hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体内時計と関節炎の包括的研究

疾患モデル動物を用いて関節炎を評価するにあたり、まずは正常組織での実験系が確立される必要があると考え、正常な器官での基盤技術の確立を目的とした。これまで正常な器官で実施している器官培養ついて、再度培養時の条件やサンプリングのタイミング、サンプリング時の軟部組織等の処理等についても検討を行い、長期の培養を行うことが可能となるように基盤技術として確立することを目的とした。現状では2ー3週間程度の安定した器官培養の観察が可能となった。今後は4週間以上の長期培養が安定的にできるような技術の獲得と確立および関節炎を評価するのに適した培養条件の詳細な検討を行う予定である。また、これまで行ってきた骨組織の器官培養だけでなく、骨組織とともに関節の生理の中で重要な役割を果たすと考えられている軟部組織(本実験では半月板を採取)についてもサンプリングを行い正常な器官で培養およびデータの採取を行った。半月板をふくむ軟部組織は正常組織でも各種の各種疾病においてもその機能や病態に大きくかかわっているため、骨組織に加えて軟部組織で安定的に観察および評価が可能な実験系の確立を目的とする。今後は本実験系の評価に適した疾患モデル動物についての検討、およびどのような項目(具体的には関節炎を評価するのに適した炎症性マーカーや軟骨基質の代謝マーカーの選定や病理組織像による評価を予定している)を用いて評価でを行うのかを決定し、実際の評価を行う実験系の確立を行う予定である。基盤技術として、正常組織での組織培養系の実験系の構築ができつつある。またサンプルの採取方法を見直すことで従来は評価できていなかった軟骨や半月板などの軟部組織の観察が可能になった。今後は適切なモデル動物の選定とそのサンプルの採取方法およびデータを取得するにあたっての長期間の培養に対する適切な条件の詳細を検討し、正常組織での実験系の確立を行うと同時に本実験系に最も適したモデル動物の選定、およびそのモデル動物での評価項目を検討・決定し、本研究課題が目的としているデータの取得・解析を行う。引き続き京都府立医科大学統合生理学教室の指導のもと、大学院生の協力を得て実験を遂行する予定である。技術基盤確立のための、従来から維持されているマウスを用いて正常器官を用いた実験を継続していたが、今後はモデルマウスの導入し、実際にデータ採取を行う予備実験開始し、実験系を確立する予定である。
病原細菌感染における宿主細胞の免疫応答解明

赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌が引き起こす下痢疾患は、開発途上国を中心に毎年多くの人命が失われている。赤痢菌は感染を成立させるためにIII型分泌装置と呼ばれるタンパク質分泌装置から複数の病原因子(エフェクター)を宿主細胞へ分泌する。これらのエフェクターは宿主細胞のアクチン細胞骨格や免疫応答などを制御することで感染成立に重要な役割を担っている。しかし、これらのエフェクターの多くが未だに機能が不明である。従って、新たなエフェクターの機能解析は赤痢菌の感染成立メカニズム解析及び治療薬を開発するために重要である。我々は新たに同定した赤痢菌の新規エフェクターであるOspH、OspJに焦点を当て、その感染における機能解析、特に宿主免疫系に対する影響とその機構の解明を試みた。OspJ, OspHの欠損株をマウス肺に感染させた結果、各々のエフェクターは異なった経路を利用して免疫反応に関わっていることが示唆された。さらに、OspHとOspJの宿主結合タンパクの探索したところ、その候補タンパクを見つけることができた。その中で、OspHと結合する標的分子として同定されたXは細胞内輸送に関わることが報告されているため、OspH欠損株感染時の免疫反応変化が細胞内輸送の変化に依存するかを確認したところ、サイトカインの輸送に異常があることが示唆された。一方、OspHがautophagyに関与することも示唆された。以前、我々は赤痢菌排除のために機能するautophagyに関わる新たな分子であるTecpr1を同定・欠損マウスを作成し、Tecpr1が赤痢菌を認識する新規カーゴ受容体の構成成分であることを報告した。そこでTecpr1とOspHとの関連性が確認するため、現在Tecpr1ノックアウットマウスを用いた解析を進めている。27年度が最終年度であるため、記入しない。赤痢菌を始めとする粘膜病原細菌が引き起こす下痢疾患は、開発途上国を中心に毎年多くの人命が失われている。感染を成立のために赤痢菌は、III型分泌装置と呼ばれるタンパク質分泌装置から病原因子(エフェクター)を宿主細胞へ分泌する。これらのエフェクターは宿主細胞のアクチン細胞骨格や免疫応答などを制御し、感染成立に重要な役割をしていることが明らかになった。我々は新たに同定した赤痢菌の新規エフェクターであるOspH、OspJが感染時に特に免疫系を中心として宿主側への影響とその機構の解明を目指している。これら新規エフェクターの感染に果たす役割を調べるために、OspJ, OspHの欠損株をマウス肺に感染させ、感染応答を調べた。野生株赤痢菌感染組織に比べ、OspJ欠損株とOspH欠損株の感染肺組織では多くの免疫細胞の浸潤が認められ、炎症性サイトカインやケモカインの上昇が認められた。免疫応答に関わる制御機構を調べるために、上述の感染組織を用いて、マイクロアレイを行った。その結果、野生株に比べてOspH欠損株の感染肺組織ではCxcl3、ccl3などのケモカインとIL-1bなどの炎症性サイトカインの上昇が見られた。さらにOspH欠損株を再感染させ、免疫応答を調べた結果、CD4、IL-17などの発現の上昇が見られた。これらの結果からOspHは赤痢菌感染に対する適応免疫反応に関わると示唆される。OspJ欠損株感染肺組織でもケモカインや炎症性サイトカインの上昇は見られたが、OspH感染組織とは異なる遺伝子の変化が見られた。これらの結果からOspHとOspJは炎症抑制に関わると考えられるがOspHとOspJは異なった経路を利用すると考えられる。OspJ, OspHの欠損株をマウス肺に感染させた結果から各エフェクターは赤痢菌感染に対する免疫反応に関わっていると示唆される。これらのエフェクターのターゲット細胞を調べるために個々欠損株を免疫細胞または上皮細胞感染させ、感染応答を調べた結果、上皮細胞(HeLa細胞)をターゲットとすることを明らかにした。HeLa細胞にOspH欠損株を感染させた後にIL-6とIL-8の産生量調べた結果、感染6時間後にはOspH欠損株で産生量が増加していることがin vitroでも確認できた。これらの結果からOspHは感染時に炎症を抑える方向へ働いている可能性が考えられる。さらにプロテインアレイ法を用いて、これらの新規エフェクターの宿主結合蛋白質を調べた。候補蛋白質を得て、現在解析を進めている。

赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌が引き起こす下痢疾患は、開発途上国を中心に毎年多くの人命が失われている。赤痢菌は感染を成立させるためにIII型分泌装置と呼ばれるタンパク質分泌装置から複数の病原因子(エフェクター)を宿主細胞へ分泌する。これらのエフェクターは宿主細胞のアクチン細胞骨格や免疫応答などを制御することで感染成立に重要な役割を担っている。しかし、これらのエフェクターの多くが未だに機能が不明である。従って、新たなエフェクターの機能解析は赤痢菌の感染成立メカニズム解析及び治療薬を開発するために重要である。我々は新たに同定した赤痢菌の新規エフェクターであるOspH、OspJに焦点を当て、その感染における機能解析、特に宿主免疫系に対する影響とその機構の解明を試みた。OspJ, OspHの欠損株をマウス肺に感染させた結果、各々のエフェクターは異なった経路を利用して免疫反応に関わっていることが示唆された。さらに、OspHとOspJの宿主結合タンパクの探索したところ、その候補タンパクを見つけることができた。その中で、OspHと結合する標的分子として同定されたXは細胞内輸送に関わることが報告されているため、OspH欠損株感染時の免疫反応変化が細胞内輸送の変化に依存するかを確認したところ、サイトカインの輸送に異常があることが示唆された。一方、OspHがautophagyに関与することも示唆された。以前、我々は赤痢菌排除のために機能するautophagyに関わる新たな分子であるTecpr1を同定・欠損マウスを作成し、Tecpr1が赤痢菌を認識する新規カーゴ受容体の構成成分であることを報告した。そこでTecpr1とOspHとの関連性が確認するため、現在Tecpr1ノックアウットマウスを用いた解析を進めている。マウス肺感染モデルを用いて、新規エフェクターが感染免疫応答を抑える方向に働くことを明らかにしたさらに、新規エフェクターと結合するターゲット分子を見つけることができた。現在は新規エフェクターとターゲット分子の詳細な結合部位やその結合がどういうメカニズムで免疫反応を制御するのかを調べているので、おおむね順調に進んでいると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。同定されたOspHと結合するタンパクは細胞内輸送に関わると言われている分子であるため、OspH欠損株の感染後の免疫反応の変化が細胞内輸送の変化によるものかを確認する。エフェクターの過剰発現系、同定した標的宿主分子をsiRNA法によりノックダウン系、エフェクターの欠損株および野生株の感染系などを用いて細胞内輸送のシグナル経路の異常を調べる。マウス肺感染モデルを用いて、新規エフェクターが感染免疫応答に関わることを明らかにし、シグナルに関わるサイトカインやケモカインを得られたので、順調に進んでいると考えられる。動物感染実験ができる施設が限られているため、再実験などに時間がかかるなどの問題点は残している。新規エフェクターによる免疫応答を解明するために、マウス肺感染実験を行い感染依存的に浸潤してくる免疫細胞をフローサイトメトリー(FACS)解析や免疫染色によって同定するターゲット細胞探しを続けて免疫細胞か非免疫細胞かを決める。。
肝細胞癌における腫瘍内不均一性の定量的評価による病態の解明

本研究では、肝細胞がんの腫瘍内のコピー数異常とBアレル頻度データから腫瘍内不均一性を評価し、腫瘍内不均一性の多寡による肝細胞がんの臨床的、病理組織学的特徴との関連から、腫瘍内不均一性の病態を明らかにする。
北部九州弥生人の古人口学的研究

我国の弥生時代以降に起こったとされる急激な人口増加がどういった要因によるものなのか、それは日本人の成立に関する疑問とも結びつく重要課題どあるが、その解明には当時の人々がどの程度の寿命をもって世代交代を重ねていたのかを知ることが不可欠になるので、北部九州から大量に出土している、いわゆる「渡来制弥生人の人骨資料を用いて、まずその寿命の算定を行なった。1.北部九州特有の甕棺墓から出土した人骨の死亡年齢構成について、近世の人口調査結果や内外の発掘資料との比較の結果、未成人骨の比率が不自然に低く(14.2%)、何等かの補正の必要性が明らかとなった。2.甕棺墓は人骨の有無に関わらずそのサイズによって成人か未成人かの区別が可能なので、代表的な11の遺跡について、未成人数の比率を求めたところ、弥生中期前半所属の遺跡では殆ど過半数を越えているのに対し、後半になるとややその比率が低下する、時代変化が見られた。3.その前半期の代表例として人骨遺存の特に良好な福岡市金隈遺跡を、後半期では小郡市の狐塚遺跡を選び、甕棺サイズと実際に埋葬されていた遺骨年齢との検証を行い、さらにこれまで蓄積されてきた内外の人口学的資料を基に、妥当と思われる未成人死亡者の年齢構成を想定した。4.2,3の結果を組合せて両遺跡の全死亡者年齢構成を算定し、それをまず生命表による方法を用いて各平均寿命を算出したところ、金隈は18.3歳、狐塚は28.3歳との結果を得た。5.さらにBocquet(1977)らの推定式による方法ではそれぞれ24.5、38.8歳との結果を得たので、両方法の問題点等を考慮のうえ、北部九州弥生人の平均寿命としては、20歳台前半位が妥当との結論に到った。6.縄文人では小林(1985)によって14.7歳との結果が出されているので、一応、弥生以降の人口増加を可能にする基礎条件は満たされると考える。
アルマ望遠鏡で探る銀河衝突による円盤銀河の形成

我々の住む「天の川銀河」に代表される円盤銀河が、現在の宇宙に存在する銀河の大多数を占める。しかし、その形成過程は未だ解明されていない。銀河の衝突や合体の繰り返しにより円盤が成長するモデルが提唱されているが、これを決定づける観測的研究は存在しない。本研究の目的は、アルマ望遠鏡を用いた分子ガスの観測によって、銀河衝突による円盤銀河の形成を実証することである。合体後の衝突銀河に円盤銀河の基礎となるガス円盤が形成されているかを偏りのないサンプルを用いて調査する。本研究は、天の川銀河のような円盤銀河の形成の本質に迫るという点で大きな意義がある。
低温希ガスマトリックス中での二酸化窒素とアルケンとの光反応ダイナミックス

