hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子配列制御した有機結晶薄膜の作製と高分子構造制御

固体反応場を利用する新しい高分子構造制御の手法を開拓し,ジエンおよびジアセチレンモノマーの薄膜結晶を作製し,ポリマー構造制御を試みた。今年度は研究対象をジエン誘導体からジアセチレン誘導体へと拡張し、π共役系ポリマー薄膜結晶の構造と物性制御の研究を行った。ジエンとジアセチレンを組み合わせた多成分系積層膜の作製と特性評価も試み、以下の成果を得た。また、昨年度の検討項目の一部も継続して取り組み,薄膜結晶中のポリマーの配向制御と垂直型モノマー積層膜の設計について研究を行った。まず、ジアセチレンモノマーの薄膜形成と重合制御を行い、π共役骨格をもつポリマー薄膜結晶を作成した。蒸着に適したジアセチレンモノマーとして、長鎖アルキル基やかさ高い極性基ならびにイオン性基を含まない構造のモノマーが適していることや重合が可能なスタッキング構造をとる分子設計を考慮して、カルボン酸を含むジアセチレンモノマーを中心に重合可能な結晶を与えるモノマー分子構造ならびに蒸着条件についての有用な知見を得ると同時に、生成ポリマー薄膜結晶の電子物性に関する基礎データを得た。さらに、多成分系積層膜のシークエンス制御を行うため、共役系ポリマーと非共役系ポリマーの組み合わせによる積層膜の作製を試みたが、検討すべきパラメータが多く、最適なモノマーの組み合わせならびに蒸着条件の決定までには至らなかった。しかしながら、一連の研究の過程で薄膜結晶中でジエンモノマーの異性化が重合に優先して起こるケースが見出され、それら固相系に特異な光反応挙動について運動性が束縛された系における異性化反応のモデルケースとして優れていることを見出した。また、これら不飽和化合物結晶の固相重合により得られるポリマー結晶は特有のインターカレーション反応を示し、特に条件により可視吸収特性が可逆的に変化する特異有機高分子結晶が得られた。固体反応場を利用する新しい高分子構造制御の手法を開拓するため,ジエンならびにジアセチレンモノマーの薄膜結晶を作製し,ポリマー構造の制御を試みた。今年度は,薄膜結晶中のポリマーの配向制御と垂直型モノマー積層膜の設計について研究を行った。無機塩単結晶上へのジエンモノマーの真空蒸着を行い,蒸着条件の最適化を行い,モデルから計算される格子間隔とモノマーの最適スタッキング距離の関係から,ムコン酸置換ベンジルエステルモノマーはKCIの(001)面でエピタキシャル結晶成長が起こり,結晶面上の特定の方向の面間隔とモノマー結晶のb軸の長さが一致することを見出した。面間隔のミスフィットが大きくなるにつれて結晶成長の機構は複雑になることがわかった。つぎに,蒸着膜への紫外線照射により重合を行い,薄膜を固定化した後,基板を溶解除去し,薄膜状の高分子膜を単離し,電子顕微鏡ならびにX線回折により構造の解析を行った。また,モノマー配向膜に偏光フィルターを通して紫外線照射することにより,選択的重合を行い,特定の方向にポリマーが高度に配列した薄膜を作製することに成功した。さらに,蒸着基板の材質の選択ならびに化学的な表面処理を行うことで,モノマー分子を垂直方向に積層させることを試みた。石英基板の表面を官能基を含むシランカップリング剤で処理し,分子配向制御試みたところ,従来型と異なる分子配置の薄膜結晶が得られることを見出し,現在,積層構造についての詳細な構造解析を継続して進めている。また,ジエンモノマー以外の不飽和化合物の薄膜結晶の作製にもついても予備検討し,蒸着可能でありかつ重合可能なモノマーの探索を行った。
造血巣の移動時にみられる細胞動態

造血巣の移動時に見られる細胞動態について、ラット胎仔肝における造血巣の変化と、放射線照射後に再生してくる再生胸腺について解析した。胎仔肝における造決巣の変化についてはその消退の過程における造血系細胞と肝実質細胞の細胞間の相互作用を解析する目的で、胎仔肝組織を免疫原としてモノクローナル抗体を作製し既にUB-11とUB-12というモノクローナル抗体を作製し報告してきた(Fujikura et al.,1990)。今回は更にUB-18、及びHAM10、HAM11のモクローナル抗体を作り解析した。UB-12がラット胎仔肝造血系細胞の大部分を標識するモノクローナル抗体であったのに対しUB-18は胎仔肝造血系細胞の数%に陽性であり成熟ラットの骨髄細胞の数%を標識する抗体であり現在その抗体の認識する抗原は何かとか従来から報告されているCD34などの血液幹細胞に特異的な抗原に対する抗体との異同を解析中である。またHAM10と11はラットの胎仔の肝実質細胞の細胞質などに認められる抗原でミトコンドリアや小胞体に特異的な抗原を認識する抗体であった。興味深いことにHAM10抗原は造血の盛んな1216日頃に強く発現したが、HAM11抗原はむしろ造血の消退する18日以降に強く発現した(Lovely et al.,1996)。これらの肝実質細胞のHAM10とHAM11抗体によって認識される分子の発現の変化と造血巣の変化との間には何らかの関係があるものと考え現在検討中である。次に、再生胸腺については再生してくる胸腺を支える脈管構築について、血管にスミを注入し解析し、その再生胸腺における重要性と、急速なT細胞造血を支えると考えられる胸腺上皮細胞の免疫組織学的変化(胸腺液性因子FTSに対する抗体などを用いた)について解析し考察を加えた。今後は再生胸腺における胸腺上皮細胞におこる変化を形態学的、機能的に解明して、急速なT細胞造血を支える仕組みについて究明をおこなって行きたい。哺乳類の造血巣は個体発生学的には卵黄嚢→胎仔肝→骨髄などへと移動する。その移動が起こる機序については分化のプログラムに基づいて行われているのであろうが、その経過を詳細に解明することによって造血の機序を明らかにすることを研究の目的とする。その目的のためにラットの胎仔肝における造血巣の変化を解析することを試みてきた。今回は、胎仔肝と胸腺について、更に以下のような実験結果を得た。(1)ラットの胎仔肝における造血系細胞並びに肝実質細胞の増殖の位相の変化についてBrdUの取り込みを免疫組織化学的に解析した。その結果、胎令14日16日頃には、造血系細胞を中心にしたBrdUの盛んな取り込みが観察された。しかし18日20日になると、その頻度は減少した。出生後は取り込み率は減り、造血巣も肝臓から消失した。胎令14日16日頃には、造血系細胞以外にも肝実質細胞によるBrdUの取り込みも盛んで、造血系細胞の増殖と、この時期の肝実質細胞の増殖が同時に盛んに行われている所見がみられた。このことは両細胞系の増殖における相互作用を示唆するものと思われた。

