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テルライト系ガラスの熱安定性と粘性流動機構

テルライトガラスの粘性挙動とガラス組成との相関を明らかにするために、三元系テルライトガラスのガラス転移(Tg)近傍の粘度を貫入法により測定した。ガラス組成としては、結晶化に対して比較的安定な酸化亜鉛とアルカリ金属酸化物を含有する系を選択し、二酸化テルル濃度、アルカリ金属種及びアルカリ金属酸化物濃度の影響を調査した。xR_2O-(20-x)ZnO-80TeO_2系においてアルカリ金属をLiとした場合とNaとした場合では、粘度の温度依存性のアレーニウス性からのずれの尺度である。フラジリティファクターはアルカリ酸化物含有量に対して全く正反対の挙動を示すことが明らかとなった。さらにその変化は、ケイ酸塩ガラスに見られるような単調な変化ではなく極小極大を示すことが明らかとなった。またxR_2O-(30-x)ZnO-70TeO_2系においては、Li_2Oを含有する系ではLi_2含有量が15mol%で小さな極小を示すのに対してNa_2Oを含有する系ではNa_2O含有量15mol%で大きな極大を示す結果となった。このようにアルカリ金属種および二酸化テルル量によって粘性挙動に大きな違いが生じる原因として以下の原因が考えられる。テルライトガラスは二つの構造ユニットTeO4三方両錘からなりこの構造ユニットの変化が、アルカリ金属種および二酸化テルル含有量によって大きく異なることが考えられる。このことを明確化するため高温ラマンによる構造解析を今後行う予定である。熱安定性の評価として結晶化挙動の速度論的解析を行った。解析には、等温結晶化速度式および非等温結晶加速度式を用いた。ガラス組成としては、析出結晶とガラス組成が等しい20Na_2O80TeO_2ガラスを選んだ。解析の結果結晶は、一定の粒子数で三次元的に成長することが明らかとなった。この結果は析出結晶の直接観察の結果と良い一致を示した。また結晶成長の活性化エネルギーは約300kj/molであり、成長速度から見積もった値とほぼ一致した。テルライトガラスの粘性挙動とガラス組成との相関を明らかにするために、二元系および三元系テルライトガラスのガラス転移(Tg)近傍の粘度を貫入法により測定した。一般的にガラスの粘度は、Tgにおいて10^<12>Pasと言われているが、本研究で検討した全てのガラスにおいて、Tgにおける粘度を見積もったところ10^<10.5>-10^<11>Pasと低いことが明らかとなった。このTgにおける低い粘度はテルライトガラスの大きな特徴といえる。アルカリ金属酸化物を含有する二元系テルライトガラスにおいてアルカリ金属酸化物のイオン半径の増大に伴い粘性流動の活性化エネルギーが低下し、26K_2O80TeO_2ガラスでは447kJ/molとテルライトガラスの中では低い値を示すことが明らかとなった。また、二種類の異種アルカリ金属酸化物を含有する三元系においては混合アルカリ効果によってさらに粘性流動の活性化エネルギーが低くなり、より粘度が温度によって変化しにくくなっていることが示された。特にLi_2OとK_2Oを含むガラスにおいては、その低下が顕著であった。アルカリ金属およびアルカリ土類酸化物を含有する三元系においては、異種カチオンの混合によって、粘度および粘性流動の活性化エネルギーに極小が現れるものではなかった。特にBaOおよびK_2Oからなる三元系では異種カチオンの混合によって粘性流動の活性化エネルギーに極大が現れる結果となった。ガラス組成としては、析出結晶とガラス組成が等しい20Na_2O80TeO_2ガラスを選んだよガラスの自由表面および内部で結晶化は進行しないことが直接観察によって明らかとなった。基板-ガラス界面では、結晶が三次元成長していることが観察され、その結晶成長の活性化エネルギーは、436kJ/molであった。核形成を進行しやすくするため、ガラス表面を研削によって荒らした試料においては、表面結晶化が進行し、結晶が二次元成長していることが確認された。結晶成長の活性化エネルギーは292kJ/molであった。前者との活性化エネルギーの相違は、結晶成長機構の違いが原因と考えられる。

このようにアルカリ金属種および二酸化テルル量によって粘性挙動に大きな違いが生じる原因として以下の原因が考えられる。テルライトガラスは二つの構造ユニットTeO4三方両錘からなりこの構造ユニットの変化が、アルカリ金属種および二酸化テルル含有量によって大きく異なることが考えられる。このことを明確化するため高温ラマンによる構造解析を今後行う予定である。熱安定性の評価として結晶化挙動の速度論的解析を行った。解析には、等温結晶化速度式および非等温結晶加速度式を用いた。ガラス組成としては、析出結晶とガラス組成が等しい20Na_2O80TeO_2ガラスを選んだ。解析の結果結晶は、一定の粒子数で三次元的に成長することが明らかとなった。この結果は析出結晶の直接観察の結果と良い一致を示した。また結晶成長の活性化エネルギーは約300kj/molであり、成長速度から見積もった値とほぼ一致した。
1940-50年代日本における科学と技術の相互関係：思想史的・社会史的探求

