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中世和歌と仏教の相関についての領域横断的研究

以上の点を通して、「中世和歌と仏教の相関についての領域横断的研究」と題する本研究課題について、具体的かつ多角的に研究を進めることができた。これを踏まえ、最終年度となる次年度では、成果をまとめることに向けて取り組む計画である。本研究課題の目的にもとづいて、調査および研究を順次進めている。当初計画していた法華経直談書類については考察をしきれていない部分もあるが、中世古今集注釈書については、これまでの研究にない新たな視点から掘り下げた考察を進めることができている。また、先行研究が乏しい『極楽願往生歌』について、基礎的な研究および注釈をほぼ整備できたことは独自な研究成果と言える。以上のことから、現在までの進捗状況を評価すれば、おおむね順調に進展していると言える。本研究は、仏教に関わることがらを詠む和歌についての研究である。ただし、とりあげるのは、勅撰和歌集における「釈教歌」(しゃっきょうか)の部立に採録されるような、いわゆる和歌伝統の領域に収まる和歌だけではない。日本の中世において数多く成立した、説話集や古典注釈、あるいは神道書や直談書、法語集などといったさまざまな文献に現れる、五七五七七の歌形をもつ詩歌全般に着目する。それらは、ある説話の末尾をしめくくる評語として機能する歌であったり、受け手に教訓的・道徳的な示唆を与える機能を持つ道歌(どうか)と呼ぶべきものであったり、仏菩薩に和歌を捧げることで祈願するという詠み手の心情的な動機をもった和歌であったりと、きわめて多様である。また和歌表現を見ても、漢語・仏教語をそのまま詠みこんだり、口語的な言い回しを用いたりした歌も少なくなく、興味深い。以上のような和歌を幅広く視野に入れて考察することによって、従来の文学研究で規定されてきたジャンルを越えた観点から、中世における和歌と仏教思想の相関について、領域横断的に検討を試みた。考察にあっては、まず対象とする時代の範囲を、平安末期頃から室町期までに定めた。そのうえで、対象とする文献として、『沙石集』、中世古今集注釈、日本紀注釈、神道関係書、法華経の直談書などをとりあげた。それぞれの文献に掲出される歌について、歌の内容と文脈のなかで果たす機能について考察し、背景にある仏教思想について明らかにした。以上の検討を通して、和歌と宗教的言説が深層で関わっていることを確認し、和歌を詠むという行為こそが大きな意味を持っていたということを、学際的に捉え直すことができた。本研究は、仏教に関連することがらを表現した和歌についての研究である。日本の中世には、説話集や、古典注釈(古典文学についての注釈をしるした書物)、神道書(神道の思想や教えを記した書物)、直談書(『法華経』を中心とする仏教経典の経義についての談話を記録した形をとる書物)などといった、さまざまな文献が成立した。本研究では、これらの文献に収められている和歌と、歌集に収められている和歌の双方に焦点をあてて考察した。それによって、和歌と仏教が深く結びついている中世の言語のありかたについて、ジャンルを横断した視点から具体的に明らかにした。本研究課題の目的にもとづいて、調査および研究を順次すすめている。当初計画していた研究対象をとりあげきれていない部分もあるが、他方、研究をすすめる過程で、より重要な別の研究対象に着目する必要も見えてきて、それをとりあげる視点も導入している。よって総じて、おおむね順調に進展していると言える。平成28年度は本研究課題の最終年度にあたる。
社会的学習理論を用いた性教育プログラムの有効性の量的研究と質的研究(高校生対象)

○研究目的性教育における生徒の変容を測定する授業評価尺度く以下、ICS尺度)を作成するとともに、社会的学習理論を用いた性教育プログラムの有効性を量的、質的に検討することを目的とした。○研究方法研究A:ICS尺度の作成及び信頼性・妥当性の検討(1)対象全国の10校の高等学校に通う1,2,3年生698名を解析対象とした。再検査法として、沖縄県内の高等学校1校の1年生89名を分析対象とした。(2)調査期間2010年9月27日から12月9日(3)調査内容:回答方法は、5件法。(4)分析方法:最尤法による探索的因子分析を行った後、各因子間に相関を過程するプロマックス回転をかけ、因子の解釈と項目の選定を行った。尺度の信頼性については、クロンバックのα係数、再調査による2回の得点のピアソンの相関係数から検討した。尺度の妥当性について、「平均値の差」によるt検定、(2)モデルの全体的評価について、GFI,AGFI,CFI,RMSEAを用いた。研究B:社会的学習理論を用いた性教育プログラムの有効性の量的研究と質的研究(1)対象沖縄県内における高校生計389名.(2)調査期間平成23年4月11日から9月17日(3)調査内容と手続き(1)ICS尺度(2)自己管理スキル尺度(3)SOC尺度(4)授業に対する主観的評価(5件法と自由記述)(4)194名と195名の群に分け、一方は社会的学習理論を用いた性教育プログラムを実施し、一方は講義形式の性教育プログラムとした。(5)分析と評価繰り返しのある2元配置分散分析により、社会的学習理論を用いた性教育プログラムを実施した介入クラスの教育効果を評価した。テキストマイニングにより教育効果を評価した。○研究成果ICS尺度は、環境プレッシャー尺度と時期尺度の構成項目をそれぞれ3項目とした。クロンバックのα係数は、「環境プレッシャー」尺度0.671、「時期」尺度0.731であった。再検査法によるピアソンの相関係数は、「環境プレッシャー」尺度0.813、「時期」尺度0.776であった。モデルの適合度(GHI=.993,AOFI=.981,CFI=.993,RMSEA=.035)は最良な値であり,一定程度の妥当性が確認できた.社会的学習理論を用いた性教育プログラムはICS尺度、SOC尺度で、交互作用が有意であった。自己管理スキルは群間に有意な差が見られなかった。ICS尺度、SOC尺度で介入効果が見られた。
相溶化剤によるアロイ化とゾル-ゲル法とを組み合わせたゴムの強化に関する研究

