hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
tame harmonic bundleとその応用に関する研究

複素数体上の準射影多様体上のTameharmonic bundleのKobayashi-Hitchin対応についての研究を主に行いました.もう少し精確に述べると,射影多様体Xとその正規交叉因子Dの組上のフィルトレーション付正則\lambda-平坦束が与えられると,そのX-Dへの制限にはパラボリック構造に適合する多重調和計量が存在することを示しました.前年度までに行ったHiggs束(\lambda=0)とTame harmonic bundleの対応についての研究によって,D上に誘導されるHiggs束のresidueが交叉点において適当な両立条件を満たす場合には,そのような対応が得られていました.今年度の研究では,まずHiggs束の場合にこの両立条件をはずしました.そのために,因子D上に与えられているフィルトレーションを摂動したものに対してHermitian-Einstein計量の存在を示し,こうして得られるHermitian-Einstein計量の列の極限をとることによって,与えられたHiggs束に対する多重調和計量を構成する,という方針を導入しました.この結果について8月に行われた代数学シンポジウムで講演し,プレプリントDG/0411300の改訂版にまとめて発表しました.引き続き,\lambdaが必ずしも0でない場合について研究しました.上と同じようにD上のフィルトレーションを摂動したものについてのHermitian-Einstein計量の極限を考えるのですが,エネルギーの局所的な一様有界性が容易には得られないために,収束を示す部分でHiggs束(\lambda=0)の場合とは異なる議論が必要になりました.そこで,基本となる曲線上での収束から再検討することで,この問題を解決しました.また,この研究によって\lambda-平坦束やフィルトレーション付局所系に関するBogomolov-Gieseker型不等式が得られました.これらの結果をプレプリントDG/0602266にまとめて発表しました.また,Ecole Polytechiniqueの"Seminaire Arthur L.Besse"において,これらの結果について講演しました.これ以外に,Tame harmonic bundleについてのL2-コホモロジーと交叉コホモロジーの関係について研究し,\lambdaがgenericなところでは同型であることを示し,東京大学トポロジーセミナーで講演しました.しかし,genericでない部分についても興味があり,\lambda-平坦束のextensionや(存在が期待される)"混合ツイスター加群"との関連について,より理解を深めていくべきだと考えられます.上記で触れた講演以外に,アメリカのシアトルにおいてAMSとClay Instituteが開催した代数幾何学のサマースクールで講演(Seminar Talk)し,上で触れたHiggs束に対するKobayashi-Hitchin対応についての結果も含めて,Tame harmonic bundleに関するこれまでの研究成果について報告しました.複素数体上の準射影多様体上のTameharmonic bundleのKobayashi-Hitchin対応についての研究を主に行いました.もう少し精確に述べると,射影多様体Xとその正規交叉因子Dの組上のフィルトレーション付正則\lambda-平坦束が与えられると,そのX-Dへの制限にはパラボリック構造に適合する多重調和計量が存在することを示しました.前年度までに行ったHiggs束(\lambda=0)とTame harmonic bundleの対応についての研究によって,D上に誘導されるHiggs束のresidueが交叉点において適当な両立条件を満たす場合には,そのような対応が得られていました.今年度の研究では,まずHiggs束の場合にこの両立条件をはずしました.そのために,因子D上に与えられているフィルトレーションを摂動したものに対してHermitian-Einstein計量の存在を示し,こうして得られるHermitian-Einstein計量の列の極限をとることによって,与えられたHiggs束に対する多重調和計量を構成する,という方針を導入しました.この結果について8月に行われた代数学シンポジウムで講演し,プレプリントDG/0411300の改訂版にまとめて発表しました.引き続き,\lambdaが必ずしも0でない場合について研究しました.上と同じようにD上のフィルトレーションを摂動したものについてのHermitian-Einstein計量の極限を考えるのですが,エネルギーの局所的な一様有界性が容易には得られないために,収束を示す部分でHiggs束(\lambda=0)の場合とは異なる議論が必要になりました.そこで,基本となる曲線上での収束から再検討することで,この問題を解決しました.また,この研究によって\lambda-平坦束やフィルトレーション付局所系に関するBogomolov-Gieseker型不等式が得られました.これらの結果をプレプリントDG/0602266にまとめて発表しました.また,Ecole Polytechiniqueの"Seminaire Arthur L.Besse"において,これらの結果について講演しました.これ以外に,Tame harmonic bundleについてのL2-コホモロジーと交叉コホモロジーの関係について研究し,\lambdaがgenericなところでは同型であることを示し,東京大学トポロジーセミナーで講演しました.しかし,genericでない部分についても興味があり,\lambda-平坦束のextensionや(存在が期待される)"混合ツイスター加群"との関連について,より理解を深めていくべきだと考えられます.上記で触れた講演以外に,アメリカのシアトルにおいてAMSとClay Instituteが開催した代数幾何学のサマースクールで講演(Seminar Talk)し,上で触れたHiggs束に対するKobayashi-Hitchin対応についての結果も含めて,Tame harmonic bundleに関するこれまでの研究成果について報告しました.
トリウム炉の核特性・炉設計の研究

トリウム炉の設計のための基礎的研究を行うとともに、実際にトリウム炉の設計研究を行って、その特性を明らかにした。主な成果を以下に個条書きする。1.新しいモデルによるトリウム-232の非弾性散乱断面積の解析を行った結果、本班が以前に得た実験値との良い一致が得られた。2.トリウム炉関連核種の核分裂断面積測定の一環として、ウラン-236などについて新しい結果を得た。3.ウラン-233の核分裂における核分裂片の質量数に依存した即発中性子数の測定を行った。4.トリウム-232,ウラン-233の核分裂崩壊熱測定とその解析を終了し、これらのデータを設計用に整備した。5.トリウム-232の中性子共鳴パラメータを実測した。その結果を従来値や核データベースの値と比較検討し、今後設計に用いるべき値を提唱した。6.トリウム板などの中性子透過実験によってその群定数の値を積分的に評価する方法を提案し、実際に実験を行った。7.以前に引き続き京大臨界実験装置KUCAにトリウムを装荷する実験を行った。今年度は特にトリウム板と濃縮ウラン燃料板を交互に入れた炉心を組んだ炉心について臨界実験とその解析を行った。また、球形の陽子反跳比例計数管を用いることによって、炉心内の高速中性子スペクトルの測定を行い、理論計算値との比較をした。8.近畿大学炉UTR-KINKIの中央部にトリウム板を装荷した実験と解析を行い、良い一致を得た。9.トリウム炉の一つとして、溶融塩炉をとり上げその非定常伝熱特性に関する解析を行った。また、その動特性についても解析し、遅発中性子の効果を調べた。10.もう一つの有望な炉型のトリウム炉として、固体燃料軽水炉をとり上げ、その核特性に対する核データの感度係数を計算する手法を開発し、これを実際に用いて核データの必要精度を示した。11.ペブルベッド型炉の核特性と燃料管理についても解析した。
超重元素合成における重イオン融合障壁分布の実験の導出

