hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合多孔質粒子層を用いたパッシブ水素生成器の開発

多孔質のもつ多様な機能(毛管力,熱伝達・物質移動促進機能,触媒担持機能)を利用して、熱源からの熱のみにより,液体燃料から水素を発生させるパッシブプロセスにおいて、燃料の予熱、気化、反応の各段階に適した物性の異なる多孔質粒子を反応器内に積層設置することにより、各要素プロセスの制御性とプロセス全体の効率を向上させ、効率よく水素を得るための充填層内の熱流体現象の解明と反応器設計の指針を得ることを目的として研究を行った。下端を試料液に浸し上部を加熱した多孔質粒子充填反応管の上方から順に(a)液体予熱域,(b)蒸発域,(c)乾燥域(反応域)の3領域が形成し、増進された毛管力により上向きの気液定常流が誘起される加熱条件を実験及び理論により調べ(1年目)、加熱区間のみ粒径が大きい(毛管力が小さく透過係数の大きい)粒子を充填すると蒸気の圧力による乾燥域の過剰な拡がりが抑制され、蒸気生成速度の広い範囲で加熱により制御できることを、反応を伴わない蒸発系について実験的に確認した(2年目)。3年目(平成30年度)は、上記の結果を踏まえ、メタノールの水素生成反応系について、毛管力の大きい小さな粒子を加熱区間の一部まで入り込むように配置した複合多孔質粒子層を用いることにより、蒸発域の長さが加熱量によって変化しにくく、加熱量の増加とともに蒸気生成速度を増加させることができること、流量増加による反応収率の低下が生じにくいこと、収率向上には反応管に占める加熱区間長さを到達温度と反応距離の観点で大きくとる必要があること、反応管からの熱損失が収率に大きく影響することなどを理論モデル計算から明らかにした。充填層内軸方向温度分布の詳細な測定と生成ガス分析を伴う実験からも同様の傾向を確認した。以上により、複合多孔質粒子層の有効性を確認し、反応器設計の基本的指針を得ることができた。多孔質のもつ多様な機能(毛管力,熱伝達・物質移動促進機能,触媒担持機能)を利用して、熱源からの熱のみにより,液体燃料から水素を発生させるパッシブプロセスにおいて、燃料の予熱、気化、反応の各段階に適した物性の異なる多孔質粒子を反応器内に積層設置することにより、各要素プロセスの制御性とプロセス全体の効率を向上させ、効率よく水素を得るための充填層内の熱流体現象の解明と反応器設計の指針を得ることを目的とする。触媒を担持した多孔質粒子を反応管に充填し、管の下端を液体燃料に浸して燃料を含侵させ、管の上部側壁に熱を与えると、下方から順に(a)液体予熱域,(b)蒸発域,(c)反応域(乾燥域)の3領域が形成し、燃料は気化・反応して上端から流出する流れが誘起される。3領域の長さや安定性は充填層内の気液の圧力損失と毛管力との釣合いによって決まり、3領域の流動と伝熱により反応温度や反応収率などプロセスの性能が決まる。充填層及び粒子の特性値(毛管力、透過係数、気孔率)、液体飽和度(空隙部の液体含有率)の管長さ方向分布の加熱による変化が3領域の形成と流動に大きく影響する。1年目(平成28年度)は、単一種類の多孔質粒子からなる充填層において、(a),(b),(c)3領域が安定して存在し,液体と蒸気が定常的に安定して流れるための多孔質粒子の特性、反応管寸法、加熱量等の条件を実験と理論から明らかにした。また加熱区間にのみ粒子径と透過係数が大きい多孔質粒子を充填した複合多孔質層について予備的実験を行った。その結果、単一種類の小さな多孔質粒子を用いる場合より広い長さにわたり乾燥域が形成した状態で安定した流れが誘起されること、また乾燥域から流出する蒸気温度が高くなることなど、高い反応収率や熱利用効率が期待できる結果が得られた。理論解析に必要となる液体含有率と毛管力の関係、透過係数などの測定も行い、それらの結果を用いて、管上部に乾燥域が形成した状態で管下端から上端への定常流れが力学的に成立することが単一粒子充填層の場合について理論モデルにより示されたこと、実験においても解析による予測とおおむね一致する加熱条件において乾燥域の形成が見られること、実験において管下端からの液の吸引と上端から過熱蒸気の流出の安定した流れが生じていること、複合多孔質粒子層においても安定した流れが生じることが確認できたことから、想定したプロセスは基本的に成立しうることが判明したので、おおむね順調に進んでいると判断した。1年目(平成28年度)は、下端を試料液に浸した多孔質粒子充填反応管の上部側壁を加熱した際に、管軸に沿って(a)液体予熱域,(b)蒸発域,(c)乾燥域の3領域が形成し、かつ蒸発により促進された毛管力により液体と蒸気の定常的な流れ(上方向き)が誘起されるための加熱量条件について、また充填層内の管軸方向温度分布を、実験及び理論により調べた。

2年目(平成29年度)は、先ず、単一種類(粒径と分布が単一のもの)の多孔質粒子を反応管全体に充填した場合、粒子の種類によらず、加熱量の増加とともに(c)の領域が拡がるものの流量が次第に低下していくという傾向があることが示された。次に、加熱区間のみ粒径が大きい(毛管力が小さく透過係数の大きい)粒子を充填した複合粒子充填層の場合について調べた。加熱区間で生じた蒸気の圧力による乾燥域(反応域)の過剰な拡がりが抑制され、加熱量に応じて(誘起される流れの)流量が増加し、複合粒子充填層を用いることにより、蒸気の生成速度を広い範囲において加熱量により制御できることが実験により示された。また理論モデルでは、領域(b)と領域(c)の間で生じる蒸発と凝縮による管軸方向の熱輸送効果(ヒートパイプ)効果をも考慮したモデルに改良することにより(a)(c)までの全領域に亘る流れとそれに伴う温度分布の予測も可能となった。(a)液体予熱域,(b)蒸発域,(c)乾燥域の3領域の長さや安定性は充填層内の気液の圧力損失と毛管力との釣合いによって決まり、3領域の流動と熱バランスにより反応温度や反応収率などプロセスの性能が決まる。理論解析の前提として必要となる充填層/粒子の特性値(毛管力の液体含有率との関係、透過係数、気孔率)を実測により確認しつつ、加熱時におけるそれらの(a)(c)各領域長さへの影響を調べ、乾燥域形成時の層内現象の理論的解釈や、反応器内の状態量分布や流量変化などを理論解析することにより予め予測しながら実験を進めることにより、現象理解とプロセスとしての特徴の把握や最適化につながる方向性が見いだされる形で研究が進められており、概ね順調に済んでいると判断した。多孔質のもつ多様な機能(毛管力,熱伝達・物質移動促進機能,触媒担持機能)を利用して、熱源からの熱のみにより,液体燃料から水素を発生させるパッシブプロセスにおいて、燃料の予熱、気化、反応の各段階に適した物性の異なる多孔質粒子を反応器内に積層設置することにより、各要素プロセスの制御性とプロセス全体の効率を向上させ、効率よく水素を得るための充填層内の熱流体現象の解明と反応器設計の指針を得ることを目的として研究を行った。下端を試料液に浸し上部を加熱した多孔質粒子充填反応管の上方から順に(a)液体予熱域,(b)蒸発域,(c)乾燥域(反応域)の3領域が形成し、増進された毛管力により上向きの気液定常流が誘起される加熱条件を実験及び理論により調べ(1年目)、加熱区間のみ粒径が大きい(毛管力が小さく透過係数の大きい)粒子を充填すると蒸気の圧力による乾燥域の過剰な拡がりが抑制され、蒸気生成速度の広い範囲で加熱により制御できることを、反応を伴わない蒸発系について実験的に確認した(2年目)。3年目(平成30年度)は、上記の結果を踏まえ、メタノールの水素生成反応系について、毛管力の大きい小さな粒子を加熱区間の一部まで入り込むように配置した複合多孔質粒子層を用いることにより、蒸発域の長さが加熱量によって変化しにくく、加熱量の増加とともに蒸気生成速度を増加させることができること、流量増加による反応収率の低下が生じにくいこと、収率向上には反応管に占める加熱区間長さを到達温度と反応距離の観点で大きくとる必要があること、反応管からの熱損失が収率に大きく影響することなどを理論モデル計算から明らかにした。充填層内軸方向温度分布の詳細な測定と生成ガス分析を伴う実験からも同様の傾向を確認した。以上により、複合多孔質粒子層の有効性を確認し、反応器設計の基本的指針を得ることができた。2年目(平成29年度)は、計画にしたがって、複合粒子充填層について理論解析と実験を行う。
磁歪式マイクロ振動発電素子を用いた自動車用自律センシングシステムの開発

