hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
刑事裁判にみる近世日本のジェンダー秩序と責任意識

本研究は、「近代」とは異なる、近世社会に固有のジエンダー秩序の特質を、刑事法制の面から解明することを目標とした。明らかにできた研究成果は、以下の二点である。第一は、刑事法制にみる「家」的ジエンダー秩序とは何かについて、明確にしたことである。具体的には、「家」内における殺傷事件の加害者・被害者を、主従・親子・性差の三つの視点を交差させて分析することで、主殺し・親殺しは、殺害される主人や親の性差(女主人・母親)に関わらず、また殺害犯人の性差にも関わらず、全く同等に厳罰に処されることがわかった。すなわち、「家」内においては、被害者・加害者の性差は問題とされず、両者がいかなる親族関係・社会的身分関係にあるのかによってのみ処罰されるということである。本研究では、性差より主従・親子といった社会的身分差の方が決定的な規範として作用する秩序を「家」的ジエンダー秩序と名づけた。第二は、「家」外のジエンダー秩序のあり方である。一見、性中立的な近世の刑事法制でも、「家」外で起こった事件の実際の裁判過程では、武家から百姓・町人にいたる様々な身分・階層の女性を一くくりに「女」として、男性とは異なる論理のもとに裁いた。それは男女共犯事件において顕著にみられるように、女性が男性の教唆・誘導に容易に従う主体性の脆弱な無思慮な存在として、またそれゆえに「保護」されるべき性として扱ったということである。以上より、近世的ジエンダー秩序は、一方で人々に性差に関わらず身分や社会的地位に応じた刑事責任を求めるものであり(「家」的ジエンダー秩序)、他方で「女」を「男」より劣った存在として差異化し「保護」する(責任を軽減する)ものであった(「家」外のジエンダー秩序)。近世社会は、これら二つのジエンダー秩序が、時期や地域によって異なる様相をみせつつ並存したものであったといえよう。本年度は、(1)刑事責任が性差・身分・階級と絡み合った日本近世法のジエンダー秩序がいかなるものであったのかという理論的仮説を得ることをめざし、幕府による刑事裁判事例の分析を行うこと、(2)諸藩(とりわけ東北地方の)の刑事法・刑事裁判の判例集を収集することを目標とした。(1)については、以下の仮説を得た。少なくとも刑事法制においては、性差より「主従」「親子」という社会的身分差のほうが決定的である。主殺し、親殺しは、殺害される主人や親の性差(女主人か母親か)に関わらず、また殺害主体(犯人)が男か女かに関わらずまったく同等に厳罰に処される。被害者・加害者の性差は問題とされず、両者がいかなる社会的身分的関係(「主従」「親子」など)にあったかによってのみ処罰されるということである。この点は、近代法のジエンダー秩序と決定的に異なるところである。(2)については、秋田・佐竹家、盛岡・南部家、鳥取・池田家所蔵の藩政史料の調査に行き、以下の刑事法・刑事裁判判例集を収集してきた。・秋田・・・「刑罰式」「刑罰式附録・中」「刑罰式附録・下」(秋田県立公文書館所蔵)・盛岡・・・「刑罪諸士」「南部藩刑罰襍集」

(ただしこれは原資料を翻刻したガリ版刷りのもので原本見つからず)(岩手県立図書館所蔵)・鳥取・・・「刑罰之部・一」「刑罰之部・二」(鳥取県立博物館所蔵)今後、(1)の仮説を(2)の史料で補強し、さらに緻密な理論的検討を加えたい。本年度は、1.前年度に収集した刑事裁判史料の分析を行い、理論的仮説の検証を行うこと。2.九州諸藩の刑事裁判史料の調査・収集を行うこと、の二点を目標にした。1.前年度の研究仮説として、近世刑事法制においては「性差」より、「主従」「親子」「夫婦」といった社会的身分差の方が決定的な規範として作用していた旨指摘した。しかし、これらの点は、刑事事件に関わる加害者・被害者双方が「家」の構成員である場合にのみ妥当する、という限定が必要であった。「家」を構成しない人々、「家」秩序からはじき出された人々を対象とする刑事法制については、改めて別に検討すべきであることに思い至ったということになる。近世の刑事法制とジエンダー秩序について検討するに際しては、少なくとも、「家」的ジエンダー秩序、「家」外ジエンダー秩序の二類型に分けて検討すべきであろう。それらについての現段階の成果は、「近世日本の刑事法制とジエンダー」(代表:三成美保、2004年度科研報告書『ジエンダの比較法史学-近代法秩序の再検討』所収)にまとめた。また、東北諸藩の判例集の分析も試みたが、女性犯罪の事例が少なく、幕府判例集の分析から得た仮説を検証したり、新たな仮説を提示したりするまでには至らなかった。そこで、武士のみを裁いた近世前期の史料『刑罪諸士』の史料的価値に注目し、近世刑事法制の原型が、こうした近世前期の武家断罪記録の中にあるとの視点から、一定の論点整理を行い、「裁かれた武士たち-南部藩『刑罪諸士』から」という論文にまとめた。2.九州諸藩については、佐賀、福岡、熊本の藩政資料の調査を行った。福岡・黒田家の藩政史料の中には、裁判関係の史料がほとんどない状態であり、細川家史料(永世文庫)は、衆知のものであることから、今後、これまでほとんど使われてこなかった佐賀・鍋島家の「罰帳」「科人帳」と呼ばれる史料を中心分析をすすめていきたい。本年度は、研究期間の最終年度にあたるため、これまで収集した史料を対象として、以下の視点から分析を行い、あわせて三年間の研究総括を行うことを目的とした。1.女性を裁いた刑事裁判記録を取り上げて、刑事裁判過程にみられるジエンダーバイアスの特質について検討した。とりわけ19世紀以降、幕府判例集の中に「女之部」が独自に成立することを発見し、「女」がさまざまな身分・階層の違いを超えて「女」として一くくりにされ、「男」とは異なる論理の下に裁かれた点に注目した。「女之部」に収められた判例を検討することで、一見性中立的な刑事法制も、量刑判断において男性の刑事責任より女性の刑事責任のほうが軽いと考えられていたこと、それは男女共犯事件において顕著に見られるように女性が男性の教唆・誘導に容易に従う主体性の弱い存在であると考えられていたからであること、女性の母性、夫・男への情愛などが情状酌量の理由とされるケースが少なくないことなど、多くの興味深い論点を発見することができた。2.昨年までは、「家」内部の尊属殺人、主人・親・夫の成敗権の実態を検証し、「家」内においては主従、親子の秩序・規範こそが最も重視され、性差は二義的な要因でしかなかったことを結論づけた。こうした「家」的ジエンダー秩序と、上記1で述べた、「家」と関わらない人々の間で起きた刑事事件において明確に現れる性差秩序、すなわち「家」外的ジエンダー秩序とが並存する点に、近世的ジエンダー秩序の重層的特質がある。この点が、この研究期間を通して得られた私なりの結論の概要であり、現段階の総括として論文「近世日本の刑事法制とジエンダー」(『ジエンダーの比較法史学』大阪大学出版会2006年3月刊行予定)をまとめた。
高感度プロテオミクスのためのナノ構造基板の開発