ウラン等より重い元素は自然界には存在せず、これまで加速器などを使って人工的に合成されてきた。その中でも最も重い元素である超重元素の合成には重イオン融合反応が用いられるが、重い元素になるにつれて融合する確率が急激に減少することが大きな問題となっていた。特に、クーロン障壁近傍では反応確率が急激に変化し、厳密な入射エネルギーの選択が鍵となる。そこで我々は、後方散乱された準弾性散乱断面積とラザフォード散乱断面積との比を1階微分することにより、融合障壁分布を実験的に導出する新しい手法を実現した。実験では、日本原子力研究開発機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム^<48>Ti(チタン),^<54>Cr(クロム),^<56>Fe(鉄),^<64>Ni(ニッケル),および^<70>Zn(亜鉛)を、^<208>Pb(鉛)標的に照射し、162°,168°および172°に後方散乱された準弾性散乱断面積を精度よく測定した。その励起関数を1階微分することにより得られた融合障壁分布は、104番,106番,108番,110番,および112番元素を合成する冷たい融合による超重元素合成反応と比較検討できる初めてのデータである。実験では、日本原子力研究開発機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム^<48>Ti(チタン),^<54>Cr(クロム),^<56>Fe(鉄)および^<64>Ni(ニッケル)を、^<208>Pb(鉛)標的に照射し、162°,168°および172°に後方散乱された準弾性散乱断面積を精度よく測定した。その励起関数を1階微分することにより得られた融合障壁分布は、104番,106番,108番,110番元素を合成する冷たい融合による超重元素合成反応と比較検討できる初めてのデータである。実験では、日本原子力研究開発機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム^<70>Zn(亜鉛)および^<76>Ge(ゲルマニウム)を、^<208>Pb(鉛)および^<209>Bi(ビスマス)標的に照射し、162°,168°および172°に後方散乱された準弾性散乱断面積を精度よく測定した。その励起関数を1階微分することにより得られた融合障壁分布は、113番,114番,115番元素を合成する冷たい融合による超重元素合成反応と比較検討できる初めてのデータである。これらの結果は、現在Physical Review Letterに投稿中である。また、超重元素の合成に有利とされている変形した原子核との融合を明らかにするため、重イオンビーム^<36>S(硫黄)や^<64>Ni(ニッケル)を、^<238>U(ウラン)や^<154,144>Sm(サマリウム)標的に

照射し、励起関数を測定した。その結果、変形核の長軸側から衝突する場合には、エキストラプッシュと呼ばれる現象により、融合する確率が大きく減少するが、短軸側からの衝突のようにコンパクトな衝突形状では融合の阻害がなく、通常の融合確率より大きくなるという密着融合の可能性を初めて実験的に示した。
大腸菌Hsp90(HtpG)のリボソーム形成におけるシャペロン機能の解明

我々は45°C最少培地にて生育した大腸菌においてHis-tag付きHtpG発現させたとき、50Sリボソームタンパク質であるL2とHtpGが複合体を形成していることを発見した。L2はHtpGのATP加水分解活性を12倍に上昇させた。またHtpGはリボソームサブユニット画分に現れたことから、HtpGはL2だけではなく、様々なリボソームタンパク質に結合してリボソーム生合成に働いていることが示唆された。細胞内では分子シャペロンと呼ばれる蛋白質が、熱などにより変性した蛋白質のフォールディングを援助して細胞機能を維持している。他の分子シャペロンとは異なり、Hsp90はフォールディング最終段階にある特定のタンパク質に結合し、そのリガンド結合などを援助するという特異なシャペロン機能を持っている。Hsp90の基質タンパク質の多くは、キナーゼ、ホルモンレセプター、がん抑制タンパク質であり、Hsp90の阻害剤は抗がん作用を発揮することから注目が集められている。そこで私は大腸菌HtpGを研究対象としてコシャペロンが関わらないプリミティブなシャペロン機能を生化学的および構造学的に解明することを最終目標として研究を開始した。HtpGに結合するタンパク質を様々な培養条件においてスクリーニングしたところ、リボソームタンパク質L2が発見された。L2はHtpGのATPase活性を特異的に上昇させることがわかった。これは真核生物のHsp90にも見られる現象である。さらにHtpGはDnaK-L2複合体に結合することを新たに見いだした。リボソーム形成に関わる多くの因子がリボソームサブユニットに結合することが知られている。実際にHtpGは30S,50Sリボソームサブユニットに結合していたことから、HtpGはリボソームサブユニットの形成に関わっていることが示唆された。以上の結果より、我々はHtpGがリボソームの形成を援助していることを初めて明らかにした。HtpGと基質タンパク質複合体の構造解析が成功すれば、生化学的解析の結果を融合させることでHtpGの構造変化とシャペロン機能の相関関係を解明できると期待している。HtpGのシャペロン機能はHsp90ファミリー全体に共通の機能を反映していると考えられ、Hsp90研究にとって有益な情報になるだろう。L2はHtpGのATPase活性を特異的に上昇させることがわかり、L2はHtpGの基質タンパク質であることが示唆された。さらにHtpGは30S,50Sリボソームサブユニット画分に現れたことから、HtpGはリボソームサブユニットの形成に関わっていることが示唆された。現在、我々はHtpGがリボソームの形成の具体的なメカニズムについて研究を進めている。
ウエルシュ菌エンテロトキシン蛋白分子上における下痢作用部位の解析