振動発電は身近な振動や動きから発電を行う極めて汎用性の高い技術で,その応用は多岐にわたる。本研究では,提案する磁歪式振動発電技術において,実用的なデバイスの構造を確立,この効果を試作により検証,当初の目標を大きく越える高い発電出力と効率を達成した。また発電量が体積に比例するスケール効果を実証し,大型化によりワットオーダの発電デバイスの開発に成功した。また周波数アップコンバータや多共振機構をデバイスに組み合わせることで動作周波数の広帯域化を達成した。そしてデバイスと整流,蓄電回路,無線モジュールを組み合わせた無線センサシステムやリモコンを試作,その動作にて,電池を不要にできる可能性を実証した。本研究では鉄系磁歪材料(Fe-Ga合金)を用いた小型の振動発電デバイスを開発し,これを用いた自動車用ワイヤレスセンサシステムを構築する。発電デバイスはシンプルで堅牢,高出力,高効率,低インピーダンス,高耐熱性が特徴で,自動車の振動を利用することで,高い発電を行うことが期待できる。これを電源とした配線や電池が不要なワイヤレスセンサシステム(タイヤ空気圧モニタシステムなど)を実現させることが本研究の目的である。本年度は磁歪素子一本とヨーク,コイル,永久磁石で構成されるシンプルで堅牢,低コストを特徴とするユニモルフ型の振動発電素子を提案し,その設計,製作,評価方法を確立した。複数のデバイスの試作を行い,小型のタイプでは400Hzの振動で10mWの平均電力(電力密度20mW/cm3,圧電素子の20倍以上),エネルギー変換効率15%,大型のタイプ(小型に対し体積比で1000倍)では自由振動にて10Wの瞬間電力と高い発電性能を実証した。またデバイスと整流回路,コンデンサ,照度センサ,マイコン,無線モジュールで構成されるワイヤレスセンサシステムの試作を行い,振動発電にて十分にセンサの情報を無線にて送信できることを確認した。またデバイスと励振機構を組み合わせた発電スイッチを提案,試作し,一回の押しボタンにて0.20.5mJの電気エネルギーを発生できることを実証した。以上の結果から,自律式ワイヤレスセンサシステムおよび電池がいらないリモコンの実現の可能性を実証した。また発電量が体積に比例するスケール効果を試作により実証したことで,デバイスの大型化で大きな発電が行える可能性が示唆された。磁歪式発電デバイスにおいて,シンプルで安価,変換効率30%,電力密度50mW/cc,高い耐久性と実用化に耐えうる構造を確立した。この2mmx0.5mmx12mmの磁歪素子を利用する小型デバイスを試作,上記の特性を実証した。現状,365Hz,5Gの振動下で6.6mWの出力である。錘を付加した小型発電デバイスにおいて加振機を用いた自動車の模擬振動下での発電特性を検証し,主となる周波数が13Hz17Hzの間で変化する振動において,6マイクロワットの発電量を確認した。同時に,周波数帯域を広帯域化する方法として多共振機構を試作し,この効果,1,2,3次の共振周波数を低域化,この共振点で効率よく発電が行えることを実験にて実証した。小型発電デバイス(上記の改良前)とスイッチ構造を組み合わせたシステムにおいて,指でボタンを押す動きで発電動作する電池フリー無線センサシステムの試作を行い,この実現性を実験にて実証した。現状,2回のボタン操作が必要であるが,これは改良にて1回になり,十分実用化できる。構造体に貼り付ける発電デバイスを考案し,試作によりその発電特性を検証した。結果,磁気バイアスの適切な付加にて所望の電力量が発生することを実験にて実証した。本研究では,鉄系磁歪材料(Fe-Ga合金)を用いた小型の振動発電デバイスを開発し,これを用いたワイヤレスセンサシステムを構築する。発電デバイスはシンプルで堅牢,高出力,高効率,低インピーダンス,高耐熱性が特徴で,例えば自動車など輸送機械の振動を利用することで,高い発電を行うことが期待できる。これを電源とした配線や電池が不要なワイヤレスセンサシステム(タイヤ空気圧モニタシステムやリモコンなど)を実現させることが本研究の目的である。本年度は磁歪素子一本で構成されるユニモルフ型デバイスについて,素子に一様な応力を付加するL字型ヨーク構造を考案し,その実用性を試作にて検証した。結果,従来の直線型に比べ,L字型は同じ機械入力に対する発電出力及び効率が大幅に増加し,これがL字構造で付加される一様な曲げモーメントに起因していることを理論及び解析で裏付けた。また低い周波数の振動からデバイスの高い1次自由振動(400Hz)を励振する梁と磁石で構成された周波数アップコンバータを考案し,その効果を試作にて検証した。その結果,サイズをさほど大きくすることなく,100Hz程度の振動にて,mWオーダの出力を発生するデバイスの開発に成功した。併せて,整流と蓄電回路も動作の検証し,TPMSや無線センサシステムの電源とした十分な直流電力を確認した。