ステレオゴムとして、高シスポリブタジエン(BDR)とポリイソプレン(PIR)とを母材として、ゾル-ゲル法によるシリカ微粒子をその場反応により生成してゴムを強化することを計画した。この目的を達成するためには、ゾル-ゲル反応の成分である水分を疎水性のゴム媒体中に導入する必要がある。他の反応成分であるテトラエチルオルソシリケート(TEOS)は無極性のゴムマトリクスには溶解する。そこで水分導入材として吸水性を持ち、かつTEOSをも併せて相溶する第二成分としてエチレン-ビニールアルコール共重合体であるEVALを選択した。さらに第二年度にはエチレンオキシドープロピレンオキシド共重合体(ESD)も試みた。エタノールがTEOSと水との相溶化剤であることから適当な選択であった。次の問題は、EVALがPIRとは非相溶であって不均一なブレンドを与えることであった。この問題を解決するためにEVALの水酸基と強力に結合するオキサゾニウム基をPIRの分子鎖に部分的に置換したPIR-AMを相溶化剤として第三成分として採用した。その結果、ロール混練により、BDR,PIRのマトリックス中に、PIR-AMの存在下でEVAL粒子が微粒子として円滑に分散できた。沃素染着試料のTEM観察は粒子径数μmであった。この状態でのPIR加硫物の強度7MPa,弾性率3.5MPaで、純ゴム加硫物の5MPa,1MPaを大幅に改善した。次いで加硫ゴム系をTEOSで膨潤したあと、熱水で処理することにより、シリカ含量を7.5%まで導入したPIRゴム系では強度12MPa,弾性率6MPaまで増加することができた。未加硫ゴム系のロール混練法ではゾル-ゲル反応によるシリカの生成は低水準にとどまった。シリカの生成はEVALの微粒子の界面に選択的に観察された。ESDの場合には分散はより微細で均一であった。研究実績の概要は、(1)ゴムのアロイ化と、(2)アロイ化ゴムのマトリックス中でのゾル-ゲル反応による析出シリカの効果の二段階に分けて述ベる。(1)ゴムは高cis-ブタジエンゴム(BR)を用い、水分導入剤として親水基をもつエチレン-ビニルアルコール共重合体であるEVALを用いた。両者はロール混練では不均一であり試料作製が出来ないので、イソプレン1万単位に6個のオキサジニウム基を共重合した相溶化剤PIR-AMを用いた。BR/EVAL/PIR-AM(100/15/10)のロール混練物のヨウ素染着試料のTEM写真では、EVAL粒子が数μm以下の微粒子として分散していることを確認した。この加硫物の強度2.0MPa、伸度215%は、BRのみの1.0MPaと90%を大幅に上回った。EVAL粒子内部の水素結合の存在がアロイ化による強靭化の主な理由であり、この段階で既に重要な成果を収めた。(2)アロイ化したゴム組織中のEVALの構成単位には、ビニルアルコールがあり、この構造はエタノール分子に近似しており、ゾル-ゲル法における反応成分であるテトラエチルオルソシリケート(TEOS)と水との相溶化剤としての選択は的確であった。ロール混練の際、EVAL粒子を介して、TEOSと水とがアロイ組織に導入され、反応を起こす。反応のプロセスは複雑であるが、結果的にはシラノールの脱水縮合によりシリカが生成する。

ヨウ素染着試料の切片のTEM写真では、白いEVAL粒子とゴムの界面に黒くシリカ粒子が析出した。シリカであることはEPMAでも確認した。10wt%のシリカ含量で加硫物の強度2.7MPa、伸度290%とさらに強伸度が向上した。EVAL粒子をさらに微細に均一に分散するためには、元来、PIR-AMと非相溶であるBRの代わりに、高cis-PIRを用いる計画である。研究実績の概要は、(1)ゴムのアロイ化と、(2)アロイ化ゴムのマトリックス中でのゾル-ゲル反応による析出シリカの効果の二段階に分けて述べる。(1)ゴムは高cis-ポリプロプレンゴム(PIR)を用い、水分導入剤として親水基をもつエチレン-ビニルアルコール共重合体であるEVALおよびエチレンオキシド-プロピレンオキシド共重合体(EDS)を用いた。PIRと水分導入剤を均一に混練するために、イソプレン1万単位に6個のオキサジニウム基を共重合した相溶化剤PIR-AMを用いた。PIR/EVAL/PIR-AM(100/20/20)のロール混練物のTEM写真では、EVAL粒子が数mum以下の微粒子として分散していることを確認した。この加硫物の強度(7.2MPa)、伸度(770%)はPIRのみの5.6GPa、660%を上回った。EVAL内部の水素結合の存在がアロイ化によるゴムの強靱化の主な理由であり、この段階で重要な成果を収めた。(2)アロイ化したゴム組織中の水分導入剤EVALの構成単位は、エタノール分子と類似の構造をもち、ゾル-ゲル法にける反応成分であるテトラエチルオルソシリケート(TEOS)と水との相溶化剤として選択は的確であった。混練の際、水分導入剤の粒子を介して、TEOSと水がアロイ化組織に導入され、反応を起こす。EVALとのアロイ化物では、6%のシリカ含量で加硫物の強度11.7MPa、伸度800%に強伸度が向上した。また、EDSを用いると強度12.8MPa、伸度810%とさらに向上し、SEM観察ではEDS粒子は確認できなかった。PIR中に水分導入剤が微細で均一にアロイ化されると、シリカが微細で均一に分散し、ゴムの強化に効果的であった。
分解制御型プローブの創案と展開

分子イメージングにおいては,特定の生体イオンや生体分子を捕まえて光を発生する,いわゆるプローブと呼ばれる新しい分子の開発が必要となる.本研究では,様々な生命機能や疾患において極めて重要な分子過程であるタンパク質のリン酸化について,その生体内(in vivo)での動態を可視化計測する新しい原理のプローブ("分解制御型プローブ"と名付ける)の開発研究を行った.分子イメージングにおいては,特定の生体イオンや生体分子を捕まえて光を発生する,いわゆるプローブと呼ばれる新しい分子の開発が必要となる.本研究では,様々な生命機能や疾患において極めて重要な分子過程であるタンパク質のリン酸化について,その生体内(in vivo)での動態を可視化計測する新しい原理のプローブ("分解制御型プローブ"と名付ける)の開発研究を行った.タンパク質のセリン・スレオニン・チロシン残基のリン酸化は,細胞内シグナル伝達のON/OFF調節に関わる最も主要な分子過程である.本研究では従来にない全く新しい原理の分子プローブ("分解制御型プローブ"と呼ぶ)を開発し,生体内(in vivo)ならびに細胞内の微小ナノ局所における蛋白質のリン酸化の可視化計測を共に実現することを目的とする.平成20年度においては,分解制御型プローブを設計し,これをコードするcDNAを遺伝子工学的手法を用いて作製した.培養細胞にcDNAを導入し,分解制御型プローブ(タンパク質)の発現を確認した.このプローブが細胞内のタンパク質分解系"ユビキチン-ープロテアソーム経路"により分解されることも確認した.また,キナーゼ(インスリン受容体)によりインスリン依存的にプローブがリン酸化を受けること,リン酸化を受けたプローブはユビキチン-ープロテアソーム経路による分解を受けなくなることを示した.タンパク質のセリン・スレオニン・チロシン残基のリン酸化は,細胞内シグナル伝達のON/OFF調節に関わる最も主要な分子過程である.本研究では従来にない全く新しい原理の分子プローブ("分解制御型プローブ"と呼ぶ)を開発し,生体内(in vivo)ならびに細胞内の微小ナノ局所におけるタンパク質のリン酸化の可視化計測を共に実現することを目的とする.平成21年度においては,主として,平成20年度までに作製した分解制御型プローブのキャラクタラリゼーションを行った.特に,分解制御型プローブの細胞内での寿命(非常に短寿命である)が,タンパク質リン酸化を受けることによって著しく延長されることを明らかにした.リン酸化受容体としてはたらくアミノ酸残基をリン酸化を受けないアラニンに置換した変異体では,そのような寿命の延長は観察されなかった.このことから,設計した分解制御型プローブは,期待通りのメカニズムで細胞内で機能していることが明らかになったさらに,外部刺激(インスリン)濃度に依存して,当該プローブの生物発光活性が上昇することを示した.細胞レベルでの検討を踏まえ,次にマウス生体(in vivo)での分解制御型プローブの検討を行った.分解制御型プローブを発現する細胞をマウスに移植(xenograft)し,高感度CCDカメラを設置した暗箱中でこのマウスを可視化したところ,インスリン依存的に分解制御型プローブの生物発光が上昇する様子が観察された.このことから,本プローブが生体においてタンパク質リン酸化を可視化する分子プローブとして機能することが分かった.タンパク質のセリン・スレオニン・チロシン残基のリン酸化は,細胞内シグナル伝達のON/OFF調節に関わる最も主要な分子過程である.本研究では従来にない全く新しい原理の分子プローブ("分解制御型プローブ"と呼ぶ)を開発し,生体内(in vivo)ならびに細胞内の微小ナノ局所におけるタンパク質のリン酸化の可視化計測を共に実現することを目的とする.平成22年度においては,平成21年度までに作製した分解制御型プローブについて生体(in vivo)でのキャラクタラリゼーションを行った.分解制御型プローブを発現する細胞をマウスに移植し,高感度CCDカメラを設置した暗箱中でこのマウスを可視化したところ,インスリン依存的に分解制御型プローブの生物発光が上昇する様子が観察された.このことから,本プローブが生体においてタンパク質リン酸化を可視化する分子プローブとして機能することが分かった.ただ,生物発光強度は十分とは言えず,プローブの更なる改良が必要と判断した.従って,プローブに導入する生物発光タンパク質(ルシフェラーゼ)の高輝度を図ることとした.ルシフェラーゼの基質結合部位周辺に集中的にアミノ酸変異を施し,高輝度化した変異体を効率よく単離するアッセイ系を構築してスクリーニング評価したところ,オリジナルのルシフェラーゼと比較して10倍以上高輝度化した変異体を取得できた.
がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適な放射線治療効果増強法を目指した基礎的研究