1.ウエルシュ菌エンテロトキシンに対するモノクローナル抗体の調整精製エンテロトキシンの免疫で4種類のハイブリドーマを得,マウス腹腔に戻し,得られた腹水からDEAE-Affi-Gel-Blue(Bio-Rad)クロマトグラフィーでモノクローナル抗体を調整した.2.ウエルシュ菌エンテロトキシンの化学修飾剤による切断と毒素フラグメントの分取及び得たフラグメントの1, 2の物理化学的性状分析精製エンテロトキシンを0.2MDTT, 0.5M2-ニトロー54オシアノ安息香酸(NTCB)及び4Mグアニジンを含む0.05M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)中で15分間室温に放置し, SH基をシアノ化した. pHを9.0に修正後,さらに6時間37°Cで反応させた.切断反応は0.02M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)に透析することにより停止させた.切断毒素フラグメントの精製は, 0.02M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化させたDEAE-Sephacel(Pharmdcia)カラムに吸着させ, 0.05M塩化ナトリウム濃度勾配で溶出して得た.精製フラグメントはSDS-PAGEで解析の結果分子量15,000(エトテロトキシン全分子は35,000)で,ショ糖密度勾配等電点電気泳動で分析の結果,等電点5.58(同4.3)であった.3.フラグメントのエンテロトキシン作用における役割りの解析:^<125>I標識フラグメントを用いた分析の結果,フラグメントはエンテロトキシン作用の第一段階である細胞への結合性を保持していることが確認された.しかし第二段階である毒性は, Vero細胞から^<51>Cr及び^<86>Rb放出活性で調べた結果,フラグメントには,エンテロトキシンと異って,認められなかった.第二段階の毒性を有する分子は単離されておらず,今後の課題として残されている.1.ウエルシュ菌エンテロトキシンに対するモノクローナル抗体の調整精製エンテロトキシンの免疫で4種類のハイブリドーマを得,マウス腹腔に戻し,得られた腹水からDEAE-Affi-Gel-Blue(Bio-Rad)クロマトグラフィーでモノクローナル抗体を調整した.2.ウエルシュ菌エンテロトキシンの化学修飾剤による切断と毒素フラグメントの分取及び得たフラグメントの1, 2の物理化学的性状分析精製エンテロトキシンを0.2MDTT, 0.5M2-ニトロー54オシアノ安息香酸(NTCB)及び4Mグアニジンを含む0.05M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)中で15分間室温に放置し, SH基をシアノ化した. pHを9.0に修正後,さらに6時間37°Cで反応させた.切断反応は0.02M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)に透析することにより停止させた.切断毒素フラグメントの精製は, 0.02M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化させたDEAE-Sephacel(Pharmdcia)カラムに吸着させ, 0.05M塩化ナトリウム濃度勾配で溶出して得た.精製フラグメントはSDS-PAGEで解析の結果分子量15,000(エトテロトキシン全分子は35,000)で,ショ糖密度勾配等電点電気泳動で分析の結果,等電点5.58(同4.3)であった.3.フラグメントのエンテロトキシン作用における役割りの解析:^<125>I標識フラグメントを用いた分析の結果,フラグメントはエンテロトキシン作用の第一段階である細胞への結合性を保持していることが確認された.しかし第二段階である毒性は, Vero細胞から^<51>Cr及び^<86>Rb放出活性で調べた結果,フラグメントには,エンテロトキシンと異って,認められなかった.第二段階の毒性を有する分子は単離されておらず,今後の課題として残されている.
廃貝殻の有効利用による新規晶析型脱リン材および重金属除去材の開発

ホタテ,カキなどの貝殻の廃棄物は,海岸などに放置され腐敗臭等の環境問題の要因となっている.これらの貝殻の主成分は炭酸カルシウムであり,カルシウムを含む各種化合物の原料,あるいはセメントやプラスチックの充填剤としての再利用が期待できる.本研究では,これらの廃貝殻由来の炭酸カルシウムを生活,農業あるいは工業排水中に含まれるリンの除去材として再利用するとともに,晶析反応で炭酸カルシウム表面に生成したリン酸カルシウムを用いた鉛,カドミウムなどの重金属の除去を検討した.晶析型脱リン材の作製は,粉砕したホタテ貝殻を石膏と混合し,イオン交換水を加え硬化させることにより作成した.平成25年度は,平成24年度に行った廃貝殻中の有機物除去を目的とする熱処理条件の検討課題の継続として,さらなる炭酸カルシウムの活性化を目指し,炭酸ガス雰囲気下での熱処理条件の検討を行った.炭酸ガス雰囲気下では,炭酸カルシウムは熱力学的には900°Cまでは分解しない.そこで,未焼成および炭酸ガス雰囲気で,500°C900°Cまで熱処理した廃貝殻を石膏と複合化した硬化体を作製し,空気中500°Cで熱処理した貝殻を用いた場合とのリン除去能の違いを検討した.その結果,炭酸ガス雰囲気下で熱処理した場合でも900°Cまで温度が上がると,リン除去時に溶液のpHが上昇し,微細な沈殿が生成した.これは,炭酸ガス雰囲気下,900°Cで熱処理した場合には,粉末X線回折では検知できないが,貝殻の表面が一部分解し,酸化カルシウムが生成していたためではないかと考えられる.800°Cまでの温度で熱処理した貝殻を用いた場合には,微細な沈殿の生成は認められず,700°Cで熱処理した場合に最もリン除去能が高くなり,空気中500°Cで熱処理した場合と比較しても高いリン除去能を示した.以上の結果より,廃貝殻の熱処理としては炭酸ガス雰囲気下700°Cが本実験条件下では最適と考えられる.次に,廃貝殻-石膏複合硬化体を用いたリン除去により,硬化体表面に析出したリン酸カルシウムによる鉛の除去について検討した.鉛濃度1000ppm,pH2の硝酸鉛水溶液にDCPDが析出した廃貝殻-石膏硬化体を浸漬したところ,DCPD特有の板状構造が崩壊し,花弁状の構造に変化した.その後,この花弁状の結晶上に針状の結晶が析出し,EDX元素分析,粉末X線回折分析の結果,リン酸鉛の一種であるヒドロキシパイロモーファイトであることが確認できた.以上の結果より,pH2の条件下ではリン除去で生成したDCPDをHAPに転換せずに鉛の除去が可能であることが確認できた.ホタテ,カキなどの貝殻の廃棄物は,海岸などに放置され腐敗臭等の環境問題の要因となっている.これらの貝殻の主成分は炭酸カルシウムであり,カルシウムを含む各種化合物の原料,あるいはセメントやプラスチックの充填剤としての再利用が期待できる.本研究では,これらの廃貝殻由来の炭酸カルシウムを生活,農業あるいは工業排水中に含まれるリンの除去材として再利用するとともに,晶析反応で炭酸カルシウム表面に生成したリン酸カルシウムを用いた鉛,カドミウムなどの重金属の除去を検討した.晶析型脱リン材の作製は,粉砕したホタテ貝殻を石膏と混合し,イオン交換水を加え硬化させることにより作成した.平成24年度は研究計画・方法に従い,炭酸カルシウムの結晶構造を保持したまま,タンパク質を除去できる熱処理条件を検討し,リン除去能との関連性を調べた.まず,TG-DTAの結果より,貝殻中に含まれる有機物は約500°Cでほぼ全量消失し,600°Cから炭酸カルシウムの分解が始まり,約900°Cでほぼ全ての炭酸カルシウムが酸化カルシウムまで分解されることが確認できた.この結果より,貝殻中には約1.5%の有機物が含まれることが明らかになり有機物の除去には500°C以上での熱処理が必要であることが明らかになった.この結果を受け,200°C700°Cで1時間熱処理した試料を作成した.粉末X線回折分析の結果より,600°Cおよび700°Cで熱処理した場合には,一部炭酸カルシウムが酸化カルシウムに分解することが確認でき,また,水中への浸漬時のpHの上昇も大きく,リン除去時にリン酸カルシウムの沈殿が発生したため,晶析型の脱リン材としての利用には不都合であった.なお,500°Cまでの熱処理においては,熱処理温度にかかわらず,ほぼ同程度の脱リン能を示した.これは,貝殻を粉砕することにより,炭酸カルシウムが表面に露出し,リン酸カルシウムの晶析サイトとして働くためであると考えられる.したがって,廃貝殻を微粉砕する場合には,熱処理は不要であるとの結論に至った.次に,廃貝殻をカルシウム溶出源となる石膏と複合化し,晶析型脱リン材として用いる場合の貝殻粉砕条件と,石膏との配合割合の決定を行った.まず,貝殻微粉砕物の粒度を固定し,石膏との配合割合を検討した結果,リン除去能は,貝殻の配合量が多いほど高くなるが,体積割合で30%を超えると,硬化体の強度が低くなり,リン除去中に一部崩壊することが確認できた.なお,石膏に添加する貝殻の粒度は細かいほど,硬化体表面に露出する貝殻の割合が多く,リン除去能も高くなることが確認できた.

