hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
途上国の災害復興における社会規範とソーシャルビジネスの役割

このデータから、被災地において治安の悪化や信頼関係の上昇が起こる経済メカニズムを明らかにした他、被災程度の軽減・災害復興における社会関係資本の役割を示した。前述のように、本研究プロジェクトは当初計画していたバングラデシュの被災地における実証研究を断念し、東日本大震災後の福島県いわき市を対象とする研究に変更した。しかし、いわき市における調査では現地で活動するNPOらの協力を得ることができた結果、避難者・復興支援団体への聞き取り調査を活発に行うことが可能となり、それに基いてデザインされた仮設住宅アンケート調査においても、75%という高い回収率を達成することができた。このデータを用いて、これまで3本の学術論文を執筆したほか、ビジネス誌でも全6回の連載記事を執筆した。学術論文に関しては今年度に国内外の学会で報告することが既に決定している。また、被災地自治体や避難者への調査結果報告も積極的に行った。さらに、東日本大震災の復興問題から得られた教訓をバングラデシュ被災地の復興へ生かすための研究も計画中である。一方、これらの研究に加えて、既存のデータを用いて、バングラデシュにおけるサイクロン被災後の治安悪化問題に関する実証研究も進めており、すでに英文学術雑誌に投稿済みである。したがって、調査対象地域は当初の計画と異なるものの、本研究プロジェクトが目的としていた、被災地における諸問題の実態を明らかにすること、それに対する復興支援団体の活動の効果を分析すること、それらを学術論文のみならず一般にも公表することに関しては、一定の成果を出すことができたと判断できる。既に執筆論文は学術雑誌への投稿段階にあるが、それらを出版する上で更なる修正が必要となる。次年度は、国内外での学会報告を繰り返しながら、各論文の修正作業に専念する。経済学最終年度となる次年度は、これまで執筆した福島県の原発避難者に関する学術論文を修正し、英文学術雑誌に投稿することを最優先の目的とする。そのため、次年度は積極的にこれらの論文を国内外の学会で研究報告する計画であり、既に数回の学会報告が決定している。これらに加えて、以前から進めているバングラデシュ被災地における治安問題の研究や、被災後の人々の信頼関係の形成に関する研究に関しても、細部の修正後に英文学術雑誌への投稿を目指す。研究計画1である「バングラデシュでの独自世帯調査の実施」は前述の理由により延期となったが、2「相互扶助行動」および3「被災地の犯罪発生」については当初の計画より速いペースで分析、執筆が完了し、既に学術雑誌への投稿段階にあるものもある。また、研究計画1に関しても、バングラデシュでの調査が延期となった代わりに実施した東日本大震災被災地の調査が、当初バングラデシュで調査する際に予定していたよりも速いペースで進み、今年度の間にデータ収集、分析、執筆、学術雑誌への投稿、地方自治体などとの知見の共有が完了している。したがって、総合的には当初の計画以上に進展していると考えられる。
高校化学教育現場に適応した融解塩電解リアルタイム演示装置の開発

研究目的:実際の融解塩電解で起こっている現象を再現可能なマイクロスケール溶融塩電解装置を試作し,その溶融温度およびガス雰囲気を制御して行った実験を種々の金属塩に対して行った結果を集約し,最適な溶融条件を把握した上で,高等学校の理科教育現場に適用した小型で簡便な融解塩電解リアルタイム演示装置の開発を目的とした。研究方法及び研究成果1.電気るつぼ炉による金属塩の融解実験とその溶融温度制御方法の検討サイズの小さなアルミナるつぼ内で,金属塩(リチウム・カリウム・バリウム・ストロンチウム・カルシウム・ナトリウムの各塩化物)を溶融した。金属塩の溶融には,昇温速度が大きい電気るつぼ炉を用いた。溶融温度の監視と制御は各種金属塩の融点を考慮し,400800°Cの範囲で熱電対と温度調節器を組み合わせて実現した。その結果,種々の金属塩の融解が短時間で確実に行われていることを,目視とビデオカメラを用いて確認できた。2.析出した金属単体の質量と電気量との関係溶融した金属塩の電気分解を行った後に得られた金属単体は陰極に析出しているので,その電極のみを取り外して質量を測定した。この実験を電流値と通電時間を変化させて行った。その結果,析出した金属の質量と実験条件(電流値,通電時間)から計算された電気量との間にファラデーの電気分解の法則が適用できることが確認された。よって,目的の金属単体が適切に得られていることが示唆された。3.融解塩電解リアルタイム演示装置の開発1,2の予備実験で得た結果は,融解塩電解リアルタイム演示装置を設計する上で重要な知見になると考えられる。
異常血管に着目した筋筋膜性疼痛の発痛機序解明と治療への応用

