hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
研究大学の学士課程に適した優秀学生プログラムの開発に関する調査研究

研究大学の学士課程における優秀学生プログラムは、一般にはオナーズプログラムとして知られる。オナーズプログラムは低年次の学生にリーダーシップなどの社会スキルや国際交流を重点的に体験させることにより、彼らの学習意欲を飛躍的に高める可能性がある。また、公立大学の授業料で私立の小規模カレッジと同等の手厚い学習支援が得られるというメリットがある。こうしたメリットにより、優秀な学生を自大学に獲得し、あるいは自大学の大学院につなぎとめる効果を期待できる。こうした点から、オナーズプログラムは準トップクラスの公立総合大学にとって有効な経営戦略となっている。本研究の目的は、日本の研究大学において高い学習意欲と知的能力を備えた上位層の学生に対して一層の知的刺激を与えるために、大学側がどのような教育プログラムを提供すべきかについて、海外の研究大学の事例を調査することである。具体的には、アングロサクソン諸国とアジア諸国の研究大学を訪問し、学士課程の優秀学生を対象とした、いわゆる「オナーズ・プログラム」について参与観察を伴う現地調査を実施する。具体的には、各大学のオナーズ・プログラムについて、(1)学生の選出方法、(2)プログラム内容、(3)インセンティブ、(4)効果、の4点について調査を行う。平成19年度は、中国の上海交通大学と復旦大学、英国のオックスフォード大学、米国のスタンフォード大学、カナダのトロント大学の5大学について訪問調査を実施し、報告書をまとめた。これにより、世界最高水準の研究大学においては、優秀学生のためのさまざまな特別プログラムが存在し、彼らの研究意欲を刺激する工夫がなされていることがわかった。また、大学高等教育研究センターでは学士課程と大学院課程の接続に関する研究を行い、『名古屋高等教育研究』第8号に投稿した。この他、同センターでは研究大学で学ぶことの意味を示した『名古屋大学新入生のためのスタディティップス2008』、および学力水準の高い学生に対し英語で授業を実施する場合のハンドブックである『英語で教える秘訣-大学教員のための教室英語ハンドブック』を作成・出版した。平成20年度は、アメリカのワシントン大学とテキサス大学、オーストラリアのグリフィス大学、英国のエジンバラ大学の4大学について訪問調査を実施し、報告書をまとめた。これら準トップ校あるいは第2グループの大学にとって、特別プログラムの学生がトップ校と遜色ないアウトカム(名門大学院への進学、有名奨学金の採択など)を保障できることは、財政コストを抑えながら教育効果を高める上で一定の有効性をもちうる。オナーズ・プログラムは、大衆化した大学の中で優秀学生に限定した教育プログラムを設けることにより、当該機関の学士課程教育の卓越性を高めるひとつの装置になっている。したがって、同プログラムの存在は、すでにトップの地位にいる大学ではなく、準トップの地位にある大学にとって、大きな効果を期待できると考えられることがわかった。また、報告者の本務校である名古屋大学高等教育研究センターでは、名古屋大学における学生の自発的な学習活動や研究指導体制に焦点を当てて、これらを論文にまとめ、当センターのジャーナル『名古屋高等教育研究』第9号に投稿した。この他、同センターでは欧米の大学のオナーズ・プログラムから着想を得て、名古屋大学の学士課程学生を対象とした「学生論文コンテスト」を実施し、優秀者に対して表彰を行った。また、特定分野において一定の基礎学力を備えた学生に対し英語で授業を実施する場合のハンドブックである『経済学英語ハンドブックー授業で使える例文集』を作成・オンデマンド出版した。本研究の目的は、世界主要国におけるオナーズプログラムもしくはこれに類する特別教育プログラムが学士課程において果たす役割とその意義を明らかにすることである。そのための現地調査をオナーズ発祥の地であるイギリス、多くの大学で多様なプログラムが整備されているアメリカをはじめとして、カナダ、オーストラリア、中国、日本の大学において実施した。オナーズプログラムを学生の側からみれば、一般の学部では習得するチャンスが少ないリーダーシップなどの社会スキルや国際交流を重点的に体験することができる。何よりも、低年次学生の学習意欲を飛躍的に高める可能性を秘めている。大学の側にとっては、プログラムを運営するのに一定のコストを要する一方で、より優秀な学生を自大学に獲得し、自大学の大学院につなぎとめる効果を期待できる。さらに、プログラムの評価が高まれば、大学の名声を高めることにもつながるというメリットを得られる。こうした点から、アメリカのオナーズプログラムは準トップクラスの公立総合大学にとって有効な経営戦略となっている。現在のところ、日本においてオナーズプログラムを設置している大学はきわめて少数である。ただし、九州大学の21世紀プログラムを嚆矢とし、高い学習意欲を備えた学生のための特別教育プログラムが立命館大学や愛媛大学などにおいて活発に実施されるようになってきている。その最も大きな課題は、学士課程教育全体の質保証にこうしたプログラムがどの程度寄与しうるかという点である。正課外活動を包括した広義の学士課程教育の質保証にとって、これらのプログラムは一定の機能や効用を持ちうるかもしれない。しかし、単位の質保証や学位の質保証のような正課としての学士課程教育の質保証には必ずしも直結しないと考えられる。
てんかんモデルとしてのElマウスにおける脳細胞

発作間歇期におけるElマウス脳を、大脳皮質、白質、小脳、海馬、中脳、間脳などの6部位に分け、それぞれのポリ(A^+)ポリメラーゼ活性を測定した。その結果、海馬が最も高く、次いで大脳皮質、中脳、間脳、白質、小脳の順に活性の低下がみられた。このことは、海馬が発作感受性に最も密接に関与していることを示唆するものである。発作非感受性のddYマウスや生後一度も発作を誘発させなかったEl(-)マウスの海馬についてもEl(+)マウスと同様その活性を測定したが、有意差は認められなかった。El(+)マウス海馬では、この酵素活性が発作中に低値となり、間歇期の65%に達した。しかし、発作後30分で間歇期のレベルに回復した。このことはElマウス海馬の急速なホメオスターシスを示唆するものである。次に、ポリ(A^+)ポリメラーゼを細胞核上清型(I型)とクロマチン結合型(II型)とに分離・精製し、その活性を比較した。I型は常にII型より約5倍の高い活性を示した。EL(+)マウスの型は、El(-)やddYマウスより高い活性を示したが、逆に、II型の活性はEl(+)ではddYより低かった。II型の酵素はクロマチン内でのmRNA合成に際して、nnRNAの3'-末端にポリ(A^+)を添加する最初の段階に関与するもので、El(+)マウスではmRNAへのポリ(A^+)添加が十分に起らず、そのため間歇期でも完成したmRNAの合成が低いというこれまでの結果と一致するものである。II型では発作直後にその活性が低下し、間歇期の75%になっているかが発作後15分では正常値まで回復している。このことも上の結果と一致している。なおI型の活性は発作中に有意の変化がみられなかったことは、この酵素が関与するポリ(A^+)鎖の延長は、発作によって大きな影響を受けないことを意味している。今後はII型subunitについて検討を加え、ポリアデニレーションに及ぼす発作の作用機構を明らかにしたい。Elマウス脳細胞核を, 2.2M-蔗糖溶液を用いて調整した.核を洗滌・遠心し,核上清を分離した.ポリ(A^+)ポリメラーゼ活性の測定には,この核上清を用いた.反応液中のMn^<++>イオン濃度は0.6mMで最大活性を示し,至適濃度は8.0であった.添加したATP濃度は, 0.45mMで最も活性が高かった.プライマーとしては加えたポリ(A^+)の至適濃度は,約600μg/mlであった.これらの結果はこれまでに肝ポリ(A^+)ポリメラーゼで報告された諸性質ともよく合致していた.発作間歇期におけるElマウスを,大脳皮質,白質,海馬,中脳,間脳などの6部位に分け,それぞれの酵素活性を測定した.その結果,海馬がもっもと高く,次いで大脳皮質,中脳,間脳,白質,小脳の順に活性の低下が認められた.