両大戦間期の日本における知識人・技術官僚の間での技術に関する論争は、科学と技術の関係性に関する理解を先鋭化した。敗戦後、物理学者の武谷三男は戦時中の代表的見解に異を唱え、技術を客観的法則性の意識的適用であるとした。その単純明快さゆえに人気を博した武谷の定義づけであったが、一方でそれは武谷風の科学主義への道を開くものであったと言える。研究代表者は、武谷の見解を歴史的そして哲学的な視点から見直し、彼の科学主義が拠ってくるところを探究した。それは、客体と主体との媒介を想定しない、単純な反映論であった。これに基づき、様々な武谷の態度も説明できることも明らかにされた。2015年度は、まず、戦時中日本において「日本的科学」や「科学の民族性」についてさかんに論評を行っていた哲学者たち(相川春喜、山田坂仁ら)の見解がいかなる理路にもとづいたものだったかをひもとき、かくのごとき論は彼らが戦時下にあってのナショナリズム鼓舞という国策・大勢に単に従ったから出現したわけではないことを示そうとした。相川や山田は元来、マルクス主義的な科学・技術観の持ち主であり、生産・実践過程における主客の媒介として技術ひいては科学を把握しようとする傾向が濃厚である。彼らの観点からすれば、技術や科学は、その内的展開にしてから社会・経済的側面に根源的に規定されているのであって、かかる構図にさらに民族精神のごときモメントを加味するなら、日本的科学なるものも容易に(理論的必然性として)導出されてくる。これまではほとんど検討されてこなかった戦時中の山田・相川らの論議を分析対象とすることで、社会構成主義的見解が落ち込みうる陥穽に対する警鐘を鳴らすことができよう。上述した議論は現在文章化しているところであり、2016年度中に学術誌に投稿予定である。2015年度中のもう一つの実績は、科学論・技術論において戦後長らくオピニオン・リーダーとみなされてきた物理学者・武谷三男の根本的・認識論的発想を明確化することにより、この幅広い発言で知られる評論家の統一的理解を試みたことであった。武谷は、相川や山田と真っ向から対立する技術規定などで知られるが、彼の認識論の根底にある、媒介抜きで外界が人間認識に反映されるという発想が、相川らと対照的な普遍主義的見解へと導いたと同時に、武谷の傲慢ともいえる科学主義を導出したことを示した。これは既に論文として成って寄稿されており、2016年度中に、勁草書房より刊行予定の金森修編『相和後期の科学思想史』に収録される。戦時中から戦後にかけての科学と技術の関係について、諸議論を分析した。相川春喜や山田坂仁らの、科学を技術と同様に社会・文化的諸関係のもとでとらえる議論を検討し、一定の知見を得た。これは完全な論文化にはまだ至っていない。しかし、2015年度はこのほかにも、武谷三男の、社会・文化的諸関係をあえて無視することで成立した科学論・技術論を根源的に分析して、この論者の統一像を提供し、論文として完成させた。これにより、戦後日本科学技術論の一方の雄に対する理解を従来よりも深めることができたと考える。武谷のように、技術を科学の応用とみなす、一つの極端な立場が出現する認識論的基盤を突き詰めたことは、科学と技術の関係性についてのほかの論者たちの議論を分析するにあたっての、確固たる前提条件となりうるであろう。以上のことから、2015年度における研究は、必ずしも当初の計画通りに進んだわけではなかったにせよ、総合的には順調な進展をみたと考えている。本年度は、冷戦期における科学論分野の言論活動(とりわけ物理学を対象にした)が持つ国際的な広がりを検討するための一環として、日本国内で旧社会主義圏にシンパシーを抱く物理学者たちと、東側諸国(ソ連や中華人民共和国)の為政者やイデオローグとの相互交流に光をあてた。当該時期の学術文化交流についてはこれまでにも研究が存在するが、自然科学部門については、断片的な情報が知られるにとどまっていたといってよい。そこで着目したのが、マルクス主義に深い共感を抱いていたことで知られる物理学者・坂田昌一(1911-1970)である。名古屋大学に所収されている坂田の個人文書も用いつつ、これまでほとんど知られていなかった、ソ連の科学哲学者との交流などについても検討し、坂田の生涯を通じての、社会主義諸国(ソ連と中華人民共和国)との交流の見取り図を与えることを試みた。この成果は、論文「ヘミ・グローバリゼーションのもとでの日本物理学者:坂田昌一と弁証法的唯物論」としてまとまり、6月刊行の『現代思想』誌に掲載されている。坂田を例にとって探究したことは以下のとおりである。すなわち、20世紀半ばの日本知識人に一般的にみられた、社会主義イデオロギー(自然哲学も含め)への傾倒が、戦後に実際の社会主義諸国との交流という場を得た際に、どのような変化をたどったのか。また、同様の興隆の中で日本独自の論点はどこにあったか。これらを検討することにより、マルクス主義の素養を前提とした学者たちの知的交流の国際的広がりと、世界の思想史におけるその意義を跡付けることを目指した。坂田昌一あるいは物理学者に限らない、同様の研究は今後も推進されるべきだと考える。

戦中戦後の日本科学者(武谷三男、坂田昌一を中心とする)の科学論や技術論を追うなかで、ソ連をはじめとする旧社会主義諸国との知的交流という新たな歴史学上のテーマが浮上してきた。本来の研究目的である、科学と技術との相互関係に関しては本年度はさほど追えなかったものの、この新たなテーマを追究し新知見を含んだ論文を公刊できたので、まずは順調に研究は進んでいるものと自己評価したい。また、科学と技術との関係については、戦時中戦後における、科学や技術のローカル性(非・普遍性)を強調する傾向があったこと、科学と技術の両者を結びつけ、共通性を強調する思想的理路が複数の論者のもとに見出せることを、確認(現時点では未発表だが)している。最終年度は、先年度に引き続き、武谷三男に代表される戦後日本論壇での科学主義が拠ってくるところについての考察を行った。研究実施者は、武谷流の科学主義がいかなる認識論的立場に基づいているかを、2016年度に発表された本科研費による研究成果である「武谷三男論ー科学主義の淵源」によって解明していた。この論文を含めた論集全体の合評会(9月、東京理科大学)が行われたので、著者として参画し、コメンテーターの指摘に応答する形で、戦後の日本科学思想史・ひいては現代日本にとっての、40ー50年代日本科学論・技術論が持つ意味についての再考を行うことができた。当科学研究費による全体としての実績について言えば、従来の日本技術論論争史の中で戦前からの流れを汲むとされる「労働手段の体系説」と、戦後に武谷らが提唱したとされる「客観的法則性の意識的適用説」との間にあって見過ごされがちな、戦時中の、最も哲学的には建設的だった技術論として、相川春喜のそれ(従来は単なる転向の産物として顧みられることが少なかった)に光をあてることができた。彼の技術論は、技術を主観的な(個々人に付随する)ものとしてでもなく、逆に冷たい客観的なものとしてのみみるのでもなく、その止揚を試みる中で公の・共同主観の領域に技術を位置づけた、洗練されたもので、戦時中の相川の技術論分野での旺盛ぶりはこの存在論的基盤ゆえでもあろう。しかし戦後、彼の技術論は戦時体制への協力ゆえに論者たちによる全面的批判を浴びるのだが、それに対して一世を風靡した武谷の技術論は、むしろ認識論的には非常に単純化されており(これは見えにくくはされているが)、実在の単なる反映論であって認識行為における媒介を一切取り払っている。このことが、傲慢ともいえる武谷の科学主義の柱となっていることをおそらく初めて、指摘することができた。両大戦間期の日本における知識人・技術官僚の間での技術に関する論争は、科学と技術の関係性に関する理解を先鋭化した。敗戦後、物理学者の武谷三男は戦時中の代表的見解に異を唱え、技術を客観的法則性の意識的適用であるとした。その単純明快さゆえに人気を博した武谷の定義づけであったが、一方でそれは武谷風の科学主義への道を開くものであったと言える。研究代表者は、武谷の見解を歴史的そして哲学的な視点から見直し、彼の科学主義が拠ってくるところを探究した。それは、客体と主体との媒介を想定しない、単純な反映論であった。これに基づき、様々な武谷の態度も説明できることも明らかにされた。戦時中の、相川春喜や山田坂仁の唱導していた科学の民族性なる概念が拠ってくるところを引き続き歴史的に検討し、先行研究で取り上げられてきたような「日本的科学」とは異なる系譜による、反・普遍主義的な科学論の出現をあとづける。これを論文化し、科学史あるいは科学技術社会論関連の学術雑誌に、2016年度中に投稿する。
被曝地の未来をどう拓くのか：マーシャル諸島米核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究