(2)ラット胎仔肝に対する新たなモノクローナル抗体(HAM 10、HAM 11及びUB 18抗体)の確立を行い、ラット胎仔肝や免疫臓器におけるこれらの抗体に反応する抗原の局在を解析し、胎仔肝造血の解析に興味深い所見を得た。(3)放射線照射後に再生してくるラット胸腺(再生胸腺)について、その再生の機序をT細胞や上皮性細網細胞に反応するモノクローナル抗体を用いて、免疫組織化学的手法やFlow cytofluorometryにて解析し、上皮性細網細胞がT細胞の増殖に果たす役割について考察を加えた。哺乳類における造血巣は卵黄嚢→胎仔肝臓→骨髄と移動する。このような造血巣の移動がなぜおこるかについては充分には解明されていない。我々はラットの胎仔の肝臓における造血機構について解明してきた。その場合に造血の場を構成する胎仔の肝実質細胞の役割の重要性を報告してきた。そのため胎仔の肝細胞を更に詳細に解明するために、胎仔の肝細胞を免疫原として種々のモノクローナル抗体の作製をおこってきた。今回は、胎令の16日から19日頃の胎仔の肝臓の細胞を免疫原としてモノクローナル抗体を作製した。HAM10及びHAM11というモノクローナル抗体は胎仔の肝細胞の細胞質に陽性所見を示したが、HAM10抗体は造血の盛んな胎令18日頃に強陽性となり以後漸減した。一方HAM11抗体は胎令がすすむにつれて発現が増し、出生後には一定のレベルの抗原量を発現した。これらの抗体に反応する抗原は細胞質のなかのミトコンドリア及び粗面小胞体に局在していることが免疫電顕で確認できた。これらの抗体に反応する抗原の、肝細胞分化や造血系細胞との細胞間相互作用にかかわる関係などについて今後検討して行く予定である。またこの他にUB18抗体という胎仔の造血系細胞の細胞膜や肝細胞の細胞質に反応するモノクローナル抗体も得て解析をすすめている。哺乳類における造血巣は卵黄嚢→胎児肝臓と移動する。このような造血巣の移動がなぜおこるかについては、充分には解明されていない。その結果、造血を支える基本要素である造血支持細胞の造血支持能の変化(胎仔肝臓では肝実質細胞の変化)が重要であることを報告した。一方、胎仔肝や骨髄での造血に限らず、たとえば射線照射を受けたラットの胸腺がその同じ胸腺の位置で急速に再生して来る場合についても胸腺細胞造血(Tリンパ球産生)を支える支持細胞の造血支持能の変化が重要であることを観察し報告してきた。そこで今年度は主として放射線照射後に、急速になされる胸腺細胞増殖について究明し以下の点を明らかにした。1)放射線量が600rad(6Gy)の致死量以下の線量照射後に急速に回復してくる胸腺での血管構築を血管にスミを注入して観察した。照射後3日目頃までには血管はど帳し、皮質の独特の細かな走行は乱れるもののその血管の基本的構築は保たれており、そのことが照射後わずか数日でもとの胸腺組織に近い構造(皮質と髄質の境界が明確化)に戻るうえで重要な役割をになっていると考えられた。2)照射後に残って再生してくる胸腺にみられる上皮性細網細胞の造血支持能力の変化(増強)が急速な再生と深くかかわっていると考えられた。今年度は以上の点をまとめて更に過去3年間に得た結果と合わせて研究成果報告書とした。
現代民主主義論における規範性の再定位―自由主義思想を手掛かりとして

本研究の目的は、民主主義原理から切り離された自由主義原理を、再度デモクラシー論に「節合」することで、デモクラシー理論に規範性を取り戻すことである。近代デモクラシーは異質な二つの原理、すなわち、差異と自由を重視する「自由主義的原理」と同一性と平等を強調する「民主主義的原理」から構成されている。しかし現代民主主義論、特に「ラディカル・デモクラシー論」は、このうち後者の民主主義的原理を過度に強調してきたために、自由主義的な価値観と対立し、何を望ましいとするかの「規範性」を喪失するというジレンマに陥っている。本研究はこの問題を解決するために、二つの原理を再度和解させることを試みてきた。本研究の目的は、デモクラシー理論における規範性の問題について再検討することである。しかし現代民主主義論、とりわけ「ラディカル・デモクラシー論」は、このうち後者の民主主義的原理を過度に強調してきたために、自由主義的な価値観と対立し、何を望ましいとするかの「規範性」を喪失するというジレンマに陥っている。本研究はこの問題を解決するべく、民主主義と規範の問題に取り組むものである。本年度は民主主義における規範性の問題を正義概念と接続することで解決しようとするナンシー・フレイザーの試みを検討した。そこから明らかになったことは、フレイザーの試みが、民主主義の可能性を著しく制限することによってのみ成立するというからくりであり、そのかぎりで彼女の解決策には多大な問題があることを指摘した。研究代表者は代案として「戦略」という概念に着目し、戦略的な振る舞いのみが、再度基礎付け主義に陥ることなく、民主主義に規範性を担保しうると結論付けた。この成果の一部は、論文「デモクラシーと規範」(南山大学社会倫理研究所, 2014)および"Strategy and the Political" (in Thinking the Political: Ernesto Laclau and the Politics of Post-Marxism, Routledge, 2015)として執筆された。また本年度は研究協力者らとともに研究会を立ち上げ、現代民主主義理論の問題点とその解決策について議論を重ねてきた。来年度以降もこの研究会をベースに民主主義と規範のあり方について研究を続けていく予定である。本研究の目的は、しばしば規範を欠いていると批判されるラディカル・デモクラシー論に、本質主義的ではない仕方で、規範的次元を担保する仕方を解明することにある。本年度は、プラグマティズムとりわけリチャード・ローティのネオ・プラグマティズムとポスト・マルクス主義の方法論を対比的に検討した。両者は伝統的で本質主義的な諸観念を批判する点で近い立場にあると言えるが、規範に関して言えば、前者が反-基礎づけ主義的な態度をとるのに対し、後者がポスト基礎づけ主義的な態度を取っていることを指摘した。そして前者が逆説的にも本質主義にふたたび陥ってしまう傾向にあり、きわめてナイーブな現状肯定に居直ってしまうのに対し、後者の立場が継続的な政治的作為を約束しうるものであることを解明し、論文を執筆した。また日本政治学会研究大会ではポスト・マルクス主義における革命概念について報告した。すなわち、ポスト・マルクス主義の革命論は、かつてのように大文字の解放や透明な社会を目指すといったものではなく、むしろ社会の不透明性や権力関係を背景にしたものであると論じ、討論者やフロアからフィードバックを得ることができた。また昨年度に引き続き「ポスト基礎づけ主義と規範の行方」研究会を複数回行い、メンバー間で有意義な討論を行った。社会思想史学会大会では当該研究会よりセッションを企画し、研究代表者も討論者として登壇した。フロアの参加者は多く、質疑応答を含め、活発な議論をすることができた。2016年5月には、本研究の成果の一部として『不審者のデモクラシー:ラクラウの政治思想』を岩波書店から刊行する予定である。順調に成果を出せているため。本年度は、ポピュリズムが規範がどのような関係にあるのかを集中的に検討した。これまでの研究で、ポピュリズムには民主主義的な効用ともいうべき、民主主義に有利な側面があることが明らかになっていた。しかし今日、欧州やその他の地域において、極右勢力や排外主義がポピュリズム的な手法で人々の支持を集めていることから、ポピュリズムの規範的内容に厳しい声が様々な方面からあがっている。このような研究動向に対し、ポピュリズムが民主主義を退廃させるのかどうか、それが民主主義の深化に与するのはいかなる場合か、などについての理解が重要となる。本年は精神分析理論の知見、とりわけラカン派精神分析が提起する「享楽」という概念を手掛かりに、この問いに取り組むことができた。また本年度は、これまでの研究成果を単著としてまとめ、『不審者のデモクラシー:ラクラウの政治思想』(岩波書店, 2016)として刊行した。また本書を中心にした合評会がいくつか開催され、参加者と有意義な討論をすることができ、それにより、本研究の意義と課題を確認することができたたことは僥倖であった。さらに昨年度に引き続き「ポスト基礎づけ主義と規範の行方」研究会を複数回行い、メンバー間で有意義な討論を行った。社会思想史学会大会では当該研究会よりセッションを企画し、フロアの参加者の方々と活発な議論をすることができた。現在、本研究会の成果を刊行すべく準備を進めているところである。計画どおり進んでいる。