1) MPS痛覚過敏への関与が考えられるVEGFR1、並びにTRPV1チャネルについて別の角度から再評価した。免疫染色にてVEGFR1とTRPV1がマウス後根神経節ニューロンで共局在することを確認し、TRPV1ノックアウトマウスではVEGFによる痛覚過敏がみられないこと、さらにTRPV1のブロッカーのカプサゼピンでもこの痛覚過敏が改善されることを見出し、我々が当初予測したメカニズムを補完した。2) MPSの治療について、国内ではすでにhydro releaseと呼ばれる施術が実施され一定の成果を収めているが、このメカニズムについての詳細は不明である。またこの施術は海外では全く認知されていない。そこで我々は患部への生理食塩水注射の鎮痛効果について、プラセボ効果のないMPS様マウスにて客観的に評価することにした。MPS様モデルマウスにおいてVEGF投与後30分後に生理食塩水注射を行なったところ、効果が期待されるVEGF受容体のブロッカーあるいはNSAIDsと同等の疼痛緩和をもたらし、従来対照群として扱われている生理食塩水にも明確な生理作用のあることが示唆された。3)さらに生理食塩水注射による鎮痛効果のメカニズムを探るため,異なった濃度の食塩水(NaCl solution)を作製し,MPS様モデルマウスに対し投与を試みた.各濃度の食塩水は,生理食塩水と同じ浸透圧,pHに調整して使用した.NaCl濃度が0.15Mの生理食塩水と比較して、NaCl濃度が0.003Mでは鎮痛効果がみられなかったが, NaCl濃度が0.15Mに上昇するにつれ、その濃度に依存して鎮痛効果が示された。一方、生理食塩水の倍の濃度(0.3M)では鎮痛効果が認められなかった.4)以上の研究結果は現在論文にまとめており、年内には専門誌にて発表する予定である.1)我々は健康なボランティアを使ってmyofacial pain syndrome (MPS)が健康と考えている人の中にも蔓延していること、そして、潜在的MPS有症者においてもMPS特有の異常血管がすでに発現していることを明らかにした。具体的には、健康なボランティア対象に、それぞれの下腿三頭筋部についてMPS診断基準に従い発症頻度の調査を行った。ほぼ全員のボランティアにおいてtaut band(筋硬結)およびtenderness(圧痛)がみられ、潜在的MPS有症者が多いことがわかった。調査対象者に対してパルスドプラエコー検査によるPI (pulse index)値を計測したところ潜在的MPS有症群においても活動性MPS有症群と同程度の低いPI値が計測され、無症状群における計測値とは統計学的に有意差が認められた。2)次にMPS発症のメカニズムを探る基礎的な実験に着手した。VEGFは血管新生と関連深い分子でその候補分子である。我々はVEGFをマウスに投与しMPSの症状が模倣されるかを調べたところ、VEGFは急性期ではその単独投与で疼痛過敏を惹起するとともに局所血流増加をもたらし、さらにVEGF投与マウスではその部位の筋硬度(stiffness)が上昇していた。具体的には、動物の下腿三頭筋にVEGFを投与することで疼痛モデルを作出した。動物は1日後より疼痛行動を示し、投与2日後に下腿部には充血がみられ、エコー検査を試みたところVEGF投与マウス下腿部には血流増加像が観察された。一方、MPSの症状のひとつに筋硬結がある。興味深いことに、VEGF投与マウスにおいて生理食塩水投与動物と比較し有意にstiffnessが上昇していることがわかった。3)疼痛過敏の発症についてはVEGFが直接神経に作用している可能性があり、現在、後根神経節を摘出し、qPCRや免疫染色により調べている。1)我々は、健康と考えているボランティア(n=28、20.5歳±1.64)を対象に、それぞれの下腿三頭筋部(n=56)においてMPS診断基準に従いMPSの発症頻度の調査を行った。ほぼ全員のボランティアにおいてtaut bandがみられ、約68%にtendernessがみられた。その中で、painful limitは約14%にみられ、twitch responseは1例もなかった。Gerwinらは、MPS診断においてtaut bandおよびtendernessの発症頻度は高いと報告(Gerwin et al. Pain, 1997)していることから、調査において、taut band及びtendernessがみられたグループを潜在的なMPS有症者と考え分類した。そして、この潜在性有症者群が明らかな運動制限をきたす活動性有症者群とエコー検査において測定値の違いがあるのかどうかを確かめるため、異常血管との逆相関が高いとされるパルスドプラー検査におけるPI値の計測をおこなった。その結果、潜在性有症者群においても活動性有症者群と同様に異常血管の存在を示唆する結果を得ることができた。2)異常血管の出現がMPSの発症に大きく関わっているかもしれない。我々は血管新生と関連深いVEGFに着目した。興味深いことに、VEGFはその単独投与でも健常マウスに疼痛過敏をもたらすことが明らかとなった。またVEGF投与マウスではエコー検査によりその下腿部に血流増加像が観察された。一方、この動物において筋硬度(stiffness)を計測した。興味深いことに、VEGF投与マウスにおいて生理食塩水投与動物と比較し有意に筋stiffnessが上昇しているという所見を得た。こうしたMPSの一連の症状をこのモデル動物が再現していることから、今後の基礎的実験に活用できると考え、当初の研究計画以上に進展しているとした。

1)我々は,大学エリート長距離ランナーを対象にmyofacial pain syndrome (MPS)の発生頻度を調査した.40名のエリートランナーを精査したところ,その83%にMPSが発症しており,そのうち約30%にMPS特有の異常血管が発現していることを明らかにした。異常血管の発現部位は、健康なボランティアとは異なり下腿三頭筋部ではなく長指屈筋とヒラメ筋の間の深筋膜であった.2)我々は動物の下腿三頭筋にVEGFを投与することで疼痛モデルを作出に成功した.さらに,VEGFをマウス下腿部ヒラメ筋深筋膜下に投与しエリート長距離ランナーに発症するMPSの症状が模倣されるかを調べたところ、VEGFは急性期ではその単独投与で疼痛過敏を惹起するとともに局所血流増加をもたらした.このプロトコルによりMPS様モデルマウスの作出に成功したと考え,今後の実験に使用した.3)VEGF疼痛メカニズムにはVEGFレセプター1(VEGFR1)とVEGFレセプター2(VEGFR2)の関与が考えられることから,それぞれのレセプターをブロックすることでそれぞれの筋膜痛への関与を調べたところ,VEGFR1ブロックにより疼痛緩和が得られ,VEGFR2ブロックでは緩和がされず増悪することがわかった.VEGFR1は疼痛増悪に関与し,VEGFR2はむしろ疼痛緩和に関与していることが示唆された.4)transient receptor potential cation channel subfamily V member1 (TRPV1)はカプサイシンで感作されるイオンチャネルで,他に機械刺激,温度刺激でも応答する.このTRPV1ノックアウトマウスに対してVEGFを投与したところ疼痛行動をおこさなかった.このことはVEGF疼痛においてTRPV1が関与することが考えられた.1)我々は、エリート長距離ランナー( n=40, 20.3±1.6歳)を対象にMPSの発生頻度の調査を行ったところ,下腿部において83%にMPSを発症しており,そのうち約30%にMPS特有の異常血管が発現していた.MPSの発症部位のほとんどは長指屈筋であり,異常血管の発現部位は長指屈筋の脛骨付着部と長指屈筋とヒラメ筋間であった.下腿中下1/3部におけるエリートランナーの長指屈筋の面積は一般ランナーと比較すると2から3倍大きく,その走法は,踵を接地しない前足接地であることから長指屈筋に大きな負荷がかかり,これが長指屈筋にMPSが発症する理由と考えられた.2)我々は血管新生と関連深いVEGFに着目し,VEGFの単独投与で健常マウスに疼痛過敏をもたらすことを明らかにした.さらにVEGFをマウスヒラメ筋深筋膜下に投与することでエリートランナーと同様の所見を示すMPS様モデルマウスを作出することに成功した。VEGF投与はエコーガイド下でヒラメ筋深筋膜と長指屈筋,長母指屈筋浅筋膜間におこなった.3)VEGFによって惹起される疼痛は,末梢神経に発現するVEGFR
レオウイルスナノプローブを用いた微小転移迅速診断法の開発

