結果、筋症状への関与が示唆される遺伝子群にはDNAメチル化に明らかな差違は見いだされなかった。ゲノムマイクロアレイは、サブテロメア領域の評価が困難である事から、D4Z4リピート近傍のDNAメチル化修飾の程度をバイサルファイトシーケンス法によって直接評価することを試みた。D4Z4リピート近傍の塩基配列は他の複数の染色体上に相同性の極めて高い領域が存在する上、極めてGC含量が高い。そこで疾患責任領域と考えられる4番染色体上のD4Z4リピート領域が、他の染色体上類似配列と比べてきわめて短いことを利用した。まずゲノムDNAを制限酵素処理した後電気泳動し、予測されるサイズの領域を切り出し、直接シークエンス法を用いて4番染色体由来であることを確認した後、バイサルファイトシーケンスを行った。その結果、D4Z4領域のDNAメチル化と臨床症状の間には負の相関がみられ、臨床的に重症の患者はDNAのメチル化が低下していることを見いだした。一方、臨床的に軽度から中程度の患者ではDNAメチル化の程度は多様であった。本研究は疾患に関与する染色体領域特異的なDNAメチル化の変化を検討しうる方法を確立したものであり、今後、病態解析を行う上で極めて有用な成果であると考える。近年相次いでその病因が解明されている多くの単一遺伝子病と異なり、原因遺伝子座が同定されて20年以上経過するにもかかわらず、その具体的病因が明らかになっていない希な疾患である。FSHDは第4染色体長腕テロメア(Ch.4q35-ter)に存在する3.3kbのリピート配列(D4Z4)の数が10個以下に減少することが原因となるが、D4Z4の減少がFSHDの発症にどのように関与しているのかは明らかでない。リピート数の減少(テロメアの短縮)によって生じうるゲノム配列の修飾(エピゲノム)変化の有無をゲノムワイドに解析し、疾患との関連を探索する。今年度は我々の保有するFSHD患者組織から抽出したゲノムDNAを用いた超高密度ゲノムマイクロアレイ(エピゲノム変化を来しうる450万CpG配列部位を搭載)を用いて、ゲノムワイドなエピゲノム変化をとらえるべく解析を行っている。FSHDの特徴として、同一個体においても筋障害の程度に非常に差があることが知られている。我々は同一患者の複数部位の筋ならびに血液から抽出したDNAについてメチル化の変化を検討している。この結果、網羅的に見ると、メチル化の程度は血液と骨格筋では著しく異なることが明らかになった。現在、具体的なメチル化の変化についての解析を進めている。超高密度ゲノムマイクロアレイ(エピゲノム変化を来しうる450万CpG配列部位を搭載)を用いたエピゲノム解析結果に基づき、疾患固有のメチル化異常の変化を捉えるべく、研究を計画通り進めている。今後、ゲノムワイドなメチル化の変化を家系内発症者、非発症者で検討するとともに、疾患責任ゲノム領域である4q35領域のメチル化にも注目し、D4Z4リピート数の減少と遺伝子多型、さらに直接関連する具体的なメチル化部位の特定を進めていく予定である。今年度はバイサルファイト処理したゲノムDNAを用いて、具体的なメチル化部位の同定を行うことことを目的に、これに関連する消耗品を購入する。また、成果発表をおこなうための学会参加旅費、ならびに論文投稿費用を計上する予定である。
非線形放物型方程式の解の挙動の研究

非線形放物型方程式u_t=Δu+|u|^<p-1>uの初期値問題の解が有限時間で爆発するか時間大域的に存在するかがどのような要因で決定されるのかを研究した。これまでの文献では初期値が非負であることを仮定して正値解のみの挙動しか研究されていなかったが、符号変化を伴う解を扱うことによって解の符号変化の回数(ゼロ点の個数)が上のような解の挙動に大きな影響を与えることが分かった。また解の符号変化の回数は上の方定式で非線形項が逆の反応の場合、即ちu_t=Δu-|u|^<p-1>uの時間大域解の挙動にも爆発問題と類似した影響を及ぼすことを空間次元が1次元の場合に示した。この証明においては無限次元力学系の理論が有効であった。これまでは比較定理の直接的な応用が主要な証明法であった問題を力学系の立場から見ることにより、符号変化が解の挙動に本質的に関わっていることが明らかになった。解が爆発する場合にそのライフスパン(解の最大存在時間)は非常に大きい初期値に対しては初期値の形状のみで明確に記述されることを示した。非常に大きい解に対しては拡散の影響より反応の影響の方がはるかに大きいので、直観的にこの結果は予想されるが、それが正しいこと、さらにライフスパンは拡散項がない場合の常微分方程式のそれと第1項は一致し、第2項は初期値の最大点における2階微分係数によって表現されることを証明した。