米国の核実験が1946年から58年にかけて67回実施された、中部太平洋のマーシャル諸島をフィールドに、被曝地の未来をどう拓いていくのかを探求し、核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究に取り組んだ。マーシャル諸島の核実験補償制度は、1986年米国政府に1億5000万ドルを拠出させ確立した。補償制度の運用は、「核被害補償法廷」が多くを担った。だが補償金が底をつき同法廷は現在機能不全に陥っている。核被害の永続性、その後も付加される被害、さらに不可視化される核被災があるなかで、「復興」や「再生」という言葉は、マーシャル諸島では聞かれない。「核の正義」という考え方をヒルダ・ハイネ大統領は打ち出している。米国の核実験が1946年から58年にかけて67回実施されてきた中部太平洋に浮かぶマーシャル諸島では、核被害は今なお続き、<補償>を求める声が止むことはない。被曝地の未来をどう拓いていくのかをテーマに、核実験被害をめぐる実態調査に引き続き取り組みながら、核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究に取り組んだ。主な研究実績は次のとおりである。1)マーシャル諸島の現地フィールド調査を実施した。1986年に規定された核実験補償制度の概要を把握した。また、177 Health Care Program、Nuclear Clam Tribunal、補償対象自治体の事業の現状をおおむね把握した。2)マーシャル諸島共和国から水爆実験の被曝者であるTempo Alfred氏、元国会職員のRosania A. Benett氏の招聘に尽力し、国際シンポジウムとギャラリートークを都内で開催するともに、静岡と福島でフィールドワークを実施し、知見を深めるとともに新たなネットワークを構築した。3)本課題研究の成果も盛り込み『マーシャル諸島終わりなき核被害を生きる』(新泉社、2015年、456頁)を上梓した。「凄まじい内容の労作」(『週刊読書人』2015年4月24日:評者・竹内修司氏)、「福島原発事故を経験したわれわれにとって必読の書」(『北海道新聞』2015年4月12日、評者・永田浩三氏)などの評価を得た。グローバルヒバクシャ研究会で共に共同代表を務める広島市立大学・高橋博子氏、明治学院大学国際平和研究所(高原孝生・所長)、原爆の図・丸木美術館(小寺隆幸・理事長)、トヨタ財団研究プロジェクト「福島発世界へ世代を超え未来につなぐ被ばく体験のアーカイブ化とネットワーク構築」(藍原寛子・代表)など多彩なネットワークを活かし連携しながら進めた。米国の核実験が67回実施されてきた中部太平洋のマーシャル諸島をフィールドに、核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究に取り組んでいる。広島・長崎の原爆被害者の〈補償〉問題を論じた伊東壮が打ち出した「三つのほしょう」論を踏まえ、狭義の補償だけでなく、被害者の現在の生活に対する「保障」、繰り返さない未来の証を築く「保証」も含めた〈補償〉論の見地から調査を重ねている。同研究の2年目にあたる2015年度は、マーシャル諸島共和国で現地調査を実施するとともに、米国立公文書館での調査を実施し、〈補償〉をめぐる経過と現状を概ね把握した。同時に、繰り返さない未来の証を築く「保証」として、マーシャル諸島共和国政府が、2014年、核軍縮義務の履行を求め国際司法裁判所に核保有9か国を訴えた、「核ゼロ訴訟」に着目して調査を進めた。また、核実験の継承に関わる現地の取り組みとして、新たなNGOの動きなどについても理解を深めることができた。比較の視点を得るために、福島での現地調査を行ったり、旧ソ連の核実験場であるセミパラチンスクの核実験補償制度について理解を深めたりもした。研究成果は『アメリカ史研究』で論文を発表したり、日本平和学会で報告をしたりした。また雑誌『世界』や『現代思想』に寄稿をしたり、「世界核被害者フォーラム」や「反核法律家協会」の総会で報告をしたり、社会に開かれた研究活動を展開した。1)現地調査を予定通り実施し、補償の概要をより詳細につかむとともに、被曝地の未来をどう拓くのか、核ゼロ訴訟や、新たなNGOの動きなども押さえることができた。2)『アメリカ史研究』『世界』『現代思想』をはじめ研究成果を積極的に発表することができた。3)国際的にも研究成果を発表したり、福島や旧ソ連の核被害と補償をめぐる状況の理解を深めたり、今後の研究をより普遍的に展開していく土台がある一定築けた。同研究の3年目にあたる2016年度は国内の学会はもちろんのこと、国際的な場や、市民社会に対しても研究成果の報告を積極的に行った。主な成果は次の5点である。1)マーシャル諸島の核実験補償制度の概要をまとめ、『環境と公害』(2016年10月号、岩波書店)で論文を発表するともに、「環境政策環境経済・政策学会2016年大会「原子力の事後処理・被害補償をめぐる制度と費用負担」で学会報告を行った。2)マーシャル諸島政府が主催したMarshall Islands Nuclear Legacy Conferenceに招聘され、核実験補償の未認定地域に焦点をあて、補償範囲の線引きの在り方を問い直す報告を行った。4)明治学院大学国際平和研究所(PRIME)シンポジウム「太平洋核実験70年ー1946年『クロスローズ作戦』再考」では、一般市民の方も多く集まるなか、基調講演を行った。