本研究はがん幹細胞の放射線応答を指標とした至適でかつ効率的な放射線治療効果増強法の確立を主目的にして立案された。平成24年度および25年度は培養細胞を用いた基礎的な研究を実施し、それ以降は強度変調放射線治療で根治照射を施行した中咽頭癌症例の予後とp16発現とがん幹細胞マーカーであるCD44の発現との相関について検討をした。対象例の3年全生存、無増悪生存および局所領域制御は73%、64%および76%,であり、CD44陽性の57%および70%に比較して有意の良好であった。これらの結果は、がん幹細胞の腫瘍内の多寡が放射線治療の効果や予後予測に重要であることを示すものと考えている。本研究課題は、"がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適な放射線治療効果増強法を目指した基礎的研究"である。25度はin vitroでの研究に加えて頭頸部癌に対する放射線治療症例の臨床材料を用いて、がん幹細胞の表面マーカー解析とそれに関連する分子および遺伝子関連の発現マーカー解析を行った。現在も発現解析を継続しているが、がん幹細胞マーカーと発現の多寡とHPV感染の指標であるp16発現の間に、逆相関の傾向があることを確認している。また、p16発現陽性例で予後良好、p16陰性でかつがん幹細胞マーカー陽性で予後不良の傾向にあることを確認している。これらの結果と、治療成績や再発形式との相関や関連をさらに詳細に解析して、放射線治療の感受性や反応性とがん幹細胞ならびに関連する遺伝子や分子マーカー発現が治療結果に与える影響について明らかにする。26年度も今研究を継続して、対象症例の拡大、対象疾患の拡張などをして、がん幹細胞マーカーが放射線応答の指標となり得るか、またそのような場合にはその機序はどのようなものであるかを明らかにしていく予定である。本研究課題は、"がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適な放射線治療効果増強法を目指した基礎的研究"であるが、本年度はin vitroでの研究に加えて頭頸部癌に対する放射線治療症例の臨床材料を用いて、がん幹細胞の表面マーカー解析とそれに関連する分子および遺伝子関連の発現マーカー解析を行った。現在も発現解析を継続している。これらの結果と、対象症例の治療成績や再発形式との相関や関連を解析して、放射線治療の感受性や反応性とがん幹細胞ならびに関連する遺伝子や分子マーカー発現が治療結果に与える影響について明らかにする。来年度も今年度の研究を継続して、対象症例の拡大、対象疾患の拡張などをして、がん幹細胞マーカーが放射線応答の指標となり得るか、またそのような場合にはその機序はどのようなものであるかを明らかにしていく予定である。本研究は、がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適でかつ効率的な放射線治療効果増強法の確立を目指した基礎的研究である。がん幹細胞が治療の反応性や治癒可能性に密接に関与しており、がん幹細胞が放射線抵抗性であることを示唆する報告が相次いである。その機序として、DNA損傷に対する高い修復能力、増殖能力や再酸素化などのがん幹細胞の放射線応答の特徴に起因するものであることが指摘されている。しかし、多くの基礎データは1回照射によるものが多く、臨床で汎用されている分割照射に対するがん幹細胞の応答や照射間隔の違いによる反応性の相違などについては解明されていない。25年度および26年度は培養細胞を用いた研究に加えて、中咽頭癌根治的放射線治療例におけるHPV感染ならびにがん幹細胞マーカーCD44蛋白発現と予後の相関を分析し、CD44蛋白の新たなバイオマーカーとしての可能性について検討した。免疫組織染色の結果、p16およびCD44蛋白陽性はそれぞれ17例(44%)、29例(74%)に認められ、予後との相関では、p16陽性例の原発巣制御率は有意に良好で、CD44蛋白陰性例も原発巣制御率が良好な傾向が認められた。逆にCD44陽性でp16陰性の症例の生存率および局所領域制御率は有意に不良で、放射線治療に対する反応性不良や高悪性度群の抽出および予測に有用である可能性が示唆された。これらの基礎的および臨床的な結果から、がん幹細胞マーカーCD44蛋白発現は放射線治療を含めた治療反応性に密接に関わり、臨床的には放射線治療による原発巣制御率に相関する傾向があり、HPV感染のサロゲートマーカーであるp16蛋白と組み合わせることで、新たなバイオマーカーとなりうる可能性があることが示唆され、この結果も含めて現在論文投稿中である。がん幹細胞が治療の反応性や治癒可能性に密接に関与していることが指摘され、放射線感受性に関しても非がん幹細胞と比較してがん幹細胞が放射線抵抗性であることを示唆する報告が相次いである。その機序として、放射線によるDNA損傷に対する高い修復能力、増殖能力の維持や再酸素化などのがん幹細胞の放射線応答の特徴に起因するものであることが分かってきているが、その詳細や臨床的な意義については、十分に解明されているとは言えない。そこで、本研究は、がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適でかつ効率的な放射線治療効果増強法の確立を主目的にして立案された。平成24年度および25年度は培養細胞を用いた基礎的な研究を実施し、それ以降は強度変調放射線治療で根治照射を施行した中咽頭癌症例の予後とHPV感染の指標であるp16発現とがん幹細胞マーカーであるCD44の発現との相関について検討をした。