最終年度である本年度は、これまでの成果を踏まえた上で、民主主義とリベラルな規範との結節点として、近年注目される「左派ポピュリズム」の検討を行った。昨今の欧州などにおける極右ポピュリズムの台頭もあり、ポピュリズムは、社会に分断や排除を生み出し、リベラル・デモクラシーを毀損するものとして、政治学者のあいだではあまり評判の良くない概念である。しかし、シャンタル・ムフやヤニス・スタヴラカキスのような論客は、ポピュリズムに現代民主主義を根源化する可能性を見出し、それを一定のリベラルな諸原理と節合することで「左派ポピュリズム」という立場を精力的に展開している。それはマイノリティの排除を唱える極右的なポピュリズムとはちがい、排除された人々やマイノリティの包摂を可能にするポピュリズムのあり方なのである。本研究は共同体における人々のつながり、つまりは「政治的紐帯」の再生が、しばしば「ネイションの罠」に陥っていることを確認した。しかし、ネイションを中心に人々の連帯を再生しようとする試みには、容易に他者を排除する、排他的で不寛容な紐帯に陥ってしまう危険性が潜んでいる。それを避けるために、ポピュリズムが一定程度、有効であることを示した。つまり、ポピュリズムは人々のつながりを分断するのみならず、非本質主義的な紐帯を創出する大きな手がかりになることがわかった。本研究成果は、「ポスト・ネイションの紐帯のために」(『つながりの現代思想』明石書店、2018年4月)として、執筆された。本研究の目的は、民主主義原理から切り離された自由主義原理を、再度デモクラシー論に「節合」することで、デモクラシー理論に規範性を取り戻すことである。近代デモクラシーは異質な二つの原理、すなわち、差異と自由を重視する「自由主義的原理」と同一性と平等を強調する「民主主義的原理」から構成されている。しかし現代民主主義論、特に「ラディカル・デモクラシー論」は、このうち後者の民主主義的原理を過度に強調してきたために、自由主義的な価値観と対立し、何を望ましいとするかの「規範性」を喪失するというジレンマに陥っている。本研究はこの問題を解決するために、二つの原理を再度和解させることを試みてきた。文献研究を中心に計画通り進捗している。次年度は国際会議や海外の学会に参加し、海外の研究者と意見交換ができればと考えている。排外主義とデモクラシーの関係について引き続き、問われる必要がある。現代政治理論・民主主義論研究協力者らと立ち上げた研究会をベースにさらなる検討を行っていく。理論的にはラディカル・デモクラシーとプラグマティズムとの関係を探ることで、規範の欠如をいかに克服するかを考察する。今年度は論文執筆に集中したため、必要最小限の文献収集で済ませたため。研究実施場所が移動したため予定が変更された。必要なものを購入後、端数が余った。海外の学会などに積極的に参加し、研究成果を発表していきたい。出張費および研究成果の刊行に向けた打ち合わせ経費を予定。研究遂行に必要な消耗品を購入予定。
免疫細胞活性化初期過程の細胞内1分子イメージング解析

薄層斜光照明法により、高いシグナル/ノイズ比の鮮明な細胞内の蛍光1分子像を取得した。3次元イメージングおよび定量解析法開発によりシグナル分子の細胞内定量解析を可能にした。人工脂質二重膜上の副刺激受容体マイクロクラスターの解析により、T細胞受容体と同様補助因子シグナルも同様に局在するが、時間経過とともに分離し、T細胞活性化に作用していることを明らかにした。蛍光1分子顕微鏡システムは、蛍光励起用のレーザー光の入射位置をPC制御でシフトすることにより、照明方法を全反射照明法(TIR)から薄層斜光照明法(HILO)そして落射照明法(Epi)へと変化させることができる。薄層斜光照明法は、細胞内部だけを薄層状に照明することで背景光を抑える特徴がある。顕微鏡のステージPC制御によるフォーカスコントロールとあわせてPC制御することにより、細胞表面と細胞内部の任意の深さを瞬時に切り換えることができ、それぞれの場所での最適な観察と同時に、3次元イメージングが可能になる。複数種の蛍光ラベルタンパク質を用いることにより、マルチカラー3次元イメージングを行うことで、各タンパク質の刺激前後での分布変化、共局在変化を定量することができる。このシステムを用いて以下の研究を行った。免疫担当細胞の一つである肥満細胞を刺激すると、細胞内の亜鉛濃度が数分の間に上昇する(亜鉛ウェーブ)。亜鉛輸送タンパク質の発現による刺激後数時間から数日を要する濃度変化と異なり、細胞外からの刺激が直接作用するセカンドメッセンジャーとしての亜鉛の重要な働きと考えられる。細胞内の亜鉛放出部位を特定するために、蛍光1分子顕微鏡システムにより亜鉛インジケータと小胞体マーカーとの2色3次元イメージングを行ったところ、小胞体付近の細胞質で亜鉛濃度が上昇する様子を観察することができた。申請者らが開発した蛍光1分子顕微鏡システムは、蛍光励起用のレーザー光の入射位置をPC制御でシフトすることにより、照明方法を落射照明法(Epi)から全反射照明法(TIRF)そして薄層斜光照明法(HILO)へと変化させることができる。観察対象により、より背景光が低い照明法を選択できる利点がある。薄層斜光照明法は、細胞の厚みよりも薄い610ミクロンの幅で、細胞内部だけを薄層状に照明することにより、背景光を抑えると同時に、シグナル画像強度を増加させることで、シグナル/ノイズ比の高いクリアな1分子蛍光画像を得られる特徴がある。顕微鏡のステージPC制御によるフォーカスコントロールと合わせてPC制御することにより、制帽表面と細胞内部の任意の深さを瞬時に切り換えることができ、それぞれの場所での最適な観察と同時に3次元イメージングが可能になる。この顕微鏡システムを用いて、薄層斜光照明法により細胞核内での転写因子の1分子イメージングを行った。転写因子のGFP融合タンパク質を低レベルで定常的に発現する細胞種を構築し、観察したところ、生きた細胞核内での転写因子1分子を鮮明に可視化することができた。これにより転写因子の動態を解析することが可能になった。1分子イメージングの結果を用いて、滞在時間、拡散係数などの定量解析を行ったところ、秒単位の滞在時間の分布が得られ、DNAとの相互作用を示唆すると考えている。また、全反射照明法を用いて、免疫細胞活性化初期過程で重要とされる補助因子シグナル伝達の時空間的制御の動態についても、明らかにすることができた。
教員養成課程における「災害対応教育プログラム」の開発と評価