低温アルゴン固体中の試料(CH_3CH=CH_2・・・NO_2)にレーザー光を照射すると,二酸化窒素が^2B_2という電子励起状態に励起され,酸素原子がプロペンの炭素原子に移動して,オキシランビラジカルと一酸化窒素が生成した.オキシランビラジカルと一酸化窒素は低温アルゴン固体中で再結合してニトリトラジカルを生成した.ニトリトラジカルはレーザー光を吸収して,ふたたび一酸化窒素を解離してオキシランビラジカルを生成し,オキシランビラジカルは環化してエポキシドが生成した.反応中間体であるニトリトラジカルとしては,CH_3CH(ONO)-CH_2(構造I)またはCH_3CH-CH_2ONO(構造II)の可能性がある.エチルラジカルの振動解析の結果とメチルニトリトの振動解析の結果を参考にして,それぞれの力の定数および構造定数をニトリトラジカルに転用し,構造Iおよび構造IIのニトリト基に関する振動数を計算した.その結果,N-O伸縮振動の計算値は,構造Iでも構造IIでもともに1654cm^<-1>となり,差がなかった.一方,O-N伸縮振動の計算値は構造Iが804cm^<-1>,構造IIが770cm^<-1>となった.実験では,770cm^<-1>に強いピークが観測されているので,ニトリトラジカルは構造IIの可能性が強いと結論した.すなわち,二酸化窒素はプロペンのメチル基のついていない炭素原子を攻撃すると考えられた.50%の酸素を同位体^<18>Oで置換した二酸化窒素を用いた実験では,O-N伸縮振動に対応する幅の広い1本のピークが762cm^<-1>に観測された.振動解析の結果,これは4種類の同位体種のピークが重なっていると解釈できた.1種類のニトリトラジカルの構造に対応するスペクトルのみが観測されたことから,低温アルゴン固体中でプロペンと二酸化窒素は光照射によって選択的に配向することがわかった.低温アルゴン固体中の試料(CH_3CH=CH_2・・・NO_2)にレーザー光を照射すると,二酸化窒素が^2B_2という電子励起状態に励起され,酸素原子がプロペンの炭素原子に移動して,オキシランビラジカルと一酸化窒素が生成した.オキシランビラジカルと一酸化窒素は低温アルゴン固体中で再結合してニトリトラジカルを生成した.ニトリトラジカルはレーザー光を吸収して,ふたたび一酸化窒素を解離してオキシランビラジカルを生成し,オキシランビラジカルは環化してエポキシドが生成した.反応中間体であるニトリトラジカルとしては,CH_3CH(ONO)-CH_2(構造I)またはCH_3CH-CH_2ONO(構造II)の可能性がある.エチルラジカルの振動解析の結果とメチルニトリトの振動解析の結果を参考にして,それぞれの力の定数および構造定数をニトリトラジカルに転用し,構造Iおよび構造IIのニトリト基に関する振動数を計算した.その結果,N-O伸縮振動の計算値は,構造Iでも構造IIでもともに1654cm^<-1>となり,差がなかった.一方,O-N伸縮振動の計算値は構造Iが804cm^<-1>,構造IIが770cm^<-1>となった.実験では,770cm^<-1>に強いピークが観測されているので,ニトリトラジカルは構造IIの可能性が強いと結論した.すなわち,二酸化窒素はプロペンのメチル基のついていない炭素原子を攻撃すると考えられた.50%の酸素を同位体^<18>Oで置換した二酸化窒素を用いた実験では,O-N伸縮振動に対応する幅の広い1本のピークが762cm^<-1>に観測された.振動解析の結果,これは4種類の同位体種のピークが重なっていると解釈できた.1種類のニトリトラジカルの構造に対応するスペクトルのみが観測されたことから,低温アルゴン固体中でプロペンと二酸化窒素は光照射によって選択的に配向することがわかった.
日本人の冠状動脈硬化症における糖尿病合併の病理学的意義-久山町疫学研究との連携

久山町健診で剖検となった症例のうち461例の冠状動脈の粥状硬化病変を、病理組織学的手法を用いて評価し、健診の臨床データと比較して検討した。冠状動脈の内膜肥厚・粥状硬化病変の進展には、糖尿病と高血圧いずれもが関与し、特に両方が合併した場合内腔狭窄や石灰化を強くすることが示された。この糖尿病高血圧合併群の有意な狭窄と進展には血清脂質の高値も関与していると考えられ、メタボリック・シンドロームの各構成要素が粥状硬化症の進展関与することが病理形態学的に示唆された。(以下、糖尿病のみ合併群:D群、高血圧のみ合併群:H群、両合併群:DH群、合併症のない群:N群として記す)対象症例461例の冠状動脈の粥状硬化病変をAHA分類に従って分類したところ、糖尿病もしくは高血圧の合併のある群では粥状硬化病変の割合が60%蛮超え、特にDH群ではIV型以上の進行病変が34%と有意に高かった。内腔狭窄率は、全461例における比較で、DH群で有意に高く、他のいずれの群に対しても有意差を認めるとともに、N群とH群、N群とD群との間に有意差を認めた。加齢による粥状硬化の進行の影響を除外するために、461例のうちで年齢をマッチングし年齢差を無くした266例においては、DH群では他のいずれの群に対しても有意に狭窄が強かったが、D群とN群との間の有意差は認めなかった。年齢マッチング後の、内膜における石灰化はN群と他の三群との間に有意差があり、またHそ群とDH群との間に有意差があることから、糖尿病と高血圧の両方が影響している可能性が考えられた。年齢マッチング後の内膜におけるマクロファージ浸潤は、D群とDH群ではN群に対して有意に強かった。さらに内膜におけるTリンパ球浸潤密度や酸化LDH陽性率は、糖尿病合併群で高かった。糖尿病合併群の内膜病変の特徴として炎症が強いことが示唆された。なお年齢マッチング後に血清脂質を参照するとDH群がN群に対して、総コレステロールと中性脂肪とが高いという結果が得られた。以上のヒト冠状動脈の病理組織学的検討から、冠状動脈の内膜肥厚・粥状硬化病変の進展には、糖尿病と高血圧いずれもが関与し、特に両方が合併した場合内腔狭窄や石灰化を強くすることが示された。この糖尿病高血圧合併群の有意な狭窄と進展には血清脂質の高値も関与していると考えられ、メタボリック・シンドロームの各構成要素が粥状硬化症の進展に密接に関わっていることが病理形態学的に示唆された。(797文字)昨年度から作製している剖検例の冠状動脈のパラフィンブロックを用いた。糖尿病があり高血圧症のない症例群(以下糖尿病群)19例(平均69.8歳)と、糖尿病群に年齢と性別を合わせた糖尿病/高血圧の合併のない症例群(以下対照群)34例(平均64.7歳)、計53例を無作為に選出し、合計312箇所の冠状動脈の組織パラフィンブロックを検討に用いた。昨年度からの検討による形態学的所見と特徴、特に粥状硬化の進行度の再評価に加え、ヘムオキシゲナーゼ(以下H0-1)の分布を免疫組織化学的、形態学的に分析した。H0-1は粥状硬化病変のある冠状動脈の内膜には広く発現がみられたが、びまん性内膜肥厚の段階ではほとんど認められなかった。内膜ではH0-1は主としてマクロファージと内皮細胞に発現しており、一部の平滑筋細胞にも発現がみられた。陽性細胞数を光学顕微鏡下に計数したところ強拡視野あたりのCD68陽性マクロファージ数とH0-1陽性細胞数は粥状硬化病変が進行するに従って有意に増加し、H0-1陽性細胞数は浸潤マクロファージ数の増加と相関していた。H0-1陽性細胞数は糖尿病群では対照群に比して有意に多かった。また、糖尿病群では特に高コレステロール血症を伴う症例で内膜における新生血管が対照群に比して有意に多く認められ、これらの新生血管の内皮細胞においてH0-1の発現が強いことが示された。内膜プラークを有する進行病変(AHA分類のIV型病変)においてはプラーク肩部にH0-1発現が有意に高いことも形態学的に示された。以上のヒト冠状動脈の病理組織学的検討から、粥状硬化病変では、マクロファージと内皮細胞にH0-1が発現しており、特に糖尿病群でその発現が高いことが示された。病変の進行に相関していることや糖尿病群において内膜の新生血管に発現がみられることからH0-1が動脈硬化の進展を多面的に制御している可能性が示唆された。
B細胞シグナル伝達機構の解析