対象58例の3年全生存、無増悪生存および局所領域制御は73%、64%および76%,であり、CD44陰性群の無増悪および局所領域制御率は86%、93%,であり、CD44陽性の57%および70%に比較して有意の良好であった。p16とCD44の統合解析ではCD44陽性/p16陰性の予後が最も不良であった。これらの結果は、がん幹細胞の腫瘍内の多寡が放射線治療の効果や予後予測に重要であることを示すもので、重要な予後因子およびがん細胞の放射線応答で大きな役割を果たしていることを示唆するものと考えている本研究はがん幹細胞の放射線応答を指標とした至適でかつ効率的な放射線治療効果増強法の確立を主目的にして立案された。平成24年度および25年度は培養細胞を用いた基礎的な研究を実施し、それ以降は強度変調放射線治療で根治照射を施行した中咽頭癌症例の予後とp16発現とがん幹細胞マーカーであるCD44の発現との相関について検討をした。対象例の3年全生存、無増悪生存および局所領域制御は73%、64%および76%,であり、CD44陽性の57%および70%に比較して有意の良好であった。これらの結果は、がん幹細胞の腫瘍内の多寡が放射線治療の効果や予後予測に重要であることを示すものと考えている。本研究によるがん幹細胞マーカーの発現例では、基礎的な研究と同様に放射線治療に対する抵抗性であることが、臨床での治療例でも確認された。その点では本研究の目的である、"がん幹細胞の放射線応答を指標とした至適でかつ効率的な放射線治療効果増強法の確立"、への重要な手がかりとなる成果が得られたと考えている。今後は、本研究成果をさらに発展させて、その機序やメカニズムを明らかにして、治療標的としての可能性について検討を進めたいと考えている。放射線腫瘍学上記のように本研究によるがん幹細胞マーカーの発現例では、基礎的な研究と同様に放射線治療に対する抵抗性であることが、臨床での治療例でも確認された。現在までに臨床例での発現解析が順調に実施できており、今後はさらに症例数を増やして解析をする予定である。また、EGFRなどの他の分子の発現についても解析予定であり、当初の計画に沿って進捗していると判断している。研究の初年度であるが、今年度は臨床材料の適切な抽出と発現解析の準備からその開始を目標としていた。すでに研究のIRBでの承認と発現解析がスタートしており、当初の予定はおおむね達成できていると判断している。臨床的解析については成果を学会などで発表しているが、追加の発現解析が未完了のため、次年度の予算を繰り越した。臨床検体を含めて治療成績との相関解析は、その基礎データは十分と考えている。今後はその背景にある機序へのアプローチを、in vitroの系(系統)なども含めて進めていく予定であるがん幹細胞と非がん幹細胞の放射線感受性、放射線応答の相違の検討について、in vitroおよびin vivoならびに臨床材料を用いて明らかにしていく。これらが単回照射および分割照射に対する放射線感受性および反応性がどのように修飾されるかを解析する。1.ここまでの研究で得られた結果から、CD133陽性およびCD133陰性細胞の放射線応答の中心分子を同定する。
K中間子深束縛核探査実験

K中間子が強い相互作用により原子核に深く束縛された状態の発見を目的とし、4^He(静止K^-、n)反応を用いて、束縛状態の同定および、束縛エネルギーと吸収幅の決定を目指した。このK中間子核ではK中間子が周りの核子を引き寄せ密度が通常の原子核より高くなり、大きな束縛エネルギーを得ると考えられ、崩壊チャネルが限られ狭い状態幅が期待された。我々はKEKにおいて、KEK-PS E471, E549そしてE570という一連の実験を行った。(K^-, n)スペクトル上には、当初理論で予想された束縛エネルギーの領域に、予想程度に狭い巾かつ収量では生成されない事が分かった。上記の予想を与えた理論と矛盾した結果であり、理論に修正を迫るものである。4^He(K^-, p)反応を用いた(K^-pnn)系の探索であるが、これはE471で副産物そして得たデータと、それを主目的として行ったE549実験で異なる結果を得た。E471実験では統計的に8σ以上の有意なピークを3117MeV/c^2に観測したと報告を行ったが、遙かに統計・分解能をあげてデータを収集したE549実験では対応する場所にピークは観測されなかった。この相矛盾する結果はE471実験セットアップが元々この反応チャネルを計測するのに不向きであったために、解析過程における予見できないバイアスがスペクトル上にピークを形成してしまったためであると考えられる。E549実験の解析により、とくに幅の狭い状態に対しては厳しい収量上限を得た。静止K中間子吸収反応においてはその約20%が、生成時に多核子吸収を起こすことが知られているが、特に幅の六きなK中間子核の探索においては、この理解が必須である。E549/E570実験の大量のデータから、∧/Σ等のハイペロンと、p/nなど核子とのエネルギー・角相関を測定することに成功した。とくに、∧dnの三体系の測定では、完全にexclusiveな測定を実現して、幅の広いK中間子核状態探索への道を拓いた。3Heとさらに軽い核を標的として、K^-pp系の生成・崩壊の完全実験をJ-PARCで実施予定である。K中間子が原子核によって異常なほど深く束縛されるという理論的な予言を検証するための実験を行った。この深い束縛状態の存在は、これまでのK中間子と原子核の相互作用の研究に基づいて総合的に計算することで予言されたものである。興味深いのは、予想される束縛エネルギーがK中間子自身の静止質量に対して1/5にも及ぶ非常に深いものである事である。このように大きな束縛エネルギーは、K中間子と原子核の相互作用(の一部)が極めて強い引力的であることに基づくものであるが、そのことで同時にK中間子が核中に入ったことで原子核の密度が通常の数倍にまで高まるという計算がなされている。このように超高密度下における中間子の性質に関する情報は、まずハドロンが質量を獲得する過程して考えられているカイラル対称性が破れる過程を研究するうえで極めて貴重である。また、この超高密度は中性子星にも通ずるものがあり、宇宙物理学的な見地からも重要な知見を与える。