この結果を証明するために用いた方法は比較定理が成り立たないようなシステムなどの他の問題に対しても有効であると思われる。非線型放物型方程式の解の爆発問題は多くの研究者によって研究されてきたが、これまでに得られていた結果は、初期値の非負性の仮定の下で正値解のみを扱っていた。本年度に行った研究は初期値が非負であることを仮定しないで、符号変化を伴うような解に対してこれまでの結果を拡張したものである。まず、解の爆発に関する臨界値の研究では解の符号変化が臨界値の値に明確に影響を与えることを証明した。また解の爆発に影響を与えるもう一つの要因として正値解に対しては初期値の無限遠方での減衰の様子があげられるが、本年度の研究で符号変化を伴う解に対しても無限遠方での初期値の減衰があるオーダーより遅ければ解は必ず爆発することを証明した。正値解の場合と符号変化を伴う解の場合との大きな違いは符号変化する解に対しては比較定理が有効に働かないということである。放物型方程式を扱う上で比較定理は強力な武器であるが、それが機能しないという事実がこれまで符号変化する解に関する研究が進まなかった理由だと思われる。私は(柳田英二氏、二宮広和氏と共に)無限次元力学系の理論を適用することによって符号変化する解に関する結果を得ることができた。初期値の減衰が遅い場合の解の爆発の結果では比較定理が使えないという困難を克服するために他の目的のために導入されたエネルギーをこの問題に応用することにより、正値解では見えなかった非常に正確な減衰のオーダーを得ることができた。これらの結果を証明するために新しく用いた手法は比較定理が成立しない問題(例えば、方程式系、双曲型方程式)にも適用出来るという点でも価値があると思われる。
様相論理をもちいた行為タイプ抽出のための基礎研究

動作動詞の指示対象の構造をもちいてその意味記述を行う方法を昨年度まで検討してきた結果、運動伝達の様相構造をその意味記述の一部とする分析法を提案した。これは概略以下のようである。1.動作主体の簡略な骨格の各部を、関節から関節(または端点)への有向グラフとして表す。すると、骨格全体の関節と端点(頂点)による有向グラフ集合で表される。2.それぞれの動作を時間区間ごとの運動に分割する。3.各区間ごとの運動を、頂点間の運動の使役関係の結合に分解する。これを回転式という関数で記述する。4.各頂点がそれぞれ世界に存在し、世界間の接近可能性をその世界に含まれる頂点どうしの運動使役関係(正確には「動かされる」という受動形)で定義する。5.各世界において、そこの頂点が動いているか否かに基づいて運動存在式を真偽で評価する。その式を更に別の頂点を含む世界から評価する。これらの評価条件として回転式をもちいる。すると、各頂点についていくつかの様相式がえられる。これらの式をすべての頂点について区間順に揃えるとえられる構造体を、運動伝達の様相構造とよぶ。本年度は研究の最終年度であるので、この研究でえられた成果の言語理論における含意や位置づけをさぐった。当研究は主に視覚で捉えた対象物が意味表示内容の決定の基盤となっている点において極めて認知科学的であり、この意味で認知的な言語諸理論との適合性を調査した。上記の運動伝達の様相構造が、語彙概念意味論の動詞意味定義に用いる概念構造の一部の記述に充当するか否かを検討した結果、当該動詞の概念構造(conceptual structure)にある事象(event)部を修飾するBY節(BY-clause)のなかの局部経路(local path)に属すると仮定すると、矛盾のない動詞意味記述がえられることが明らかとなった。プロジェクト1年目の本年は、行為動詞の意味構造を外延的に決定する準備を行った。申請者の一貫した目標は、身体動作動詞などの外延的な動詞の意味情報をその指示対象から直接的に抽出すること、さらにはその意味の認知的決定機構をさぐることである。今回のプロジェクトでは、前回の科研研究でえられた様相論理をもちいた関節回転の記述アルゴリズムを手話動作に適用してみた。(1)手話の統語論を考察した。英・米手話との比較や日本語音声言語の関連構文との対応関係の検討の結果、日本手話の与格動詞においては、その手形の移動経路を逆行させることが受動要素に相当していることがわかった。この経路の逆転は意味役割関係における主題の移動の向きの逆転を表している。これを、線形順序がなくとも独立的な形態素であると捉えるかあるいは並行的な受動文を形成する一特徴と考えるかは別にしても、この事実は部分的には時空間構成的な意味論が手話統語論の出力として仮定可能であることを示している。