これまでの研究計画においてB細胞抗原受容体は、IgM分子とこれに結合するMB-1/B29を核とする複合体構造をしていることを示してきた。またMB-1分子の細胞内ドメインが抗原の刺激を細胞内、核内へと伝達する機能分子であることが明らかにされてきた。更に、この複合体からのシグナル伝達分子を明らかにすることを目的とし、本年度は、MB-1分子に結合するリン酸化タンパクp52を見出し、この分子のcDNAクローニングを行いタンパク構造、アミノ酸シークエンスの解析に踏み込んだ。p52はPMAによるPKC活性化によってそのリン酸化が誘導され、IgM、MB-1タンパクとコンプレックスとして共沈してくる。この分子に対する特異的なモノクローナル抗体(19-14)を作成し、タンパク性質、発現、細胞内でのチロシンリン酸化酵素との関連を解析した。λgt11-ベクターにタンパク発現させるcDNAライブラリーを作成し、19-14抗体によるスクリーニングを行った。その結果、α4cDNAクローンを単離し、この遺伝子のコードするタンパクをグルタチオンs-トランスフェラーゼとの融合タンパクとして作らせ、免疫学的に同一の抗原性を有することを示した。α4遺伝子のシークエンスを行い、推定アミノ酸解析を決定した。コンピューターによるホモロジー検索を行ったところ、これまでに報告されていない新しい遺伝子であることが確認された。本研究計画でB細胞シグナル伝達を抗MB-1抗体を用いて解析を行なった。その結果MB-1分子は明らかにB系リンパ細胞に、positiveなシグナルを伝達い、Ca2^+濃度の上昇、チロシンリン酸化活性の上昇を誘導することが明らかになった。しかし、この反応は、成熟B細胞よりもむしろ、未熟なB前駆細胞に顕著に認められた。また、MB-1分子はlgMレセプターを発現する以前のpro-B細胞やpre-b細胞で発現しているのみならずヒトの細胞ではlg遺伝子、T細胞レセプター遺伝子の再構成が全く見られない。リンパ系前駆細胞でも発現しているこどか明らかになった。これらの結果は、この分子は成熟B細胞ではlgMレセプターの発現とシグナル伝達に関与しているが一方、未熟なB前駆細胞でも何らかの重要な機能を有していることを示唆しいてる。これらのB細胞の分化ステージでのMB-1分子の機能を明らかにすることによって、B細胞の初期分化、活性化への糸口となると考え、新たにMB-1分子に結合する機能分子の解析を行なった。MB-1分子とともに共沈される分子量52kDaのタンパクを同定し、これに対するモノクローナル抗体を作成した。この分子はチロシンキナーゼを含む活性化分子群とともに沈降されることが明らかになった。現在この分子のB細胞活性化における役割を解析するとともに、この分子をコードすると思われるcDNA遺伝子クローニング、塩基配例の解析を行なっている。
インフォームドコンセントに関わる看護師のための教育プログラム開発

本研究の目的は、インフォームド・コンセント(以下IC)に関わる看護師を対象とした教育プログラム開発に向けて、IC教育の現状と課題を明らかにすることである。全国の病院600施設(国公立病院やがん診療拠点病院)の看護部長対象に無記名自記式質問紙調査を行った。204施設(回収率34.0%)を分析対象とし、病院の種類は国公立70.6%、その他(法人等)29.4%であり、がん拠点病院は全体の54.4%であった。看護師の実践が不十分と答えたのは69.1%、看護師の教育が不十分と答えたのは78.9%と多かった。新人対象のIC教育を実施しているのは13.2%、新人以外対象のIC教育を実施しているのは17.2%と少ないことが明らかになった。最も実施されている教育内容は、新人対象および新人以外対象ともに「ICに関わる看護師の役割」であった。一方、あまり実施されていない教育内容は「ICの歴史」や「ICに関する記録」であり、ICの基礎的内容に関する教育の不十分さが考えられた。また、看護師の教育が不十分と答えた自由記述から、組織的なIC教育の課題を質的記述的に分析した結果、「ICの教育プログラムがない」「他の教育の一部」「現場や各部署任せ」「IC教育の内容や方法が不十分」「適切な指導者の不足」等があった。本研究の結果、IC教育は十分に実施されていないことや、実施されていても各部署に任せていたり他の教育の一部であったりと、組織的、系統的ではないことが考えられた。これらの課題を踏まえて、具体的な教育内容や教育方法を提示するICに特化した教育プログラムの必要性が示唆された。本研究の目的は、インフォームド・コンセント(以下IC)に関わる看護師のためのIC教育プログラム開発である。平成28年度は、研究の第一段階として、全国の病院で行われている看護師を対象としたIC教育の内容・方法を明らかにするために質問紙調査を行った。所属大学の倫理委員会の承認を得て、全国の病院(国公立病院やがん診療拠点病院)のうち、無作為に600施設の教育担当看護師もしくは看護部長に無記名自記式質問紙を送付し回収した。現在、その一部である国公立病院のデータについて、分析途中である。全国の国公立病院(国立、都道府県立、市町村立)460施設のうち、144施設から回答があった(回収率31.3%)。病院の種類は市町村立52%、都道府県立29%で、回答者の職位は、看護師教育担当者60%、看護部長27%であった。また、病院内に看護師教育担当者がいる施設は85%、がん専門看護師がいる施設は27%であった。看護師の実践が不十分と答えたのは69%、看護師の教育が不十分と答えたのは81%と多くを占めた。IC教育については、新人対象の教育を実施しているのは13%、新人以外対象の教育を実施しているのは15%と少ないことが明らかになった。教育内容については、新人対象の教育で最も実施されている内容は「患者の意思決定のプロセス」であり、新人以外対象の教育で最も実施されている内容は「ICに関わる看護師の役割」であった。一方、両者ともに、ICに関する記録やICの歴史に関する内容が少なく、これらはICの基礎的知識の一部であり、教育の不十分さが伺えた。現在、これらのデータについて、統計ソフトを用いた統計処理を行っている。研究計画通り、平成28年度は第一段階として全国の病院で行われている看護師を対象としたIC教育の内容・方法を明らかにするために質問紙調査を実施、回収することができた。また、IC教育に関する文献検討及び平成28年度に実施した質問紙調査の結果について、学会にて発表した。本研究の目的は、ICに関わる看護師のためのIC教育プログラムの開発である。第一段階は、全国の病院で看護師対象に行われているIC教育の内容・方法を明らかにすることである。第二段階は、ICに関わる看護師の知識や看護実践の課題を明らかにし、第三段階として、第一段階と第二段階から得た結果を基に教育プログラムを作成することを計画している。平成28年度に第一段階の全国の病院を対象とした質問紙調査を行い、その結果を学術集会で発表した。平成29年度は5月から産前産後休業及び育児休業のために研究を中断した。平成29年度に産前産後休業及び育児休業の取得により、研究が一時中断したため。