ガラス基板上に金属膜としてAg膜を、誘電体膜としてプラズマ重合膜を順次積層させたナノ構造基板を構築することで、その上で行うイムノアッセイからの蛍光シグナルを約8倍増強させることに成功した。また同様の構造を、より汎用性の高い96穴マイクロプレートに構築した場合でも、イムノアッセイの高感度化を達成することができた。本研究で作製するナノ構造基板とは、ガラス基板上などに金属と誘電体の各薄膜を順次積層させることで、その上に存在する蛍光色素からの蛍光強度を数十倍にも増強させることのできる基板である。ここでは特にスパッタ法によって銀(Ag)を用いた金属膜を、またプラズマ重合法によってヘキサメチルジシロキサン(hexamethyldisiloxane:HMDS)をモノマーとした誘電体膜を作製した。誘電体膜の膜厚の計測には、計測に適した基板であるシリコン基板を使用し、最終的にスライドガラス上にナノ構造を構築した。ガラス基板上に製膜したAg膜の膜厚と製膜時間の関係をグラフ化したところ、相関係数0.9994という高い相関性が示された。また同様に、HMDSの膜厚とプラズマ重合時間の関係も、相関係数0.9973という高い相関性が得られた。これらの結果より、スパッタリング時間またはプラズマ重合時間と各膜厚は比例関係にあることが示され、良好な検量線を得ることができた。こうした知見をもとに、様々なHMDS膜の膜厚を持つナノ構造基板上にCy3標識抗mouse IgG抗体をスポッティングし、HMDS膜の膜厚と蛍光増強度の関係を調べた。1.6μg/mlのCy3標識抗mouse IgGを用いたとき、蛍光強度はHMDS膜の膜厚に依存し、HMDS膜が63nmのときに蛍光強度は最も増強された。未修飾のガラス基板と比較したところ、蛍光強度は約30倍に増強されることが確認できた。以上の結果から、プラズマ重合法を用いてHMDS膜の膜厚を5070nmにすることにより、蛍光増強基板はガラス基板よりも蛍光強度を最大で約30倍に増強できることが確認された。本研究では、ガラス基板上などに金属(銀)と誘電体(プラズマ重合体)の各薄膜を順次積層させたナノ構造基板を作製することで、その上に存在する蛍光色素からの蛍光強度を数十倍にも増強させることを目的としている。平成22年度までに蛍光増強のための最適な条件を見出したので、それらを踏まえ平成23年度は、実際にさまざまな標的タンパク質をナノ構造基板に固定化し、それらを高感度に検出できるかを評価することにした。まずナノ構造基板上に抗原としてmouse IgGをさまざまな濃度で固定化し、Cy3標識抗mouse IgGを抗体として抗原抗体反応の検出を行ったところ、未修飾のガラス基板上においては検出できない濃度のmouse IgGを検出することができた。また、mouse IgGの濃度依存的な蛍光シグナルの変化も確認できたため、抗原抗体反応に由来する蛍光シグナルを増幅できることが示された。本研究では、ガラス基板などのフォーマット上に金属(銀)と誘電体(プラズマ重合体)の各薄膜を順次製膜したナノ積層構造を構築することで蛍光強度を増強させ、その上で行う蛍光イムノアッセイを高感度に検出することを目的としている。平成23年度までに蛍光増強を行うための最適条件下で抗原抗体反応に由来する蛍光シグナルを増幅できることを明らかにしたので、それらを踏まえ最終年度では、同様の構造を96穴マイクロプレート上にも構築し、同様の効果が得られるかを検討した。まず金属膜としてAgを、また誘電体膜としてヘキサジメチルジシロキサンをモノマーとするプラズマ重合膜をマイクロプレート上に望みの膜厚で製膜するために、さまざまな時間で製膜し、ウェル底面に形成された膜の厚さを触針型表面形状計測器で計測した。その結果、平板なガラス基板を用いたときの製膜速度と比べ、マイクロプレートを用いたときの製膜速度は極端に遅いことが明らかになった。このときのデータをもとに検量線を作成し、マイクロプレート上にナノ積層構造を構築した。これに、Cy3標識抗mouse IgG抗体を一定量分注し、蛍光強度を測定した。コントロールとして、未修飾のマイクロプレートを用いて同様の評価を行った。その結果、全く同じ蛍光物質が入っているのにも関わらず、ナノ積層構造を持ったプレートからの蛍光強度はコントロールプレートからの蛍光強度の20倍以上に増強されることが明らかになった。この結果、蛍光を増強できるナノ積層構造は、ガラス基板のみならず、より汎用性の高いマイクロプレートにも適用可能で、高感度なイムノアッセイが期待できることが示された。ナノ構造基板上で蛍光シグナルの数十倍の増強が確認されており、さらに複数の抗原と抗体の組み合わせによるイムノアッセイが高感度に行われることが確認されたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ構造基板のメリットをより広げるため、さらにさまざまなイムノアッセイの高感度化をはかる。またイムノアッセイでより一般的なサンドイッチアッセイにも着手する。さらに蛍光増強現象がおこるフォーマットをさらに拡大させるため、96穴マイクロプレートに同様のナノ構造を構築し、同様の効果が認められるか検証する。
美術館キュレーターズＴＶによる文化インフラの拡充