このことは,海上が発作感受性に最も密接に関与していることを示唆するものである.他方,発作非感受性のddYや生後一度も痙攣発作を誘発させなかったEl(-)マウスの海馬について, El(+)マウスの場合と酵素活性を比較したところ有意差はみとめられなかったが, El(+)マウスがやや低く, El(-)とddYマウスとはそれより高い活性を示した.この結果は, El(+)マウスのポリアデニレイションが一週一回の放り上げ刺激による痙攣発作によって軽度に抑制される可能性を示唆するものである.海馬における酵素活性におよぼす痙攣発作の影響に検討を加えた.発作前に既に間歇期より低に活性を示すが,発作中にはさらに有意な低値となり,間歇期の約65%に達した.しかし,発作後,活性も徐々に回復を示し,発作後15分では逆に間歇期の125%まで上昇するrebound現象を呈した.その後30分では間歇期のレベルまで達し,以後この値を維持した.この15分後でみられた現象は発作によって抑制されたポリアデニレーションを含む転写後阻害を回復しようと努めるためのものと思われ, Elマウス海馬の急速なホメオスタシスを示唆するものとも考えられる.ポリ(A^+)ポリメラーゼは、細胞内の巨大RNA分子(hnRNA)の転写後において、ポリ(A^+)鎖の延長に関与し、細胞核上清に存在するI型と、クロマチンに結合し、ポリ(A^+)鎖の合成開始に関連する結合型(II型)との2種類の存在が知られている。マウス脳ホモジネートから遠心分画法によって、核画分と細胞核上清画分とを分離した。両画分を硫安処理した後、透析し、ホスホセルローズとDEAE-Sephadoxカラムとを用いてそれぞれ精製した。全体として、I型の酵素活性はII型の約5倍の活性があった。I型では、生後28日より週1回の発作を誘発させたEl(+)マウスの活性は、生後一度も放り上げ刺激を与えず、発作を誘発していないEl(-)マウスや発作非感受性ddYやC_<57>BLマウスなどより間歇期で高い活性を示した。他方、II型の活性は、El(+)マウスではEl(0)やddYマウスより低かった。このことはEl(+)マウスではmRNAへのポリ(A^+)添加の開始が十分に起らず、そのため間歇期でも完成したmRNAの合成が低いというこれまでの我々の結果ともよく一致するものである。発作後の変化では、II型の活性は、発作直後に、急速な低下を示し、間歇期の75%となったが、その後15分で正常値まで回複した。この結果はEl(+)マウスのII型活性が、間歇期でも他のマウス群より低く、発作によりポリアデニィレーションが顕著に阻害されるという以前の我々の報告とも一致するものである。一方、I型の活性は発作によって、ポリ(A^+)鎖の伸長は、発作によってやや増加する傾向活あるものの、有意ではなかった。したがって、ポリ(A^+)鎖の伸長は、発作によってそれほど大きく左右されないことを示唆している。今後はポリ(A^+)ポリメラーゼII型sabmitの合成に及ぼす発作の影響について、検討を加え、ポリアデニレーションに及ぼす発作の作用機序について考察を加えたい。
都市のコンパクト化による交通行動の変化を考慮した運輸部門CO2排出量推計モデル

昨年度までに,携帯電話の位置情報をベースとした全国の時間帯別メッシュ人口から,エントロピーモデルを用い,時間帯別のメッシュ単位OD交通量を推計するモデルの構築を構築している.本年度は,昨年度までに構築したモデルを用いて,実際に乗用車CO2排出量を推計するとともに,異なる人口分布による交通行動の影響を評価できるようなシステムを構築した.具体的な成果を以下に示す.昨年度までに都市圏内の1日のトリップ連続性を考慮した人の移動軌跡の再現を行っている.ただし,交通手段が不明であるという課題があった.そこで,別途行ったWebアンケート調査の結果を用いて,居住地・目的地の交通利便性属性別の自動車分担率を計算し,移動軌跡に自動車か否かの属性を紐づけ,自動車走行距離を算出し,原単位を乗じることで,乗用車CO2排出量の推計が可能になった.さらに,このモデルを異なる人口分布に適用し,人口分布の違いによる交通行動の変化を定量的に評価した.本研究では,『交通行動を明示的に示した乗用車CO2排出量推計モデル』の構築・適用・検証を目的とし,ビッグデータ,Web-GISベース交通行動シミュレーションの導入を試みる.今年度は,ビッグデータを用いた乗用車CO2排出量モデルの構築を試みた.近年活用が期待されるビッグデータの一つである流動人口統計を入手し,既存統計の国勢調査との整合性の比較を行った.さらに,四段階推定法を用いて,発生・集中交通量の推計,分布交通量の推計,分担交通量の推計,乗用車CO2排出量を試みた.当初の予定どおり,流動人口統計を入手し,既存統計との整合性の確認や簡易的な乗用車CO2排出量の推計モデル構築を試みることができた.一部で実績値との乖離が見られ,改善が必要である点は次年度の課題である.都市のコンパクト化により乗用車CO2排出量がどれだけ削減できるか試算できる説明力の高いモデルの構築が課題となっている.また,ビッグデータやWeb-GISといった新しいデータや手法を適用したモデルにも注目が集まっている.本研究では,ビッグデータ,Web-GISベース交通行動シミュレーションを用いた『交通行動を明示的に示した乗用車CO2排出量推計モデル』の構築・適用・検証を目的とする.研究項目としては,(1)ビッグデータを用いた乗用車CO2排出量モデルの構築,(2)将来夜間人口分布シナリオへのモデル適用,(3)交通行動シミュレーションを用いた交通行動変化の検証である.本年度は,昨年度に引き続き「1.ビッグデータを用いた乗用車CO2排出量モデルの構築」に取り組み,昨年度試作したモデルの改良を試みた.まず分布交通量に関して,エントロピーモデルの利用に切り替えることで,改善可能性を探索した.具体的には,携帯電話の位置情報をベースとした全国の時間帯別メッシュ人口から,エントロピーモデルを用い,時間帯別のメッシュ単位OD交通量を推計するモデルの構築を試みた.その結果,昨年度の暫定モデルに比べ,精度の向上が確認できた.また交通手段分担については,NITASを利用した分担率の推計を試みた.都市間移動の精度に課題が残るものの一定の成果を得た.さらに,1日のトリップの連続性(トリップチェーン)を考慮できるモデル構築について検討した.計算量が多く広範囲で適用するには工夫が必要であるものの,概念を示すことができた.当初の予定どおり,昨年度の試作モデルの改良を行うことができており,流動人口統計を用いたモデル構築が進んでいる.昨年度までに,携帯電話の位置情報をベースとした全国の時間帯別メッシュ人口から,エントロピーモデルを用い,時間帯別のメッシュ単位OD交通量を推計するモデルの構築を構築している.本年度は,昨年度までに構築したモデルを用いて,実際に乗用車CO2排出量を推計するとともに,異なる人口分布による交通行動の影響を評価できるようなシステムを構築した.具体的な成果を以下に示す.昨年度までに都市圏内の1日のトリップ連続性を考慮した人の移動軌跡の再現を行っている.ただし,交通手段が不明であるという課題があった.そこで,別途行ったWebアンケート調査の結果を用いて,居住地・目的地の交通利便性属性別の自動車分担率を計算し,移動軌跡に自動車か否かの属性を紐づけ,自動車走行距離を算出し,原単位を乗じることで,乗用車CO2排出量の推計が可能になった.さらに,このモデルを異なる人口分布に適用し,人口分布の違いによる交通行動の変化を定量的に評価した.実績値との乖離が見られ,改善が必要である点については,引き続き他のモデルの適用可能性を検討する.また,交通手段のような流動人口統計から得られないデータについて,他の調査等をどのように組み合わせると補間ができるのかを検討する.交通手段分担およびトリップの連続性(トリップチェーン)を考慮できるモデルの構築を続けるとともに,(2)将来夜間人口分布シナリオへのモデル適用,(3)交通行動シミュレーションを用いた交通行動変化の検証について取り組む予定である.学会開催地の関係で旅費が当初予定よりも少額になった.一方で,次年度は旅費が当初よりも多くかかる見込みであるため,次年度使用額が生じた.
アルコール精神依存形成過程における脳内報酬系の評価