消化器癌において根治切除後の治療を困難にしている原因として、微小癌細胞の存在がある。本研究では、癌特異的に感染・増殖する制限増殖型レオウイルスを利用し、微小転移の新しい診断法の開発、すなわち新しいトレーサーの開発を行うこと目的とした。ウイルスはレオウイルスserotype 3を用い、Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスの胃癌細胞株に対する感染効果を検討した。結果として、Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスのCPEを認め、感染細胞に蛍光を認めた。さらに抗腫瘍効果も認め臨床応用への展開が期待された。消化器癌では根治切除が唯一完治できる治療であるが、根治切除後の治療を困難にしている原因として肉眼では検出できない微小癌細胞の存在がある。特に胃癌、膵癌では腹膜転移、リンパ節転移の頻度が高いため、治療法選択には正確な微小転移診断が必要不可欠である。しかしCT検査や超音波検査など現在の画像診断法では、腹膜転移やリンパ節転移の診断正診率は約20ー50%とされているのが実情である。至適な治療選択のためには、癌特異的でかつ正確な微小転移診断法の確立が急務である。そこで本研究では、癌特異的に感染・増殖する制限増殖型レオウイルスを利用し、微小転移の新しい診断法の開発、すなわち新しいトレーサーの開発を行うこと目的とした。ウイルスはレオウイルスerotype 3を用い、Alexa Fluor 488, carboxylic acid succinimidyl esterをヒト胃癌細胞株MKN45Pに付加した。その後Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスの感染効果(CPE ;cell count法、形態変化)を検討した。これまでの結果として、Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスのCPEを認め、感染細胞に蛍光を認めた。一方、胃癌腹膜転移モデルを用いてin vivoでの蛍光を検出する実験を進めてきた。蛍光プローブ作成のため、レオウイルスへの遺伝子導入方法としてReverse genetics法が必要であるが、RNAウイルスの各segmentのベクター作成および再構築が困難であった。現在、ベクターを改良しながら鋭意実験を進めている。一方ウイルスに蛍光色素をラベル化することで同様の効果を示すことができることを示してきた。簡便で実用的であるため、今後蛍光色素の開発も進めていく。ウイルスはレオウイルスserotype 3を用い、Alexa Fluor 488, carboxylic acid succinimidyl esterをヒト胃癌細胞株MKN45Pに付加した。

至適な治療選択のためには、癌特異的でかつ正確な微小転移診断法の確立が急務である。そこで本研究では、癌特異的に感染・増殖する制限増殖型レオウイルスを利用し、微小転移の新しい診断法の開発、すなわち新しいトレーサーの開発を行うこと目的とした。ウイルスはレオウイルスserotype 3を用い、Alexa Fluor 488, carboxylic acid succinimidyl esterをヒト胃癌細胞株MKN45Pに付加した。その後Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスの感染効果(CPE ;cell count法、形態変化)を検討した。これまでの結果として、Alexa Fluor 488-labeledレオウイルスのCPEを認め、感染細胞に蛍光を認めた。さらに抗腫瘍効果も認め臨床応用への展開が期待された。一方、胃癌腹膜転移モデルを用いてin vivoでの蛍光を検出する実験を進めてきた。蛍光プローブ作成のため、レオウイルスへの遺伝子導入方法としてReverse genetics法が必要であるが、RNAウイルスの各segmentのベクター作成および再構築が困難であった。ベクターを改良しながら実験を進め、蛍光色素をラベル化することで同様の効果を示すことができることを示した。医歯薬学蛍光プローブ作成のため、レオウイルスへの遺伝子導入方法としてReverse genetics法が必要であるが、RNAウイルスの各segmentのベクター作成および再構築が困難であった。現在、ベクターを改良しながら鋭意実験を進めているところである。蛍光プローブ作成の方法として、現行のReverse genetics法を用いたRNAウイルスの各segmentのベクター作成を進めていくが、一方でウイルスに蛍光色素をラベル化することで同様の効果を示すことができることを示してきた。簡便で実用的であるため、今後蛍光色素の開発も進めていく予定である。<24年度実験計画の継続およびGFP導入レオウイルスの検出法の開発>癌細胞に感染したGFP導入レオウイルスをいかに可視化し画像として検出できるかが重要となる。現在2種類の画像診断法を検討する。2,大分大学工学部にて開発中の光CTを用いた生体情報の可視化技術を応用する。<実験動物での検証>膵癌同種動物モデル(腹膜転移腫瘍モデル)にGFP導入レオウイルス腹腔内投与および静脈投与後、膵癌腹腔内腫瘍を上記画像診断法で検出する。赤外線イメージ装置および光CTで検出可能かどうかの検証・原発巣および転移巣での病理診断、GFPの定量と赤外線イメージ装置、光CTでの検出力を比較検討し、正診率を算定する。
核医学検査原理を応用したMRによる非侵襲的肺機能イメージの開発

今回の科学研究費補助金研究成果を以下に示す。(1)核医学で使用される肺血流シンチグラフィ製剤の大凝集アルブミン(MAA)と同様に微小塞栓原理により肺に集積分布するGd-DTPA-マンナンでコーティングしたリポゾームを用いた磁気共鳴画像(MRイメージ)による肺血流イメージの前年度研究成果を欧文雑誌Investigative Radiologyに投稿し平成13年4月号に載予定となった。本研究過程でオレイン酸肺水腫モデルおよび放射線肺炎犬肺モデルによりGd-DTPA造影ダイナミックMR像の検討も合わせて行ない、オレイン酸肺水腫モデルと放射線肺炎における本MR画像の特徴的所見をそれぞれ論文にまとめ、いずれもJournal of Magnetic Resonance ImagingおよびInvestigative Radiologyに記載予定となった。(2)我々は、また、造影剤を使用せずに肺血流MRイメージの撮像が可能な方法として、心電図同期2次元short-echo-spacing half-Fourierfast spineecho(FSE)撮像法を開発した。生理的な肺局所の換気を反映した良好な肺MR血流イメージが得られ、犬8頭で作成した肺塞栓症モデルでは、本MR画像により、造影剤を用いたダイナミックMR像と同等に肺血流低下/欠損域の検出が可能であった。この研究成果は欧文雑誌Investigative Radiologyに投稿し本年中に記載予定である。さらに、本研究過程で塞栓肺領域において時間経過とともに気管支動脈血流が増加してくる様子が、Gd-DTPA造影ダイナミックMR像により検出可能であることも見い出し、この研究成果は現在、欧文雑誌に投稿準備中である。(3)さらに、核医学で使用されるエアロゾール肺換気シンチグラフィの原理を応用し、Gd-DTPA生理食塩水を超音波ネブライザーでエアロゾル化して吸入させ肺信号を上昇させて肺換気MRイメージを得る方法を開発した。8頭の正常犬での検討では、良好な肺換気イメージが得られ、これらの犬に作成した気管支閉塞モデルでは、気管支閉塞肺領域にGd-DTPAエアロゾルの流入欠損域として描出され、気管支閉塞による換気障害が検出された。また、他7頭で作成した肺塞栓症モデルでは、本法と上記の心電図同期非造影肺血流MRイメージの併用により、塞栓肺領域で肺動脈血流は低下/欠損するが換気は保たれた状態(換気-血流ミスマッチ)が正しく診断された。この研究成果は欧文雑誌Investigative Radiologyに投稿し,本年中に記載予定である。平成11年度は、基礎実験として、最初にビーグル犬3頭と家兎2頭を用い、ガドリニウム(Gd)-DTPA標識大凝集人血清アルブミン(MAA)(粒子径10-100μm)静注による肺血流MRイメージを検討した。その結果、肺野の信号強度の増加率が平均60%の肺血流イメージが得られたが、比較的大量の投与量(40ml)が必要であった。

