hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザ光による気体の絶縁破壊機構とそのレーザ誘雷への適用に関する基礎研究

本研究は、レーザ光によって雷の放電誘導を実用化するための基礎過程に関する研究、及び長ギャップでの放電誘導の実験的研究である。研究の成果は要約すると以下の通りである。(1)レーザ誘雷が実現するためにはレーザによるプラズマの長さは最短でも20mは必要で、これは地上コロナによる空間電荷層を突き抜けるために必要な長さである。(2)1020mm程度のギャップ間に直流電圧を印加した場合、相対的に正の側の電極近傍にプラズマチャネルを生成し、その際正の側の電極がフラットであり、正のコロナ放電を生じていていないと誘導電圧は著しく低下する。ギャップ長が長くてインパルス電圧の場合、この傾向は逆転する。(3)放電誘導には、レーザによって生成されたプラズマのうち、気体の加熱膨張によって希薄化された領域の寄与が大きい。(4)KrFエキシマレーザ、YAGレーザによって生成されたプラズマの観測結果によると、レーザ入射から約1μs以内で衝撃波が発生し、音速で伝搬する。プラズマが生じた所は10μs以上にわたり、密度が希薄な領域が存在する。プラズマ生成初期の電子密度は10^<22>10^<23>m^<-3>であった。(5)CO_2レーザによるプラズマの生成直後の電子密度は約10^<24>m^<-3>であった。(6)ギャップ長3mの実験では降雨粒子の影響は大きくない。(7)いずれの実験においても、レーザによるプラズマの形成と、50%スパークオーバ電圧の間には時間遅れが認められた。(8)屋外衝撃電圧発生装置と2台のCO_2レーザ(出力各45J)を組み合わせて行った実験の結果、8mの誘導放電に成功した。(9)上記実験において、レーザによって誘導されたプラズマの有効長は1.5m、放電電圧は3.8MVであり、自然放電より約1MV低い値である。本年度は各研究グループ毎に精力的に研究を推進中であり、その成果は平成4年6月26日に行われた電気学会放電高電圧合同研究会、及び平成5年1月20日に行われた本総合研究のシンポジウムにおいて公表された。研究会での公表された論文の表題は次の通りである。1.エキシマレーザによる放電誘導実験(IV)2.レーザ誘雷に関する研究(XIII)ー紫外レーザによる誘雷の可能性ー3.レーザによる大気中の放電誘導特性(7)5.アクシコンミラーによるレーザプラズマのレーザ誘雷への応用シンポジウムにおける講演のタイトルを次の通りである。6.紫外光レーザを用いた誘雷の基礎的検討7.レーザによる大気中の放電誘導特性8.CO_2レーザ誘起アーク電励起レーザの可能性9.金属蒸気プラズマによる軟X線の増幅ーYAGレーザによるピンチスポット制御の試行ー10.エキシマレーザによる放電誘導の基礎研究上記の研究はいずれも誘雷を実用化するための貴重な基礎研究である。なお平成5年度は、フィールドテストとして、長ギャップでのレーザ誘雷実験を行い、その結果と本年度の基礎研究の成果を持ち寄って、合同討論会を開催することを計画している。本年度は、電力中央研究所の屋外衝撃電圧発生装置とCO_2レーザを組み合わせて、長ギャップ誘導放電の可能性を、実験によって確かめることを主要テーマとした。誘導放電基礎過程の研究は引き続き各研究班で実施した。本年度の研究の成果を要約すると以下の通りである。

屋外実験は悪天候に悩まされたために実験回数は少なかったが、(1)屋外衝撃電圧発生装置と2台のCO_2レーザ(出力各45J)・2枚の凹面鏡(焦点距離10m)を組み合わせて行った実験の結果、8mの誘導放電に成功した。なおプラズマチャネルは負極性高電圧が現れる上部電極の先端付近に来るように調整した。(2)上記実験において、2台のレーザによって誘導されたプラズマの有効長は1.5m、放電電圧は3.8MVであり、自然放電より約1MV低い値である。放電誘導基礎過程の研究成果としては以下のような知見が得られた。(3)1020mm程度のギャップ間に直流電圧を印加した場合、相対的に正の側の電極近傍にプラズマチャネルを生成し、その際正の側の電極がフラットであり、正のコロナ放電を生じていていないと誘導電圧は著しく低下する。(5)KrFエキシマレーザ、YAGレーザによって生成されたプラズマの観測結果によると、レーザ入射から約1mus以内で衝撃波が発生し、音速で伝搬する。プラズマが生じた所は10mus以上にわたり、密度が希薄な領域が存在する。プラズマ生成初期の電子密度は10^<22>10^<23>m^<-3>であった。(4)放電誘導には、レーザによって生成されたプラズマのうち、気体の加熱膨張によって希薄化された領域の寄与が大きい。(6)CO_2レーザによるプラズマの生成直後の電子密度は約10^<24>m^<-3>であった。
ミトコンドリア分裂因子Ｄｒｐ１のメチル化修飾による細胞機能制御機構の解析