[1]アミノ酸の解析:アルコール依存症実験動物モデルを作製し、主として海馬と中脳被蓋領域を含む脳幹の動態変化の解析を行った結果、タウリン濃度の有意な上昇を認めた。これはアルコールによる脳障害に対する防御反応と言える。他にはGABA,Glu,Gly,Ala,His等が減少していた。[2]脳発達時期アルコール曝露の辺縁系への影響:アルコール曝露動物では海馬歯状回門において、16日齢で体積と神経細胞の減少を認めたが、30日齢までにはこの減少を認めなかった。錐体細胞はいずれの日齢においても有意に減少していた。一方、前頭前野の細胞ではいずれの時期においても神経細胞変性による細胞減少が認められた。この結果はアルコールが海馬神経細胞ネットワークに影響を与えアルコール依存症成立に関与していることを意味する。[3]脳発達時期アルコール曝露と神経細胞の変化:アルコール曝露動物では、さらに海馬歯状回顆粒細胞は、16日齢と30日齢においても神経細胞数の変化を認めなかった。ラット顆粒細胞はアルコールに対して、顆粒細胞の脆弱度が錐体細胞のものよりも小さい。[4]電子顕微鏡による微細構造変化の解析:CA1領域の錐体細胞は、高電子密度の細胞質と、変形した細胞膜を有していた。CA2あるいはCA3領域の錐体細胞および中脳被害領域には明らかな変化を認めなかった。細胞内小器官ではゴルジ装置の膨化様変化が特徴的であった。[5]BDNF, GDNFおよびOMgpの解析:RT-PCRによる定量の結果、エタノール投与群のBDNFおよびGDNFmRNA発現量は、対照群に比べ有意差を認めなかったが、OMgp mRNA発現量は有意に減少していた。OMgp mRNA発現の減少は、ヒトアルコール依存症患者で見られる髄質の萎縮性変化と一致するものである。これらの変化はアルコール依存症患者が呈する中枢神経症状に関与するものと考察できる。アルコール依存症は、精神依存を経て身体依存が形成されることにより成立するとされている。本研究においては、アルコール依存症の成立に深く関与するとされている脳内報酬系の動態変化に着目して、神経細胞とグリア細胞の変化を中心に解析した。1-アルコール依存症実験動物モデルの作製と海馬神経細胞の解析Wistar系雄ラット及び、BALB/Cマウスに液体飼料に、エタノールを5%に調製して、それぞれ3ケ月間、3-5日間投与することにより、アルコール依存症実験動物モデルを作製した。本年度の研究では、主に海馬の動態変化に着目した。アルコール依存症モデルの海馬のアミノ酸分析の結果、コントロール動物に比べて、タウリン濃度が有意に上昇を認めた。アストログリアのマーカーであるGFAPの免疫染色では、細胞の突起と細胞体の肥大が観察された。共焦点顕微鏡による海馬領域の観察では、海馬裂周囲の比較的太い血管の内皮細胞にタウリンの発現を認めた。このことは、血管内皮がタウリン濃度の上昇に深く関わっていることを意味する。一般にタウリンは、脳の虚血やてんかんなどの病的な状態で、濃度の上昇が認められることから、アルコールの脳障害作用により同様な減少が見られたものと推測される。また、タウリンには神経細胞の保護/修復作用が認められていることから、アルコールによる脳障害作用の防御反応の1つとして現れたものと言える。2-生後早期のアルコール曝露の海馬への影響解析上記の研究に併せて、脆弱性と可塑性に特殊性を呈する発達途上期の神経系に対して以下の研究を行った。