さらに少量の投与量でより鮮明な肺血流イメージを得るため、ハイマンナン-リポゾームとガドリニウム(Gd)-DTPAの結合化合物(粒子径100μm)を新しく生成した。本製剤をビーグル犬3頭で検討すると15-20mlの少量投与で、良好な肺血流イメージが得られた。本製剤の肺洗い出し半減時間が約25分であり、静注後1時間まで良好な肺イメージが撮像可能であった。さらに、ビーグル犬4頭で肺塞栓症モデルを作成し、本製剤により肺血流イメージを撮像すると、いずれの動物でも肺血流欠損域が造影欠損領域として良好に描出された。本研究成果は、平成12年6月に開催される国際磁気共鳴学会で発表予定である。また、本実験と平行して、ガドリニウム(Gd)-DTPAの急速静注による肺血流イメージもビーグル犬12頭により検討した。本法では、上記の方法とは異なり、1肺断面における肺血流イメージしか得られないが、血流量、平均通過時間や血液量などの血流パラメータの機能画像表示が可能で有用性は高いと考えられた。この研究成果は、平成11年の国際磁気共鳴学会に発表し、現在は論文の作成中である。現在は、超音波ネブライザー装置でエロゾル化した食塩水および(Gd)-DTPAを用いた肺換気MRイメージの撮像法の開発をビーグル犬を用いて検討中である。本年度は、核医学で使用される肺血流シンチグラフィ製剤の大凝集アルブミン(MAA)と同様に微小塞栓原理により肺に集積分布するGd-DTPAエマンナンでコーティングしたリポゾームを用いた磁気共鳴画像(MRイメージ)による肺血流イメージの前年度研究成果を欧文雑誌Investigative Radiologyに投稿し、平成13年4月号に載予定となった。また、本研究過程でオレイン酸肺水腫モデルおよび放射線肺炎犬肺モデルによりGd-DTPA造影ダイナミックMR像の検討も合わせて行ない、オレイン酸肺水腫モデルと放射線肺炎における本MR画像の特徴的所見をそれぞれまとめ、いずれの研究成果も欧文雑誌Journal of Magnetic Resonance Imagingに記載予定となった。本年度は造影剤を使用せずに肺血流MRイメージの撮像が可能な方法として、心電図同期2次元short-echo-spacing half-Fourierfast spineecho(FSE)撮像法を開発し、犬8頭を用いた動物実験で検証した。その結果、生理的な肺局所の換気を反映した良好な肺MR血流イメージが得られ、犬8頭で作成した肺塞栓症モデルでは、本MR画像により、造影剤を用いたダイナミックMR像と同等に肺血流低下/欠損域の検出が可能であった。この研究成果は欧文雑誌(Investigative Radiology)に投稿した。さらに、本研究過程で塞栓肺領域において時間経過とともに気管支動脈血流が増加してくる様子が、Gd-DTPA造影ダイナミックMR像により検出可能であることも見い出し、この研究成果は現在、欧文雑誌に投稿準備中である。さらに、核医学で使用されるエアロゾール肺換気シンチグラフィの原理を応用し、Gd-DTPA
照射損傷要素過程の抽出とモデル化に関する研究

本年度は、照射損傷要素過程に関する基礎的知見をさらに充実させることを目的とした実験研究と、それらを基にした照射損傷のモデル化を進めた。特に、イオン照射下の電子顕微鏡観察およびシミュレ-ション計算によって、カスケ-ド損傷の発達過程を実験と計算から明らかにした。(1)カスケ-ド損傷による欠陥クラスタ-をニッケルと銅について電子顕微鏡で連続観察し、その照射下での安定性を測定した。イオン照射を行った後、照射を止めて同温度でアニ-ルを行い、熱的過程によるクラスタ-の消滅の様子を観察した。この結果、銅では短時間に高い割合のクラスタ-が消滅していくが、ニッケルでは減少するクラスタ-の割合が非常に少なかった。以上から銅では空孔型クラスタ-が生成され、一方ニッケルでは格子間原子型クラスタ-生成の割合が高いことが確かめられた。また、銅の残存クラスタ-密度は、2段階の減少を示し、空孔型ル-プと積層欠陥四面体の存在とその割合が求められた。さらに金との比較から、カスケ-ド損傷の広がりとサブカスケ-ドの生成についての情報が得られた。また、金への短時間イオン照射を行い、空孔型クラスタ-密度フルエンス依存性の1乗則からの1/2乗則への移行とクラスタ-密度の関係を明らかにすることができた。(2)現在の計算機性能の制限下で高エネルギ-PKAによるカスケ-ドに対して、より正確な知見を得るためには高エネルギ-領域では二体衝突近似法(BC法)を用い、低エネルギ-領域で分子動力学的手法(MD法)に切り換えて計算するのが、非常に有効な手法となる。このためにまず、BC法MAROWEコ-ドをカスケ-ド時間発展的に計算できるように改良した。さらにその時間を導入した改良コ-ドの計算結果を用いて、MD法のカスケ-ド計算コ-ドあるGRAPEコ-ドで低エネルギ-側の計算が効率的かつ物理的に矛盾なく行えるようインタ-フェイスプログラムを開発した。本年度は、照射損傷要素過程の抽出とモデル化に関する基礎的知見を得ることを目的とし、純バナジウムおよびnearαチタン合金(Ti-6242SとTi-811)に重照射によるミクロ組織・組成変化に及ぼす軽元素の影響を中心とした実験研究を進めた。バナジウムについては、3MeVNi^<2+>単一ビーム照射及びNi^<2+>とH^+の二重ビーム照射と照射温度500°C700°Cで50dpaまで行い、透過型電子顕微鏡(JEM-2000FX)によりミクロ組織観察を行うと同時に析出物の組成を分析した。バナジウムについて得られた知見を以下にまとめる。(1)イオン照射下での水素同時注入によりキャビティ核生成が促進されることが判明した。(2)TEMの回析像およびEDSによる組成分析の結果、各照射温度試料で観察された析出物がV_3Niであることを確認した。また、その析出物のキャビティ核生成、成長に対する影響について検討した。以上より、同時注入による水素および析出物がバナジウムの照射下での寸法安定性に大きな影響を与えることが結論された。チタン合金は、両種試料に対し400°C、500°Cで3MeVNi^<2+>単一ビーム照射、400°C600°Cで4MeVNi^<3+>とHe^+二重ビーム照射を行った。照射後は同様にTEM観察とEDS分析を行った。実験結果からは試料の種類による照射下挙動の差異は認められず、各々の試料について他に以下のことがわかった。(1)同時照射されたヘリウムはα相中でキャビティの核生成を大きく促す。またβ相はα相より耐スエリング性に優れている。(2)析出物はヘリウムの有無に関わらず照射下で形成し、その挙動は照射温度にのみ依存する。またその組成はTi_3A1であると考えられる。(3)溶質原子の照射誘起偏析は認められなかった。(4)転位組織の発達には照射条件の各パラメータの寄与はみられなかった。以上より、nearαチタン合金ではヘリウム同時照射により寸法安定性が大きな影響を受けることが判明した。