我々は、このK中間子の深い束縛状態を原子核反応(K^-,n)を用いて生成し、同時に分光するための実験を行った。この反応では、まずK中間子を標的である超流動^4Heに静止させクーロン相互作用で束縛された原子状態を中間状態として生成する。この原子状態は短い時間である確率に従ってK中間子の深い束縛状態に移行する。その際、エネルギーの保存に従って、^4He核中の中性子一個を放出する。その中性子のエネルギーはK中間子の束縛エネルギーそのものと言ってよく、これを中性子カウンターで飛行時間計測法によって計測することで、束縛状態の同定、分光を行った。また、同時に少ない生成確率を補うため、生成後に崩壊する事象を想定して、イベントを選別するシステムを構築した。実験は、4月から5月のテスト実験と、10月から11月までの本実験の2回行った。検出器全体は非常に安定した動作を維持しており合計500GBを超える膨大なデータを収集することができた。現在、検出器の校正データを取得しながら、実験データを解析中である。昨年度に引き続き、文科省高エネルギー加速器研究機構・12GeV陽子シンクロトロン研究(KEK-12GeV-PS)において^4He(静止K^-,n)反応を用いたK中間子の深い束縛状態の探索実験(E471)のデータ収集とそのデータ解析を精力的に行った。反応の中間過程でKがppnと強い束縛状態を形成すれば、単色高エネルギーの中性子が生成される。K中間子を液体ヘリウム標的に静止させ、K中間子吸収反応から生成する中性子を左右の中性子検出用プラスチックシンチレータで計測し、そのエネルギーを飛程-時間法(TOF)で決定した。また、正確な反応点を同定するため、反応で生成した荷電粒子の飛程を上下のチェンバーで検出した。昨年度のデータの解析結果から非常に薄いヘリウム標的を使用する必要のないことが判明したため、厚い標的に更新して、統計を大きく向上させたことが今年度のデータ収集の特徴である。データの詳細な解析を現在も行っているが、Σ崩壊起因と考えられる比較的速い荷電πによってトリガーされた事象の中性子運動量スペクトル上で、470MeV/c付近に構造が見いだされ、その構造は、Kppn中間状態がΣNN終状態を形成したと考えられる方向にのみ3.6σの標準偏差のピークとして存在することが確認された。これが、Kppn碑中間状態の形成によるとすれば、170180MeVという、実験前の理論的予想を上回る極めて大きな束縛エネルギーに対応する。これはカイラル対称性の核中での回復が起こっていることを強く示唆するデータであり、ハドロン質量の起源を探る上で重要な手がかりをなる可能性が高い。この結果を、10月のJlab(米国)でのハイパー核およびストレンジネスの国際会議で発表するとともに、PLB誌に投稿した。昨年度とられた^4He(静止K-,p)および^4He(静止K-,n)反応実験(KEK-PS E471実験)のデータ解析を終了した。陽子側のスペクトルに、極めて幅の狭い状態"ストレンジトライバリオン"SO(3115)[質量3117MeV;幅22MeV以下;電荷0;アイソスピン1;ストレンジネス-1]を8σ以上という非常に高い統計精度で発見し、結果をPhys.Lett.B誌に公表、8月25日付けの全国主要新聞各紙にも掲載された。発見された状態を、K-中間子の原子核との束縛状態であると考えると、その束縛エネルギー190MeVは理論的予測を遥かに超えるものであり、中性子星密度を超える全く新しい核物質の生成を強く示唆する。
男性尿路ヒトパピローマウィルス感染の自然史の解明

HPV(human Papillomavirus)は、人に感染して疣を誘発するウイルスであり、現在100種類以上の型が同定されている。HPVは、尖圭コンジローマの原因となる低リスク型と、子宮頚癌を誘発する高リスク型に分類される。そのうち、高リスク型HPVは15種類以上同定されており、子宮頸癌及びその前癌病変等の原因として知られている。性的活動のある健常若年女性の20-60%にHPV感染が認められると報告されており、また、約80%の女性が生涯に一度はHPVに感染すると報告されている。そのため、HPVは性行為感染(Sexually Transmitted Infection; STI)の中で最も多い病原体の1つである考えられている。一方、パートナーである男性におけるHPV感染についても研究されるようになり、男性にも女性と同等の割合でHPVが感染することが分かってきた。また、男性にも生じ得る陰茎癌・咽頭癌・肛門癌などの子宮頸癌以外の発癌にもHPV感染が関与していることが明らかになってきた。男性における主なHPVの感染部位は外性器(亀頭、陰茎)であるが、今までわれわれは、尿路にもHPV感染が生じていることを報告してきた。そのため尿路HPV感染と尿路悪性腫瘍との関連性について注目しており、尿路HPV感染の自然史を解明し、尿路悪性腫瘍との関連性を調べるためには、尿検体を用いることが最も簡便かつ低侵襲であると考えている。われわれは、女性の子宮頸癌検診で汎用されている液状細胞診の手法を用いて、尿検体を用いてHPV-DNA検査とパパ二コロウ染色を用いた細胞診による同時評価を開発した。今回、この手法を用いて男性尿路HPV感染に関する大規模疫学調査を行うことを立案した。今年度は当科の泌尿器癌手術症例に対してHPV-DNAの有無及びHPVの型判定を行った。ただ時間的な制約及び症例が期待通りに集まらなかったため、HPVの型判定までしか行うことができなかった。次年度は昨年度HPV陽性であった検体に対してパパ二コロウ染色を用いた尿細胞診評価及びin situ hybridization法を用いたHPV感染細胞の特定を合わせて行っていく予定である。尚、症例数を増やすために当院泌尿器科外来受診者には担当者から積極的に説明し、検体数を増やしていく予定である。増加した検体に対しても、我々で手分けをしてHPV-DNA検査、型判定を行っていき、同様にHPV-DNA陽性検体についてはパパ二コロウ染色を用いた尿細胞診評価及びin situ hybridization法を用いたHPV感染細胞の特定を合わせて行っていく。その後、泌尿器科における種々の疾患別にHPV感染率を比較検討し、細胞診の異常所見についてもあわせて検討しHPV感染と疾患別にHPV感染との関連性を検討していく予定である。

その後、泌尿器科における種々の疾患別にHPV感染率を比較検討し、細胞診の異常所見についてもあわせて検討しHPV感染と疾患別にHPV感染との関連性を検討していく予定である。今年度は当科の泌尿器癌手術症例に対してHPV-DNAの有無及びHPVの型判定を行った。ただ時間的な制約があり、まだHPV陽性検体に対するパパ二コロウ染色を用いた尿細胞診評価及びin situ hybridization法を用いたHPV感染細胞の特定は行うことができなかった。次年度は残金を使用し、今までのHPV陽性検体に対しても尿細胞診評価及びin situ hybridization法を行っていく予定であり、さらに症例数を増やして検討していく予定となっている。
準安定電子分光法による表面最外層の電子状態の研究