一方、あまり実施されていない教育内容は「ICの歴史」や「ICに関する記録」であり、ICの基礎的内容に関する教育の不十分さが考えられた。また、看護師の教育が不十分と答えた自由記述から、組織的なIC教育の課題を質的記述的に分析した結果、「ICの教育プログラムがない」「他の教育の一部」「現場や各部署任せ」「IC教育の内容や方法が不十分」「適切な指導者の不足」等があった。本研究の結果、IC教育は十分に実施されていないことや、実施されていても各部署に任せていたり他の教育の一部であったりと、組織的、系統的ではないことが考えられた。これらの課題を踏まえて、具体的な教育内容や教育方法を提示するICに特化した教育プログラムの必要性が示唆された。まず、平成28年度の第一段階の調査について、回収した質問紙調査の統計的分析を進め、学会発表および論文投稿を進める。さらに、第二段階の調査として、ICに関わる看護師の知識や看護実践を明らかにするための調査を行う予定である。なお、産前産後休暇、育児休暇取得のため、平成29年度途中から約1年間は研究活動を一旦休止し、平成30年7月から再開する。育児休業終了後、速やかに研究活動を再開し平成29年度に実施予定であった研究計画の遂行に努める。平成30年度は研究計画の第二段階である看護師を対象とした調査を行う計画である。おおむね予定通りに使用しているが、平成28年度は質問紙の入力に関する業務をデータ入力業者に依頼したため、人件費の支出が無かった。産前産後休業及び育児休業の取得による研究の一時中断のため。平成29年度に予定していた研究計画は、補助事業期間延長の申請を行い平成30年度に実施する。研究費用は第二段階の看護師を対象とした調査および分析に使用する。今後は、研究計画に基づき第二段階の調査として、臨床看護師を対象としたICに関する質問紙調査を予定している。そのための質問紙作成費、郵送費、データ入力等の費用が必要である。また、ICは海外の概念であるため、文献考察がさらに必要であり、文献及び図書費が必要である。また、学会発表や論文投稿に関する費用に支出する予定である。
揮発性希土類錯体の開発と熱CVDによる希土含有フッ化物 薄膜の合成・物性・構造

本研究では、希土類錯体と他の金属錯体を出発試薬とし、フッ素化ガスを用いることにより、溶融法では作製が困難な高均質、薄膜状の希土類含有フッ化物ガラスの合成、またこの合成の前駆体として好ましい希土類などの錯体の開発を検討・確立することである。具体的内容は、(1)希土類元素および他の金属元素の揮発性錯体を開発・合成し、それらの錯体ガスとフッ素化ガスの混合体をCVD法を用いての希土類含有フッ化物ガラス薄膜の作製プロセスの開発と、(2)ゾル-ゲル・フッ化法に適した希土類元素のアルコキシド錯体を開発・合成し、ゾル-ゲル法による酸化物前駆体の合成、次いでそのフッ素化による希土類含有フッ化物ガラス薄膜の作製プロセスの開発である。研究実績は次のようである。(1)に関して:揮発性の希土類および他の金属のβ-ジケトン錯体をCVD用気化器およびCVD用ガス混合器にて蒸気化し、それにフッ化剤SF_6を混合し、CVD反応を行なわせ、目的とする希土類含有フッ化物ガラス薄膜の合成に初めて成功した。(2)に関して:各種希土類および各種金属のアルコキシド錯体を合成し、その錯体を用いて、ゾル-ゲル法により希土類含有酸化物薄膜を作製した。次いでその酸化物プレカーサーをフッ化反応ラインを用いてHFあるいはNF_3のフッ素化ガスにてフッ化し、希土類含有フッ化物薄膜を作製の成功した。そして得られた薄膜について物性・構造のキャラクタリゼーションを行なった。
英日翻訳における翻訳等価性の研究