5)日本平和学会3.11プロジェクト委員として、環境社会学会や日本環境会議の関係者とも相互連携を拡げながら、共同研究を展開した。1)現地調査を予定通り実施し、被曝地の未来をどう拓いてきたのか、拓こうとしているのか、a.マーシャル諸島の新政権の動き、b.核実験場、避難地域、補償の非認定地域の動き、c.NGOの動きを押さえて、包括的に捉えることができた。2)マーシャル諸島現地で研究成果を報告する機会を得て、フィールドワークの成果を現地の社会に還元する機会が得られた。今後もフィールドワークを進めていくうえで、マーシャル諸島の人びととの間で信頼感をより得ることができた。3)マーシャル諸島で現地調査をすすめるなかで、米国内でマーシャル諸島の核実験をテーマに研究を進める研究者らと出会い、研究交流を進めることができた。4)日本環境会議の学会誌や、環境経済・政策学会、法政大学サステイナビリティ研究所で研究報告を行い、環境研究分野の研究者との新たな連携を築くことができた。福島原発事故の補償や再生の議論に学び、比較する視点を得ることができた。5)ウクライナとベラルーシでチェルノブイリ原発事故をテーマに研究をしている研究者、表現活動をしている文化人、被災者、元事故処理作業員、NGO活動をしている方々らと、現地で知り合うことができた。それらを通じて、チェルノブイリ原発事故をめぐる経過と現状を学び、比較の視点を得ることができた。1946年から1958年にかけて米国が67回におよぶ核実験を実施した、中部太平洋マーシャル諸島をフィールドに調査を進めている。「被曝地の未来をどう拓くのか」を主題に据えて、核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究に取り組んできた。同研究の最終年度にあたる2017年度は、国内外で研究成果の報告と発信に努めた。主な成果は次のとおりである。【国内学会報告】1)「環境社会学会」(信州大学)で学会報告「マーシャル諸島米核実験のその後ー『復興』・『再生』を問う」をおこなった。【社会への発信】1)「世界の核災害調査科研費成果報告会」(星稜会館)や「3.1ビキニ市民の集い」(主催:第五福竜丸平和協会、青年会館)など、研究者のみならず、マスコミ、行政、弁護士、NGOなどの実践家らが集う場でも積極的に研究報告を行った。2)中国新聞の文化面で連載「マーシャル諸島に学ぶ」を執筆した。本研究成果を次につなげるべく、世界各地の核開発の〈その後〉に着目し、相互比較研究を進める新たな共同研究を立ち上げ、米国からJune L. Lorenzo氏を招聘した研究会を実施した。また「世界の核実験補償制度の掘り起こしと国際比較調査:「ニュークリア・ジャスティス」に基づく核被害補償の規範を求めて」が、トヨタ財団の共同研究助成に2018年3月採択された。米国の核実験が1946年から58年にかけて67回実施された、中部太平洋のマーシャル諸島をフィールドに、被曝地の未来をどう拓いていくのかを探求し、核実験被害〈補償〉をめぐる包括的研究に取り組んだ。マーシャル諸島の核実験補償制度は、1986年米国政府に1億5000万ドルを拠出させ確立した。補償制度の運用は、「核被害補償法廷」が多くを担った。だが補償金が底をつき同法廷は現在機能不全に陥っている。
朗読による深い理解や動機づけへの影響

本研究課題の目的は,朗読による読み手の感情や理解の深さ,読み方への影響について,行動指標や脳生理学的指標を用いた複数の実験の結果から,読書離れの危機に対して有用な提言をすることである。2016・2017年度には,朗読予告有り条件の方が予告無し条件よりも,推測が要求される深い理解得点が高く(Fukuda, 2016a),読み手の気分は良くなることを示した(福田,2016b)。その理由の1つとして眼球運動に注目して実験を行った結果,予告有り条件の方が予告無し条件よりも,物語全体を通して,眼球運動の停留する回数が多く,停留時間も長く(福田,2017a),特に,物語のテーマに関連する文では顕著であり,参加者はこれらの情報を理解に利用している可能性が示唆された(福田,2017b)。2018年度には,眼球運動実験の結果を詳細に検討し,朗読予告有り条件の参加者のみ注意深く一文を読んでいることが明らかとなった(福田,2018a)。また,近赤外分光法による実験の結果,物語の結末部において,朗読の方が黙読よりも,多重課題を行っている際に活性化する前頭極に有意な賦活が認められた(福田他,2018b)。さらに,予告有り条件と無し条件の黙読時の脳血流動態反応を測定した結果,予告有り条件時に快経験と関連のある眼窩前頭前皮質に有意な賦活が認められた(福田他,2018c)。これらの脳生理学的指標の結果は,音読条件に関する実験(2018年度実施)と比較され,2019年度に発表される予定である。また,朗読による動機づけへの影響に関する実験も同年に行い,その結果,主観的な動機づけが高まることが明らかとなり,2019年度に発表する予定である。これらの一連の実験より,朗読という読み方が文章を深く理解させ,主観的に気分をよくするだけではなく,脳活動にも変化を与え,さらに次の読書行動を促進させる可能性が示された。物語を深く理解することには,書かれていることの把握と登場人物の感情の理解が含まれる。深く理解することにより,読み手の感情状態は文章の持つ感情価に強く影響される。そして,読み手の感情状態は,次の文章を読む機会における動機づけを形成する。つまり,読んで楽しかったら,次も読もうとする。このように,深く理解することにより文章を読む態度も身につけることができる。物語理解をこのような読書行動の一つのサイクルでとらえることが本研究の特色である。申請者の先行研究(福田・楢原,2015)で,朗読による読み手の感情へのポジティブな効果が明らかとなり,朗読の2段階モデルが提案された。その第1段階で行われる黙読は,単なる黙読とは異なり,深く理解するプロセスであることを本研究で,行動指標と生理指標を用い,3つの実験によって実証する。同時に,深い理解がどのような動機づけを生むのかについての実験も行い,読書離れの危機に対して有用な提言を行うことが研究の目的である。2016年度では行動指標を用い,第1段階で行われる黙読における深い理解プロセスを,単なる黙読した条件と比較した。具体的には実験1では理解得点を,実験2では眼球運動について検討した。実験1の結果,テキストに書いてあったことを問う浅い理解の得点には条件差は無かった。一方,推測が要求される深い理解得点においては,朗読を予告された条件の方が,単なる黙読をした条件よりも得点が高かった。つまり,朗読を予告された場合,私たちはより深い理解を得るような黙読の仕方をしていることがわかった。実験2に関しては,検証に十分な34名分のデータは取得済みである。今後,それらの注視点や注視時間,読み返しの数等を分析し,実験1の結果と併せて,朗読の第1段階では読み手はテキストを注意深く読んでいることを検証する予定である。本研究の目的は,3つの実験を通じて,朗読に先立つ黙読時に読み手は深く物語を理解することを実証し,さらにそれが動機づけにどのような影響を与えるかを1つの実験を行うことにより達成する。2016年度にすでに実験1と実験2を行い,実験1に関しては,国際学会や国内での学会において発表済みである。また,実験2も検証に十分であるデータをすでに取得済みである。さらに,NIRS:近赤外分光法による実験も5月下旬から行うことができるように準備は整っている。そのため,本研究は(2)おおむね順調に進展していると判断した。物語を深く理解することにより,読み手の感情状態も影響される。その感情状態は,次の文章を読む機会における動機づけを形成する。本研究では実験を4つ行い,読書離れの危機に対して有用な提言を行う予定である。なお,2016年度には理解に関する実験1を行い,朗読を予告有り条件は無し条件よりも,推測が要求される深い理解得点が高いことを発表した(Fukuda, 2016)。また,朗読予告有り条件の方が無し条件よりも読み手の気分は良くなることがわかった(福田,2016)。さらに,眼球運動に関する実験2を行った。2017年度には次のような2つの発表と実験3を行った。眼球運動に関する実験

