hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血液流動性維持に重要な血管内皮ヘパリン様抗血栓性物質の分子病態解析

血管壁には、この血管側因子のひとつであるアンチトロンビンIIIコファクター活性を持つヘパリン様物質(ヘパラン硫酸プロテオグリカン:HSPG)が局在し血液の流動性を保つ一役を担っていると考えられている。我々は、すでに昨年度この血液流動性維持に重要な血管内皮ヘパラン硫酸プロテオグリカン(Ryudocan)のヒト分子コア蛋白cDNAのクローニングの成功を報告している。今回、ヒトRyudocanコア蛋白cDNAのコードするアミノ酸配列をもとにした合成ペプチドを用いてヒト分子に対する特異抗体を作製した。これを組織免疫学的な本分子存在様式の検索に応用したところ、脱盤絨毛トロホブラスト、新生血管内皮に発現が見られたものの、当初予想された正常な血管内皮での顕著な発現は認められなかった。また、大動脈粥状硬化巣においても血管内皮にはあまり発現されておらず、むしろ粥状部問質での明らかな染色が認められた。ヘパラン硫酸プロテオグリカンは動脈内膜肥厚硬化の原因のひとつである血管平滑筋細胞の増殖抑制作用、あるいはbFGFのレセプター補助作用などをもつ多機能分子として注目されており、血管あるいは組織障害部での修復過程に何らかの重要な働きを果たしていること推測された。一方、この特異抗体を用いてヒトRyudocan分子の測定系(Inhibition radioimmuno-assay法)を作成し、ヒト血管内皮様細胞(EAhy)培養上清でのRyudocan濃度の経時的測定を行ったところ、培養7日目に最高値200pg/mlとなった。今後、より簡便かつ精度のよいELISA系開発を試み、各種血管障害時の臨床検体での検討を通して本分子動態とその病態との関連の解析し、Ryudocanの多機能分子としての内皮細胞機能における役割解析を進めて行く予定である。
周術期における歯科介入効果の検討

消化器領域等の悪性腫瘍の外科療法受診患者を対象に,周術期の口腔内管理を予知性高く効率的に推進する目的で,これら対象患者の口腔内の実態調査を行った.また,食道癌患者の術後回復と経口栄養摂取との関連について,症例報告を行った.さらに,周術期管理医療における歯科介入のあり方を議論する機会として,「第2回周術期等高度医療を支える歯科医療を具体的に考えるシンポジウム」を平成26年1月26日に開催し,全国の周術期口腔機能管理の実務者と議論し最新の情報発信を行うとともに,周術期等の口腔内管理の新規開発ならびに介入を推進し,その効果の検証をさらに進めるための意見交換を行った.消化器領域等の悪性腫瘍の外科療法受診患者を対象に,周術期の口腔内管理を予知性高く効率的に推進する目的で,これら対象患者の口腔内の実態調査を行った.また,食道癌患者の術後回復と経口栄養摂取との関連について,症例報告を行った.さらに,周術期管理医療における歯科介入のあり方を議論する機会として,「第2回周術期等高度医療を支える歯科医療を具体的に考えるシンポジウム」を平成26年1月26日に開催し,全国の周術期口腔機能管理の実務者と議論し最新の情報発信を行うとともに,周術期等の口腔内管理の新規開発ならびに介入を推進し,その効果の検証をさらに進めるための意見交換を行った.周術期管理医療における歯科的アプローチが必要とされて久しいが,その詳細な治療効果は未だ検討されていない。曽我らの研究によると,超急性期病院の歯科初診患者の15%程度は医科系診療科等からの院内紹介患者であった。これは,超急性期病院における歯科的ニーズの高さを示しているといえる。そのため我々は,第一に周術期患者の口腔内の特徴を明らかにすることを目的として,消化器領域等の手術患者を対象とした口腔内の実態調査を開始した。本研究は,岡山大学疫学研究倫理審査委員会の承認を得て実施した。まず予備調査として,73名の食道癌患者を対象とした診療録ベースの調査を行った。すなわち,厚生労働省平成23年度歯科疾患実態調査の調査項目に準じて口腔環境の実態調査(残存歯数とその状態等)を後向きに行い,その結果を全国調査と比較検討した。その結果,性差,年齢階層別患者分布を考慮しない予備的な検討においては,食道癌手術患者では現在歯が有意に少なく(Welch's t test, p=0.151),処置歯が有意に少ない(student t test, p=0.00047)一方,喪失歯は有意に多かった(student t test, p=0.005)。今後は,調査対象を拡大し,疾患別に周術期患者の口腔内を把握するとともに栄養摂取経路を検討する予定である。また,患者の経口摂取能力の測定に備え,専門医からその測定術式に関して指導を受けた。すなわち,評価者間の評価能力の均質化を図ると共に,その評価者間の信頼性についてもあらかじめキャリブレーションを行い,評価者の内視鏡操作の技術的向上ならびに評価者間の評価能力の向上が得られた。加えて,周術期における早期の経口摂取を目的とした機能回復療法の実践例として,食道がん周術期において歯牙欠損部の機能回復を行い,栄養改善を行った症例について学会での報告を行うとともに誌上発表した。周術期管理医療における歯科的アプローチの必要性が提唱されて久しいが,その詳細な治療効果は未だ検討されていない。そこで本申請では,周術期における口腔内管理方法の新規開発ならびに介入効果の検証を目的に,その予備調査として消化器領域等の悪性腫瘍の手術対象患者の口腔内の実態を明らかにした。調査の結果,岡山大学病院食道癌患者は全国調査結果と比較して,現在歯および処置歯が有意に少なく,喪失歯が有意に多いことが明らかとなった。同時に,食道癌の危険因子である飲酒・喫煙といった生活習慣は歯周病の危険因子でもあり,危険因子を同一とすることが理由として考えられた。現在,昭和大学と多施設共同研究を行い,更なるデータの収集を行っている。さらに,食道癌術後回復期において体重増加みられなくなった時期に義歯を装着し,経口栄養摂取の促進が可能となった症例を経験した。そのため,体重回復が咬合支持回復と時期を同じくして起こったことから,早期の咬合支持回復の重要性について誌上報告を行った。本申請研究より得られた知見を広く発信することを目的とし,周術期管理医療等における歯科介入のあり方を議論するシンポジウム(第2回周術期の高度医療を支える歯科医療を具体的に考えるシンポジウム,2014年1月26日岡山,セッションタイトル:東北大学病院での支持療法における歯科の役割,新潟大学医歯学総合病院のがん口腔管理)を開催した。開催したシンポジウムでは,全国の周術期口腔機能管理の実務者と情報交換を行うとともに,周術期等の口腔内管理の開発及び介入を推進し,その効果の検証をさらに進めるための議論を行い,知識共有を深めた。予備調査に時間を要しやや遅れている。しかしながらこの予備調査の結果は,本調査を施行する上で非常に重要な示唆を我々に与えることとなるため,この予備調査の統計解析は十分時間を費やすに値する研究進捗といえる。すなわち,予備調査結果から,本調査施行時に調査を行うpredictorを選出し,同時にそれらがsealing effectを有しないような,またoutcome dataのdistributionが正規分布に近似するような評価基準の設定といった臨床研究を行う上で,あらかじめ決定しておかなければならない研究計画法立案に関する貴重な資料となるためである。