本研究は、教員養成課程において自然災害授業導入の発展を探ることを目的としている。東日本大震災より6年後、未だに学校での自然災害授業の実施は少ない。特に教員養成課程の導入はまだ不充分である。自然災害授業の促進と開発のために、まず教員養成課程で実施されている自然災害授業数を調べてデータを取得する一方、2011-2012年には学生と東北で現地調査をした。自然災害授業が全くない大学も幾つかあり、また学生の自然災害へのより深い理解のために現地へ行くことの重要性も学んだ。その結果、課題はあるが、第一歩として、全教員養成課程に自然災害授業を必修科目として導入してはどうか、それが可能ではないかと考察した。本研究は、東日本大震災の被災地における学校の被災実態を踏まえて、教員養成課程における大学生のためのより充実、発展した災害対応教育プログラムの開発を目的としているものである。2011、2012年度には、関東大震災、伊勢湾台風、阪神淡路大震災における事例を踏まえ、かつ滋賀大学の地域教育サポート事業から得られた成果の応用として、東日本大震災の被災地に学生をスクールサポーターとして派遣した。しかし、学校は地域の避難所としての機能も期待されており、受け入れ側の教師がスクールサポーターの統括をすることは難しい。また、初めての学校でかつ短期間の活動で、派遣された学生が現地の教師や児童生徒と信頼関係を構築する難しさもある。昨年度は、当プログラムが実施したこの派遣事業のもたらした課題や他の教育支援ボランティアに関する先行事例をもとに、災害復興教育支援のあり方を考察し、発災後の教育活動支援システムを構想した。自分達が居住している地域(被災地外)で、日常からスクールサポーター活動を行っている学生が、この教育活動支援の核となるシステムである。支援が短期間であっても学校との橋渡し役の核となる学生が学校にいることで、教師の負担も軽減される。発災後の教育活動支援システムに関して、当然学生への事前の研修が必要となる。しかし、現在我が国にはこれといった具体的なものはない。そこで、昨年度に視察したサンフランシスコ・ベイエリアのAmerican Red Crossの訓練が参考になる。American Red Crossは日本赤十字社と異なり、災害時には避難所設営を行う。そのため、あらかじめボランティアや高校生に対して避難所運営の訓練を行っている。日米を問わず、教育学部の学生がこの訓練を受けることにより、スクールサポーターとして日頃活動している学校への災害時の支援活動が有効なものになると考える。本研究は、東日本大震災の被災地における学校の被災実態を踏まえて、教員養成課程における大学生のためのより充実、発展した災害対応教育プログラムの開発を目的としている。東日本大震災の被災地における学校の実態を調査するために、資料等の収集と併行して、被災地の学校に滋賀大学の学生をスクールサポーターとして派遣し、観察・ヒアリングを行った。今回の震災で被災教員たちが膨大な回復作業をこなしている状況を考えると、教員を目指す学生がこれらの教員の手足となるような体験をすることは教師訓練上非常に有効である。また学生にとっても活動で得た経験は将来教員となった時に活かされないといけない。一方初めての学校でかつ短期間の活動であったため、教員も児童生徒も困難な状況下における互いの接し方に戸惑いが顕著にみられた。震災前からサポーター活動を行って信頼関係を構築している地元の学生が核になるシステムや、他の教員養成大学がそれに合流連携するシステムなど災害に効果的に対処できる大きな組織づくりが必要である。現在の日本の学校には発災後速やかに対応するシステムはなく、学校は災害時に地域の避難所になるのみである。これでは教師が学生を統括することはできない場合が多い。今後起こりうる大災害で学校支援システムを機能させられるようパラダイムが必要である。さらに日本の教員養成課程の学生が、自然災害に備えて何を学んでいるか現状把握のために、日本教育大学協会に属する大学のシラバスを精査した。これらの学生は殆ど災害対応を学んでいない現状があり、教員養成カリキュラムとしては、災害対策上不能であることを明らかにした。学校における災害学習に関する研究では、社会科の学習指導要領と教科書の災害関連内容の分析を行い、過去の授業実践記録を調べて、今後あるべき学校教育における教員養成カリキュラムを強化する視点で災害学習のあり方を検討した。本研究は、教員養成課程における大学生のためのより充実、発展した災害対応教育プログラムの開発を目的としているものである。自然災害が多発している状況において、学校と教師の新たな役割として、災害対応が強く求められており、極めて重要である。しかし、教員養成課程において、教育職員免許法上、災害対応に関する科目の履修は義務付けられてはおらず、自然災害に関してどのような科目が開設されているか、集約・整理されていない。そこで、2012、2013年度は、教員養成課程における自然災害教育の実情を把握することを目的として、日本教育大学協会加盟大学のシラバスを精査し、自然災害教育の実施状況を把握した。このシラバス分析による結果をもとに、2014年度は、自然災害教育を実施している教員養成課程の実情を把握することを目的として、自然災害教育を実施している大学教員を対象として、郵送による自記式質問紙調査を行った。調査の主な内容は、自然災害教育の内容と課題、授業の特色、受講者の意識変化の程度、大学での災害対応の取組みなどである。得られたデータを分析し、学会にて発表を行った。現在は、論文としての公表に向けて作業を進めている。研究スタート時から継続して行っている自然災害教育に関する教科研究、実践研究については、社会科に次いで、2014年度は、家庭科を採りあげ検討を試みた。

