hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RCTを用いた幼児虐待に及ぶ母親に効果があるコーチングプログラムの開発

本研究では、ストレス認知改善を目的に開発したコーチングプログラムを児を養育する母親に実施し、無作為化比較試験によってプログラムの評価を行った。ランダムサンプリングによる質問紙調査で、情動知能が中央値以下の母親74名を2群への無作為割付を行い、3ヶ月間のプログラム介入を行った結果、介入群でコントロール群と比較し、ストレス指標である唾液コルチゾールと情動知能に有意な改善がみられた。本コーチングプログラムは、母親の参加率が高く育児中の母親の興味を惹く内容であったことが推測され、心の健康を増進させるポピュレーションアプローチに有効であることが示唆された。本研究の目的は、情動知能に着目しコーチングによるプログラム介入を行い、主観的・客観的指標を用いた評価を行い、情動知能を高め母親自らがストレスを軽減できるプログラム開発を行い、新しい育児支援のあり方を提言するものである。本年度はRCT対象者の登録から介入までを行っている。詳細については以下のとおりである。1.プログラム案の作成:A市の協力を得て、3ヶ月以上7歳未満の乳幼児を持つ母親1,500名を無作為抽出し基本属性、情動知能、育児ストレスを把握する質問紙の発送を行った。返送された質問紙から我が国の母親に適したプログラム案を作成した。2.参加者の募集と説明および登録:返送された質問紙から、情動知能得点が中央値以下の者に対して、プログラム介入研究への協力を郵送にて行った。参加同意が得られた者に対して、ランダム割り付けを行った。サンプルサイズは介入群とコントロール群合わせて40人以上と算出した。実際の登録者は150名であった。介入研究の個人の把握は、質問紙に大学のみが管理する番号を付け行った。3.プログラム介入:介入群に対して、計7.5時間のプログラムを実施。コントロール群は、介入終了後に同様のプログラムを実施した。4.アウトカム測定及び時期1)測定項目:基本的属性、情動知能、ストレス指標(唾液コルチゾール)、Profile of mood states. 2)測定時期:介入群、コントロール群とも同時期に同様の測定を行った。ベースライン、毎回のプログラム実施時、唾液コルチゾールのみフォローアップ1ヶ月後にも測定を行った。乳幼児を養育する母親を対象にコーチングプログラムによる介入を行い、母親のストレス状態の改善について、客観的・主観的指標を用い評価を行い、プログラムの有効性について検討を行っている。当該年度は、データの分析・結果の公表を行った。対象者は、3ヶ月から6歳までの乳幼児を養育するA市在住で無作為に抽出した母親1,500名である。母親に対して、情動知能(以下EI)を測定し、EIが中央値以下の者で、かつ研究への同意が得られた者74名について、コンピュータアルゴリズムを用いて2群への割り付けを行った。介入群は、3ヶ月間に1回2時間、5回の集団コーチングプログラムを受けた。コーチングプログラムの内容は、トランスセオレティカルモデル、社会的認知理論、ストレスとコーピングのトランスアクションモデルに基づき構成され、ストレス認知を改善し、ストレスに対する自己コントロールを強める内容で構成した。コーチングは、コーチングコーチの資格を有する保健師が行った。メインアウトカムは唾液コルチゾール、セカンドアウトカムはProfile of Mood States、EIである。本研究結果より、介入後の唾液コルチゾール、EIトータルスコア及び下位因子は、介入群がコントロール群と比較して有意な改善が見られた。本研究で用いたコーチングプログラムは、乳幼児を養育する母親において客観的及び主観的なストレス指標の改善に効果があることが示唆された。乳幼児を養育する母親における虐待の一要因である心身不調やストレスを訴える者の数は増加傾向にある。このような社会的背景の基、本研究では、個人要因に焦点を当て、職種を問わず使用でき、汎用性のあるプログラム開発に取り組んだ。ストレス認知改善を目的に作成したコーチングプログラムを乳幼児を養育する母親に行い、客観的・主観的ストレスの軽減に効果があるかの検証を行った。研究デザインは無作為化比較試験である。アウトカム測定は、介入群及びコントロール群について3ヶ月間のコーチングプログラムの介入前とプログラム終了直後に、また介入群については、プログラム終了1ヶ月後に客観的及び主観的指標を測定した。メインアウトカムは唾液コルチゾール、セカンドアウトカムはProfile of Mood States (以下POMS)、Emotional Intelligence (以下EI)である。プログラム介入を行った結果、介入群において、唾液コルチゾール、EIトータルスコア及び下位因子、POMSトータルスコア及び下位因子は、教室終了直後の値が、介入前と比較として、有意に低下した。また、唾液コルチゾール値の低下は、フォローアップ1ヵ月後まで持続した。2)介入後の唾液コルチゾール、EIトータルスコア及び下位因子は、介入群がコントロール群と比較して有意に低かった。本結果から、本研究で用いたコーチングプログラムは、乳幼児を養育する母親において客観的及び主観的なストレス指標の改善に効果があることが示唆された。

本コーチングプログラムは、母親の参加率が高く育児中の母親の興味を惹く内容であったことが推測され、心の健康を増進させるポピュレーションアプローチに有効であることが示唆された。当該年度は、収集したデータの分析を進め、コーチングプログラムの有効性について検討を行うことを計画していた。我々は、これまでにデータの分析及び検討を行い、本研究のコーチングプログラムが母親のストレス改善に有効であることの結果を得ることができた。地域看護在宅看護今後は、得られた結果について、ニュースレターなどを用い市民に公表していく予定である。研究への参加希望者が、当初の予測を大きく上回ったため、研究に必要なサンプルサイズを早期に達成できた。そのため、当初の計画より早くプログラム介入を実施できている。今年度の使用計画は、順調に進んでいるが、検体の検査費用及び英文校正料について、当初見積り額より低額であったため、残高が生じた。今後は、集まったデータの分析、評価を行い、論文や学会等への発表を予定している。次年度使用額については、A市市民への結果還元時の費用に当てていく予定である。研究登録者が当初の計画より多くなり、検体の検査費用が不足する恐れが生じた。そのため前倒し請求を行った。さらに、所属の個人研究費から支出可能な項目については、支出を行うなど、検体の検査費用が捻出できるよう努めた。しかし、実際は有効検体数が研究登録者に比べ少なかったため、検体の検査費用に残額が生じる結果となった。次年度以降は、引き続き検体の収集を行い、検体の検査費用に助成金を使用する予定である。さらにデータの分析、論文作成、学会発表や研究協力をいただいたA市市民に結果を還元していく予定であり、繰越し額をこれら費用に当てていくこととする。
医療系知識データベースを利用した知識活用能力の評価手法に関する研究