2では,物語全体を通して,朗読予告条件有りの方が無し条件よりも,停留する回数が多く,停留時間も長かった(福田,2017a,「10.研究発表」日本心理学会での発表に該当)。特に,最終部におけるデータを詳細に分析した結果,朗読予告有り条件の方が,物語のテーマに関連する文の停留する回数が多く,停留時間も長く,参加者はこれらの情報を理解に利用している可能性が考えられる(福田,2017b,「10.研究発表」日本教育心理学会での発表に該当)。実験3では,近赤外分光法により,朗読予告有り条件と無し条件の脳血流動態反応を測定した。その結果,予告有り条件の方が無し条件よりも,快経験と関連のある眼窩前頭前皮質(BA11)に有意な賦活が認められた。また,朗読に先立つ黙読と朗読している際の脳血流動態反応を測定した。その結果,物語の結末部においてのみ,朗読している時の方が黙読している時よりも,多重課題を行っている際に賦活する前頭極(BA10)に有意な賦活が認められた。これらの結果は,2018年度に発表予定である。本研究の目的は,朗読に先立つ黙読時に読み手は深く物語を理解することを3つの実験を通じて実証し,さらにそれが動機づけにどのような影響を与えるかを1つの実験を行うことにより達成する。理解の深さに関する実験1と眼球運動に関する実験2は2016年度に行った。その結果,朗読予告有り条件の参加者は予告無し条件の参加者に比べ,深い理解に達することがわかった。その原因を検証するために,参加者がどのように文章を読んでいるのかについて,眼球運動実験を実験2として行った。その結果,朗読予告有り条件の参加者の方が無し条件の参加者よりも,文章を注意深く読んでいることがわかった。つまり,朗読の予告があった場合,朗読に先立つ黙読時の読み方,つまり停留回数や停留時間が変化し,それに伴い読解力得点も向上するといえる。なお,実験1は2016年度に国際学会と国内学会で,実験2は2017年度に国内学会で発表した。また,実験1で示された深い理解に達している状態を生理指標でも検討するために近赤外分光法により,朗読予告有り条件と無し条件の脳血流動態反応を実験3で測定した。その結果,予告有り条件の参加者の方が無し条件のよりも,快経験と関連のある眼窩前頭前皮質(BA11)に有意な賦活が認められた。その結果,物語の結末部においてのみ,朗読している時の方が黙読している時よりも,主目的を保持しつつ,副目的を遂行するといった高度な多重課題を行っている際に賦活する前頭極(BA10)に有意な賦活が認められた。動機づけに関する実験4も,2018年5月下旬から行うことができるように準備は整っている。そのため,本研究は(2)おおむね順調に進展していると判断した。本研究課題の目的は,朗読による読み手の感情や理解の深さ,読み方への影響について,行動指標や脳生理学的指標を用いた複数の実験の結果から,読書離れの危機に対して有用な提言をすることである。2016・2017年度には,朗読予告有り条件の方が予告無し条件よりも,推測が要求される深い理解得点が高く(Fukuda, 2016a),読み手の気分は良くなることを示した(福田,2016b)。
ヒト乳癌、子宮内膜癌における腫瘍組織局所でのエストロゲン合成調節機構の解明

我々は生物学的活性の高いestradiol(E1)と低いestorone(E2)との相互転換に関与する17β-HSD1型、2型の発現、活性をヒト乳癌由来の培養細胞株であるT-47DならびにMCF-7、ヒト子宮内膜癌由来の培養細胞株RL95-2を含む種々の培養細胞株で検討した。T47D細胞では発現、活性共に17β-HSD1型が、RL95-2細胞では逆に17β-HSD2型が認められることを明らかにした。又実際のヒト乳癌(178例)、子宮内膜癌(102例)でも同様の傾向が見られる事を確認した。これらの結果から同じ性ステロイド依存性腫瘍であっても乳癌細胞と内膜癌細胞とではエストロゲン代謝動態が異なる事が示された。更にこれらの酵素の発現、活性がレチノイド、プロゲステロンが制御している事を明らかにした。そこでレチノイドの受容体であるRXRα、β、γ、RARα、β、γ,プロゲステロンの受容体であるPRA, PRBの発現動態を子宮内膜及び乳腺の病変に関して検討し、レチノイド及びプロゲステロンは実際のヒト子宮内膜癌、乳癌における腫瘍内のエストロゲン産生代謝動態においても重要な役割を果たしている事が考えられた。更に我々は腫瘍局所での性ステロイドの代謝動態を検討する為に、不活型ステロイドであるestrone sulfate(ES)をE1に変換するsteroid sulfatase (STS), E1をESに代謝するestrone sulfotransferase (EST)、testosterone(T)をより強力なandrogen(A)活性を有する5α-dihydrotestosterone(DHT)に変換する5α-reductase(RT)を乳癌症例で検討した。STS陽性乳癌は腫瘍径が大きい傾向があり、有為に再発しやすい傾向がみられた。一方ESTは多変量解析の結果、ESTはリンパ節転移とともに独立した予後因子であることが明らかとなった。これらの事から、ヒト浸潤性乳管癌ではestrogen供給がSTSやESTによって制御されており、両者は乳癌の再発予後に関する重要な因子であることが示唆された。一方5α-RT1及び2は各々58%,15%の症例において癌細胞質に陽性像を認め、ヒト浸潤性乳管癌では5α-RT1が多くの症例で癌細胞に発現し、局所におけるDHTの産生や作用に関与していると考えられた。我々は生物学的活性の高いestradiolと低いestoroneとの相互転換に関与する17β-HSD1型、2型の発現、活性をヒト乳癌由来の培養細胞株であるT-47DならびにMCF-7、ヒト子宮内膜癌由来の培養細胞株RL95-2を含む種々の培養細胞株で検討した。これらの酵素の発現の検索には各々のcDNAをprobeとして用いたNorthern blot analysisを用いた。酵素活性の検討には、培養液中に17β-HSD1型の場合にはestroneを、17β-HSD2型の場合にはestradiolを基質として添加し反応させ、thin layer chromatographyで展開後、その変換等を定量化した。T47