10日齢から15日齢まで6日間連続して、1日あたり3時間アルコール蒸気に曝露した(血中アルコール濃度;約430mg/dL)-胎児性アルコール症候群(Fetal Alcohol Syndrome, FAS)モデル動物。このモデル動物を16日齢と30日齢において海馬の神経回路網への影響を解析した。このモデル動物においては、海馬歯状同門において、16日齢では体積と神経細胞の減少を認めたが、30日齢までにはこの減少を認めなかった。錐体細胞は、いずれの日齢においても有意に減少していた。以上の結果は、アルコールが海馬神経細胞ネットワークに影響を与え、これがアルコール依存症成立に関与していることを示唆する。アルコール依存症では、精神依存を経て身体依存にいたり形成される。本研究においては、アルコール依存症の成立に深く関与する脳内報酬系の動態変化について研究を行ってきた。本年度は、辺縁系とくに海馬における動態変化に焦点をあてて解析した。アルコール依存症モデル動物の神経伝達物質・アミノ酸の動態解析Wistar系雄ラット及び、BALB/C雄マウスに、エタノール5%加液体飼料を、それぞれ3ヶ月間、3-5日間投与することにより、アルコール依存症実験動物モデルを作製した。モデルマウスの海馬アミノ酸分析の結果、コントロール動物に比べて、タウリン濃度の有意な上昇を認めた(平成14年度告)が、本年度の研究では、ラットモデルにて同様の解析を行った。その結果、ラットのアルコール依存症モデルにおいては、タウリンの上昇を認めなかった。一般にタウリンは、てんかん重積状態・脳虚血で上昇することが知られているが、アルコール曝露で上昇が観察されることが明らかになったのみならず、実験動物の種差が存在することが判明した。脳発達時期のアルコール曝露と海馬神経細胞の変化ラット10日齢-15日齢まで6日間連続して、1日あたり3時間アルコール曝露した(血中アルコール濃度;約430mg/dL)-胎児性アルコール症候群モデル動物。16日齢と30日齢において海馬神経細胞への影響を解析した。海馬歯状回顆粒細胞は、16日齢、30日齢いずれにおいても神経細胞数の変化を認めなかった。ラット顆粒細胞が、新生仔期に新生することを鑑みると、アルコールに対して、顆粒細胞の脆弱度は、錐体細胞のそれよりも小さいと考えられる。(錐体細胞の減少については、平成14年度報告済み。)以上の結果は、神経細胞のアルコールに対する脆弱性に違いが存在することを示唆する。先に確立した、アルコール精神依存モデル実験動物において、以下の実験を行い、アルコール依存症の発症メカニズムの解明につながる重要なデーターを得た。■海馬の神経伝達物質・ペプチド・アミノ酸濃度の解析アルコール依存症モデル動物の海馬に焦点を当て、生化学的手法(ニンヒドリン法)で海馬の神経伝達物質、とくにアミノ酸の解析を行った。アミノ酸のうちGABA,Glu,Gly,Ala,His等が、対照動物に比べて優位に減少していた。
経済学方法論にみる社会科学の多面的構造

本研究は、経済学方法論に関する研究成果(科研費基盤研究(B)21133047)より、経済学方法論の総体を捉えるには、視野を経済学に限定するのでは十分でなく、歴史はもとより、哲学、倫理学、社会学、自然科学等へと広げることが必要であると認識した。そこでその目的を達成するために作業仮説として1)哲学的2)規範的3)社会学的4)自然科学的の4つの次元を設定し、各次元との関連において経済学がどのような発展を遂げたのかを研究することを目指した。実際に研究を続ける中で、最終的に4次元を1)哲学的2)自然科学的3)社会的の三つに組み直すことが有効であることに合意し、その研究成果を書籍として出版する予定である。本研究グループの目的はイギリスを中心としながら経済学方法論の多次元性を明らかにする事にある。本年度は初年度として、1)グループ内での次元設定の再確認2)ここの研究対象への設定した次元からのアプローチによる研究の深化3)国内外における研究者との交流および学会報告を通じて、設定した4次元の有効性を検証することを目的としていた。この目的にそって、今年度は国内研究会によるメンバー内の共通認識の深化と、他の研究者を招いての情報交換と次元性の検証を実施した。研究会は3回実施され、今年度第1回は研究メンバーである佐々木氏の近著を批判的に検討する事によって、メンバー内での共通認識を深めた。第2回は音無氏によるロールズのカント的方法論と、太子堂氏による現代行動経済学における政策論の報告を受け、方法論のもつ認知的・哲学的次元と規範的次元が他の経済学および社会科学にも適用可能であるかを検証した。この研究会で主として行動経済学を対象としながらも政策とモデルの関係性が問題となった。第3回は研究メンバーの個別報告を中心として、それぞれケインズの政策論とハイエクの貨幣論の規範的・政策的側面を検証した。ここでは政策として具現化される時論的論稿と理論を支える方法論との関係性が主として課題となった。以上本年度研究実施計画1)2)に関してはほぼ達成されたと思われる。本年度研究実施計画のうち3)に関しては、第2回と第3回の研究会に研究会メンバー以外から出席の申し込みがあり、連続して出席しコメントを寄せる研究者が出るなど、国内においては一定の成果を上げる事が出来た。が、国外に関しては今年度渡航予定の研究者が本務校の業務(科研費交付決定然に決定していたもの)との日程調整や、不慮の事故等により、実現されたのは1件のみであった。が、この遅延は次年度(平成24年度)に改善可能である。2014年度は当該科研費研究メンバーを中心とした研究会を3回にわたり行うとともに、メンバー各自が海外学会での報告を行った。本科研費研究の中心課題である方法論における4つの次元の妥当性に関しては各自の研究が深化するとともに課題が生じてきている。当初計画において、最終年度経済学史学会における共通フォーラムとしての発表を行う予定であった。が、本研究の特徴である経済学方法論を4次元枠で捉えるという仮説における次元設定が、その次元が内包・外延する範囲が時代とともに変遷し、相互に侵入し合い、交雑していくことが明瞭となったからである。4次元から3次元への組替え、並びにそれぞれの次元に配置される研究対象と、及び分析的視野の明晰化という3つの課題を1つのフォーラムとして発表し、かつその事例として各研究対象を位置付けることは、時間の制約があるう学会フォーラムでは非常に困難だとの結論に達した。最終的に研究グループとして発表予定である書籍においては、4次元を新たに3次元として組み直して、方法論を整理している。次元設定が3次元へと組み変わったのは1)J.S.ミルの経験論的人間観が、ハーシェルの影響を強く受けるとともに、現代でも脳科学の先駆者として業績が認められているガルの骨相学との対決上で形成された側面があり自然科学的次元として扱うのが適当であること。2)当初実践的政策論の観点からケインズにおけるバークを取り扱っていたが、ケインズがバークの影響を吸収するにあたっては、ムーアの影響下にあったという要素が大きく「哲学的次元」として取り扱うのが適切であること。3)経済学方法論の多面性という全体的テーマに鑑みて、マンデヴィルよりもウェイトリを取り上げるの適切であり、その場合「哲学的次元」になること。この三要因とともに、経済学における規範性とは何か、それは経済学のディシプリンとしての規範性(経済学とは何か)なのか、経済学の社会的役割(いわゆる規範的経済学)なのかを問う必要性が生まれてきた。この点に関してはJ.S.ミルを参照基準点とした、新たな共同研究を開始している。実際に研究を続ける中で、最終的に4次元を1)哲学的2)自然科学的