近年、疾病は病態・症状が複雑化・多様化しつつあり、従来の縦割り的な教育体系から学際的な知識の活用が課題となっている。これらに対応できる医療人材を育成するには、知識間の関連性を理解し、僅かな症状の変異から、その現象を分析・論述できる能力が必要である。本研究では、これらの能力を育成するコ・メディカル学習システムの研究開発を行い、客観的な評価手法を確立した。本年度は、平成23年度までに整備した医療系知識データベース、及び病態・症状(学習コンテンツ)を利用し、コ・メディカル学習システムを構築した。本システムを確立するために、学習時に提示した医療系知識データベースにおいて、学習者がアクセスした経路を抽出する「知識間のトレース・プログラム」、及び「学習者が病態・症状を認識する際に利用した知識に関する抽出度」と「知識間の関連性に関する理解度」を自動算出する評価プログラムを現在開発中である。さらに、本システムを利用した実証実験を施行中である。学生を「従来と同様の症例研究(教員が主体的に病態・症状の説明を行う)を行うグループ」と「本学習システムを利用し、学生が主体的に症例研究を行うグループ」に分け、本学が行っている臨床医療現場においても本システムを活用し、電子書籍端末を利用した教育ツールとしての利便性・即時性についても評価を進めている。また、医療現場でのIT機器活用の効果についても立証する予定である。平成25年度は、本研究の最終年度としてコ・メディカル学習システムを利用し、本学の学生14名をを対象とした実証実験を行った。設問内容はコ・メディカルスタッフが臨床場面で行う処置について、その判断根拠を問う設問を5問用意した。学生は、判断根拠を回答として入力するが、その際に判断に必要な知識コンテンツを参照することで回答を組み立てていく。本実証実験の結果として、全70個の回答中、23%が判断に必要な知識コンテンツを参照しているにも関わらず、判断根拠を正しく組み立てることが出来なかった。これは、個々の知識については理解できているが、複数の知識を体系的に組立て、結論を導く能力の不足によるものである。また、11%は判断に必要な知識コンテンツを参照していないにも関わらず、判断根拠が正しく述べられているケースであるが、本パターンは偶然的に正解したと判断できる。すなわち、既存の多くの知識を活用し、コ・メディカルスタッフに必要な臨床判断を行うという点で、正解数は6割強であり、さらに知識の活用力を育成する必要があることが判明した。本年度では、さらに現職のコ・メディカル・スタッフに対しても、本システムを利用した実証実験を行い、本研究成果の実用性評価を予定していたが、現職のコ・メディカル・スタッフの実証実験に必要な時間を確保することが困難であり、本実験の実施には至らなかった。しかしながら、本研究では、体系化された知識間の関連性を理解し、僅かな症状の変異から、その現象を分析・論述できる能力を定量的に測る手法として確立することができた。今後は、さらに本システムのコンテンツを拡充し、学生の継続的利用による分析・論述できる能力を育成する。また、現職のコ・メディカル・スタッフにも利用してもらい、本研究成果を社会に普及させていく。平成23年度は、本研究の基盤となる医療系知識データベースと病態・症状を示す学習コンテンツの開発を行った。医療系知識データベースについては、呼吸器系感染症の学問領域について、その知識体系と知識間の関連付けを行った。さらに、この結果を登録するためのデータベースをサーバ上に構築した。また、病態・症状を示す学習コンテンツについては、呼吸器系感染症の学問領域について必要な知識を体系化し、その結果は学習コンテンツとして開発した。さらに、本コンテンツを既存の画像・動画を簡単に編集・加工することによりコンテンツを作成するシステムを開発した。また、本コンテンツを電子書籍端末(iPad)で利用できる環境を整備した。さらに、平成24年度に予定している学生を対象とした実証実験に関する計画と評価基準の研究を行った。実証実験については、具体的には医療系の病態・症状研究の場面において、被験者(本学学生)を学力別に2グループに分けて、電子書籍端末上で呼吸器系感染症の設問に対して、学習コンテンツを参照しながら回答させる。最終的には、「学習者が病態・症状を認識する際に利用した知識に関する抽出度」と「知識間の関連性に関する理解度」を分析し、双方のグループの学習効果(病態・症状認識の適切性、思考の論理性の向上)を比較する予定である。本研究では、平成24年4月より学習者がコ・メディカル学習システムを利用した場合、学習者がコンテンツをアクセスした経路を抽出する「知識間のトレース・プログラム」の開発を行った。また、同年8月より、病態・症状認識において、「利用した知識」と「上記のトレース結果」をもとに「学習者が病態・症状を認識する際に利用した知識に関する抽出度」と「知識間の関連性に関する理解度」を自動算出するプログラムの開発を行った。

本システムを利用した実証実験についてはに、平成24年12月に本学の23年生を対象に被験者となる20名を確保し、「従来と同様の症例研究(教員が主体的に病態・症状の説明を行う)を行うグループ10名」と「本学習システムを利用し、学生が主体的に症例研究を行うグループ10名」に分割した。また、コ・メディカル学習システムにおいて、実証実験で利用する設問10題を登録し、利用する全ての電子書籍端末(iPad)に学習環境を設定し、実証実験開始の環境を完備した。実証実験の結果の分析(評価基準の妥当性分析)については、学生が設問に対する回答を入力する際に、平成23年度に整備した医療系知識データベース、及び病態・症状(学習コンテンツ)を閲覧する際に、閲覧したコンテンツの履歴を全て蓄積し、Excel上でトレースするプログラムを開発した。これにより、「学習者が病態・症状を認識する際に利用した知識に関する抽出度」と「知識間の関連性に関する理解度」について、その相互を分析することが可能となる。本研究では、まず平成23年7月より呼吸器系感染症の学問領域について知識の体系化を行った。具体的には呼吸器系感染症の学問領域を5分野(解剖生理学(呼吸器に特化)・微生物学・看護学・保健学・疾病学)に分け、各分野では合計55個の知識から構成される知識マップを作成した。この結果は、設けたサーバ環境に医療系知識データベースとして登録した。次に、抽出した55個の知識について電子書籍端末(iPad)上で動作するコンテンツ化の作業を行った。さらに、本コンテンツを既存の画像・動画を編集・加工することにより容易にコンテンツを作成するシステムを開発した。これにより、本研究の基盤となる「コ・メデイカル学習システム」のベースの開発は完了した。同時に、平成24年度に予定している学生を対象とした実証実験に関する計画を策定した。本実証実験では、本学の学生20名を対象に、成績上位者と下位者の2グループに分け、電子書籍端末でコ・メデイカル学習システムを利用し、呼吸器系感染症の設問に対して、学習コンテンツを参照しながら回答させる。また、本実証実験の評価基準の検討を行った。具体的には、「学習者が病態・症状を認識する際に利用した知識に関する抽出度」と「知識間の関連性に関する理解度」という2つの評価指標を定義した。これにより、平成24年度に行う本研究の実証実験の環境を全て整備することができた。平成25年度は、本研究の最終年度として以下の2つの研究を実施する。1点目は、コ・メディカル学習システムを利用した学生の教育的効果の測定を測定する。本研究では、平成25年度も実証実験を継続するが、最終年度では本システムの長期的効果を測定する。本研究は、学習者の知識活用に関する能力を育成する手法であるが、短期的には「特定の病態・症状(学習コンテンツ)」に対して必要な知識を理解し、これらの知識間の関連性を理解させることが目的である。しかしながら、このような学習形態を通じて、医療系知識の立体的関連の重要性を理解し、さらには医療系知識全般に関する理解が向上することが望まれる。このため、本システムの利用効果について、本学の専門課程における成績や臨床実習での実習状況とあわせて評価を行う。また、これに伴い学習コンテンツを追加作成する。2点目は、現職のコ・メディカル・スタッフによる実用性評価を実施する。
焼成ホッキ貝殻により膨張を付与したセメント硬化体の内部組織構造と耐凍害性の定式化