家庭科を採りあげた理由は、戦後初めての学習指導要領(試案)には第七学年「単元(ニ)備えある生活B災害の予防」の内容があり、現行中学校学習指導要領においても「災害への備え」が必修であるためである。これまでに得た知見をもとに、災害対応教育プログラム案の作成を試み、滋賀大学教育学部2014年度秋学期教養教育の授業において一部実践し、検討を行った。本研究は、教員養成課程における大学生のためのより充実、発展した災害対応教育プログラムの開発を目的としているものである。本プログラムは、学校の災害対応と学校における災害教育の2つからなる。2015年度は、学校における災害教育に焦点をあて、小・中学校における具体的な授業案を作成した。小学校における災害教育の授業案の作成過程は次の通りである。まず、日本教育大学協会加盟大学の教員を対象に2014年度、教員養成課程における災害教育の実情調査を行い、その結果から、災害授業を既に導入している教員の多くは「地域特性の理解・対応が困難である」という課題に直面していることが判明した。そこで、滋賀県を一例に小学5年生以上を対象とした1年間の災害教育、具体的には滋賀県高島市のたかしま災害支援ボランティアネットワーク「なまず」(防災功労者内閣総理大臣賞、防災まちづくり大賞総務大臣賞を受賞)が主催する「減災アクションクラブ」の活動に教員養成課程の大学生とともに参加し、その結果を解析して災害授業案を作成した。データは参与観察の手法により収集し、児童の1自然災害への関心の高まり、2災害対応の重要性の再認識、について分析した。教員養成課程の大学生については、活動への参加・観察者としての省察記録から、12に加えて、3小学校での災害教育実施の必要性の理解の高まり、について分析し、教員養成課程における災害教育についても検討を行った。また、地域連携協力者との協働の仕方についても考察し、以上の結果を基に、滋賀県小学校での避難所体験を中心とした災害授業案を作成し提案した。中学校における災害教育の授業案は、中学校技術・家庭家庭分野の住生活領域における「自然災害への備え」の内容で作成し提案した。授業案作成にあたり得られた知見は、文部科学省検定済教科書や、文部科学省検定済教科書準拠学習指導書などに反映させた。研究スタート時の研究計画とは異なる方向から目標達成を目指すこととなったが、目標への到達度としては、概ね順調と考える。その理由は、研究のフィールドを自身の大学がある県内に移した結果として、滋賀県小学校での避難所体験を中心とした災害授業の提案ができたことにある。最初は2014年度に実施した教員養成課程における災害教育の実情調査の分析結果に加えて、災害教育を実施している教員へのヒアリングを行い、質問紙調査では捉えることができなかった内容も、教員養成課程における「災害対応教育プログラム」に反映させていく予定であった。
非極性脂質の血漿リポタンパク間交換転送反応の生理的役割とその触媒蛋白質の作用機序

1.脂質転送反応測定の基質として用いる【^(14)C】コレステリルエステル(CE)標識LDLをLDLの特異的吸着剤であるデキストラン硫酸セルロースを用いて行った。血漿d>1.006画分に標識脂質を含むレシチンリポソームを添加してインキュベートし、吸着剤にLDLを結合させ、溶出してd<1.063画分を得た。アポBおよび脂質組成は天然LDLと同じものが得られた。2.ヒト血漿LDL-HDL間でのCE転送の速度を測定した。識基質を含むLDLを血漿d>1.006画分に添加し37°CでHDL中にあらわれてくる放射能を経時的に測定して、両方向平衡反応の式にて結果を解析、速度を計算した。速度はLCATによるCE産生速度より数倍速く、またHDL・LDL濃度の積に比例した。従って血中で産生されたCEは速やかに各リポタンパク画分中に分布してゆくこと、またその速度は粒子の衝突の頻度に比例することが示された。3.脂質転送タンパク質(LTP)はヒト血漿より約2000倍に部分精製した。デキストラン硫酸によるリポタンパク沈澱後、上清をフュニルセファロース,CMセルロース,DEAEセファロースによって分画、最終的に上記の標品を得た。血漿からの回収率は約10%、アポリポタンパク質の混入はなかった。4.レシチン,トリオレインよりなるLDL大のマイクロエマルジョンへのLDLからのCE転送におけるLTPとアポリポタンパク質の作用を検討した。粒子は、アポタンパク非存在下ではLDLと融合しCEの自発的転送がおこりLTPはこれに殆んど影響を与えない。一方アポリポタンパク存在下ではこの反応は阻止され粒子は安定となり膜コレステロールの自発的転送のみがみられる。LTPはTGとCEの交換反応を促進し、各アポタンパク間にこの作用の特異性はみられなかった。
ナノ結晶の電子スペクトルシミュレーターの開発と高速化

ナノ結晶体の光電子分光解析を目的とした干渉性弾性散乱効果を組み込んだMonte Carlo (MC)Simulationのコードを開発した。実用的な計算時間内で良好なS/N比の光電子スペクトルを求める為,光電子の生成と輸送の時間発展の順番を逆転させたアルゴリズムを導入した。この導入は均一な物質系では例があるが不均一系では初めてで,それによって結晶クラスターの可干渉サイズを決定するためのMean escape depthをLi, C, Si, Cu, Ag, Auの100eV10keVの光電子について高い精度で求める事ができた。結果をデータベース化するためのデータフォーマットの検討も行った。1.干渉性弾性散乱における可干渉の空間サイズの検討本研究においては、結晶性試料における干渉性弾性散乱をMonte Carlo simulationで扱う。その際に、弾性散乱が可干渉性を保つ空間サイズをSimulationコードの中で決定しておく必要があり(そうでないと電子が無限長の可干渉性を持つことになり実験結果と整合しない)、この空間サイズはeffective attenuation lengh (EAL)またはmean escape depth (MED)を上限値とする。本研究では、X線励起の光電子を扱うため、EALもMEDも光電子の発生時の非対称パラメーターの影響を強く受ける。そこで今年度は、非対称パラメーターの影響を汎用的に扱えるMEDに焦点を絞り、非対称パラメーターを考慮したMEDの定式化を検討した。2.データベースの記述形式の検討1.干渉性弾性散乱における可干渉の空間サイズの検討本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果をMonte Carlo simulationに組み込むにあたり,結晶性クラスターによる弾性散乱微分断面積が散乱角の極角θだけでなく方位角φによっても異なる値を持つことを忠実に反映したプログラムの開発を今年度行った。なお,従来の光電子スペクトルを計算するMonte Carlo simulationでは,原子による弾性散乱微分断面積を扱うため極角θだけの取扱いで済んでいた。干渉性弾性散乱効果を扱うには,可干渉長もMonte Carlo simulationに組み込む必要があるため,可干渉長の最大値を簡便に与えるmean escape depth (MED)の定式化を行った。本研究の結果,光電子を発生する原子軌道の非対称パラメーターの値と光電子を検出する立体的な角度配置の関係によってMEDの値が大きく異なることを定量的に明らかにすると共に,MEDの定式化に成功をした。2.データベースの記述形式の検討干渉性散乱を考慮した弾性散乱微分散乱断面積を組み込んだMonte Carlo simulationによって求めた角度分解光電子スペクトル並びにそれに対応する実験データの記録とデータマイニングを行うため,昨年度の成果を元にデータフォーマットの具体化を行った。特に今年度は,表面分析研究会も議論の場として,既存の国際データフォーマットと整合性のとれた新しいデータフォーマットの具体化を推進した。本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果を組み込んだMonte Carlo (MC)Simulationのコードの開発を行った。良く知られているようにMC法で計算した電子スペクトルのS/N比は,検出立体角内に到達する電子数で決まる。対象とする物質系が一様であれば,空間的な対称性の良さを利用して実効的な検出立体角を広くとることでS/N比の良いデータを得ることが出来る。ところが本課題のように空間的に一様でない系では,実効的な検出立体角を広く取ることができず,実用的な計算時間内で良好なS/N比の電子スペクトルを得ることが困難であることが本研究の過程で分かった。そこで,実用的な計算時間内で良好なS/N比の電子スペクトルを得るために,光電子の生成と輸送の物理モデルの時間発展の順番を逆転させたアルゴリズムを新たに導入した。これは言い換えると,最初に検出立体角を指定し,その検出立体角に入る電子だけを計算する手法である。そのため,検出立体角に入らない電子を計算する無駄が無くなり,効率的に計算でき,結果として空間的に一様でない系であっても良好なS/N比のデータを得ることができる。この時間反転の手法は,均一な物質系では過去に報告例があるが,不均一系にこの手法を適用しMC法として実現したのは前例の無い初めての試みである。この新しい手法により結晶クラスターのサイズを決定するためのMean escape depthを多元素について短時間で精度よく計算することが初めて可能になったため,この新手法に切り替えて計算を行い精度を上げた成果を論文化している段階である。MCシミュレーションの結果を記録するためのデータフォーマットについても検討を行った。特に計算を実施するモデルの詳細をメタデータとして記録するフォーマットについて検討を行った。本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果を組み込んだMonte Carlosimulationコードの開発を行った。干渉性弾性散乱の微分散乱断面積を計算する際の結晶クラスターのサイズ決定を(フィッティングパラメーターとせずに)