まず発表としては、翻訳等価の歴史的経緯について、2018年9月に日本通訳翻訳学会第19回年次大会で「翻訳語をめぐる憲法学と国際政治学ー国権と国益の概念」を口頭発表した。また、招聘講演として、言語学と社会学の接点を見据えながら翻訳等価を研究する在り方について、2019年3月に金水敏(大阪大学文学部教授)主宰の役割語研究会において、「翻訳をめぐる役割語(言語学)と役割理論(社会学)の接点」の講演を行った。ワークショップとしては、通訳も射程に入れた翻訳等価のあり方として、2018年8月と2019年1月に多文化共生センターきょうとで「京都市医療通訳講座」で講演を行った。さらに、翻訳等価を多角的・多層的に追究するために、月2回の連載記事として、バベル翻訳大学院主宰『WEB版The Professional Translator』において、「翻訳通訳論入門翻訳通訳の言語と社会」を執筆した。これらは、法律学における訳出の等価性の歴史的な問題、複数言語間における翻訳をめぐる役割語のあり方の問題、医療通訳における訳出の等価性など、いずれも翻訳等価性を学際的に論じるものである。扱った理論は、憲法学、認知科学、記憶研究、言語心理学、社会記号論、認知言語類型論、言語人類学、翻訳学(シフト論、目的論、規範論、異化作用など)、メディア論、ジャーナリズム論、批判的談話分析などである。まず、単著で『翻訳等価再考ー翻訳の言語・社会・思想』(晃洋書房)という著書を出版した。これまでの「翻訳等価論」に関し、記号論・意味論・言語哲学・コミュニケーション論などの諸学術分野から多角的に検討し、翻訳研究のメタ理論研究をまとめた。次に、論文として「翻訳シフトと翻訳者の意識/無意識に関する予備的考察」「国際関係における通訳翻訳の文化構築性と社会的役割」を出し、翻訳等価構築の背後にある個々の翻訳者の翻訳に関する考え(翻訳イデオロギー)と翻訳の文体との関係について論じ、また翻訳等価構築が国際関係のなかでどのような政治的意義があるかについて、文化構築性の観点から論じた。研究初年度として、基礎的なデータ作りを開始するとともに、典型的なデータを選んで、予備的研究の内容を随時発表してゆく予定で臨んだ。具体的には以下のとおりである。(1)英語の原文と日本語の翻訳との言語テクストの比較対照の基盤となる英語=日本語のパラレル・コーパスを作成する点。これはごく一部の分野について、コーパスの作成ができた。(2)翻訳者に対するインタビューについては、インタビューを実施するのではなく、すでに翻訳者が翻訳について論じている出版された著作物からデータを分析することに集中した。(3)言語理論や翻訳理論の先行研究も国内外を問わず多く収集し、本研究の分析に焦点を当てながら、できるだけそれらを再構成し体系化することを意識して検討する予定で進め、この点は予定どおり進んでいる。(4)途中経過的な研究報告を国内と海外で発表する予定で進め、今年度は日本通訳翻訳学会での年次大会での発表、East Asian Translation Studiesという2016年7月の東京・明治大学で開催される国際学会での発表、いくつかの研究論文の投稿・出版を行った。本研究の中心的な研究課題は、文学・学術書・ニュース報道の分野について、英語原文と日本語翻訳のペアを多く集め、両者を比較対照し、言語学的手法によって分析を行い、原文と翻訳のズレ(シフト)を具体的に明らかにすることであるが、これについては、文学の分野とニュース報道の分野においてある程度、順調に研究が進展したと言える。まず著書としては田中茂範・阿部一(監修)『多文化共生時代の英語教育論』(いいずな書店)の第16章「通訳・翻訳活動を活かした英語学習」を共著で出版した。「翻訳等価」の観点から英語教育を論じた。次に発表としては、通訳も含む翻訳等価のあり方について、9月に日本通訳翻訳学会第18回年次大会で「同時通訳の訳出単位と訳出方略ーオバマ米国元大統領広島演説の放送同時通訳をめぐって」、10月に法と言語学会2017年度第2回研究例会で「翻訳としての日本国憲法ー人権法・国際法および言語学・翻訳学からの検証」、10月に関西大学英米文学英語学会2017年度大会でシンポジウム『翻訳とは何か』、10月に日本メディア英語学会第7回年次大会で「日本発行の英字新聞の社説における翻訳方略と情報操作性」、12月に応用言語学実践研究会で「構造的なノートテーキングと英語スピーキング/ライティング訓練法・指導法」、1月に京都市医療通訳派遣事業で「医療通訳養成講座」、3月に「言語と人間」研究会春期セミナーでワークショップ「翻訳テクスト分析と多層的言語相対論ー言語にとって「良さ」とは何かをめぐる言語使用者の意識/無意識」をそれぞれ発表・担当した。これらは、放送通訳をめぐる訳出の等価性、日本国憲法をめぐる翻訳等価性の問題、英字新聞における翻訳等価性の問題、逐次通訳ににおける訳出の等価性とその指導法、医療通訳における訳出の等価性、言語相対性との関連での翻訳等価性など、いずれも翻訳等価性を学際的に論じるものである。当該研究の2年目として、研究内容が具体化してきたといえる。(1)原文と翻訳との言語テクストの比較対照の基盤となる英語・日本語パラレルコーパスの作成については、通訳のものも含めてかなりデータを収集し、電子データ化できたものもある。

(2)通訳者を含む翻訳者へのインタビューについても、実務経験者に数名、インタビューを行い、それを電子データ化したものもある。(3)言語理論や(通訳理論を含む)翻訳理論の先行研究も、国内外の研究を多く収集・検討し、シンポジウムやワークショップの形で発表した。特にワークショップ「翻訳テクスト分析と多層的言語相対論ー言語にとって「良さ」とは何かをめぐる言語使用者の意識/無意識」においては、哲学・宗教学的次元、言語学的次元、翻訳学的次元の3つの分野において、翻訳等価性をめぐる学際的な研究を共有した。(4)研究成果の報告については、8つの場で行った。本研究の中心課題である文学・学術書・ニュース報道の分野の翻訳等価性の研究は、上記のように多分野の研究を総合する形で着実に進めることができているといえる。また、通訳研究も射程に入れることで、同一の原文に対する通訳と翻訳の等価性の違いの検討も可能となりつつある(例えば、ニュース報道の一環であるアメリカ大統領の演説・発表の放送通訳と新聞翻訳)。さらに、通訳翻訳教育とその応用である英語教育を射程に入れて論じることで、より複眼的に翻訳等価性の研究が行えるようになりつつある。まず発表としては、翻訳等価の歴史的経緯について、2018年9月に日本通訳翻訳学会第19回年次大会で「翻訳語をめぐる憲法学と国際政治学ー国権と国益の概念」を口頭発表した。また、招聘講演として、言語学と社会学の接点を見据えながら翻訳等価を研究する在り方について、2019年3月に金水敏(大阪大学文学部教授)主宰の役割語研究会において、「翻訳をめぐる役割語(言語学)と役割理論(社会学)の接点」の講演を行った。ワークショップとしては、通訳も射程に入れた翻訳等価のあり方として、2018年8月と2019年1月に多文化共生センターきょうとで「京都市医療通訳講座」で講演を行った。さらに、翻訳等価を多角的・多層的に追究するために、月2回の連載記事として、バベル翻訳大学院主宰『WEB版The Professional Translator』において、「翻訳通訳論入門翻訳通訳の言語と社会」を執筆した。これらは、法律学における訳出の等価性の歴史的な問題、複数言語間における翻訳をめぐる役割語のあり方の問題、医療通訳における訳出の等価性など、いずれも翻訳等価性を学際的に論じるものである。扱った理論は、憲法学、認知科学、記憶研究、言語心理学、社会記号論、認知言語類型論、言語人類学、翻訳学(シフト論、目的論、規範論、異化作用など)、メディア論、ジャーナリズム論、批判的談話分析などである。(1)原文と翻訳との言語面の比較対照研究では、翻訳の分野(文学・学術書・ニュース報道など)ごとに翻訳等価・翻訳シフトのあり方が異なる点をさらに明らかにする。また、同じ翻訳分野でも、翻訳者の個性によって訳出語彙・文法・情報配列の総体、つまり文体に違いがあることを明らかにする予定である。分野と翻訳者による翻訳相対性の実態を、具体的なテクスト分析を通してさらに解明してゆく予定である。(2)翻訳者のインタビューや翻訳論言説の研究では、翻訳者の翻訳に対する意識や翻訳者の役割意識、規範意識、翻訳者としてのアイデンティティなどをさらに明らかにする。そして、これが翻訳テクストとしてどのように翻訳結果に反映されているかの分析もさらに進めてゆく。
非線形フォトニクスに立脚したテラヘルツ光渦シンセサイザーの開発

本研究課題では、固有モード性を保ったテラヘルツ光渦を周波数可変かつ任意次数で発生させることが可能な、テラヘルツ光渦シンセサイザーの実現を目的としている。光渦とは、位相が一意に決まらない位相特異点に起因した螺旋波面を有し、軌道角運動量・ドーナツ型強度分布といった特徴を持つ光の総称である。非線形波長変換を用いる本手法では、既存のテラヘルツ光渦の様な発生できる周波数と次数に制限を一切受けず、高いモード純度を達成できる。テラヘルツ光渦シンセサイザーは、物性研究の新たなツールとしての応用が期待される。
Veech群及びVeech正則族の研究