焼成ホッキ貝殻粉末を混入したセメントモルタルを拘束型枠に打設して,拘束下で密封養生を実施した.材齢7日で拘束供試体から直径20mmのコア試料を採取して,圧縮強度試験および反射電子像の画像解析による内部組織評価を実施した.焼成ホッキ貝殻の混入量を増大させると拘束条件下においても,膨張力により内部組織に粗大な毛細管空隙が多くなり,圧縮強度が減少することが判明した.なお,膨張能力を評価するため,ASTM C 1698-09に準じたコルゲートチューブによる長さ変化試験を行った.温度コントロール可能な空気槽を有した疲労試験機を使用して,焼成ホッキ貝殻粉末混入モルタルの温度応力試験を実施した.寸法が40×40×240mmのモルタル供試体を作製し,材齢7日まで標準養生を行った.疲労試験機に両端固定でセットした.+20°Cから-30°Cまで一定速度で温度を低下させた.その結果,プレーンモルタルは,温度低下に伴う直線的な引張応力の増加現象から,-10°C付近で引張応力の低下が確認された.これはモルタル内部の毛管水の凍結による膨張を捉えている可能性がある.一方,焼成ホッキ貝殻粉末混入モルタルは,温度応力による引張応力の増大のみであり,引張応力の低下を確認することができなかった.この理由については,膨張作用により毛細管空隙構造が粗くなったため,毛管水の凍結圧力が緩和された可能性があるが,詳細は今後の課題である.拘束状態における膨張性モルタルの内部組織評価が順調に進行している.一方,温度応力試験に関しては試験方法の改善が必要であり,若干研究遅延がある.全体としては概ね順調に進行している.温度応力試験では,モルタルの乾燥を防止するため,水を含んだ養生シートで供試体を保護したが,この養生シートの凍結により測定データが不安定になることが判明した.今後不凍液を含浸させた養生シートを使用するなど,試験方法の改善を行う予定である.焼成ホッキ貝殻粉末を混入したセメントモルタルを拘束型枠に打設して,拘束下で密封養生を実施した.材齢7日で拘束供試体から直径20mmのコア試料を採取して,圧縮強度試験および反射電子像の画像解析による内部組織評価を実施した.焼成ホッキ貝殻の混入量を増大させると拘束条件下においても,膨張力により内部組織に粗大な毛細管空隙が多くなり,圧縮強度が減少することが判明した.なお,膨張能力を評価するため,ASTM C 1698-09に準じたコルゲートチューブによる長さ変化試験を行った.温度コントロール可能な空気槽を有した疲労試験機を使用して,焼成ホッキ貝殻粉末混入モルタルの温度応力試験を実施した.寸法が40×40×240mmのモルタル供試体を作製し,材齢7日まで標準養生を行った.疲労試験機に両端固定でセットした.+20°Cから-30°Cまで一定速度で温度を低下させた.その結果,プレーンモルタルは,温度低下に伴う直線的な引張応力の増加現象から,-10°C付近で引張応力の低下が確認された.これはモルタル内部の毛管水の凍結による膨張を捉えている可能性がある.一方,焼成ホッキ貝殻粉末混入モルタルは,温度応力による引張応力の増大のみであり,引張応力の低下を確認することができなかった.この理由については,膨張作用により毛細管空隙構造が粗くなったため,毛管水の凍結圧力が緩和された可能性があるが,詳細は今後の課題である.拘束状態における膨張性モルタルの内部組織評価が順調に進行している.一方,温度応力試験に関しては試験方法の改善が必要であり,若干研究遅延がある.全体としては概ね順調に進行している.温度応力試験では,モルタルの乾燥を防止するため,水を含んだ養生シートで供試体を保護したが,この養生シートの凍結により測定データが不安定になることが判明した.今後不凍液を含浸させた養生シートを使用するなど,試験方法の改善を行う予定である.当初予定していた多機能寒冷地疲労試験機用の治具の作製が別予算で可能となったため,次年度使用額が発生した.この試験装置の治具の改良が必要となり,この費用に当てる予定である.
金属ガラスの過冷却液体を利用した接合と継手評価

