hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗体遺伝子クラススイッチ機構の研究

これまでに染色体DNA配列としては、上流転写開始領域Iα周辺597塩基、Sの領域の中央部1432塩基、IgAの定常領域1667塩基が知られていたがそれぞれの間に2237塩基と1324塩基の空白部分が存在していた。空白部分は高度反復領域であるので、環状DNAとして周定された部分以外は、染色体DNAより種々の欠失断片を作成して決定した配列を再構成することにより空白部分をうめ、全長7255塩基配列を完成した。全塩基配列に対してホモロジーマトリックスを作成し、627-4806に亘る4.2kbの反復配列の特長を明らかにした。すなわち、その中央部分にCTGAGが13回反復したDR1領域とAGGAGが26回反復したDR2領域が存在するが、それ以外はCTG(A/G)Gの反復配列を基調としている。しかもこの根源的な5塩基配列は、10塩基、20塩基、80塩基、800塩基といった高次の反復単位を階層的に形成していた。クラススイッチ領域相互の相同性はかなり高いが、Sαの反復単位を特徴づけるのは80塩基の反復単位である。4.2kbの全反復配列内における80塩基反復単位の分布をしらべたところ、スイッチ組換え点のほぼ全てがその上に検出された。このことは、クラススイッチ組換えは、7または9塩基の短い塩基配列を認識するV(D)J組換えと異り、組換えに先立ってGC含量に冨む配列間の数10塩基以上の対含を前提とする非相同組換えであることを示唆する。成熟マウス脾細胞の培養中でのB細胞における免疫グロブリン(Ig)MからIgAへのクラススイッチに及ぼすサイトカインの影響をしらべた。LPS刺激によりB細胞は増殖するがTGF-βを共存させると増殖抑制がおこる。この際,3.5日間のTGF-βを作用させると4%程度がIgA産生B細胞へスイッチする。TGF-β1.5日間処理ではスイッチはみられないが、Sα領域の転写活性の上昇がみられる。更に2日間TGF-βの代りにIL-2を添加して培養すると、細胞増殖が回復すると同時に、TGF-β連続処理と同程度の頻度でIgA産生B細胞が出現した。すなわち,最初の1.5日間のTGF-β処理の間にIgMからIgAへのスイッチの方向ずけがなされ、あとの2日間で実際の組み換えが進行すると解される。細胞増殖の停止状態と開始状態とでは,IgAスイッチ組み換えの行なわれる染色体高次構造が異ると考えられたので、両者におけるスイッチ組換え産物としての環状DNAを解析した。実際にはIgMからIgAへのスイッチ組換えの中間産物として高頻度にみられるSμ/Sγ_3組換え部域の比較を行った。その結果,TGF-β単独でのスイッチ誘導の際にはSγ_3の一部が受容体となっていたのに対して,IL-2を併用した際には,Sγ_3の全領域が受容体として利用される傾向を示した。このことは,TGF-βによって開始されたスイッチ反応がIL-2によるDNA合成誘導と染色体構造の変化に関連して修飾されたことを示唆するものである。
ムスリム国家における脱過激化によるテロ対策:民主主義と権威主義の政策比較研究

アルカーイダ系テロ集団の脅威が顕在化した後、脱過激化政策によるテロ対策の開始は、意外にも、インドネシアでは遅く、小規模であり、サウディアラビアでは大規模で迅速であった。民主主義のインドネシアでは、関係部局間の調整が不十分であり、またテロ対策特殊部隊による人権侵害が放置されている。サウディアラビアでは、トップダウンにより関係部局間の調整は一元化しているが、アラブの春以後、テロ対策は人権活動の抑圧のために乱用され始めている。ムスリム民主主義国のインドネシアとイスラーム権威主義のサウディアラビアで、それぞれの体制に固有の長所と制約が予想外の経緯を経て現れていた。初年度は、国内から発生する脅威に対抗するためのサウディアラビア政府による戦略の特徴に関して研究した。このために全方位均衡論の研究を精緻化する作業を進め、サウディアラビア政府によるテロ対策の特徴を浮き彫りにするための研究作業とした。成果の一部は、国内外のシンポジウムやセミナーで研究発表したが、研究発表の機会に関しては、サウディアラビア人の識者や、事例研究(定性的研究)を専門とする研究者との意見交換を重視して選択した。