平坦曲面のVeech群とは、平坦曲面上のアファイン写像を誘導する行列の成す群のことである。Veech群は上半平面に作用するフックス群であり、その商空間はリーマン面のモジュライ空間へ単射かつ正則局所等長に写像される。リーマン面からリーマン面のモジュライ空間への正則局所等長はタイヒミュラー曲線と呼ばれ、函数論や代数幾何学において重要な研究対象である。タイヒミュラー曲線の像は対応する平坦曲面のVeech群の商空間に一致する。各モジュライ空間にどのようなタイヒミュラー曲線が存在するかを解明するために、どのようなフックス群がVeech群として実現されるかを研究した。本年度はVeech群と通約的なフックス群がVeech群となるかを調べるために、平坦曲面の周期点の個数評価を行った。平坦曲面から周期点を除いて得られる平坦曲面のVeech群は元のVeech群と通約的となり,この二つのVeech群は共通の有限指数部分群を持つ。周期点の個数を評価することでこの有限指数部分群の個数を評価した。平坦曲面が非算術的なVeech曲面となる場合には周期点の個数は有限個であることは知られており、平坦曲面の幾何学的量に依存する値でその個数が評価されていた。昨年度与えた平坦曲面の幾何的量とVeech群の符号との関係を与える不等式を用いてこの個数評価を改良し、周期点の個数を平坦曲面の位相型とVeech群の符号のみに依存する量で評価した。更にこの周期点の個数評価から、非算術的Veech群の有限指数部分群から定まるリーマン面の正則族の正則切断の個数を評価した。昨年度はファイバーの位相型と底空間のリーマン面の位相型にのみ依存する量で正則切断の個数評価を与えたが、この量は対応するVeech群の部分群の指数に比例していた。周期点の個数評価により、ファイバーの位相型と元のVeech群の符号にのみ依存する量で上から評価した。(抄録なし)平坦曲面の自己アファイン写像を与える行列全体の成す群をVeech群という。Veech群はフックス群であり、Veech群に対応するオービフォルドはリーマン面のモジュライ空間へ正則かつ局所等長に埋め込まれる。この埋め込みに対応するリーマン面の正則族をリーマン面のVeech正則族という。平成24年度はVeech群の性質を解明するために、リーマン面のVeech正則族及びその被覆の正則切断に関する研究を行い、正則切断の個数を底空間及びファイバーの位相型にしか依らない量で評価した。また、平坦曲面のユークリッド幾何的量とVeech群のフックス群としての型との関係を示す不等式を得た。これらの結果は平成23年度に与えた、「Veech正則族の正則切断の、ある条件を満たす平坦曲面の点による特徴付け」及び「フックス群の型とその元の成分との関係を表す不等式」を用いて証明された。今回与えることができた正則切断の個数評価は底空間の位相型に関して線形であり、非常に良い評価であるといえる。この結果はVeech正則族及びその被覆に対応する函数体上のディオファントス方程式の解の個数を評価したものとも解釈され、代数幾何学的にも重要な結果であるといえる。更に、ファイバーがコンパクトなVeech正則族の個数を評価すれば、この結果を利用して一般のVeech正則族の個数を評価できると期待できる。今回与えた不等式は平坦曲面の円柱分解から得られる量とVeech群の型との関係を、平坦曲面の位相型にしか依らない定数を用いて表示している。この結果は本研究の目的である種数2のリーマン面上のVeech群実現問題への応用が期待できる。なお、これらの結果は論文にまとめ既に投稿している。

昨年度はファイバーの位相型と底空間のリーマン面の位相型にのみ依存する量で正則切断の個数評価を与えたが、この量は対応するVeech群の部分群の指数に比例していた。周期点の個数評価により、ファイバーの位相型と元のVeech群の符号にのみ依存する量で上から評価した。全てのリーマン面のVeech正則族およびその被覆に対して正則切断の個数評価を与えることができた。また、本研究の目的を達成するために有効であると期待される不等式を与えることができた。その為、本研究はおおむね順調に進展していると評価する。リーマン面のVeech正則族の個数評価をファイバーがコンパクトな場合について与え、既に得られている正則切断の個数評価を利用し一般のVeech正則族の個数を評価する。その後、ファイバーが種数2のリーマン面である場合に限ってVeech正則族の幾何学的性質を明らかにする。その幾何学的性質から種数2の平坦曲面のVeech群の代数的性質を解明し、その応用として種数2のVeech群実現問題の解決を目指す。(抄録なし)
化合物半導体におけるアンダーソン局在と巨大非線形光学効果

3次の光非線形分極率X^<(3)>が次元に強く依存することが分かった.0次元系である量子箱や量子球においては,最大のX^<(3)>を示す最適の大きさが存在する事が予言できた.その物理的意味は次のように理解できる.まず第一条件として,電子・正孔間のクーロン引力が,電子と正孔各々,量子箱や量子球に閉じ込められることによる量子化エネルギーより大きいことを仮定する.これは,系のサイズが励起子のボーア半径より大きい時満たされる.第二条件として,励起子間の相互作用エネルギーが,入射光の励起子準位との非共鳴の大きさに比して大きいことを求める.第一の条件下では,励起子の遷移の双極子モーメントは系のサイズが大きいほど大きくなるが,このときには,励起子は調和振動子として振舞うことからも分かるように, 3つの項からの寄与が消去し合って光非線形性を示せない.この励起子間の相互作用は励起子の調和振動子からのずれをもたらす.この値はサイズを小さくするほど大きくなる.これら2つの効果の競合の結果として,これらの量子箱か,量子球を蜜に配列したときの単位体積当たりの3次の非線形分極率はある最適のサイズのときに最大値を示す.そのとき, II-VI族半導体とI-VII族半導体の量子箱と量子球ではバルク結晶に比して, X^<(3)>の10^<(3)>10^4の増大が期待できる.しかし, III-V族半導体では第一と第二の条件を同時に満たす領域が存在せず, X^<(3)>の増大は期待できない.これは電子の質量が軽く,誘電率が大きい結果,励起子効果が他の系に比してかなり弱くなり,電子・正孔の量子効果が大きくなり過ぎるためである.第二の成果は,低次元励起子はその並進対称性の破れから極めて速い放射が可能である.量子井戸系の励起子は2次元面内の巨視的双極子モーメントを持ちながら,速い放射によって調和振動子からのいずれをもたらして,大きな非線形分極率をもつことが期待できた.3次の光非線形分極率X^<(3)>が次元に強く依存することが分かった.0次元系である量子箱や量子球においては,最大のX^<(3)>を示す最適の大きさが存在する事が予言できた.その物理的意味は次のように理解できる.まず第一条件として,電子・正孔間のクーロン引力が,電子と正孔各々,量子箱や量子球に閉じ込められることによる量子化エネルギーより大きいことを仮定する.これは,系のサイズが励起子のボーア半径より大きい時満たされる.第二条件として,励起子間の相互作用エネルギーが,入射光の励起子準位との非共鳴の大きさに比して大きいことを求める.第一の条件下では,励起子の遷移の双極子モーメントは系のサイズが大きいほど大きくなるが,このときには,励起子は調和振動子として振舞うことからも分かるように, 3つの項からの寄与が消去し合って光非線形性を示せない.この励起子間の相互作用は励起子の調和振動子からのずれをもたらす.この値はサイズを小さくするほど大きくなる.これら2つの効果の競合の結果として,これらの量子箱か,量子球を蜜に配列したときの単位体積当たりの3次の非線形分極率はある最適のサイズのときに最大値を示す.そのとき, II-VI族半導体とI-VII族半導体の量子箱と量子球ではバルク結晶に比して, X^<(3)>の10^<(3)>10^4の増大が期待できる.しかし, III-V族半導体では第一と第二の条件を同時に満たす領域が存在せず, X^<(3)>の増大は期待できない.これは電子の質量が軽く,誘電率が大きい結果,励起子効果が他の系に比してかなり弱くなり,電子・正孔の量子効果が大きくなり過ぎるためである.第二の成果は,低次元励起子はその並進対称性の破れから極めて速い放射が可能である.量子井戸系の励起子は2次元面内の巨視的双極子モーメントを持ちながら,速い放射によって調和振動子からのいずれをもたらして,大きな非線形分極率をもつことが期待できた.
プラズマジェットによる金属蒸気輸送ダイナミクスと溶接アーク熱輸送現象の可視化