また棒や杖を叩く衝撃から発電を行う基本構造と原理を複数の試作にて検証し,実用的に発電を行う構成の指針を明らかにした。これは目の不自由な人が使う白杖を光らせるに応用できる。またスイッチ型発電機を基本にした浮力から発電を行う原理を試作にて検証し,水面の上下で連続的に発電を行うシステムの動作を実証した。発電デバイスの原理や設計,製作方法を確立し,これらを試作にて実証した。またこのデバイスを用いたワイヤレスセンサシステムの動作も試作にて確認した。デバイスは実用的な構成で,既に複数の企業と商品化に向けた共同研究を開始している。また電池がいらないリモコンを実現させる発電スイッチも開発し,当初の目的以上の成果が出ていると思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本プロジェクトにて考案したユニモルフ型発電デバイスの実用性と汎用性を試作評価にて実証した。更に,これから派生するL字型構造や周波数アップコンバータ,衝撃型デバイス,発電スイッチやその応用(浮力を利用する)の開発は,当初の目的以上であり,これらの原理や動作を一年間で実証したのは大きな成果である。また考案した振動発電技術は特許化され,既に複数の企業とのライセンス契約にて商品化に向けた研究開発が開始している。自動車への搭載にて実使用で十分な性能を発揮する実用的な発電デバイスの構成及びメカニズムを開発する。またデバイスの耐久性,疲労特性,温度特性なども詳細に調査する。以上の研究開発の成果を適時公表し,速やかな技術移転にて早期の商晶化を目指す。ユニモルフ型発電デバイスにおいては,更なる性能向上のための構造及び磁気回路の改良を進める。また磁歪材料の物性や構成方程式を仲立ちとした電気・機械連成理論モデルを構築し,シミュレーションにて負荷から効率よくエネルギーを取り出す整合条件や蓄電回路の構成を明らかにする。また昨年度で実証した発電機の構造,工夫及び励振原理については実環境の振動を考慮した設計を行い,試作にて,その実用性を明らかにする。以上を複合し,実用的な電池が要らないワイヤレスセンサシステム及びリモコンの試作機を開発する。
南インドダルワールクラトンの温度構造と花崗岩類の熱履歴

大陸地殻の形成と発達という問題は,近年多くの地球科学者の注目する所であり、特に始生代の大陸地塊(クラトン)への関心が高いが,基礎的な記載岩石学研究があまり行われていなかった.ダルワールクラトンは,ゴンドワナ超大陸の中核部分をなしており,本研究においては主構成岩石であるペニンスラー片麻岩(TTG)とクロスペット花崗岩について,(1)岩石組織と変形構造を検討し,(2)主要造岩鉱物の微細組織と化学組成を調べ,(3)幾つかの鉱物のペアより平衡温度を求め,(4)これらの広域的変化と同位体年代より,同クラトンの変成温度構造と熱史(変成履歴)の解明を目指した.その結果以下の成果を得た.1.これまで系統的データのなかった始生代花崗岩類のモード組成を与え,カリ長石に乏しい花崗岩類と信じられてきた中に,相当量のカリ長石を含む花崗岩類が多いことがわかった.2.これまで一般に古い地質時代のカリ長石は低温型微斜長石であると信じられてきたが,そうではなく,変成温度構造に応じて低温型微斜長石から高温型の正長石が残存しており,インド大陸南端部のケララ地域には高温・急冷を示唆する長石があることがわかった.3.全岩分析値・微量成分などの地球化学的検討を行い,TTGと考えられてきた岩石は,多様な起源をもち,一部は30億年以前の古い基盤をなすが,相当量は始生代末(2.52Ga)のクロスペット花崗岩に同期のものである可能性が大きいことがわかった.両者は始生代末の全域的な高度変成作用を受けるために,従来区別が難しかったのである.現地における共同研究者のJayananda博士(Bangalore大学)は2度来日し,XRF, EPMA分析等を行った.この際,研究代表者の加納と,上記結果に基づきTTGの再検討を行うための重要地域を選んで,今後も共同研究を発展させるべく討議を行っている.大陸地殻の形成と発達という問題は,近年多くの地球科学者の注目する所であり、特に始生代の大陸地塊(クラトン)への関心が高いが,基礎的な記載岩石学研究があまり行われていなかった.ダルワールクラトンは,ゴンドワナ超大陸の中核部分をなしており,本研究においては主構成岩石であるペニンスラー片麻岩(TTG)とクロスペット花崗岩について,(1)岩石組織と変形構造を検討し,(2)主要造岩鉱物の微細組織と化学組成を調べ,(3)幾つかの鉱物のペアより平衡温度を求め,(4)これらの広域的変化と同位体年代より,同クラトンの変成温度構造と熱史(変成履歴)の解明を目指した.その結果以下の成果を得た.1.これまで系統的データのなかった始生代花崗岩類のモード組成を与え,カリ長石に乏しい花崗岩類と信じられてきた中に,相当量のカリ長石を含む花崗岩類が多いことがわかった.2.これまで一般に古い地質時代のカリ長石は低温型微斜長石であると信じられてきたが,そうではなく,変成温度構造に応じて低温型微斜長石から高温型の正長石が残存しており,インド大陸南端部のケララ地域には高温・急冷を示唆する長石があることがわかった.3.全岩分析値・微量成分などの地球化学的検討を行い,TTGと考えられてきた岩石は,多様な起源をもち,一部は30億年以前の古い基盤をなすが,相当量は始生代末(2.52Ga)のクロスペット花崗岩に同期のものである可能性が大きいことがわかった.両者は始生代末の全域的な高度変成作用を受けるために,従来区別が難しかったのである.現地における共同研究者のJayananda博士(Bangalore大学)は2度来日し,XRF, EPMA分析等を行った.この際,研究代表者の加納と,上記結果に基づきTTGの再検討を行うための重要地域を選んで,今後も共同研究を発展させるべく討議を行っている.1.研究代表者の加納は,南インドダルワールクラトンにおいて,海外共同研究者のJAYANANDAとともに採集した,34-33億年前の始生代花崗岩類(TTG)と25億年前のClosepet花崗岩について,主要造岩鉱物であるカリ長石を500個以上分離処理し,X線粉末回折を行い,三斜度を測定し温度型を決定し,これに基づきダルワールクラトンの始生代末における変成温度構造と冷却速度についてを考察した.また比較試料として西南日本の顕生代花崗岩を用いた.2.研究協力者の今岡,大和田は,西南日本における比較試料採集に協力するとともに,海外共同研究者による始生代花崗岩のXRF分析,Nd-Sm同位体年代測定のためのNd抽出実験に協力した.3.海外共同研究者のJAYANANDAは,本研究補助金(旅費)により来日し(期間14年10月15日12月1日),山口大学理学部において,TTGのXRF分析とNd同位体抽出を行い,さらに加納とともに島根大学理工学部に赴き,Nd-Sm同位体比の測定を行った.