(2)手話を構成する手の解剖学特徴を概観してから、動作の論理学的記述を行った。記述対象として手話を採用したのは、それが手の局所的動作でありモデル化が比較的容易にできたためである。米手話の「ask(尋ねる)」の動作を、骨格を略述した構造をもとに、前回プロジェクトでえられたアルゴリズムである「回転式」で記述した。この手話動作の回転式集合をモデルとして見立てて、その様相存在式を評価した。えられた様相式を意味構造に再構成する手順も提案した.次の過程では、得られた結果の認知的な意味合いをさぐってゆく予定である。プロジェクト2年目に当たる本年は、昨年の研究でえられた以下の成果を認知科学的な観点から検証した。

・(成果):動作の例を手話に取り、様相論理学をもちいてその動作の記述を継時的に行う意味解釈装置を提案した。骨格を略述した構造をもとに、前回プロジェクトでえられたアルゴリズムである「回転式」で記述したのち、この手話動作の回転式集合をモデルとして見立てて、その様相存在式を評価した。本年は、上記の結果の認知的な意味合いを生成意味論、語彙的意味論、イベント論理学の観点から詳細に検証した様相解釈のさいにもちいる様相式に含まれる「使役構造」が実はMOVE(動く)を使役の対象としており、この運動使役の推移関係が身体の運動表現を形成する解釈エンジンであることを理論的に示した。この結果は9月オーストラリアで開催された言語・認知国際会議で報告した。さらに関連研究を12月に開催された東北大学COEプロジェクト「言語認知総合科学戦略研究教育拠点」の第19回公開講座において『文法の身体化-動作を様相論理で記述する』の題目で発表し、高い評価を受けた。次年度の研究においては、これらの成果をもとに、動作の基本原理を式化しここからこれまでの考察が自然に導かれる体系を考案してゆきたい。本研究は人の認知様式を意味理解の側面から究明することを目的としている。身体動作をフレーム上の各関節の回転状態を記述する表示(回転式)で記述し、それらを論理モデルとみたてることにより、このモデル上で存在式の様相性を評価する。評価により得られた様相存在式群を、当該動作動詞の指示物から抽出された意味情報、つまり一種の意味表示であるとみなす仮説を構築している。本年度は、(1)存在移動命題の認知的基盤を語彙意味論からさぐり、本枠組みが認知(言語)理論的に妥当であることを示した。語彙意味論の枠組みにより特定の運動動詞の意味を記述する際には、その概念構造(CS)と空間構造(SS)に空間上の軌跡の記述を必要とする。そこに本枠組みの評価式を当てはめることを試み、様相評価式がその概念構造(SS)の代替を果たすことを指摘し、それらの認知的な整合性を示した。さらに、(2)動作の連続的記述を関節間の統合的な連続的動作で記述するための計算機実装を行うために、その基礎研究を開始した。これまで動作データを静的な図版で提示してきたが、データを連続的に入手する方法も調査を開始した。連続的動作データを生成する手段としてアニメーションと実体模型の間でいずれがより妥当であるか、その得失を比較調査した。調査を開始した当初に、コンピュータ制御の歩行模型が入手できたので、これによる実験準備を行っている。現在は、モデルの組み立てに着手した段階である。ハードウエアの完成後に制御系のソフトウエアの解析を行い、本枠組みへの入力としての利用可能性を実験によって検証する予定である。動作動詞の指示対象の構造をもちいてその意味記述を行う方法を昨年度まで検討してきた結果、運動伝達の様相構造をその意味記述の一部とする分析法を提案した。これは概略以下のようである。1.動作主体の簡略な骨格の各部を、関節から関節(または端点)への有向グラフとして表す。すると、骨格全体の関節と端点(頂点)による有向グラフ集合で表される。2.それぞれの動作を時間区間ごとの運動に分割する。3.各区間ごとの運動を、頂点間の運動の使役関係の結合に分解する。
核内受容体AhRの機能解析による水棲鳥類ダイオキシン曝露のリスク評価