3)社会的の三つに組み直すことが有効であることに合意し、その研究成果を書籍として出版する予定である。本科研費研究の中心課題である方法論における4つの次元の妥当性に関して、各自の研究が深化するとともに、次のような課題が見出された。1)各自の研究対象において想定した次元と他の次元との間に密接で有機的な関連があり、単純に両者を切断することができないこと、2)研究対象者が使用している言葉とその前後の時代で使用されている言葉が直接的に対応しないという時代性の問題。このような問題は研究当初より予想されていたものである。1)に関しては研究対象における関連を明示することによって、4つの次元の関連性がより明確に提起できると考えている。2)に関しては各メンバーでの情報共有とディスカッションをより深めることが必要であるが、研究対象に忠実でありながらも、通史的に相互連環が明示できるような用語の探索、関連性の明記に工夫が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。J.S.ミルの社会科学論進捗状況に若干の遅延は見られるが、当初予想された範囲内に収まっている。とくに課題2に関しては、メンバー相互のディスカッションとともに、科研費研究メンバー以外の各時代を手がける研究者とのディスカッションが必要である。最終成果を学会全体に対して実りあるものとするために、本年度は成果のまとめとともに、各学会での報告等で他の研究者とのディスカッションを深める予定である。研究実績の概要に記したように、採択以前に本務校の業務(教務・入試等の学内委員)への任用が決定した、あるいは不慮の事故により、当初予定していた海外研究者への発信および情報交換が停滞してしまった面は否めない。しかし、今年度既に研究メンバーの論文が海外学術誌に掲載されており、一定の発信は実現したと考える。国内への発信や、各自の研究対象に対する研究の進捗状況は順調である。この点で年3回ペースでの研究会は単に進捗状況を確認する場としてだけでなく、研究メンバー外の研究者の定期的出席と相まって相互啓発と新たな視点を提供する場として、その役割を十二分に果たしていると考える。よって、各自の研究としては「おおむね順調」に経緯しているものの、海外への発信および情報交換が停滞している点を持って、「ややおくれている」とした。経済学にかかわらず方法論総体を研究する学者が北欧特にヘルシンキに偏在しているため、ヘルシンキでの調査研究及び研究会参加と国際交流を予定していた。が、年度中途で翌年度(2015年)に方法論を対象とする学会の総会がヘルシンキで開催されるとの情報が得られた。本科研費研究で設定した方法論における4次元の妥当性を、より広範囲に国際的に問い直し、新たな知見を得るためには、2015年に開催される国際学会に出席することが有益であると判断し、渡航を繰り延べた。本課題遂行メンバーによる研究会に、他の専門研究者の出席が増大している事、それも北海道や松山など地方での研究会でもそれぞれ10名、4名の参加があったこと、また各メンバーがそれぞれの研究課題に関連する報告を学会で行い、論文書評等を発表している事から、国内での発信に関しては、問題なく実行されていると考える。今後も年3回の研究会を続行する予定である。
流体力学とアートのコラボレーションによる水キャンバスの創作と環境表現

透明にした水槽の下底部から、多数の気泡をコンピュータ制御によって放出し、その上昇により水槽の空間に任意のパターンを描くインスタレーションを研究開発した。はじめに制作した「Water Canvas with Ears」と題した水キャンバスは、3x2x0.2mの2次元水槽に48チャンネルの気泡を発生させ、様々な文字やパターンを気泡により表現した。そのキャンバスの表面にそって超音波信号を発するマウスを動かすと、その軌跡にあわせた気泡が発生し、観察者があたかも筆を利用して描いた感覚でパターンを作成するといったインターラクティブ性を可能にした。つづいて、直径1mおよび高さ2mの円柱水槽「Liquid Sculpture」を制作した。気泡は248チャンネルと増大させ、3次元のパターンを描ける装置に発展させた。また、水槽の周辺に5x5mの舞台を設置して、観察者の位置や人数に応じて様々なパターンを描くことを可能にした。さらに、舞台一面に埋め込まれたスピーカから音が広がり観察者を包み込み、インターラクティブ性を一層高めている。「流体力学」と「アート」のふたつの領域を、情報をキーワードとして結んだこれらの作品は、その斬新さ・オリジナリティによって、芸術的表現の可能性を大きく広げた。国内外でその作品が高く評価され、アジアデジタルアート大賞インタラクティブアート部門大賞受賞などをはじめとする様々な表彰を受けた。また、環境を考える「第3回世界水フォーラム、水のEXPO」で招待作品として紹介されている。その他の受賞一覧として、2002年第5回文化庁メディア芸術祭インタラクティブアート部門審査委員会推薦作品、2002年waSABI GRAND Prix waSABI芸術賞(インタラクティブアート部門)受賞などがある。流体力学とアートのコラボレーションを主眼に置く本研究において、技術を積極的に用いた2つのアート的作品が制作された。ひとつは「Water Canvas with Ears」(2001年)である。東京芸術大学伊藤隆道研究室修士学生の鈴木太朗氏制作の「水のキャンバス」(2000年)は、薄型水槽内で気泡による模様を描くインスタレーションである。それを東京大学荒川研究室との共同研究として改良を施し、インタラクティブな機能を持つ作晶へと発展させた。荒川研究室所属修士学生の有賀清一氏がコンピュータによる制御を可能とした。さらに同修士学生松村誠一郎氏により、音に反応して作晶が動作する、キーボード入力により文宇を描くという内容を実現するインタフェースが実装された。ふたつめは「Liquid Sculpture」(2002年)である。制作者は前述の鈴木太朗氏と松村誠一郎氏である。前述の「Water Canvas with Ears」が気泡による平面の構報表現であったのに対して、「Liquid Sculpture」はさらに発展し、高さ210cmの円注水槽内において気泡による立体情報の表現を可能としている。また、鑑賞者の立つ位置を赤外線センサによって検知することによって気泡が描く模様の選択を行なうインタラクティブな機能が実装されている。気泡表示部の水槽の周囲には合計249個のスピーカを設置した5mx×5mの上げ底床が設置されている。スピーカからの音声出力は気泡の動きと連動しており、鑑賞者の視覚と聴覚の両方に連繋して訴えかける内容を実現している。両作品は気泡と音という複合的な要素とインタラクティブな機能の反映という新しい表現形態の実現を、技術を用いることによって可能とした。東京大学、及び東京芸術大学の修士修了成果発表会において高い評価を得られた。
S. griseusにおける二次代謝、形態分化制御蛋白質のプロテオーム解析

