hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
星間塵表面へのアミンの吸着に伴う窒素・炭素同位体分別メカニズムの解明

本研究の目的は、星間分子雲に存在し、アミノ酸の前駆体としても知られるメチルアミンを含むアミンに着目し、アミンが星間塵表面に吸着する際に、その窒素および炭素についてどのような同位体分別が生じるのかを明らかにすることである。星間塵表面は分子進化のための主要な反応場であり、星間塵表面への分子の吸着は表面化学反応における重要なファーストステップである。また、アミンにはその側鎖や構造の違いにより、多様な種類が存在するため、これらの相違と窒素・炭素同位体分別との間の関連について系統的なメカニズムの解明を目指す。当該年度では、アミンの吸着実験に向け、まず最も単純な構造をもつメチルアミンやジメチルアミンを含む数種のアミン試薬を購入し、これらの試薬の窒素および炭素安定同位体比の値決め測定を行った。また、これらのアミン試薬を吸着剤に吸着させた試料を作成し、元素分析-同位体比質量分析計(EA-IRMS)を用いて、吸着したアミンの窒素及び炭素安定同位体比を同時に測定出来る手法を確立した。さらに、値決めを行ったアミン試薬とケイ酸塩鉱物を用いて予察的な吸着実験を行い、各種アミンがケイ酸塩鉱物に十分に吸着していること、そしてその窒素・炭素安定同位体比の測定が可能であることを確認し、最適な実験条件を見出した。本年度で一旦、研究計画を終了することになったが、本年度に得られた成果をもとに、今後も研究目標の達成に向け試みを継続する予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
卵巣明細胞癌の新規バイオマーカーLefty遺伝子の同定、機能解析、そして臨床応用

OCCCaにおけるLEFTY発現とアポトーシスの関連性CDDP処理をしない場合においても、mockと比較してOV-shL1細胞ではアポトーシス細胞数は多かった。これと同時に、G1期の分画も増えているが、CDDP処理に反応するアポトーシス細胞数は、OV-shL1のほうが明らかに低下した。XIAP、pSmad2、bcl2の発現上昇も見られた。対照的に、細胞の生存能力はmockとTOV-L1の間に差は認められなかった。これらの関係は、TUNEL法においても観察された。LEFTYによるSmad2依存XIAP発現の転写阻害TGF-β1処理をしたIshikawa細胞は、mRNA、タンパク質レベルともにXIAP発現の上昇とともに、pSmad2とLEFTY発現も上昇した。TOVおよびESにおいて、XIAPのプロモーター活性はSmad2導入により上昇したが、この効果はLEFTY1導入を同時に行うことにより、無効化されて、内因性のXIAP mRNA発現も低下していると考えられた。OCCCa組織において、免疫染色で細胞質にXIAP陽性の細胞は腫瘍内に不均一に存在し、pSmad2陽性細胞とは局在が一致し、LEFTYとは一致しなかった。この結果は、OCCCaにおいて、XIAPとpSmad2が正の相関関係にあり、LEFTYとは相関しないことを示している。申請者は、卵巣癌臨床検体のホルマリン固定パラフィン切片から抽出したタンパク質で、ショットガンプロテオミクス法による網羅的解析を行い、Left right determinant factor(Lefty)が卵巣明細胞癌のバイオマーカーになりうる可能性を見出した。次に、卵巣癌におけるLefty発現を検索した結果、臨床検体で、1卵巣明細胞癌でLefty遺伝子はmRNA・タンパク質レベルで特異的に高発現し、2アポトーシスと正の相関、細胞増殖能と負の相関を示した。一方、卵巣明細胞癌の培養細胞で、3TGF-beta刺激より活性型のリン酸型(p)Smad2とLeftyの発現増加と、4Lefty過剰発現による細胞増殖抑制と抗癌剤によるアポトーシス誘導促進を認めた。更に、5卵巣明細胞癌細胞の間葉系幹細胞培養液(STK)での培養により、pSmad2とLeftyの発現増加とともに明瞭な上皮間葉転換(EMT)が誘導された。加えて、この現象は外因性Lefty遺伝子の導入により抑制され、内因性Lefty遺伝子のノックダウンにより増強した。これらの結果と、癌細胞は自身や周囲間質細胞が産生するTGF-betaによるEMT/癌幹細胞化誘導を介して浸潤・転移能を獲得する事実を勘案して、申請者は「Leftyは、1TGF-β/Smad系と密なクロストークを示し、卵巣明細胞癌の低細胞増殖能および抗癌剤耐性に中心的役割を演じる。2TGF-β/Smad依存性EMT/癌幹細胞化の制御因子として卵巣明細胞癌の腫瘍進展・転移を規定する。3Leftyを中心としたシグナルネットワークの解明は、卵巣明細胞癌の新たな生物学的特性の提唱と本シグナル阻害剤による新規分子標的治療法開発への応用に展開できると考えている。平成28年度はLefty遺伝子の機能解析を中心に行い、卵巣明細胞癌でのLefty遺伝子の果たす役割を分子レベルで解明することができた。卵巣明細胞癌の新規バイオマーカーとしてLefty遺伝子をショットガンプロテオミックス法による網羅的解析で見出した。平成28度から引き続き平成29年度も、卵巣明細胞癌でのLefty遺伝子の機能解析を行った。内因性Lefty発現の低いTOV-21G細胞で、外因的にLefty遺伝子を導入して恒常的に過剰発現する細胞株を作製した。一方、内因性Leftyが過剰発現するOVISE細胞ではLefty遺伝子に対するshRNAを遺伝子導入してknockdown系を作製した。これらの細胞株で、抗癌剤であるシスプラチン等に対する反応性やその分子機構を検索した。一方、血清刺激による増殖能の変化に及ぼす影響も併せて検索した。その結果、Lefyt遺伝子は卵巣明細胞のアポトーシス誘導を促進し、細胞増殖を抑制することが明らかになった。その分子過程には、p53, XIAP, bax, bcl2が複雑なメカニズムで関与することが明らかになった。また、Leftyは、TGF-beta・Smad系とも密な関連性を示し、卵巣明細胞癌の細胞動態をコントロールしていることが明らかになった。実験が順調に進んでいる。