平成26年度は,平成24年度,25年度の実験結果をもとに,廃貝殻粉-石膏複合リン除去材の改良を行った.これまで作成してきた廃貝殻粉-石膏複合体においても十分リン除去は可能であることが分かっているが,長期の使用あるいは繰り返し使用において,石膏の溶解による硬化体強度の低下により硬化体表面が崩れることが判明した.繰り返し利用を考えない場合は,表面の崩れは問題にならないが,繰り返しリン除去材として長期にわたり使用する場合にはさらに強度を上げる必要がある.そこで,漆喰の技術を応用し,硬化体の強度を向上させ,長期の利用に耐えられるよう改良を試みた.廃貝殻を900°Cで熱処理し,CaOとした後,石膏と混合し,硬化させた.その後,炭酸水素ナトリウムの飽和溶液を減圧下で含浸させ,30°C,0.3MPaの炭酸ガスで炭酸化処理した.石膏を混合し硬化させるときにCaOは全てCa(OH)2に変化するが,その後の炭酸化処理でCaCO3に変化し,硬化体表面を被覆するように析出することが確認できた.このCaCO3の析出層が保護層として働き,石膏の溶解を抑制することが分かった.石膏の溶解が抑制されることにより,硬化体からのカルシウムの溶解量は減少するが,リン除去に必要なカルシウム溶出量は確保でき,従来の廃貝殻-石膏複合体と同程度のリン除去能は得られた.また,長期にわたる使用においても表面の崩れがなく,繰り返し使用に耐えられるリン除去材が得られ,本実験においては,10日浸漬を10回行っても表面は崩れず,初期試料と同等のリン除去能を示すことが分かった.次に,リン除去をおこなった後の硬化体を用いた鉛の除去において,昨年度まではpH3での鉛除去能を検討したが,本年度は,pH5および7での鉛除去を検討した.その結果,pHが高くなるにつれて鉛除去能が高くなり,pH7ではpH3に比較して,鉛除去速度が3倍になることが分かった.無機材料化学平成25年度の研究計画に従い,廃貝殻中の有機物除去を目的とする熱処理条件の検討課題の継続として,さらなる炭酸カルシウムの活性化を目指し,炭酸ガス雰囲気下での熱処理条件の検討を行い,未焼成および炭酸ガス雰囲気で,500°C900°Cまで熱処理した廃貝殻を石膏と複合化した硬化体を作製し,空気中500°Cで熱処理した貝殻を用いた場合とのリン除去能の違いを検討した.その結果,炭酸ガス雰囲気下700°Cで熱処理した場合に最もリン除去能が高くなり,空気中500°Cで熱処理した場合と比較しても高いリン除去能を示した.以上の結果より,廃貝殻の熱処理としては炭酸ガス雰囲気下700°Cが本実験条件下では最適と考えられる.この結果は,廃貝殻を晶析型脱リン材の原料として有効利用する場合の廃貝殻の前処理条件を決定するうえで極めて有用な知見であると考えられる.また,廃貝殻-石膏複合硬化体を用いたリン除去により,硬化体表面に析出したリン酸カルシウムによる鉛の除去について検討した.鉛濃度1000ppm,pH2の硝酸鉛水溶液にDCPDが析出した廃貝殻-石膏硬化体を浸漬したところ,DCPD特有の板状構造が崩壊し,花弁状の構造に変化した.その後,この花弁状の結晶上に針状の結晶が析出し,EDX元素分析,粉末X線回折分析の結果,リン酸鉛の一種であるヒドロキシパイロモーファイトであることが確認できた.以上の結果より,pH2の条件下ではリン除去で生成したDCPDをHAPに転換せずに鉛の除去が可能であることが確認できた.この結果は,従来リン酸カルシウムを用いた重金属の除去においてはHAP化する必要があると考えれれていたが,排水のpHを適切に選択することで,DCPDをHAP化しなくても直接鉛の除去が可能であることを示しており,今後の重金属除去の検討において非常に有用な結果と考えられる.
末梢神経損傷後の中枢運動神経興奮性の変化と神経再生後の大脳運動野の可塑性について