放線菌Streptomycesgriseusは、自身が生産する低分子調節物質A-ファクターにより、グローバルな転写活性因子であるAdpAの発現を活性化し、形態分化・二次代謝を誘導する。受入研究室ではこれまで、複数の分泌プロテアーゼやプロテアーゼ阻害タンパク質の生産がA-ファクターによって誘導されることを示し、形態分化に分泌プロテアーゼが重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。昨年度までに、野生株とadpA破壊株の菌体外蛋白質の比較プロテオーム解析を行い、多くの分泌タンパク質がA-ファクターによって発現誘導されていることを示した。また転写解析も併せて行い、AdpAによって直接的な発現制御をうける分泌蛋白質遺伝子を新たに11種見出している。本年度は昨年度までの解析で、A-ファクター依存性分泌蛋白質であることが示されたSGR2418を基質結合蛋白質として有するオリゴペプチドABCトランスポーターの機能解析を行った。S.coelicolor A3(2)では菌体外に生産されるペプチドがシグナル分子として形態分化に関与しており、ペプチド取込みABCトランスポーターをコードするbldKオペロンの変異株は気中菌糸を形成しない。一方、S.griseusのゲノムにはBldKホモログは見出されていない。しかし、SGR2418を含むオペロン周辺の遺伝子配置はS.coelicolor A3(2)、bldK周辺の遺伝子配置と類似していた。SGR2418の遺伝子破壊株は気中菌糸形成能を失っていたが、野生株と近接させて培養すると気中菌糸を形成した。また、ペプチド系抗生物質であるビアラボスへの耐性能も向上していた。これらの結果から、SGR2418を含むオペロンがS.griseusにおいてbldK機能を担っていることを示した。S.griseusにおける二次代謝産物生合成、形態分化はA-ファクターによって主に制御されていることが知られており、A-ファクターの細胞内濃度上昇によって発現が誘導されるAdpAが二次代謝、形態分化に関与する様々な遺伝子の転写を活性化していることが明らかになっている。AdpAによって転写調節をうける遺伝子の中には分泌型プロテアーゼをコードするものもいくつか見出されており、これらの遺伝子産物は基底菌糸細胞の組織を分解することで、その分解産物を気中菌糸伸長に利用するという役割を担っていると予想されている。しかしながら現在までに明らかにされているAdpA依存型分泌プロテアーゼだけでは形態分化との関連を十分に説明することはできず、未知のAdpA依存型分泌プロテアーゼの存在が示唆されていた。そこでS.griseusの培養上清におけるプロテオーム解析を行い、新規A-ファクター依存型のプロテアーゼ、及び蛋白質の検索を行った。SMM液体培地で野生株とadpA破壊株を培養し、培養開始から24時間後の培養上清より蛋白質をそれぞれ回収、二次元電気泳動法を用いて蛋白質を分離し、野生株で67スポット、adpA破壊株で59スポットの蛋白質同定に成功した。野生株の培養上清には実に17種ものプロテアーゼが見出され、S. griseusの菌体外プロテアーゼ活性の高さを裏付ける結果となった。さらに、野生株とadpA破壊の同定結果を比較することで、野生株の培養上清に特異的に含まれる蛋白質を33種、adpA破壊株よりも2倍以上の存在量を示した蛋白質を4種見出し、多くの分泌蛋白質がA-ファクターによって誘導されていることを証明した。また、これらの蛋白質をコードしている遺伝子が転写レベルでも応答していることをDNAマイクロアレイ解析によって確認した。現在、これらの遺伝子がAdpAによる直接的な制御を受けているか否かをゲルシフトアッセイによって検討しており、幾つかの遺伝子上流域にAdpAが結合する可能性が示唆されている。今年度は、昨年度に引き続きA-ファクターに応答して生産される新たな分泌プロテアーゼやその他の分泌タンパク質についての知見を得るため、菌体外タンパク質を対象としたプロテオーム解析を行った。adpAの遺伝子破壊株および野生株の菌体外タンパク質を調製、二次元電気泳動法を用いて分離、同定した。野生株とadpA破壊株の同定結果を比較することで、野生株の培養上清に特異的に含まれるタンパク質を32種,adpA破壊株より2倍以上の存在量を示したタンパク質を6種見出し、多くの分泌タンパク質がA-ファクターによって発現誘導されていることを示した。これら38種のタンパク質が転写レベルでもA-ファクターに応答していることをDNAマイクロアレイ解析ならびに定量PCR解析によって確認した。さらに、この38種の遺伝子について精製AdpAを用いたゲルシフトアッセイを行い、AdpAによって直接的な発現制御をうける遺伝子を新たに11種見出した。これら11種の遺伝子については転写開始点、ならびにAdpA結合部位も同定した。一方、S.griseusの培養上清中には解糖系やクエン酸回路に属する酵素など、細胞質に局在すると考えられるタンパク質もいくつか見出されたことから、S.griseusは液体培養中に一部溶菌していることが考えられた。

そこで、二色の蛍光試薬を用い、蛍光顕微鏡で観察、野生株の菌糸塊の中心から溶菌が起きていることを確認した。その一方で,adpA破壊株では菌糸塊の数が少なく、遊離している菌糸の溶菌が観察された。放線菌Streptomycesgriseusは、自身が生産する低分子調節物質A-ファクターにより、グローバルな転写活性因子であるAdpAの発現を活性化し、形態分化・二次代謝を誘導する。受入研究室ではこれまで、複数の分泌プロテアーゼやプロテアーゼ阻害タンパク質の生産がA-ファクターによって誘導されることを示し、形態分化に分泌プロテアーゼが重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。昨年度までに、野生株とadpA破壊株の菌体外蛋白質の比較プロテオーム解析を行い、多くの分泌タンパク質がA-ファクターによって発現誘導されていることを示した。また転写解析も併せて行い、AdpAによって直接的な発現制御をうける分泌蛋白質遺伝子を新たに11種見出している。本年度は昨年度までの解析で、A-ファクター依存性分泌蛋白質であることが示されたSGR2418を基質結合蛋白質として有するオリゴペプチドABCトランスポーターの機能解析を行った。S.coelicolor A3(2)では菌体外に生産されるペプチドがシグナル分子として形態分化に関与しており、ペプチド取込みABCトランスポーターをコードするbldKオペロンの変異株は気中菌糸を形成しない。一方、S.griseusのゲノムにはBldKホモログは見出されていない。しかし、SGR2418を含むオペロン周辺の遺伝子配置はS.coelicolor A3(2)、bldK周辺の遺伝子配置と類似していた。SGR2418の遺伝子破壊株は気中菌糸形成能を失っていたが、野生株と近接させて培養すると気中菌糸を形成した。また、ペプチド系抗生物質であるビアラボスへの耐性能も向上していた。これらの結果から、SGR2418を含むオペロンがS.griseusにおいてbldK機能を担っていることを示した。
自己免疫疾患としての小児 H.pylori胃炎の解析