(2)現在の計算機性能の制限下で高エネルギ-PKAによるカスケ-ドに対して、より正確な知見を得るためには高エネルギ-領域では二体衝突近似法(BC法)を用い、低エネルギ-領域で分子動力学的手法(MD法)に切り換えて計算するのが、非常に有効な手法となる。このためにまず、BC法MAROWEコ-ドをカスケ-ド時間発展的に計算できるように改良した。さらにその時間を導入した改良コ-ドの計算結果を用いて、MD法のカスケ-ド計算コ-ドあるGRAPEコ-ドで低エネルギ-側の計算が効率的かつ物理的に矛盾なく行えるようインタ-フェイスプログラムを開発した。
鉱物と有機物の相互作用に着目した森林土壌の窒素負荷耐性に関する研究

森林土壌の窒素負荷耐性について、鉱物ー有機物複合体(MAOM)として存在する窒素に注目し、森林内の地形による窒素代謝特性の変動も考慮して検討した。重窒素添加培養実験の結果、対象とした2林分では単位微細鉱物粒子重量あたりのMAOM窒素ではなく、MAOMの炭素/窒素比が低い土壌は窒素負荷に対する耐性が低い可能性があることが示唆された。今後さらに対象林分を拡大して検証する必要がある。森林土壌の窒素代謝特性や有機物の堆積様式は、気候、植生、母材および地形等により異なるが、我が国の森林の大部分は急峻な傾斜地に存在し、比較的小さな空間規模において地形による違いが顕著に見られることが大きな特徴である。本年度は第一段階として気候、植生および母材が共通である針葉樹人工林を対象とし、林内の同一斜面上において地形による違いを明らかにすることを試みた。岡山県内のヒノキ人工林内において、同一斜面上の下部から上部までの25地点で鉱質土壌表層(0-10cm)を採取した。採取した土壌を実験室培養し、培養期間中の無機態窒素変化量からみかけの窒素代謝特性を測定するとともに、重窒素(15N)で標識した窒素化合物トレーサーを使用し、同位体希釈法により実際の窒素代謝特性を測定した。これらにより、先行研究と同様に見かけの窒素代謝においても実際の窒素代謝においても活発な硝化活性は斜面の下部でのみ見られることが確認された。一方、鉱物ー有機物複合体と粒子状有機物として存在する有機物を分画・定量する予備実験を行ったところ、参照した文献法では分散過程に問題があることがわかった。そのため、現在分散過程に問題が無い実験条件を検討中であり、重窒素添加前後の鉱物ー有機物複合体と粒子状有機物として存在する有機物を分画・定量は未完了である。その他の一般化学性についても分析を継続している。本年度は昨年度対象とした針葉樹人工林に加え、落葉広葉樹二次林を対象として研究を継続した。昨年度判明した土壌粒径分画における問題点を改善し、岡山県内のヒノキ人工林内において同一斜面上の多地点から採取した土壌について、重窒素添加前後の鉱物ー有機物複合体と粒子状有機物として存在する有機物を分画・定量とそれらの窒素安定同位体比測定を終えた。データ解析から、ヒノキ人工林の斜面に沿ってみられる窒素無機化特性の変化についても鉱物ー有機物複合体への非生物的な窒素の取り込みが寄与している可能性が示唆された。また、岡山県内のコナラ・クヌギが優占する落葉広葉樹二次林でも多地点から鉱質土壌表層を採取済みであり、窒素無機化特性および土壌粒径分画等の分析を継続している。落葉広葉樹二次林に関する成果の一部は第127回日本森林学会においてポスター発表した。研究実施計画に概ね基づいて土壌試料採取および室内実験が実施できており、成果の一部は学会発表も行った。しかし、一部の分析および針葉樹人工林における結果の総合的な取りまとめと論文化が未完了である。本研究では、これまでヒノキ人工林およびコナラ・クヌギが優占する落葉広葉樹二次林を対象として研究を実施してきており、土壌窒素代謝特性の地形による違いに対し鉱物ー有機物複合体への非生物的な窒素の取り込みが寄与している可能性を示唆している。本年度は新たにコナラが優占する落葉広葉樹二次林を対象に加えて研究を継続した。コナラ・クヌギが優占する落葉広葉樹二次林で採取した土壌の未完了化学分析を終了し、コナラが優占する落葉広葉樹二次林ではヒノキ人工林と同様に同一斜面上の下部から上部までの25地点で鉱質土壌表層(0-10cm)を採取した。また、重窒素添加前後の鉱物ー有機物複合体と粒子状有機物として存在する有機物を分画・定量とそれらの窒素安定同位体比測定も終了した。コナラが優占する落葉広葉樹二次林では斜面の上部でも硝化活性が見られ、斜面の下部でのみ硝化活性が見られる一般的な傾向と異なっていた。得られた結果の解析とともにその他の一般化学性についても分析を継続しており、土壌窒素代謝特性の地形による違いと鉱物ー有機物複合体への非生物的な窒素の取り込みの関係を今後検討する。また、現在までの成果のうちヒノキ人工林内に関する部分を取りまとめて第128回日本森林学会においてポスター発表した。研究実施計画に概ね基づいて研究を実施できており、成果の一部は学会発表も行った。