本研究はクロアシアホウドリならびにカワウのaryl hydrocarbon receptor(AhR)アイソフォーム、AhR1ならびにAhR2の機能評価を目的としている。本年度では特に、ダイオキシン類と各AhRアイソフォームの結合親和性を評価した。まず、in vitroでAhRタンパク質を発現させた後、ショ糖密度勾配沈降法を用いて[^3H]TCDDに対する結合能を評価した。その結果、ニワトリと同様に、アホウドリならびにカワウAhR1、AhR2は[^3H]TCDDに特異的に結合した。さらに、各AhRの転写活性化能評価やmRNA発現量の解析から、鳥類ではダイオキシン類曝露によるCYP1A誘導は主にAhR1が寄与していることを明らかとした。このため、各AhR1の結合解離定数(Kd)を算出し、[3H]TCDDに対する結合強度を定量的に比較した。その結果、ニワトリAhR1が最も結合力が高く、ついでアホウドリAhR1、カワウAhR1の順であることを明らかとした。以上の研究成果の一部は2006年11月に国際シンポジウムで口頭発表し、Presentation Awardを受賞した。さらに、小麦胚芽抽出液を用いて各AhRタンパク質を合成した後、表面プラズモン共鳴解析を用いたAhRと化学物質の結合評価法の確立を試みた。この手法はショ糖密度勾配沈降法と比べ、より幅広い化学物質との結合能を迅速に評価でき、さらに放射性同位元素を用いないため試験者の負担を軽減することができる。この研究は愛媛大学総合科学研究支援センターと合同で実施した。その結果、小麦胚芽抽出液を用いて、ニワトリAhR1ならびにパートナータンパク質のAmtの合成に成功した。さらに、AhR/Amtが認識するDNA配列を持つオリゴに対して、AhRリガンドであるβ-ナフタフラボン依存的・AhR依存的な結合を表面プラズモン共鳴解析によって確認した。
特殊輸送系を介する薬物吸収・分泌の腸神経系による制御に関する研究

小腸には、中枢神経系とは独立したEnteric nervoussystem(ENS)が存在し、このENSが小腸の運動性や、水・電解質等の吸収を司っていることが知られている。しかしながら、薬物吸収に対する影響はほとんど検討されておらず、現在、我々はENSの薬物吸収への影響について系統的な解析を進めている。本課題においては、特殊輸送系を介した薬物吸収・分泌へのこれら神経系の影響を検討することを目的として、まず、β-lactam系抗生物質などの輸送を担っていることの知られているPepT1に着目し、その典型的な基質であるcephalexin(CEX)の吸収に及ぼすENSの影響を検討した。粘膜下神経叢のみ存在するラット摘出小腸粘膜を用いて検討を加えた結果、アドレナリン作動性神経亢進時にCEXの吸収が促進されることが明らかとなり、少なくとも一部は、α_2受容体を介した作用である可能性が示された。また、このPepT1活性亢進の機構として、PepT1の細胞膜上へのtranslocationの促進の可能性が示された。次に、主に正電荷を持つ、脂溶性の高い薬物を消化管管腔中に分泌することの知られているP-glycoprotein(P-gp)の活性に対するENSの影響を、rhodamine123をモデル薬物として、アドレナリン作動性神経によるP-gp活性の制御について検討を行った。実験には、腸管・血管同時灌流、単離小腸粘膜、Caco-2細胞の異なる3つの系を用いたが、いずれの系においてもepinephrine添加によるアドレナリン作動性神経亢進時に、P-gpの輸送活性が抑制されることが示された。この活性抑制に関して、P-gpの発現量について検討した結果、epinephrine処理により、刷子縁膜上に発現するP-gp量に減少傾向が見られたことから、epinephrineによるP-gpの活性抑制は、少なくとも一部は、P-gpの刷子縁膜上の発現量の減少に起因していると考えられた。また、選択的α_2受容体作動薬であるclonidineによりP-gpの輸送活性は抑制傾向を、選択的□_1受容体作動薬であるdobutamineにより増加する傾向が見られたほか、cAMP誘導体dibutyryl cAMPによりP-gpの輸送活性は有意に亢進した。これらの結果より、P-gp活性制御にα_2,β_1受容体が一部関与していること、細胞内cAMP量によりP-gp活性が左右される可能性が示された。現在、我々はENSの薬物吸収への影響について系統的な解析を進めているが、既に、アドレナリン作動性神経系の亢進により、受動拡散による薬物吸収の抑制が、コリン作動性神経系の亢進により、その促進が起こることを明らかにした。