Au60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラスを作製した。示差走査熱量測定DSCによりガラス遷移温度Tgは85°C、結晶化温度Txは120°Cであることが分かった。またDSCにより時間温度変態曲線(TTT線図)を作成したところ、Au60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラスは比較的安定な過冷却状態を有することが分かった。そこでヒートガンを用いてガスジェットを発生させAu60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラス試験片に照射して過冷却液体接合を試みた。ヒートガンのキャリアガスにはArを用い、流量は100slmとした。ヒートガンの先端のノズル径はφ2mmとした。またヒートガン内部の電熱線に適当な電力を供給することでガス温度が100°Cの高速Arガスジェットをノズル下流に5mm程度安定して放出することができた。また金属ガラス試験片に熱電対を取り付け、実際にヒートガンを照射して試験片の温度を測定したところ、ノズル直下を中心に半径2mmの領域で温度をTgからTxの範囲に維持することができた。これによりノズル直下近傍では、ただちに結晶化させることなく、しかし過冷却液体状態に遷移するような場を作り出すことができた。この条件を用いて、突合せた一対のAu60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラス試験片に、ヒートガンをスポット照射して過冷却液体接合を試みたところ、過冷却液体への遷移に伴って照射部分が軟化し、また高速Arガスジェットのガス圧により突合せ界面の塑性流動性が激しく起こり、結果として接合部が形成した。組織分析の結果から接合部では結晶化した部位は観察されなかった。ガス温度をTgTxに制御したたヒートガンを用いることで、金属ガラス試験片を結晶化させることなく過冷却液体接合することに成功した。Zr55Al10Ni5Cu30金属ガラスの構造緩和の進行速度は温度と時間によって変化する。つまり金属ガラスの過冷却状態を利用して接合を行うには、温度と時間と過冷却状態の安定性の関係を正確に把握してコントロールする必要がある。そこで本年度はDSC(示差走査熱量測定)を用いて一定温度に保持した状態での熱流束を測定して過冷却状態の熱的安定性を評価した。DSCによる熱流束測定から保持温度460°Cでは1800sで結晶化に伴う熱放出が観測された。470°C以上でも高温になるに従い、より短時間側に鋭い熱放出のピークが観察された。温度が高くなるほど過冷却液体の原子の拡散能が上がり、原子再配列(結晶化)が進行するという予想通りの結果が得られた。また電気炉で同じ熱履歴を試験片に与え、X線回折で結晶構造の評価を行った。460°Cで所定時間熱処理した金属ガラス試験片のX線回折から、保持時間が01200sまでは30°から50°付近にアモルファス特有のブロードなハローが観察されるが、1500s以上ではブロードなハローに加えて結晶相からの鋭い回折ピークが観察された。従ってこの場合、過冷却状態の潜伏時間は1200sであり、1500sで結晶化が始まったと考えることができる。DSCで計測した潜伏時間(1800s)とほぼ一致した結果が確認された。これらのデータを用いて保持温度と保持時間が過冷却状態の潜伏時間に及ぼす影響をTTT線図(温度-時間相変態図)にまとめた。おおむね順調である。前年度は接合試験片としてZr55Al10Ni5Cu30金属ガラスの接合性について検討を行ったが、Zr基金属ガラスは大気中で加熱することにより酸化被膜を形成しやすいという特徴があり、接合の観点からは必ずしも適した材料とはいえなかった。そこで本年度は酸化被膜を形成しにくいAu基金属ガラス試験片を作製し、試験片に用いることを前提として熱的安定性を評価することを目的とした。金属ガラスの合金組成はAu65Cu13Ag5Si17、Au60Cu15.5Ag7.5Si17、Au55Cu18Ag10Si17、Au50Cu20.5Ag12.5Si17とし、その母合金を真空鋳造して20×10×1mmの板状試験片を作製した。X線回折とDSCの結果からAu50Cu20.5Ag12.5Si17は結晶化したが、それ以外の合金は金属ガラスを形成することが分かった。Au65Cu13Ag5Si17、Au60Cu15.5Ag7.5Si17、Au55Cu18Ag10Si17のガラス遷移温度Tgはそれぞれ78°C、85°C、92°C、結晶化温度Txはそれぞれ105°C、120°C、130°Cであった。また過冷却状態の潜伏時間を明らかにするために時間温度変態(TTT)曲線を作成した。TTT曲線はDSCにより所定の温度まで急昇温し、その後温度を維持して結晶化の放熱ピークが現れるまでの時間を測定して過冷却の潜伏時間とした。その潜伏時間と時間と温度の関係をプロットしてTTT曲線を作成した。その結果100°Cにおける過冷却状態の潜伏時間はAu65Cu13Ag5Si17、Au60Cu15.5Ag7.5Si17、Au55Cu18Ag10Si17はそれぞれ170秒、1900秒、2100秒であり、比較的安定な過冷却状態を有することが分かった。

おおむね順調である。AuCuAgSi金属ガラス合金は熱的安定性の観点から接合試験片に適していることが分かった。しかし実際にヒートガン加熱による過冷却接合が行えておらず、早々に実施する必要がある。Au60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラスを作製した。示差走査熱量測定DSCによりガラス遷移温度Tgは85°C、結晶化温度Txは120°Cであることが分かった。またDSCにより時間温度変態曲線(TTT線図)を作成したところ、Au60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラスは比較的安定な過冷却状態を有することが分かった。そこでヒートガンを用いてガスジェットを発生させAu60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラス試験片に照射して過冷却液体接合を試みた。ヒートガンのキャリアガスにはArを用い、流量は100slmとした。ヒートガンの先端のノズル径はφ2mmとした。またヒートガン内部の電熱線に適当な電力を供給することでガス温度が100°Cの高速Arガスジェットをノズル下流に5mm程度安定して放出することができた。また金属ガラス試験片に熱電対を取り付け、実際にヒートガンを照射して試験片の温度を測定したところ、ノズル直下を中心に半径2mmの領域で温度をTgからTxの範囲に維持することができた。これによりノズル直下近傍では、ただちに結晶化させることなく、しかし過冷却液体状態に遷移するような場を作り出すことができた。この条件を用いて、突合せた一対のAu60Cu15.5Ag7.5Si17金属ガラス試験片に、ヒートガンをスポット照射して過冷却液体接合を試みたところ、過冷却液体への遷移に伴って照射部分が軟化し、また高速Arガスジェットのガス圧により突合せ界面の塑性流動性が激しく起こり、結果として接合部が形成した。組織分析の結果から接合部では結晶化した部位は観察されなかった。ガス温度をTgTxに制御したたヒートガンを用いることで、金属ガラス試験片を結晶化させることなく過冷却液体接合することに成功した。Zr55Al10Ni5Cu30金属ガラスの過冷却液体接合を実施するにあたり、まずはヒートガンのセットアップを行う。接合条件は作成したTTT線図(温度-時間相変態図)をもとに決定する。ヒートガン加熱による金属ガラスの過冷却液体状態接合を実施するにあたり、まずはヒートガンのセットアップを行う。接合条件は作製したTTT線図(温度時間相変態図)をもとに決定する。研究費を有効に執行するため次年度に繰り越す。(理由)研究計画の変更に伴い材料費に使用が偏ったため未使用が生じた。研究費を有効に執行するため次年度に繰り越した。(使用計画)消耗品を購入する。消耗品等を購入する。
磁気特性によるL1_2型金属間化合物の疲労変形と破壊機構

L1_2型金属間化合物のうち、Ni_3FeならびにNi_3(Al, Ti)単結晶について疲労挙動、破壊機構を、疲労硬化・軟化曲線測定、透過電子顕微鏡による変形微細組織観察、磁気異方性を利用しての転位ならびに面欠陥観察を通じて明らかにした。Ni_3Feは不規則状態においては、繰り返し変形とともに単調に疲労硬化する。一方、規則状態では、疲労初期に硬化するが、その後疲労軟化を示す。この疲労軟化を示す場合、電子顕微鏡による変形微細組織観察の結果では、発達した固執すべり帯が形成される。磁気特性は、転位近傍の弾性応力場と磁気スピンとの相互作用による異方性と転位運動あるいは転位間に形成される逆位相境界部分での原子対の変化による特有の異方性を示す。その異方性を測定することにより、転位の種類、逆位相境界の観察が可能である。この測定手法を駆使し、疲労変形した各段階における変形組織を観察した結果、疲労初期には転位は逆位相境界を挟み、超格子部分転位対として運動する。しかし、疲労軟化段階では固執すべり帯の発達、逆位相境界の導入が磁気異方性観察から確認され、逆位相境界の局部的導入により不規則化が促進され、転位の運動抵抗の減少、疲労軟化へと移行することを明らかにした。また、この不規則化の局在が、不均一変形を助長し、クラックの発生、破壊へと繋がることを明らかにした。一方、Ni_3(Al, Ti)の降伏応力は中間温度領域で上昇し、いわゆる異常強化現象を示す。しかし、疲労強度は必ずしもこの降伏応力の温度依存性とは対応せず、変形微細組織の形成過程が重要な役割を演ずることを明らかにした。L1_2型金属間化合物Ni_3Fe単結晶を用い疲労変形挙動を明らかにした。不規則状態では,繰り返し変形と共に疲労硬化するが,規則状態では疲労初期に硬化するが,その後疲労軟化を示す。この疲労軟化と共に固執すべり帯(PSB)が発達する。このPSB内では2次すべり系の活動より疲労特有の変形微細組織が形成される。磁気異方性は結晶内の転位構造,逆位相境界(APB)に敏感に反応し,この磁気測定により変形微細組織の観察である。疲労初期においては磁気異方性よりAPBの存在が示唆され転位はAPBを含む超格子転位として運動している。しかし疲労軟化が現われる段階においては磁気異方性はAPBより転位による寄与が強く現われた。また透過電子顕微鏡観察の結果によれば,疲労軟化段階においてはPSBが発達し,転位密度も急速に増加する。これらの結果から,疲労軟化段階では変形がPSBの局所領域に集中し,APB形成により規則構造が乱され,この不規則化による新たな転位の運動抵抗が疲労軟化の一因であることが明らかとなった。また,このような疲労軟化挙動は結晶の規則度に強く支配され,規則度の低下に伴って疲労軟化挙動は消失し,単調な疲労硬化挙動を示すことが明らかとなった。