本研究では、ヒノキ人工林、コナラ・クヌギが優占する落葉広葉樹二次林、コナラが優占する落葉広葉樹二次林を対象として研究を実施してきた。本年度は昨年度から開始したコナラが優占する落葉広葉樹二次林の未完了分析を実施し、これまでに得られた成果を比較検討した。同一斜面上の下部から上部までの25地点で鉱質土壌表層(0-10cm)を採取したヒノキ人工林とコナラが優占する落葉広葉樹二次林の結果を比較したところ、見かけの窒素代謝においても、重窒素トレーサーによる実際の窒素代謝においても、ヒノキ人工林では斜面の下部でのみ硝化が見られる一般的な傾向を示したが、コナラが優占する落葉広葉樹二次林では斜面の上部でも硝化速度が検出された。物理分画の結果、ヒノキ人工林では鉱物ー有機物複合体の炭素/窒素比が斜面の上部で高くなる傾向がみられたが、コナラが優占する落葉広葉樹二次林ではほとんど変化がみられなかった。また、添加した重窒素の鉱物ー有機物複合体への取込についても、硝酸添加の際にはヒノキ人工林では斜面の上部で取込率が高い場所があるのに対し、コナラが優占する落葉広葉樹二次林では変化がみられなかった。これらから、鉱物ー有機物複合体の炭素/窒素比が低く、鉱物ー有機物複合体の窒素飽和程度が高い場所では硝化がみられることがわかったが、コナラが優占する落葉広葉樹二次林で斜面の上部でも鉱物ー有機物複合体の炭素/窒素比が低かった理由は不明であった。森林土壌の窒素負荷耐性について、鉱物ー有機物複合体(MAOM)として存在する窒素に注目し、森林内の地形による窒素代謝特性の変動も考慮して検討した。重窒素添加培養実験の結果、対象とした2林分では単位微細鉱物粒子重量あたりのMAOM窒素ではなく、MAOMの炭素/窒素比が低い土壌は窒素負荷に対する耐性が低い可能性があることが示唆された。今後さらに対象林分を拡大して検証する必要がある。初年度計画の通り概ね順調に進展しているが、重窒素トレーサーによる実際の窒素代謝特性について、分析・測定に多くの時間を必要とした。加えて、鉱物ー有機物複合体と粒子状有機物として存在する有機物を分画・定量において、予備実験により参照した文献法では分散過程に問題があることがわかり、現在分散過程に問題が無い実験条件を検討している。昨年度新たに採取した土壌試料について未完了の室内分析実験を継続するとともに、針葉樹人工林における結果の総合的なとりまとめと論文化を行う。室内分析実験の進捗状況に応じて、今年度新たな調査地で土壌採取等を行うかを判断する。未完了の土壌化学分析を速やかに終了するとともに、学会発表済み成果の論文化を実施し、本研究で得られた結果の総合的な取りまとめを行う。森林生態学分析方法の問題点をできるだけ速やかに改善し、昨年度採取したヒノキ人工林土壌について未完了の分析を完了させる。また、今年度はヒノキ人工林の結果を取りまとめるとともに、他の植生タイプの森林を対象にヒノキ人工林と同様の土壌採取、分析・測定を開始する。土壌試料分析のうち当該年度に分析が完了できなかった項目への使用予定分が次年度使用額となった。ほぼ研究計画通りに予算を執行したが、土壌化学分析の一部が未完了であるため。有機物分画・定量実験および分画後の炭素・窒素濃度、窒素同位体比測定が初年度内に未完了であり、これらに使用予定であった予算が次年度使用額となった。未完了の分析と本年の研究計画を遂行する。次年度の未完了土壌分析に使用する。
日本とアメリカにおける社会運動ユニオニズムの比較調査研究

労働運動再活性化の試みの一つである社会運動ユニオニズム(社会運動的な労働運動)に関し、日本とアメリカで実証研究を深めた。アメリカにおいては、経済危機の深刻化、新自由主義的な政策や労働組合攻撃をきっかけに、協調的であった労働運動においても社会運動ユニオニズムへの転換が起きている。日本において、一部の労働運動は、反貧困運動や反原発運動などとの連携を通じて、社会運動ユニオニズムへの転換する萌芽を持ち始めている。1.日本とアメリカの労働運動並びに社会運動ユニオニズムに関する先行研究のレヒューを行い、本研究の位置と課題、背景要因に関する理解を深めた。アメリカの調査対象であるロサンゼルスの労働運動や社会運動ユニオニズムに関する先行研究を検討した。2.アメリカについては、高須、鈴木、石川が、2010年9月に、ロサンゼルスを訪問し、調査を行った。カリフォルニア大学ロサンゼルス校労働研究教育センターと連絡を取り、社会運動ユニオニズム研究に関して相互交流を進めた。その協力を得て、労働組合や地方労働組合協議会、労働者センター、NPO、大学のレイバーセンターなどを対象に、聞き取りや資料収集、ビデオ記録を行った。本調査によって、アメリカの社会運動ユニオニズムのモデルであるロサンゼルスの労働運動に関して、知見を深めることができた。3.日本については、(1)連合の地方組織と地域労働運動(連合北海道、札幌地域労組、連合福井丹南地域協議会、連合鹿児島、連合鹿児島ユニオン)、(2)地方自治体の労働組合における非正規労働者の組織化やメディアの活用(自治労北海道本部、自治労旭川市学校労働組合、自治労八幡浜市職員組合)、(3)企業別労働組合と地域労働運動(全造船浦賀分会、自治労鯖江市職員労働組合)、(4)労働運動と社会運動の連携(反貧困ネットワーク)、(5)大学と労働運動の連携(明治大学の労働教育)をテーマに各労働組合や組織を訪ね、参与観察やインタビュー、資料収集、ビデオ記録を行った。全造船浦賀分会調査では、70年春闘を記録した8ミリフィルムを発見した。そのフィルムと関係者へのインタビューのビデオ記録をもとに、研究成果として、ビデオ『70年春闘フィルムでみる全造船浦賀分会の闘い』(20分、2010年9月)を制作し、DVDを関係者に配布した。1.アメリカについて(1)2010年度に実施したロサンゼルス調査で収集した資料を検討し、ロサンゼルスの社会運動ユニオニズムに関して、分析・考察を進めた。石川が大学のレイバーセンターに関する論文原稿を作成した(『労働法律旬報』4月下旬号掲載予定)。(2)2011年10月11月に、高須、青野がニューヨークとマディソンを訪問して、調査を実施した。ニューヨークについては、ウォール街占拠運動が勃発していたので、調査の重点をウォール街占拠運動そのものと占拠運動と労働運動との関係にあてた。ウィスコンシンについては、公共部門の労働者の団体交渉権の剥奪をめぐる争議について、労働運動や社会運動との連携に焦点をあてた。関係者へのインタビュー、会議や集会・行動など参与観察を実施した。収集した資料を検討し、成果の一部を論文にまとめた。収録した映像記録を青野が編集してビデオ『ウォール街占拠2011/Occupy Wall Street 2011』を制作し、YouTube上に一般公開した。また、ウォール街占拠運動に関しては、2月4日に公開研究会を開催して、研究成果を報告した。また、ニューヨーク市立大学、ウィスコンシン大学マディソン校の研究者と情報交換やそれぞれの運動の評価に関して議論を行った。2.日本について2010年度に実施した調査で収集した資料の検討を進めた。反貧困ネットワークの活動や311以後活性化している脱原発運動と労働組合の活動について参与観察を進めた。地域や自治体の労働運動と地域社会との連携に関して、関係者へ行ったインタビュー映像記録を編集して『福武線はこうして守られた』を制作して、YouTube上に一般公開した。3.以上の調査研究を通じて日米の社会運動と労働運動の新たな動向について知見を深め、社会運動ユニオニズムに関して、分析の枠組みやその内容に関する考察を深めることができた。アメリカについて:2010年度に実施したロサンゼルス調査、2011年度に実施したニューヨーク・マディソン調査、2012年度に実施したニューヨーク調査で収集した資料の検討と考察を行った。以上の調査研究から、経済危機が深刻化し、新自由主義的な政策が進むと、協調的な労働運動においても社会運動ユニオニズムへの転換が進む場合があること、これまで移民や低賃金労働者の労働運動に社会運動ユニオニズムへの転換の可能性を見出してきたが、白人・中流労働者を基盤とする協調的な労働運動にも転換の可能性があることを明らかにした。また、調査過程で発生したウォール街占拠運動に関しては、既存の労働運動全体への影響は限定的ではあるが、改革派の組合や活動家に刺激を与え、運動戦略へ影響を与えている。公共部門については、より良い公共サービスを提供する観点から市民との共闘に成功した労働組合が、当局の攻撃を跳ね返していることを明かにした。ニューヨーク市立大学の研究者と情報交換を行った。