今後は,上記の予備調査の結果をもとに,本調査の研究計画の立案,outcome dataの測定系の設定を行い,本学疫学倫理委員会への申請,承認後に速やかに本調査を行う予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまで周術期医療の一環として歯科部門を受診した患者が受けた歯科的アプローチ(口腔内のプラークフリー療法,根尖病巣を有する歯の根管治療,重度の歯周病により支持骨が喪失した歯の抜歯,早期の咬合支持領域の回復を目的とした周術期での欠損補綴療法の施行)について詳細な調査を行い,周術期管理医療において歯科的アプローチのいずれの療法が,より術後回復に有効であるか検討する。また,周術期管理センターを受診する患者の歯科的診査方法を確立し,データベースを構築する。
キー・コンピテンシーの生涯学習政策指標としての活用可能性に関する調査研究

OECDプロジェクトへの参加国やEC加盟国は、キー・コンピテンシーという共通目標を各国の教育政策に取り入れる際に、どのようなコンピテンシーを重視するかで大きく異なった教育政策を取りつつある。また、デセコ参加国やEC加盟国にかかわらず、各国では、基本的な学力としてのキー・コンピテンシーやあるいは標準学力の形成を目標とする動きが現れる一方、各国独自の学力基礎概念を構築する動きがみられる。どのようなコンピテンシーに重点をおいて各国の教育内容を編成するかという点で、大きな相違点と共通点が生じつつある。イギリスのようにスキルを重視した政策を展開する例もあれば、フィンランドのように考える力を重視する例、ニュージーランドのようにほとんど基本的な概念を踏襲して、小学校から大学、生涯学習までキー・コンピテンシーを育成しようとする例もある。この共通性と相違性への注目の中から、各国の教育成果がどのように変化していくか、教育内容の標準化と差異化が今後の研究課題となる。平成19年度は次の調査研究を行った。(1)調査研究の開始年度には、各国際機関の共同研究者と連絡をとりあいながら、海外調査にあたって、調査対象国の研究協力者の紹介等、次の作業を行い、各国の研究者の人材データベースの作成作業を行った。(2)研究会議を年2回行い、下記の面接項目について、事前準備と内容の検討を行い、さらに、調査結果の報告と討議を行った。(3)OECDによる各国資料の分析:これまでに行われたPISA、ALLS,TALS等の調査結果を分析し、調査研究チームの知識の共有化を図った。(5)海外調査として、開始年度は、英国、仏、ベルギー、デンマーク、イタリア、ECの調査を実施した。(6)面接調査の概要i)調査対象:各国の学校教育、成人教育の行政担当者、調査研究機関の研究者、民間教育団体の指導者等を対象とし、下記の点に関する資料を収集した。B:キー・コンピテンシーの活用可能性に関する調査:参加国の場合は、上記各調査との関連で下記について質問。対照国では、類似の学力・能力概念の活用状況について質問。1)長期的な政策への活用2)国際的な政策課題の探求による国内の政策決定への活用3)政策課題とする対象集団の資料収集への活用4)個人的学習や学習成果に影響する教育的、社会的要因の分析への活用6)新しい評価法の開発や調査技術の長期的戦略への活用等平成20年度は次の調査研究を行った。(1)調査研究の第二次年度には、各国際機関の共同研究者と連絡をとりあいながら、海外調査にあたって、調査対象国の研究協力者の紹介等、各国の研究者の人材データベースの補充作業を行った。(2)研究会議を1回行い、下記の面接項目について、事前準備と内容の検討を行い、さらに、調査結果の報告と討議を行った。(3)OECDによる各国資料の分析:これまでに行われたPISA、ALLS, IALS等の調査結果を分析し、調査研究チームの知識の共有化を図った。(5)海外調査として、第二次年度は、英国(キー・コンピテンシーに関する国際会議へ参加)、アメリカ合衆国、中国、韓国の調査を実施した。また、OECDの専門家を招聘し、キー・コンピテンシーと資格社会や学習成果の評価に関するセミナーを実施した。1)長期的な政策への活用2)国際的な政策課題の探求による国内の政策決定への活用3)政策課題とする対象集団の資料収集への活用4)個人的学習や学習成果に影響する教育的、社会的要因の分析への活用6)新しい評価法の開発や調査技術の長期的戦略への活用等平成21年度は次の調査研究を行った。(1)調査研究の最終年度には、各国際機関の共同研究者と連絡をとりあいながら、海外調査にあたって、調査対象国の研究協力者の紹介等、各国の研究者の人材データベースの補充作業を行った。(2)研究会議は予算の関係上、メールでの交換を中心として行った。(3)ユネスコの国際成人教育会議をきっかけとして、まとめられたアジア地域におけるリテラシーの定義と調査状況の分析を行い、その結果を日本社会教育学会で発表した。

また、同国際会議のブラジル大会に参加して、各国におけるキー・コンピテンシーとしてのリテラシーへの取り組み状況の今後の施策について調査するとともに、カナダ、ユネスコ統計研究所の資料を得ることができた。(4)海外調査として、当該年度は、上記のブラジル会議への参加を行った。同会議で、OECDの専門家、ユネスコのキー・コンピテンシーに関する資料収集を行った。(5)最終年度として、報告書の作成を行った。同報告書は、科研費の報告書として刊行するとともに、『キー・コンピテンシーの展開』(仮題)として、2010年度内に出版の予定である。(6)今後の研究課題:ECにおける「キー・コンピテンシー」の提言のまとめが2010年度に行われる予定であり、その結果についても本研究の調査研究成果の普及にあわせて発表していく予定である。
協調学習と作問学習とブレンディッドラーニングを融合させたSNS型学習支援システム