OCCCa組織において、免疫染色で細胞質にXIAP陽性の細胞は腫瘍内に不均一に存在し、pSmad2陽性細胞とは局在が一致し、LEFTYとは一致しなかった。この結果は、OCCCaにおいて、XIAPとpSmad2が正の相関関係にあり、LEFTYとは相関しないことを示している。平成28年度の結果をもとに、Lefty遺伝子を用いた卵巣明細胞癌の血清診断法の確立に着手する。具体的には血清エキソソーム(脂質二重層で構成され、内部にmRNA, rRNA, ncRNAなどの基質を有する多蛋白複合体で、しばしば細胞から放出される小胞)を用いるという斬新なアイディアを立案し、超遠心法で得られた血清中のエキソソームを対象に、血清中Lefty mRNAを検出する予備実験に着手し、子宮内膜症性嚢胞患者の卵巣明細胞癌発症リスクを予知するシステムの構築にチャレンジする。Lefty遺伝子の臨床応用として、エクソームを利用した血清中のLefty遺伝子検出法の開発に着手する。実験が比較的スムーズに進み、当初予定していた予算を下回る消耗品の使用であったため。比較的実験が順調に進んだため。最終年度のため、予定したすべて実験を実施する。血清エクソソームの検出に関して、大幅な費用増加が想定される。
高校普通教科「情報」における学習活動の評価観点・基準の整理と体系化

本研究では,高等学校普通教科「情報」(以下,普通教科「情報」)における生徒の学習活動に対する評価観点および評価基準の整理と体系化を行った.特に,情報教育の3つの目標の内,「情報活用の実践力」に着目し,その評価法に関する研究を遂行した.「情報活用の実践力」は,「自ら学び,自ら考える力を育成すること」と密接に関連している.そこで,具体的にこれらの能力を評価する手法として,大学入試センター試験による評価の考察やそれに基づく模擬問題の作成,ポルトフォリオ評価の考察,および第三者評価機構のあり方の提案を行った.更に,前述の具体的な内容をふまえた評価問題のデータベースを開発した.また,イギリス等へ調査に行き,GCSE(General Certificate of Secondary Education)をはじめ,海外での情報教育の評価観点および基準の動向を調べ,考察を加えた.本研究で述べる「情報」とは,IT機器によって処理されるデジタル情報のみならず,問題解決に関連する本質的な知識を重視するものである.学習者自身が問題を発見し,構成し,目的に応じて情報を活用(深い理解のために内容を洞察した処理の工夫)するプロセスを重視する必要がある.それゆえ,学習の成果を単なる知識量の増減のみで定量的に測定することは適切ではない.そのため,本研究では,評価法を「ペーパーワーク」(例;大学入試センター試験)と「コースワーク」(例:ポルトフォリオ評価)に分類し,各々の特徴ならびに評価手法を整理して,的確な評価基準を提案した.このような評価手法の整理により,学習活動に対する評価観点の体系化を行うことができた.、具体的には下記の項目について研究を行い,成果を得た.・情報教育の指導と評価観点の整理と体系化・評価方法と評価組織の考察・評価問題データベースの開発本研究では,高等学校普通教科「情報」(以下,普通教科「情報」)における生徒の学習活動に対する評価観点および評価基準の整理と体系化を行った.特に,情報教育の3つの目標の内,「情報活用の実践力」に着目し,その評価法に関する研究を遂行した.「情報活用の実践力」は,「自ら学び,自ら考える力を育成すること」と密接に関連している.そこで,具体的にこれらの能力を評価する手法として,大学入試センター試験による評価の考察やそれに基づく模擬問題の作成,ポルトフォリオ評価の考察,および第三者評価機構のあり方の提案を行った.更に,前述の具体的な内容をふまえた評価問題のデータベースを開発した.また,イギリス等へ調査に行き,GCSE(General Certificate of Secondary Education)をはじめ,海外での情報教育の評価観点および基準の動向を調べ,考察を加えた.本研究で述べる「情報」とは,IT機器によって処理されるデジタル情報のみならず,問題解決に関連する本質的な知識を重視するものである.学習者自身が問題を発見し,構成し,目的に応じて情報を活用(深い理解のために内容を洞察した処理の工夫)するプロセスを重視する必要がある.それゆえ,学習の成果を単なる知識量の増減のみで定量的に測定することは適切ではない.そのため,本研究では,評価法を「ペーパーワーク」(例;大学入試センター試験)と「コースワーク」(例:ポルトフォリオ評価)に分類し,各々の特徴ならびに評価手法を整理して,的確な評価基準を提案した.このような評価手法の整理により,学習活動に対する評価観点の体系化を行うことができた.、具体的には下記の項目について研究を行い,成果を得た.・情報教育の指導と評価観点の整理と体系化・評価方法と評価組織の考察・評価問題データベースの開発
東南アジア人および縄文人の起源に関する形質人類学的研究

本研究の目的は、東南アジアの人々と縄文人の起源と成り立ちを、古人骨の歯と頭骨の形態学的研究により明らかにするものである。この問題では、新石器時代以降の中国からの北方アジア系集団の拡散により、先住のオーストラロ・メラネシア系集団と混血し、現代東南アジア人に至ったとする「混血モデル」と、東南アジアにはもとよりいわゆる古アジア系集団が居住しており、現代に至るまで遺伝的に連続しているという「地域進化モデル」が提唱されている。これらの二大仮説のどちらが正しいのかを、形質人類学の立場から検証するための鍵となるのが、一つには歯の形態の解釈である。もう一つの重要なアプローチは、新石器時代以前の古人骨の形態分析であり、その頭骨などの形態がオーストラロ・メラネシア系集団の特徴を持つか否かが鍵となる。本研究による歯の形態学的データの解析からは、混血モデルを強力に支持する結果が得られた。Sundadontと称すべき歯列をもつ集団は、後期旧石器時代のスンダランドに起源をもつオーストラロ・メラネシア系集団と中石器時代の東南アジア先住民に限られ、現代東南アジア人の歯の形態は、後に移住してきたSinodont型歯列をもつ北方アジア人との混血により生じた両者の中間型歯列にすぎないという見方がなされた。現代東南アジア人と類似する歯の形態をもつ縄文人の成り立ちも、同様の解釈がなされた。一方、頭骨形態の分析からも、東南アジアでの新石器時代以前のマレーシアのグアグヌン遺跡、タイのモキュウ人遺跡やベトナムのボアビン文化期の遺跡などから出土している人骨は、オーストラロ・メラネシア系集団と強い類縁関係が示唆された。また新石器時代の東南アジア人や縄文人の頭骨は、これらのオーストラロ・メラネシア系集団と北方アジア系集団の中間的特徴をもっており、両者の混血の初期段階の集団と位置づけられた。歯の形態については、東南アジア人には北方アジア人の要素がやや強いグループ、オーストラリア先住民やメラネシア人に近いグループ、両者の中間的特徴をもつグループが存在することが明らかになった。この結果はTurnerが東南アジア人を一つにひっくるめて、Sundadont型歯列というレッテルを貼っている単純な見方とは異なるものである。北方アジア人の要素が比較的強い集団は、インドシナ半島を中心とする東南アジアの大陸部に見受けられ、オーストラロ・メラネシア系集団と類似する歯をもつグループのほとんどは、新石器時代以前のホアビニアン文化を担った集団であった。このことから東南アジアには初期の段階には、オーストラリア先住民やメラネシア人と共通の祖先から分かれた集団が居住していたことが一層明白になった。従ってTurnerの主張する連続説は支持できず、混血説が有力となった。また、本来のSundadontと称すべき歯列をもつ集団は、後期旧石器時代のスンダランドに起源をもつオーストラロ・メラネシア系集団と現オーストラリア先住民などに限られ、現代東南アジア人と縄文人の歯の形態は、後に移住してきたsinodont型歯列をもつ北方アジア人と、本来のSundadont型歯列をもつ新石器時代以前のスンダランド起源の東南アジア人との混血により生じた両者の中間型歯列にすぎないという見方が妥当となった。後期更新世の人骨化石の研究としては、タイ南部のMoh Khiew洞窟から出土した約25000年前の人骨について、頭骨と歯の計測値の統計学的分析をおこなった。その結果、オーストラリアの後期旧石器時代のCoobool Creek遺跡出土の人骨と酷似することが明らかになった。研究目的に記した「混血説」の土台となる「先史東南アジア人がオーストロメラネシア系集団であった」とする仮説を支持する新たな重要な証拠が得られたことになる。