1.研究代表者の加納は,南インドダルワールクラトンにおいて,海外研究協力者のJayananndaとともに採集したペンニンスラー片麻岩(3433億年前の始生代花崩岩類-TTG-起源の片麻岩)と始生代末(25億年前)のクロスペット花崗岩について,代表的試料各60数個を選び,記載岩石学的研究と全岩化学分析を行い,同クラトンのほぼ全域にわたる基礎データを得た.すなわち代表試料の大型研磨スラブを作成し,写真撮影,岩石組織の観察,モード測定(研磨片と薄片の鏡下測定との比較),XRFによる主要成分および微量成分の分析を行った.2.また加納は,日本島弧における大陸性基盤と考えられる飛騨帯の花崗岩について試料採集を行い,上記と同様の分析を行い,始生代花崗岩と顕生代花崗岩との比較検討を行うための基礎データを得た.3.研究協力者の今岡,大和田は全岩化学分析に協力するとともに,比較試料として西南日本の中生代末の島弧型花崗岩の現地調査に協力した.4.海外共同研究者のJayanandahaは,前年度に引き続いてNd-Sm同位体分析を行った.本年度は同氏とフランスRennes大学J-J.Peaucat教授の協力により,TTGに伴うコマチアイト類のNd-Sm同位体の抽出に成功し,有意の年代値(約32億年)を得た.5.本年度中に得られたデータについては現在解析をすすめつつあり,順次公表の予定である.昨年度の成果については,インド地質学会誌(別紙)と2003年9月に行われた花崗岩の国際シンポジウム(5th Hutton Symposium)において印刷・公表した.研究代表者の加納は,これまでの2ヵ年間の各種分析結果に加え,本年度に実施した補足的な分析データを加えて,表記課題に関する研究総括を行い,2004年11月13日15日に高知大学で行われた国際シンポジウム「Gondwana Evolution and Dispaersal」において発表した.その要旨は以下のとおりである.1.本研究課題のダルワールクラトンは,ゴンドワナ大陸の中核的部分の1つであり,その主要構成岩石である始生代花崗岩類の性状と熱史は,同大陸の形成と変化に関わる重要な意味を持つ.2.これまで系統的データのなかった始生代花崗岩類のモード組成を与えた.これまでTTG,すなわちカリ長石に乏しい花崗岩類と信じられてきた中に,相当量のカリ長石を含む花崗岩類を見出した.3.全岩分析値・微量成分など,始生代TTGと始生代末のクロスペット花崗岩との地球化学的検討を行った.その結果,従来岩相や産状の上でTTGと考えられてきた岩石は,多様な起源をもち,一部は30億年以前の古い基盤をなすが,相当量は始生代末(2.52Ga)のクロスペット花崗岩に同期のものである可能性が大きいことがわかった.両者は始生代末の全域的な高度変成作用を受けるために,従来区別が難しかったのである.現地における共同研究者のJayananda博士(Bangalore大学)は2度来日し,XRF,EPMA分析等を行った.この際,研究代表者の加納と,上記結果に基づきTTGの再検討を行うための重要地域を選んで,共同研究を発展させるべく討議を行った.
ニッケルの磁気モーメントの消失機構と希土類元素、特に重い電子系セリウムとの相関

本研究では、重い電子系物質群のうち、化合物の代表的な物質の一つであるCeNiの電子状態を調べるため、(Ce-Gd)Ni系単結晶試料の磁気的な性質を巨視・微視的に調べた。その結果、(1)Gd=0.03-0.20の組成域では試料の磁化の温度依存性が極めて特異な、直線的に減少する。これは分子場近似解析の結果、Gd-Gd間の交換相互作用が崩壊的に減少すること、i.e.RKKY相互作用が何らかの原因により、極めて小さくなっていることに起因することを明らかにした(LT25,ICM2009,LT26にて発表)。またGd=0.8の単結晶試料に対してSPring-8において軟X線MCDの実験を行い、Ce,Ni,Gdそれぞれば磁気モーメントを持っていること、それぞれのL,S成分をサム・ルールから算出し、Ceは印加磁場4 Teslaでスピン・フロップすること等を明らかにした(PRLに投稿予定)。本研究課題の遂行に当り、最初の1年目は、・CeNiのCe→Gdで置換した試料(可能な限り単結晶)を作製できる条件を探し出し、・その磁気的な性質をできるだけ広い組成域にわたり測定し、可能な限り詳細な解析を行うこと(→これが、この物質中の重要な役割を果たす電子の状態を知る上で、最も有用)、・放射光を利用して微視的視点からも調べ、それにより得られる電子状態を入手することが主たる目的であった。これに対して、1.本研究の原点となるCeNi単結晶試料を作製し(既に富山大学・石川先生がチョクラスキー法、Cz法により作製済み)、その詳細な磁気測定・解析と微視的な手法の一つである磁気コンプトン散乱法による検討・考察を行った。その結果は、(1)磁気モーメントが磁場に大きく依存すること、(2)明確な磁気的なオーダーは存在しないが、磁気モーメントの大きさは0.1(emu/g)程度はあること、(3)M-H/Tプロットを行うと、測定範囲内で直線に乗るが、温度依存性があること(常磁性体はブリルアン関数で記述可能)であることが分かった。2. Ce→Gdの置換を3at%行った単結晶試料をCz法で作製し、磁気特性を調べた結果は、(1)磁気的な特性は一変し、磁気的オーダーを持ち始めること、(2)キュリー温度は、2K程度であることが判明した。→以上の結果は、国際会議で発表した。3.更に、Ce→Gdの置換を10,15,20at%行った単結晶試料をブリッジマン法で作製し、磁気特性を調べた。その結果から以下のことが判明した;ことが判明した;(1)明確な磁気的なオーダーが確認できること、(2)磁気的なオーダーを失う温度は、組成に応じて10K,15K,20Kと高くなること、(3)Gd以外の元素が、磁気的な状態となり、Gdと反平行に結合しているらしいこと、(4)M-Tは急激に減少し、異常があること。本研究課題の遂行にあたり、2年目にあたる今年度の主たる目的は、次の2点である:1.広い組成域にわたる試料を作製し、その試料を構成している各元素、とりわけ、NiとCeの電子状態の変化を、巨視的な磁化測定から探ること、2.1.で得られた知見を、放射光を用いた微視的な手法から検討・検証すること。これに対して、本年実施したことは、次の通りである:1-1.試料作製は、(1)X=0.05(チョクラルスキー法)、(2)X=0.10,0.15,0.20(ブリッジマン法)については、単結晶試料を作製できた。(3)X=0.50,0.80については、アーク溶解のみの多結晶試料を作製した。単結晶試料については、ラウエ写真による方位出しも行った。1-2.1-1.で作製した試料について、それらの磁化測定と、分子場近似解析を行った。2-1.放射光による電子状態の直接的な観測は、本研究の肝に相当する。但しこの実験は、現在、日本国内では、SPring-8での実験のみ可能で、実験するためには、課題申請の上、採択されることが必須条件となる。軟X線MCDのラインに一度、課題申請を行ったが、採択まで一息のところで不採択となった。