初年度は、全方位均衡論の精緻化を進める作業を通じて、サウディアラビア政府によるテロ対策の特徴を浮き彫りにする作業を実施した。全方位均衡論は、権威主義諸国の安全保障行動を説明するために適切な理論として知られる。本理論を援用することにより、サウディアラビアによるテロ対策に関して、サウディアラビアの生存戦略との関連から理解することが可能となる。初年度の作業では、サウディアラビア政府の行動における特徴として、国内の政治社会的な亀裂に由来する脅威への警戒や、外部の勢力によるテロ集団への支援への強い警戒を確認することができた。また、サウディアラビア政府によるテロの脅威に対する対応では先制行動が特徴であった。さらに武力を行使するハードな対応と、政策表明や外交によるソフトな対応の使い分けを指摘できた。加えてサウディアラビア政府によるテロ対策の制度化として、初の包括的テロ対策法(テロ犯罪対策法)に関して検討した。初年度の分析は、主にサウディアラビアによるシリア危機への対応に関する事例分析を通じて実施した。インドネシアにおけるテロ対策に関しては、専門家と意見交換を進めたり、資料収集を進めたりすることができた。また未公表の段階ではあるが、サウディアラビアとインドネシアのテロ対策を比較する一定の視座を国際安全保障学に基づいて準備した。二年目は、サウディアラビアの脱過激化政策などのソフトなテロ対策や人権政策に関して資料を収集した。また、元テロリストやイスラーム学者などによる出版物などを収集した。成果の公開としては、学術論文、月刊誌、研究会での研究発表を行った。本年度は、全方位均衡論の研究成果を公開した。国民国家形成が未完の政治学的「弱い国」の行動様式を論じ、サウディアラビアにも適用可能であると結論した。国内治安対策は、「弱い国」にとっては、深刻な脅威であり外交行動や対外安全保障行動を規定する要因となることを示した。また本成果公開を通じて、国際安全保障理論と地域研究を架橋する試論を提示することができた。以上の作業では、シリア危機やダーイシュ(いわゆるISIS、イスラーム国)対策を「アラブの春」以降のサウディアラビアのテロ対策戦略の中に位置づけた。そして「弱い国」による安全保障行動を規定する国内要因と地域安全保障環境に関して検討した。成果の一部として、テロリストを脱過激化するソフトな政策は、ハードな対策が成功している場合に成功しているとの指摘を展開した。またジハードなどのイスラームの教義はテロリズムを必然的に生み出すとは言えないことをダーイシュに加わったムスリムの地域分布を元に指摘した。さらに脱過激化政策に関して、体系的説明の構築を目指すこととする。民主化がテロ対策を成功させるのか否かに関しては、いわゆる「アラブの春」によって破綻国家が増加したために内戦やテロ事件が頻発するようになった点が指摘されているところであるが、本研究は、エジプトの事例を元に、直接選挙で選出された政権によるテロ対策の失敗に関して指摘した。また民主制や自由権を制限するようなテロ対策法が、テロ対策を成功させることがありえるのだが、政治的コレクトネスの観点からどう論ずるべきなのかに関して討論した。三年目は、インドネシアでテロ事件の現場を視察したり、資料収集を行ったりした。またテロ対策の専門家との意見交換を行った。またサウディアラビアで、新たに編纂され出版されたイスラーム的中道思想事典などを収集した。成果は、日本政府の中東政策担当者に対する講義で社会的に還元した。また2016年1月にサウディアラビア・イラン関係は緊張を高めて大きく報道されることとなったが、この文脈でサウディアラビア政府によるテロ対策と対テロ戦争に関して著した。以上の成果公開を通じて、全方位均衡論の観点から、サウディアラビア政府の対イラン政策を明らかにすることができた。サウディアラビア政府は、1990年代前半から、国内のシーア派過激派対策を開始し、また対イラン宥和政策を推進した。だが、2003年の米国と英国によるイラク侵略作戦の後、イラクではアルカーイダや、シーア派系組織によるによるテロリズムが活発となった。さらにイランやイランの支援を受けた民兵組織による攻撃をアラブ各国のスンナ派が受けたために、サウディアラビアのスンナ派の保護者としての立場が脆弱にされた経緯を明らかにすることで、近年のサウディアラビア政府による主導的地域政策の原因を明らかにする成果をあげた。またサウディアラビアでは、2016年1月にアブドゥッラー国王が逝去し、サルマーン新国王下による統治が開始された。