細胞では発現、活性共に17β-HSD1型が、RL95-2細胞では逆に17β-HSD2型が認められることを明らかにした。これらの結果から同じ性ステロイド依存性腫瘍であっても乳癌細胞と内膜癌細胞とではエストロゲン代謝動態が異なることが示された。更に検索した多くの物質の中で17β-HSD1型、2型双方共にプロゲステロン、レチノイドによって濃度および時間依存性に誘導される事が示された。次に実際の乳癌を含む乳腺病変178例、子宮内膜癌を含む子宮内膜病変102例で17β-HSD1型、2型を検討した。実際のヒト腫瘍においても乳癌では17β-HSD1型が主体であり、内膜癌では逆に17β-HSD2型が主体を占めていた。さらに乳癌では局所的にestradiolを産生する17β-HSD1型の発現は増殖症からDCISになる、すなはち癌化の過程と密接に関係していることが明らかにされ、エストロゲン受容体の発現動態とも関係を示した。一方子宮内膜病変の方では17β-HSD2型はプロゲステロン受容体と密接な関連性を示し、内膜増殖症でも著明な発現、活性を示した。我々は生物学的活性の高いestradiolと低いestoroneとの相互転換に関与する17β-HSD1型、2型の発現、活性をレチノイド、プロゲステロンが制御している事を昨年までの培養細胞を用いたin vitroの研究で明らかにした。そこで本年レチノイドの受容体であるRXRα、β、γ,RARα、β、γ,プロゲステロンの受容体であるPRA,PRBの発現動態を子宮内膜及び乳腺の病変に関して検討した。ヒト乳癌ではレチノイド受容体の内でもRARα,RXRα,RXRβが癌細胞を中心に広範に分布しており、17β-HSD1型、エストロゲン受容体の発現動態との間に有意の相関が認められた。一方子宮内膜癌においてはRARγ、RXRβを除いてすべての受容体が認められたが、腫瘍内エストロゲン代謝に関係する因子との間ではRXRγと17β-HSD2型の間にのみ有意の相関が認められた。一方乳癌におけるPRのsubtypesはPRA,PRB共にほぼ同等の比率で癌細胞で発現していた。エストロゲン受容体との間に相関関係は認められたが、17β-HSD1型との間に有意な相関は認めれなかった。一方子宮内膜癌の方ではPRAよりもPRBの発現の方が高く、PRBの発現動態と17β-HSD2型の発現との間には有意の相関が認められた。このようにレチノイド及びプロゲステロンは実際のヒト子宮内膜癌、乳癌における腫瘍内のエストロゲン産生代謝動態においても重要な役割を果たしている事が考えられた。
新窒素ソースを用いる有機金属気相法での精密制御InGaN積層成長と反応機構の解明

有機金属気相成長装置の成長室内で基板の温度を室温から800°C程度にかえて、ソースを供給し生成ガスを、60Torrのもとで、四重極質量分析計にサンプリングを行い質量スペクトルの測定を行った。その結果、モノメチルヒドラジンだけを供給したときに、モノメチルヒドラジンの熱分解によってアセトニトリル、ジメチルアミン、モノメチルヒドラゾンが生成しており、これらの生成物は650°C程度の高温で分解することが、初めて、観測された。これらの生成物はトリメチルガリウムとモノメチルヒドラジンやトリメチルインジウムとモノメチルヒドラジンの混合ソースを供給したときにも観測された。しかし、モノメチルヒドラジンだけの時に比べて混合ガスでは、実効的な分解開始温度や生成温度に若干の違いが見られた。これらは、ソースの供給速度や成長室内のソースのノズルと基板の配置に依存していると思われる。次に、新窒素ソースのモノメチルヒドラジンとIII族アルキル金属のトリメチルガリウムとトリメチルインジウムの混合ガスをソースとして、ソースの供給量や基板温度などの成長条件をかえて低圧有機金属化学気相成長法で、アモルファスGaN上にIn_xGa_<1-x>Nの成長を行い、成長条件が組成xに及ぼす影響を調べた。基板温度650から750°Cで成長し、成長層をX線回折法で調べた結果、トリメチルインジウムの供給量を増加していくと単体Inのスペクトルが認められ、そのスペクトルが認められない成長条件では基板温度を高くしていくと成長層の組成xが減少すること、および、ソースのトリメチルガリウムの供給量を増加していくと組成xが増加していくことが明らかとなった。有機金属気相成長装置の成長室内で基板の温度を室温から800°C程度にかえて、ソースを供給し生成ガスを四重極質量分析計にサンプリングを行い質量スペクトルの測定を行った。その結果、モノメチルヒドラジンソースだけを供給したときに、モノメチルヒドラジンの熱分解によって、アセトニトリル、ジメチルアミン、モノメチルヒドラゾンが生成することが、初めて、観測された。トリメチルガリウムまたはトリエチルガリウム-モノメチルヒドラジンやトリメチルインジウム-モノメチルヒドラジンの混合ガスでも、これらの生成物が同様に観測された。すなわち、モノメチルヒドラジン単独のときと同様な生成物が観測されている。トリエチルガリウム-モノメチルヒドラジンの混合ガスのときには、それらの他にエチルシアンの生成が観測された。これらの生成物の生成温度や分解温度などを今後検討していく。さらに、トリメチルガリウム-トリメチルインジウム-モノメチルヒドラジン系ソースを用いて、(001)GaAs基根上に温度を650から800°Cにかえて、InGaNの成長を行った。成長層をX線回折法で調べた結果、ソースの供給量によって、InGaNの<002>方向の配向成長を示すピークと共に、単体Inを示すピークが観測された。成長温度700から770°Cでは、InGaNのみの成長が見られるソースの供給範囲が広く、モノメチルヒドラジン供給量に強く依存していることがわかった。今後、InGaNの組成制御について検討をしていく計画である。