ミトコンドリアは様々な代謝系の場として機能し、刺激によって自身の形態を変化させ、細胞の恒常性維持に寄与する。近年、ストレス応答に起因するメチオニン代謝がその形態制御に作用することが示されているが、詳しい機序は不明であった。本研究では、形態制御に関与する分子群の翻訳後修飾に着目し、分裂因子DRP1およびGFERがメチル化修飾を受けることを明らかにした。また、人為的にメチオニン回路を抑えると、解糖系の抑制とともにDRP1自体の発現量が低下し、その断片化が抑えられることがわかった。以上からメチオニン代謝を介したミトコンドリアの形態制御により細胞全体のエネルギー代謝を調節する一端を明らかにした。本年度は、ミトコンドリア分裂因子Drp1内の翻訳後修飾がどのように制御されているか、また翻訳後修飾動態の違いがミトコンドリア形態にどのような変化をもたらすかを調べるために以下の基礎的実験を行ない、翌年度の研究に必要な実験系を構築した。(1)昨年度後半から取り組んできた、Drp1のフォールディングに重要なタンパク質であるGfer(Growth factor, augmenter of liver regeneration)のメチル化部位の同定が完了した。10数種類のGfer変異体を用いたin vitromethylation解析からメチル化酵素PRMT1によって7番目のアルギニン残基がメチル修飾されることが分かった。この結果を基に、メチル化型Gferを特異的に認識する良好な抗体を作製した。(2) Gfer/Drp1系のメチル化修飾を通じた制御メカニズムを解析するためにアルギニンメチル化酵素およびメチオニン代謝を司る酵素に対するshRNA安定発現株を複数単離した。これらの細胞を用いた二次元電気泳動解析から翻訳後修飾の変化のに起因するDrp1のスポットのパターンの違いが認められたことから、Drp1の翻訳後修飾のパターンの変化にメチル化修飾が関与していることが明らかになった。今年度は含硫アミノ酸代謝変動に伴うミトコンドリア分裂因子Drp1のメチル化修飾がミトコンドリアの形態にどのように影響を与え、その結果、細胞増殖・細胞死、ストレス応答、代謝制御などの細胞機能をどのように制御するかを理解するため、以下の基礎的実験を行った。1次構造から、Drp1にはRXRからなるアルギニンメチル化酵素(PRMT)による認識サイトが2か所存在していた。in vitro methylation法より、Drp1はPRMT1によってメチル化されることが分かったが、その修飾効率が悪いことが研究遂行上の問題であった。Drp1の翻訳後制御機構をさらに精査すると、Drp1のフォールディングに重要なタンパク質Gfer(growth factor, augmenter of liver regeneration)が高度にメチル化修飾を受けることを新たに見出した。リコンビナントタンパク質を用いたin vitroアッセイから、GferはPRMT1および3によってメチル化されており、RXRからなる繰り返し配列が6箇所存在し、それぞれに変異を導入することでおおよその修飾部位を同定することに成功した。(2)二次元電気泳動によるDrp1の修飾動態の確認Drp1はリン酸化、SUMO化、ニトロシル化等、複数の翻訳後修飾が多元的に制御されているユニークなタンパク質である。Drp1のそれぞれの翻訳後修飾動態を捉えるため、二次元電気泳動によってDrp1の翻訳後修飾による等電点のシフトを検討した。その結果、Drp1は約10個のスポットとして観察され、これらが異なる修飾動態を取っている可能性があることが明らかになった。(1)Drp1のフォールディングに重要であると考えられるタンパク質Gfer(growth factor, augmentation of liver regeneration)がPRMT1によってアルギニンメチル化修飾を受けることが分かったが今年度はその局在について検討した。Gferは元来ミトコンドリアの膜間腔に局在するタンパク質であるが、修飾部位特異的抗体を用いた解析からメチル化型Gferは細胞質に存在することが分かった。(2)チオグリコネートで誘引した腹腔マクロファージ分化モデルを用いた実験から、炎症性マクロファージへ分化させた際に、含硫アミノ酸代謝酵素シスタチオニンβ合成酵素(CBS)の発現上昇に相関してDrp1の発現上昇が認められた。一方、メチオニン/コリン欠乏培地にて培養し、メチオニン代謝活性を低下させたマクロファージでは対照群に比べDrp1の発現誘導が有意に低下していることが分かった。この結果は他の培養細胞株においても認められたことから、メチオニン代謝変動は、従来報告されている翻訳後修飾制御以外に、Drp1の発現制御にも重要な役割を果たすことが明らかになった。(3)(2)の実験において、マクロファージを炎症型および組織修復型に分化させた際にそれぞれDrp1の発現レベルが異なることがわかった。

またこれらの細胞に安定同位体標識化合物を用いたフラックス解析から、Drp1の発現レベルの高い炎症型マクロファージでは解糖系が亢進しているのに対し、Drp1が低発現で融合した長いミトコンドリアを多く含む組織修復型マクロファージではTCA回路や脂肪酸代謝などミトコンドリアをプラットフォームとする代謝系が活性化されていることが分かった。このように細胞内のメチオニン代謝が翻訳後修飾のみならず、Drp1の発現制御にも関与することが明らかとなり、ミトコンドリアの形態制御が細胞内のエネルギー代謝の嗜好性(解糖系vs TCA回路、電子伝達系)を規定する要因である可能性が示唆された。細胞生化学当初の予定では平成25年度中に、メチル化修飾を介したDrp1の翻訳後修飾の違いに起因するミトコンドリアの形態変化やDrp1自身の局在・活性、多量体化にどのような影響を及ぼすかを検討する予定であったが、Drp1のジスルフィド結合に作用するシャペロンタンパク質Gferに対する抗体の作製(外部委託による作製)が遅れたため、これらの実験の多くは引き続き平成26年度も行うこととなり、計画としてはややスローペースとなっている。一方で、メチオニン代謝の制御、メチル化修飾の有無によるミトコンドリア形態の変化を追うために、アルギニンメチル化酵素PRMT1、PRMT3、およびメチオニン-システイン代謝酵素CBSに対するshRNA安定発現細胞株を今年度新たに作製した。来年度に向け、上記の実験に加えこれらの細胞を用いたミトコンドリアの形態評価系の準備が整った。本研究では、当初Drp1の直接のメチル化修飾部位を同定することを試みていたが、in vitro系において再現性はあるものの、検出されるシグナルが微弱であり、その後の解析が困難であった。そこでDrp1の活性制御系について精査したところ、Drp1のジスルフィド結合に作用し、そのオリゴマー化に寄与するシャペロンタンパクGferもまた、メチル化修飾を受けることが明らかになった。Gferは約23kDaの比較的小さなタンパク質であるが推定メチル化モチーフRXR配列が6箇所あり、PRMT1および3と異なるメチル化酵素によって、異なるアルギニン残基が修飾されることが明らかとなった。また、Gferは細胞抽出液を分画して行ったWestern blot.では膜画分(ミトコンドリア、ER膜を含む)においてrichに存在しており、おそらくはそれらの膜上でGferによるDrp1の活性制御が行われているものと考えられる。これらの実験結果から、Drp1自体のメチル化部位には迫れなかったものの、Drp1の活性調節分子Gferの修飾動態および修飾部位の解析に目途がついたことでジスルフィド結合とメチル化修飾とのリンク、硫黄代謝のミトコンドリア形態制御への寄与など、当初は考慮していなかったきわめて重要なDrp1の活性制御の可能性が示唆され、メチル化認識抗体の作製は次年度にずれ込んだもののプロジェクトの進行具合としてはおおむね順調であると考えている。
チンパンジーの高次視覚情報処理における大脳半球機能差と階層性

チンパンジーの高次情報処理の特性を非侵襲的手法によってヒトと直接的に比較し、ヒトに固有の情報処理様式とその系統発生的起源を、認知神経科学・比較認知の視点から明らかにした。「脳の高次情報処理」研究の一環として、チンパンジーの高次情報処理の神経的基盤を非侵襲的な手法で明らかにすることを目的としている。特に、(1)情報処理の階層性と、(2)大脳半球のいわゆる機能局在(lateralization)に焦点を絞って検討をおこなう。本年度は以下のような研究をおこなった。1.情報処理の階層性:ストループ効果の検出のための予備実験:ストループ効果の検出のための予備実験をおこなった。チンパンジー3個体(アイ、ペンデーサ、クロエ)を被験者として、見本合わせ課題で、色名漢字10字の識別を訓練し、さらに10色の識別を訓練した。チンパンジーにおける、漢字と色の識別における混同行列と判断に要する時間の基礎データを得た。2.数および数列の記憶における階層性:高次情報処理の階層性を検証する課題として、数列の記憶保持の方略にかんする研究をおこなっている。被験者はアイ。0から9までのアラビア数字をもちいて、3桁の数字をCRTに提示し、それを別のタッチパネルの数字にふれて選び出すことによって再生する。再生の手順の分析から2つの記憶方略の並存が示唆された。第一は位置に基づく記憶方略、第二は知覚的特徴検出の方略である。3.視覚探索課題:チンパンジーとヒトの視覚情報処理の階層性を直接に比較するための基礎研究として、いわゆる視覚探索課題をもちいた一連の実験を、同じ装置で同じ手続きで実施した。その結果、チンパンジーでもヒトと同様な探索非対称の現象が反応時間の分析から確証された。被験者はアイ。
けいれん準備状態及びけいれん発作発現に果たすプロテインキナ-ゼCの役割