(研究目的)末梢神経損傷患者における大脳運動野の興奮性の変化を観察する目的とし、経頭蓋磁気刺激による脊髄誘発電位を導出した。また一部の症例ではfunctional MRIを用いて大脳運動野の興奮性の変化を画像的に評価した。(対象および方法)全型腕神経叢麻痺患者15例と胸椎部脊髄症および運動麻庫の軽度な頚髄症15例とした。頚椎硬膜外カテーテル電極を挿入し、Magstim社の8の字コイルを使用し、左右別々に上肢の運動野を経頭蓋磁気刺激し、脊髄誘発電位を記録した。腕神経麻痺患者では、経頭蓋磁気刺激による脊髄誘発電位の閾値を測定し、また強刺激により誘発される脊髄誘発電位の振幅の左右差を測定した。また腕神経叢麻痺患者の2例ではfunctional MRIを撮影し、運動野の興奮性の変化を観察した。(結果および考察)胸椎部および頚髄症では左右の刺激とも同程度の振幅を有する脊髄誘発電位が記録できた。つまり本法により一次運動ニューロンのみの興奮性の変化を電気生理学的に左右別々に測定できることが確認された。腕神経叢麻痺患者においては脊髄誘発電位の閾値および強刺激による脊髄誘発電位の振幅とも障害側支配の大脳運動野と健常側支配の大脳運動野の刺激で左右差を認めず、損傷早期には大脳皮質の運動ニューロンの被興奮性は低下していないと推察された。陳旧例では症例が無かったため判断は不能であった。functional MRIでも上肢の運動をイメージすることで運動ニューロンの活動性が高まっていることが確認できたが、その程度は健側の運動によるものと比較し、低下していた。つまり大脳運動野の被刺激性は変化ないが、自発的な興奮性は低下している可能性がある。実際に、現在臨床では鬱病の患者において前頭葉の経頭蓋磁気刺激が用いられている。経頭蓋磁気刺激を治療に用いれば大脳運動ニューロンの自発的な興奮性を維持できる可能性があるが、今後の検討が必要である。(対象および方法)対象は全型腕神経叢麻痺患者3例と胸椎部脊髄症および運動麻痺の軽度な頚部症6例とした。また腕神経叢麻痺患者の1例ではfunctional MRIを撮影し、運動野の興奮性の変化を観察した。(結果および考察)胸椎部および頚椎部脊髄症では左右の刺激とも同程度の振幅を有する脊髄誘発電位が記録できた。腕神経麻痺患者においても損傷早期(6カ月以内)の症例では左右の刺激とも同等の脊髄誘発電位が記録でき、損傷早期には大脳皮質の運動ニューロンの被興奮性は低下していないと推察された。

今回の結果から末梢神経損傷の早期にはその支配領域の大脳運動ニューロンの興奮性は比較的保たれていることが確認できた。(研究目的)末梢神経損傷患者における大脳運動野の興奮性の変化を観察する目的とし、経頭蓋磁気刺激による脊髄誘発電位を導出した。(対象および方法)対象は全型腕神経叢麻痺患者5例と胸椎部脊髄症およぴ運動麻痺の軽度な頚部症10例とした。頚椎硬膜外カテーテル電極を挿入し、Magstim社の8の字コイルを使用し、左右別々に上肢の運動野を経頭蓋磁気刺激し、脊髄誘発電位を記録した。また腕神経叢麻痺患者の1例ではfunctional MRIを撮影し、運動野の興奮性の変化を観察した。(結果および考察)胸椎部および頚椎部脊髄症では左右の刺激とも同程度の振幅を有する脊髄誘発電位が記録できた。つまり本法により一次運動ニューロンのみの興奮性の変化を電気生理学的に左右別々に測定できることが確認された。腕神経麻痺患者においても損傷早期(6ヵ月以内)の症例では左右の刺激とも同等の脊髄誘発電位が記録でき、損傷早期には大脳皮質の運動ニューロンの被興奮性は低下していないと推察された。functional MRIでも上肢の運動をイメージすることで運動ニューロンの活動性が高まっていることが確認できたが、その程度は健側の運動によるものと比較し、低下していた。本研究の一部は和文論文で印刷中であり、海外論文に投稿中である。また一部の症例ではfunctional MRIを用いて大脳運動野の興奮性の変化を画像的に評価した。(対象および方法)対象は全型腕神経叢麻痺患者10例と胸椎部脊髄症および運動麻痺の軽度な頚部症10例とした。腕神経麻痺患者においては経頭蓋磁気刺激による脊髄誘発電位の閾値を測定し、また強刺激により誘発される脊髄誘発電位の振幅の左右差を測定した。また腕神経叢麻痺患者の2例ではfunctional MRIを撮影し、運動野の興奮性の変化を観察した。腕神経叢麻痺患者においては脊髄誘発電位の閾値および強刺激による脊髄誘発電位の振幅とも障害側支配の大脳運動野と健常側支配の大脳運動野の刺激で左右差を認めず、損傷早期には大脳皮質の運動ニューロンの被興奮性は低下していないと推察された。陳旧例では症例が無かったため判断は不能であった。functional MRIでも上肢の運動をイメージすることで運動ニューロンの活動性は高まっていることが確認できたが、その程度は健側の運動によるものと比較し、低下していた。つまり大脳運動野の被刺激性は変化ないが、自発的な興奮性は低下している可能性がある。現在臨床では鬱病の患者において前頭葉の経頭蓋磁気刺激が用いられている。経頭蓋磁気刺激を治療に用いれば大脳運動ニューロンの自発的な興奮性を維持できる可能性があるが、今後の検討が必要である。
高次要素を用いた結合境界積分方程式法による船の非定常造波問題に関する研究

当初の目的であった、結合積分方程式法の高次要素導入による計算精度向上のためには、まずその基本となるグリーン関数法の精度向上が必要である。そこで支配方程式、自由表面条件、水底条件、放射条件等を解析的に満足する流体力学的特異点を船体表面に分布させその分布関数を船体表面条件を満足するように決定する、いわゆるグリーン関数法に対して高次要素の適用を試みた。高次要素としては各種のものが知られているが、ここで用いたのはランキンパネル法などにおいて自由表面上の速度ポテンシャル分布を表現するのに用いられているスプライン関数である。船体形状および船体表面上の速度ポテンシャルの分布を2次元のスプライン関数で表わし、積分方程式をスプライン定数を未知数とするように書き換える。この場合、グリーン関数とスプライン関数の積で表わされる湾曲要素面内での特異積分を精度よく行う必要があるが、これに関しては分点追加型の自動積分法を駆使した計算法を新たに開発して用いている。この解法により得られた結果と水槽試験結果等との比較を通じて、従来の一定要素の仮定に基づく解法に比べてより少ない要素数でより高精度の数値解が得られることが分かったのみでなく、積分方程式のマトリックスが特異になることによる数値解の不安定現象が回避できることや船体と水線面とに沿う線積分項を精度よく計算に取り入れられることなどが判明した。今回開発した解法を、船体をとりまく仮想検査面上に適用して船体近傍の流場との結合を行なえば結合境界積分方程式法となるが、現時点でその解法の完成までは達成できない。引続き研究を継続する予定である。
高齢者のコミュニティー・ケアと介護予防に関する研究－台湾と日本の農村比較調査から