「キュレーターズTV(CTV)」ーキュレーター(学芸員など)が行う作品解説などを動画コンテンツとして配信するーによって、アートへの心理的アクセシビリティの向上や、実世界での来館行動へ波及することを目指して行っている研究活動である。以下の成果を得た:1対面調査結果:web配信版と高精細・高音質のBD版とを比較視聴する対面調査を行って、動画コンテンツに求められる解像度などの仕様や、シナリオなどに関する知見を得た。2web調査結果:1を踏まえて新規作成した動画コンテンツを供試物として、東京・大阪在住者352名を回答者とする調査を行って、来館・来街行動への波及可能性を明らかにした。【研究の目的】美術館や博物館は、社会の文化インフラとして期待されながら、現状は「無駄な箱モノ」の代表とされることが多い。本研究は、「美術館キュレーターズTV(CTV)」と称する動画コンテンツのインターネット配信に着目して、既存の美術館等の資産を文化インフラとして有効活用するための方法論を明らかにしていく。2種の受益者:1)CTVコンテンツ聴取者、2)実空間におけるエリア(美術館等の周辺住民コミュニティ)の両面から、CTVの効果を調査・分析し、文化インフラ機能拡充機能を発揮するための方法論ーCTVコンテンツのあり方、ならびにその活用方法ーを明らかにすることを目的とする。芸術学分野とインフラ計画分野の研究者が連携して、実践的に研究を進めていく。【研究計画・成果】研究活動内容は大きくは1)CTV作成、2)インパクト評価、に2分される。1)CTV作成は、全国美術館会議加盟館をフィールドとして進める。2)インパクト評価は、インターネット(CTV視聴者)ならびに、近畿地方の2都市・2館をフィールドとする。研究初年度にあたる平成25年度は、1)に関して、研究協力者らによるCTVコンテンツ作成ならびにwebによる公開が開始された。2)インパクト評価に関しては、一般市民を対象とする対面調査、web調査を第2年度(平成26年度)に実施するための準備として、オフライン環境で高精細画像を視聴してもらうためのCTVコンテンツ作成、webアンケート調査の基本設計を実施した。本研究は、「美術館キュレーターズTV(CTV)と称する動画コンテンツのインターネット配信に着目して、既存の美術館等の資産を文化インフラとして有効活用するための方法論を明らかにしていく。2種の受益者:1)CTVコンテンツ聴取者、2)実空間におけるエリア(美術館等の周辺住民コミュニティ)の両面から、CTVの効果を調査・分析し、文化インフラ機能拡充能力を発揮するための方法論ーCTVコンテンツのあり方、ならびにその活用方法ーを明らかにすることを目的とする。芸術学分野とインフラ計画分野の研究者が連携して、実践的に研究を進めていくことを特色としている。【研究計画・成果】昨年度に準備した高解像度動画コンテンツとWebアンケートシステムを用いて、まず今年度当初にはCTVコンテンツのあり方に重点を置いた調査・分析を行った。その結果を踏まえて(仮説検証を兼ねて)今年度下期には、動画コンテンツを新規に作成して、東京、大阪居住者を対象とするWebアンケート調査を実施した。この調査で用いた動画コンテンツは博物館所在地の歴史をテーマとして作成した。そのことで、CTV視聴者へのインパクトを2側面、すなわちコンテンツ素材である博物資料や美術品に対する関心の喚起(上記1)CTVコンテンツ聴取者にとっての便益)と、コンテンツが表現する地域への心的近接性向上(上記2)実空間におけるエリアにとっての便益)を区分した調査・分析が可能となった。未だケースが少ないため限界はあるものの、CTVコンテンツの有用性、活用方法の指針について成果を得ることができた。土木計画CTVコンテンツの作成・充実に関しては、研究協力者らの独自活動が想定よりも順調に進み、その成果を利用できることとなった。したがって、経費の執行は当初計画よりも少額で済み、執行が遅れているが、研究活動内容は予定通りに進行している。前項に記したとおり、予算については初年度に効率化が達成できたことから、今後は、その予算を有効に活用するべく、研究内容・項目はそのままに、当初計画よりもアンケートなどの調査規模を拡大して進めていく。当初計画ではCTVコンテンツの作成のための取材出張旅費、出演者への謝金、撮影スタッフ等への業務委託費などに多額を要することを見積もっていた。しかしながら、幸いなことに、CTV作成ならびにweb公開を主体的に担っている研究協力者が独自にそれら経費の多くを賄うことが可能となったため、本年度使用額は少額で済み、次年度使用額が生じることとなった。次年度に予定しているアンケート等について、当初計画よりも規模を拡大してデータ信頼度を向上することに使用する。
中世東国水運史の研究

この研究は、近年急速に活発化しつつある中世東国水運史の研究をさらに前進させることを目的としている。そのために、(1)研究史の整理を行うこと、(2)史料を蒐集・整理し、史料集を作成すること、(3)調査研究にもとづき論文を作成すること、以上3点を計画、目標にして努力を積み重ねてきた。(1)については、峰岸純夫・村井章介編『中世東国の物流と都市』山川出版社、1995年の中に「中世東国水運史研究の現状と問題点」を発表した。(2)については、史料蒐集とコンピューター入力を行っているが、今日に至るまで未完成である。(3)については、研究成果の一部を発表するに留っている。将来、(1)(2)(3)に文献目録を加えて一冊の研究書として刊行しようと努力している。この度は、上記の研究史整理に、その後に発表された研究論文を加えて補訂したものを提出することにした。なお、コンピューター入力について技術的に解決しなければならない問題や入力の技術者の確保など検討中である。出版社にも折衝している。近年研究が活発化しつつある中世東国水運史の研究をさらに前進させるため、次の四点を今年度の目標に定めた。(1)中世東国水運史の研究史の整理(2)近世における利根川変流以前の状況を水運史との関係で考察する(3)明応7年(1498)の東海大地震津波の被害状況を太平洋水運に与えた影響と関連させて考察する。(4)中世東国水運史の基本史料を蒐集・管理する。中世東国水運史研究に感心を持つ文献史学・考古学の人々を学際的に網羅し,村井章介氏と共編で,『中世東国の物流と都市』を刊行した。この中で峰岸は「中世東国水運史研究の現状と問題点」と題する論考(33頁)を発表し,上記(1)(2)(3)についての見解を述べた。基本史料の蒐集は,50%程度進歩し,アルバイトによってコンピューター入力を進めており,データベースとして,将来刊行を予定している。昨年度に刊行された峰岸純夫・村井章介編『中世東国の物流と都市』(山川出版社)とその中に収載された峰岸「中世東国水運史研究の現状と問題点」は、多くの研究者の論文に引用されたり『史学雑誌』の書評に掲載され、研究状況の推進に一定の役割を果した。本年度は、この編書の中で使用された史料をもとに、その他史料も加えて300点近くの中世東国水運史史料の蒐集・整理をおこない、史料のコンピューター入力を実施した。文献目録も含めて、数年後に刊行を目ざしたい。今年度の研究としては、3月上旬に霞ヶ浦と常陸川水系の湊の分布・立地などの調査をおこない、この時期に開催された土浦市でのシンポジューム「中世の霞ヶ浦」に参加し、まとめの発言をおこなった。また金沢六浦湊を抑える海城の調査をおこない現地を探索したが、城部遺構を確認することができなかった。同様な海城としては、館山市稲村城の文献調査と現地調査をおこなった。私も含めた主張によって、学界の研究動向は、水運だけを突出させるのではなく、陸運との関係や当該社会のなかでの交通・交易の位置づけを全体的に把握していこうとする方向に向かっている。この点で、数年間の研究蓄積をまとめている。
プロトプラスト機能を高度利用した有用物質の実用的な高速度生産システムの構築