本年度はハワイ大学に出張し、Pietrusewsky教授のもとに保管されているタイのバンチェン遺跡から出土した新石器時代末から初期鉄器時代の人骨約50体の頭骨および歯の形態学的データを採取した。また同じくハワイ大学に保管されているカンボジアのアンコールボレ遺跡の青銅器時代人骨の所見も得ることができた。バンチェン遺跡の資料を含めた歯の計測・非計測的形質の統計学的分析の結果、同じくタイのバンカオ遺跡の新石器時代人とともに、計測的形質は現代および新石器時代の華南の中国人と共通しており、日本の縄文人とは異なっていた。一方、非計測的形質ではいわゆるシノドント型集団とスンダドント型集団の中間的特徴をもち、縄文人とも共通していた。東アジアおよび東南アジア全体を見渡した先史時代と現代の集団関係から解釈すると、いわゆるスンダドント型歯列を純粋に保持している集団は、計測的特徴を兼ね併せてみると、アンダマン諸島人、メラネシア人、オーストラリア先住民、ホアビン文化期および新石器時代初頭のインドシナ半島の先住民のみが該当し、東南アジアの新石器時代後半は、中国南部からのシノドント型集団の拡散の遺伝的影響を受け始める転換期となる時代であると解釈できた。その影響は計測的形質に大きく現れ、先のタイのバンチェン遺跡やバンカオ遺跡に著実であった。非計測的形質にも、これらの集団がシノドントとスンダドント型歯列の中間形態をもつことで北方からの遺伝的影響が示唆された。青銅器から鉄器時代では中国南部からの集団の移住は一層明白になり、ベトナムのドンソン文化の人骨資料や、東南アジアの島嶼部にもその傾向が認められた。日本人の起源については、先住民と渡来人の混血から成ったとする二重構造論が支持されているが、この現象は日本に限らず、広く東南アジア全体にも当てはまることが明らかであり、Bellwoodらが主張する中国南部からの拡散混血説を強く支持する結果が得られた。本年度は米国ネバダ大学ラスベガス校を訪問し、1960年代に米国調団によって発掘されたタイのノンノクタ遺跡およびマレーシアのニア洞穴の新石器時代末から初期鉄器時代の人骨約200体の頭骨および歯の形態学的データを採取した。前年度にハワイ大学で調査したタイのバンチェン遺跡の資料を含めた歯の計測・非計測的形質の統計学的分析の結果、ノンノクタ遺跡の集団はバンチェンと同様に計測的形質は現代および新石器時代の華南の中国人と共通しており、日本の縄文人とは異なっていた。その影響は計測的形質に大きく現れ、タイの新石器時代人に著実であった。
戦間期ハンガリー「人種福祉国家」の社会史

戦間期ハンガリーの「生産的社会政策」を地域社会、道徳規範、人種排除という観点から検討するとともに、この社会政策による支援可否の選別基準を明らかにした。その結果、この政策が地域社会におけるパターナリスティクな権力関係を維持する機能を果たしたこと、同時にこの政策を通じて地域社会が国家による道徳規範の教化と人種的排除を支えていたこと、この相補性は被支援家族の「生産性」や返済能力によって導かれる、支援に値する/しないという選別基準によって可能になっていた、あるいは強化されていたことが明らかになった。本年度の成果は、1)本研究課題のヨーロッパ自由主義史研究における意義をより具体的に明確化するとともに、その検討の成果を発表したこと、2)昨年度の史料状況調査の成果を踏まえ文書館史料を収集したことの2点であり、具体的にはそれぞれ以下のとおりである。1.戦間期ハンガリーの社会政策と人種主義の関係を検討することによって、東中欧における自由主義と権威主義の関係がなぜ、どのように明らかになるのかという点を明らかにした。ここでは、東中欧史における「特有の道」論克服を目的とした東中欧自由主義史研究の持つ問題点と、その問題点を克服するという点における「人種福祉国家」という視点の有用性を明らかにした(この成果は[図書]「自由の限界、福祉の境界」において発表)。そのうえで、本研究課題が対象とする「全国民衆家族基金」の施策をこの主題に即して位置付けるための検討を行った。ここでは、ハンガリー史における社会的自由主義の発展の証左とも評価される「全国民衆家族基金」の人種政策としての側面が、ある種の「市民社会」的な基盤に支えられていたことの問題性を指摘した(この成果は[図書]「東欧近現代史から見た「市民社会」」において発表)。2.昨年度の成果を踏まえ、同基金の政策実施組織である「社会監督局」に関して国立および地方文書館の史料収集を行い、社会史的検討の準備を行った。当初想定していたバラニャ県およびヘヴェシュ県文書館史料群から変更し、国立文書館およびペシュト県文書館における「社会監督局」関連史料群の閲覧・収集を行った。あわせて、ジェール=モション=ショプロン県ショプロン市文書館所蔵史料群についても一定程度の収集を行うことができた。本年度の研究では、ヨーロッパ近現代の自由主義に関する諸問題における本研究の意義を明確化するとともに先行研究の再整理を行うこと、刊行同時代史料などから対象とする政策・組織の概要を把握すること、非刊行一次史料の調査を開始して史料状況を確認すること、の3点を行い、成果はそれぞれ以下のとおりである。1、本研究は社会政策と人種主義という観点から東中欧の自由主義(と反自由主義)を検討するものであり、まず東中欧の自由主義に関する論点に対しこの観点がどのように有益であるかを明確化しなくてはならない。そのため第一に東欧の自由主義的発展に関する研究史とそこにおける社会政策史の位置付けに関して整理し、この主題の意義と現在の研究課題を明確化した。ここでは、東欧では自由主義的発展の指標として社会政策が注目される一方で、これを反自由主義的な人種主義の問題と併せて論じなくてはならないという課題が明らかになった。また第二に戦間期ハンガリーの国民化政策における自由主義と反自由主義に関する検討も行った。後者に関しては研究会における発表を行ったが、前者に関する論考の刊行は2013年度前半になる見込みである。2、本研究は上記の主題に取り組むにあたって、戦間期ハンガリーの「全国民衆家族保護基金」の活動を対象としている。本年度はこれを具体的に扱った先行研究および同基金の運営母体による出版物等を収集・検討し、留意すべき関連テーマ群(家族・女性教育など)と具体的に解明すべき政策実施組織(「社会監督局」:訳語は仮)に関して、次年度における研究を進めるための基礎的な知見を得た。3、本研究の分析に使用する史料は主に、地方文書館の上記基金関連文書群であると予想されていたため、その史料状況を確認するための調査を行い、史料収集が困難または不可能な地域を特定したほか、史料の所蔵・分類について一定の基本的情報を得た。本研究は全体として、戦間期ハンガリーの社会政策を代表する「全国民衆家族保護基金」の在地組織の活動を分析し、社会政策と人種主義政策の結節点ともなった「健康で健全な家族」による国民の再生産という論理が、いかに国家と社会の協働の中で機能したかということを明らかにするものであった。社会政策と人種主義の同根性そのものについては、国家の政策全体のレベルで明らかにされているため、本研究の焦点はこの政策を現場で支えた在地社会の役割を明らかにすることに集中した。この中で本年度は、平成24年度および25年度から継続してヨーロッパ自由主義史関連資料・ヨーロッパ戦間期史関連資料等の収集や、平成26年度までに収集した現地文書館史料の整理を行った。