脳のある部位に微小な電気刺激を反復して加えると、最初は軽微な反応に留まっていたものが、やがて全身けいれんを呈するようになる(キンドリング現象)。キンドリングモデルでは、一旦獲得したけいれん準備状態はほぼ永続的である。この意味で、キンドリングモデルはヒトのてんかんに最も近似するてんかんモデルとされている。一方、protein kinase C (PKC)は細胞内情報伝達機構に与り、神経細胞の興奮あるいは脱分極に重要な役割を演じていると考えられている。そこで、本研究は、けいれん準備状態とPKCの関連性をみる目的で、ラットを用い、扁桃核キンドリンク完成から30日後の扁桃核と海馬のPKC活性を測定した。Wistar系雄性ラットを無処置群、偽手術群、キンドリング群の3群に分けた。無処置群には何の処置も施さず、偽手術群とキンドリング群には左側扁桃核に深部電極を留置した。キンドリング群には左側扁桃核に電気刺激を加えてドリングを作成したが、偽手術群には電気刺激を加えなかった。キンドリング完成後30日目に、動物を断頭し、左右の扁桃核と海馬を取り出し、細胞質分画と細胞膜分画のPKC活性を測定した。その結果、左右の扁桃核及び海馬の細胞質分画と細胞膜分画のPKC活性には、キンドリング群、偽手術群、無処置群の間での有意な変化は認められなかった。本研究の結果は、扁桃核キンドリングは扁桃核と海馬のPKC活性には永続的な変化を及ぼさないことを示している。従って、辺縁系のPKCは、けいれん準備状態に積極的な役割を担っているとは考えがたい。しかし、このことは、直ちに扁桃核キンドリングに果たすRKCの応役を否定するものではない。なぜなら、今後の検討により、けいれん直後の変化や、各個の細胞における変化の存在が明らかにされる可能性があるからである。
ポリアミンの生理作用と輸送機構に関する研究

1.ポリアミンは特定蛋白質合成を低濃度で促進し、高濃度で阻害する。このポリアミンによる蛋白質合成調節に5′-untranslatedregion(5′-UTR)のGC richな領域が関与していた。そのメカニズムは、リボソーム上でのmRNAとMet-tRNAの結合部位は部分的に重複しており、ポリアミンの結合により、RNAの高次構造が変化し、その重複が少なくなり、ポリアミンがリボソーム、Met-tRNA、mRNA三者複合体の形成促進引き起こすというものであった。2.細胞内ポリアミン量は生合成と輸送の両者に依存している。動物細胞の場合は生合成の律速酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)の分解を促進するアンチザイムという蛋白質がポリアミン輸送も負に調節していることが明らかとなった。すなわち、アンチザイムcDNAをマウスFM3A細胞にtransfectすると、ODC量の減少と共に、ポリアミン輸送活性も減少していた。3.酵母をエチルメタンスルフォネートで処理し、ポリアミン輸送欠損株の分離に成功した。この株に酵母DNA断片を形質転換し、ポリアミン輸送活性が回復することを指標として、ポリアミン輸送蛋白質遺伝子のクローニングを試み、成功した。目下その塩基配列を決定中である。4.大腸菌のスペルミジン優先輸送系は基質結合蛋白質(potD)、ATP結合部位を有する膜表在性蛋白質(potA)、及び2種の膜チャンネルを形成する蛋白質(potB及びC)から成り立っている。このpotAとD蛋白質の活性中心を変位蛋白質を作製し、活性測定することにより同定した。5.大腸菌のプトレスシンの排出に関与するpotE蛋白質(プトレスシン・オルニチンアンチポーター)の活性中心を、この蛋白質に存在する16個の酸性アミノ酸(GluまたはAsn)を中性アミノ酸(GluまたはAsu)に変換することにより解析した。その結果、Glu207が活性中心であることが明らかとなった。1.大腸菌の3種のポリアミン輸送系の1つであるプトレスシン排出系は分子量が46kDaの膜蛋白質(potE)で構成されており、その排出活性はプトレスシン・オルニチンアンチポーター活性に依存し、エネルギーを必要としなかった。このpotE蛋白質はプロトン駆動力をエネルギー源としてプトレスシンの取り込みも触媒することが明らかとなった。現在、排出と取り込みが同じ活性中心で触媒されているかどうか検討中である。また、この遺伝子発現がRNase IIIによるmRNAの5'-非翻訳領域の切断により翻訳レベルで活性化されることが明らかとなった。2.動物細胞のポリアミン生合成律速酵素オルニチン脱炭酸酵素はアンチザイムという蛋白質と結合することにより、26Sプロテアソームにより分解される。このアンチザイムがポリアミン輸送系も負に調節していることを明らかにした。3.動物細胞での蛋白質合成のポリアミンによる調節機序をウサギ網状赤血球の無細胞系で検討した。eIF-4EはmRNAのcap構造を認識し、mRNAの40Sサブユニットへの結合を促進する。このeIF-4Eによるcap構造認識はポリアミンにより促進をうけなかったが、eIF-4Eのリン酸化は促進をうけた。このことは、リン酸化によりeIF-4EのeIF-4Fへの変換が促進されるので、間接的にcap認識がポリアミンにより促進されることを示唆する。Met-tRNAのmRNA-40S複合体への結合はポリアミンにより強い促進をうけた。しかし、eIF4A,4Bによるヘリカーゼ活性はポリアミンで阻害された。

mRNA中の5'-非翻訳領域のGC含量および長さはそれぞれ異なるので、このヘリカーゼ阻害の程度により、個々の蛋白質合成のポリアミンによる促進率が異なることが推論された。1.ポリアミンは特定蛋白質合成を低濃度で促進し、高濃度で阻害する。このポリアミンによる蛋白質合成調節に5'-untranslated region(5'-UTR)のGC richな領域が関与していた。そのメカニズムは、リボソーム上でのmRNAとMet-tRNAの結合部位は部分的に重複しており、ポリアミンでの結合によりRNAの高次構造が変化し、その重複が少なくなり、ポリアミンがリボソーム、Met-tRNA、mRNA三者複合体の形成促進を引き起こすというものであった。2.細胞内ポリアミン量は生合成と輸送の両者に依存している。動物細胞の場合は生合成の律速酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)の分解を促進するアンチザイムという蛋白質がポリアミン輸送も負に調節していることが明らかとなった。すなわち、アンチザイムcDNAをマウスFM3A細胞にtransfectすると、ODC量の減少と共に、ポリアミン輸送活性も減少していた。3.酵母をエチルメタンスルフォネートで処理し、ポリアミン輸送欠損株の分離に成功した。この株に酵母DNA断片を形質転換し、ポリアミン輸送活性が回復することを指標として、ポリアミン輸送蛋白質遺伝子のクローニングに成功した。目下その塩基配列を決定中である。4.大腸菌のプトレスシンの排出に関与するpotE蛋白質(プトレスシン・オルニチンアンチポーター)の活性中心を、この蛋白質に存在する16個の酸性アミノ酸(GluまたはAsp)を中性アミノ酸(GluまたはAsn)に変換することにより解析した。その結果、Glu207が活性中心であることが明らかとなった。その他にGlu77、Glu113、Glu409が活性に関与していることが明らかとなった。
階層的自己組織化構築したクラスター錯体の磁場配向