今回は、特殊輸送系を介した薬物吸収へのこれら神経系の影響を検討することを目的として、β-lactam系抗生物質などの輸送を担っていることの知られているoligopeptide transporter, PepT-1に着目し、その典型的な基質のひとつであるcephalexin(CEX)の吸収に及ぼすENSの影響を検討した。今回は、主に、筋層間神経叢を取り除き、粘膜下神経叢のみ存在するラット摘出小腸粘膜を用い検討を加えた。既に、ラットin situ吸収実験およびヒト大腸癌由来細胞Caco-2を用いたin vitro透過実験において、非選択的なアドレナリン受容体作動薬であるepinephrineがCEXの吸収を捉進させることを明らかにしていたが、本実験系においでも、epinephrineによりPepT-1を介したCEXの吸収が促進することがglycyl-sarcosineを用いた阻害実験により明らかとなった。また、α_2-受容体選択的作動薬であるclonidineにより、epinephrineと類似の効果が見られたことから、epinephrineの作用の少なくとも一部は、α_2受容体を介したものである可能性が示された。また、epinephrineによるPepT-1活性亢進の機構解析のため、細胞内で生合成されたタンパク質のtranslocationを阻害するcolchicineを作用させたところ、epinephrineによるCEX透過促進が有意に阻害された。このことから、epinephrineによるPepT-1活性亢進の少なくとも一部は、既に合成され細胞内にプールされていたPepT-1の細胞膜上へのtranslocationの促進によるものと推察できた。特殊輸送系を介した薬物吸収・分泌の腸神経系(ENS)による制御に関して、分泌機構に焦点を絞り、主に正電荷を持つ、脂溶性の高い薬物を消化管管腔中に分泌することの知られているP-糖タンパク質(P-gP)の活性に対するENSの影響を検討した。今年度は、アドレナリン作動性神経によるP-gp活性の制御について、P-gpの典型的な基質のひとつであるrhodamine123をモデル薬物として選択し、その排出方向の輸送挙動を指標として検討を行った。実験には、条件の異なる3つの系を用いた。即ち、筋層間神経叢および粘膜下神経叢を保持した腸管・血管同時灌流実験系、粘膜下神経叢のみを保持した単離小腸粘膜を用いた実験系、そして、神経叢を有さないCaco-2細胞系により、主にアドレナリン作動薬epinephrineを用いてアドレナリン作動性神経を亢進させることによりP-gp活性の変化を検討した。その結果、いずれの系においてもepinephrine添加により、P-gpの輸送活性が抑制されることが示された。この活性抑制に関して、P-gpの発現量について検討した結果、epinephrine処理により、刷子縁膜上に発現するP-gp量に減少傾向が見られたことから、epinephrineによるP-gpの活性抑制は、少なくとも一部は、P-gpの刷子縁膜上の発現量の減少に起因していると考えられた。さらに選択的α_2受容体作動薬であるclonidineによりP-gpの輸送活性は抑制されることが示され、選択的β_1受容体作動薬であるdobutamineにより増加する傾向を示した。また、セカンドメッセンジャーであるcAMPの誘導体であるdibutyryl cAMPの影響を見たところ、P-gpの輸送活性は有意に亢進した。
核不拡散・核テロ防止のための非破壊測定技術開発に重要な核データの研究

今後の核不拡散・核セキュリティ技術開発には、これまでの原子力技術や放射線利用からのニーズとは全く異なる核反応や精度ニーズが存在する。本研究は核物質の検知・測定技術である非破壊測定技術(NDA)について、その鍵である核物質からの直接・間接放射線放出に係る核データに焦点を当て、1非破壊測定技術に重要な核種と反応の調査、2核データ収集・NDA性能解析、3核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データ測定精度ニーズリストの作成を目的とした。2018年度は、ガンマ線トモグラフィ法、光核核分裂反応を利用した手法、中性子自己問いかけ法について調査を行った。ガンマ線トモグラフィ法では、照射済み核燃料集合体のガンマ線測定から線源の3次元分布を作成し、標準的な核燃料のガンマ線分布との差分情報から不正転用を検知するものである。標準ガンマ線源分布作成で主要な核種である137Csについては収率及びその生成・消滅計算精度は1σで<3%と高く核データは十分であるが、同様に主要核種であり化学的に安定な154Euなどは<10%と小さくないことが分かった。光核分裂反応を利用した手法では、高エネルギーガンマ線(611MeV)に対し現状核データ不確かさは10%超であるが、高濃縮ウランの検知測定に応用するためには3%以下にする必要があることを解析により見出した。核データ専門家及び核不拡散の専門家それぞれの学会において成果を発表し、本研究が狙いとしている、核セキュリティと核データ分野をまたいだ新たな研究分野での議論を継続し、最終的な核データ特種目的ファイル構築に重要なコミュニティ構築を行うことができた。