また「全国民衆家族保護基金」に関する一部の刊行史料の調査・収集を追加する必要が明らかになったため、本研究における最終的な現地調査を行い、この調査によって得られた資料を含む史資料を分析することによって、成果をまとめるに至った。この調査・分析は、具体的には「全国民衆家族保護基金」による施策の目的と全体像の整理、同基金に先立って、またはこれとともに貧困家族支援の活動を行った社会団体と同基金を通じた国家レベルの政策の関係の分析、貧困家族を支援する担い手の国家および在地社会それぞれにおける位置付けの整理を目的として行った。これによって本研究は、戦間期ハンガリーの社会政策において国家と社会が共有していた価値は「生産的」な家族の促進であったこと、国家はそれを担うための新たな「専門家」の創出と管理を目指したこと、しかし実際にはむしろ在地社会の規範が優位に機能することによってこれが実現していたことを明らかにした。以上の成果は本年度末に論考の形でまとめ、公開した。西洋近現代史平成25年度の研究実施計画に記載した事項のうち、本研究の成果を西洋近現代史全体に位置付けることについては当初計画通りに実施し、成果の発表を行った。その中では、刊行史料収集の成果に基づき、在地社会と社会政策システムの関係に関する具体的な考察を一部盛り込んでいる。また、文書館史料調査については、平成24年度計画と前後したが、平成25年度末時点で、主要な刊行史料・国立文書館史料・地方(ヘヴェシュ県、ペシュト県、ショプロン市)文書館史料の収集をある程度すすめることができ、収集史料の整理にも着手した。研究実施計画に記載した3点について、ほぼ実施できたため、「おおむね順調」と判断した。ただし、エゲル市のヘヴェシュ県文書館、ペーチ市のバラニャ県文書館について、重点を置くべき事例と想定していたが、両館とも当該史料群の収集が困難であることが明らかになったため、ブダペシュト市のブダペシュト市およびペシュト県文書館ほか数か所を中心に一次史料の探索対象を変更・限定し直す必要も出てきている。この点は次年度に持ち越される課題であり、本年度の反省点である。平成26年度は本研究の最終年度にあたり、平成25年度に着手した調査・分析・考察を継続するとともに、この成果をまとめる。このため以下の3点が研究計画となる。1.平成25年度に引き続き、これまでに収集した史料の整理を行う。(47月)2.これら史料に基づき、在地社会と社会政策システムの関係について、具体的事例を題材とした分析を行うとともに、その過程で必要性が明らかになった史料の補完のため最終的な現地調査を行う。(410月)3.上記分析に基づき、ヨーロッパ近現代史研究の大きな課題に位置付けつつ、戦間期ハンガリー「人種福祉国家」の特質を明らかにし、本研究の成果として発表する。(103月)平成25年度以降はほぼ当初予定通り本研究における具体的事例にかかわる史料の調査・収集・分析をすすめることにより、「全国民衆家族保護基金」等の活動実態を具体的事例として、戦間期ハンガリーの在地社会における社会政策を東中欧社会の自由主義という論点に結び付けて検討する。また平成26年度はこれに加えて研究成果の発表準備を行う。
通し回遊現象の起源と進化

降河回遊性のウナギ属魚類と両側回遊性のボウズハゼ(Sicyopterus japonicus)について、フィールドワークを通じた生活史および生態に関する研究を行った。その結果、ボウズハゼの生活史は熱帯のボウズハゼ亜科魚類の生活史と異なり、完全に四季に対応した生活史を持つことが明らかになった。また、ボウズハゼ亜科魚類はヨシノボリ属魚類やアユと同様の両側回遊魚であるが、両者の仔魚期の海洋生活様式には本質的に大きな違いがあった。すなわち、ボウズハゼ亜科魚類は海洋生活期に大規模に分散して,全く母川回帰はないが、ヨシノボリ属魚類やアユは、海域での分散は少なく、結果として母川に回帰する傾向があるものと考えられた。ボウズハゼ亜科魚類の海洋生活期の大規模分散はウナギ属魚類と類似しており、さらに、この特性はボウズハゼ亜科魚類が熱帯島嶼域に広い分布域を持つに至った理由の一つと考えられた。陸水調査は沖縄県(6月)および和歌山県(4月から8月)の国内調査のみ行った。沖縄本島ではルリボウズハゼ(Sicyopterus lagocephalus)の採集を行い、計20個体の標本(稚魚5個体と親魚15個体)を得た。現在、レユニオン(N=45)、沖縄(N=30)、グアム(N=19)、フィジー(N=50)そしてタヒチ(N=1)の標本を材料とし、形態形質(プロポーション・計数形質)および分子遺伝学的形質(調節領域)を用いて、沖縄およびグアムを含む西部北太平洋における集団構造の有無を検討中である。2006年4月から8月に和歌山県太田川の河口で定置網を設置し、ボウズハゼ仔魚の河川への加入調査を行った。その結果、仔魚は4月18日から8月26日まで採集され、加入のピークは4月下旬から5月中旬であった。この調査から本種の仔魚は、上げ潮に乗って河川へ加入することが明らかとなった。またボウズハゼの海洋生活期間を推定するために、2005年4月30日に太田川で採集した仔魚30個体の耳石を用いて日齢査定を行った。その結果、これらの仔魚の海洋生活期間は173日から253日であり、そして孵化日は8月21日から11月9日と推定した。加入仔魚から逆算した孵化日と太田川における産卵期(7月下旬から8月中旬)が一致しないのは、太田川での産卵期よりも長い産卵期を持つ他の河川から孵化した個体が太田川に加入していることを示唆する。この考察は、本種の集団構造がメタポピュレーションを形成し、それは仔魚の海洋生活期の分散から生じるとの既報の考察を支持する。これらの結果については現在、論文作成中である。ウナギ属魚類の形態観察では、オーストラリア東海岸に生息するAnguilla australisとニューカレドニア・ニュージーランドに生息しているA.australis schmidtiiの模式標本を含む125個体を用いて、24の外部形態と脊椎骨数の変異を調べた結果、両亜種の17形質間に統計学的有意な差異が認められた。この結果は既に論文として報告した。2007年3月17日から9月20日まで、和歌山県太田川の河口において定置網を設置し、ボウズハゼ仔魚の河川への加入調査を行った結果、2007年の加入期間は4月13日から8月11日までの約4ケ月間であった。この結果と2006年の結果を比較すると、加入時期は同じであるものの、仔魚の採集個体数は2006年に12,766個体、そして2007年に372個体と大きな変動があった。また、本種の河川分布を明らかにするため、目視による四季毎の分布調査を行った。定点は、St.1(河口から0.9km上流)、St.2(3.1 km)、St.3(12.0 km)そしてSt.4(19.5 km)の4点とし、2007年の4月、8月、10月そして2月の計4回の調査を行った。それぞれの定点に、2×2mのコドラートを4つ設置した後、潜水観察により個体数を計数し、単位平方メートルあたりの個体数を算出した。