Mean escape depth(MED)の値を使って合理的に推定することが本研究のオリジナリティの一つであったので,Monte Carlo simulationを使ったMEDの導出とその定式化が成功したことで,研究の達成に目途がついた。昨年度MEDの定式化を部分的に実現したものの,対象とする物質が軽元素(リチウム)から重元素(金)まで,かつ光電子の運動エネルギーの範囲が0.110keV,光電子を検出する角度範囲が080度近くまでの広い範囲で十分に対応できる定式化でなかったことが,その後の研究で明らかになったので,今年度はこの課題を克服したMEDの定式化に成功した。現在,この成果について論文執筆中である。表面化学分析今後は、干渉性の弾性散乱微分断面積を使ったMonte Carloシミュレーションの高速化を図る。干渉性の弾性散乱微分断面積は,極角θだけでなく方位角φにも依存するため,パラメーターの数が増えそれに応じて(発生電子数が同じであれば)Monte Carlo simulationの結果の統計誤差が著しく増大してしまう。この問題を解決するための高速化を図る。シミュレーション結果をデータベース化し,そのデータベースと実測結果についてデータマイニングを行うためのアルゴリズムの開発を行う。1.干渉性弾性散乱における可干渉の空間サイズの検討本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果をMonte Carlo simulationで扱うにあたって、入力パラメーターとなる弾性散乱の可干渉長を求める手法を検討した。可干渉長の上限値としてmean escape depth (MED)に焦点をあてて、定式化を行った。定式化は、光電子の非対称パラメーター、運動エネルギー、放出角度、および物質の構成元素に関して行った。可干渉長は、本研究で開発するMonte Carlo simulationの内部において使用する光電子発生のクラスターのサイズを決めるのに必要なだけでなく、可干渉長以下の厚さを持つ表面層とそれよりも深層とでsimulationのアルゴリズムを替える必要があるため、可干渉長を効率的に求める手法の開発は本研究の遂行に不可欠のものである。本研究の成果は、近く論文投稿する予定である。2.データベースの記述形式の検討干渉性散乱を考慮した弾性散乱微分散乱断面積のデータベースの記述形式については、散乱断面積の値を記述するだけでなく、その散乱断面積を使って計算を行った(実験結果と比較できる)試料外に放出された光電子の結果まで記述できることが必要である。
高血圧発症における「塩分メモリー」の解析とその分子機序の検討

高血圧の発症には遺伝素因と環境因子の双方が重要な役割を担うことが知られている。環境因子の中でも特に塩分が重要な役割を担うことが示されているが、塩分が高血圧の発症とどのように関連するのかについては不明な点が多い。本研究では2つの高血圧モデル動物に対して、6週齢から14週齢まで高食塩食を投与すると、高血圧が持続する、すなわち「塩分メモリー」が存在することを明らかとした。また、腎臓の交換移植実験を行った結果、その主座が腎臓に存在することを明らかにし、またその機序を検討した結果、腎臓の細動脈のリモデリングと全身および局所のレニンーアンジオテンシン系の亢進がこの現象に関与している可能性が示唆された。高血圧自然発症ラット(SHR)(n=30)を5群に分け、コントロールを除く群では同様に6週齢から14週齢まで一過性に、低食塩食(0.12%NaCl)、高NaCl食(7%NaCl)、高NaAA食(12.7%NaAA)、また高NaCl食と同等のCl負荷となる高Cl/アミノ酸(AACl)食(11.6%AACl)を与えた後、正常食に戻し、その後約3か月間血圧や尿蛋白の変動を経過観察した。高NaCl群は、血圧が300 mmHg前まで上昇し、正常食に戻したあとも他群に比べ有意に血圧上昇を認めた。高NaAA群、AACl群とも投与中、投与後ともコントロール群とほぼ同様な血圧上昇を示したが、高NaCl群に比して明らかに低値であった。(コントロール群245±3、高NaCl群285±2、高NaAA群245±3、高AACl群247±5、低食塩食群243±3 mmHg)24時間尿蛋白量は、高NaCl群では投与中・投与終了後ともに高値を示し、腎臓の細動脈肥厚も認めた。また、Dahl食塩ラットと同様、血漿レニン活性、アルドステロン濃度ともに高NaCl群が高値の傾向を示した(コントロール4.1±0.7、高NaCl群5.1±1.1、高NaAA群3.4±0.3、高AACl群3.5±0.6、低食塩食群3.2±0.5 ng/ml/h)。本研究では2つの高血圧モデル動物(Dahl食塩感受性ラット(DS)ならびに高血圧自然発症ラット(SHR)に対して、6週齢から14週齢まで高食塩食を投与すると、高血圧が持続する、すなわち「塩分メモリー」が存在することを明らかとした。また、腎臓の交換移植実験を行った結果、その主座が腎臓に存在することを明らかにし、またその機序を検討した結果、腎臓の細動脈のリモデリングと全身および局所のレニンーアンジオテンシン系の亢進がこの「塩分メモリー」現象に関与している可能性が示唆された。雄DSラット(n=24)を4群に分け、コントロールを除く群では各々6週齢から14週齢まで低食塩食(0.12%NaCl)、高NaCl食(7%NaCl)、また高NaCl食と同等のNa負荷となる高Na/アミノ酸食(12.7%NaAA)を与えた後、正常食に戻し、その後約3か月間、定期的にtail-cuff法で血圧測定を行い、24時間蓄尿にて尿蛋白の変動、Na,Cl排泄量を測定した。30週で全群屠殺し、組織学的・生化学的解析を行った。その結果、高NaCl食一過性投与群では、高NaCl食投与により収縮期血圧が200 mmHg前後に上昇した。また、正常食に戻した後も、血圧は正常化せず、高NaCl食中止4ヶ月後の時点でコントロール群に比して明らかな上昇(約4050 mmHg)を認めた。高NaAA群では投与中、投与後ともコントロール群に比して軽度血圧上昇を認めたが、高NaCl群に比して有意に低値であった(コントロール群140±6、高NaCl群198±8**、高NaAA群162±4*、低食塩食群144±4 mmHg)。一方、低食塩食では投与中わずかに血圧低値の傾向を一部認めたのみで、コントロール群との有意差を認めなかった。1日尿中Na排泄量は高NaCl群、高NaAA群で高Na食投与期間中は同等に上昇したが、尿中Cl排泄量は、高NaAA群で著明に抑制されていた。