細胞を用いる従来の有用物質生産法の問題点を排除した新規な生産システムの開発を目指し、細胞に代わる新たな有用物質生産の担い手として、微生物や植物の細胞壁を除去したプロトプラストの優れた機能に着目し、本研究を遂行した。プロトプラストは細胞とは異なる生物機能を活性化するが、その詳細は未解明である。酵母DNA microarrayを用いて酵母のプロトプラストと細胞の遺伝子の発現の違いを解析してゆく中で、酵母プロトプラストではタンパク質などの代謝産物の分泌経路が活性化され、培養液中に分泌生産される事を明確にした。無電荷で、物質移動能に優れた人工細胞壁を独自に作製し、酵母プロトプラストに装着して培養する、有用物質の高濃度、高速度分泌生産システムを開発した結果、Invertaseおよびα-glucosidaseを通常の細胞を用いたシステムに比べて数十倍の高濃度、高速度で分泌生産する事ができた。本システムは組換え酵母プロトプラストを用いた異種タンパクの分泌生産においても有効であった。木本性のイチイのプロトプラスト等をモデルに、植物プロトプラストが新たな培養環境に接する時に示す適応反応や細胞壁を除去した場合の物質移動速度や移動物質の種類や変動などの特性を基礎的に把握した。イチイの培養細胞および植物体の葉から効率的に代謝活性が高いプロトプラストを単離する方法を開発した。高い抗酸化能および物質移動能を有する人工細胞壁を開発し、イチイプロトプラストに装着し、種々の機能性物質(Methyl jasmonateやアルギン酸加熱生成物など)を培養液中に添加して培養する事で、通常は細胞壁近傍に微量にしか存在しないPaclitaxelなどの有用代謝産物を高濃度で分泌生産する事ができた。本研究により、微生物および植物のプロトプラスト機能を高度利用した有用物質の実用的な高速度分泌生産システムを構築する事ができた。プロトプラストは細胞とは異なる生物機能を活性化するが、その詳細は明らかにされていない。そこで、酵母DNAマイクロアレーを用いて酵母のプロトプラストと細胞の遺伝子の発現の違いを包括的に解析し、プロトプラストで活性化された生物機能の解明を試みた。その結果、細胞をプロトプラストにして培養することにより、発現量が大きく変化した遺伝子の数は、全遺伝子(5888個)の7.1%にあたる416個あった(http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/abc/Aoyagi/Aoyagi.html)。解析の結果、(1)細胞に比べプロトプラストは外部環境刺激に対し感受性が高いこと、(2)炭水化物代謝が活性化されているがアミノ酸の生合成は抑制されていること、(3)分泌経路が活性化され、タンパク質などの代謝産物が能動的にプロトプラスト外に分泌生産されること、などが明らかになると伴に、プロトプラストが新たな培養環境に接する時に示す適応反応や細胞壁を除去した場合の物質移動速度や移動物質の種類や変動などの特性を基礎的に把握できた。DNAマイクロアレー解析で明らかにしたプロトプラストの特性を最大限に活用すると伴に、物質生産に優れた人工細胞壁をスクリーニングし、プロトプラストに装着して培養することで、酵母細胞に比べて数十倍の高濃度、高速度で培養液中にインベルダーゼやαグルコシダーゼを生産できた。

また、植物のニチニチ草やイチイの細胞壁近傍に微量に存在する有用代謝産物をターゲットに、それらの生産に適した植物用の人工細胞壁を開発し、プロトプラストに装着して培養した結果、効率的な分泌生産を行える可能性が得られた。細胞を用いる従来の有用物質生産法の問題点を排除した新規な生産システムの開発を目指し、細胞に代わる新たな有用物質生産の担い手として、微生物や植物の細胞壁を除去したプロトプラストの優れた機能に着目し、本研究を遂行した。プロトプラストは細胞とは異なる生物機能を活性化するが、その詳細は明らかにされていない。前年度に引き続き、酵母DNAマイクロアレーを用いて酵母のプロトプラストと細胞の遺伝子の発現の違いを解析してゆく中で、酵母プロトプラストではタンパク質などの代謝産物の分泌経路が活性化され、培養液中に分泌生産されることを明確にし、スクリーニングした物質生産に優れた人工細胞壁をプロトプラストに装着して培養することで、酵母細胞に比べて数十倍の高濃度、高速度で培養液中に酵素(インベルターゼやαグルコシダーゼ)を分泌生産できた。また、本システムをクチナーゼの遺伝子を導入した組換え酵母プロトプラストや組換え大腸菌プロトプラストに適用した結果、クチナーゼが効率的に分泌生産され、本法が組換え体を用いた異種タンパク生産においても有用であることが示された。植物プロトプラストについてもイチイのプロトプラストが新たな培養環境に接する時に示す適応反応や細胞壁を除去した場合の物質移動速度や移動物質の種類や変動などの特性を基礎的に把握した。また、イチイの細胞壁近傍に微量に存在する有用代謝産物をターゲットに、それらの生産に適した植物用の人工細胞壁を開発し、イチイプロトプラストに装着して培養した結果、効率的な分泌生産を行える可能性が得られた。微生物プロトプラストについて酵母(Saccharomyces cerevisiae)を対象に、DNAマイクロアレーを用いてプロトプラストと細胞の遺伝子の発現の違いを解析し、得られた結果を背景に、無電荷で、物質移動能に優れた人工細胞壁を独自に作製し、酵母(あるいは組換え酵母)プロトプラストに装着して培養する有用物質の高濃度、高速度分泌生産システムを開発した。開発したシステムを用いる事で、インベルターゼ、α-グルコシダーゼおよび組換えクチナーゼを通常の細胞を用いた生産システムに比べて数十倍の高濃度、高速度で分泌生産することが可能となった。また、種々検討した結果、プロトプラスト機能を高度に利用した機能性の細胞壁成分の新規な分泌生産システムを開発した。植物プロトプラストについて木本性植物のイチイ(Taxus cuspidataなど)を対象に、培養細胞および植物体の葉から効率的に生存活性および代謝活性が高いプロトプラストを単離する方法を開発した。
干渉性共鳴励起された重イオンの脱励起