ところが、原研(日本原子力研究機構)の岡根先生が本研究に強い関心を示され、その結果、原研が所有しているSPring-8の専用ラインでの放射光の実験への道が、2010年度に大きく拓かれることになった。これは、本研究にとって、極めて大きな成果である。3.2009年度に得られた成果とその意義:・X=0.15-0.20の磁化の温度依存性の解析から、Ni(and/or Ce)が、この組成で磁気モーメントを発現していることが明確になった。更に、極めて特徴的な磁化の温度依存性の解析から、RKKY相互作用が激減していることが判明した→所謂、近藤状態とRKKY相互作用の競合が、直接、初めて、観測されていることが示唆される。・X=0.80の磁化の温度依存性の分子場近似解析から、Niに加えCeも磁気モーメントを有していることが示唆される。・放射光により、直接的に電子状態を観測できる可能性が、極めて大きくなった。今年度は、本研究課題の中心的物質である(Ce_<1-x>Gd_x)Ni単結晶試料のうち、Gdの濃度が高い組成試料(X=0.8 & 0.5)に焦点を当てながら、X=0.1-0.2のGd低濃度組成試料で見られる磁化の特徴的な振る舞いである、磁化の温度に対して"直線的に"減少する原因について詳細に検討した。Gd濃度が高い単結晶試料は、連携研究者である富山大学・西村先生にブリッジマン法で作製してもらい、それを富山大学・石川研究室にてラウエ写真を撮り、方位出しを行った。実際に単結晶試料を作製しラウエ写真にて単結晶であることを確認し、方位出しを行ったのは、Gd(=X)= 0.8と0.5の2組成である。そのうち、(1)X=0.8については、詳細な磁化測定を行った。一見、強磁性体のように見える磁化の温度依存性を分子場近似(2副格子モデル)によるフィッティングを行うことにより、GdとNiが磁気モーメントを持っていることに加えて、Ceも磁気モーメントを持っている可能性があることが示唆された→これを受けてSPring-8の23番ラインにて、原研との共同研究として軟X線MCDの測定を行ったところ、GdとNiのみならずCeも磁気モーメントを持っており、磁場に対して極めて興味深い挙動をすることが判明した(詳細は、投稿予定の論文に記載)。(2)X=0.5については、単結晶試料の作製と方位出しが終了しており、近日中に磁化測定、更にはSPring-8において、軟X線MCDの測定を行う予定である。(3)X=0.10-0.20のGd低濃度領域で見られる、磁化Mが温度に対して直線的に減少する特異な現象は、Gd-Gd間の交換相互作用定数(=RKKY相互作用)が0.1K0.2Kに崩落的な減少に帰着できることが判明した。その結果、磁場に大きく影響されることも理解できる(詳細はLT26で発表予定)。
神経細胞の酸化ストレスとその防御因子に関する研究

神経変性のメカニズムとその防御因子の探索を行った。代表的神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)では、特徴的の1つとして脳内でアミロイドβ蛋白(Aβ)沈着が認められ、病理学的に老人斑として知られている。Aβの沈着はと神経変性の原因と考えられるとともに、逆に神経防護反応の1つとも考えられる。平成1011年度の研究により、我々はADの病因に密接に関連すると考えられているAβ42が、神経細胞のアポトーシスプロセスを誘導することで細胞内で増加・沈着することを見出した(業績論文#1)。一方,一次的な核DNA傷害を伴わないネクローシスプロセスにおいては、このようなAβ42の増加・沈着は認めなかった。このAβ42沈着は細胞死よりも早期に出現し、核DNA傷害などに対する防獲因子として働いている可能性が考えられた。また、細胞内Aβ42沈着は筋炎組織の筋衛星細胞内にも見られ、神経細胞以外の細胞でも、何らかの基礎的な細胞代謝調節機能を有している可能性を明らかにした(投稿中)。さらに現在、Aβは正常細胞内では24kDの可溶性複合体蛋白として小胞体やゴルジに存在し、神経細胞への分化や細胞周期の停止に伴い核内に移行することを見出している。培養細胞にAβ42を発現させるとp53プロモーターの活性を上昇させ、その結果細胞周期の停止や核DNA傷害の防護に関与している可能性がある。現在、このような分子レベルでの細胞内Aβの機能や病的な異常を解析中であり、このようなメカニズムの解明がADにおける神経変性の解明や治療法の開発に貢献すると考えられる。アルツハイマー病(AD)脳では神経細胞死に酸化ストレスが深く関わっている。またアミロイドβ(Aβ)という4kDの不溶性蛋白が沈着し老人斑と呼ばれており、この沈着もAD脳における神経細胞死と深く関わっていると考えられている。我々は油脳におけるAβ沈着に対する酸化ストレスの影響を考え、初代培養神経細胞を過酸化水素処理してAβのin vitroでの沈着を試みた。その結果、油脳に特異的なAβ42が沈着するのは神経細胞内であることを発見した。またこのAβ42沈着は過酸化水素以外のアポトーシスを誘導する薬剤で見られたが、ネクローシスを誘導する薬剤では見られなかった。さらに油脳組織を調べたところ、同様にAβの神経細胞内沈着を認めた。従って、アミロイド沈着は油脳でも神経細胞内に始まり、これは神経細胞のアポトーシスプロセスに関連しているらしい。この細胞内Aβ42沈着は酸化ストレス負荷後早期に見られ、何らがの神経細胞の自己防御機構である可能性がある(投稿中)。一方我々はゲルシフトアッセイにより、高分子化Aβ42が熱ショックプロモーターのDNA配列に結合することを見出した。細胞内Aβ42は様々な熱ショック蛋白の発現を誘導することで神経細胞の自己防御機構の一部を担っている可能性がある。油脳の神経細胞が熱ショック蛋白を過剰に発現していることが知られており、以上の結果は油脳の神経細胞が過剰な酸化ストレスにさらされ、それに対して細胞内Aβ42が熱ショック蛋白の発現を増強し、細胞保護的に働いている可能性を示唆する。老人斑の沈着は、この防御機構の一つの結果かもしれない。一方で油脳の多数の神経細胞はアポトーシスプロセスに陥っていることが最近報告されており、この防御機構の異常が神経細胞死を促進する可能性もある。今後この点の検討を進めていく予定である。
SHIV-サルの系を用いたエイズウイルスの粘膜感染機序と粘膜防御機構の解析