また、血漿レニン活性ならびに血漿アルドステロンは高NaCl群でのみ上昇していた(コントロール群2.3±0.6、高NaCl群4.2±0.7**、高NaAA群1.4±0.2、低食塩食群2.4±0.5 ng/mL/h)。高血圧の発症には遺伝素因と環境因子が関与していることが示されている。環境因子の中でも特に塩分摂取が高血圧の発症に関連することが知られている。しかし、塩分と高血圧、高血圧性臓器障害発症との関連についてはいまだ不明な点が多く、特に、高血圧発症早期における塩分摂取の影響は明確にされていない。そこで我々は、高血圧発症時期の一時的な塩分バランスの変化の影響が記憶される「塩分メモリー」が存在するか否かを検討することを目的とした。具体的には、本態性高血圧症に最も近いモデル動物と考えられている高血圧自然発症ラット(SHR)に一過性に高食塩食を投与して血圧上昇を起こした後に、通常食塩食に戻した場合の血圧の変化とその成因を検討する研究を行った。本年の実験結果より、SHRで一過性に高食塩食を投与すると、正常食に戻した後も正常血圧に戻らない、すなわち「塩分メモリー」が存在することが示された。また、「塩分メモリー」が出現するためには、ナトリウムイオン・クロールイオンの両方の存在が重要であることが示された。更に、その機序にはレニンーアンジオテンシン系の変化をもたらす発現調節機構が関与している可能性が示唆された。高血圧の発症には遺伝素因と環境因子が関与していることが示されており、環境因子の中でも特に塩分摂取が高血圧の発症に関連することが知られている。今回、高血圧発症時期の一時的な塩分バランスの変化の影響が記憶される「塩分メモリー」が存在するか否かを検討することを目的とした。具体的には、食塩感受性モデル動物であるDahl食塩感受性ラット(DSラット)、に一過性に高食塩食を投与して血圧上昇を起こした後に、通常食塩食に戻した場合の血圧の変化とその成因を検討する研究を行った。一連の実験により、DSラットで一過性に高食塩食を投与すると、正常食に戻した後も正常血圧に戻らない、すなわち「塩分メモリー」が存在することが示された。また、「塩分メモリー」が出現するためには、クロールイオンの存在が重要であることが示され、その機序にはレニンのresettingをもたらす発現調節機構が関与している可能性が初めて示唆された。これまでの一連の実験により、DSラットや高血圧自然発症ラット(SHR)で一過性に高食塩食を投与すると、正常食に戻した後も正常血圧に戻らない、すなわち「塩分メモリー」が存在することが示された。この現象における血圧変動による直接作用を検討するために、雄DSラットを5群に分け、6週齢から14週齢まで高食塩投与に加えカルシウム拮抗薬(ニフェジピン)、血管拡張薬(ヒドララジン)、アンジオテンシン受容体拮抗薬(カンデサルタン)で正常食群と同程度に降圧し、その後正常食に戻した後の血圧の変動を定期的に検討する予定である。また、14週と24週で各群のラットを屠殺し、組織学的・生化学的解析を行う予定である。一方、塩分メモリーにおける腎臓の役割を更に明確にするために、雄DSラットを2群に分け、6週齢から14週齢まで高食塩投与を行う。14週齢の時点で、高食塩投与のDSラットから正常食塩投与DSラットの腎移植、および正常食塩投与のDSラットから高食塩投与DSラットの腎移植を行い、各々のラットにおける血圧の変動を比較検討する。上述した通り、これまでの一連の実験により、DSラットで一過性に高食塩食を投与すると、正常食に戻した後も正常血圧に戻らない、すなわち「塩分メモリー」が存在することが示された。
河川結氷時における津波遡上の挙動解明