日本側メンバ-はこれまで行ったNa,F,Mgイオンを用いた実験の結果をもとに、フランスのGANIL(Grand Acce^^'le^^'rateur National d'lons Lourds)で行う実験の計画を検討した。その結果、以下の3点を実験の目標とすることにした。1)重イオンの低次の、できれば1次の共鳴を観測する。2)Stark効果で分裂したn=2の各準位への励起を分離して実現する。3)これらの準位の波動関数の形が荷電分布と2方向で測定した放出X線スペクトルの共鳴に及ぼす影響を調べる。以上の方針をフランス側と協議すること、GANILにおける実験条件を直接調べるため、藤本、小牧の2名が9月23日から10月3日の間出張した。パリにおいてエコ-ル・ポリテクニクのケレ(Que^^'re^^')、リヨン大のリミュ(Remillieux)、パリ大のコ-エン(cohen)氏らと打ち合わせた後、ノルマンディ-のカン市にあるGANILを訪問し、トゥ-ルモンド(Toulemonde)氏と加速可能なイオン種やエネルギ-などの条件、入手可能な単結晶薄膜などについて具体的な検討を行った。本研究には、1)入射エネルギ-を共鳴条件付近で微小な幅で変えること、2)水素型(1電子)の、平行度の高いビ-ムが十分な強度で得られることが必要である。1)については、デグレ-ダ(ビ-ムの通路に挿入しエネルギ-損失を引き起こす薄板)を使用することにより、2)については、重原子のデグレ-ダを用いることにより解決できると考えられ、本計画が基本的に実行可能であることを確認した。デグレ-ダの使用については11月末にフランス側メンバ-がRTE(Reーsonant Transfer & Excitation)の実験を行う予定になっており、これに参加し、デグレ-ダのテストを行うことにした。小牧は11月25日から12月4日までGANILへ出張し、フランス側メンバ-とともにRTEの実験を行った。GANILの加速器はセクタ-型サイクロトロンが2台直列になっており、実験ではXe^<18+>をイオン源から0.49MeV/uで引き出し、初段のサイクロトロンで6.91MeVまで引き出した後、ストリッパ-フォイルを通過させ、Xe^<44+>を取り出し、2段目のサイクロトロンで44MeV/uまで加速した。ビ-ムはさらにAlデグレ-ダを通して、4331MeV/uまで減速し、Xe^<52+>(2電子)を選び出して実験エリアに導いた。デグレ-ダからは通常様々な荷電状態、エネルギ-の不要の(邪魔な)イオンが出てくるが、当所では「α」と称する270^゚ビ-ムを偏向する装置があり、きれいなビ-ムが得られる。平行に揃えたビ-ムをSiの〈110〉軸チャネリングさせ、透過粒子の荷電分布と放出X線のスペクトルを測定した。入射エネルギ-はデグレ-ダの傾きを変えることにより、0.40.5MeV/u(1%)の間隔で変えた。エネルギ-変化後、チャネリング方位の再確認により、ビ-ム方向のずれは100分の1^゚以下であることが分かった。これに要する時間は1時間程度で十分短い時間で次の測定に入れることが確認された。RTEとはAuger電子放出の逆過程に当たるもので、走行するイオンが標的から電子を1個捕獲すると同時に余ったエネルギ-で自分の電子を励起する過程である。本実験ではSiの伝導電子がXeのL殻に捕獲されると同時にXeのK電子が1個L殻へ励起される。捕獲に際して余ったエネルギ-が励起エネルギ-と一致しないときはX線が放出される。これがREC(Radiative Electron Capture)である。両者が一致すると共鳴的に捕獲と励起が起こる。実験結果では、LーRECーX線のエネルギ-は入射エネルギ-とともに増大し、これがXeのKα線と一致する入射エネルギ-でRTE条件が満たされ、Si伝導電子の運動量分布に相当する幅でX線強度が増大することが見いだされた。本年度内には本研究のためのマシンタイムはとれなかったが、来年度は実験が行える見込みである。この先の実験計画を固めるため3月に藤本がフランスへ出張する予定である。

パリにおいてエコ-ル・ポリテクニクのケレ(Que^^'re^^')、リヨン大のリミュ(Remillieux)、パリ大のコ-エン(cohen)氏らと打ち合わせた後、ノルマンディ-のカン市にあるGANILを訪問し、トゥ-ルモンド(Toulemonde)氏と加速可能なイオン種やエネルギ-などの条件、入手可能な単結晶薄膜などについて具体的な検討を行った。本研究には、1)入射エネルギ-を共鳴条件付近で微小な幅で変えること、2)水素型(1電子)の、平行度の高いビ-ムが十分な強度で得られることが必要である。1)については、デグレ-ダ(ビ-ムの通路に挿入しエネルギ-損失を引き起こす薄板)を使用することにより、2)については、重原子のデグレ-ダを用いることにより解決できると考えられ、本計画が基本的に実行可能であることを確認した。デグレ-ダの使用については11月末にフランス側メンバ-がRTE(Reーsonant Transfer & Excitation)の実験を行う予定になっており、これに参加し、デグレ-ダのテストを行うことにした。小牧は11月25日から12月4日までGANILへ出張し、フランス側メンバ-とともにRTEの実験を行った。GANILの加速器はセクタ-型サイクロトロンが2台直列になっており、実験ではXe^<18+>をイオン源から0.49MeV/uで引き出し、初段のサイクロトロンで6.91MeVまで引き出した後、ストリッパ-フォイルを通過させ、Xe^<44+>を取り出し、2段目のサイクロトロンで44MeV/uまで加速した。ビ-ムはさらにAlデグレ-ダを通して、4331MeV/uまで減速し、Xe^<52+>(2電子)を選び出して実験エリアに導いた。デグレ-ダからは通常様々な荷電状態、エネルギ-の不要の(邪魔な)イオンが出てくるが、当所では「α」と称する270^゚ビ-ムを偏向する装置があり、きれいなビ-ムが得られる。平行に揃えたビ-ムをSiの〈110〉軸チャネリングさせ、透過粒子の荷電分布と放出X線のスペクトルを測定した。入射エネルギ-はデグレ-ダの傾きを変えることにより、0.40.5MeV/u(1%)の間隔で変えた。エネルギ-変化後、チャネリング方位の再確認により、ビ-ム方向のずれは100分の1^゚以下であることが分かった。これに要する時間は1時間程度で十分短い時間で次の測定に入れることが確認された。RTEとはAuger電子放出の逆過程に当たるもので、走行するイオンが標的から電子を1個捕獲すると同時に余ったエネルギ-で自分の電子を励起する過程である。本実験ではSiの伝導電子がXeのL殻に捕獲されると同時にXeのK電子が1個L殻へ励起される。捕獲に際して余ったエネルギ-が励起エネルギ-と一致しないときはX線が放出される。これがREC(Radiative Electron Capture)である。両者が一致すると共鳴的に捕獲と励起が起こる。実験結果では、LーRECーX線のエネルギ-は入射エネルギ-とともに増大し、これがXeのKα線と一致する入射エネルギ-でRTE条件が満たされ、Si伝導電子の運動量分布に相当する幅でX線強度が増大することが見いだされた。本年度内には本研究のためのマシンタイムはとれなかったが、来年度は実験が行える見込みである。この先の実験計画を固めるため3月に藤本がフランスへ出張する予定である。
世界の食料安全保障の確率的な脆弱性評価に関する研究