エイズは主に性交渉によって蔓延する疾患であるから、その予防と治療の対策を講ずるにあたっては粘膜におけるウイルス感染機序の解明が重要である。またこれまでにSHIVとサルを用いて経膣や経鼻の粘膜感染系を確立してきた実験結果から、粘膜組織内には中和やCTLといった高度な獲得免疫以外にも特異的非特異的な免疫機構が総動員されていると思われるデータが得られている。こうした粘膜組織における防御機構については不明な点が多く、その解明はワクチン開発などに重要な指針を与えるものと考えられる。本年度は粘液中に含まれるウイルス侵入阻止に働く液性因子と粘膜組織内で感染細胞除去に働く抗原提示細胞(マクロファージ、樹状細胞等)について調べた結果、次の3点が明らかとなった。1)アカゲザルへ弱毒SHIV株(SHIV-dn)を経鼻感染させたところ、粘液中に特異的なIgA並びにIgG抗体が検出され、強毒株(SHIV-89.6P)の経膣ルートの攻撃接種に対して良好な防御効果を示した。経静脈での弱毒株接種では、血清中の抗体産生が見られるものの粘液中に抗体を検出することはなく、経粘膜感染に特徴的な現象と考えられた。2)サイトカインがウイルス感染の増殖様式や病態に与える影響を調べるため、IL-5、IL-6やIFN-γをウイルスゲノムに組み込んだSHIVを作成した。IL-5についてはアカゲザルへの感染実験を行った。IL-5はウイルスの増殖性能を高める効果が見られ、感染細胞から放出される液性因子の作用の重要性が改めて確認された。3)SHIV-89.6Pは、アカゲザルマクロファージ(Mφ)で効率良く増殖することが分かった。Mφから産生されるサイトカイン等を調べたところ、感染前後でIL-12、TNF-α量に変動はなかった。感染MφではMHC class IIの発現が減少したことから、ウイルス感染に伴う抗原提示能の低下が示唆された。
細胞周期におけるサイクリンの機能ドメインに関する研究

本研究では、細胞周期におけるサイクリンの調節機能を担うサイクリン蛋白質の機能ドメインをin vitroとin vivoで解析した。平成5年度は、(1)サイクリンの分解に関するドメインの解析と(2)サイクリン/cdc2蛋白質複合体の安定性ついて、平成6年度は、(3)Xenopusサイクリンの酵母への導入とその発現、に関する研究を中心に行った。(1)サイクリンA及びサイクリンBのN末端ドメインに各種の欠失変異、置換変異を挿入し、その改変サイクリンのcdc2結合能と分解能を解析した。その結果、N末端のストラクションボックスが分解に必要な配列であること、サイクリンのM期にプログラムされた分解にはcdc2と結合してサイクリン/cdc2複合体を形成することが必要なことが明らかになった。(2)細胞周期におけるサイクリン/cdc2蛋白質複合体の安定性に関する生化学分析を行ない、この複合体は細胞周期を通じて安定であることが明らかになった(サイクリンB/cdc2複合体の半減期は15時間)。(3)XenopusサイクリンAcDNAとそのサイクリンボックス変異体および分解ボックス変異体をそれぞれ出芽酵母の発現ベクターにつないでガラクトース誘導により酵母内で発現させると、サイクリンAの発現により酵母細胞周期はS期でブロックされた。cdc28と結合できない変異体を過剰に発現させても成育阻止は見られないことから、XenopusサイクリンAが酵母CDC28と結合して細胞周期が止っていることが示唆される。本研究では、細胞周期におけるサイクリンの調節機能を担うサイクリン蛋白質の機能ドメインを解析している。そのために、各種のサイクリン変異体を作成してその機能を調べ、cdc2キナーゼ活性化と不活性化に関わるドメイン構造の同定した。本年度は、(1)サイクリンの分解に関与するドメインの解析、(2)Xenopusサイクリンの酵母への導入とその発現、に関する研究を行なった。(1)サイクリンA及びサイクリンBのN末端ドメインに各種の欠失変異、置換変異を挿入に、その改変サイクリンのM期での分解能を解析した。その結果、N端末のデストラクションボックスが分解に必要な配列であること、サイクリンのM期にプログラムされた分解にはcdc2と結合してサイクリン/cdc2複合体を形成することが必要なことが明らかになった。(2)XenopusサイクリンAcDNAとそのサイクリンボックス変異体および分解ボックス変異体をそれぞれ出芽酵母の発現ベクターにつないでガラクトース誘導により酵母内で発現させた。XenopusサイクリンAの発現により酵母の育成はG2/M期でブロックされていた。cdc2と結合できない変異体を過剰に発現させても成育阻止は見られないことから、XenopusサイクリンAが酵母CDC28と結合して細胞周期が止まっていることが示唆される。本年度は(1)と(2)に関する解析を更に進めるとともに、(3)細胞周期におけるサイクリン/cdc2蛋白質複合体の安定性に関する生化学解析も合わせて行なう計画である。平成6年度は、(1)サイクリン/cdc2蛋白質複合体の安定性ついて、(2)Xenopusサイクリンの酵母への導入とその発現、に関する研究を中心に行なった。(1)細胞周期におけるサイクリン/cdc2蛋白質複合体の安定性に関する生化学解析を行ない、この複合体は細胞周期を通じて安定であることが明らかになった(サイクリンB/cdc2複合体の半減期は15時間)。(2)XenopusサイクリンAcDNAとそのサイクリンボックス変異体および分解ボックス変異体をそれぞれ出芽酵母の発現ベクターにつないでガラクトース誘導により酵母内で発現させると、サイクリンAの発現により酵母細胞周期はS期でブロックされた。
複数のライフライン上の時間的階層性のある多数の被災の復旧プロセス支援に関する研究

被災時の柔軟な組織的復旧の実現は,迅速なネットワーク機能の回復の面において,重要な課題の一つである.しかし,組織的な復旧戦略の決定は,復旧班の協力組み合わせと,被災リンクの復旧順番の同時決定問題となり,その最適な組み合わせを求めることが困難となる.本研究は,準最適解探索手法である遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms)を用いて,復旧班の協力体制を考慮した復旧スケジュールモデルを構築し,実際に構築したモデルを用いて国道レベルでの復旧問題を解くことを目的とする.このために,複数の復旧班が協力する場合の遺伝子線列のコーディング法を提案している.本研究では,最適解の探索を効率的に行うために,交叉,突然変異のプロセスなどGAの処理上の工夫を加えて組織的な復旧スケジュールの構築を可能とした.また,実際にケーススタディとして南西北海道の道路ネットワークを対象として協力復旧スケジュールの最適化計算を行った.このモデルは,「復旧班の人員」,「建設機械」,「復旧資材」,「復旧班の配置場所」,「管轄範囲」,「被災リンクの被災情報」,「被災ネットワークの形態」の7つをパラメーターとして自由に設定できるのが特徴である.その他,従来は,復旧班の被災箇所の担当配分と担当順位という組み合わせ問題とスケジュール問題の混合問題をそれぞれコーディングしていたが,セパレータの概念を用いて,スケジュール問題のみとして解く方法も提案し,効果を検討した.被災時の柔軟な組織的復旧の実現は,迅速なネットワーク機能の回復の面において,重要な課題の一つである.しかし,組織的な復旧戦略の決定は,復旧班の協力組み合わせと,被災リンクの復旧順番の同時決定問題となり,その最適な組み合わせを求めることが困難となる.本研究は,準最適解探索手法である遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms)を用いて,復旧班の協力体制を考慮した復旧スケジュールモデルを構築し,実際に構築したモデルを用いて国道レベルでの復旧問題を解くことを目的とする.このために,複数の復旧班が協力する場合の遺伝子線列のコーディング法を提案している.本研究では,最適解の探索を効率的に行うために,交叉,突然変異のプロセスなどGAの処理上の工夫を加えて組織的な復旧スケジュールの構築を可能とした.また,実際にケーススタディとして南西北海道の道路ネットワークを対象として協力復旧スケジュールの最適化計算を行った.このモデルは,「復旧班の人員」,「建設機械」,「復旧資材」,「復旧班の配置場所」,「管轄範囲」,「被災リンクの被災情報」,「被災ネットワークの形態」の7つをパラメーターとして自由に設定できるのが特徴である.その他,従来は,復旧班の被災箇所の担当配分と担当順位という組み合わせ問題とスケジュール問題の混合問題をそれぞれコーディングしていたが,セパレータの概念を用いて,スケジュール問題のみとして解く方法も提案し,効果を検討した.
地域からみた日本の低出生力化（少子化）の研究