St.1には仔稚魚が4月にのみ出現し(0.3-8-0,平均2.0個体/m^3)、St.2とSt.3には4月から10月に0-8.5(平均3.2)個体/m^3が出現した。2月にはどの定点においてもボウズハゼが確認できなかった。以上の結果から、本種の河川分布は主に中流域であることがわかった。これらの結果については現在、論文作成中である。ウナギ属魚類の中で最も分布域が広範囲なオオウナギ(Anuilla marmorata)の脊椎骨数を用いて集団構造を検計した結果、5つの地域的な集団(インド洋・北太平洋・ミクロネシア・南太平洋・タヒチ)を推定することができた。また、ウナギ属魚類の亜種間の形態および分子形質を、種間とA. marmorataの集団間の形態および分子形質と比較した結果、亜種間の差異は、種間の最も小さい差異より小さく、そして集団間の最も大きい差異以上であった。ウナギ属魚類に関するこれら二つの結果は既に論文として報告した。両側回遊性のボウズハゼ亜科魚類の起源と回遊行動の進化過程を明らかにするため、ボウズハゼ(Sicyopterus japonicus)の河川における生態調査を行った。和歌山県太田川において3年間に亘り、毎月1回調査したところ、本種の生活史は熱帯のボウズハゼ亜科魚類の生活史と異なり、完全に四季に対応した生活史を持つことが明らかになった。すなわち、河川水温、雌雄の肥満度、雌の生殖腺重量の経月変化の観察結果より、本種は春に活動を始め、夏に産卵、秋に栄養を蓄え、そして冬に越冬するという明瞭な季節性を示した。また本種の最高齢は6歳であり、加入して1年後から雌雄ともに繁殖に参加した。太田川のボウズハゼ仔魚の加入時期は4月から7月の4ヶ月間であり、昼の上げ潮時に遡上する。また、ボウズハゼ仔魚の流下時期は7月から9月の3ヶ月間で、夜間、一斉に流下する。仔魚の加入および流下時期についても本種は、熱帯のボウズハゼ亜科魚類と比べ、短いことが分かった。さらに、太田川に加入するボウズハゼ仔魚の日令査定を行い、その海洋生活期は熱帯のボウズハゼ亜科魚類に比べて24倍長いことを明らかにした。一方、高知沖でボウズハゼ仔魚が採集された例から、本種が黒潮を使って長距離分散している事実が示された。以上の結果を総合すると、ボウズハゼ亜科魚類はヨシノボリ属魚類やアユと同様の両側回遊魚であるが、両者の仔魚期の海洋生活様式には本質的に大きな違いがあるものと考えられた。すなわち、ボウズハゼ亜科魚類は海洋生活期に大規模に分散して、全く母川に回帰しないが、ヨシノボリ属魚類やアユは、海域での分散は少なく、結果として母川に回帰する傾向があるものと考えられた。海洋生活期の大規模分散は、ボウズハゼ亜科魚類が熱帯島嶼域に広い分布域を持つに至った理由の一つと推察する。
耳下腺細胞膜におけるCa^<2+>依存性nucleotidaseの生理的役割の解明

ウシ耳下腺細胞膜をパパインで可溶化後、陰イオン交換カラムやゲルろ過カラムなどを用いたHPLCにより分離精製したCa^<2+>依存性nucleotidase活性についてsulfhydryl基を持つ還元剤の影響を検討したところ、還元型glutathione(GSH)により最も強く阻害された。阻害効果の強さはGSH(20mM)に続き以下、cysteine,dithiothreitol,2ーmercaptoethanolの順であった。GSHにより阻害された活性は酸化剤の添加により回復した。しかしiodoacetamideでアルキル化した後、酸化剤を添加しても酵素活性の回復は認められなかったことから、本酵素蛋白質はその活性を維持するためにーSーSー結合が必要であることが示唆された。また、本酵素は広い基質特異性を持ち、XTPに関してATP>CTP>ITP>GTP>TTP>UTPの順でそれぞれのnucleotideを加水分解した。XDPに関してはADPのみが弱いながら加水分解された。XMPおよびpーnitrophenylphosphateは全く加水分解されなかった。一方、ウシ耳下腺から純度の高い細胞膜画分を調製しReschらの方法によりCon A Sepharase Columnを用い、rightsideーoutーvesicleとinsideーoutーvesicleを分離しそれぞれのfractionにおけるCa^<2+>依存性nucleotidase活性を測定したところ、大部分の活性がrightsideーoutーvesicle fractionに回収され、insideーoutーvesicle fractionに本酵素活性は認められなかった。このことから、このCa^<2+>依存性nucleotidaseはその活性部位が細胞膜の外側に向いているectoーenzymeであることが示唆された。また、Niggliらの方法により、精製酵素とasolectinを用いてproteoliposomeの作製を試みCa^<2+>輸送能を検討したところ、本酵素はCa^<2+>輸送に関与しないことが判明した。以上のことから、本酵素は細胞膜の外側に位置し、細胞膜上でのnucleotideの濃度を調節していると考えられ、その調節機構、生理的意義などについてさらに詳細な検討が必要である。
微生物燃料電池発電における熱流動に関する実験研究