本研究の目的は、準安定電子分光装置を製作して、固体表面の最外層の電子状態について研究することである。本研究で製作した装置は、準安定電子分光法において、プローブとして使用する準安定原子線発生部である。それを現在稼動中の超高真空装置に接続し、既存の角度分解型エネルギー分析器によって、スペクトルを得ようとするものであった。以下に装置について述べ、最後に今後の研究計画について触れる。準安定原子線として、ヘリウム原子の起音速ノズルビームを使用することにした。入射エネルギーのそろった指向性の高い、強度の強いビームが得られるからである。高圧のヘリウムガスをノズルから真空中へ吹き出し、流れを乱すことなくスキマーですくいとるものである。そのために、排気速度の大きな油拡散ポンプで2段に排気しなければならない。又、できるだけコンパクトにつくる必要もあって、真空槽はアルミ合金製の箱型にした。スキマーの下流に直流放電部と電子衝撃部を設置した。それらは、へリウム準安定原子を生成するためのものである。差圧排気は2段では不充分であることがわかった。超高真空装置との間に、ターボ分子ポンプで排気する小型の超高真空室を設けることによって、ガス導入によるサンプルの汚染をおさえた。既存の角度分解型エネルギー分析器は感度が低いためにスペクトルがとれないことが判明した。今後、もっと感度の高い角度積分型のエネルギー分析器を製作し、次のような系にこの実験手段を適用していきたいと考えている。即ち、金属/分子/金属型のサンドイッチ構造の1原子層毎の電子状態を調べること。更に、各種金属表面上のCO吸着における2n^*状態の検出などである。いずれも、表面最外層の原子・分子のみに敏感な準安定電子分光法の特徴を活かした実験である。今年度の計画は,準安定原子線源を設計・製作し,それを既存の超高真空表面分析装置に取り付け,既存の角度分解型エネルギー分析器で測定できるようにすることであった.特に高性能でかつ使いやすい準安定原子線源を製作することを主眼としていた.今日,上記のような準安定原子線源の設計を完了し,真空槽・部品等ができあがってくるのを待っている状態である.以下に実施計画に記載した項目に従って述べる. 1.準安定ヘリウム原子は,強度の点から超音速ヘリウム原子線を励起してつくることにした.強度の強い準安定原子線を得るには(1)強度の強い超音速ヘリウム原子線をつくることと(2)高い励起確率を持つ励起源をつくることが必要である.(1)に関しては,ビームとならない余分な気体を排気するための拡散ポンプの排気速度が大きければ大きい程強いビームが得られる.しかし,予算内からは口径10インチが限度であり,その中で1番大きな排気速度を持つポンプを採用した. (2)の励起源については,直流放電型励起源と電子衝撃型励起源をビームに沿って並べることによって同時に励起し,高濃度の準安定ヘリウム原子を生成できるように設計した.励起源部は6インチの拡散ポンプで差圧排気し,更に超高真空への接続部をターボ分子ポンプで排気し10^<-10>Torr台を得ることによってサンプルの表面が汚れるのを防ぐようにした.2.項目2以降は来年度に延びたが,今後の研究に関連して述べる. 1.で述べた準安定ヘリウム原子線源を既存の超高真空装置に取り付けて動作テストをまづ行なう.

3.エネルギー検出器としては既存の半球型・角度分解型を使用する予定であったが, S/N比の良いスペクトルを短時間で得ることは表面研究にとっては特に重要であること,更に角度分解スペクトルの持つ物理的意味がまだ明らかになってないことから,同心型4枚グリッドによる角度積分を今後採用することにした.今年度の計画は、準安定原子線源装置を完成させ、準安定原子線の動作チェックをおこない、既存の超高真空装置に結合させ、スペクトルを得ることであった。その他に、新しいタイプのエネルギー分析器を製作することも考えていた。装置は完成した。口径が10インチ及び6インチの大きな油拡散ポンプで差動排気すること、ならびに、ビーム源からサンプルまでの距離をできるだけ短くしたいなどの理由によって、真空槽としては箱型を製作することにした。箱型の場合、側面に受ける圧力が非常に大きいため、肉厚の金属材料を使わなければならない。通常用いられているステンレスでは重すぎるので、アルミ合金で製作することにした。10^<-7>Torr台の充分低い真空度を達成した。ポンプの排気速度は、価格・真空槽の大きさなどによって制限されるが、その範囲内でビーム強度の大きな、速度分布の狭い超音速ビームを形成するように、ノズルの口径、ノズル内の圧力、スキマーの口径を決めた。準安定原子発生の方法として、直流放電と電子線衝撃を採用した。その2つの部分をビームに対して直列に配列することによって、異なった2種類の方法を独立に適用したり、同時に使用することも可能である。ノズルビーム発生部・準安定原子励起部を組みたて、既存の超高真空装置に接続して予備的なビームの実験をしたところ、ビーム発生部からのガスの流入によって、超高真空装置部の真空度が悪くなった。これを避けるために、超高真空部とビーム発生部の間に、差圧排気をするための小さな超高真空部を製作した。ターボ分子ポンプで排気の結果、真空度の著しい改善が見られた。準安定原子線は作動し始めたが、予定していた既存のエネルギー分析器では感度が悪く、まだスペクトルをとる段階に至っていない。今後、角度積分型の感度の高いアナライザーを製作する予定である。
安全運転の管理・教育を目的とする高度交通システム(ITS)の研究

1.複数車両の管理のためのシステムの研究自動車の事故のうち追突事故、出会い頭事故の事故件数をあわせると60%以上であり、これらの事故を防ぐことができれば大幅に事故件数を減らすことが可能である。そこで、追突事故防止、出会い頭事故防止を教育内容に、複数車両の管理のためのシステムを構築し、実験を行った。複数車両の管理の為には、車載したコンピュータで運転挙動が安全かどうかを自動的に判断する必要がある。この判断によって車載コンピュータから管理者用コンピュータに不安全挙動の通報を送り、管理者が運転者に助言・警告を行う。今回、出会い頭事故防止の為の不安全通報の機能を組み込んだシステムを開発し、搭載した車両にて実際に走行して実験を行った。また、商用車にシステムを搭載し運転挙動の把握が可能であることを明らかにした。また、出会い頭事故防止の為に必要な一時停止位置情報データベースの構築方法についても研究を行った。2.運転挙動情報表示システムの研究先急ぎ運転の非効率性について運転者に提示したり、自己管理できる運転者のための警告表示をしたりするための運転挙動情報表示システムの研究を行った。3.安全運転理論の教育システムの研究ASSISTによる実践的な教育と組み合わせて行う安全運転理論の教育システムについて、交差点での安全確認の上で重要となる左右の確認の頭の動きを把握できるセンサを用いた安全運転教育用ドライビングシミュレータについて研究を行った。1.複数車両の管理についての研究追突事故防止、出会い頭事故防止を教育内容に、複数車両の管理のためのシステムを構築し、実験を行った。センサによって取得する数値情報に基づく自動判断を実装し、2台の車両について運転挙動の把握の実験を行い、不安全挙動の通報によって管理者は遠隔地において運転挙動の把握が可能であることを明らかにした。2、先急ぎ運転の非効率性の教育に関する研究先急ぎ運転の非効率性(先急ぎ運転を行っても所要時間をそれほど短縮できない)について教育を行うことが安全運転を遵守させるのに重要であることがわかっている。また、シミュレータでの教育が先急ぎ運転の非効率性の教育に有効であることがわかっている。非効率性を提示するための基礎情報となる日常的な運転挙動の記録のためにシステムの起動、記録、終了が自動で行えるようにハード、ソフトの開発を行った。また、運転者への非効率性の提示のための表示装置のプロトタイプの開発を行った。
チリの胆道がんに関する病理学・疫学・生化学的研究