結氷河川へ津波が遡上する場合の防災・減災対策を検討するために,津波が結氷河川を遡上する場合の伝播機構の解明,津波により破壊された氷板によるジャミングの物理機構の解明を行い,津波の河道からの氾濫のみならず氷板をはじめとする漂流物の構造物等への衝撃力を把握する手法の開発を目的として研究を実施した.その結果,結氷時における津波の河川遡上は,通常の遡上機構とは大きく異なることが把握された.また,津波の挙動及び大規模な氷板漂流現象さらには,構造物への衝撃力や構造物の動的応答をも予測する手法の開発に成功した.結氷河川へ津波が遡上する場合の防災・減災対策を検討するために,津波が結氷河川を遡上する場合の伝播機構の解明,津波により破壊された氷板によるジャミングの物理機構の解明を行い,津波の河道からの氾濫のみならず氷板をはじめとする漂流物の構造物等への衝撃力を把握する手法の開発を目的として研究を実施した.その結果,結氷時における津波の河川遡上は,通常の遡上機構とは大きく異なることが把握された.また,津波の挙動及び大規模な氷板漂流現象さらには,構造物への衝撃力や構造物の動的応答をも予測する手法の開発に成功した.要素研究Aについては,結氷時の河川津波の水理実験を実施し,圧力伝搬速度と圧力減衰について検討を行った.完全結氷時の河川津波について,津波の第一波では圧力の上昇が抑えられるが非常に速い速度で圧力が伝搬し,ある地点で圧力解放が発生し,河氷が破壊され河氷は水面を浮遊する状態となる.第二波以降で,河氷のサイズが小さくなるに伴い,圧力の伝搬速度は遅くなるが,圧力の上昇および分散波列は開水時と同等の現象となり,さらに漂流物としての河氷が圧力の上昇とともに流動することが推察された.河川結氷時の河川津波対策においては,第二波以降に特に着目して検討する必要があることを示している.要素研究B-1については,2011年東北地方太平洋沖地震津波によって氷板破壊が確認された鵡川の調査写真を用いて,画像解析に基づく氷板サイズの計測を行いヒストグラムで整理した.河口から2.7kmの地点では,3.06.0mのサイズが多く存在し最大で30mの氷板が存在した.樋門の吐口水路(水面幅は約13m)の氷板では,2.03.0,5.06.0,7.08.0と3つのピークを持つ分布となった.場所により氷板サイズの分布が異なることが明らかとなった.また,画像解析と調査データを用いて氷板の質量を推定し,河川津波による滞留氷板の質量は,鵡川橋周辺で約1t20t,最大では5t170tと推定された.要素研究B-2については,津波とともに輸送される氷塊の構造物への衝突を想定した氷塊の破壊挙動や構造物へ及ぼす衝突・動的荷重について検討した.そのため,既往研究に加え,中規模程度の自由落下方式による人工海氷の衝突実験(最大衝突速度:8m/s)を様々な条件で実施した.さらに,脆性材料である氷を3次元のDEM(個別要素法)で,構造物をFEM(有限要素法)でそれぞれモデル化し,衝突荷重や脆性的破壊挙動を概ね再現できる基礎的なツールを構築した.これより,津波および氷板群衝突・集積を考慮した河川構造物等の施設配置検討や構造設計等に資するツールを獲得できる明るい見通しを得た.次に示す要素研究A, B-1, B-2およびタスク2, 3に取り組み,得られた成果について取りまとめを行い成果の発表を行った.○要素研究A「結氷河川における波状長波の圧力伝播の解明(渡邊,吉川)」;流れと波の共存場での水理実験結果の解析により,氷板が固定されている場合には,開水時に比べ圧力電波が早くなるものの,浮遊状態で存在する場合には開水時よりも遅くなることを明らかにした.また,鉛直方向流速成分は津波到達時の短時間のみ顕著であるが,1次元の不定流計算でもある程度再現可能であることが明らかにした.○要素研究B-1「河川津波よる氷板破壊の統計モデル(吉川)」;東日本大震災時に撮影された写真の画像解析による氷板のサイズ,厚さ,強度の確率分布算定結果を基に,氷板の分断サイズの推定関数を導出し,津波遡上時におけるアイスジャムの現象解明への基礎資料を得た.○要素研究B-2「氷板の衝突と集積の物理過程の解明(木岡)」;人工海氷を用いた中規模実験に個別要素法(DEM)による数値実験を適用しその妥当性を確認するとともに様々な形態をとる,氷板の衝突・破壊と集積の物理過程について検討できる基礎的ツールを開発した.また,模型氷を用いた水理模型実験実施し,氷の集積状況ならびに構造物への作用力等について検討を行った.○タスク-2:河川津波によるアイスジャムの機構解明(渡邊,吉川)河川津波によるアイスジャムの機構解明として,水理模型実験結果を再現する氷板漂流モデルを構築し,水理模型実験との比較から高い精度で現象を再現できることを確認した.○タスク-3:氷板漂流を伴う河川津波の氾濫流の挙動解明(渡邊,吉川)氷板漂流を伴う河川津波の氾濫流の機構解明を行うため,タスク-2で構築されたモデルを2次元に拡張するとともに,2次元氾濫水理実験を再現するモデルの構築を行った.氷塊のシミュレーションに新たに構築した

3次元個別要素法(3D-DEM)を適用し,構造物の応答解析には3次元動的弾塑性FEMを適用して,氷塊と衝突過程にある構造物の詳細な動的応答解析が可能な,総合的で実用的なシミュレーション手法を開発した.なお,構築したシミュレーションプロセスは,構造設計のみならず,性能評価や安全性の視覚的な理解と確認が可能となるよう,構造物の動的応答変位やその応力・歪み等に加え,氷塊やその破壊氷塊群の軌道等がアニメーションとして表示される.また,水理実験を実施し,従来アイスジャムが発生しやすいとされている水路幅が狭い箇所,水深が浅い箇所では発生せず,水路幅が狭い箇所の上流となる水深が深く流速の遅い箇所において発生した.このような場でのアイスジャムの形成は以下の過程を経ることを明らかにした.1)氷板模型が流速の遅い場所で集積し堆積することにより上流側の水位が上昇する.2)上流の水位の上昇に伴う水面勾配の増大により,上流の氷板模型は下流へと流下し,下流側の氷板模型の密集度が高くなり,よりアイスジャムの状況が顕著になる.また,フルード数と同様の形式をした無次元量Fiにより,アイスジャム発生の可能性が評価でき,氷板サイズが大きく,氷板量が多く,流量が少ないほど,アイスジャムは発生しやすいことを明らかにした.さらに,水面変形及び氷板群の挙動追跡を行うことができる粒子法に基づく数値計算モデルを構築し,浮遊剛体群の並進速度の時系列変化および狭窄部における氷板挙動の検討に適用することで,モデルの適用性を検証した.また,結氷した樋門吐口水路への津波侵入に関する検討を行い,漂流氷板が厚い場合には、サイズの小さい氷板の時は津波に追従して施設に接近し、サイズが大きい時は追従性が低い予測結果が得られた.しかし,氷板の厚さが小さい時はサイズによらず群体として施設に接近する結果を得た.26年度が最終年度であるため、記入しない。水工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り,水理模型実験の実施により本研究の実質的な目的であるタスク1,2,3に向けた要素研究Aおよび要素研究B-1,B-2としての知見が得られた.この知見と平成25年度に引き続き行う予定である各要素研究の解析の実施により平成25年度中盤には,予定通りタスク1,2,3の検討に取り組むことが可能となっている.本研究の最終目的達成のための各要素研究である,結氷河川における波状長波の圧力伝播の解明,河川津波よる氷板破壊の統計モデル,氷板の衝突と集積の物理過程の解明については,目標どおり平成25年度までに完了している.また,最終目的であるタスク-1「氷板を伴う河川津波に耐性を有する水門設計法の開発」に関してはその一部となる河川津波波力減勢工に関しての検討がすでに終了している.またタスク-2「河川津波によるアイスジャムの機構解明」に関しては,すでにアイスジャムの機構に関して検討を終了しているとともに再現可能なモデルの開発が終了している.さらに,「氷板漂流を伴う河川津波の氾濫流の挙動解明」に関しては,2次元氾濫水理実験を再現するモデルの構築が終了している.以上のことから,本研究はおおむね順調に進展していると判断される.26年度が最終年度であるため、記入しない。