前年度に行った酵母を用いる微生物燃料電池の実験装置製作ならびに予備的な発電実験の結果について検討を進めたところ,酵母の好気呼吸によって生じると考えられる起電力と実測値との不一致がみられた.この理由について検討するために,グルコースを基質とする場合の代謝について実験を行い,生成されるエタノールを分離することにより酸素溶存条件の液槽内で生ずる好気呼吸と嫌気呼吸との割合を調査した。投入したグルコース量と生成するエタノールの量から,嫌気呼吸の割合が6割程度であることが分かった.そこで,好気呼吸とメディエータの組み合わせではなく,アルコール発酵を生かした発電方式とする方が望ましいと考え,酵母によるエタノール生成と直接エタノール燃料電池との組み合わせによる電力抽出の可能性についての検討へと課題をシフトすることとした.直接エタノール燃料電池については世界的にみても研究段階に留まっていることから,本研究では,直接メタノール燃料電池を代替として利用した.3.0[w%]のエタノール水溶液による予備発電実験を実施し,発電が可能であることを確認した上で,酵母による発酵液(エタノール濃度5.3[w%])を直接供給して発電実験を行ったところ,液温30[oC]において最大で0.25[mW/cm2]程度の出力が得られることが分かった.また,恒温槽を用いて温度の影響を調べたところ,温度が高いと出力が大きくなる傾向があることが確認できた,さらに,燃料電池としての性能を支配する要因を明らかにすべくサイクリックボルタンメトリーによる電気化学計測を行ったが,電池反応のメカニズムの詳細を明らかにしうるような顕著な特性を見出すことはできなかった.本年度は学会等での発表を行えるような成果を得ることができなかったが,本研究の実施を通じて多くの研究課題を抽出できることができたので,今後の研究へ生かしたい.平成18年度の研究内容は,入手しやすく取り扱いが容易なパン酵母(Saccharomyces cerevisiae)を利用する燃料電池の試作と計測器を含む試験装置の構築,および試作した燃料電池の基本的な発電特性を明らかにすることを目的とした電流-電圧特性の計測である.試作した燃料電池は,二つの液槽を高分子膜を介して接続した構造としている.液槽は容積を195mLとし,一つの側壁に30mm×30mm断面で長さ25mmの正方形ダクトを設け,これにフランジを取り付けている.高分子膜は40mm×40mmの寸法とし,液漏れ防止のために厚さ0.3mmのシリコンゴムを挟み両液槽のフランジをボルトで締めている.高分子膜にはNafion 112(厚さ0.051mm)を採用している.アノード液槽には,グルコースを含む溶液に酵母を混ぜ込んだ懸濁液を,カソード液槽にはヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム溶液をそれぞれ入れている.溶液はアノード側,カソード側ともに大気に解放されている.電極には厚さ280mmのカーボンペーパーを30mm×30mmの正方形に切り取り,φ0.5mmの白金線を取り付けて溶液に浸して使用している.負荷には汎用の可変抵抗器を使用している.実験を行った結果,以下の知見を得ることができた.(1)酵母を用いた微生物燃料電池では,0.50.6V程度の開回路電圧が得られることが分かった.この値は,細菌を用いた既往の報告例に見られる電圧と概ね一致している.また,液温を酵母の生育に適した33.5°Cとした場合に0.35W/m^2程度の出力密度が得られた.(2)溶液温度,初期酵母投入量,初期グルコース濃度は発電特性に影響を及ぼすことが分かった.本年度は,試験装置の構築と予備的実験に留まり,成果発表も1件のみとなった.前年度に行った酵母を用いる微生物燃料電池の実験装置製作ならびに予備的な発電実験の結果について検討を進めたところ,酵母の好気呼吸によって生じると考えられる起電力と実測値との不一致がみられた.この理由について検討するために,グルコースを基質とする場合の代謝について実験を行い,生成されるエタノールを分離することにより酸素溶存条件の液槽内で生ずる好気呼吸と嫌気呼吸との割合を調査した。投入したグルコース量と生成するエタノールの量から,嫌気呼吸の割合が6割程度であることが分かった.そこで,好気呼吸とメディエータの組み合わせではなく,アルコール発酵を生かした発電方式とする方が望ましいと考え,酵母によるエタノール生成と直接エタノール燃料電池との組み合わせによる電力抽出の可能性についての検討へと課題をシフトすることとした.直接エタノール燃料電池については世界的にみても研究段階に留まっていることから,本研究では,直接メタノール燃料電池を代替として利用した.3.0[w%]のエタノール水溶液による予備発電実験を実施し,発電が可能であることを確認した上で,酵母による発酵液(エタノール濃度5.3[w%])を直接供給して発電実験を行ったところ,液温30[oC]において最大で0.25[mW/cm2]程度の出力が得られることが分かった.また,恒温槽を用いて温度の影響を調べたところ,温度が高いと出力が大きくなる傾向があることが確認できた,さらに,燃料電池としての性能を支配する要因を明らかにすべくサイクリックボルタンメトリーによる電気化学計測を行ったが,電池反応のメカニズムの詳細を明らかにしうるような顕著な特性を見出すことはできなかった.本年度は学会等での発表を行えるような成果を得ることができなかったが,本研究の実施を通じて多くの研究課題を抽出できることができたので,今後の研究へ生かしたい.
更年期の生活の質(Quality of Life,QOL)と栄養欠陥状態に関する研究