研究成果は、原子力学会核データ部会が主催するProgram of 2018Symposium on Nuclear Dataにおいて招待講演を行い、日本核物質管理学会2018年年次大会において核不拡散・核セキュリティ専門家を対象とした技術セッションにおいて報告を行った。本研究が狙いとしている、核セキュリティと核データ分野をまたいだ新たな研究分野での議論を継続し、最終的な核データ特種目的ファイル構築に重要なコミュニティ構築を行うことができた。(1)非破壊測定技術の調査及び核データの観点からの評価2019年度は、アクティブ法の調査を継続する。対象として、外部中性子・光子透過トモグラフィ法、中性子問いかけ法、誘発核分裂ガンマ線測定法、遅発ガンマ線測定法、中性子共鳴分析を利用した手法、X線蛍光発光法、光核反応を利用した手法等を検討し、測定原理に重要な核反応の調査を行う。また、年度後半より、(2)で実施するアクティブ法に重要な核データ不確かさの調査結果を基に、それが非破壊測定手法に与える影響評価として粒子輸送解析コードMCNP6を用いた核データ感度解析を実施し、成果をまとめる。(2)核データ収集・解析2019年度は、これまで実施したパッシブ法およびアクティブ法の調査結果に基づき核データ収集・解析を実施する。特に光核反応や遅発ガンマ線等の関連核データの整備が殊更不十分であることが予想され、(1)の非破壊測定技術への核データ感度評価の結果と連携しながらまとめる。(3)総合評価(1)、(2)の結果より、それぞれの非破壊測定手法の核不拡散・核セキュリティにおける位置づけ(研究段階、実証段階、運用段階)を分類し、非破壊測定に重要な核反応及びそれに高い感度を有するエネルギー領域における核データの整備情報をまとめ、今後の核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データファイル(JENDL核不拡散・核セキュリティ特殊目的ファイル)の基盤を構築する。また、核不拡散・核セキュリティのための非破壊測定手法技術開発に必要な核データ測定の優先順位付けを体系的に行い、今後の核データ測定データを含めた本特殊目的ファイル構築の工程を策定する。本研究は核物質の検知・測定技術である非破壊測定技術について、その鍵である核物質からの直接・間接放射線放出に係る核データに焦点を当て、1非破壊測定技術に重要な核種と反応の調査、2核データ収集・NDA性能解析、3核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データ測定精度ニーズリストの作成を目的とした。平成29年度は、パッシブ法について調査を開始した。一例として、照射済燃料の燃焼度測定等に用いられるガンマスペクトロメトリ法に重要な154Euの軽水炉内生成パスは、(1) Fission→153Eu(n,g)→154Eu、

(2) Fission→154Euの主に2系統である。特に核データ整備が不足している(2)パスについて235Uからの核分裂収率が極めて小さくウラン燃料中での寄与は極めて小さいが、MOX燃料では239Puからの累積核分裂収率の寄与が無視できないことを明らかにした。また、他のパッシブ法として、全中性子計測法、全ガンマ計測法、ガンマスペクトロメトリ法、ガンマ・中性子トモグラフィ法、中性子自己問いかけ法、Differential Die-Away法、Multiplicity法等を検討し、測定原理に重要な核反応の調査、およびその核データの調査を開始した。また、非破壊測定に重要な核反応と核データ優先順位を定量的に定めるためのワークステーションやコード整備を行った。平成29年度は、パッシブ法について調査を開始した。一例として、照射済燃料の燃焼度測定等に元いられるガンマスペクトロメトリ法に重要な154Euの軽水炉内生成パスは、(1) Fission→153Eu(n,g)→154Eu、(2) Fission→154Euの主に2系統である。特に核データ整備が不足している(2)パスについて235Uからの核分裂収率が極めて小さくウラン燃料中での寄与は極めて小さいが、MOX燃料(5%Pu富化度)では239Puからの累積核分裂収率(不確かさ60%(1σ))の寄与が無視できず40GWd/t燃焼度で154Eu蓄積に対する実効不確かさが約9%、燃焼初期では更に大きくなることを明らかにした。