高齢者は、慢性疾患が加齢とともに増加するがそれを有していても、基本的日常生活動作をできるだけ保つことが重要である。慢性疾患やADL障害は精神的な状態に影響を与えるが、社会的なつながりを保つことが重要である。また、社会的なつながりをサポートすることによって、精神的な状態を保ち、基本的日常生活動作を維持することにもつながると考えられる。しかし、地域在住高齢者における、基本的日常生活動作、精神的な状態(GDSやQOL)、社会的なつながりのお互いの関連を調べた論文は乏しいである。台湾・台南市D町の医学調査への65歳以上の地域在住高齢者の参加者は149名で、男性68名、女性81名、平均年齢75.4歳(最高齢101歳)であった。149名の高齢者うち地域のつながり信頼関係は、Social Cohesion and Trust(SCT:3項目、3-15点)を用いて評価した。年齢、性別、基本的日常生活動作(ADL)、抑うつ状態(GDS)、地域のつながり信頼関係(SCT)と主観的幸福感(Subjective Happiness)との関連を調べた。SCTは、他の高齢者総合的機能指標(特に身体的能力)との関連が比較的弱いにもかかわらず(去年度の研究報告)、ADLやGDSと独立して、高齢者の主観的幸福感と地域のつながり信頼関係との関連があると明らかにした。本年度の結果から台湾・台南市D町高齢者の「主観的幸福感」を考える場合、年齢、性別、基本的日常生活動作、抑うつ状態以外にも、地域のつながり信頼関係も重要であることを明らかにした。一人暮らし世帯が増加し、地域のつながりを再構築して高齢者の社会的孤立を解消するためには、超高齢社会を迎える台湾が、コミュニティを構成する人々の主体的なコミュニケーションに基づくコミュニティの「地域性」を取り戻すことが、21世紀の新たなコミュニティデザインが重要と思います。26年度が最終年度であるため、記入しない。台湾の「長期介護10年計画制度」は、ケアサービス資源の不足及び質の差が大きく、介護人材不足など多くの問題も含んでいる。しかし、我々の調査では台湾の高齢者は抑うつがすくなく、幸福度が高かった。これは、介護資源が乏しいにもかかわらず、コミュニティーサポートなどの要因が寄与していることが考えられる。これによりコミュニティーケアと介護予防について、日本と台湾のよりよい介護制度将来像を検討することを本研究の最終目的としている。本年度は台湾の台南市D町の地域在住高齢者の繋がり・信頼関係と健康状態の関連を調べて明らかにした。1.台湾の地域在住高齢者調査台湾・台南市D町の医学調査への65歳以上の地域在住高齢者の参加者は149名で、男性68名、女性81名、平均年齢75.4歳(最高齢101歳)であった。149名の高齢者うちSocial Cohesion and Trust (SCT)スコアと抑うつスコア、QOL5項目は相関がみられた。身体状態を含むその他の項目との相関は有意とならなかった。2.台湾と日本の地域在住高齢者の比較調査日本・高知県T町地域在住高齢者227名(男性76名、女性151名、平均年齢81.3歳)及び台湾・台南市D町地域在住高齢者149名(男性68名、女性81名、平均年齢75.4歳)を対象とした。地域のつながり信頼関係は、Social Cohesiona nd Trust (SCT : 3項目、3-15点)を用いて評価した。自記式質問紙により、基本的日常生活動作、転倒スコア、うつ状態、主観的QOL(健康度、家族関係、友人関係、経済満足度、幸福度)、ライフスタイル、現在の投薬、既往歴を評価した。2地域のいずれにおいても、SCTと抑うつスコア、主観的経済感以外のQOLは相関がみられた。

一人暮らし世帯が増加し、地域のつながりを再構築して高齢者の社会的孤立を解消するためには、超高齢社会を迎える台湾が、コミュニティを構成する人々の主体的なコミュニケーションに基づくコミュニティの「地域性」を取り戻すことが、21世紀の新たなコミュニティデザインが重要と思います。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度、日本と台湾の地域在住高齢者に対して地域の繋がり、信頼関係にどのような要因が影響するのかを明らかにするために、健康状態との関連を検討した。具体的には2地域のいずれにおいても、繋がり・信頼関係と主観的経済感以外のQOLは相関がみられることを明らかにした。二つ調査地のデータ解析は現在も進行中で、これにより得られる解析結果が日本と台湾で地域高齢者の抑うつ状態、ライフスタイル、ケアの特性の把握に繋がると考える。本年度の結果から地域のつながり・信頼関係は抑うつ状態と主観的QOL(健康、友人関係、家族関係、幸福)とは関連するが、身体状態には関連がない可能性があると考える。来年度はデータを用いて、論文の作成を行う。
腸内細菌叢の構成変化に対するHBV感染肝細胞由来細胞外小胞の役割の検討

HBV感染肝細胞から放出される細胞外小胞(Extracellular vesicles: EVs)に含まれるタンパク質をLC/MSを用いて網羅的に解析した。その結果、非感染・感染細胞由来EVs双方に含まれるタンパク質が109個、感染細胞由来EVsのみに含まれるタンパク質が95個あることがわかった。また、我々のこれまでの研究で感染細胞由来EVsを取り込んだ細胞ではPD-L1の発現が上昇することがわかっているが、LC/MS解析の結果に基付くpathway解析の結果、PD-L1の発現上昇に関わるのは、MAPK-ERK1/2とPI3K-AKTシグナル伝達経路であることが明らかになった。次に、感染細胞由来EVsを取り込んだ骨髄細胞が小腸と大腸のどの部位に集積するのかを詳細に検討した。その結果、小腸では胃に近い部位ほど多くのEVsを取り込んだ骨髄細胞が集積していた。さらに、大腸では、盲腸に近い部位ほど多くのEVsを取り込んだ骨髄細胞が集積していた。次に、感染細胞由来EVsを取り込んだ骨髄細胞が腸管向性を獲得するメカニズムの解析を行った。腸管ホーミング受容体としてC-C chemokine receptor type 9 (CCR9)とα4β7インテグリンが知られている。そこで、FACSを用いて、HBV非感染・感染肝細胞由来EVs+骨髄細胞における、CCR9とα4β7インテグリンの発現を検索した。その結果、これらの受容体の発現に差は見られなかった。次に、CD103は樹状細胞が腸管にとどまるために必要な分子であることがわかっていることから、非感染・感染肝細胞由来EVs+骨髄細胞でのCD103の発現を検索した。その結果、感染肝細胞由来EVs+骨髄細胞でCD103の発現が上昇することが明らかになった。HBV感染細胞から放出されるEVsに含まれるタンパク質の網羅的な解析、EVsを取り込んだ細胞でPD-L1の発現が上昇するメカニズム、感染細胞由来EVsを取り込んだ骨髄細胞が腸管向性を獲得するメカニズムの解析等を終了し、当初の研究計画のおよそ50%は2018年度中に達成することができた。また、論文も発表できた。EVsまたはEVs+骨髄細胞移入前後の小腸・大腸から細胞を回収し、免疫グロブリンA産生細胞、制御性T細胞、Th17細胞の細胞集団の存在比をFACSを用いて検索する。さらに、EVsまたはEVs+骨髄細胞移入の小腸・大腸において、EVs+細胞の近傍で起こる現象を免疫組織化学的に検討する。本年度は、これまで蓄積した研究成果を論文としてまとめるための実験を中心に行った。そのため、今後の研究を進展させるために、次年度に資金を残した。次年度は、当初の計画通り、生化学、細胞生物学などの手法による解析に必要な、遺伝子関連試薬、生化学・組織化学試薬、細胞培養などに消耗品購入を中心に使用する。情報収集・交換、成果発表のための学会参加費用・旅費にも充てる予定である。
乳癌術前薬物療法における血漿エクソソーム由来microRNAの有用性の検討