小児H.pylori胃炎では成人に比してリンパ濾胞の形成が多いのが特徴的であり、ナイーブT細胞やB細胞の浸潤が目立つ。成人のH.pylori胃炎では、IFN-γが誘導され、IL-4やIL-5を抑制するTh1型反応であることが強調されているが、小児における今回の検討では異なる結果が示された。おそらく、成人の場合におけるTh1優位の免疫反応は、慢性炎症を示しているものと考えられ、H.pyloriが感染することでひきおこされる炎症の早期の像をみたものではないと思われる。本研究で明らかになった粘膜局所における小児で特異的な免疫反応は、慢性感染化した成人例では明らかにすることができない、感染早期におけるH.pyloriに特異的な免疫反応をみていると考えられる。私たちはこれまで、Toll-like receptor (TLR)を有するマクロファージが粘膜上皮間に侵入して重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。さらに成人におけるH.pylori感染と異なり、TUNEL法および抗PARP抗体法にて、胃粘膜上皮細胞のアポトーシスが除菌後に多く観察された。これは小児H.pylori胃炎にて浸潤しているB細胞と関係していると考えられ、成人との大きな違いである。これらの細胞から産生されている胃壁細胞に対する自己抗体が、アポトーシスを誘導していると考えられた。但し、H.pylori胃炎組織の組織培養を行い、その上清中に存在する胃壁細胞に対する自己抗体の検討を行ったが、すべての症例で自己抗体が検出されたわけではなく、症例数を増やして検討する必要がある。自己抗体はIgG抗体、IgA_1抗体、IgA_2抗体のサブクラス毎にその存在を検討し、粘膜局所に浸潤しているBリンパ球・形質細胞からは、胃壁細胞に対する自己抗体として、全身免疫系のIgG抗体よりも粘膜免疫に特徴的な抗体であるIgA抗体が中心に産生されているのを明らかにした。以上より、小児H.pylori胃炎ではナイーブT細胞、B細胞、TLR陽性マクロファージなどを中心とした原始的な免疫反応がその初期の病態の中心であり、さらにその慢性化に胃壁に対する自己抗体およびそれによって誘導されるアポトーシスが関係していることが示唆された。小児の消化管免疫に着目した研究は他に類をみず、貴重な研究であると考えられる。小児H.pylori胃炎では成人に比してリンパ濾胞の形成が多いのが特徴的でありナイーブT細胞やB細胞の浸潤が目立つ。成人のH.pylori胃炎ではメモリーT細胞やサイトカインを通した免疫反応が主体であると考えられているが、小児ではH.pyloriに対してより原始的な免疫反応が生じていると考えられる。我々は今年度、原始的な免疫反応の担い手として最近注目されているToll-like receptor(TLR)の局在について検討した。TLR-2、TLR-4は、それぞれ細菌のlipoprotein、lipopolysaccharideに対するレセプターである。除菌前の胃粘膜生検組織では、粘膜固有層のみならず粘膜上皮間にもTLR-2陽性細胞が侵入している像がみられた。除菌後ではそれらが明らかに減少しているのが確認された。TLR陽性細胞はマクロファージが主体であり,TLRの発現は細菌の貪食、抗原提示などを介してH.pylori胃炎の病態に関与していると考えられた。さらに小児H.pylori胃炎において著明に浸潤しているB細胞によって産生される自己抗体を確認するために、H.pylori胃炎組織の組織培養及び分離リンパ球の培養を行い、その上清中に存在する胃壁に対する自己抗体を確認した。また、TUNEL法および抗PARP抗体を用いた消化管上皮細胞のアポトーシスに関する検討では、治癒期においてもアポトーシスが増加している症例があることが観察された。消化管免疫に着目した研究は他に類をみず貴重な研究であると考えられる。小児H. pylori胃炎では成人に比してリンパ濾胞の形成が多いのが特徴的であり。ナイーブT細胞やB細胞の浸潤が目立つ。成人のH. pylori胃炎ではメモリーT細胞やサイトカインによる免疫反応が主体であると考えられているが、小児ではH. pyloriに対してより原始的な免疫反応が生じていると考えられる。私たちは、その中心をなす免疫応答としてToll-like receptor (TLR)が重要であることを昨年度までの本研究で明らかにした。即ち、除菌前の胃粘膜生検組織では、粘膜固有層のみならず粘膜上皮間にもTLR-2陽性細胞が侵入している像がみられた。TLR陽性細胞はマクロファージが主体であり,TLRの発現は細菌の貪食、抗原提示などを介してH. pylori胃炎の病態に関与していると考えられた。我々は今年度、小児H. pylori胃炎において著明に浸潤している免疫担当細胞によって産生される自己抗体を確認するために、H. pylori胃炎組織の組織培養を行い、その上清中に存在する胃壁細胞に対する自己抗体の検討を行った。自己抗体はIgG抗体、IgA_1抗体、IgA_2抗体のサブクラス毎にその存在を検討した。

粘膜局所に浸潤しているBリンパ球・形質細胞からは、胃壁細胞に対する自己抗体として、全身免疫系のIgG抗体よりも粘膜免疫に特徴的な抗体であるIgA抗体が中心に産生されていた。TUNEL法および抗PARP抗体を用いた消化管上皮細胞のアポトーシスに関する検討とあわせて考えると、これらの自己抗体(IgA抗体)がアポトーシスを誘導し、それが萎縮性胃炎などの胃炎の慢性化に繋がっているのではないかと考えられた。以上より、小児H. pylori胃炎ではナイーブT細胞、B細胞、TLR陽性マクロファージなどを中心とした原始的な免疫反応がその初期の病態の中心であり、さらにその慢性化に胃壁に対する自己抗体およびそれによって誘導されるアポトーシスが関係していることが示唆された。消化管免疫に着目した研究は他に類をみず貴重な研究であると考えられる。小児H.pylori胃炎では成人に比してリンパ濾胞の形成が多いのが特徴的であり、ナイーブT細胞やB細胞の浸潤が目立つ。成人のH.pylori胃炎では、IFN-γが誘導され、IL-4やIL-5を抑制するTh1型反応であることが強調されているが、小児における今回の検討では異なる結果が示された。おそらく、成人の場合におけるTh1優位の免疫反応は、慢性炎症を示しているものと考えられ、H.pyloriが感染することでひきおこされる炎症の早期の像をみたものではないと思われる。本研究で明らかになった粘膜局所における小児で特異的な免疫反応は、慢性感染化した成人例では明らかにすることができない、感染早期におけるH.pyloriに特異的な免疫反応をみていると考えられる。私たちはこれまで、Toll-like receptor (TLR)を有するマクロファージが粘膜上皮間に侵入して重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。さらに成人におけるH.pylori感染と異なり、TUNEL法および抗PARP抗体法にて、胃粘膜上皮細胞のアポトーシスが除菌後に多く観察された。これは小児H.pylori胃炎にて浸潤しているB細胞と関係していると考えられ、成人との大きな違いである。これらの細胞から産生されている胃壁細胞に対する自己抗体が、アポトーシスを誘導していると考えられた。但し、H.pylori胃炎組織の組織培養を行い、その上清中に存在する胃壁細胞に対する自己抗体の検討を行ったが、すべての症例で自己抗体が検出されたわけではなく、症例数を増やして検討する必要がある。自己抗体はIgG抗体、IgA_1抗体、IgA_2抗体のサブクラス毎にその存在を検討し、粘膜局所に浸潤しているBリンパ球・形質細胞からは、胃壁細胞に対する自己抗体として、全身免疫系のIgG抗体よりも粘膜免疫に特徴的な抗体であるIgA抗体が中心に産生されているのを明らかにした。以上より、小児H.pylori胃炎ではナイーブT細胞、B細胞、TLR陽性マクロファージなどを中心とした原始的な免疫反応がその初期の病態の中心であり、さらにその慢性化に胃壁に対する自己抗体およびそれによって誘導されるアポトーシスが関係していることが示唆された。小児の消化管免疫に着目した研究は他に類をみず、貴重な研究であると考えられる。
非晶質傾斜超格子を用いた極低雑音ブロッキング型アバランシェ増幅型光導電膜の研究