本研究の目的は、アジアの途上国を中心に穀物市場の短期的変動がもたらす食料安全保障の確率的脆弱性の評価を行うことである。米、小麦、トウモロコシの世界穀物需給モデルを開発し、このモデルによるシミュレーション分析を中心にアジア諸国の穀物需給の動向と食料安全保障対策について分析を行った。世界穀物需給モデルによる確率的脆弱性の評価によると、穀物市場は在庫水準の低下、マクロ経済の変化、穀物単収の変動などによって不安定になるが、特に最近では穀物単収の変動の影響が大きいことが確認された。米については、最近単収変動の縮小により輸入変動の縮小傾向が認められるが、小麦については、人口大国のインドにおいて輸入変動の拡大傾向が見られ、世界穀物市場の主要な変動要因になることが懸念される。トウモロコシについては、経済発展に伴う飼料用需要の急増と単収変動の拡大のため、アジア諸国のトウモロコシ輸入が不安定になる可能性が高いことが確認された。バングラデシュやミャンマーなどの最貧国では、最近の緑の革命の終焉による穀物単収の伸び悩みのため国民1人当たりの穀物消費が減少しており、農業技術ポテンシャルの枯渇と水、土地資源の制約が、食料安全保障を脅かす主因となりつつある。緩衝在庫の創設や外貨準備、貿易措置とならんで技術、資源、環境対策への取り組みを強化することが、アジアの食料安全保障を高める上で重要であることが確認された。初年度の平成11年度は、アジア途上国を中心とした世界穀物需給モデルの開発、そのモデルを使った米、小麦、トウモロコシについての脆弱性評価、アジア諸国の穀物需給の動向と食料安全保障対策について分析を行った。世界穀物需給モデルを使ったシミュレーション分析によると、穀物市場への影響は在庫水準が低く、作柄変動が大きいほどその程度が著しいが、今後10年間全体での影響としては在庫水準の低下よりも作柄変動の拡大の方が大きいことを確認した。コメについては、最近の作柄変動の縮小による輸入変動の縮小傾向も認められたが、小麦については特に人口大国のインドの輸入変動の拡大傾向が認められ、世界貿易の主要な変動要因となることが予想された。トウモロコシについては、経済発展に伴って飼料用需要が急増しており、その作柄変動も拡大しているので、これまでのような輸入への過度の依存による畜産部門の拡大はその経営を不安定にする可能性が高いことを確認した。
環境負荷の少ない溶媒を用いる希土類元素の相互抽出分離

【緒言】本研究では、従来の液体の概念とは全く異なる新規物質"イオン性液体"を抽出溶媒とする、環境負荷の少ない溶媒抽出法の開発と希土類元素の抽出に汎用されている抽出剤をイオン性液体系に適用し、その抽出挙動を明らかにすることを目的とした。イオン性液体としてはヘキサフルオロリン酸1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、抽出剤としてはN-ベンゾイル-N-フェニルヒドロキシルアミン(BPHAと略)を用いることにした。【結果・考察】1)BPHAのイオン性液体中での溶存状態と水相/イオン性液体相間の分配挙動BPHAは非極性溶媒中に非解離型化学種(HL型)として溶解しているとき、無色透明な溶液が得られる。一方、極性溶媒中に解離型化学種(L^-型)として溶解しているとき淡黄色黄色を示す。BPHAをイオン性液体中に溶解する際、溶解条件によって溶液は淡黄色黄色を呈した。これらの結果から、BPHAはイオン性液体中ではHL型、L^-型が混在して溶解しているものと思われる。HL、L^-の分配定数は、K_<D,L>≪K_<D,HL>と推定され、解離型化学種の水相中で濃度は高くなり、水相中での金属イオンとの錯形成に対して有利である。このことが金属イオンの水相中での錯形成に寄与しているものと思われる。事実、BPHAをイオン性液体へ溶解する際、黄色が濃いほど希土類元素の抽出性は向上した。2)BPHAによる希土類元素の抽出1x10^<-4>mol dm^<-3>ランタノイド、1.0mol dm^<-3>酢酸緩衝溶液、0.04mol dm^<-3>酒石酸イオンを含む水相2cm^3と0.1mol dm^<-3>BPHAを含むイオン性液体2cm^3を1時間振り混ぜる。遠心分離器で分相後、水相のpHを測定する。ICPにより水相中のランタノイド濃度を測定する。比較としてCHCl_3を用いた場合についてもpH-抽出率曲線を作成した。抽出溶媒としてイオン性液体を用いると、CHCl_3で抽出したときより、低pH側で抽出することができ、抽出性の点で優れている。Hirayamaら^<1)>、Nakashimaら^<2)>も抽出剤としてTTA、CMPOを用いて同様の結果を得ている。【緒言】イオン性液体(IL)は、不揮発性や難燃性のため従来の有機溶媒に代わる環境負荷の少ない溶媒として注目されている。最近、抽出溶媒としてILの一つであるヘキサフルオロリン酸1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム([Bmim][PF_6])を用い、抽出剤として唯一、オクチル(フェニル)-N, N-ジイソブチルカルバモイルメチルホスフィンオキシド(CMPO)を用いてランタノイド(Ln)の抽出が報告されている。

本年度は、汎用されている既存の抽出剤をIL系に適用するため、Lnの抽出によく用いられる抽出剤について、その[Bmim][PF_6]への溶解性を明らかにし、さらにYbの抽出挙動について検討した。【結果・考察】抽出剤の溶解性:[Bmim][PF_6]2cm^3中にTBP、N-ベンゾイル-N-フェニルヒドロキシルアミン(BPHA)、Oxine、o-phen、Bipy、ジ(2-エチルヘキシル)リン酸(D2EHPA)、PC-88、カプリコートは0.022.0mmolまでは溶解する。しかしトリ-n-オクチルホスフィンオキシド(TOPO)は0.02nmolでも溶解しなかった。pH緩衝溶液の影響:錯体の抽出においては水相のpH調整が重要である。酢酸緩衝溶液を用いてpH調整を試みたが、0.01mol dm^<-3>程度の濃度では振り混ぜ後のpHは大きく変動し調整は難しかった。これはILが水相に溶解するためと考えられる。また水相に低濃度で酢酸イオンが存在すると、抽出剤がなくてもYbは抽出されることが分かった。水相に酒石酸イオン、クエン酸イオン、コハク酸イオン、EDTA、CDTA等を適度な濃度で添加することによって、酢酸イオンによるYbの抽出は隠蔽できた。抽出剤としてBPHA又はOxineを用いてYbの抽出は可能となった。抽出操作:水相2cm^3(Yb:1x10^<-4>mol dm^<-3>,酒石酸イオン:0.034mol dm^<-3>,1mol dm^<-3>酢酸緩衝溶液を含む)と[Bmim][PF_6]相2cm^3{BPHA又Oxineを含む}を恒温振とう機で25°C、1時間振り混ぜる。分相後、水相のpHを測定した。また水相中のYb濃度をICPにより測定し、マスバランス式から抽出率を求めた。Ybの抽出率:pH-抽出率曲線から、いずれの抽出剤の場合もpH3.7付近で95-97%抽出されることを明らかにした。【緒言】イオン性液体(以下、ILと略)はほとんど揮発性がないため環境中への漏洩リスクが少なく、従来の有機溶媒に比べて格段に環境負荷の低いグリーンな溶媒として注目されている。現在、希土類元素の抽出に対して抽出溶媒としてILを用いた例は極めて少ない。本研究では抽出剤としてN-ベンゾイル-N-フェニルヒドロキシルアミン(BPHA又はHLと略)を用い、イオン性液体としては、ヘキサフルオロリン酸1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム([Bmim][PF_6]と略)を用いてBPHAの水相/IL相間の分配挙動、ランタノイド(Lnと略)の抽出挙動について検討した。【結果・考察】IL相中でのBPHAの溶存状態と水相/IL相間の分配挙動:BPHAは溶媒中に非解離型化学種(HL型)として溶解しているとき無色透明な溶液が得られるのに対し、解離型化学種(L^-型)は黄色を呈する。本研究では有機相として、ILにBPHAを溶解して用いた。溶解条件(振り混ぜ時間、超音波かき混ぜ時間、溶解時の温度)によって溶液は淡黄色黄色を呈した。すなわち、BPHAはIL相中ではHL型、L^-型化学種が混在して溶解していることが推定された。またHL型は時間経過とともに徐々にL^-型に解離する。BPHAの水相/IL相間の分配は、極性が小さい有機溶媒では主としてHL型化学種が水相へ分配するのに対し、ILではL^-型化学種が水相へ分配する。L^-型化学種の分配定数は小さく、その結果水相中のL^-濃度が高くなり水相中で金属イオンとの錯形成に対して有利である。
地域社会との連携による「生きる力」を育む美術教育プログラム及びネットワークの開発