病理学的研究:胆道癌外科材料中、胆嚢癌はチリで7.1%(40/560,Santiago)で、早期胆嚢癌は3.3%(17/503,Santiago)、16.6%(60/362,Temuco)で、新潟例33.8%(161/476)より有意に低率であった。これは術前診断能や術後の肉眼診断能に起因することが大きいと考えられる。しかしこのほかに、両国間で胆嚢癌そのものの性質が異なるのかどうか、宿主側の因子が異なるのかどうかを解析する必要があろう。一方、進行胆嚢腺癌の組織型を両国間で比較すると、低分化型腺癌の頻度はチリで2529%、日本で8%であった。急性胆嚢炎合併胆嚢癌はチリの早期癌で2025%(日本3%)、進行癌で4550%(日本11%)と高かった。また、チリの胆嚢癌は表面がIIb様に平坦で、びまん浸潤型の癌の率が高かった。p53遺伝子異常の指標であるp53蛋白過剰発現(p53 staining patternが(++)と(+++)のもの)は、早期癌、進行癌を問わず、チリ胆嚢癌で有意に低かった(Temuco例進行癌を53%を除く)(Tables)。しかし、同一国では蛋白過剰発現率は癌の大きさ、進行度および組織型に無関係であった(Tables)。これらの成績から、日本人の胆嚢癌は70%近くがp53変異で発生することがわかる。p53変異がどのexonにあるのか、どのような塩基異常か、さらに分析する必要があろう。一方、チリ人の胆嚢癌は早期癌で約30%,進行癌で約50%(両者間で有意差なし)がp53変異で発生している。その他の遺伝子変異が何かも大きな課題といえよう。疫学・生化学的研究:胆石症例の胆汁にAmesテストを行うと、突然変異原性がチリ胆汁の68%(女性13/18で72%,男性0/1)、胆嚢癌高発生地の新潟で58%(女性9/11で82%,男性5/13で39%)、低発生地の高知で10%(女性2/11で18%,男性0/9)であった。チリ胆嚢癌発生の危険因子を探るため、1:2の患者-対照研究を行った。患者と性・年齢をマッチさせた対照(胆石がある者とない者)を各々1名ずつ割り当て、1:2のマッチングを行った。61組183人を分析対象とした。教育年数は対照者で有意に長く、ラ-ドや油脂類(オリーブ油)の摂取や緑色・赤色の唐辛子の摂取が対照者で有意に高かった。まとめp53蛋白質過剰発現率の差、摂取物の差や胆汁の高い突然変異原性から、チリと日本の胆嚢癌発生にはmutagensやcarcinogensの質が異なっていることが推測される。これらを分析すると共に、その差に基づく癌の遺伝子変異の差や前癌病変とその遺伝子変異を分析する必要があろう。

チリ胆嚢癌発生の危険因子を探るため、1:2の患者-対照研究を行った。患者と性・年齢をマッチさせた対照(胆石がある者とない者)を各々1名ずつ割り当て、1:2のマッチングを行った。61組183人を分析対象とした。教育年数は対照者で有意に長く、ラ-ドや油脂類(オリーブ油)の摂取や緑色・赤色の唐辛子の摂取が対照者で有意に高かった。まとめp53蛋白質過剰発現率の差、摂取物の差や胆汁の高い突然変異原性から、チリと日本の胆嚢癌発生にはmutagensやcarcinogensの質が異なっていることが推測される。これらを分析すると共に、その差に基づく癌の遺伝子変異の差や前癌病変とその遺伝子変異を分析する必要があろう。疫学的研究:山本,田島班員とDr.Serraとの間で調査票作成が完了し、Dr.Serraが胆嚢癌36例、コントロール#1(胆嚢癌のない胆石症)36例、コントロール#2(胆嚢癌、胆石のないもの)36例の調査を開始した。生化学的研究:Drs.RoaとCalvoから、20例の胆汁が送られ、菅沼班員が変異原物質を目下分析中である。Dr.Roaはすでに150例の胆汁を凍結しており、細菌検査は彼の下で行われている。病理学的研究:Dr.Calvoから送られた連続2500例の胆嚢について現在渡辺が非腫瘍性粘膜の化生の程度と質、前癌病変などを検討中である。この中には癌例が少なかったので、今回ソテロ・デル・リオ病院で1970年から1991年(1989年分は未完了)までに外科手術された胆道癌例を抽出した。560例のうち、胆管癌40例(7.1%)、胆嚢癌520例(92.9%)で、後者のうちわずか17例(3.3%)が早期癌であった。平成5年度に、これら組織標本の検鏡、さらに外科手術胆嚢を1年分保存してもらい、それらの肉眼検討を予定している。また、各例の代表ブロックを送ってもらい、分子生物学的研究を行う予定である。Dr.Roaとは胆道病変の組織学診断基準の統一がほば完了した。研究項目に沿って、各自の材料で成績を出すことにした。彼の成績では早期胆嚢癌17%(渡辺のそれは35%)、急性炎や胆石の合併率が異常に高かった。チフス菌は胆嚢癌例に2%に陽性であった。まとめ:疫学・生化学的研究成果は平成5年度に期待される。病理学的には、日本とチリとで胆嚢癌とその背景粘膜に差が存在するようである。それが異なった発癌物質に起因するものであるかどうかを今後検討する必要がある。また渡辺の成績では日本人の微少胆嚢癌やその背景粘膜にp53蛋白陽性細胞がすでに高頻度に出現している。この点についても、両国間でさらに比較検討を行う必要がある。
砕波帯における流れの長期観測用超音波流速計の開発とその応用に関する研究