本研究では、「協調学習・作問学習・ブレンディッドラーニング」を組み合わせた学習方法の有効性を明らかにするため、「利用者による問題の作成、編集、削除機能」「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」「問題作成数に応じた受験回数制限機能」という特徴を有する学習支援システムを開発した。「意欲」の観点では有効性を示せたが、「効率」と「理解度」の観点では一部有効性を示せなかった。本研究のベースとなるSBTシステムの要件として、「利用者による問題(質問文、解答、解説)の作成、編集、削除機能」「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」「問題作成数に応じた受験回数制限機能」「質問文、解答、解説のそれぞれについて、作成者以外による評価やコメント機能」を定義した。この定義に基づき、使用するサーバのスペックやプログラム言語、データベースフォーマットなどの仕様を策定し、SBTシステムの開発に着手した。現時点では、要件定義の「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」が実装できている。研究成果を公開するためのWebサーバも準備した。研究の遅れを取り戻すことを目的に、システム開発、問題作成、講義などの作業を行ってもらえる協力者との関係を新たに構築した。SBTシステムで取り扱う問題データの基礎資料となる医療情報の用語集も、研究協力者と合同で作成した。この用語集に基づき、仕様に合った問題データおよび解説を作成中である。作成途中の問題データを使用してSBTシステムのテスト運用を行い、発見された不具合を随時改善している。研究協力者との関係構築、医療情報分野の最新情報の反映、現場のニーズ集めを目的に、医療情報関連学会にも参加した。本研究に生かせると考え、学会認定資格の技術者育成プログラム作成や資格試験の企画運営にも携わった。この経験もSBTシステムに随時反映させている。本研究のベースとなるSBTシステムについて、「利用者による問題(質問文、解答、解説)の作成、編集、削除機能」「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」「問題作成数に応じた受験回数制限機能」を実装し、レンタルしているWebサーバで問題なく動作することを確認した。構築したSBTシステムの有効性を評価するため、基本情報技術者試験の過去問題を元に問題データ(質問文と解答)を作成し、予備実験という位置付けで研究室の学生6人に作問と受験を繰り返し行ってもらい、アンケートに回答してもらった。アンケート結果から、本システムが学習に有効であることが示唆された。SBTを開発する過程で見つかった課題への対応として、当初計画には無かった機能を二つ追加し、検証方法を一つ追加した。機能の一つ目として、協力機関に利用してもらうにあたり、アカウント管理の問題が生じたため、認証方法にGoogleAPIを用いることとした。機能の二つ目として、投稿された問題のカテゴリが偏らないようにし、誤ったカテゴリで問題が投稿されないようにするため、自動カテゴリ分類機能を開発した。二つ目の機能については、稼働中のSBTシステムへの導入が間に合わなかったため、次年度に導入予定である。検証方法として、当初はPCだけを想定していたが、実際の利用ではスマートフォンやタブレットが使われる可能性が高いことから、これらの端末でも利用できるデザインとし、検証を実施した。また、問題や解説に静止画や動画も必要であることがわかり、これらに対応する機能開発に着手した。これら研究の成果について、医療情報学連合大会および日大理工学術講演会にて報告を行った。本研究のベースとなるSBTシステムについて、ある程度の機能を実装し、有効性を検証することも出来たが、当初計画に無かった機能追加を優先したため、「質問文、解答、解説のそれぞれについて、作成者以外による評価やコメント機能」が未だ実装できていない。また、「SBTを用いた遠隔地の利用者による自己学習」および「SBTを用いたブレンディッドラーニング形式での授業や研修」も実施できていない。これらについては、次年度対応予定である。構築したSBTシステムの有効性を評価するため、「JSTQB認定テスト技術者資格Foundation Level試験」を対象に「SBTを用いたブレンディッドラーニング形式での授業や研修」を行った。具体的には、被験者にテキストを用いて自己学習してもらった後、SBTを用いた模擬試験受検と受検結果を基にした解説を一週間ごとに3回行い、本番を想定した紙ベースの模擬試験を実施した後、実際に資格試験を受検してもらい、アンケートを実施した。模擬試験、資格試験、アンケート結果より、本システムが学習に有効であることが示唆された。SBTを開発する過程で見つかった課題への対応として、当初計画には無かった「名詞誤り検出機能」と「模擬試験結果の記録機能」と「公的な資格試験を用いた検証」を追加した。「名詞誤り検出機能」を追加した理由は、投稿問題が誤っていると、受験者が誤った知識を習得したり混乱したりすることが考えられるためである。「模擬試験結果の記録機能」を追加した理由は、受験結果を用いて講義の内容を決めるためには、出題された問題や受験者の解答などを確認する必要があるためである。「公的な資格試験を用いた検証」を追加した理由は、標準学習時間と合格率が公開されている公的な資格試験を対象として、被験者がSBTシステムを用いて学習した後に資格試験を受検し、合格率を指標とすることで客観的な優位性を示せると考えたためである。これら研究の成果について、電子情報通信学会ソサイエティ大会にて報告を行った。

本研究のベースとなるSBTシステムの有効性を検証することを優先したため、「質問文、解答、解説のそれぞれについて、作成者以外による評価やコメント機能」が未だ実装できておらず、別途開発した「自動カテゴリ分類機能」と「名詞誤り検出機能」がSBTシステムに導入できていない。また、「SBTを用いた遠隔地の利用者による自己学習」も実施できていない。有効性の検証にあたり、被験者数が少ないのではないかという指摘もあった。これらについては、次年度対応予定である。本研究では、「協調学習・作問学習・ブレンディッドラーニング」を組み合わせた学習方法の有効性を明らかにするため、「利用者による問題(質問文、解答、解説)の作成、編集、削除機能」「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」「問題作成数に応じた受験回数制限機能」という特徴を有する学習支援システム(以降、Social Based Training:SBTとする)を開発し、「SBTを用いた自己学習」と「SBTを用いたブレンディッドラーニング形式での授業や研修」の観点で評価を行った。「SBTを用いた自己学習」の評価では、被験者に「情報セキュリティ基礎」の授業内でSBTを利用してもらい、アンケートと筆記試験を実施した。アンケートによる主観的評価ではシェッフェの一対比較法(中谷の変法)を用いたところ、有効な学習方法であることが示された。筆記試験による客観的評価では自己学習前後で試験を実施したところ、試験結果に有意差はみられず有効な学習方法であることを示せなかった。「SBTを用いたブレンディッドラーニング形式での授業や研修」の評価では「医療情報基礎知識検定試験」と「基本情報技術者試験」を題材として、対面授業とeラーニングを併用したブレンディッドラーニングをおこない、資格試験を受検してもらった上でアンケートを実施した。「医療情報基礎知識検定試験」では試験結果とアンケート結果より、「意欲的になれるか」と「理解を深められるか」の視点では有効性を示せたが、「効率的か」の視点では有効性を示せなかった。「基本情報技術者試験」では試験結果とアンケート結果より、「意欲的になれるか」と「効率的か」の視点では有効性を示せたが、「理解を深められるか」の視点では有効性を示せなかった。本研究の目的は一部達成できなかったものの、副次的な成果として公的な資格試験を用いた評価手法を確立できた。本研究では、「協調学習・作問学習・ブレンディッドラーニング」を組み合わせた学習方法の有効性を明らかにするため、「利用者による問題の作成、編集、削除機能」「作成された問題をランダムに組み合わせて試験形式で出題する機能」「問題作成数に応じた受験回数制限機能」という特徴を有する学習支援システムを開発した。「意欲」の観点では有効性を示せたが、「効率」と「理解度」の観点では一部有効性を示せなかった。SBTの問題作成にあたり、根拠資料となる用語集の作成が必要不可欠であると考え、用語集の作成に着手した。根拠資料が誤っていると、作成される問題も誤ったものになってしまうため、出来るだけ誤りのない用語集を目指して各専門家の協力を仰いだため、予定以上に時間がかかってしまった。
分散電源を支える二酸化炭素回収式石ガス化MHD発電機の高性能化に関する研究