本研究では,徳島県下の伝統文化の調査を行い,その成果をもとに徳島県の伝統文化を学べる文化施設をデータベース化を行う。そして,海外の伝統文化の継承と教育に関してカンボジア王国で調査を行い,日本国内の状況とを比較検討し,文化創造からの視点での文化継承と教育活動の重要性を提言するにいたった。また,以下のテーマに関する考察が本研究において行われた。美術館における鑑賞教育の観点から地域と芸術の連携に関する研究。大竹拙三を中心に地域社会における美術教育実践家の足跡に関する調査研究。鑑賞教育における身体性に関する研究。また,「生きる力」を育む美術教育プログラム及びネットワークの開発にあたって,研究究組織全体の取り組みとして,鳴門市,大塚国際美術館,鳴門教育大学の三者の連携による「地域文化財教育活用プロジェクト」を実施した。本プロジェクトによって,美術教育ネットワーク構築のための基盤がつくられ,大学と,地方自治体,私立美術館の共同運営によるワークショップ等の事業を行い,その成果として,教員が活用するための美術教育実践例が提案されるに至った。そして,本研究の成果を公開し,広く活用するためのWeb版の美術教育センターが構築された。研究代表者は、パブリックアートに関する調査を東京都内の4カ所で行い、鑑賞教育の観点と、地域と芸術の連携に関して調査研究を行った。佐々は、大竹拙三を中心に地域社会における美術教育実践家の足跡について調査研究を行った。山木は、川崎市の岡本太郎美術館の社会教育活動の調査を行い、美術館における教育実践と、公共施設としての美術館の役割について調査した。芳賀は、学校教育における総合的な学習と、教員養成大学における実地教育の役割等の観点から地域社会との連携による美術教育プログラムの検討を行った。谷口は、徳島県下の社会教育施設の情報のデータベースの作成を行い、また、平成13年度に行った徳島県下の大塚国際美術館における、大学院生を対象とした美術教育プログラムに開発の研究活動について学術論文を執筆し、美術教育プログラム及びネットワーク作りに関する調査研究を行った。研究組織全体の取り組みとしては、2003年2月に広島県海田町において『地域社会/環境/文化との連携にみる美術教育の展望』と題した研究会を開催し、「地域の文化を生かす美術教育プログラムの実際と調査方法」「社会教育としての美術教育」「地域環境と美術の関わり」の観点について講師から専門的な知見を得、広島県下の学校教員、学芸員、大学研究者と意見交換、検討を行った。また、2003年3月には、カンボジア王国における調査活動を実施し、プノンペン市内において、教育省大臣より芸術と教育の観点からカンボジアの教育状況について意見を拝聴し、小・中学校での視察、国立芸術大学における伝統芸術の教育活動に関する調査を行った。また、シェムリアップ市内では、地域社会に存在する遺跡等の歴史的建造物と伝統芸術の保存、復興に関する調査行った。以上の調査研究は、平成15年度における地域社会の特殊性、伝統に基づく教育プログラム作成等に重要な知見を与えるものであった。研究代表者は,昨年からの継続として,鑑賞教育の観点から地域と芸術の連携に関する調査研究を行う。佐々は,大竹拙三を中心に地域社会における美術教育実践家の足跡に関する継続研究を行い,また,2003年3月に行った,カンボジア王国における調査活動をもとに,美術科教育学会(第26回広島大会)において研究発表「美術教育のリアリティーを考える-クメール伝統織物研究所の取組から-」を行う。山木は,鑑賞教育プログラムの研究・開発を,徳島県立近代美術館(徳島県徳島市)と共同で行う。谷口は,地域社会との連携にもとづく「生きる力」を育む美術教育プログラムの研究・開発を,大塚国際美術館(徳島県鳴門市)にて,大学院生と共同で行う。また,佐々と同様に,カンボジア王国における調査活動をもとに,研究発表「美術教育のリアリティーを考える-アート,地域性,多文化社会を中心として-」を行った。研究組織全体の取り組みとして,2004年3月に研究代表者を推進リーダーとする,鳴門市,大塚国際美術館,鳴門教育大学の三者の連携による「地域文化財教育活用プロジェクト」がスタートする。このプロジェクトによって,地域社会との連携による美術教育ネットワーク構築のための基盤を作り上げることができると考えられる。研究代表者は,鑑賞教育の観点から地域と芸術の連携に関する調査研究を行った。佐々は,大竹拙三を中心に地域社会における美術教育実践家の足跡に関する継続研究を行い,その成果を研究成果報告書にて発表した。山木は,鑑賞教育プログラムの研究・開発を,昨年度の継続として徳島県立近代美術館(徳島県徳島市)と共同で行った。

谷口は,山田と共同で,地域社会との連携にもとづく「生きる力」を育む美術教育プログラムの研究・開発を,大塚国際美術館(徳島県鳴門市)にて行った。具体的には,鳴門市職員,鳴門市民,大塚国際美術館職員と共同で,美術館を活用した子ども向けワークショップ「N*CAP(エヌキャップ)」を企画運営し,N*CAPの成果に基づく小学校用学習指導案を網羅した「教師のための実践事例集」,「ワークシート集」の開発を行い,その成果は研究成果報告書にて報告している。研究組織全体の取り組みとして,本研究課題に関連させ,2004年4月より研究代表者を研究リーダーとした鳴門市,大塚国際美術館,鳴門教育大学の三者の連携による「地域文化財教育活用プロジェクト」をスタートさせた。このプロジェクトは,大学の知的資源を社会に還元することをその第一の課題としており,また前述した「N*CAP」を中核とした活動を行う中で,地域の文化伝達能力に秀でた人材のネットワーク化を図り,美術教育センターの基礎を確立するに至った。地域文化財教育活用プロジェクトによって,美術教育ネットワークの基盤がつくられ,また,地域社会との連携による「生きる力」を育む美術教育プログラムの充実化及び具体化を図ることができた。その成果は研究成果報告書にて公開している。またWeb上の美術教育センターの構築とその運営を開始した。
スモルダリング燃焼の危険性評価方法の確立