ものづくりに必須の基盤技術でありながら、未だ「巧みの世界」と言われるアーク溶接技術を科学に立脚した技術に発展させるため、アーク溶接プロセス中の動的なプラズマ温度分布ならびに金属蒸気密度分布を実験的に把握すると伴に、アーク溶接プロセスの数値シミュレーションを通じて実験結果と比較検討することにより、プラズマジェットによる金属蒸気輸送に起因したアーク溶接の熱輸送現象を定量的に可視化し、それらが溶接技術にとって重要な溶融プール形成に及ぼす影響について明らかにした。ものづくりに必須の基盤技術でありながら、未だ「巧みの世界」と言われるアーク溶接技術を科学に立脚した技術に発展させるため、(1)アーク溶接プロセス中の動的なプラズマ温度分布ならびに金属蒸気密度分布を実験的に把握すると伴に、(2)高速プラズマジェットの流速および流れ場を可視化することにより金属蒸気の導入ダイナミクスを実験的に把握する。さらに、(3)アーク溶接プロセスの数値シミュレーションを通じて、(4)実験結果と比較検討することにより、プラズマジェットによる金属蒸気輸送に起因したアーク溶接の熱輸送現象を定量的に可視化し、それらが溶接技術にとって重要な溶融プール形成に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする。平成26年度では、高感度・高速度イメージ分光可視化システムを構築した。既存設備の高速度イメージ分光ビデオカメラ(大阪大学接合科学研究所)を有効に活用することにより、4つの線スペクトルイメージを高速度で同時に計測できることを可能にした。適切な撮影速度と露光時間を選択することにより、プラズマ温度と金属蒸気密度の動的変化を実験的に捉えることが可能である。加えて、シュリーレン法による同期計測を行い、高速プラズマジェットの流れ場の可視化に成功した。平成27年度では、前年度に構築した高感度・高速度イメージ分光可視化システムを活用し、溶接電流やアーク電圧など各種溶接条件を変化させた場合のアーク溶接プロセス中の動的なプラズマ温度分布、金属蒸気密度分布、ならびに電子密度分布を測定した。さらに、溶接後の溶込み形状を観察し、溶融プール形成を評価した。加えて、我々の研究グループのオリジナルで実績があるアーク溶接の定常数値解析モデルを動的な非定常計算に拡張した。本モデルは「電極-アークプラズマ-溶融プール」を同時に一体化して計算する軸対称2次元の電磁熱流体モデルであり、アークプラズマ中の金属蒸気は、対流項と拡散項からなる物質保存式を連立して解くことにより、任意の空間における金属蒸気濃度と組成が計算されるように工夫した。その結果、金属蒸気密度の動的な空間分布変化、プラズマ温度分布の動的変化、溶融プールの動的変化などを時間ごとの数値シミュレーションとして出力することに成功した。前年度に構築した「高感度・高速度イメージ分光可視化システム」は限られた予算の中、創意工夫の下、デザインを再検討して作製したものであったが、今年度の実践において、その機能を十分に発揮し、満足のいく実験計測を実施することができた。当初の計画どおり、当該システムを活用し、アーク溶接プロセス中の動的なプラズマ温度分布、金属蒸気密度分布、ならびに電子密度分布を測定した。加えて、我々の研究グループのオリジナルで実績があるアーク溶接の定常数値解析モデルを動的な非定常計算に拡張し、金属蒸気密度の動的な空間分布変化、プラズマ温度分布の動的変化などを時間ごとの数値シミュレーションとして出力することを達成した。アーク溶接技術を科学に立脚した技術に発展させるため、(1)アーク溶接プロセス中の動的なプラズマ状態を実験的に把握すると伴に、(2)プラズマジェットの流れ場を可視化することにより金属蒸気の導入ダイナミクスを実験的に把握する。さらに、(3)アーク溶接プロセスの数値シミュレーションを通じて、(4)実験結果と比較検討することにより、プラズマジェットによる金属蒸気輸送に起因したアーク溶接の熱輸送現象を定量的に可視化し、それらが溶融プール形成に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする。平成28年度では、溶接技術として、より実践的な視点で溶接アーク熱輸送現象の可視化を実施した。具体的には、シールドガスの組成をアルゴンと炭酸ガスの混合ガスとし、その混合比をパラメータとして変化させ、高感度・高速度イメージ分光可視化システムを活用し、アーク溶接プロセス中の動的なプラズマ診断を実行した。その結果、電極ワイヤ先端から溶滴が離脱する際に、スプレー移行とグロビュール移行の違いをもたらすメカニズムが明らかになった。すなわち、スプレー移行になる場合には、電極ワイヤ先端からの金属蒸気がプラズマジェットによってアーク中心部に輸送され、その結果、金属蒸気プラズマとシールドガスプラズマが二相分離していることがわかった。他方、グロビュール移行になる場合には、プラズマジェット流速が低下するため、プラズマ内の拡散による輸送が支配的になり、金属蒸気とシールドガスが十分に混合していることがわかった。数値シミュレーションと総合的に比較したところ、溶滴下部での電流経路の有無の違いが電磁ピンチ効果による溶滴離脱の妨げの有無を誘起し、溶滴下部の電流経路の存在がグロビュール移行を発生させる主因であることを世界で初めて発見した。