エクソソーム由来のmicroRNA(miRNA)は、様々ながん種においてバイオマーカーとしての重要性が注目されている。乳癌においても、低侵襲なliquid biopsyによりmiRNA発現をモニタリングすることで、更なる個別化治療の実用化が期待される。我々は、原発性乳癌患者185例の血漿エクソソームmiRNA発現を解析し、浸潤性乳管癌症例におけるmiR-223-3pが、非浸潤性乳管癌症例や健常人と比較して、有意に高発現であることを明らかにした。さらに、miR-223-3p高発現群では低発現群と比べ、病理学的ステージが有意に進行しており、miR-223-3pを遺伝子導入したMCF7細胞株では、増殖能および浸潤能が有意に亢進していることを示した。これらの知見をもとに、さらに本研究では、原発性乳癌患者における術前薬物療法の治療効果および予後予測因子としてのmiRNAの有用性を検討することを目的とした。1)術前化学療法および2)術前内分泌療法の対象となる症例に対して、それぞれ治療効果モニタリングに有用なエクソソーム由来miRNAのスクリーニングを行う予定である。2018年度までに、術前化学療法施行症例は約100例を集積しており、まずは症例集積数の多いHER2陽性タイプから解析を開始し、miR-223、miR-16の発現と治療効果の関連について現在検証中である。2018年度までに、術前化学療法施行症例は約100例を集積できた。乳癌の化学療法においては、luminal、triple negative、HER2陽性のサブタイプにより治療レジメンや治療効果が異なるため、それぞれのサブタイプ別にmiRNA発現を解析する予定である。まずは症例集積数の多いHER2陽性タイプから解析を開始しており、miR-223、miR-16の発現と治療効果の関連について検証中である。2019年度は、術前化学療法施行症例の血液・腫瘍検体をさらに集積し、luminal、triple negativeについても解析を開始する予定である。また、術前内分泌療法施行症例については、治療開始前の血液検体をすでに200例集積できているため、治療効果および予後とmiRNA発現との関連について検証を行う方針である。今年度の物品費が、予想額を下回ったため。次年度に予定しているmiRNA解析に主に用いる予定である。
小児人口の受療機会における不平等性の時空間分布

いわゆる小児科医不足は深刻な社会問題であるが、小児科医総数で見るとむしろ微増傾向にあり、地理的偏在などにより小児科医への受療機会が不均等になっていることが問題の本質であると考えられる。我々は、街区面積に対する小児人口密度と小見科医療機関の分布は非常によく一致していた一方で、小児人口が多いが近隣に小見科医がいない地域がいくつかあることを示した。しかし、医療機関には診察時間があり、常にアクセスできるわけではない。そこで、診察時間に基づく時間帯別アクセシビリテイマップを作成し、アクセシビリティの曜日別時間的変動を検討した結果、月火水金の診察パターンはほぼ同様であったが木土日は他の曜日とは異なるパターンを示した。月曜日の受療可能な小児医療機関の数は、0:00-6:00は1、6:30-7:30は0、8:00は2、10:00は83、12:00は30、14:00は71、16:00は79、18:00は8、18:30-19:30は0、20:00-24:00は1であった。アクセシビリティ指標が高い(アクセスが悪い)地域は、朝と夕方ではパターンが異なったが、一日を通じでアクセスの悪い地域も見られた。少数の医療機関が診察している時間帯では、その医療機関の地理的分布によつてアクセシビリティの分布が大きく異なるため、近隣の医療機関において診療時間を相互に調整することにより全体のアクセシビリティが向上する可能性が示唆された。6:30-7:30及び18:30-19:30は、どこも診察をしていないため、共働きの家庭が子供を診察に連れて行く際には困難が伴うことが予測された。本研究は、住民側の受療機会に着目した医療計画評価手段を提案するものであり、今後の小見科医不足問題に貢献するものと考えられる。小児科医師不足は社会問題となっているが、小児科医師(及び小児科医療機関)の地理的偏在が大きな要因であることが明らかになっている。我々は、長崎市の小児科人口密度分布と小児科医療機関分布が顕著に対応していることを明らかにした。この点では、長崎市の小児科医療機関は効率的な配分を実現していると考えられる。しかし、我々が定義したアクセシビリティの指標(小児科医療機関までの距離と小児人口の積)を用いると、小児人口が比較的多いにもかかわらず、小児科医療機関まで遠い地域がいくつかあることが明らかになった。さらに、実際には曜日や時間帯によって必ずしも診察を受けることができないことから、曜日別(日曜から土曜まで)及び時間帯別(24時間を30分刻み)にアクセシビリティを検討した。アクセスできる小児科医療機関の時間帯別数は、月曜日を例として挙げると、昼間では、83カ所(午前10時)、30カ所(午後12時)、71カ所(午後2時)、79カ所(午後4時)、8カ所(午後6時)という変化であった。その他の時間帯では、午後8時から翌日の午前6時までは長崎市夜間急患センターの1カ所のみとなり、午後6時半から午後8時ならびに午前6時から午前7時半まではどこも小児科の診療を行っていなかった。曜日別時間帯別のアクセシビリティを計算し、アクセシビリティ分布図(336枚)を作成した。その結果、曜日や時間帯によりアクセシビリティが大きく変動することが明らかになり、診察時間を相互に若干ずらすことにより、時間帯別のアクセシビリティが向上する可能性が示唆された。
hp-有限要素法による3次元計算コードの開発