二酸化炭素を液化回収し、MHD発電機出口での温度はなおかなり高いため、その高温エネルギーを利用して、石炭をガス化するMHD発電システムの改良を提案し、酸素製造電力、二酸化炭素の液化電力を考慮しても、発電効率55%(高位発熱量基準)の可能性を示すことができた。石炭をエネルギー源とする発電システムで二酸化炭素を液化回収してもこのように高い発電効率を達成することは他の技術では非常に困難であり、重要な成果である。(1)地球環境問題を解決する一つの手段としての分散電源を支える高効率大規模集中電源としての二酸化炭素回収方式高性能MHD発電機を実現するために、二酸化炭素回収をめざしたMHD発電機内衝撃波、電流集中アーク現象・電極間短絡現象などの解明、および電磁界と流体との相互作用による2次流れの解明が第一の研究目的であ。MHD発電機動作解析用3次元コードを開発し、宇宙応用円形断面ホール形MHD発電機の3次元解析を世界でもはじめて実行し、磁束密度が大きく減少する発電機入口、出口付近での円形断面内において過電流が誘起される現象を発見した。この現象は従来、矩形断面MHD発電機では発見されていない現象である。(2)10mを越える大規模高性能MHD発電機の設計、およびその動作特性を2、3次元解析により解明し、弱電離プラズマの振る舞いを解明すると共に、3次元解析結果を1次元設計コード改良に利用することが2の研究目的である。設計したファラデー形MHD発電機を用いると、酸素造電力、二酸化炭素液化回収電力を考慮しても、50%(高位発熱量基準:ガスタービン、燃料電池の場合は通常低位発熱量基準が用いられ、効率は非常に高く見積もられる)以上-65%程度が可能であることを見いだした。設計したファラデー形MHD発電機は、入口正方形の一辺は17.9cm、出口の一辺は67.6cmであり、非常にコンパクトな発電機が設計できることを示した。12mもの長いMHD発電機の3次元解析は非常に困難であり、現在実行中である。電極短絡が生じた場合には境界層剥離の発生が示されており、今後の詳細な検討が必要である。また、予備的な2、3次元解析は設計コードで仮定した電極近傍の損失が不十分であることを示しており、設計コードの改良の見通しを与えている。(1)地球環境問題を解決する一つの手段としての分散電源を支える高効率大規模集中電源としての二酸化炭素回収方式高性能MHD発電所を実現するために、二酸化炭素回収をめざしたMHD発電機内衝撃波、電流集中アーク現象・電極間短絡現象などの解明、および電磁界と流体との相互作用による2次流れの解明が第一の研究目的である。一昨年度、昨年度に開発し改良したMHD発電機動作解析用3次元コードを用いて、宇宙応用実規模ダイアゴナル形MHD発電機の3次元解析を世界でもはじめて実行し、設計の改良により、出口付近で誘起されていた大きな渦電流を大幅に削減することができ、電極近傍の電流集中を大幅に減少させることが可能となり、発電機の耐久性向上が期待できる成果が得られた。(2)10mを越える大規模高性能MHD発電機の設計、およびその動作特性を2、3次元解析により解明し、弱電離プラズマの振る舞いを解明すると共に、3次元解析結果を1次元設計コード改良に利用することが第2の研究目的である。昨年度得られた予備的3次元解析結果を考慮して、熱入力1GWの条件で設計したファラデー形MHD発電機は16mとなったが、酸素製造電力、二酸化炭素液化回収電力を考慮しても、55%(高位発熱量基準)の総合発電効率が可能あることを見いだした。16mのMHD発電機上流部分の3次元解析を実行することができ、設計で示した発電性能とほぼ同じ性能が得られることが示された。また、非常に強い3次元的MHD相互作用により、電流が流れる方向には厚い境界層が成長し、電極電圧降下が増大するが、一方、磁場方向には壁近傍で流れのオーバーシュートが発生することが見いだされた。なお、発電機出口部分の3次元解析はなお実行できておらず、非常に強い渦電流が予想されるので、来年度の研究課題である。地球環境問題を解決する一つの手段としての分散電源を支える高効率大規模集中電源としての二酸化炭素回収方式高性能MHD発電機を実現するために、二酸化炭素回収をめざしたMHD発電機内衝撃波、電流集中アーク現象・電極間短絡現象などの解明、および電磁界と流体との相互作用による2次流れの解明がかなり進んだ。このことにより、高性能MHD発電機設計の可能性を示すことができたことは重要な成果である。また、二酸化炭素を液化回収し、MHD発電機出口での温度はなおかなり高いため、その高温エネルギーを利用して、石炭をガス化するシステムの改良を提案し、酸素製造電力、二酸化炭素の液化電力を考慮しても、発電所効率55%(高位発熱量基準)の可能性を示すことができた。石炭をエネルギー源とする発電システムで二酸化炭素を液化回収してもこのように高い発電効率を持つことは他の技術では非常に困難であり、重要な成果である。

さらに、10mを越える大規模高性能MHD発電機の設計し、その動作特性を3次元解析により実行し、弱電離プラズマの振る舞いを解明し、3次元解析結果を1次元設計コードの改良に利用することができた。申請者等が開発した3次元コードは、大規模パルスMHD発電機(出力510MWを記録)の衝撃波、境界層相互作用を世界で初めて再現しており、多数の分割電極を持つ商用MHD発電機の本格的な3次元解析にも着手することができた。また、多数の電極を持つファラデー形MHD発電機に関して、ただ一つの電極近傍の3次元解析を実行し、陽極、陰極における電流集中の様子(アークスポットの振る舞い)、臨界電界以上で運転すると隣接電極間短絡現象が発生することを世界で初めて示した。
ナノ粒子による近接場の局在と増強に関する研究