その異方性を測定することにより、転位の種類、逆位相境界の観察が可能である。この測定手法を駆使し、疲労変形した各段階における変形組織を観察した結果、疲労初期には転位は逆位相境界を挟み、超格子部分転位対として運動する。しかし、疲労軟化段階では固執すべり帯の発達、逆位相境界の導入が磁気異方性観察から確認され、逆位相境界の局部的導入により不規則化が促進され、転位の運動抵抗の減少、疲労軟化へと移行することを明らかにした。また、この不規則化の局在が、不均一変形を助長し、クラックの発生、破壊へと繋がることを明らかにした。一方、Ni_3(Al, Ti)の降伏応力は中間温度領域で上昇し、いわゆる異常強化現象を示す。しかし、疲労強度は必ずしもこの降伏応力の温度依存性とは対応せず、変形微細組織の形成過程が重要な役割を演ずることを明らかにした。
地層中におけるアクチノイド(IV)の化学状態への鉄及び硫酸還元菌の影響解明研究

本研究では、微生物によるアクチノイドの化学状態への影響を検討し、以下の結果を得た。1.硫酸還元菌がPu(IV)をPu(III)に還元することを見出した。さらに、腐植物質の代替として使用したAQDSの還元への影響は小さいことを明らかにした。2.DFOと錯形成したPu(IV)は微生物と接触することによりDFOが解離し、金属イオンは微生物の表面官能基に吸着されることを明らかにした。Fe(III)、Th(IV)、Eu(III)及びHf(IV)についても実験を行いDFOとの錯体安定度が大きい金属イオンほど微生物に吸着されにくくなった。Pu(IV)の微生物への吸着量はDFOとの錯体安定度が類似しているにもかかわらずFe(III)に比べて大きくなった。また、P.florescensとB.subtilis5両細胞の表面官能基はプロトン吸着特性が互いに類似しているにもかかわらず、P.florescensのほうが4価アクチノイドに対して高い親和性を示した。3.酵母をU(VI)溶液に接触させることにより、細胞表面にH-autuniteが生成することを明らかにした。接触初期には細胞表面への吸着が支配的であり、その後、細胞内に蓄積されたPが細胞外に排出され、細胞表面に吸着したUと反応しH-autuniteが生成したことを明らかにした。4.レーザー誘起蛍光分光法を用いて、微生物膜表面に吸着したEu(III)の配位環境を経験的に予測する方法を開発した。さらに、クロレラへの吸着は、細胞表面のセルロースへの吸着が主であること、及び配位環境プロットから分配係数が大きいにもかかわらず"弱い"吸着形態であることを明らかにした。以上の結果から、微生物は地層中のアクチノイドの化学状態変化に影響することが明らかとなった。微生物(バチルス菌)とPu(VI)溶液を接触させ、分離後の溶液中及び微生物表面の化学状態を検討する手法を検討した。まず、4x10^<-4>M濃度のPu溶液の酸化数を可視分光により測定した結果、VI、Vの及びIV価のピークを確認できた。微生物に吸着したPuの酸化数は6Mリン酸溶液による抽出液の可視分光スペクトルから判断できることを確認した。Puの酸化数への微生物の影響を明らかにする研究では、バチルス菌を用いてPu(VI)の吸着実験を行い、Puの酸化数を可視分光法により測定した結果、溶液中のPuは2時間以内にV価に還元していること、及び吸着したPuはIV価に還元することが分かった。なお、吸着は48時間以内に平衡に達した。一方、比較のため粘土鉱物であるカオリナイトに吸着したPuの酸化数を調べた結果、溶液中及び吸着したPuともVI価であった。これらの結果から、Pu(VI)の環境中の挙動に関して、土壌などの構成物質の中で微生物は粘土鉱物のような無機構成物質とは異なる影響を及ぼすこと、及び挙動予測には微生物の影響を考慮する必要があることを明らかにした。Ce(IV)の溶解度への微生物の影響を明らかにする研究では、Ceの酸化数をX線吸収端微細構造(XANES)により測定できることを確認した。さらに、微生物の代謝生成物であるシデロフォアが溶液中のCe(III)をCe(IV)に酸化させること、及びCe(IV)の溶解度を増加させることを明らかにした。蛍光菌を用いてCe(IV)-DFO(シデロフォアの一つ)の吸着実験を行った結果、吸着したCeはIII価に還元されることを明らかにした。マイクロチップを用いてアクチノイドの化学状態のその場観察を行うための装置を開発するため、予備的検討として5mmの経路を有する連続流入型の、元素の酸化数をその場で解析できる装置を開発した。