本研究は,いまだ解決策を見いだせない日本の少子化に焦点を当て,出生力分析で従来光の当たらなかった地方都市を選び,新潟県柏崎市の実態調査によって,その地域の出生力の特性を明らかにした.柏崎市をはじめ地方都市では,大都市に比べて相対的に高い夫婦出生力と低い未婚率がみられる.その理由を調査結果からみると,正規雇用の割合の高さ,子供や結婚に対して比較的積極的な考え方があること,親との同居割合の高さ等が重要である.人口の4分の1を占める地方都市の出生力は日本の出生力回復に大きな役割を果すと考えられる.しかし,人口移動の大都市集中が続くと地方都市の相対的高出生力の維持が困難になる.本研究の目的は、今までほとんど少子化の分析の行われていない地方中小都市に視点をあてて、少子化の地域独自の内容を明らかにすることである。研究の方法として、まず国勢調査等の統計を利用して日本の地域別出生力変化を明らかにしていくこと、そしてアンケート調査および聞き取り調査で地方都市の少子化の実態を明らかにする方法を採用した。初年度は国勢調査等統計を利用し、1980年-2005年の地域別出生力および未婚率等についてデータ入力および出生力指標の計算を行い、大都市圏、中小都市、非都市部のそれらの特性を明らかにした。中小都市では出生力が一般的には相対的に高く、未婚率は低いという傾向が見られた。このような特性がなぜみられるのかが一つの課題である。2年目の平成24年度は、客員教授として在籍している新潟産業大学を通じて、地方の一小都市である新潟県柏崎市の協力を得て、市全域の出生力に関するアンケート調査を実施した。柏崎市のDID人口は2005年国勢調査結果によって4万、30-39歳男子の未婚率が40%を越える高さを示している状況で、調査対象としては適切な地域であると考える。アンケート調査は、柏崎市について、18-49歳男女計3000名を無作為抽出によって選び、未婚者および既婚者用の2種類の調査票を郵送形式による配布により実施した。回収数は720で回収率は約25%であった。回収した調査票のデータ入力を行い、現在、分析を行いつつある。前年度に行った国勢調査等のデータ入力とその結果の分析を継続した。2005年までの分析に加えて、今回の分析にとって非常に重要なデータを含む2010年国勢調査結果の発表は平成24年前半以降順次発表され、この結果の一部を分析した。さらに詳細な分析は次年度にわたって続けられる。本研究は,有効な解決策を見いだせない日本の低出生力化(いわゆる少子化)について,出生力の地域分析、特に従来分析のあまり行われなかった地方都市の出生力分析を行うことによって,よりよい結果をもたらすことを目的としている。方法としては主に国勢調査による1970年以降の出生力低下の人口学的要素分析を行い,低下過程での出生力要素の変動とその地域性を明らかにした。第二にその結果を利用しながら,地方都市の一例として柏崎市の実態調査によって,その地域なりの低出生力化,特に結婚率の低下と夫婦出生力の水準とその要因をあきらかにした。最終年度の平成25年度は前年度に行った郵送によるアンケート調査の整理およびその補充のために事例調査を行った。それらの結果をもとに地方都市柏崎市の未婚者の結婚と既婚者の出生力の特徴とその要因分析を行った。分析結果の概要は下記のようになる。柏崎市では、全国平均より高い結婚率(低下が著しいが)と有配偶出生力がみられた。その理由として、全国平均に比べて、正規雇用の割合が高いこと、子供や結婚に関して比較的積極的な考え方があること、親との同居割合が高いこと等が重要である。夫婦についてみた場合、次代に置き換わる以上の比較的高い出生力を維持している。現在、東京などの大都市圏は全国人口の半分を占めるが、出生力が著しく低いために将来日本全体の人口を大きく減少させる主役となっている。日本人口の4分の1弱を占める地方中小都市の相対的に高い出生力は日本の出生力維持・回復にとって重要である。調査では、柏崎のような都市に住みたいという希望は未婚者および既婚者とも約半数であり、また、他地域で大学等進学しても戻る人々が一定程度いる。しかし、現実には若年人口は絶対的に減少している傾向は変わっていない。このまま若年人口が減少していくと、相対的に高い出生力を維持できなくなることは確実であろう。本研究は,いまだ解決策を見いだせない日本の少子化に焦点を当て,出生力分析で従来光の当たらなかった地方都市を選び,新潟県柏崎市の実態調査によって,その地域の出生力の特性を明らかにした.柏崎市をはじめ地方都市では,大都市に比べて相対的に高い夫婦出生力と低い未婚率がみられる.その理由を調査結果からみると,正規雇用の割合の高さ,子供や結婚に対して比較的積極的な考え方があること,親との同居割合の高さ等が重要である.人口の4分の1を占める地方都市の出生力は日本の出生力回復に大きな役割を果すと考えられる.しかし,人口移動の大都市集中が続くと地方都市の相対的高出生力の維持が困難になる.本研究は,最近の日本の低出生力化(いわゆる少子化)について,出生力の地域分析から迫ることで,よりよい結果をもたらすことを目的としている。第一に1970年以降の出生力低下の人口学的要素分析を行い,低下過程での出生力要素の変動とその地域性を明らかにする。