本研究では,自己組織化を使って構築した多成分金属錯体を基軸に,その階層的クラスター化を通じた磁場配向物性の制御を達成し,NMRによるRDC立体構造解析の新手法を開発することを目的とした.分子設計に立脚した磁場配向性制御の構想は,国内外の研究に照らして新しい着眼点である.本研究では,疎水性の芳香族分子を多数集積している多成分金属錯体の表面を,親水性の置換基で化学修飾し,水溶性の向上をはかった.この錯体を濃度制御下で階層的に自己組織化させて,分子間スタック数が制御された錯体クラスターを形成した.核磁気共鳴を使い,錯体クラスターの大きさに応じた磁場配向の発現を確認できた.さらに,この金属錯体は,タンパク質と相互作用し,一緒に溶かしたタンパク質に磁場配向を伝達することを見いだした.本研究成果は,原著論文としてまとめて発表予定である.また,段階的に自発的な秩序形成が進行する,階層的な自己組織化という現象を中空錯体骨格そのものの構築に活用することに着目した.有機配位子と遷移金属イオンとの自己組織化によって得られる多成分金属錯体は,有機配位子上に追加の配位部位があれば,異種の遷移金属イオンを組みこむことが原理的には可能であるが,一段階での自己組織化を使った場合には,複数種の遷移金属イオンが競合して有機配位子に配位するために,設計通りの錯体を得ることが困難である.本研究では,配位子の合理設計を通じて,一段階目のPd2+イオンとの自己組織化で遊離の配位部位を有する錯体骨格を構築し,二段階目のAg+イオンとの自己組織化で錯体骨格にAg+イオンを組みこむことに成功した.この多成分からなる異種金属錯体の合成については,2013年,原著論文として報告した.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ファジィ論理連想記憶演算回路システムとその応用

本研究では、バイナリロジック回路を用いた機能メモリによる方法と、アナログ回路を用いた電流モード方式による方法の2つの方法で、多機能ファジィ論理連想記憶演算回路の研究を行った。1.機能メモリ:多変数を並列に処理できる2進数MAX-MIN演算器を用いた機能メモリを提案した。このメモリは、あいまい行列の要素数に無関係に、並列・高速にファジィ推論を行うことができ、実時間ファジィシステムの基本構成要素として応用が期待される。また同時にこの機能メモリは、通常のメモリと同様に、同一パターンの繰り返しとなるので、VLSIとしての実現に適している。2.電流モードファジィ回路:電流モード回路によるファジィ推論エンジン及びファジィコントローラを提案した。電流モード回路では、多出力の電流ミラー回路が必要となるが、従来の回路では出力数が多くなると、動作速度が極端に遅くなる。そこでまず、ソースウォロワー回路などを付加した改良型電流ミラー回路を提案し、その高速性を確めた。次にこの回路を用いて、MAX回路、MIN回路及びMAX-MIN回路を提案した。これらの回路により、アナログ方式多入力、多出力のMAX-MIN合成を高速に行うことが可能になった。今後の課題は、これらのファジィ演算回路の詳細なレイアウト設計とこれらの回路を従属あるいは並列に接続することによる、高次ファジィ推論回路の実現である。
都市縮退時代におけるコミュニティ再生-ドイツ都市政策の新展開-

近年におけるドイツ都市政策や市区再生事業の動向を、ライン=ルール大都市圏における再生事業の実態調査と比較対照し、西部ドイツ型のコミュニティ再生モデルの特徴を検討した。その結果、西部ドイツでは、(1)市区再生プロジェクトは2005年以降急増しており、しかもその実施地区は従来のような特定の衰退工業地域に限定されたものではなく、広汎な地域に及んでいる点、(2)物的更新に主眼を置いた東部ドイツの事例とは異なり、多文化共生や経済振興、さらには世代を越えた市区内でのネットワーク構築など、ソフトな施策にも配慮した取組みが中心となっていることが明らかとなった。国内にてドイツ都市政策関連資料や再生事業地区の情報を収集した後、平成20年8月下旬より二週間にわたってドイツ連邦共和国に滞在し、ライン=ルール大都市圏内の6都市・合計8地区におけるコミュニティ再生事業(URBAN, die soziale Stadt, Stadtumbau West)に関する資料を収集するとともに、事業担当者ならびに多文化共生・経済振興施策に携わる地元諸団体に対するインタビューを行い、当該課題に関する事業理念と進捗状況、当面する問題点などに関するインテンシィヴな現地調査を実施した。この中には、以前より継続調査中であるインナーシティの事業地区(デュースブルク市マルクスロー地区、ドルトムント市ノルトシュタット地区、ケルン市カルク地区)のほか、近年新たにコミュニティ再生に着手した既成市街地縁辺部の地区(ボーフム市ヴェストエンド地区、ドルトムント市ラインシュトラーセ地区)、郊外の高層住宅団地地区(ドルステン市ヴルフェン・バルケンベルク地区、ノイス市エルフトタール地区、ボーフム市フーシュタット地区)も含まれており、地区の性格や担い手、事業目的を異にするほミュニティ再生事業の多様な実態を知ることができた。あわせて、都市の縮退が進む日独両国における既成市街地再生事業の位置づけや今後の見通し、さらにはポスト工業化社会における都市政策の国際比較について、現地研究協力者をはじめ、関心を同じくする地元研究者と討議を行った。こうした研究成果の一部は、「インナーシティ再生をめざすEU諸国の取組み」(単著;近畿都市学会(編)『21世紀の都市像-地域を活かすまちづくり-』,2008年に所収)においても言及した。なお、当初予定していたコミュニティ再生事業に関係する諸機関(ドイツ連邦政府建設・空間整備局BBRほか)への訪問は、担当者との調整が付かず実施できなかったので、次年度に改めて行う予定である。国内にてドイツ都市政策関連資料や再生事業地区の情報を収集した後、平成21年8月下旬より二週間にわたってドイツ連邦共和国に滞在し、前年度に引き続きライン=ルール大都市圏におけるコミュニティ再生事業(URBAN, die soziale Stadt, Stadtumbau West)に関する資料を収集するとともに、事業担当者ならびに多文化共生・経済振興施策に携わる地元諸団体に対するインタビューを行い、当該課題に関する事業理念と進捗状況、当面する問題点などに関する現地調査を実施した。なかでも、近年新たにコミュニティ再生に着手した事業地区、すなわち既成市街地縁辺部に位置するボーフム市ヴェストエンド地区、ドルトムント市ラインシュトラーセ地区、郊外の高層住宅団地地区であるノイス市エルフトタール地区では、前年度に引き続き、インテンシィヴな現地調査を行った。こうした調査を通じて、地区の特性や担い手、事業目的を異にするコミュニティ再生事業の多様な実態について、近年の変化を中心にさらに多くの知見を得ることができた。あわせて、ドイツにおけるコミュニティ再生事業を管轄する連邦政府建設・空間整備局(BBR)ならびに同局に付置された建設・都市・空間整備研究所(BBSR)を訪問し、当該事業に関する説明を受けるとともに、都市の縮退が進む日独両国における既成市街地再生事業の位置づけや今後の見通し、さらにはポスト工業化社会における都市政策の国際比較について、担当者と意見交換を行った。こうした研究成果の一部は、「都市縮退時代におけるコミュニティ再生の可能性-西部ドイツ地域の事例から-」(単独;日本都市学会第56回大会,平成22年10月24日,名古屋都市センター)においても発表した。本研究の最終年度にあたる平成22年度の主たる研究課題は、近年におけるドイツ都市政策や市区再生事業の動向に関する文献資料等から得られた知見を、過去2年間に行ったライン=ルール大都市圏における再生事業の実態調査の成果と対照させつつ、西部ドイツ型のコミュニティ再生モデルを提示することであった。この課題に取り組むために、引き続き関連資料の入手に努めるとともに、現地での調査内容を整理する過程で生じた疑問点や不明な部分については、海外協力研究者、または現地で実施したインタビュー相手から電子メールを通じて、その都度的確な回答を得た。