XANESスペクトルにより、CeのIII価-IV価反応をその場解析した結果、Ce溶液とシデロフォア(DFO)溶液を混合させて、CeのIII価からIV価への酸化反応による酸化数の変化を明確に捉えることに成功した。システムでは、ポンプによりそれぞれの溶液を吸引し、混合点において両溶液を混合し、XANESの測定点に一定速度で送液した。酸化数の測定は、高エネルギー研究機構、放射光施設BL27Bラインで行った。XANESスペクトル測定では、蛍光X線を7素子半導体検出器により検出した。測定では、CeのL_<III>吸収端付近のスペクトルを測定した。次に、Pu(VI)の酵母への吸着・脱離実験を行った。酸化数を6価に調整したPu溶液4x10^<-4>Mを2.5mg/Lの休眠状態の酵母と2日間接触させた。その結果、吸着したPuの酸化数はIVに還元した。Puを吸着した酵母試料を、酵母を培養した後の残差培養液に加えたところ、50%以上のPuが溶液中に脱離した。この結果から、酵母の代謝生成物はPu(IV)を可溶化させることが分かった。したがって、地層中において移行し難いと考えられているPu(IV)は微生物の代謝生成物との接触により地下水とともに移行する化学状態に変わる可能性があることが示唆された。さらに、Eu(III)-クエン酸錯体の蛍光菌への吸着実験を行い、EuはpH3でほぼ100%が吸着し、中性になるに従い吸着量は減少した。Euとクエン酸濃度比が小さくなるに従いEuの吸着は阻害された。この結果は、III価希土類あるいはアクチノイドは有機酸の存在により地下水を移行しやすい化学状態になることを示している。硫酸還元菌によるPu(IV)のPu(III)への還元挙動について検討した。Pu(IV)は溶解度が極めて低いためクエン酸によりキレート錯体化させたPu(IV)について実験を行った。バクテリアと接触させたPu溶液のTTA抽出により水相と有機相に分離したPuの結果から、バクテリア、AQDS、乳酸のいずれも含まない無菌培地中に含まれるPuをTTA抽出した場合、85%以上のPuがPu(IV)であると考えられた。D.desulfuricansと接触させ、遠心分離後に上澄みをCr_2O_7^<2->で処理した後の溶液をTTA抽出したところ、有機相に含まれるPuの割合が10.2%増加した。また、AQDSや乳酸を添加した系もCr_2O_7^<2->で処理した場合にTTA抽出されたPuの割合はCr_2O_7^<2->で処理しなかった系と比べて510%増加した。また、バクテリアと接触させたすべての実験系でPu(III)、Pu(IV)どちらにもあてはまらないPuが3050%存在した。これらの結果から、硫酸還元菌はPu(IV)をPu(III)に還元する可能性があることが明らかとなった。上澄み液をCr_2O_7^<2->で処理したときにTTA抽出で有機相に移動したPuの割合が510%増加したことから、その割合でPu(IV)がPu(III)に還元されたと考えられる。乳酸やAQDSを添加した系でのPu(IV)からPu(III)の還元率はそれらを含まない場合とほとんど変わらなかった。
地震電磁気現象(地圏・大気圏・電離圏結合)の研究

地震に伴う電磁気現象の総合的な研究を行ったが、3年間での重要な研究実績の概要を記す。1.日本国内での観測継続とデータ収集・解析日本国内での多くの観測項目のうち重要なものとして、(1)ULF放射と(2)電離層擾乱を取り上げた。先ず関東ULFネットワーク(伊豆、千葉、柿岡、秩父、松代)によるULF放射の多点観測を継続し、良質のデータ取得を継続した。残念なことは、2004年の大地震である新潟中越地震の際100km以内の距離にあった松代でのULF観測がパソコンの不調により欠測であったことである。同様に、国内での7観測点(母子里、調布、千葉館山、清水、春日井、舞鶴、高知)でのVLF観測(電離層擾乱)に関しても、二、三の観測点にて観測不調があったが、それらを整備し、良質の連続データを得ている、特に、2004年紀伊沖地震、新潟地震に対しては明瞭な前兆的電離層擾乱が検出することに成功した。即ち、高知-JJY(福島)パスにて各々の地震の12週間前に電離層擾乱が検出されている。我々が有する多パスでの伝搬異常から電離層擾乱の特性(空間的スケール)をはじめて明らかにしている。更に、2004年スマトラ地震に対してもオーストラリア局の受信から明瞭な電離層擾乱の存在とその空間スケールを明らかにした。以上の事例解析に加えて、国内データに基づいて地震と電離層擾乱との間の因果関係を統計検定し、その有意相関を示すことに成功した。2.イタリア、ギリシャ、台湾でのVLF観測とデータ解析イタリア国バリ大学、ギリシャ国クレタ島でのVLF観測(電離層擾乱)は順調に進み、良質のデータが蓄積されている。他方、台湾国内でのVLF観測は以前の場所が雑音が多いことから新しい場所へ移設し、観測が再開されている。欧州では他の地上観測(地電流、ULF放射、地球化学諸量)との連携をスタートしている。イタリアでのVLF受信より、地震に伴う電離層擾乱を多数検出した。3.地圏・大気圏・電離圏結合の解明1にて述べた様に地震に伴う電離層擾乱の存在はほぼ確立したが、その結合機構は未解明である。我々は大気重力波の重要性を指摘しているが、更なる研究が不可欠である。2004年6月に打ち上げられた仏国DEMETER衛星上での波動、プラズマ等の物理量の観測と我々の日本国内での密度の高い地上観測との連携がスタートしている。これは地圏・大気圏・電離圏結合機構の解明に大きく貢献する可能性がある。一例として、新潟地震とスマトラ地震に伴う地上と衛星データとの比較を取り挙げている。電離層擾乱観測、電波観測と衛星上でのプラズマ、波動観測との比較を開始している。

2004年6月に打ち上げられた仏国DEMETER衛星上での波動、プラズマ等の物理量の観測と我々の日本国内での密度の高い地上観測との連携がスタートしている。これは地圏・大気圏・電離圏結合機構の解明に大きく貢献する可能性がある。一例として、新潟地震とスマトラ地震に伴う地上と衛星データとの比較を取り挙げている。電離層擾乱観測、電波観測と衛星上でのプラズマ、波動観測との比較を開始している。我々は、地震に伴って電離層が著しい影響を受けることを示し、世界的に認められるに至った。更に、「地圏・大気圏・電離圏結合」という新しい学問を構築しつつある。この結合機構を解明するには、地圏から、大気圏、電離圏までにわたる総合的観測サイトが不可欠である。地震活動の高いイタリア及びギリシャのグループが電離層擾乱観測を強く希望し、綜合的観測サイトの設立を目指しており、我々との協力を求めている。本年度の研究実績を述べよう。イタリア・バリ大学(Biagi教授)はバリを含めイタリア国内に数点のLF観測点を所有し、Lapenna博士の所属する研究所は地電流(直流)測定や地球化学諸量(ラドン等)の連続観測を行っている。バリ大学には数年前我々のVLF/LF受信システムを設置していたが、早川の訪問時にシステムの問題点をすべて解決し、順調な観測が再開された。これによりイタリア国内だけでも地圏・電離圏結合のためのデータは蓄積できることとなった。次に、クレタ島のクレタ大学のVallianatos教授グループによる、自然災害(地震のみならず、火山噴火他も含めた)に関する総合的研究解析センター認められた。彼らは、国際共同研究のセンターを目指し、(1)地電流、(2)ULF(周波数<10Hz)電磁放射、(3)ELF/VLF電磁放射を準備している。しかし、地圏・電離圏結合解明のためには電離層観測が不可欠で、彼らの要請に答え、我々のもう一台のVLF受信システムを本年度クレタ島に設置し、順調なデータ取得が開始されている。しかもイタリア同様に5局のVLF局を受信しており、イタリア、ギリシャ両国での共同VLF観測から南ヨーロッパの地殻活動を監視することが出来る状況になった。最後に、国内にて我々が稼動している7観測点でも観測システムの再整備やデータ取得を継続している。研究面では、(1)ULF放射のウエーブレット解析、フラクタル解析による信号抽出、(2)VLF電磁放射の地下及び地上アンテナの比較による地中vlf波の存在の発見、(3)国内VLFデータを用いて電離層擾乱の機構として大気振動の重要性を示す結果が得られ、地圏・大気圏・電離圏結合の機構解明にも努力している。地震に伴う電磁気現象の総合的な研究を続けているが、本年度にて重要点に実施した事項を記す。1.日本国内での観測継続とデータ収集・解析日本国内での多くの観測項目のうち重要なものとして、(1)ULF放射と(2)電離層擾乱を取り上げる。本年も関東ULFネットワーク(伊豆、千葉、柿岡、秩父、松代)によるULF放射の多点観測を継続し、良質のデータを取得している。残念なことは、新潟中越地震の際100km以下の距離にある松代でのULF観測がパソコンの不調により欠測であったことである。同様に、国内での7観測点(母子里、調布、千葉館山、清水、春日井、舞鶴、高知)でのVLF観測(電離層擾乱)に関しても、二、三の観測点にて観測不調であったが、それらを整備し、良質の連続データを得ている、特に、紀伊沖地震、新潟地震に対しては明瞭な前兆的電離層擾乱が検出されている。即ち、高知-JJY(福島)パスにて各々の地震の12週間前に電離層擾乱が検出されている。我々が有する多パスでの伝搬異常から電離層擾乱の特性(空間的、時間的)明らかにしている。この結果は昨年12月のAGU総会にて招待講演として発表し、注目された。
公立学校をめぐる教育の公共性に関する史的研究―兵庫県内の公立朝鮮学校を事例として