今年度は以下のような成果を得た。1.ギャップモードの直接観測:今回、分光測定により微粒子と二次元表面の間に生じるギャップモードの振る舞いを直接的にとらえることを試みた。Al表面上にSpacer LayerとしてSiO_2膜をスッパタリングで着け、その上にAg Island粒子を蒸着で配置した。Spacer Layerの膜厚を種々変化させながら、試料の反射吸収スペクトルを測定した結果、Ag Island粒子による表面プラズモン吸収が観測され、粒子がAl表面から遠ざかるにつれ吸収ピークが長波長シフトすることが見いだされた。これは、ギャップモードに関する理論的予測と一致しており、ギャップモードの存在を直接的に示していると言える。2.長距離伝搬モードの励起とラマン散乱の増強の観測:ATR法によって銅フタロシアニン膜に長距離伝搬モードを励起し、ラマン散乱の増強の測定を試みた。ATRスペクトルの鋭い落ち込みと同時にラマン強度が約百倍程度増強されていることが観測された。3."共鳴"フォトントンネリングの観測:フォトンについても、電子と同様な"共鳴"トンネリング現象が存在することを実証した。Al薄膜をSiO_2のスッパタリング膜でサンドイッチした対称な系に、カップリング用及びデカップリング用のプリズムを配置した。ATRスペクトルの鋭い落ち込みに対応した入射角でトンネル光強度の鋭いピークが見られる。この現象は、Al薄膜の長距離伝搬表面プラズモンを介した。フォトンの共鳴トンネリングであると解釈できる。
水痘・帯状疱疹ウィルスの遺伝子分析

水痘帯状庖疹ウイルス(VZV)は急性網膜壊死(ARN)と帯状庖疹という臨床像の異なる疾患の原因ウイルスである。ウイルスの病原性の違いをウイルス遺伝子内に検索するため、今回我々はARNの患者由来VZVと帯状庖疹の患者由来VZVの遺伝子多型性を比較した。対象と方法:対象は1991年10月より1998年1月までの間に、横浜市大眼科を受診し急性網膜壊死と診断され、前房水または硝子体液よりVZV遺伝子が検出された5例、および同皮膚科を1996年6月より同年12月までの間に受診し帯状庖疹と診断された4例である。ARNの患者前房水または硝子体液、帯状庖疹の患者庖疹擦過物よりDNAを抽出後、PCR法でVZV PstI変異領域を含む642bpの遺伝子を増幅した。増幅産物はPstIで切断後、切断部位の欠失を検出した。結果:PstI切断部位を欠失したウイルスの検出率はARNの患者由来VZVで1/5(20%)、帯状庖疹の患者由来VZVで0/4(0%)であった。結論:ARN患者由来VZVと帯状庖疹患者由来VZVでウイルス遺伝子内のPstI変異領域に違いは検出されなかった。今後、ARNの発症原因とされるVZVと帯状庖疹の原因であるVZVとの比較には、部位を変えたさらなる遺伝子解析とあわせて宿主側の発症原因解析の必要性もあると考えられる。
ニッケル触媒を用いた炭素－水素結合直接変換反応の開発と応用

遷移金属触媒を用いた芳香環連結反応は、最も進展が著しい有機合成分野の一つである。従来、鈴木宮浦カップリング反応などの、パラジウム触媒を用いたアリール金属種とハロゲン化アリールとのクロスカップリングがビアリール合成のスタンダードとして頻用されてきた。近年ではこの従来法が抱える、多段階プロセス問題、ハロゲン問題、そして高価な金属触媒の使用といった問題点の解決に向けた、より理想的な方法論の開拓研究が注目されている。本研究では、上記の課題を解決すべく、1)調製に多段階を要するアリール金属種に代わり、その原料である芳香環を直接反応させる、2)ハロゲン化アリールに代わりハロゲンを含まないフェノール誘導体をカップリング剤に用いる、3)高価なパラジウム触媒に代わり、安価なニッケルを金属触媒に用いる、といった3つを同時に満たす新規クロスカップリング反応の開発研究を行った。その結果、新たなニッケル触媒を用いることで、オキサゾールやチアゾールのC-H結合とフェノール誘導体のC-O結合を切断し、連結させるC-H/C-Oカップリングの開発に成功した。反応開発にとどまらず、様々な生物活性物質の迅速合成へと応用展開することができた。さらに、反応中間体の単離、速度論実験などの実験化学と、量子化学計算が連動した機構解明研究を行い、触媒サイクルと新たなニッケル触媒の反応性を明らかにすることにも成功した。これらの研究で得た機構的知見をもとに、反応条件の再検討へとフィードバックすることで、エノール誘導体を用いたアゾールの直接アルケニル化や、イミダゾールとフェノール誘導体とのC-H/C-Oカップリング反応の開発へと展開することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。遷移金属触媒を用いた芳香環の連結反応は、近年で最も進展してきた有機化学分野の一つである。従来法ではPd触媒を用いて、金属アレーンとハロアレーンとのクロスカップリングを用いてビアリールを合成してきた。近年、ビアリール合成の工程数削減、環境調和、そして反応コストの面から、従来法を改良しようとする潮流が見られる。すなわち、1)高価なPd触媒に代わり、安価な遷移金属触媒を用いる、2)調製に多段階を要する金属アレーンに代わり、その原料である芳香環を直接反応させる、そして、3)ハロゲン化物を排出しないフェノール誘導体を用いることを指向した研究が加速している。当研究室では2012年に上記の1)から3)を全て満たす初の反応例である、Ni触媒を用いた1,3-アゾール類とフェノール誘導体(アリールピバレートなど)とのC-H/C-Oカップリングを報告した。Niに併せ用いる配位子が極めて重要であり、1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、dcypeを用いた場合にのみ本反応は進行する。この配位子の効果の解明を指向し、本反応の機構解明研究に取り組んだ。その結果、反応中間体である、c-o結合がNiに酸化的付加した錯体の合成に世界で初めて成功した。この錯体を用いた当量反応、さらに速度論実験により、反応機構とその律速段階を明らかにした。一連の機構解明研究から、dcypeの効果として、c-o結合酸化的付加の促進と、生成したAr-Ni^<II>-OPivの安定化に大きく寄与している事が示唆された。機構解明研究と並行して、C-H/C-Oビアリールカップリングがアルケニル化へと展開できる事を明らかにした。すなわち、上記のビアリールカップリングと同Ni触媒を適用すると、1,3-アゾールとエノール誘導体とのC-H/C-Oアルケニル化が進行する事がわかった。さらに、本反応を用いて天然有機化合物siphonazole Bの迅速合成を達成し、合成化学的有用性を実証した。Niに併せ用いる配位子が重要であり、1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、dcypeを用いた場合にのみ本反応は進行する。これまでに、想定中間体の単離、それを用いた錯体実験や、速度論実験により、この配位子のC-O結合切断ステップにおける重要な知見を得ることに成功している。その一方でC-H結合の切断機構については未だ不透明な点が多かった。そこで、C-H結合変換段階を明らかにすべく、理論計算の手法を用いた研究を行った。その結果、反応に用いているCs2CO3が酸化的付加後の中間体とCs-Niクラスターを形成することがC-H変換段階において鍵であることを明らかにした。