こうした研究成果については、「都市縮退時代におけるコミュニティ再生の可能性-西部ドイツ地域の事例から-」(単独;日本都市学会第57回大会,平成22年10月24日,高崎経済大学)として、学会にて発表した。その発表内容に加筆・修正を行った後、平成22年11月に『日本都市学会年報』誌(査読有り)に投稿し、平成23年3月8日付けで受理された。あわせて、これまでの3年間にわたる研究成果を現地調査報告とともに整理して、平成23年2月に新たに立ち上げた個人HPへ掲載した。
高度成長下のベトナム・ハノイ首都圏における労働市場と地域社会

(1)先行研究レビューとベトナム労働・企業統計の分析:開発経済学、アジア経済論の先行研究を中心に集中的にレビューを実施。農業ー工業(農村ー都市)間の労働力移動に焦点を当てた二重経済論に関する先行研究の再検討、およびアジア経済研究所の1980年代90年代のアジア工業化研究プロジェクトの諸成果のレビューを行った。また、1990年代以降の各種統計を用いた、データ整理・分析を行った。1990年代以降、急速に雇用労働力が拡大するとともに、2000年代後半以降に、輸出向け労働集約産業の独資外国企業の企業設立・雇用吸収がきわめて盛んになる一方で、大都市圏での不熟練労働の不足と大学卒業者の就職難という労働力のミスマッチを確認することができた。(2)ハノイ市内郊外農村調査:ハノイ市ドンアイン県およびザーラム県において基礎調査を実施した。計20か村の人民委員会(村役場)を訪問し、村長と経済担当幹部からのヒアリングを行った。ハノイ市中心部に隣接した郊外農村の社会経済状況と村民の就労傾向に関する基本情報を得た。とくに重要な知見は次のとおり。1工業団地造成の影響:工業団地が立地していない農村では、農業経営を維持しつつ、青年層が工業団地に就労している。他方、工業団地立地農村では、離農が進むが、工業団地では中高年層が就業できないという制約があり、また村内居住者の半数が外来者となるなど、社会経済構造が急変している。2地場中小企業の労働市場の変化:近年、生産技術の高度化とともに、弱小企業が倒産し、資本規模の大きい私企業の事業拡大が起きている。全体として吸収する労働力が縮小するとともに、季節雇用ではなく常時雇用が増えている。3農業変化:工業団地からの通勤距離にあるような農村では、工業団地による雇用増→収入増という過程のほか、成長する都市消費需要に対応した農業構造変化によって収入増を図っている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
熱ショックにより植物に誘導される病害抵抗性の新規メカニズムの解明

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
血行再建併用intensive cell supplyによる脳梗塞治療法の確立

脳梗塞は日本において毎年50万人が発症し、全医療費の1割、寝たきり原因の3割を占める医学的、社会的に重要な疾患である。脳梗塞超急性期における、rt-PAやカテーテルを用いた再灌流療法は、良好な予後が期待される一方で、時間的適応が外れた症例や、治療にも関わらず梗塞巣が完成された場合には有効な治療法が確立されていないのが現状である。脳梗塞の再生医療として骨髄間葉系細胞の利用が脚光を浴びてきており、慢性期においても末梢血投与や脳内移植等様々な検討がなされている。本研究は、本来もやもや病に対し使用される間接血行再建術を応用し、成人の脳梗塞巣に対し血管新生を促すことでより効果的に細胞移植治療を行う方法の開発を目的としている。研究の流れとして、1脳梗塞となった脳表面に対し、間接血行再建術を行い、側頭筋と脳表が接した状態を作成する。2側頭筋を栄養する外頸動脈に繰り返し細胞移植を行い、血管新生を促進する。3脳表と側頭筋の間に幹細胞により作成したシートを配置し、側頭筋から脳内への血管新生を促進する。4移植細胞に対し電磁気刺激(EMF)を行い、細胞の活性化や増殖能力の向上を目指す事を目標としている。脳表に幹細胞シートをひくことで、新生血管の材料補給とナーシングエフェクトが期待でき、側頭筋の栄養血管へ幹細胞を供給する事で持続的な幹細胞の供給を可能とする。また移植細胞に対し、培養中にEMFを負荷する事で増殖率、生着率等の向上を期待する。脳梗塞となった脳表面に対して行う、間接血行再建術に関してはこれまでの研究において手術方法は安定してきており、移植細胞の準備を現在行っている。神経幹細胞、骨髄間葉系細胞、血管内皮細胞に対して、電磁気刺激(EMF)を行いPCRにて発現物質の検討を行っている。またそれと別の実験系でPIPAAmを細胞培養皿の表面に共有結合させた培養皿を用いて幹細胞の培養を行い、コンフルエントまで培養して細胞シートの作成を行っている。細胞の安定した作成が可能となったところで、細胞シートを脳表にひいた状態での間接血行再建術を行う予定である。これまでの研究において間接血行再建をおこなった場合によく認められた失敗として、脳表においた側頭筋が切片等を作成する際に外れてしまう事があった。細胞シートを脳表と側頭筋に挟んだ状態でそのまま安定して組織を固定する方法の検討が必要である。また細胞の移植時期や移植回数、移植細胞数等の検討も行っていく予定である。研究の進行度としてはおおむね計画どうりであるが、現在行っている細胞培養に用いている設備や電磁気刺激装置等はこれまでの研究において使用していたものであり、消耗品を中心とした予算の使用であった。次年度は動物手術を中心とした研究となり、より費用が必要となることが予想され、次年度請求分とあわせて使用する計画である。
電子分光顕微鏡を用いた孔形成細胞毒素による生体膜傷害機構の超微細形態的解析