兵庫県内公立朝鮮学校の開設、存続、廃止に関わるプロセスを示す行政文書を発掘し、朝鮮学校所蔵資料および関係者への聞き取り調査などをとおして、当時の学校の様子を明らかにした。先行研究では学校内における日朝関係者の対立的な関係が強調されてきたが、そればかりでなく、「子どものために」という共通の思いを起点とした協調的な関係や、それに基づく教育実践が取り組まれていたことを発見した。本研究は、戦後兵庫県内4つの市におよそ16年間存在した公立朝鮮学校の設置・存続・移管のプロセスおよびその教育実態を明らかにすることによって、教育の公共性をめぐる議論に対し具体的な史実を提供するとともに、外国人学校の制度保障のあり方を講究していくための手掛かりを探ることを目的とするものである。2016年度においては、1兵庫県および尼崎市が所蔵する公立朝鮮学校関連の行政文書の発掘および整理、2運動会・卒業式等の学校行事関連の資料や作文集等、当該期の学校の様子を示す資料の発掘、3公立朝鮮学校で教鞭を執った者ならびに就学経験のある者への聞き取り調査を行った。これまで公立朝鮮学校は、日本の教育行政や研究者、また朝鮮学校当事者からも、妥協の産物、あるいは非正常な状態と見做され、その実像やそこから汲み取るべき課題については、等閑視されてきたが、外国人のための公立学校が確かに存在したこと、また日本人と朝鮮人との絶え間ない交渉・討議によって、朝鮮語や朝鮮歴史といった教科の実施、朝鮮語を教授言語とする等、民族教育の要素を取り入れた教育が実施されていたという事実は、改めて注目すべきことだと言えよう。行政文書調査、朝鮮学校所蔵資料調査、関係者私蔵の資料の捜索、聞き取り調査等、おおむね順調に進展している。ただし、文書資料は当初の想定よりも圧倒的に少ないという印象である。引き続き、資料の発掘に努めなければならない。2017年度には、1前年度に続き公文書の記録や各学校が所蔵する関連資料の捜索、2兵庫県内に限らない公立朝鮮学校就学経験者および元教員への聞き取り調査、3神奈川県、東京都、愛知県にも存在した公立朝鮮学校との比較を行うための資料調査を、主として実施した。兵庫県内の東西に幅広く存在した公立朝鮮学校の実態を詳らかにしていくためには、より詳細な調査・研究の実施が求められるものの、東京都や岡山県の場合と異なり、兵庫では公立朝鮮学校の廃止を強制するまでには至らない、地方行政と在日朝鮮人、また地域住民ならびに近隣公立学校と在日朝鮮人との関係性が築かれていたことが、日本教育史に類例をみない公費で運営される外国人学校の存続に大きな影響を与えていたことが明らかになりつつある。また就学経験者たちの語りからは、これまで公立朝鮮学校について支配的であった語りーすなわちそこでは「本来の民族教育ができない」という否定的な語りとは異なり、かれらがそこでの教育を「民族教育」と認識する一方で、日本人教員とも豊かな人間関係を築いていたことが見て取れた。引き続き、調査を実施していきたい。聞き取り調査を本格的に実施するとともに、文書資料の発掘・捜索に力を入れる。公文書館や図書館等で閲覧不可能な行政文書に関しては開示請求を行う。また別途行っている名古屋市の公立朝鮮学校、および先行研究の蓄積がある東京や神奈川の事例との比較検討を行うために、比較の軸、要素を設定する。兵庫県、神奈川県、愛知県において公立朝鮮学校が長期間存続できた要因を解明するとともに、全国公立朝鮮学校の類型を析出する。29年度が最終年度であるため、記入しない。教育史29年度が最終年度であるため、記入しない。
森林開発と人口増加・移動がもたらす感染症リスクの質的・量的評価

バングラデシュの首都ダッカにおける過去20年間の気象データとコレラやその他の下痢症患者数のデータベースを構築した。このデータを用い、降雨量および気温と患者数の関連を時系列統計解析を行なって調べた。その結果、週平均降雨量の増加によりコレラ患者数は14%増加し、コレラ以外の下痢症は5%増加することが明らかとなった。逆に、平均降雨量が減少してもコレラ患者数が増加することも明らかとなった。森林環境を好むマラリア媒介蚊Anopheles dirusのベトナムの森林伐採地における分布を、高解像度の衛星画像と標高データから得られる地被覆および地形の情報を利用して解析した。一般化線形モデルにより、この蚊が森林から20km程度の範囲では自然林に依存していないこと、深い谷があるような地形に多いこと、ゴムの植林地は生息に不適だがカシューナッツの植林地は好適であるらしいことが明らかになった。この地域のAn. dirusは森林から農地へと生息環境を移行させており農薬に用いられるピレスロイド系殺虫剤への抵抗性の獲得が懸念される。都市環境で人工容器を主な発生源とするネッタイシマカに媒介されるデング熱動態の数理モデルを、マイクロソフトエクセルをベースにして開発した。気温、湿度、降雨量が蚊の発生源の数や蚊の生存率、蚊の体内でのウィルスの潜伏期間に影響するというメカニズムを微分方程式で表した。容器の数などを未知のパラメータとし、適当な初期値を代入したモデルに現実の気象データを入力し、計算されたデング患者と現実のデング患者との差が最小になるように未知のパラメータを決定するSimplex法をプログラムに組み込んだ。このモデルを用いてデング熱患者を最小にする殺虫剤噴霧のタイミングを計算したところ、先行研究で示されたものとは異なり患者数のピークよりも前が最適であると結論された。平成19年度は、以下の3点についての研究を実施した。1)ラオスにおける少数民族村落でのマラリア調査:サバナケット県セポン郡の少数民族の村では、マラリアの感染率が極めて高いことが、血液のPCR、尿の抗体検査から明らかとなった。蚊帳の使用状況は高いものの、集落周辺に森林が保存されていることから、蚊にさされるリスクが高くなっている。また、町での治療を敬遠する傾向があり、それが感染に影響していた。現地におけるACT(アルテミシニン複合治療)の導入が重要であることが判明した。2)中国の流動人口を対象としたエイズ研究を中国衛生局CDC、中国エイズネットワーク(NPO)と合同で進める計画を立案し、雲南省での予備調査を実施した。雲南省ではベトナム、ラオス、ミャンマー、タイとの交易と人口移動がさかんであり、国際的な枠組みでの研究が必要なことが明らかとなった。雲南省南部に住む少数民族は貧しく、また、伝統的に麻薬を使用するなどの問題点があり、既存の国家保健サービスでは把握できていない部分が多いことが判明した。多くの女性コマーシャルセックスワーカーは約半年単位で働く都市を変更していた。3)バングラデシュでは気象・洪水と下痢症の関連を検討し、洪水に対処するローカルナレッジについての研究枠組みを構築した。また、洪水とリーシュマニア(カラ・アザール)の関連も検討した。洪水がおこる地域ではリーシュマニアを媒介するサイチョウバエが少なく、感染も少ない。ベンガリ人はここに住んでいる。一方、山の民であるガロの人びとは丘陵森林地帯に住み、リーシュマニアの流行地域に住んでいることになる。
北太平洋とその隣接海域における鉄の生物利用能の解明