同国王は、内政と外政で新機軸を打ち出したが、国内外のメディアでは、同政権に対する評価が定まっていないところである。そこで、日本政府の中東政策担当者に対して、同政権の性格、国内政治と地域安全保障政策、実施能力、今後の見通しに関して講義した。平成26年8月から平成27年8月の間、神戸大学若手教員長期海外派遣制度に採択され、カタル・サウディアラビア・スイスで当該科研費とは異なるテーマの研究に従事することとなったため,平成26年度から平成27年度にかけては予定どおりに研究を進めることができなかった。このため、海外調査及び研究成果のまとめを28年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとした。また補助事業期間の延長は承認された。アルカーイダ系テロ集団の脅威が顕在化した後、脱過激化政策によるテロ対策の開始は、意外にも、インドネシアでは遅く、小規模であり、サウディアラビアでは大規模で迅速であった。民主主義のインドネシアでは、関係部局間の調整が不十分であり、またテロ対策特殊部隊による人権侵害が放置されている。サウディアラビアでは、トップダウンにより関係部局間の調整は一元化しているが、アラブの春以後、テロ対策は人権活動の抑圧のために乱用され始めている。ムスリム民主主義国のインドネシアとイスラーム権威主義のサウディアラビアで、それぞれの体制に固有の長所と制約が予想外の経緯を経て現れていた。本年度は、サウディアラビアを中心に、ムスリム国家によるテロ対策を比較する視点を構築する作業を継続した。中東でダーイシュ(いわゆるISISないしイスラーム国)の台頭により、検討の対象を拡大することとなってしまったが、新しく難しい研究対象に関して、本研究テーマの目的に沿った研究を進めた。また権威主義政権がテロを含む国内の脅威に対抗する理論である全方位均衡論に関して研究成果を公開することができた。ジハードなどのイスラームの教義はテロリズムを必然的に生み出すのか、ソフトテロ対策で用いられている制度や概念を検討した。テロリズムを生み出す環境や条件は、内的要因なのか、それとも外的要因なのかに関して、国際安全保障学や国際関係論のリアリズム論を再考した。以上の作業を通じて、テロリストを脱過激化する政策に関する体系的説明の構築を目指す作業を進めた。また本年度は、サウディアラビアとインドネシアのテロ対策を比較する視点に関して専門家と意見交換したり、資料収集を継続した。また研究報告と討論をカタルで行うことができた。神戸大学若手教員長期海外派遣制度に採用されたことから、研究二年目の八月下旬より、本務校を離れることとなった。このため、研究のための海外移動は制約を受けることとなり、また本研究の中でも特にインドネシアのテロ対策に関して執筆しようとした時期に、研究に専従できる時間が限定されてしまうこととなった。補助事業期間の延長申請は承認された。
老年期痴呆患者における精神症状の神経基盤の解析-人物誤認妄想を中心に-

脳血流SPECTを用いた痴呆における精神症状の神経基盤の検討に先立って、アルツハイマー病(AD)患者における妄想および妄想内容別の頻壌を集計し、その危険因子を検討した。対象は愛媛大学医学部附属病院精神科神経科高次脳機能外来を受診した連続334名から抽出され、NINCDS/ADRDA probableADの基準を満たし、MRIにより他の脳病変を否定され、AD発症以前に精神疾患の既往が無く、評価時に抗精神病薬や抗痴呆薬の投与を受けていない者とした。その結果、112名(平近年齢73.8歳、男性41名、女性71名)が対象となり、全員に対し痴呆性疾患における精神症状の評価尺度であるNeuropsychiatric Inventory、全般的な認知機能の評価尺度であるMMSEなどの各種神経心理検査を実施した。何らかの妄想は53名(47.3%)に認められた。妄想を有している患者においては、物盗られ妄想が40名(75.5%)と最も多く、次に人物誤認妄想の「誰か居る」妄想が16名(30.2%)で高頻度にみられた。その他、迫害妄想が10名(18.9%)、嫉妬妄想が6名(11.3%)などであった。