日本について:反貧困ネットワークや反原発運動・反米軍基地運動と労働組合の活動について参与観察や活動家へのインタビューを実施し、調査で収集した資料の検討と考察を進めた。反原発運動の主流派労働運動に対する影響は限定的ではあるが、自治労や全労連、全労協系を中心に、集会・行動への動員が拡がりを見せていること、労働運動と社会運動(反原発運動や反貧困運動、反基地運動)との合流や一部地域の地域労働運動は、社会運動ユニオニズムの萌芽となりつつあることを明かにした。日米比較:経済危機や原発事故など、労働運動に大きなインパクトを与える事態が起きると、労働運動の社会運動ユニオニズム化が進む。アメリカの場合はウォール街占拠運動など幅広い課題を取り組む社会運動が労働運動と連携している。日本の場合は、派遣村や反原発、反基地などシングル一シューで連携が行われている。アメリカについては調査研究の途上で、新たな社会運動「ウォール街占拠運動が勃発し、現地調査の重点を変更した。しかし、占拠運動の最盛期にタイミング良く訪問することができたので、十分な調査を実施することができた。ただし、労働組合との関係については、2012年度にフォローアップ調査が必要である。日本については、2010年度に実施した調査結果の検討や反貧困ネットワークの活動、脱原発運動などへの参与観察が中心となった。ただし、調査結果の考察を深め、論文などにまとめていく作業は2012年度の課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。アメリカについては、2012年度にニューヨークを訪問して、労働組合や労働者センター、地域の社会運動、ウォール街占拠運動との関係について、フォローアップ調査を行う。随時、関係する研究者や実践家などが参加する社会運動ユニオニズム研究会を開催し、調査研究成果について報告・議論して、考察をさらに深め、最終的には論文などへまとめていく。
眼球運動から神経疾患を診断し、症状進行を予測する研究

「目はロほどにモノを言う」ということわざの通り、様々な精神・神経疾患によって眼球運動に異常が生じる。本研究の目的は、この眼球運動の異常パターンを特定し、神経疾患の客観的な診断や、症状進行を予測する技術の開発である。眼球運動は、(a)ある対象への注視、(b)別の対象への視線移動の準備、(c)視線の移動(サッカード)、という一連の制御が脳内で行われている。これまでの臨床研究では、計測が容易な(c)が主な対象であった。しかし、得られる情報が限定的であることや、患者間での症状のばらつきなどが影響して、矛盾した結果が多数報告されている。これに対し、申請者らは、視線を移動させる前に生じる無意識の微小な眼球運動(マイクロサッカード、瞳孔調整)から、視線移動の準備(b)が解読できる事を明らかにした(e. g., Watanabe et al. 2013)。この知見を元に、多発性硬化症の患者19名を対象として解析した結果、以下4点がわかってきた(投稿準備中) :1随意的に視線を移動させる場合、健常被験者と比較して、サッカード開始(c)に長い時間がかかる。2注視開始(a)から視線移動準備(b)の際に生じるマイクロサッカードの頻度・振幅、及び瞳孔サイズの変化率が健常被験者より速い。3上記の変化率が、MSの全般的な障害程度(MS Severity Scale)と相関する。4マイクロサッカードの振幅がMSの認知障害(MoCA score)と相関する。以上より、眼球運動の異常パターンから、多発性硬化症の異なる症状を眼球運動から推定できる可能性が見えてきた。2017年度以降は、同様の解析を老化(健常者)、パーキンソン病、ハンチントン病等に展開していく。
カバーガラスの部分挿入による2波長レーザー発振とそのテラヘルツ波発生への応用

小型固体レーザーや外部共振器半導体レーザーを構成し,カバーガラスエタロンを共振器内に部分的に挿入することにより,エタロンのフリースペクトラルレンジの6倍の周波数間隔をもつ2波長発振が安定に発生することを観測した.この2波長発振の横モード特性,出力の時間安定性,周波数間隔の可変特性について調べた結果,構成した2波長発振レーザーが小型・安価なテラヘルツ時間領域分光用光源として有用であることを確認した.小型固体レーザーや外部共振器半導体レーザーを構成し,カバーガラスエタロンを共振器内に部分的に挿入することにより,エタロンのフリースペクトラルレンジの6倍の周波数間隔をもつ2波長発振が安定に発生することを観測した.この2波長発振の横モード特性,出力の時間安定性,周波数間隔の可変特性について調べた結果,構成した2波長発振レーザーが小型・安価なテラヘルツ時間領域分光用光源として有用であることを確認した.研究初年度の21年度は,端面を無反射コーティングした半導体レーザーを用いて,外部鏡を配置し,直線状の外部共振器半導体レーザーを構成することから始めた.厚さの異なるカバーガラスを数種類(80570μm)用意し,共振器内ビームに対して各カバーガラスを部分挿入することにより2波長発振の発生を試みた.その結果,挿入したカバーガラスを光学エタロンと見なした場合,それぞれの光学エタロンのフリースペクトラムレンジの約6倍に相当する周波数差(約17THz)をもつ2波長発振が比較的容易に生じることを確認した.また,光伝導アンテナに照射してテラヘルツ波を発生させるために十分な出力強度(1050mW程度)がこのレーザーより得られた.ただし,半導体レーザーの利得帯域がやや狭いことを反映して,広い利得帯域幅をもつ固体レーザー(LiSrAlF_6)で同様の実験を行った場合に比較すると,2波長発振時にモード競合的な時間的不安定性が生じやすいことを確認した.そこで,この不安定性を抑制すべく,共振器の短共振器化や,励起電流値の最適化,半導体レーザーの温度制御をそれぞれ試みた.その結果,共振器長約5cm,励起電流値は規格内でできるだけ高く設定した上で,温度制御を施すことにより,2波長発振出力の強度変動幅をもとの30%程度から1%以内まで低下させ,2波長発振の出力安定化を実現した.このように,短共振器化は縦モード間隔を広げ,モード競合が発生しにくい条件を与えるため,出力強度の安定化には効果的に寄与した.しかし一方で,カバーガラスの挿入角度を調整して,発生するテラヘルツ波の周波数掃引を図る際には,短共振器化は不利な条件として作用することも確認した.出力強度の安定化とテラヘルツ波の周波数掃引が両立する共振器構成については,継続して検討する予定である.研究初年度に,カバーガラスを光学エタロンとして内部に含む直線状の外部共振器820nm帯半導体レーザーを構成し,2波長同時発振を達成した.カバーガラスエタロンは,共振器内ビームに部分的に挿入することにより,フリースペクトラルレンジの6倍の周波数差をもつ2波長発振が得られた.この出力に対して,時間的安定性を保つために,半導体レーザーを温度制御するとともに防振対策を施した.これにより,2波長出力に対して,数10分間の時間的安定性を実現することができたが,長時間動作では,モード競合的な不安定発振に至ることが確認された.そこで,研究2年目の平成22年度は,共振器内にカバーガラスエタロンを1枚追加して,さらなる時間安定性の向上をめざすことから始めた.この際挿入したカバーガラスエタロンは共振器内ビームに対して完全挿入することにより,半導体レーザーの利得ピークを低減させ,利得スペクトルが平滑化するように図った.この結果,時間的安定性は向上し,発振開始後,3時間以上経過した場合にも,安定した2波長同時発振を保つことができた.次に,この2波長発振出力をガリウムヒ素光伝導アンテナのギャップ間に集光し,2波長発振の波長差(周波数差)に相当するテラヘルツ波を発生させた.焦電型赤外センサを用いて測定したところ,光伝導アンテナへのバイアス電圧10V,2波長発振の平均出力25mW,2波長発振の周波数差1.033THzの条件において,60nW程度の平均強度をもつテラヘルツ波が発生することを確認した.また,部分挿入したカバーガラスエタロンを共振器内ビームに対して,傾けて配置することにより,例えば,1.97THz2.26THzの区間で2波長発振の周波数差が可変となることも確認した.テラヘルツ波出力強度の向上と時間領域テラヘルツ分光システムの構築については次年度の課題とする.研究最終年度の平成23年度は,一対の低温成長GaAs光伝導アンテナを用いて,テラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)の光学システムを構築した.光源には外部共振器半導体レーザーを構成して用いた.2枚のカバーガラスエタロンを共振器内に挿入し,一方は2波長発振の周波数差制御用として,もう一方は,出力の時間安定性保持用として利用した.厚さの異なるカバーガラス7枚(80,110,150,210,295,400,560μm)を用意し,1枚ずつ共振器内に部分挿入し,さらに挿入角を掃引(045度)することにより,2波長発振の周波数差が0.767.5THzの帯域を隙間なく覆うことができることを確認した.また,カバーガラス