しかし、モノメチルヒドラジンだけの時に比べて混合ガスでは、実効的な分解開始温度や生成温度に若干の違いが見られた。これらは、ソースの供給速度や成長室内のソースのノズルと基板の配置に依存していると思われる。次に、新窒素ソースのモノメチルヒドラジンとIII族アルキル金属のトリメチルガリウム或いはトリメチルインジウムの混合ガスをソースとして、ソースの供給量や基板温度などの成長条件をかえてアモルファスGaN上にIn_XGa_<1-X>Nの成長を行い、成長条件が組成xに及ぼす影響を調べた。基板温度650から750°Cで成長し、成長層をX線回折法で調べた結果、トリメチルインジウムの供給量を増加していくと単体Inのスペクトルが認められ、そのスペクトルが認められない成長条件では基板温度を高くしていくと成長層の組成xが減少すること、および、ソースのトリメチルガリウムの供給量を増加していくと組成xが増加していくことが明らかとなった。
熱帯熱マラリア原虫における膜輸送関連蛋白質の同定と機能解析

本研究課題は「熱帯熱マラリア原虫における膜輸送蛋白質の同定と機能解析」と題し,特にヒト・マラリア原虫(Plasmodium falciparum)の赤血球内寄生時における原虫外膜系の形成機構と血球膜へのタンパク輸送機構を分子(蛋白質)レベルで解明することを目的として研究を遂行している。今年度はその中でも特にこれまで明らかにしているN-ethylmaleimide-sensitive factorのマラリアホモログ(Pf NSF)が原を足がかりにいくつかの原虫由来の膜融合装置関連蛋白質についてを同定することを目指した。昆虫細胞を用いた強制発現系を用いてマラリアNSF(Pf NSF)を大量に発現させ,特異的抗体を駆使し膜融合装置関連蛋白質の候補を選び出している。今後はこれらの蛋白質の同定,生化学的,構造生物学的解析を行っいくことを考えている。さらに,赤血球内に寄生維持するマラリア原虫をこれら小胞輸送系を用いて簡便に検出できないかと考えている。そこで血中の特定蛋白質(バイオマーカー候補)の検出を念頭におき,簡便なバイオマーカー検出系の確立を試みた。その結果,極微量の全血をから血中のアミラーゼ活性を測定する方法を確立するにいたった(論文1)。今後これらの原理をさらに応用し小胞輸送関連蛋白質をターゲットとした検出系確立も行いたい。本研究課題は「熱帯熱マラリア原虫における膜輸送蛋白質の同定と機能解析」と題し、特にヒト・マラリア原虫(Plasmodium falciparum)の赤血球内寄生時における原虫外膜系の形成機構と血球膜へのタンパク輸送機構を分子(蛋白質)レベルで解明することを目的として研究を遂行している。今年度はその中でも特に液胞型ATPase (Vtype-ATPase)についてデーターベースを用いた解析を行った。その結果、熱帯熱マラリア原虫のV-ATPaseのサブユニット構成は他の真核生物同様13個のサブユニットからなっている事が明らかとなった。しかし、それら構成サブユニットのうちの幾つかにはホモローグが存在するが、それがゲノム上に見あたらないものがあった(例:VoのC"サブユニット)。これは、マラリアのV-ATPaseのサブユニット構成一部が他の真核生物(特にヒト)とは異なる可能性があることを示しており、抗マラリア薬開発の糸口になる可能'性もあるため、今後も詳細な解析を続けていく。さらに、膜輸送という概念を広く理解するためにマラリアより解析が比較的容易である真核生物における小胞(特にマイクロベシクル)輸送、もしくは膜輸送系が担う生理作用を検討解析した。その結果、膜輸送系を用いて小胞ヘグルタミン酸を取り込む働きを持つ、小胞型グルタミン酸輸送体の構造と輸送機能の詳細な理解(研究発表論文1番目)と、そのグルタミン酸が小胞を介して輸送され骨の分解・吸収に関与している(研究論文2番目)という結果を見いだすにいたっている。今後これらのデータをマラリア原虫の膜輸送系へとフィードバックしていくことによって理解を深め研究を進めていく。
ジストニアの病態生理と非侵襲的治療に関する研究

ジストニアは反復性・捻転性の異常な筋収縮により特定の姿勢や動作が障害され、斜頸や眼瞼痙攣をふくみその頻度はパーキンソン病の5分の1にも及ぶ決して稀ではない病態である。特に局所性ジストニアの1つである書痙は初期には書字動作のみが障害され、非常に治療が困難なものとされてきた。また、特定の動作が障害されるためヒトでの正常の動作遂行の中枢機序を解析する絶好の機会を与える。従来、PET検査により書痙患者においては運動前野や補足運動野の脳血流の増大が見られている。我々は書痙患者9名において、大脳皮質の活動を抑制することが知られている低頻度閾値下反復経頭蓋磁気刺激法を用いて運動前野の抑制を試みた。臨床症状はコンピュータによる描円解析装置を用い定量化し、一次運動野の興奮性の指標としてcortical silentperiodを計測した。比較のため同様の条件で一次運動野と補足運動野を刺激した。その結果、運動前野の刺激時においてのみ症状の改善とcortical silentperiodの正常化が有意にみられ、ジストニアの発症序における運動前野の役割が開らかになり、また非侵襲的な治療法の開発に道をつけた。ジストニアは基底核疾患と考えられており、運動前野は補足運動野とともに基底核の出力を多く受ける部位として知られている。その興奮性が高まっており、それを下げることにより症状の改善が見られたことは基底核の視床皮質路に対する抑制が欠如していることを示唆する。我々は、伴性劣性ジストニア・パーキンソニズムの剖検脳において病初期に線条体のstriosomeに選択的な病変を発見した。Striosomeはドパミンの放出を調整する神経細胞群であり、その障害によりドパミンの過剰な放出が招来され、基底核の出力部位である淡蒼球内節が過剰に抑制される。従って、運動前野や補足運動野の活動が亢進することが説明できる。1.ジストニア患者9名の磁気刺激治療の結果をまとめ、現在Brainに投稿中である。このなかで磁気刺激の刺激場所による臨床効果の差、電気生理学的検査の結果をまとめた。刺激場所として運動野、前運動野、補足運動野、またコイルとしてシャムコイルをもちい、臨床効果は前運動野刺激のみが0.2Hzで臨床効果が認められた。また前運動野の刺激のみsilentperiodが延長し、皮質-皮質間抑制が磁気刺激治療でひきおこされた。ジストニアは皮質-皮質間抑制が障害され、抑制が低下しているが、前運動野を磁気刺激することで皮質-皮質間抑制がきくことから、ジストニアの病態生理に少なくとも前運動野が関与していることが示唆された。2.ジストニア患者2名と健常者5名で、磁気刺激治療による脳血流の変化をSPECTで検討した。健常者の結果のみを、先にNeuroImageに投稿中である。ジストニア治療で効果があった前運動野の磁気刺激方法にて、前運動野、補足運動野、一次感覚運動野の血流が低下することが判明した。これら健常者でみられる非一次運動野の血流低下がジストニアでもおこっていると予測され、平成16年度は患者のデータを集め、健常者のデータと比較する計画である。3.磁気刺激ナビゲーションシステムを平成15年度に導入した。それにより磁気刺激治療で効果があった前運動野の同定が、個人のMRIに基づいて個人毎に同定可能となり、刺激が正確に行えるようになった。それまでは、運動野をまず同定しそこからの距離で推定していた。