何らかの妄想を有している比率は、女性の方が統計学的に有意に多かった。年齢、教育歴、罹病期間は妄想の有無との関係性を見いだせなかった。上記の内容は、国際専門誌に発表した(Delusions of Japanese patients with Alzheimer's disease. Int J Geriatr Psychiatry 2003;18:527-532)。次に、レビー小体型痴呆の幻視に焦点を絞り、その神経基盤を解析した。連続多数例のデータベースから、コリンエステラーゼ阻害薬の投与前と、投与後3ヶ月の2回SPECTを施行した者を抽出し、比較した。その結果、コリンエステラーゼ阻害薬投与により、幻視の改善が最も著しく、脳血流では両側後頭葉の血流改善が認められた。レビー小体型痴呆の幻視の発現には、後頭葉皮質の機能不全が関わっていることが考えられた。上記の内容については、現在国際専門誌に投稿中である。脳血流SPECTを用いた人物誤認妄想の神経基盤の検討に先立って、アルツハイマー病(AD)患者における、妄想および妄想内容別の頻度を集計し、その危険因子を検討した。対象は1996年1月から2000年5月までに愛媛大学医学部附属病院精神科神経科外来を受診した連続334名から抽出され、NINCDS/ADRDA probable ADの基準を満たし、頭部MRIにより他の脳病変を否定され、AD発症以前に精神疾患の既往が無く、評価時に抗精神病薬や抗痴呆薬の投与を受けていないものとした。その結果、112名(平近年齢73.8歳、男性41名、女性71名)が対象となり、全員に対し、Neuropsychiatric Inventory、Mini-Mental State Examinationなどの各種神経心理検査を実施した。妄想を有している患者においては、物盗られ妄想が40名(75.5%)、が最も多く、次に人物誤認妄想の「誰か居る」妄想が16名(30.2%)で多かった。その他、迫害妄想が10名(18.9%)、「自分の家ではない」妄想が5名(9.4%)、「テレビの内容を現実の事のように言う」妄想が4名(7.5%)、嫉妬妄想が6名(11.3%)などであった。上記の内容は、国際専門誌に発表されている(Delusions of Japanese patients with- Alzheimer's disease. Int J Geriatr Psychiatry 2003;18:527-532.)。この検討は、人物誤認妄想の神経基盤を解析するための重要な基礎的データとなり、今後SPECTを用いた画像的検討を行っていく予定である。

年齢、教育歴、罹病期間は妄想の有無との関係性を見いだせなかった。上記の内容は、国際専門誌に発表した(Delusions of Japanese patients with Alzheimer's disease. Int J Geriatr Psychiatry 2003;18:527-532)。次に、レビー小体型痴呆の幻視に焦点を絞り、その神経基盤を解析した。連続多数例のデータベースから、コリンエステラーゼ阻害薬の投与前と、投与後3ヶ月の2回SPECTを施行した者を抽出し、比較した。その結果、コリンエステラーゼ阻害薬投与により、幻視の改善が最も著しく、脳血流では両側後頭葉の血流改善が認められた。レビー小体型痴呆の幻視の発現には、後頭葉皮質の機能不全が関わっていることが考えられた。上記の内容については、現在国際専門誌に投稿中である。
高度難聴者にみられる聴性脳幹反応の潜時の3msecの陰性電位に関する臨床的研究

当該研究は、当施設において臨床的に記録された高度難聴者の聴性脳幹反応(ABR)の中に出現した潛時の3msecの陰性電位の性状の分析と発生源について、平成3年から平成5年までの3年間をかけて行われた。以下にその成果について述べる。1.出現頻度は、1978年から1990年までの3319例のABR波形のうち、N3電位が観察されたのは46例(6.2%)で57耳(5.6%)であった。またその電位の出現は性別や年齢に無関係であった。2.音刺激を強くすると、N3電位潜時の短縮と振幅の増大をきたした。また頭被上のいずれの部位からでも記録されるfar-field potentialの性質を有していた。