研究成果は、原子力学会2017年秋の大会において核データを専門とした「シグマ」特別専門委員会企画セッションで招待講演を行い、2018年春の年次大会において核不拡散・核セキュリティ専門家を対象とした技術セッションにおいて報告を行った。本研究が狙いとしている、核セキュリティと核データ分野をまたいだ新たな研究分野での議論を開始し、最終的な核データ特種目的ファイル構築に重要なコミュニティ構築を開始することができた。今後の核不拡散・核セキュリティ技術開発には、これまでの原子力技術や放射線利用からのニーズとは全く異なる核反応や精度ニーズが存在する。本研究は核物質の検知・測定技術である非破壊測定技術(NDA)について、その鍵である核物質からの直接・間接放射線放出に係る核データに焦点を当て、1非破壊測定技術に重要な核種と反応の調査、2核データ収集・NDA性能解析、3核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データ測定精度ニーズリストの作成を目的とした。2018年度は、ガンマ線トモグラフィ法、光核核分裂反応を利用した手法、中性子自己問いかけ法について調査を行った。ガンマ線トモグラフィ法では、照射済み核燃料集合体のガンマ線測定から線源の3次元分布を作成し、標準的な核燃料のガンマ線分布との差分情報から不正転用を検知するものである。
地球惑星中心領域の超高圧物質科学

Fe-Fe3S系, Fe-S-Si系、Fe-C系Fe-Fe3S系、FeNiSi合金、FeNiS合金などの鉄・軽元素系について、地球核の高温高圧下において、相関係・溶融関係を明らかにした。また、放射光X線を用いて地球核の圧力条件において、Fe-軽元素系の状態方程式の決定、X線非弾性散乱実験によって音速の測定、磁性およびスピン状態を決定した。特に、173 GPa 3000Kという世界最高の温度圧力条件で鉄の音速の測定に成功した。以上の実験を総合して、地球核に含まれる軽元素組成、内核境界および核マントル境界の温度構造を明らかにした。本研究は地球核の温度圧力を実現し、圧力スケールを確立する。さらに、そこでのX線その場観察を可能にし、X線粉末解析とともに、新たに高温高圧X線メスバウア分光法、高温高圧顕微ラマン分光法を併用して、地球・惑星中心部の相転移現象を明らかにする。またX線非弾性散乱法とブリルアン散乱法の二つの方法を併用して核・下部マントルに及ぶ条件で金属鉄合金相、下部マントル鉱物の弾性波速度を測定する。本年度の成果は、以下のようである。(1)面レーザー加熱ダイヤモンドアンビル高圧装置を用いて、核条件でのFe-S系、Fe-Si系、Fe-Si-S系の融点をX線その場観察法で決定した。さらに300GPaの圧力で内核に相当する3500K以上の条件の発生と計測を可能にした。SPring-8のBL10XUに、エネルギー領域放射光^<57>Feメスバウア分光システムを導入した。装置類の設置をほぼ完了した。今後、光学系の調整などを行い、測定を可能な状態にしたい。SPring-8のBL10XUにおいて、地球核の高圧下での圧力スケールを確立するために、NaCl(B2)のブリルアン散乱法による音速と密度の同時測定にを行った。この同時測定によって、信頼できるNaCl-B2による圧力スケールを確立した。また、東北大において、メルトのモデルとしてケイ酸塩ガラスの音速測定を試みた。SPring-8のビームラインBL35XUにおいて、X線非弾性散乱法によって地球核物質FeNiSi,FeH,Fe3S等の多結晶合金の音速測定を行い、鉄合金中の軽元素の音速への影響の系統的な測定実験を開始した。測定には、研究協力者としてBL35XUの責任者であるA.Baron博士の協力と助言を仰いだ。8放射光ビームラインのマルチアンビル高圧装置を用いて、高圧下でFe-SおよびFe-Siメルトの密度、音速等の測定を行った。(1)両面レーザー加熱ダイヤモンドアンビル高圧装置を用いて、外核条件でのFe-S系の融点をX線その場観察法で決定する。さらに安定な超高温と超高圧の極限を目ざす。300GPaの圧力で内核に相当する3500K以上の条件の安定的発生と計測を行う。アンビル面の負荷を減らすパルスレーザー加熱とそこでの測温とX線回折を試みる。研究協力者としてレーザー衝撃波研究を専門とする大阪大学の尾崎典雅博士の協力を仰ぐ。(境、村上、大谷)(2)SPring-8のBL10XUに、エネルギー領域放射光^<57>Feメスバウア分光システムを導入し、マントル最下部までの圧力条件(135GPa)において常温のもとで、下部マントルを構成する鉱物の鉄の価数、スピン状態を解明する(平尾、境、寺崎)。