当該研究は、細菌が産生する孔形成細胞溶解毒素による生体膜傷害機構を電子分光顕微鏡を用いて、超微細形態的に解析することを目的としている。1.電子分光顕微鏡を用いて量子ノイズを軽減し、従来のフィルムにかえてイメージングプレート(IP)で撮影することにより、照射電流を1/100以下にでき、電子線に弱い本研究目的試料の高分解能観察に非常に有用であった。2.孔形成細胞溶解毒素としては、代表的な溶血レンサ球菌が産生する溶血毒素であるストレプトリジンO(SLO)を中心に解析した。また、これらの毒素によって形成される孔を伴ったリングは、二重のリング構造として観察され、この二重の内外の構成分子の異同の究明も課題の一つであった。ボツリヌス菌が産生するボツリノリジンにおいても、電等点の異なる2種が存在するSLO作用時と同様に、二重リングであるとの結果が得られ、内外同一分子である可能性が高いとの結論を得た。3.SLOで得られた電子分光顕微鏡観察結果を元に広範な生物試料観察への応用として、人毛やフェリチン粒子、硬組織などの観察も試み、成果を得た。さらに、一酸化ケイ素(SiO)を原料とし、炭素を含まない支持膜の作製に成功し、この膜で大腸菌の凍結超薄切片を載せ、その全体像を捕らえることができた。非炭素膜の粒状性は、蛋白分子の観察に支障がない程度に細かいもので、本実験のような蛋白分子の観察にも応用できる可能性が得られた。4.これらの毒素の生体膜傷害作用におけるコレステロールの役割を明確にするために、膜クランプ法を導入して、合成フォスファチジルコリンで作製したリポソームでの解析を行い、今後、新たな視点で孔形成機構を解明できる可能性が開けた。1.平成10年度の研究実施計画として、まず、試料支持膜の開発が上げられていたが、一酸化ケイ素(SiO)からの炭素を含まない支持膜の作成に成功した。2.さらに、この膜に大腸菌の凍結超薄切片を載せても破れることなく、電子線照射にも耐え、電子分光顕微鏡で観察したところ、菌の全体像を捕えることができた。しかも、その粒状性は、たんぱく分子の観察に支障が無い程度に細かいものであった。このような成果から、代表的な孔形成細胞溶解毒素であるチオール活性化毒素がリポソーム上に会合して形成するリング状構造、その会合状態、あるいは毒素分子そのものを無染色で観察できる可能性が非常に高まった。3.電子分光顕微鏡観察像は、画像情報をデジタル化し、コンピューター解析も行っている。4.次に、これらの毒素の生体膜への結合の標的と考えられているコレステロールの役割をより明確にするために、従来の卵黄フォスファチジルコリンを合成品に替えてリポソームを作成することを試み、解析可能な合成フォスファチジルコリンの材料の選択とリポソームの作成条件が定められた。以上、本年度予定の研究計画をほぼ達成し、今後、上記のリポソームを用いて、新たな手法として膜クランプ法を導入し、リング形成に対するコレステロールの関与や毒素分子の膜への結合および毒素分子の膜内の移動の状況などの解析を行う予定で実験続行中である。

1.電子分光顕微鏡を用いて量子ノイズを軽減し、従来のフィルムにかえてイメージングプレートで撮影することにより、照射電流を1/100以下にでき、電子線に弱い本研究目的試料の高分解能観察に非常に有用であった。2.孔形成細胞溶解毒素としては、代表的な溶血レンサ球菌が産生する溶血毒素であるストレプトリジンO(SLO)を中心に解析した。また、これらの毒素によって形成される孔を伴ったリングは、二重のリング構造として観察され、この二重の内外の構成分子の異同の究明も課題の一つであった。ボツリヌス菌が産生するボツリノリジンにおいても、電等点の異なる2種が存在するSLO作用時と同様に、二重リングであるとの結果が得られ、内外同一分子である可能性が高いとの結論を得た。3.SLOで得られた電子分光顕微鏡観察結果を元に、広範な生物試料観察への応用として、人毛やフェリチン粒子、硬組織などの観察も試み、成果を得た。さらに、一酸化ケイ素(SiO)からの炭素を含まない支持膜の作成に成功し、この膜で大腸菌の凍結超薄切片を載せ、その全体像を捕えることができた。その粒状性は、蛋白分子の観察に支障が無い程度に細かいもので、本実験のような蛋白分子の観察にも応用できる可能性が得られた。4.これらの毒素の生体膜傷害機構へのコレステロールの役割を明確にするために、合成フォスファチジルコリンで作製したリポソームで、新たな手法として膜クランプ法を導入して解析を行い、今後に発展させ得る可能性ある結果を得た。
天然個体由来ヒメコマツ実生苗におけるマツ材線虫病抵抗性の遺伝的検証

1.研究目的房総丘陵のヒメコマツ自生個体群は、個体数の減少から孤立化が進み花粉流動が少ないため、天然実生は自殖個体が多く近交弱勢によって衰退し、非常に危機的状況にある。次世代を担う自然交配実生苗についても自殖による遺伝的劣化が考えられるが、これまでマツ材線虫病抵抗性との関連性は検証されていない。本研究では、遺伝解析によって個体の自殖の有無を調べ、マツ材線虫病抵抗性との関係を検証することを目的とした。2.研究方法本研究では天然個体及び集植場にて生産された自然交配実生苗において、遺伝解析による自殖の有無と接種試験によるマツ材線虫病の抵抗性について検証した。各実生個体の針葉より抽出したDNAをマイクロサテライトマーカーを用いてPCR増幅をおこない。GeneMapperによるフラグメント解析をおこない、ヒメコマツ実生苗の父親(自殖率)を推定した。また、マツ材線虫病の抵抗性については、夏季に強病原性線虫Ka-4を10, 000頭接種し、冬季に生存調査をおこなった。3.研究成果今回の試験の結果、天然個体5家系の自殖率は約90%と非常に高かった。一方、集植場の1家系は約3%であった。また、接種試験では天然個体5家系の生存率が約46%であった。集植場の1家系は約41%であった。対象とした感受性クロマツの生存率は約30%であった。結果だけをみると自殖率と生存率はあまり関係が無いように思われるが、今回の試験をおこなった実生苗は個体の大きさにバラツキが大きかったため、接種試験の結果についてはもう少し詳細に検証する必要があると考えられる。
化合物相を微細分散した軽量耐熱合金の製造と組織制御