3.N3電位が記録された症例には中枢性障害を示唆する脳神経症状はなかった。オ-ジオグラムは低音残聴型の高度難聴を示し、高周波数の閾値は得られなかった4.N3電位は音刺激の頻度が高くなると潜時が延長し、振幅が低下した。5.N3電位が記録された症例では強大音によるTullio現象や瘻孔症状は認められなかった。以上から、N3電位はアーチファクトではなく、強大音響刺激に対する生理学的な反応であると結論された。しかしその起源は前庭の半規管によるものと考えにくく、また低音の閾値が残存していることが、N3電位の出現に大きく関与していると思われた。蝸牛を破壊しも音響刺激によって電気生理学的な反応が得られ、その反応の起点は耳石器管の球形嚢とする動物実験の結果から(CazalY,AranJMetal.)、N3電位の起源として球形嚢が反応の起点と考えるのが最も妥当であろう。本年度において臨床で記録されたABR波形のうち、N3電位波形を有する破検者は4名であった。これらに対して音刺激の性状とN3電位波形との関係について検討を行ない、以下の結果が得られた。1)音刺激の間隔を12mseから100msまで変化させたときN3電位波形は消失することはなく、また刺激間隔を25msから100msまでは振幅と潜時は変化しなかったが、12msでは潜時の延長と振幅の低下が観察された。2)音刺激の位相(condensationとrarefaction)を変えてもN3電位の潜時は変化しなかった。この明からとなった知見は、音響刺激によってめまいが生じる現象、いわゆるTullio現象を説明する手段として、ハトの半器官から電気生理学的に得られた前庭誘発反応を記録したWittら(1981:1984)の結果と類似していた。このことは、N3電位が前庭誘発反応の可能性も示唆するが、まだいくつかの疑問点が存在する。その一つは動物実験の前庭誘発反応が700Hz付近の周波数を最適刺激とするのに対して、N3電位は4kHzの高周波数で出現したことである(もちろんN3電位が平均加算して得られた波形であり、実験方法の違いや神経興奮の同期性ということを充分に考慮に入れねばならないが)。またN3電位が出現した患者は検査中に自覚的なめまいを必ずしも訴えなかったことである。以上からN3電位が前庭誘発反応であるとの断定することができなかった。さらに現時点では本反応の大きな特徴の一つである低音残聴型の高度難聴者でなぜ出現するのかの解釈および説明は困難である。本年度において臨床で記録されたABR波形は1例のみであった。

この被験者に対しては主に音響刺激によってめまいが生じる現象、いわゆるTullio現象との関係について検討し、さらに平成3年度とあわせてN3電位を有する被験者は計5名として、これらに対して音刺激の性状とN3電位波形との関係についてデータを蓄積した。1)強大音によって自覚的なめまいや眼振が誘発されるかについて、純音オージオメータを使用して各周波数における最大出力音圧を患側耳に負荷してENG記録を行った。その結果いずれの周波数においてもめまいを自覚せず、また眼振は記録されなかった。またTullio現象の成因の一つとして半規管の瘻孔の存在が示唆されているが、平衡機能検査の瘻孔症状検査においてもめまいを自覚せず、また眼振は記録されなった。2)音刺激の間隔を12mseから100msまで変化させたときN3電位波形は消失することはなく、また刺激間隔を25msから100msまでは振幅と潜時は変化しなかったが、12msでは潜時の延長と振幅の低下が観察された。3)音刺激の位相を変化させてとき、N3電位の潜時は位相がrarefactionのとき最も短縮した。次にalternation、condensationの順に潜時が延長していた。以上の知見は、Tullio現象を説明する手段としてハトの半器官から電気生理学的に得られた前庭誘発反応を記録したWittら(1981:1984)の結果と異なり、N3電位が水平半規管からの前庭誘発反応の可能性には否定的であると考えた。9月に開催された国際聴覚医学会でこのN3電位の意義についてAran教授(France)らと討議があり、彼らは蝸牛を完全に破壊しても、蝸牛と三半規管との中間に存在する球形嚢の働きによっても誘発電位が生じることを動物実験で示し耳石器官の関与を示唆した。