具体的にはCs-Niクラスター中間体のCsにアゾールが配位しながらNi中心に接近し、C-H結合メタセシス機構を経てアゾールがニッケル化されて反応が進行することを明らかにした。遷移金属触媒を用いた芳香環連結反応は、最も進展が著しい有機合成分野の一つである。従来、鈴木宮浦カップリング反応などの、パラジウム触媒を用いたアリール金属種とハロゲン化アリールとのクロスカップリングがビアリール合成のスタンダードとして頻用されてきた。近年ではこの従来法が抱える、多段階プロセス問題、ハロゲン問題、そして高価な金属触媒の使用といった問題点の解決に向けた、より理想的な方法論の開拓研究が注目されている。本研究では、上記の課題を解決すべく、1)調製に多段階を要するアリール金属種に代わり、その原料である芳香環を直接反応させる、2)ハロゲン化アリールに代わりハロゲンを含まないフェノール誘導体をカップリング剤に用いる、3)高価なパラジウム触媒に代わり、安価なニッケルを金属触媒に用いる、といった3つを同時に満たす新規クロスカップリング反応の開発研究を行った。その結果、新たなニッケル触媒を用いることで、オキサゾールやチアゾールのC-H結合とフェノール誘導体のC-O結合を切断し、連結させるC-H/C-Oカップリングの開発に成功した。反応開発にとどまらず、様々な生物活性物質の迅速合成へと応用展開することができた。さらに、反応中間体の単離、速度論実験などの実験化学と、量子化学計算が連動した機構解明研究を行い、触媒サイクルと新たなニッケル触媒の反応性を明らかにすることにも成功した。これらの研究で得た機構的知見をもとに、反応条件の再検討へとフィードバックすることで、エノール誘導体を用いたアゾールの直接アルケニル化や、イミダゾールとフェノール誘導体とのC-H/C-Oカップリング反応の開発へと展開することができた。本申請者が見出していたNi触媒によるアゾールとフェノール誘導体とのC-H/C-Oカップリング反応の機構解明研究を継続して行った。前年度においてC-O結合切断段階を明らかにし、今年度はC-H結合切断段階を明らかにすることに成功した。本研究から、塩基とNi触媒がクラスター形成することでC-H結合切断反応が促進されるという新しい知見を得ており、Ni触媒反応に限らず他の金属触媒反応においてもインパクトのある成果であると考えられる。今後の新たな触媒反応開発における触媒デザインの助力となりうる成果を得たことから、満足な進展があったと言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究のゴールは、Ni触媒を用いたC-H/C-Oカップリングの更なる展開をすることである。これまでに本反応の機構解明研究を錯体実験、速度論実験などの実験的アプローチに加え、理論計算化学の手法を用いて行い、反応における二つの結合切断段階の機構を明らかにしてきた。今後の本研究の課題としては、現状オキサゾール、チアゾールに限られている基質適用範囲を他のヘテロ芳香環に拡げることである。これまで行ってきた機構解明研究で得た知見をもとに条件を検討し、配位子の構造的チューニングなどを行っていく。本申請者が見出していたNi触媒によるアゾールとフェノール誘導体とのC-H/C-O心カップリング反応の機構解明研究を行った。反応の中間体であるC-O結合がNiに酸化的付加した錯体の合成に世界で初めて成功しただけでなく、速度論研究も併せて行い、反応機構とその律速段階を明らかにした。
大地震時における建物機能維持を目指した既存杭基礎への耐震補強法の開発

本研究では建物の機能継続の性能を確保するために、耐震性の低い既存杭基礎を対象として、耐震診断法とモニタリング手法、および効果的な補強手法を提案するための基盤となる実験データを収集し、次の成果を得た。1)地盤ー建物連成系の一体解析と構造実験により、地震時における杭頭接合部の耐震性能と損傷過程を明らかにした、2)杭の原位置水平載荷実験により杭周地盤抵抗に対する地盤改良の影響を評価した、3)既存杭基礎建物に適用する杭頭絶縁基礎の有効性を模型振動実験により示した。本研究課題では、大地震に対する耐震性能が確保されていない既存の杭基礎建物に着目し、その耐震性能の向上を目指して、精度の高い耐震診断法の確立と、地盤改良を利用することにより地震に対して建物の安全性と機能維持性を向上させる耐震改修工法の提案を目的としている。今年度については上記目的の端緒として、杭周囲地盤への地盤改良工法(以下、地盤改良併用杭基礎工法)の有効性を確認するために、小型振動台を用いた地盤改良併用杭基礎建物模型の振動台実験を実施した。実験は大阪大学所有の小型振動台を用いて実施した。本実験では地盤材料には乾燥した豊浦砂を用い、杭基礎建物模型は4層の上部構造をアクリル製の杭で支持する構造としている。実験ケースとしては、改良地盤がないケースと杭周の改良地盤があるケースの2つの実験を比較して、改良地盤が杭基礎建物の地震応答に及ぼす影響を分析している。また、対象とする地震波は、設計でよく用いられる告示波(Lv.2)に加えて、杭基礎の被害が多くみられた兵庫県南部地震波としている。実験結果としては、杭に作用する応力として曲げモーメントと、上部構造物に作用する外力として加速度を計測し、上部構造の加速度を用いて杭頭地盤ばねの同定を試みた。得られた知見を以下に示す。・杭周に地盤改良を適用することにより、地震時に生じる杭の曲げモーメントを低減させることができ、入力地震動が増大しても改良地盤の効果が認められる。一方、本実験においては、改良地盤が上部構造の加速度応答および杭頭に作用するせん断力に及ぼす影響は小さい。・等価線形の杭頭水平ばねを用いたスウェイモデルにより、実験における杭頭水平ばねの剛性と減衰係数を推定した。その結果、小さな入力から大きな入力地震動に至るまで、杭周の改良地盤によって杭頭水平ばねの剛性と減衰係数が増大することを明らかにした。今年度は主として、次の2つの課題を実施した。1杭周囲地盤への地盤改良工法(以下、地盤改良併用杭基礎工法)の確立のため、杭周囲に地盤改良を設置した羽根つき鋼管杭の原位置水平載荷実験に対してシミュレーション解析を実施し、地盤改良が杭の水平抵抗に及ぼす影響について分析し、解析のモデル化手法について検討した。東大阪市の原地盤にφ190.7mmの羽根つき鋼管杭を設置し、その周囲1mの範囲を地盤改良した杭基礎に対して水平方向に載荷した実験に対して、汎用の非線形3D-FEM解析ソフトを用いてシミュレーションし、杭周地盤に地盤改良を施すことによって地盤反力係数が増大することを確認し、杭変位の増大による地盤反力係数の変化性状を明らかにした。さらに、地盤反力係数を精度よく算出できれば、Winkler型梁ばねモデルを用いても実験を評価できることを示した。2地盤改良併用杭基礎工法の対象となりうる耐震性能の高くない杭基礎建物の耐震性能の明確化を目的として、兵庫県南部地震で被害を受けた旧耐震基準で設計された建物を対象として、外柱ー杭ー基礎梁接合部の部分架構の静的載荷実験を実施した。実験では、被害建物をベースとした基本ケースに加えて、パイルキャップのサイズを大きくして現行設計の仕様としたケース、柱・基礎梁に壁が取り付いたケースを実施し、損傷メカニズムの変化の定性的傾向を分析した。その結果、被害事例でみられたパイルキャップの損傷は、実験では認められず、主たる損傷は基礎梁に集中した。被害対象建物の損傷状況を模擬できなかった原因の解明が今後の重要な課題である。本研究課題では、大地震に対する耐震性能が確保されていない既存の杭基礎建物に着目し、杭基礎の耐震性能向上を目指して、精度の高い耐震診断法の確立と、地盤改良を利用することにより地震に対して建物の安全性と機能維持性を向上させる耐震改修工法の提案を目的としている。1杭周囲地盤への地盤改良工法(以下、地盤改良併用杭基礎工法)の設計法を構築するため、杭周囲に地盤改良を設置した羽根つき鋼管杭の原位置水平載荷実験に対してシミュレーション解析を実施し、地盤改良が杭の水平抵抗に及ぼす影響について分析し、解析のモデル化手法について検討した。さらに、3D-FEMから地盤反力係数を評価する手法について検討し、砂質土および粘性土のそれぞれに対するFEMモデル化方法と評価方法を提案した。