更年期の生活の質(Quality of Life)に及ぼす"栄養欠陥状態"の影響を明らかにした。本研究の第一段階として、更年期のQOL評価の方法を開発し、その妥当性と信頼性を検討した(平成5-6年度)。第2段階では、更年期のQOLに及ぼす"栄養欠陥状態"の影響を横断的研究ならびに介入研究によって検討した(平成7年度)。更年期女性222名,男性212名を対象にして栄養状態(身体計測、血液生化学的検査)、QOL(平成6年度開発した調査方法による)に関する横断的調査を実施し、QOLの変化に栄養状態がどのような変化をもたらすかを分析をした結果、QPL得点の低い者のは,やせ型で,全身持久力などの体力も低下し,ビタミンB6、ビタミンC,-カロチンなどが潜在的欠乏状態に陥っていた.また,一方では,肥満傾向にあるものも観察され、血清総コレステロール値、中性脂肪などが潜在的に過剰状態を示している人達が観察された。さらに、更年期女性43名を対象にして、介入研究として栄養教育を一定のプロトコールに基づいて実施したところ、栄養状態の改善に伴ってQOLは改善することから、栄養状態の改善はQOLの向上に有効であることが明らかになった。更年期のQOL評価法の妥当性、信頼性の検討1)QOL評価法の妥当性の検討は、日本女子大学卒業生の父母各500人を対象に行った。回収率は女性(40-62歳、262人)53.6%、男性(42-67歳、240人)48.0%であった。調査項目には、無解答者の存在する項目はなかった。そこで、4段階尺度中に10%以下の解答のある項目を除外し、因子分析を行い、その結果から、身体的健康10項目、精神的健康10項目、社会的健康10項目の計30項目のQOL評価法を開発した。一方、信頼性(再現性)の検討は、1)の対象者から無作為抽出した男女60人を対象に1カ月おきに2回評価を行った。いずれの項目も90%以上の一致が観察された。それゆえ、更年期におけるQOL評価法の開発と検討は、本年度中に十分に目的を達成され、国内外において共通に用いることのできる信頼性レベルの高い調査方法を開発することができた(現在、投稿論文作製中)。さらに、早急に、40-60代の女性2000名に本評価法を用いた横断的調査を行い、QOLと栄養欠陥状態との関連を観察する予定である。1.更年期の人々のQOL評価の質問票開発と妥当性・信頼性の検討更年期のQOLの概念を「身体的、精神的ならびに社会的側面からみた主観的健康」とし、構成要素は、1.身体的な健康に対する意識,2.精神的な健康に対する意識,3.生活の満足感,4.社会的参加・支援として79項目からなるQOL質問票原案を開発した。更年期の男・女1,000名(有効回答率447名)に原案を適用し、質問項目の精選を行い、38項目の本案を開発した。因子妥当性が観察され、さらに、2カ月後に同一対象者に対して同様の調査を行った結果、高い信頼性(一致率0.5350.970)が得られた。2.横断的研究茨城県在住の更年期男・女100名を対象として、臨床検査値(ヘモグロビン、血清のコレステロール、アルブミン、フェリチン、ビタミンB_6,C、β-カロチンなど)から栄養状態を判定し、1)の質問票によって評価されたQOLとの関連を観察研究中である。血液中のフェリチンならびにビタミンなどの微量栄養素の濃度が低下し、栄養状態が、潜在性の栄養素欠乏状態におちいっている人々では、QOLは低下している者の多いことが観察されている。1.の結果については、現在日本公衆衛生学会雑誌に投稿予定で、執筆中である。更年期の生活の質(Quality of life)に及ぼす“栄養欠陥状態"の影響を明らかにした。

第2段階では、閉経を考慮しながら、更年期のQOLに及ぼす“栄養欠陥状態"の影響を横断的研究ならびに介入研究によって検討した(平成7年度)。これらの成果に基づいて、QOLの優れた更年期をすごせるような健康・栄養教育のための具体的な方策を提唱しようとしている。茨城県に在住する更年期女性200名を対象にして閉経、栄養状態(身体計測、血液生化学的検査)、QOL(平成6年度開発した調査方法による)に関するベースライン調査を実施し、1年後の第2回調査を実施した。ベースライン時の閉経状態、栄養欠陥状態を分析し、QOLの変化に栄養状態がどのような変化をもたらすかを分析をした結果、ビタミンB6、β-カロチンなどが潜在的欠乏状態に陥っていたり、あるいは血清総コレステロール値、中性脂肪などが潜在的に過剰状態を示している人達は、栄養状態が改善すれば、QOL得点、とくに精神的QOL得点が向上することが明らかになった。一方、更年期のボランティア女性50名を対象にして、栄養教育を一定のプロトコールに基づいて実施し、栄養状態の改善に伴うQOLの改善率を評価し、栄養状態の改善はQOLの向上に有効であった。
集落分析からみた朝鮮半島南部無文土器社会の環境適応過程の研究

本年度は、前年度に引き続き、朝鮮半島無文土器時代集落遺跡の基礎データベースを構築しつつ、個々の遺跡に関する情報の整理、気候変動・自然災害に対する人間集団の適応に関するモデル化を行った。対象とした地域は、列島に水稲農耕をもたらした渡来人の故地の一つとみなしうる嶺南地方西部である。まず申請者がこれまで収集した報告書や、所属機関である徳島大学埋蔵文化財調査室が契約を結んでいるデジタルアーカイブ『韓国歴史文化調査資料データベース』(ZININZIN社)から情報を収集し、前年度に構築した土器編年をふまえつつ、遺跡に関する情報を整理した。あわせて、遺跡に残された災害痕跡、とくに洪水痕跡に関する情報を収集した。また、文献史料や遺跡に残された気候変動、自然災害に関する研究成果を収集・整理し、人間集団の環境に対する適応のあり方についてのモデル化を試みた。以上の結果の一部と、これまで研究成果をまとめ、一冊の研究書を刊行した。同書においては、朝鮮半島から日本列島への水稲農耕伝播のメカニズムに関するモデルをあらためて提出した。それは次の通りである。すなわち、730 cal BCごろからの寒冷期の開始と時を同じくして、渡来第1段階が始まった。この寒冷化に遠因する半島南部から列島への人口拡散の結果として、半島・列島間を横断するネットワークが形成された。つづいて、渡来第2段階は600 cal BCごろから始まるが、この段階になると、気候は温暖化し、これにともない洪水リスクが高まった。洪水による農作物の被害や農地の喪失が渡来の要因となった。こうした自然災害を要因とする生産力の低下は、集落内における人口圧の増大を招いた。これに対して無文土器社会は、より積極的に人口の拡散によって解決を図ろうとした。そうした人口拡散の一部が既存のネットワークを介して、列島に渡来した、というものである。本年度は次年度以降の分析の基礎を形成することを目的とし、朝鮮半島無文土器時代集落遺跡の基礎データベースの構築を行った。具体的には、申請者がこれまで収集した報告書や、所属機関である徳島大学埋蔵文化財調査室が契約を結んでいるデジタルアーカイブ『韓国歴史文化調査資料データベース』(ZININZIN社)から情報の収集を行い、遺跡に関する情報の整理を行った。データベースの構築は、当初の予想以上にデータ量が多く、処理に膨大な時間を要したため、作業を完了させることはできなかった。本年度は、前年度に引き続き、朝鮮半島無文土器時代集落遺跡の基礎データベースの構築を行った。具体的には、申請者がこれまで収集した報告書や、所属機関である徳島大学埋蔵文化財調査室が契約を結んでいるデジタルアーカイブ『韓国歴史文化調査資料データベース』(ZININZIN社)から情報を収集し、遺跡に関する情報を整理した。あわせて、気候変動に関する文献記録と研究成果を収集・整理し、外部環境に対する人間集団の適応とその痕跡の類型化を試みた。データベースの構築は、当初の予想以上にデータ量が多く、処理に膨大な時間を要したため、作業を完了することはできなかった。本年度は、前年度に引き続き、朝鮮半島無文土器時代集落遺跡の基礎データベースを構築した。そして、現状で把握されたものに限り、ArcGISを用いて、遺跡の分布図を作成した。こうした作業の合理化・効率化という点で、GISが有効であることが確かめられた。以上の作業にあわせて、集落分析の土台となる土器編年を再検討した。これは、先行研究では異なる見解が複数並立し、自らが妥当な時間軸を設定する必要性に迫られたからである。対象とした地域は、列島に水稲農耕をもたらした渡来人の故地と推定される嶺南地方西部である。結果として、無文土器時代早期後期前半を六期に区分した。今後の集落分析では、この土器編年にもとづいて、遺跡の存続時間幅を検討する予定である。