全挿入時の挿入角掃引(060度)も利用すると,離散的ながら0.150.76THzの帯域も埋められ,あわせてテラヘルツ域(0.110THz)の大部分を覆うことができることを確認した.この光源出力を構築したTHz-TDSシステムに入力し,0.151.15THzのテラヘルツ波を発生することに成功した.ただし,広帯域掃引にはカバーガラスの交換と光学調整が必要であることが難点として残された.また,理論式の導出と数値計算によって,THz-TDSにおけるフェムト秒モード同期パルスと2波長定常光をそれぞれ入力光とした場合の相違について検討した.その結果,最大周波数差と平均強度が等しければ,両者は等しい強度のテラヘルツ波を発生することを見積もった.これより,光伝導アンテナを用いるTHz-TDSでは,高速掃引可能な2波長レーザーが入力光源として有効であることがわかった.また,THz-TDSで観測される波形は,入力光の種類によらず相互相関波形であり,テラヘルツ波や入力レーザー光の時間波形を再生するには,デコンボリューションが必要であることもわかった.
複合材料の損傷評価のための知識工学援用サーモグラフィックNDTの開発

加熱時のサンプル表面温度分のサーモグラフィ計測結果をもとに,材料中の欠陥損傷を非破壊計測するサーモグラフィックNDTにおいて,温度分布データから欠陥・損傷を同定するプロセスにニューラルネットワークを支援技術として導入することにより,サーモグラフィックNDTを知能化し,欠陥同定精度を向上させた、得られた研究成果を以下に示す.はく離欠陥を有する複合材料サンプルの温度分布データから,はく離欠陥・損傷を同定するニューラルネットワーク逆問題解折法を開発した.(1)加熱方法,サンプルの熱的物性値.欠陥・損傷の形態や程度による温度分布の変化を,数値解析的および実験的に検討し,ニューラルネットワークによる欠陥損傷同定に最適な学習および入力データの検討を行った.(2)ニューラルネットワークに欠陥による温度分布,および欠陥以外の原因で生じた疑似的温度変化を学習させることにより,これまでのデータ処理では困難ではあった欠陥と外乱信号の識別を行った.様々な寸法のはく離欠陥を有するジルコニア被膜材サンプルを用いた実験を行った結果,はく離欠陥による温度変化領域を,放射率の違いあるいは加熱冷却むらなどにより生じた疑似的温度変化領域と識別することが可能であり,本手法の有用性が明らかになった.(3)上記過程により識別されたはく離欠陥による温度変化領域に対し,欠陥の深さおよび寸法の同定などの定量評価を行う問題にニューラルネットワークを適用した.積層複合材料中に存在する層間はく離欠陥評価に関する数値シミュレーションを行った結果,種々の欠陥に対する温度分布をあらかじめ学習させたニューラルネットワークを用いて,欠陥の深さおよび寸法の同定が可能であった.さらに複数層にわたるはく離欠陥の定量評価も可能であった.加熱時のサンプル表面温度分のサーモグラフィ計測結果をもとに,材料中の欠陥損傷を非破壊計測するサーモグラフィックNDTにおいて,温度分布データから欠陥・損傷を同定するプロセスにニューラルネットワークを支援技術として導入することにより,サーモグラフィックNDTを知能化し,欠陥同定精度を向上させた、得られた研究成果を以下に示す.はく離欠陥を有する複合材料サンプルの温度分布データから,はく離欠陥・損傷を同定するニューラルネットワーク逆問題解折法を開発した.(1)加熱方法,サンプルの熱的物性値.欠陥・損傷の形態や程度による温度分布の変化を,数値解析的および実験的に検討し,ニューラルネットワークによる欠陥損傷同定に最適な学習および入力データの検討を行った.(2)ニューラルネットワークに欠陥による温度分布,および欠陥以外の原因で生じた疑似的温度変化を学習させることにより,これまでのデータ処理では困難ではあった欠陥と外乱信号の識別を行った.様々な寸法のはく離欠陥を有するジルコニア被膜材サンプルを用いた実験を行った結果,はく離欠陥による温度変化領域を,放射率の違いあるいは加熱冷却むらなどにより生じた疑似的温度変化領域と識別することが可能であり,本手法の有用性が明らかになった.(3)上記過程により識別されたはく離欠陥による温度変化領域に対し,欠陥の深さおよび寸法の同定などの定量評価を行う問題にニューラルネットワークを適用した.積層複合材料中に存在する層間はく離欠陥評価に関する数値シミュレーションを行った結果,種々の欠陥に対する温度分布をあらかじめ学習させたニューラルネットワークを用いて,欠陥の深さおよび寸法の同定が可能であった.さらに複数層にわたるはく離欠陥の定量評価も可能であった.