軽量耐熱合金として遷移金属元素および希土類元素を含むAl-Zr,Al-Sc,Al-Zn-Mg-Zr、Al-Zn-Mg-Sc,Al-Zn-Mg-Y合金およびAl-Er,Al-Yb合金をDC鋳造および急冷凝固法により作製した。また、高剛性軽量合金としてAg,Au,Cu,Znを含むAl-Li合金を溶製して。さらに、Mg-Y,Mg-Y-NdおよびMg-Y-Sm合金を作製した。これらの合金について化合物組織、析出組織、加工・再結晶組織ならびに高温強度特性について検討した。Scを含むAl合金は熱処理によりL1_2型構造のAl_3Sc相が分散相として析出し、熱処理の制御によりAl_3Sc相粒子を母相に微細分散させることが可能であった。Al_3Sc相はAl_3Zr相に比べ、優れた再結晶抑制効果を有することを見出した。また、再結晶後のAl_3Sc/母相の方位関係はCube/Cube方位を満たす場合と満たさない場合があり合金成分により異なることを明らかにした。Al-ErおよびAl-Ybではロール急冷法により極めて微細な化合物粒子を分散させることが可能であり、特性改善に有効である可能性が示された。また、Al-Li合金にAgやAuを添加するとδ'-Al_3Li相の熱的安定性が増大し、粒子の粗大化が抑制されることを見出した。これらは高感度示差走査熱量計(DSC),TEMおよびEDX分析により解析・観察された。一方、Mg-Y系合金において時効効果過程および構造変化を明らかにし、また、通常のMg合金に比べ優れた高温強度特性が認められ、耐熱性に優れることを明らかにした。高温×線回折およびすべり線の観察から、Mg-Y合金ではMg-Al-Zn合金などと異なり、双晶変形および交差すべりがおこりにくいことを明らかにした。以上より、遷移金属元素および希土類元素を含むAl合金およびMg合金は組織制御により高温での安定性に優れ、また、機械的強度にも優れることを示し、軽量高強度・高耐熱性合金として期待できることを明らかにした。遷移金属および希土類元素を含む種々の合金,すなわち,Al-Zr,Al-Zr-Ti,Al-Li-Zr,Al-Zn-Mg-Zr,Al-Zn-Mg-Sc,Al-Zn-Mg-Y,Al-ScおよびAl-Y合金を水冷銅鋳型を用いたチルキャスト法およびDCキャスト法により作製した.これらの合金の高温における時効析出挙動,分散析出粒子の形成・分散,熱的安定性について,硬さ試験,電顕組織観察,EDX分析,熱測定を行い,検討した.ZrおよびScを含む合金ではLl_2型規則構造をもつAl_3ZrおよびAl_3Scの微細析出により高温で時効硬化し,さらに,再結晶抑制効果が大きいことを明らかにした.また,各合金について再結晶の活性化エネルギーを評価した.さらに,高温時効温度に至るまでの昇温速度の制御,微量元素の添加により分散析出粒子の分散状態を制御できることを明らかにした.

また,本研究で設置した高感度示差走査熱量計を用い,昇温中の析出・溶解挙動に対応するわずかな熱量変化を明瞭に捉え,各相の熱的安定性を評価した.他方,軽量合金であるMg-Y合金を溶製し,時効硬化,耐熱性,析出組織について硬さ試験,圧縮試験および透過電顕観察を行い検討した.また,高感度示差走査熱量計を用い,種々の相の析出・溶解を調べ,さらに,X線回折用高温装置を用い,Mg-Y合金の格子定数の温度依存性を調べ,耐熱性との関連性について検討した.Mg-Y合金では準安定規則相(DO_<19>型構造)およびβ'相(bco構造)が析出し,顕著な時効硬化を示し,また,実用Mg-Al-Zn合金に比べMg-Y合金は耐熱性に優れることを明らかにした.これは,析出相の熱的安定性が高いことおよび高温でも交差すべりが起こりにくいことによることを明らかにした.さらに,高温X線装置による構造解析および他の希土類元素を添加した合金についても現在系統的な検討を行っている.軽量耐熱合金として遷移金属元素および希土類元素を含むAl-Zr,Al-Sc,Al-Zn-Mg-Zr,Al-Zn-Mg-Sc合金およびAl-Er,Al-Yb合金をDC鋳造および急冷凝固法により作製した.また,高剛性軽量合金としてAg,Au,Cu,Znを含むAl-Li合金を溶製した.さらに,Mg-Y,Mg-Y-NdおよびMg-Y-Sm合金を作製した.これらの合金について化合物組織,析出組織,加工・再結晶組織ならびに高温強度特性について検討した.Scを含むAl合金は熱処理によりLl_2型構造のAl_3Sc相が分散相として析出し,熱処理の制御によりAl_3Sc相粒子を母相に微細分散させることが可能であった.Al_3Sc相はAl_3Zr相に比べ,優れた再結晶抑制効果を有することを見出した.また,再結晶後のAl_3Sc/母相の方位関係はCube/Cube方位を満たす場合と満たさない場合があり合金成分により異なることを明らかにし,Zn,MgがAl_3Sc相の構造安定性を低下させると考えられた.また,Al-ErおよびAl-Ybではロール急冷法により極めて微細な化合物粒子を分散させることが可能であり,特性改善に有効である可能性が示された.また,Al-Li合金のAgやAuを添加するとδ'-Al_3Li相の熱的安定性が増大し,粒子の粗大化が抑制されることを見出した.これらは高感度示差走査熱量計(DSC),TEMおよびEDX分析により解析・観察された.一方,Mg-Y系合金においては通常のMg合金に比べ優れた高温強度特性が認められ,耐熱性に優れることが分かった.高温X線回折およびすべり線の観察からMg-Y合金ではMg-Al-Zn合金などと異なり,双晶変形および交差すべりがおこりにくいことを明らかにした.さらに,Mg-Y系合金の析出に伴う構造変化を調べ,軽量高強度・高耐熱性合金として優れることを明らかにした.
大気大循環モデルを用いた熱帯域の気候変動に関する研究

大気大循環モデル(AGCM)で解像できる重力波の運動量フラックスが、熱帯域下部成層圏において東西方向に非対称な分布をしている原因について調べた。東半球の正の運動量フラックスは、夏季インドモンスーンによる強い平均の東風シアーとの相互作用によって東向き伝播の重力波が生成されることで出来ていた。西半球での負の運動量フラックスは、平均風と波の相互作用よりむしろ、太平洋や大西洋における大規模な(1000km-)cloud clusterの伝播方向に大きな東西非対称性があることが原因と考えられた。西進する雲クラスターが東進するものに比べ卓越しており、この西進する雲と、西向き伝播の重力波の間に強い関係性があると考えられる。以上の結果については、2004年度春季気象学会で発表を行った。さらに、論文として現在投稿中である。また、より長い周期を持つ波動についても同様の解析を行った。1980年から1999年まで20年分のECMWFデータを用いた統計的解析を行った。大気の変動成分を3日以下、3日から10日、10日以上の3成分に分け、各成分毎に運動量フラックスの地理的分布及び季節変化を調べた。どの成分においても、東半球において正の運動量フラックスが卓越していた。3日以下成分では、上部対流圏における、モンスーンによる東風が強い地域で正の運動量フラックスが卓越していて、AGCMにおける重力波分布と矛盾しなかった。3日から10日周期成分では、正の運動量フラックス分布はWheeler and Kiladis(1998)に見られるケルビン波の活動度分布と似ており、西半球まで正の値が広がっていた。10日以上周期成分では、赤道域を中心とする正の運動量フラックスが南北方向にも広がっており、季節内振動の影響が示唆された。
フロンによる我が国山地流域の地下水滞留時間・貯留量の推定とマッピング