つづいて、渡来第2段階は600 cal BCごろから始まるが、この段階になると、気候は温暖化し、これにともない洪水リスクが高まった。洪水による農作物の被害や農地の喪失が渡来の要因となった。こうした自然災害を要因とする生産力の低下は、集落内における人口圧の増大を招いた。これに対して無文土器社会は、より積極的に人口の拡散によって解決を図ろうとした。そうした人口拡散の一部が既存のネットワークを介して、列島に渡来した、というものである。データベースの構築が完了していないので、同作業を継続する。それに際して、研究補助員として学生・院生を雇用することによって、作業の迅速化に努める。データベースの構築が完了していないので、同作業を継続しつつ、他の作業についても可能なものから優先的に実施していく。予定より作業が進行しなかったため、結果として次年度使用額が生じた。予定していたデータベース構築作業が、データ量の膨大さゆえ、予定通りに作業が進行しなかったため、結果として次年度使用額が生じた。(理由)予定していたデータベース構築作業が、データ量の膨大さゆえ、予定通りに作業が進行しなかったため、結果として次年度使用額が生じた。(使用計画)本年度に終了できなかったデータベース構築作業に係る経費として使用する。本年度に実施できなかった作業に係る経費として使用する。本年度に終了できなかったデータベース構築作業に係る経費として使用する。
強磁場中における超伝導臨界電流の歪効果の解明=応力・歪問題の新しい展開をめざして=

超伝導技術の真の実用化ため、超伝導線材の高臨界電流化、高強度化に不可欠な応力・歪問題を解決するための研究を行った。Nb_3Sn, BSCCO, YBCO実用複合線材について磁場中における臨界電流の歪依存性のスケーリング則の根本となる熱歪および格子歪の実測に成功し、偏差歪、結晶粒界弱結合、微細双晶界面と臨界電流の相関を明らかにした。全体として複雑な複合線材中の超伝導層に加わる局所歪および線材強度の予測方法を確立することができた。今後人類が直面するエネルギー危機の解決のため、超伝導技術は最重要キーテクノロジーのひとつとして期待されているが、超伝導技術の真の実用化にはまだ克服すべき広範でかつ共通する材料科学的技術課題が立ち塞がっている。本提案ではその中でも最も重要な臨界電流の応力・歪問題の解決を主目的として研究を実施し、本年度次のような成果を得た。臨界電流の歪依存性、ひいては超伝導特性の力学応答を解明するため磁場、温度、歪についてのスケーリング則に関する定式化を検討した。日本原子力開発機構J-RR3のRESA施設に低温において引張環境下で残留歪・応力を測定する装置を構築した。この装置により低温で引張荷重を印加してNb_3Sn線材およびYBCOテープ中各成分の残留歪を測定し、超伝導層中の残留応力がゼロになる力学条件を見出した。Nb_3Sn線材における臨界電流の真性歪効果は一軸応力の印加により等方的なエネルギーバンドの対称性が破れることが原因であるという仮説について、臨界電流の極大が発現する外部歪が超伝導層中の残留応力がゼロになる力学条件に対応することを見出すことにより実験的に証明した。しかしYBCOテープでは残留歪ゼロの位置と臨界電流が最大になる歪位置が一致しないことも初めて明らかになった。このことは高温超伝導体ではNb_3Snとは別の真性歪効果のメカニズムがあることを示唆するものであり、今後BSCCO,MgB_2系等の超電導材料についても系統的な検討を行い、"全スケーリング"則の再構築を検討する予定である。現在、国を挙げて電力政策の見直しが迫られており、全体に人類が直面するエネルギー危機の解決のため、超伝導技術は最重要キーテクノロジーのひとつとして期待されているが、超伝導技術の真の実用化にはまだ克服すべき広範でかつ共通する材料科学的技術課題が立ち塞がっている。臨界電流の歪依存性、ひいては超伝導特性の力学応答を解明するため去年に引き続き磁場、温度、歪についてのスケーリング則に関する定式化を検討した。日本原子力開発機構J-RR3のRESA施設に低温において引張環境下で残留歪・応力を測定する装置の性能の向上のため一部改修を行った。この装置により低温で引張荷重を印加してNb_3Sn線材およびYBCOテープ中各成分の残留歪を測定し,超伝導層中の残留応力がゼロになる力学条件を見出した。特に今年度は横歪の効果についても考慮した。このことは高温超伝導体ではNb_3Snとは別の真性歪効果のメカニズムがあることを示唆するものであり、さらにBSCCO,MgB_2系等の超電導材料についても系統的な検討を行い、"全スケーリング"則の再構築を検討する予定である。今後人類が直面するエネルギー危機の解決のため、超伝導技術は最重要キーテクノロジーのひとつであり、これまで大容量送電ケーブル、エネルギー貯蔵、超電導発電機等のプロトタイプが作製され、熱核融合炉ITER計画では原型炉の建設が今まさに開始されたところである。しかしこのような状況においても、超伝導技術の真の実用化にはまだ克服すべき広範でかつ共通する材料科学的技術課題が立ち塞がっている。その根本には高臨界電流、低交流損失、高強度等の全体の機能を最大化した高性能・低コスト超伝導複合体の設計とその実用化を図らねばならない。本提案ではその中でも最も重要な臨界電流の応力・歪問題の解決を主目的とする。平成23年度には次のような研究成果を得た。RIASにおいてBSCCOおよびYBCO高温超電導テープについて磁場中で引張荷重下での臨界電流測定を実施した。比較的低磁場下でのスケーリングの検討を行った。

次にJAEAにおいてNb_3Sn線材の高磁場中で引張荷重下での臨界電流測定を実施した。引張歪に関するスケーリングの検討を行った。J-PARC「匠」における残留歪測定は東日本大震災のため実施できなかった。Spring8においてNb_3Sn,Nb_3Alの局所残留歪の測定を行い、外部歪に対する超伝導層中の歪の応答を詳細し調べた。本研究をとおして、広い温度および磁場領域で実験的に明らかにした、各成分の臨界電流、残留歪、弾性定数、熱膨張係数等を総合して、定量性のある機械-電磁気特性解析モデルの完成を目指して現在まとめを行っている。これらの研究過程において圧縮歪を軽減した剛性の優れたNb_3Sn線材の改良を提案することができた。これによりある複合体構造を与えれば、その線材の機械-電磁気特性を予測することができるようになり、さらに可逆限界歪および応力の推定が可能となる。