鉄は海洋一次生産を支える植物プランクトンの生長に必要不可欠であるが、植物プランクトンにとって細胞内に取り込みやすい化学形態の鉄である二価鉄(Fe(II))の海水中の挙動は明らかになっていない。本研究は水温・光量など海洋環境の違いがFe(II)の挙動を制御し、植物プランクトンによる鉄の生物利用能に影響を与えているという仮説を検証するため、1室内光照射実験によるFe(II)の生成速度および消光後の消失速度、2モデル有機配位子やpH変化が海水中のFe(II)生成・消失速度へ与える影響を調べ、得られる結果と現場の環境パラメーターとの関連性を解明し、鉄の生物利用能と一次生産の関わりを明らかにする。
横傾斜を含む４自由度操縦運動推定法の研究

本研究では4隻の模型船を製作し、自由航走模型実験によって、操舵・旋回に伴う横傾斜が操縦運動に及ぼす影響を明らかにした。その結果、復原力が弱くまた船速の大きい船では旋回に伴う横傾斜が大きく、これにより急速な旋回運動と針路安定性の低下を明らかにした。続いて、横傾斜をパラメータに加えた拘束模型実験を行うことによって横傾斜を伴う場合の操縦流体力を明らかにし、これらのデータを基に横傾斜を含めた操縦運動を推定可能な新しい数学モデルを確立した。また、実用的な観点から、使い易い簡易数学モデルについても検討を行った。以上の研究成果は日本船舶海洋工学会、日本航海学会をはじめ、海外のシンポジウムなどで公表を行った。船の操縦運動の予測や設計法は、平面の3自由度(前進・横流れ・旋回)で取り扱われてきた。従来の操縦運動の研究はこの運動に限定されており、横傾斜を含めた操縦運動の力学については、基本から構築し直す必要がある。本研究では、船の操縦運動を、横傾斜を含めた4自由度に拡張して取扱う方法を提示し、横傾斜を含めた操縦運動の新しい数学モデル、および予測法を提案することを目指し、研究の初年度(H24年度)は当初計画に基づいて以下の研究を実施した。1)供試船の選定と模型船の製作:供試船型として、コンテナ船、フェリー、漁船を選定し、船型を設計。これに基づいて垂線間長約2mの模型船を3隻製作した。2)拘束模型試験の実施:製作した3隻の模型船を用いて斜航試験・CMT・舵角試験などの定常運動状態の拘束模型実験を行った。この模型実験は(株)IHI横浜研究所の運動性能水槽を借用した。3)流体力の解析:上記の流体力計測結果をもとに、4自由度の運動パラメータ、およびプロペラ回転数、舵角などの制御パラメータに対して解析を行った。4)4自由度運動モデルと流体力の理論的検討:可能な限り流体力学を活用して、理論的に推定可能な流体力特性を考慮し、運動パラメータが流体力に及ぼす影響を適切に表せる数学モデルの検討を行った。5)次年度研究計画の前倒し実施:上記の数学モデルの妥当性については、実際の操縦運動のシミュレーション計算を行い、この結果を自由航走模型試験によって確認する必要があり、この検討を次年度(H25年度)以降に実施する計画であったが、コンテナ船型についてはこの実験を繰り上げてH24年度に実施・完了した。またこれらの研究成果については、日本船舶海洋工学会春期講演会(H25年5月)などに発表すべく投稿した。操縦運動によって大きく横傾斜しやすいフェリー、コンテナ船、漁船などの中速船の操縦運動の予測や設計は、平面の3自由度(前進・横流れ・旋回)では不十分であり、横傾斜を含めた操縦運動の力学は、基本から構築し直す必要がある。本研究では、船の操縦運動を、横傾斜を含めた4自由度に拡張して取扱う方法を提示し、横傾斜を含めた操縦運動の新しい数学モデル、および予測法を提案することを目指している。25年度は以下の研究を実施した。1)24年度に製作した3種類の模型船について自航状態における拘束模型試験を実施して、舵・プロペラを装備した状態の操縦流体力(船体・舵・プロペラの干渉力)を計測し、これらの横傾斜に対する変化特性を明らかにした。2)ダイナミックに運動する場合の流体力を、簡易型強制動揺装置を製作して模型実験で計測し、この結果をもとに、主として舵周りの流体力のモデル化を行った。3)上記の種々の流体力と24年度に実施した詳細な船体の流体力解析結果を基に、適切な4自由度操縦運動数学モデルを作成し、操縦運動のシミュレーションを行った。4)上記の数学モデルによる操縦運動の妥当性を確認するには、自由航走模型試験によって確認する必要がある。この検討を次年度(26年度)に実施する計画であったが、この実験を繰り上げて実施し、数学モデルの妥当性を概ね確認した。5)上記の研究成果については、日本船舶海洋工学会春期講演会(25年5月)に発表し、その続報として26年5月にも発表すべく投稿した。横傾斜が操縦性能に影響を及ぼした海難事故に、昨今は韓国の「セオル号」の事故、わが国でもフェリー「ありあけ」などの事故がある。横傾斜と操縦運動の連成については力学的に複雑で既往の研究が少なく、その現象やメカニズムは明確でなかった。本研究では、船の操縦運動を、横傾斜を含めた4自由度に拡張して取扱う方法を提示し、横傾斜を含めた操縦運動の新しい数学モデル、および予測法を提案するもので、24年度から3カ年計画で実施してきた。最終年度にあたる26年度は、前年度までの研究成果をまとめ、日本船舶工学会、日本航海学会などに論文を発表した。