第二にその結果を利用しながら,出生力分析で従来光の当たらなかった地方都市を選び,実態調査によって,その地域なりの低出生力化,特に結婚率の低下と夫婦の出生力をもたらしている問題は何かを質的分析も含めて明らかにする。そこから少子化の問題を地域再生と関連させることの重要性を考察する。初年度の当初の研究作業の中心は,まず1970-2005年,そして年度後半以降に発表される2010年の計9回の国勢調査報告の市町村別データを収集し,入力することであった。まず,1970-75年の国勢調査データは報告書からのデータ入力を必要とする。データ入力はアルバイトを利用して行った。1980年以降は国勢調査および「社会・人口統計体系」の市町村別集計を利用することで人口関係のデータ入力が可能である。2000年以降の国勢調査報告の市町村別結果はインターネットで公開されているので,入力は比較的容易であった。入力する具体的な主なデータ項目は,市区町村別の5歳階級年齢別男女別人口,同配偶関係別人口である。そのほかに,年齢別家族類型配偶関係別人口(2000年以降公開),年齢別配偶関係別産業別または職業別人口(2000年以降公開)などの社会経済的関係を明らかにするためのデータも入力する。デジタル化されたデータの入力および整理はかなり進んで、その一部を利用して論文および学会報告を行った。当該年度は実施予定であった地方都市におけるアンケート調査を成功裏に実施することができた。全国調査によるアンケート調査の結果は、人口比率の大きい大都市圏等の結果が大きな影響を及ぼす。そのため,従来ほとんど関心の寄せられなかった地方小都市の新潟県柏崎市を対象にしたことで,意義のある調査であると考えられる。回収率は約25%であったが、郵送方式とはいえ回収率はそれほど高くなく、この方式の調査の難しさを痛感した。調査実施にあたって、新潟産業大学および柏崎市の全面的協力を得て実施することができた。また、新潟産業大学平野実良専任講師には研究協力者としてご協力いただき、調査の実施および調査結果のデータ入力について大変お世話になった。そのおかげで年度内にデータ入力は終了し、分析作業に入ることができた。前年度に行った国勢調査や人口動態調査のデータ入力結果の分析を継続するとともに、2005年までの分析に加えて,この研究にとって重要なデータを含む2010年国勢調査結果のデータ入力と分析を行うことができた。ただ、特に1970年および1975年国勢調査からの必要なデータ入力は24年度では完了せず、25年度に引き継がれる。初年度は主に市町村別年齢別人口と同配偶関係別年齢別人口等のデータ入力が主であった。1980年以降のデータについては、大部分ネットでデジタルデータを得ることが可能であり、その入力作業を行った。それを基にしていくつかの分析を行うことができた。1970-1975年については、デジタルデータがなく、3000以上の市町村別データの入力が必要で、アルバイトによる時間を要するデータ入力に頼らざるを得ないが、予想していたよりもアルバイトの獲得が困難で、目標としていた2か年のデータ入力全部を達成することはできなかった。回収された未婚者および既婚者アンケート調査票の集計結果を基に、本格的分析を行い、柏崎市のような小都市地域の既婚者の出生力と未婚者の結婚への考え方の特徴を明らかにしていく。
小児がんの子どもが治療に伴う痛みに主体的に関わるためのCAIの開発

作成したCAIの臨床における使用可能性の検討大学内の倫理審査委員会にて了承を得られたため、9月頃より県内の小児がんの子どもを看護している総合病院にて、看護師により臨床現場でのCAIの使用を開始する予定であった。しかし、病棟の状況やCAIを使用できる初発の患児の入院がなく、看護師による使用には至らなかった。しかし、9月にジュネーブで開催された第38回国際腫瘍会議にて、CAIの作成に関する発表を行い、各国の看護師より示唆を得た。欧米における小児がんの子どもの治療の中心は外来治療であるため、日本の子どものように病院で制限の多い生活をする必要がないこと、もともと親子関係の中で、子どもが一個人として認められており、年少児から何事にも子ども自身が主体性をもって関わることが求められていることなど、日本との違いを確認することができた。さらに、研究者自身が試用した子どもは、痛みや検査データが経時的に視覚的情報としてみることができることは、自分の状況をイメージしやすい、という効果に加えて、治療の経過が記載されていると、よりイメージしやすいし、目標が立てやすい、という意見が聞かれた。臨床における使用に向けては、より焦点をあてた疾患別のCAIの作成が必要であること、また日本の看護師が、小児がんの子どもの治療や処置への主体性にどのように援助し、またどのような場面やどのような事例の対応に困難を感じているのかを調査する必要性があることが分かった。小児がんの子どもが治療に伴う痛みに主体的に関わるためのCAI (Computer Aided Instruction)を作成することを目的に、平成16年6月より、小児がんの子どもの看護の経験の多い研究者6人と臨床看護師1名で月に1回程度専門家会議を行った。子どもへの病気や治療に関する説明について記述された文献の検討に専門家会議における検討を加え、CAIの内容を(1)治療・入院生活・外泊に関する説明、(2)血液データのグラフ化、(3)痛みの自己評価、(4)子どもの日記に決定した。10月から合資会社ディーアイケイに、CAIのシステム開発を依頼し、5回の会議を経て、試作版を作成した。以下にCAIの仕様について簡単に記す。子どもの主体性への働きかけ:(1)子どもの名前を最初に登録することにより、2回目以降は日記のページや治療・処置などの説明文の中にすべて子ども自身の名前が入る。(2)治療・入院生活などの説明の文章はイラストとテキストで作成されており、子どもが自分でクリックすることで、自分の興味のある画面に進める。(3)治療や処置、薬に関する説明のページから、クリックひとつで子どもが実施する必要のある行動(清潔行動、内服、吐き気への対応など)にすすめるようになっていることで、行うべき療養行動とされている治療や処置の関連を理解できる。看護援助のツールとして:(1)入院してすぐに行うIVH挿入に関する説明から、後半で行う皮下注射まで、治療にともなう処置を網羅していれることにより、子どもへの処置の説明において利用可能である。(2)説明文は、最低限の内容のみを記載し、看護師がCAIに説明のすべてを頼ることなく、子どもに説明する際のツールとして使用するように工夫した。平成17年度は、看護師用の使用マニュアルを作成し、臨床での試用に向けて研究をすすめていく予定である。1.CAIにおける医学的知識の検討:CAIに記載した治療や生活に関する情報に関して、小児がんの子どもを専門に治療している医師に、情報内容に関して妥当であるか否かの確認をし、子どもに説明する内容として問題ないと返答を得た。医師より、看護師が用いることを考えた場合には、看護師の経験に関わらず正しい知識を子どもに与えることが出来るように、詳細な内容に関する説明が必要、と意見された。そこで、個々の項目に関する詳細な知識に関して看護師用のマニュアルに加筆することとした。2.CAIを使用する子どもの年齢の検討:CAIを使用する対象者の子どもの年齢に関して、発達理論や学習理論をもとに検討した。(1)病気や治療のことを自分のこととして捉えられる、(2)繰り返して行われる治療の経験において、過去の経験を次の治療にいかすことが可能である、(3)パーソナルコンピューターを自分で操作できる、という3つの条件を満たす10歳以上に決定した。さらに、2名の小学校教諭にCAIで用いている表現が、10歳以上の子どもに理解可能であるか検討してもらい、使用する漢字や用語を修正した。3.看護師への使用マニュアルの作成:CAIを臨床で使用しやすくするためと看護師の経験による援助の差を減少させることを目的としてマニュアルを作成した。マニュアルにはCAIの使用方法やタイミングに加えて各画面の内容と口頭で追加する情報や、子どもの反応に対する必要な援助の方向性などを記載した。各協力施設に1台ずつノート型パーソナルコンピュータとプリンター、援助に必要な物品を準備するとともに、臨床での試用にむけて倫理審査委員会に計画書を提出した。