2既存の実大建物の杭基礎に対する耐震性能の明確化を目的として実施した外柱ー杭ー基礎梁接合部の部分架構の静的載荷実験の結果を参照して、杭基礎と上部構造の一体モデルに対する静的荷重増分解析を実施し、実大建物の限界状態を把握した。さらに、実大建物の周囲に地盤改良併用杭基礎を設置した場合に、既存の杭基礎の水平抵抗力がどのくらい増大するかを評価し、地盤改良併用杭基礎工法の効果を把握した。本研究課題では目的達成のために、次に示す課題について取り組むことを計画している。A)動的相互作用を考慮した地震応答解析による既存杭基礎建物の耐震性能評価B)地盤改良を適用した杭基礎建物の模型振動実験C)杭周囲地盤に地盤改良を適用した杭の原位置水平載荷実験および解析D)既存杭基礎の保有性能を把握するための静的載荷実験E)常時微動測定結果に基づいた杭基礎建物の健全性評価手法の構築F)地盤改良を適用した実大建物の地震応答解析このうち、H27年度では、課題C)、F)を実施した。課題C)については、提案する地盤改良併用杭基礎を実際に設計する際に必要となる解析モデルの構築を目的として、原位置での地盤改良併用杭基礎に対する水平載荷実験のシミュレーションを実施し、実験を評価できることを明らかにした上で、設計でよく用いられるWinkler型梁ばねモデルのモデル化手法を提案しており、目標を達成できていると言える。課題F)については、既存の実大建物に対して地盤改良併用杭基礎を適用した場合の有効性を実験および解析により評価しており、目標を達成できていると言える。本研究課題では、大地震に対する耐震性能が確保されていない既存の杭基礎建物に着目し、杭基礎の耐震性能向上を目指して、精度の高い耐震診断法の確立と、地盤改良を利用することにより地震に対して建物の安全性と機能維持性を向上させる耐震改修工法の提案を目的としている。今年度は主として、次の2つの課題を実施した。1前年度に引き続き、杭基礎の健全性評価法の構築に資する基礎データの収集のため、構造物ー杭ー地盤連成系の振動解析を実施した。その結果、上部構造物の応答は杭周地盤と杭頭の非線形化の程度によって大きく変化するため、上部構造の地震応答の観測から杭基礎の健全性評価に繋げられる可能性があることを示した。ただし、加速度計による地震観測では局所的な損傷を検知できない可能性があり、異なる方法を検討する必要がある。2杭頭絶縁基礎形式の基礎を採用した構造物の地震応答について、実験的に分析した。この構造は、上部構造と杭を切り離し、基礎版直下の改良地盤と杭の両方で建物を支持する機構であり、今後の開発次第では既存建物にも利用できる可能性を持つものである。結果として、上部構造と杭基礎を絶縁することによって上部構造のロッキング率が大きくなり、上部構造のせん断変形が抑制されること、上部構造を安定的に支持するためには改良地盤を併用することが望ましいが、上部構造から杭への鉛直力の伝達性状については更なる実証研究によりメカニズムを明確にする必要があることを示した。A)動的相互作用を考慮した地震応答解析による既存杭基礎建物の耐震性能評価B)地盤改良を適用した杭基礎建物の模型振動実験C)
各種銀化合物(AgX,X=I,S,Se,Te)超微粒子の作製とその構造および物性