4.運動野を異なった刺激頻度で刺激すると運動野の抑制が強くかかるというプライミング効果の報告がある。3名の患者で、前運動野を1Hzで刺激し、その後0.2Hzで刺激すると、0.2Hzのときよりも強い運動野の抑制効果が見られ、臨床効果や電気生理学的検討を加えている。本年度は主として以下に示す研究の取りまとめをおこなった。1.ジストニア患者において低頻度反復閾値下経頭蓋大脳磁気刺激により、運動前野を抑制することにより症状の改善がみられ、同時に大脳のsilentperiodも正常化することをまとめ、Brain誌に発表した。(Murase et al.Brain 2005)3.フィリピンの風土病である伴性劣性ジストニア・パーキンソニズム患者の病理所見を免疫組織化学的に検討しジストニアの発症機序においてstriosomeの病変が病初期に起こることが重要であることを最初に示した。これによりドパミンが線条体ないで過剰に放出されることがジストニアの発症につながることが考えられた(Goto et al.Ann Neurol, in press)
X線CTを用いた混合土中における透水現象の可視化とその定量的評価

本研究は、産業用X線CTスキャナを用いて、異なる圧力下における混合土中の透水現象を可視化すると共に、その透水現象の定量的評価を目的とする。試料は粘土とセメントおよび気泡を混合した気泡混合処理土を対象とし、まず現象を可視化するために、熊本大学工学部が所有する産業用X線CT装置内で実施可能な専用透水試験装置を開発する。またその装置を用いて試料中の透水現象の時間的変化をX線CTスキャナで非破壊検査し、得られた断面画像やその断面画像を重ね合わせて再構成した3次元画像により現象の可視化を行う。また、それらを用いた画像処理解析を実施し、現象の定量的評価を試みるものである。以下に本研究の成果についてまとめる。(1)まず予備実験として、X線CT装置による透水現象の可視化の可能性について確認するために、室内で作成した気泡混合処理土を水中に放置し、時間と共に水が浸透する現象についてCT装置を用いて可視化した。(2)X線CT装置専用の透水試験装置を開発し、これを用いて種々の圧力下(1気圧と3気圧)における混合土中の透水現象を可視化し比較検討した。(3)本実験結果を定量的に考察するために、局所単純平滑化や二値化等の画像解析手法を用いた混合土の画像解析手順の開発を行った。ここでは、CTデータの統計的性質を用いて、透水した領域とまだ達していない領域の境界(しきい値)を決定する方法を開発し、これを用いて、最終的には一般に用いられる透水係数を算出し、その値の妥当性を示すことで本手法の有効性を示した。(4)上記に加え、今後汚水の地盤内浸透等の環境問題への応用を考え、密度の異なる流体(ここでは造影剤としてKI(ヨウ化カリウム溶液))が混合土中にどのように拡散していくかという点についても追加実験し、上記と同じ方法を用いて、現象の可視化とその定量的評価としての拡散係数の同定に成功した。試料は粘土を母材とする気泡混合処理土を対象とし、まず現象を可視化するために、産業用X線CTスキャナ装置内で実施可能な専用透水試験機を開発する。またその装置を用いて試料中の透水現象の時間的変化をX線CTスキャナで撮影し、得られた断面画像やその断面画像を重ね合わせて再構成した3次元画像について、透水現象を可視化すると共にその定量的評価を行うものである。以下に本年度の成果についてまとめる。(1)まず、予備実験として、X線CT装置による透水現象の可視化の可能性について確認するために、室内で作成した気泡混合処理土供試体を水中に放置し、時間と共に水が浸透してゆく現象をX線CT装置により可視した。これらの結果により申請者が所有するX線CT装置でその現象解明が十分可能であることを確認した。(2)最終的な目標として定量的評価があるため、比較的その評価が簡単な一次元流れを生じさせ、かつ種々の圧力下で実施することが可能な、X線CT装置専用の透水試験装置を試作した。(3)試作した装置について、透水試験装置としての機能を十分果たすことの検定を試みた。(4)実際にこの装置を用いて気泡混合処理土を用いた透水試験を実施し、時間と共に水が土中に浸透してゆく現象を可視化することに成功した。

ここでは、その画像を作成するに当たり、コンピュータを用いた画像処理解析を実施した。本研究は、産業用X線CTスキャナを用いて、異なる圧力下における混合土中の透水現象を可視化すると共に、その透水現象の定量的評価を目的とする。試料は粘土とセメントおよび気泡を混合した気泡混合処理土を対象とし、まず現象の可視化をするために熊本大学工学部が章有する産業用X線CT装置内で実施可能な専用透水試験装置を開発する。またその装置を用いて試料中の透水現象の時間的変化をX線CTスキャナで非破壊検査し、得られた断面画像やその断面画像を重ね合わせて再構成した3次元画像により現象の可視化を行う。また、それらを用いた画像処理解析を実施し、現象の定量的評価を試みるものである。昨年は、装置の開発およびその検証を主として実施したが、以下に本年度の成果についてまとめる。(1)昨年開発した透水試験装置を用いて種々の圧力下(1気圧と3気圧)における混合土の透水現象を可視化し比較検討した。(2)本実験結果を定量的に考察するために、局所単純平滑化や二値化等の画像解析手法を用いた混合土の画像解析手順の開発を行った。ここでは、CTデータの統計的性質を用いて透水した領域とまだ達していない領域の境界(しきい値)を決定する方法を開発し、これを用いて、最終的には一般に用いられる透水係数を算出し、その値の妥当性を示すことで本手法の有効性を示した。(3)上記に加え、今後汚水の地盤内浸透等の環境問題への応用を考え、密度の異なる流体(ここでは造影剤としてKI(ヨウ化カリウム溶液))が混合土中にどのように拡散していくかという点についても追加実験し、上記と同じ方法を用いて、現象の可視化とその定量的評価としての拡散係数の同定に成功した。