非圧縮流れの基礎方程式であるナビエ・ストークス方程式で記述される三次元流れ問題において,なるべく少ない計算量で高解像度の計算を実現でぎるアルゴリズムを開発することが本研究の目的である.ナビエ・ストークス方程式の物質微分項に特性曲線による近似を適用して時間微分の近似を行うと各ステップで線形のストークス方程式を解くことになる.本年度はこの定常のストークス方程式のhp-有限要素法アルゴリズムの開発を開始した.時間ステップを止めて,外力を既知とし,それに対応する流れ場を高精度に近似する適応的な要素細分(h)と高次要素(p)を導入する.計算効率を考え,六面体ではなく,四面体を細分する有限要素列を採用した.局所要素細分のアルゴリズムは,ある部分では要素細分が必要であり,またある部分では粗い要素分割に戻す操作が必要になる.通常の有限要素法では,ある要素を細分した際,その要素に隣接する要素も対応して細分する節点に関する適合性条件を満たす必要がある.このため,要素細分の局所性が弱くなる.これに対して,粗い要素の辺あるいは面の中点に細かい要素の節点を配置できる,不連続有限要素法(Discontinuous Galerkin (DG)法)がある.予備的なコードを作成したところ,DG法では離散化後の剛性行列が非対称なものが近似能力がすぐれているが,大規模非対称行列を解く困難さか残ることがわかった.このため,通常の要素細分アルゴリズムに基づき,また安定化手法を導入してストークス方程式を離散化する手法を採用した.高次要素においては,四面体の頂点だけでなく内部に節点を配置するが,これは細分を行う1次要素と同等の自由度の増加になるため,要素細分の手続きを共通化できることが分かった.非圧縮流れの基礎方程式であるナビエ・ストークス方程式で記述される三次元流れ問題において,なるべく少ない計算量で高解像度の計算を実現でぎるアルゴリズムを開発することが本研究の目的である.ナビエ・ストークス方程式の物質微分項に特性曲線による近似を適用して時間微分の近似を行うと各ステップで線形のストークス方程式を解くことになる.本年度はこの定常のストークス方程式のhp-有限要素法アルゴリズムの開発を開始した.時間ステップを止めて,外力を既知とし,それに対応する流れ場を高精度に近似する適応的な要素細分(h)と高次要素(p)を導入する.計算効率を考え,六面体ではなく,四面体を細分する有限要素列を採用した.局所要素細分のアルゴリズムは,ある部分では要素細分が必要であり,またある部分では粗い要素分割に戻す操作が必要になる.通常の有限要素法では,ある要素を細分した際,その要素に隣接する要素も対応して細分する節点に関する適合性条件を満たす必要がある.このため,要素細分の局所性が弱くなる.これに対して,粗い要素の辺あるいは面の中点に細かい要素の節点を配置できる,不連続有限要素法(Discontinuous Galerkin (DG)法)がある.予備的なコードを作成したところ,DG法では離散化後の剛性行列が非対称なものが近似能力がすぐれているが,大規模非対称行列を解く困難さか残ることがわかった.このため,通常の要素細分アルゴリズムに基づき,また安定化手法を導入してストークス方程式を離散化する手法を採用した.高次要素においては,四面体の頂点だけでなく内部に節点を配置するが,これは細分を行う1次要素と同等の自由度の増加になるため,要素細分の手続きを共通化できることが分かった.
画期的なハイパワー超音波機能材料開発のための新しい自動評価システムに関する研究

本研究は、ハイパワー励振状態での圧電セラミックスの"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して、しかも同時に、コンピュータ制御による自動測定装置により測定し、圧電セラミックスの組成、作製方法による特性の違いを短時間のうちに評価できるシステムを開発しようとするものである。申請者はこれまでに、振動による内部損失の自動測定システムを開発している。この装置をさらにシステム・アップして、超音波機能材料である圧電セラミックスの"振動による内部損失"だけでなく、"誘電体損失"も同時に測定できる自動測定装置の実現を目標として研究を行った。平成10、11、12年度と3年に亘って"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定する測定システムの作製を進め、改良を加えたのち、各損失の分離測定を行い、振動振幅依存性を調べた。研究実施内容と得られた成果について箇条書きにより以下に記す。1.圧電定数および誘電定数、弾性定数に損失角を導入し、これを考慮してアドミタンスを求め、損失を理論的に分離した。これを基に損失を分離表示した等価回路を導出した。2.ハイパワーまで対応可能な分離測定回路を作製し正常に作動することを確認した。3.分離測定した各損失を上記の測定システムにより、振動振幅を大きくしていって測定した。これより、誘電体損失が振動損失に比べ、大振幅では支配的になることが明らかとなった。4.以上の成果は、新しい優れた圧電材料の開発や、パワー電源への応用の際の圧電トランスの厳密な設計に極めて有用である。これらの結果を総合して、当初の研究計画がほぼ達成された。以上の成果は研究発表リストに記載のように国際学会、国内学会において発表を行っている。本研究は,ハイパワー励振状態での圧電セラミックスの"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して,しかも同時に,コンピュータ制御による自動測定装置により測定し,圧電セラミックスの組成,作製方法による特性の違いを短時間のうちに評価できるシステムを開発しようとするものである.申請者はこれまでに,振動による内部損失の自動測定システムを開発している.この装置をさらにシステム・アップして,超音波機能材料である圧電セラミックスの"振動による内部損失"だけでなく,"誘電体損失"も同時に測定できる自動測定装置の実現を目指す.初年度である平成10年度は,"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定する測定システムの作製を行った.まず,新しい優れた等価回路の提案を行った.すなわちハイパワー励振時に"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定するのに適している理由から,超音波機能デバイスの等価回路として,全く新しく最適な等価回路の提案を行った.すなわち,従来のLCR共振回路と並列容量Cdからなる回路に全体に直列接続的に誘電体損失抵抗が存在する回路である.この等価回路を基に両損失を分離して測定する測定システムを作製する.研究実施項目と内容を箇条書きにより以下に記す.(1)等価回路の導出:等価回路定数の損失位相角を考慮に入れて新しい等価回路の導出を行った.(2)次いで,分離測定のための電子回路の設計と試作を行って動作確認を行った.(3)両損失同時測定のための自動測定ソフトウェアを作製した.(4)高電圧発生用の圧電トランスにこの新しい等価回路を適用して効率最大となる周波数を計算機シュミレーション結果と実験とを比較検討を行ったところ,効率最大となる周波数が両者間で良く一致しており,等価回路の妥当性が明らかとされた.