本研究で用いた逆相ミセル法は、界面活性剤を有機溶媒に溶解し、微量の水を添加・分散させることによって、極性基を内側に向けた逆相ミセルを形成し、その内部水相を微小反応場として超微粒子を析出させる方法である。反応場のサイズ(ミセルの大きさ)を、水の添加量と界面活性剤の濃度の比(w=[界面活性剤]/[H_2O])でコントロールすることが可能であり、ミセルサイズはwに比例して大きくなる。逆相ミセルの構造についての知見を得ることは、内部水相内で起こる核生成、結晶生成のプロセスを知ることにつながる。これらは、最終的に得られる超微粒子の物性に大きく関わることから、ミセル構造を解析することは重要である。前年度は、内部水相にAgI超微粒子を内包したw=8の逆相ミセル(溶媒:トルエン-d_8)に関して、温度とミセルの構造の関係を検討した。さらに今年度は、溶媒として、微極性のトルエン(-d_8)に加えて無極性のヘプタン(-d_<16>)を用いた場合に関して、wを変化させて(w=2,4,8,16)中性子小角散乱の測定を行った。その結果、wの値はQ vs. I(Q)カーブの形に影響を与え、wの減少とともにhigh Q側にシフトした。さらに、溶媒にヘプタンを用いて測定を行った場合のカーブの形は、トルエンに関して測定を起こった場合のカーブの形と明らかに異なっており、溶媒の極性がミセルの構造に影響を与えていることがわかった。データの解析の結果、微極性のトルエンを用いたときよりも、無極性のヘプタンをを用いた場合のほうが、ミセルサイズが小さくなり、したがって得られる超微粒子のサイズも小さくなることがわかった。さらに上記の試料の一部に関して、中性子小角散乱測定用の試料と同一バッチでTEM観察用試料を調製し、溶媒の違い及びwの値と粒子径分布の関係を調べた結果、中性子小角散乱の結果を裏付ける結果を得た。AgI超微粒子ミセル溶液のUV測定を行った。w(=[界面活性剤]/[H_2O])の増加とともにミセルサイズが大きくなることから、超微粒子に起因するピーク形状の変化が予想されたが、wとの間に相関が認められなかった。実験に使用した溶媒及び界面活性剤に含まれる水分量を測定したところ無視できない量の水分が含まれており、ミセル調製時に添加する水の量でwを制御できていないことが判明した。溶媒中の水分は脱水処理が可能であったが、吸水性の強い界面活性剤から水分を除去することは困難だった。今後、ミセル調製後に水分量を測定して正確なwを決定することが必要である。超微粒子のXRD測定を行った。遮光して測定したにもかかわらずAg_2Oが検出された。測定後の試料は黒化しており、X線によりAgIが一部分解し、酸化物が生成したと考えられた。このような現象は市販のAgI粉末では観察されず、超微粒子は表面積が大きいためX線に対してsensitiveになっていると考えられた。試料へのダメージがXRDより小さい中性子線回折では、酸化物に対する感度が高いにもかかわらずAg_2Oは検出されず、AgI超微粒子の結晶構造解析には中性子線回折のほうが適していることがわかった。リードベルト解析の結果、w=16ではβ相が25%、γ相が75%であり、室温では超イオン導電相(α相)は観察されなかった。w=8の超微粒子ミセル溶液の中性子線小角散乱を行った。室温ではミセル半径18.6Å、shell厚さ9.5Åとなり、理論式から計算されるミセル半径(18.9A)とよい一致を示した。また温度の上昇によりミセル半径及びshell厚さは減少することがわかった。なお、室温において溶媒及びwを変化させた場合の測定も行い、現在データを解析中である(同一バッチでTEM観察用試料を調製し、溶媒の違い及びwの値と粒子径分布の関係も現在解析中である)。

さらに、溶媒にヘプタンを用いて測定を行った場合のカーブの形は、トルエンに関して測定を起こった場合のカーブの形と明らかに異なっており、溶媒の極性がミセルの構造に影響を与えていることがわかった。データの解析の結果、微極性のトルエンを用いたときよりも、無極性のヘプタンをを用いた場合のほうが、ミセルサイズが小さくなり、したがって得られる超微粒子のサイズも小さくなることがわかった。さらに上記の試料の一部に関して、中性子小角散乱測定用の試料と同一バッチでTEM観察用試料を調製し、溶媒の違い及びwの値と粒子径分布の関係を調べた結果、中性子小角散乱の結果を裏付ける結果を得た。
「ホタテ中腸腺」の焼却処理に関する環境化学的研究

1カドミウム気化挙動の雰囲気依存性ホタテ貝の中腸腺(ウロ)を900°Cで加熱焼却し、(1)焼却灰、(2)焼却管壁析出物、(3)飛灰、(4)排ガス吸収液中のカドミウム量を測定して物質収支を調べた。今年度はカドミウム気化の雰囲気(酸素分圧)依存性をより詳しく検討するために、純酸素中での焼却・分析を行った。カドミウムの気化率は窒素中で約92%、空気中で約57%であったが、酸素が充分に供給される条件下では6%程度まで低下した。このことは、空気中でのカドミウムの気化が、ウロの有機成分が燃焼する際に局所的な酸素不足の雰囲気が形成される結果進行することを示唆していると思われる。今後は表面状態分析などの手法を用いて、カドミウムが気化する際の化学種について検討を行う予定である。2トリメチルアミンの分析ホタテ貝加工残さの腐敗過程で発生するトリメチルアミン(TMA)について、その分解除去に向けた準備実験を行った。すなわち、濃度既知のTMAを含む試料ガスを濃縮後、ガスクロマトグラフ(FTD)に導入することにより、数ppbのTMAを検出できることを確認した。今後は、標準ガスを用いて二酸化チタン光触媒によるTMAの分解挙動を調べ、さらに実際の腐敗過程で発生するTMAについて検討を進める。ホタテ貝の中腸腺(ウロ)を混酸に溶解して分析したところ、湿潤状態のウロ1kg当たり、鉄が466±44mg、銅が15±2.2mg、亜鉛が36±2.8mg、カドミウムが20±3.2mg含まれていた。現在、年5万トン以上排出されるウロのほとんどは焼却処理されているが、比較的沸点の低いカドミウム(766°C)はその過程で気化しているものと考えられる。そこで本研究では、ウロを空気中および窒素中900°Cで加熱焼却したときの(1)焼却灰、(2)焼却管壁析出物、(3)飛灰、および(4)排ガス吸収液中の金属量を調べ、焼却過程における含有重金属の物質収支を検討した。ウロ中に含まれる上記四金属の中で、鉄はほとんど気化せず、空気中で99%が、窒素中で約94%が焼却灰中に残存していた。銅や亜鉛は空気中で約1043%、窒素中で438%気化しており、それらの多くはフィルターに捕集された飛灰中から回収された。カドミウムは最も気化率が高く、空気中では平均約57%、窒素中では実に約92%が気化することがわかった。気化したカドミウムのほとんどは焼却管壁に析出するが、数%程度は飛灰やガス吸収液中からも回収された。カドミウム金属を同条件下で加熱した場合、空気中では酸化のみが進行して気化はほとんど認められないのに対し、窒素中では逆にほぼ100%が気化した。また、空気中でのウロ焼却の際の質量残存率(灰化率)と気化率の間には相関が認められ、灰化率が大きいほど、つまりウロの燃焼が不完全であるほど気化率が高いことがわかった。以上の結果から、ウロの焼却時に進むカドミウムの気化は、有機成分の燃焼の際に部分的に酸素不足の雰囲気が形成されることが原因と考えられる。実際の焼却施設においても、カドミウムの気化を最小限に抑えるためには空気を十分量供給して燃焼を完結させることが重要であると思われる。