増幅型光電変換膜はpin構造により製作し、傾斜超格子構造をi層に設けた。SiとCの組成比を連続的に変化させることによりa-Si1-xCx:H層のバンドギャップを直線的に変化させ伝導帯ならびに価電子帯を鋸歯状に形成した傾斜超格子構造を形成した。傾斜超格子構造の影響をその光電変換特性から検討した。低電界領域では光電流は小さく、電界強度が約10^5V/cmを過ぎて光電流の増加がみられた。この電界の値は、a-Si1-xCx:H層の厚さを15cm、伝導帯の不連続値を0.4eVと仮定すると傾斜超格子層の傾きが水平になる電界強度にほぼ等しい。単純なpinフオトダイオードでは電界が6×10^4V/cmに達すると光電流は量子効率1で飽和するが、傾斜超格子の試料では量子効率1を越しても飽和せず光電流の増倍が確認された。これは伝導帯のオフセットによる断熱的な加速によるアバランシェ増倍によると考えられる。排気系の変更によりa-Si:Hフォトダイオードの高耐圧化に成功した。従来のPECVDシステムはオイル拡散ポンプなどで十分に排気した後、メカニカルブ-スターポンプに切り替えて堆積を行っていた。しかしこの方法ではせっかく10-^7Torr台の背圧を得ても低真空のポンプに切り替えねばならず背圧の低下に伴う膜中への不純物(N_2、0_2など)の混入が避けられない。今回排気系にケミカルタイプの広帯域タ-ポ分子ポンプを使用した。この系では背圧を10-^8Torr台に維持でき、直接pureなガスを流すことがでる。その結果、膜中への不純物の混入を低減でき、その不純物準位を介したトンネル現象を低電界で生じないようにすることができた。その結果、pinフォトダイオードに十分高い電界を印加できるようになりった。
炭酸ソーダスラグ処理の銅精錬への実用化

炭酸ソーダスラグ処理の銅精錬への実用化を目指した研究を行い、以下の知見を得た。1.スラグ原単位の実証実験最初に単一の不純物元素のみを溶銅中に所定量添加しておき、それにすでに得られている基礎実験結果に基づき計算された必要量の炭酸ソーダを添加して、Ar-CO-CO_2混合ガスを用いて、酸素分圧、CO_2分圧を制御した条件の下、分配実験を行い、得られた結果をスラグ原単位の計算値と比較検討し、計算結果の妥当性を検討した。分配実験には反応容器の坩堝材には炭酸ソーダに対して高い耐食性を有するアルミナを用いた。不純物としてAs、Sb、Fe、Snの各元素についてスラグ原単位の実験を行った結果、推算がほぼ妥当であることを実証し、各不純物元素を理論通り低濃度まで下げられることを明らかにした。その上で実験規模の大型化を図り、購入した大型誘導溶解炉を用いて、Sbの分配実験を試みたが、スラグ原単位の実証には至らなかった。この原因となる実験条件および方法の問題点を指摘し、改善点を明らかにした。1523K、Arガス雰囲気下で、初期不純物濃度を500から1500 mass ppm、初期酸素濃度を500から4000 mass ppmの範囲で変化させAsおよびSbの除去実験を行い、以下のような速度論的知見を得た。(1)総括反応速度は、主に溶銅中の酸素または不純物の物質移動によって支配されている。(2)Asの除去反応の総括速度は、同様な条件下におけるSb除去の総括速度よりも常に高い値を示した。(3)溶銅中の酸素濃度が比較的低い条件下でAsとSbの同時除去の実験をした場合、初期の段階でSb除去の停滞が起こり、Asの優先除去がみられた。この現象について(1)(2)の知見を基に考察した。3.炭酸ソーダ再生および有価金属回収プロセスの設計湿式処理による炭酸ソーダのリサイクルおよびAs、Sb、Fe、Snの回収が可能となるプロセスフローをこれまで報告されている知見を基に設計した。当初の計画通り、本年度は大型溶解装置の設置とその装置を用いたスラグ原単位の実証実験を開始した。1.大型溶解装置の設置ならびに準備購入した大型溶解装置に、研究室既存のガス精製装置、ガス混合・流量調整装置を組み合わせてシステムを構築した。2.スラグ原単位確認のための実験最初に単一の不純物元素のみを溶銅中に所定量添加しておき、それに炭酸ソーダを、すでに得られている基礎実験結果に基づき計算された、必要量だけ添加して平衡分配実験を行い、得られた結果をスラグ原単位の推算値と比較検討し、推算結果の妥当性を検討した。しかし、1.の大型装置の納入が予定より遅れたため、スラグ原単位の実証実験を十分に完了することができなかった。よって、次年度も継続して本実験を行うこととする。なお、この分配実験にはAr-CO_2-CO混合ガスを用いて、酸素分圧、CO_2分圧を制御し、反応容器の坩堝材には炭酸ソーダに対して高い耐食性を有するアルミナを用いた。当初の計画通り、本年度は炭酸ソーダスラグ処理の銅鍛練への実用化を目的とした以下の研究を行った。

1.スラグ原単位の実証実験のスケールアップ前年度に引き続き、実験規模の大型化を図るため、購入・設置した大型誘導溶解炉を用いたSbの分配実験を試みた。最初にSbのみを溶銅中に所定量添加しておき、それにすでに得られている基礎実験結果に基づき計算された必要量の炭酸ソーダを添加して、Ar-CO-CO_<>混合ガスを吹き付けることにより雰囲気制御した条件の下、分配実験を行った。分配実験には緻密質および多孔質アルミナ坦堝を組みあわせた自作の坦堝を用いた。しかしながら、溶銅中酸素濃度の正確な制御ができず、スラグが蒸発損失したため、本分配実験によりSbの対するスラグ原単位を実証するまでには至らなかった。この原因を究明し、実験条件および方法の問題点・改善点を明らかにした。1523K、Arガス雰囲気下で、初期不純物濃度を500から1500mass ppm、初期酸素濃度を500から4000mass ppmの範囲で変化させ除去実験を行い、除去速度を調査して、以下のような速度論的知見を得た。(1)総括反応速度は、主に溶銅中の酸素または不純物の物質移動によって支配されている。(2)Asの除去反応の総括速度定数は、同一条件でのSbの除去の総括速度定数よりも常に高い値を示した。(3)溶銅中の酸素濃度が比較的低い条件下でAsとSbを同時に除去した場合、初期の段階でSb除去の停滞が起こり、Asの優先除去がみられた。この現象について(1)(2)の知見をもとに考察した。3.炭酸ソーダ再生および有価金属回収プロセスの設計湿式処理による炭酸ソーダのリサイクルおよびAs、Sb、Fe,Snの回収が可能となるプロセスフローを、これまで報告されている知見をもとに設計した。