(3)レーザー加熱式ダイヤモンドアンビル高圧装置を用いた高温高圧条件におけるラマン分光測定システムを導入し、下部マントル構成鉱物および珪酸塩メルトの構造、物性を明らかにする。(村上、境、大谷)。(4)SPring-8のBL10XUにおいて、地球核の高温高圧下での圧力スケールを確立するために、NaCl(B2)のブリルアン散乱法による音速と密度の同時測定を継続する。また、下部マントル鉱物の音速測定を行う。(村上、境、大谷)(5)SPring-8のビームラインBL35XUにおいて、X線非弾性散乱法によって地球核物質の多結晶合金の音速測定を行い、鉄合金中の軽元素の音速への影響の系統的な測定実験を継続する。非静水圧性を解消する工夫をし、高圧での信頼性の高い測定を目指す。ポータブルレーザー加熱システムをBL35XUに導入し、高温・高圧での温度測定を開始する。測定には、研究協力者としてBL35XUの責任者であるA.Baron博士の協力と助言を仰ぐ(境、村上、大谷)。(6)PFおよびSpring-8ビームラインのマルチアンビル高圧装置を用いて、金属鉄メルトの物性(密度、粘性係数、音速)の測定を高圧下で行う。(寺崎、鈴木、大谷)

両面加熱ダイヤモンドアンビルを用い、1.180GPaでのFe-Fe3S系の融点を決定し、共融点の組成を推定した。2. Fe-Ni合金およびFe-Ni-Si系の溶融関係を100GPaを超える条件で明らかにした。3.高温高圧でのFe-Si合金へのカリウムKの溶解度を決定し、核の熱源の量を推定した。4. -Fe_3Cにおいては、200GPa・3000K以上の条件でFe_3C相が安定であることを明らかにし、Fe-C系での共融点の組成を推定した。5. Fe-Si-S系の融解関係を外核の条件である135GPa迄の条件で明らかにした。これらの結果を総合して、核の温度構造を推定した。そして6.金属鉄合金を共存するメルトの組成を分析し、固体鉄には珪素が濃集し液体には硫黄が濃集すること、したがって、内核は珪素に富み外核は硫黄に富むことが明らかになった。この研究で確立した粉末X線解析とメスバウア分光の同時測定システムを用いて、下部マントルおよび外核の圧力で、Mg-ペロブスカイト、FeO及びマグネシオブスタイトについて、スピン状態の変化を明らかにした。更に、X線非弾性散乱法によってhcp-Feの音速を核の内部の圧力である164GPaにおいて、ポータブルレーザーシステムを用いて、3000Kを超える高温での音速測定に成功した。また、FeSメルトの縦波速度を4-6GPaの条件で測定した。これらの成果は、世界に先駆けて実現したものであり、地球深部研究において世界最先端を開くことができた。これらの結果を用いて、地震波速度、密度を説明する核のモデルを提案した。前年度に引き続き両面加熱ダイヤモンドアンビルを用い、より高い圧力条件180GPaでのFe-Fe3S系の融点を決定した。また、Fe3Cにおいては200GPa, 3000K以上の条件でFe3C相が安定であることを明らかにした。Fe-Si-S系の融解実験を135GPa迄の条件で行い、金属鉄合金を共存するメルトの組成を分析し、固体鉄には珪素が濃集し液体には硫黄が濃集することを明らかにした。この結果から、内核は珪素に富み外核は硫黄に富むことを世界に先駆けて明らかにした。次に、SPring8のBL10XUにおいて、粉末X線解析と同時にメスバウア分光を行う為の技術開発はほぼ終わり、100GPaまでの条件において数時間で良好なメスバウアスペクトルを取得することに成功し実験はルーチンで行えるステージに達し、Fe3+を含むMg-ぺロブスカイトについて、高圧下でメスバウアスペクトルを測定した。ぺロブスカイトのAサイトに存在するFe3+およびFe2+は、86GPaまでの条件で共に高スピン条件にあることを明らかにした。現在、FeO及びマグネシオブスタイトの測定を150GPa程度まで測定を行った。更に、SPring8のBL35XUにおいてX線非弾性散乱法によって金属鉄hcp-Feの音速を核の内部の圧力である180 GPaを超える超高圧において測定した。これに加え、ポータブルレーザーシステムの光学系を確立し、50-100 GPaにおいて、レーザー加熱による3000 Kを超える高温での音速測定に成功した。またBL22XUでは、鉄-硫黄系メルトの音速を4-6GPaの条件で測定した。そして、核マントル境界での重いマグマを模擬したケイ酸塩ガラスの音速測定を行い、ガラス及びマグマの高圧での相転移可能性を探索した。これらの成果は、世界に先駆けて実現したものであり、地球深部研究において世界最先端を開くものである。今年度においては、1超高圧高温における含水