本研究では、山梨県を中心とした本邦中央山岳域の源流域湧水を対象とし、フロン等のトレーサーを用い、その平均滞留時間を求めるとともに、水収支モデルにより、当該湧水の集水域における山体地下水貯留量を求め、その動態が地下水の水文プロセスからどのように説明されるかを検討した。湧水の滞留時間は、1060年程度、また山体地下水貯留量は10,00010,000,000立方メートルと推定され、古生層、第三紀層、花崗岩の順に貯留量が少ない傾向が示された。すなわち、花崗岩地域においては、時空間的に水文プロセスが顕著に変動するため、湧水の滞留時間も時空間的に大きく変動するものと考察された。国内各地のフィールド(山梨県、茨城県等)の湧水等において、フロン類分析用のサンプルを収集するとともに、そのデータに基づき、平均滞留時間等の解析を行った。とくに、山梨県の釜無川流域を対象に、堆積岩、花崗岩、変成岩等の異なる地質からなる源流域の湧水について、平均滞留時間の推定を行い、その空間分布を検討するとともに、各湧水の集水域における水貯留量の推定を行い、地質条件との比較検討等を実施した。その結果、釜無川流域において、花崗岩流域で第三紀層に比べ、相対的に滞留時間が長く、水貯留量が大きいという傾向がみられた。さらに、SF6分析ラインを構築し、フロン類による年代推定が難しい、過去10年程度の直近の年代についても、湧水等の平均滞留時間解析が可能となった。SF6分析ラインは、気象研究所の大気分析用ラインと、アメリカ地質調査所の水分析ラインを参考とし、フィールドにおけるサンプリングの利便性や、分析数の最適化等も考慮して、構築した。現時点において、国内で湧水、地下水等のSF6分析・解析能力を有する機関は、数機関以内程度であり、本研究室の分析システムが、我が国における若い地下水・湧水の年代推定研究を推進させることが期待される。以上の研究実績により、平均滞留時間が50年程度以下の比較的短い地下水や湧水の年代を精密に解析するシステムが、統一的に構築された。既存のトリチウム等と併用することにより、年代解析精度をより向上させ、世界最先端の陸水年代分析ラボになることも視野に入ってきたと言える。山梨県内等の湧水において、フロン類分析用のサンプルを収集するとともに、そのデータに基づき、平均滞留時間の解析を行った。堆積岩、花崗岩、変成岩等地質ごとの湧水における平均滞留時間の違いや、それをもたらす水文プロセス的要因について解析を行った。その結果、湧水の平均滞留時間は、堆積岩、変成岩、花崗岩の順で長いという傾向が認められた。また、花崗岩における湧水は、平均滞留時間の空間変動が、他の地質におけるそれに比べ、大きい特徴があった。堆積岩においては、基盤岩の亀裂等を通じた岩盤地下水の流動が卓越するため、湧水の平均滞留時間が長くなるものと思われる。一方花崗岩地域では、高水期および低水期の河川流量の変化が相対的に大きく、また降雨に対する流出応答も速やかであり、山体地下水の水文学的動態がダイナミックであるものと考えられ、そのため湧水の平均滞留時間における時空間変動が大きいものと判断される。さらに、湧水の平均滞留時間と流量のデータから、当該地域の山体地下水貯留量の推定を行った。その結果、堆積岩、変成岩、花崗岩の順で、山体地下水貯留量が大きい傾向が示された。すなわち、堆積岩地域では、岩盤全体の山体地下水貯留量が大きいため、全体として湧水の平均滞留時間は他の地質に比較し長くなる傾向があり、一方、花崗岩地域においては、流域の水文応答性が動的であることから、山体地下水面の変動が大きく、地下水貯留量の変動も大きいため、結果として湧水の平均滞留時間変動も大きくなるものと考察された。このように、対象地域の地下水貯留量、地下水滞留時間および、水文プロセスの関係性に関し、概念的なモデルが構築された。国内各地のフィールド(山梨県)の湧水等において、フロン類分析用のサンプルを収集するとともに、そのデータに基づき、平均滞留時間および地下水貯留ポテンシャル量の解析を行った。

地下水貯留ポテンシャル量は、当該地域の山体地下水貯留量を評価する上で、きわめて有効な指標であるものと思われる。さらに、SF6分析ラインにおけるスタンダードによる検定や、各種サンプルのキャリブレーションを実施した。本邦国土の70%を占める山岳地域は、水資源の涵養域として重要な役割を果たしている。山地流域の水資源を適切に評価し持続的に管理・利用するためには、その量のみならず滞留時間および涵養域等を明らかにする必要がある。しかしながら、我が国のとくに山岳域において、湧水・地下水の滞留時間、およびその量的動態を水文プロセスとの関連で明らかにした研究は、従来きわめて少ない。本研究では、山梨県を中心とした本邦中央山岳域の源流域湧水を対象とし、フロン等のトレーサーを用い、その平均滞留時間を求めるとともに、水収支モデルにより、当該湧水の集水域における山体地下水貯留量を求め、その動態が地下水の水文プロセスからどのように説明されるかを検討した。山梨県北杜市・韮崎市・南アルプス市・富士川町周辺を、南東方向に向かって流れる、富士川水系釜無川流域の右岸側を対象地域とし、釜無川支流の武智川から曙川に至る古生層、花崗岩、第三紀層からなる、地形的集水面積が約2.5 haから65.7 haの湧水を対象とした。これまでに計7回、湧水ならびに渓流・河川水で実施した採水、流量観測等のデータをもとに、フロン、同位体等の分析結果の解析、モデル化等を行った。とくに、湧水におけるCFCs濃度により、平均滞留時間を推定するとともに、各湧水における基底流時の流量から対象地下水の平均涵養量を求め、定常状態の仮定の下、平均滞留時間に平均涵養量を乗ずることにより、各湧水の水文学的集水域における山体地下水貯留量を推定した。湧水の滞留時間は、1060年程度、また山体地下水貯留量は10,00010,000,000立方メートルと推定され、古生層、第三紀層、花崗岩の順に貯留量が少ない傾向が示された。すなわち、花崗岩地域においては、時空間的に水文プロセスが顕著に変動するため、湧水の滞留時間も時空間的に大きく変動するものと考察された。26年度が最終年度であるため、記入しない。水文科学26年度が最終年度であるため、記入しない。フィールドデータを収集するとともに、SF6分析ライン構築も行った。異なる地質条件における水文プロセス、地下水滞留時間・貯留量に関し、概念モデルの構築がなされた。フィールド調査も順調に進捗し、滞留時間、山体貯留量の評価も進展している。収集データの解析、SF6分析ラインの精度向上をはかる。収集したこれまでのデータを総合的に解析し、当該地域における水文プロセスのモデル化を図る。さらに、他地域への適用を検討する上での課題等の抽出も行う。山体地下水貯留量評価の意味づけをより詳細に検討するとともに、データの蓄積を図る。