1)砕波帯における流れの長期観測用超音波流速計の開発海上電機(株)製RC-300およびFC-300型の超音波流速計を対象として開発研究を行った。まず、RC-300型流速計は、元来長期観測用であるが、砕波帯においては砕波に伴う気泡の混入のみならず、漂砂の影響を受け、超音波パルスが減衰し検出不能となる場合があり、そのためノイズ処理回路を根本的に改良して十分な計測ができるようにした。また砕波帯の流れの3次元性のため、流速計センサー部の構造を改良し、3次元流速成分の効果的な計測ができるようにした。ついで、FC-300型流速計は本来短期計測用であるが、砕波帯の乱れ構造を計測するためにはこの程度の規模のセンサーであることが、要求されるので、同様な観点から改良し、少なくとも数週間の連続観測に耐えうるようにすることができた。2)砕波帯における流れの構造RC-300型流速計3台による長期連結観測を大潟海岸において実施し、ぼう大な観測資料を得た。その結果、(1)海岸流の平均流の記録には潮流成分の影響はほとんど現れず、風および波浪による流れが卓越し、その月毎の頻度表を作成した。それによると、沖向きの強流は冬期に1ケ月に5回程度出現するが、夏期には弱流で存続時間も短かい。一方、沿岸方向の流れは四季を通じて存在し、東流が卓越していることがわかり、本海岸の海浜過程の究明に寄与する結果といえる。(2)冬期季節風時には、波浪特性と関係して、その初期では沿岸流が卓越し、やがて強い沖向きの流れが発生する。その流速は波浪特性によるが50cm/s以上の強流を示す。この事実から波浪、風特性との関係で沖向き流れの発生の実態を見出すことができた。一方、FC-300型流速計による観測結果では、短期間の観測結果であるが、砕波帯内における乱れ特性を究明するのに役立つ観測ができることがわかった。1)砕波帯における流れの長期観測用超音波流速計の開発海上電機(株)製のRC-300およびFC-300型の超音波流速計を対象として開発研究を行った。RC-300型流速計による大潟海岸での砕波帯長期連続観測から、高波浪時には砕波に伴う気泡や漂砂の影響を受けて、超音波パルスが減衰してしばらく検出不能になり、それが記録にノイズを発生することが分かった。そこでノイズ処理回路を改良した結果、ノイズは完全に除去されてはいないが、極端な異常値の混入を防ぎ、ローパスフィルターを通して平均流を求める際に、見かけ上の異常な流れを出力する危険性はなくなった。また、FC-300型流速計にたいしては、砕波帯の乱れを計測するために、時間的な分解能を高くし、さらに1週間以上の連続観測に耐えることを実証した。2)砕波帯における流れの構造RC-300型による長期連続観測およびFC-300型による短期集中観測によって、大潟海岸における海浜流の膨大な資料を得た。その結果、(1)海浜流に潮流の影響はほとんど現れず、風および波浪に関係する流れが卓越し、その月毎の出現頻度表を作成した。それによると、流向は沖向きか沿岸方向が卓越し、岸向きの流れはほとんど存在しない。沖向きの強流は冬期には1ケ月のうちに5回程度出現する。

夏期の沖向きの流れは弱流で、その存続時間も短い。沿岸方向の流れは四季を通じて存在するが、顕著なものは新潟に向かう東流が卓越している。(2)冬期季節風時には、波浪特性に関係して、その初期では沿岸流が卓越し、やがて強い沖向きの流れが発生する。その流速は波浪特性によるが50cm/s以上に達する。この事実から波浪、風特性との関係で沖向きの流れの発生の実態を見いだすことが出来た。一方、FC-300型流速計による観測結果では、砕波帯における乱れ特性を究明するのに役立つ観測が出来ることが分かった。
水素吸蔵合金充填層における応力発現解析モデルの開発と合金タンク設計最適化への応用

水素吸蔵合金は水素を吸蔵することで高体積密度に水素を貯蔵可能だが、水素吸蔵に伴い体積が膨張するため、合金容器に応力が発現し、容器の変形・破損を招くことが知られている。本年度の研究では、この合金容器の変形・破損を設計段階で防ぐための手法を確立することを目的として、有限要素法ベースで合金容器に発現する応力を推算する手法を検討した。また、合金は一般に粉砕されて容器に充填され、さらに水素を吸放出することで微粉化し、充填層内で偏析が生じることが知られている。そのため、合金充填層の偏析状態を考慮して発現する応力を推算する手法を検討した。まず、合金充填層を連続体とみなした場合の巨視的な力学的特性に関して検討するため、充填層を圧縮する過程における圧力と充填層内の充填率の関係を、一軸圧縮試験によって測定した。試料には所定の回数水素を吸放出させたものを用いた。充填層の圧縮にかかる圧力は、充填率がある閾値に達するまではほぼゼロであり、充填率がその閾値を超えた後は充填率の増加に伴い増加した。この実験結果から、充填率の増加に伴い、充填層を連続な物体と仮定した場合の、みかけのヤング率は増大すると考えられる。次に、有限要素法を用いて上記の圧縮試験を模擬した応力解析を実施し、充填層のひずみに対する上面の圧力の変化を算出した.実験結果より、圧縮過程における充填層のヤング率は充填率の変化に対して指数関数的に増加し、除荷過程におけるヤング率は一定の値を示すと仮定した。このヤング率の取り扱いによって得られた圧縮試験を模擬した解析の結果は、実験結果と良好に一致した。さらに、水素吸蔵時に合金容器に発現する応力を同様の手法で推算したところ、比較的精度よく発現する応力を推算することができた。以上より、水素吸蔵合金容器に発現する応力を、簡易な圧縮試験の結果を基に精度よく推算可能な手法を開発することができた。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本年度は水素吸蔵合金充填層内における粒子充填構造の定量評価を目的とした画像処理プログラムの作成を実施した.作成したプログラムは三次元像の二値化・収縮による前処理およびWatershed法による分割を行うものである.既に取得済みの合金充填層の三次元像を対象に開発したプログラムを用いて粒径分布を抽出したところ、水素を吸蔵する前の充填層から得られた粒径分布に対して吸蔵した後の充填層から得られた分布は全体として粒径の小さな側にシフトしており、水素の吸蔵が充填構造の変化に及ぼす影響の定量的な評価が可能となった.また,充填層全域における充填構造の変化に対する三次元像の撮像実験に取り組んだ. Mm-Ni系合金のほか,今後普及が期待されるTi-Fe系合金を選定した. X線CTにより,いずれの合金種を対象にした場合でも,充填構造の変化を鮮明に捉えることができた. Mm-Ni系合金の充填層では,水素を一度吸蔵したことで充填構造が著しく変化した.水素吸蔵前の充填層は粗大な粒子が一様に充填された構造であった.一方吸蔵後の充填層について,底付近では吸蔵前にみられた粗大な粒子と同程度の大きさの粒子がみられたほか,その間に存在する隙間を埋めるように細かい粒子が存在していた.さらに,吸蔵後の充填層の上部では,その細かい粒子と同程度の大きさの粒子で充填層が構成されていた. Ti-Fe系合金の充填層では, km-Ni系と比較して水素を一度吸蔵した後においても粒子の大きさはほとんど変化しなかった.水素吸蔵前の充填層と比較して,吸蔵した後の充填層においては粒子間の間隙がより狭くなった.水素吸蔵後において,充填層を構成する粒子の内部には細かいひびが生じていた.本実験で得られた結果は充填層内における充填構造の偏りを把握するうえで重要な知見であり,偏析の過程に対するモデルの構築において大いに参考となる結果を得ている.水素吸蔵合金は水素を吸蔵することで高体積密度に水素を貯蔵可能だが、水素吸蔵に伴い体積が膨張するため、合金容器に応力が発現し、容器の変形・破損を招くことが知られている。