狭い空間で固体を燃焼させスモルダリング燃焼性状を評価できる方法を提案した。この方法では、固体が有炎燃焼を起こさず、スモルダリング燃焼性状を選択的に評価できる。スモルダリング燃焼時の燃焼割合や燃え拡がり速度は、火災の危険性評価において重要な指標である。本研究では、画像解析の手法を用いて燃焼割合等を定量化し、数値シミュレーションや理論解析の結果と比較できるようにした。実験パラメータを考慮した理論解析を実施し、これらの影響を統一的に評価できる支配パラメータの有効Lewis数を定義した。実験結果および数値シミュレーションの結果から、有効Lewis数が支配パラメータであることを確認した。本研究の目的は、スモルダリング燃焼の危険性評価手法を確立することである。可燃性固体の燃焼性試験は有炎燃焼を前提としていることが多いが、多くの火災で炎を伴わないスモルダリング燃焼が生じていて、スモルダリング燃焼時の燃焼性は有炎燃焼と全く異なる。しかし、スモルダリング燃焼の研究は十分に行われておらず、スモルダリング燃焼性の評価方法は確立されていない。そこで本研究では、スモルダリング燃焼と有炎燃焼の違いを燃焼学的な観点から明らかにし、スモルダリング燃焼の危険性を適切にかつ簡便に評価できる手法の確立を目指す。平成26年度に実施した燃焼実験、理論解析および数値シミュレーションについて以下に述べる。【燃焼実験】スモルダリング燃焼が生じるのは、酸素の供給が制限された環境である。そこで、自然対流を抑制し、スモルダリング燃焼を生じさせることのできる装置を開発した。上下2枚の板の間の狭い空間で固体を燃焼させることにより、スモルダリング燃焼を生じさせるものである。さらに、外部からの空気の供給量を調節可能にするため、低速風洞を組み合わせた装置とした。この装置を用いて、酸素の供給が制限されるスモルダリング燃焼では反応が不安定に進行することを明らかにし、様々な条件においてスモルダリング燃焼性(特に燃え拡がり速度)を評価した。【理論解析】化学反応を含む熱流体力学の支配方程式から、反応帯位置の時間変化を記述する式を導出した。これにより、ルイス数と呼ばれる無次元数が重要なパラメータであることを明らかにした。また、この式を解から、スモルダリング燃焼において反応が不安定に進行する様子を再現することが出来た。【数値シミュレーション】理論解析のベースとなった化学反応を含む熱流体力学の支配方程式を数値的に解き、実験結果を説明できる結果が得られることを確認した。また、先述の理論解析が妥当である条件範囲について検討した。スモルダリング燃焼の危険性評価手法を確立するという本研究の目的を達成するため、実験、数値シミュレーションおよび理論解析を実施した。平成26年度の研究で確立した実験装置を用い、スモルダリング燃焼挙動に及ぼす実験パラメータの影響を検討した。狭い空間で可燃性固体を燃焼させることにより、自然対流を抑制し、スモルダリング燃焼を起こさせる装置である。実験パラメータとしては、酸素濃度、酸化剤流速、隙間幅を抽出した。燃え拡がり速度や燃焼割合に及ぼす各パラメータの影響を明らかにした。燃焼割合などの燃焼挙動は、画像解析の手法を用いて定量的に評価した。平成26年度に構築した数値シミュレーションモデルを用いて、モデルパラメータの影響を検討した。モデルに現れるパラメータはルイス数、ゼルドビッチ数、無次元温度パラメータである。これらのパラメータがシミュレーション結果(燃え拡がり速度や燃焼割合など)に及ぼす影響を検討した。反応性熱流体力学に基づいた理論解析を実施し、酸素濃度、酸化剤流速、隙間幅の各実験パラメータを統一的に考慮できる無次元パラメータ(有効ルイス数と呼ぶ)を定義した。様ざまな条件で実施した実験および数値シミュレーションの結果を、有効ルイス数を用いて表せることを確認した。本研究の最大の目的である、スモルダリング燃焼の危険性を評価できる装置の開発がおおむね完了し、複数の試料を用いて様々な条件で危険性評価できる段階である。また、酸素が不足した環境でスモルダリング燃焼が不安定に進行するという、学術的にも興味深い現象を実験的に再現することに成功した。理論解析および数値シミュレーションに関しても、基礎方程式の導出が完了し、その解、特にパラメータ依存性が実験結果を矛盾なく再現していることを確認できた。以上のことより、交付申請書に記載した「研究の目的」の達成度について、おおむね順調に進展していると判断する。火災安全科学今年度の研究により、スモルダリング燃焼の危険性評価装置の開発がおおむね完了し、また、理論解析や数値シミュレーションの基礎となる方程式の導出が完了した。今後は、様々な条件で試験することにより、スモルダリング燃焼の危険性を適切にかつ簡便に評価できる手法を確立する。燃焼実験、理論解析、数値シミュレーションの具体的な内容について以下に記す。【燃焼実験】平成26年度に開発した装置を用いて、複数の試料を対象として燃焼実験を行う。

実験条件によりスモルダリング燃焼性がどのように変化するのか検証する。現状では、実験パラメータとして燃焼空間の隙間幅および供給する空気の流量を変化可能である。スモルダリング燃焼における酸素供給の重要性を考えて、平成27年度は供給する空気中の酸素濃度を変化できるように装置を改良する予定である。そして、これらのパラメータを変化させて実験を行い、スモルダリング危険性評価に最適な試験条件について検討する。【理論解析】平成26年度に構築したモデルを出発点とし、実験パラメータである隙間幅、空気供給量、空気中の酸素濃度の影響を考慮できるようにモデルを拡張する。このモデルにより実験結果を少なくとも定性的に再現できることを確認し、モデルの仮定の妥当性等を検証する。また、この理論解析に基づき、現象を支配する最も重要なパラメータについて考察する。【数値シミュレーション】平成26年度に用いた支配方程式を拡張し、実験に対応した数値流体力学シミュレーションを可能にする。まずは実験と同じ条件でシミュレーションを実施し、実験結果とシミュレーション結果を比較することでモデルの妥当性を検証する。その後、実験的には難しい条件でもシミュレーションを実施し、スモルダリング危険性について基礎的な知見を得る。数値シミュレーションを効率よく実施するためのワークステーションを購入し、愛知工業大学に設置する予定であったが、今年度は主にモデル構築を実施し、数値シミュレーションの実施件数は限定的であったため、ワークステーションは次年度に購入することとしたため。平成26年度の研究により、数値シミュレーションモデルの構築がおおむね完了したため、様々な条件でシミュレーションを実施できる状況である。ワークステーションを購入し、大規模シミュレーションを数多く実施する計画である。