現時点ではヒトの耳石機能を検索する決定的な方法が確立されていないため、今後の検討課題として残された。本年度において臨床で検査された406例のABR波形のうち、潜時msecの陰性電位(以下、N3電位)が記録された波形は1例も存在しなかった。このはN3電位に対して起源探求のための系統だった実験の困難さを示しているが、これまでに得られた知見を以下に総括し、それらをふまえて起源について考察する。1)出現頻度は、1978年から1990年までの3319例のABR波形のうち、N3電位が観察されたのは46例(6.2%)で57耳(5.6%)であった。また性別や年齢に無関係であった。2)音刺激を強くすると、N3電位潜時の短縮と振幅の増大をきたしたので、N3電位はアーチファクトではなく、音響刺激に対する生理学的な反応であると結論された。3)N3電位が記録された症例において中枢性障害を示唆する脳神経症状はなく、末梢性(内耳性)による低音残聴型の高度難聴が存在した。そのN3電位の閾値は、通常のABRの閾値を反映するとされる高音域よりも500Hzの閾値に近似していた。4)N3電位は音刺激頻度や位相によって潜時や振幅が変化した。5)N3電位が記録された症例では強大音によるTullio現象や瘻孔症状は認められなかった。以上から、N3電位は強大音で出現する聴性電気反応でABR波形の一つであると推定される。しかしその起源は5)の結果から前庭の半規管によるものと考えにくく、また3)の結果から低音の閾値が残存していることが、N3電位の出現に大きく関係していると思われた。そしてCazalsY、AranJMらはモルモットの蝸牛を破壊しも音響刺激によって電気生理学的な反応が得られ、その反応の起点は耳石器管の球形嚢としていることから、N3電位の起源としてこの部位が反応の起点と考えるのが最も妥当であろう。しかし、現時点ではヒトの耳石機能を検索する決定的な方法がないため、さらに検討が必要である。
植物における種間競争に対する分業

本年度は、種間競争に対する分業を実証するために、室内栽培実験を実施した。対象植物の根を2つに分割し、一方を近縁な個体または非近縁な個体と共に、もう一方を他種が生育するまたは何も生育しないポットへ植え込んだ条件で栽培し、成長量と繁殖投資量を評価した。成長量として葉と根の乾燥重量を、繁殖投資量は花序の乾燥重量を測定した。他種競争者には、シロツメクサとチチコグサ、シバを用いた。加えて、他種競争者種と対象植物間の地上部や地下部の相互作用をプラスチックプレートで遮断した条件でも栽培し、近縁条件と非近縁条件下でのオ対象植物の可塑性やアレロパシー物質を阻害する処理を施した。その結果、近縁条件の対象個体の繁殖量が隣の近縁個体や非近縁条件の対象個体よりも小さく、他種競争者の成長量や繁殖量は非近縁条件よりも近縁条件で小さい傾向がみられた。これらの結果は、植物が配置によって異なる資源配分をおこなっていることを示唆しており、植物は非近縁個体と生育する条件と近縁個体と生育する条件とでは種間競争に対して、異なる応答を示すことが示唆された。また、他種競争者と地下部で区切られた条件では、近縁条件と杭的な応答が観察されなかったことから、種間競争に対する近縁条件特異的な応答は、地下部における他種との相互作用に依存していることが示唆された。当初の計画通りに栽培実験を実施できており、データを得ることが出来ている。また、次年度の計画に必要な実験準備を整えることが出来た。今後は、今年度得られたサンプルにおいて化学分析を進めると共に、より詳細なデータの解析も進める。加えて、実験にもちいた植物の近縁度をマイクロサテライトマーカーを用いて評価し、既に得られているデータと植物個体間の近縁度を関連づけて解析する。さらに、野外の草地を模倣したメソコスム実験を実施し、より野外に即した条件下で植物の種間競争に対する役割分担を解析すると共に、それらの応答が植物の個体群生長に及ぼす影響について明らかにする。当初予定していたサンプルの化学分析が次年度にずれ込んだ為に次年度使用額が生じた。
プロトン酸添加により劇的に促進される遷移金属触媒反応

遷移金属錯体とスルホン酸を組み合わせると,反応が著しく促進される場合があることを見出した.本研究の目的は,このコンセプトの一般性を検証するとともに,新しい触媒反応を開発するものである.今回この展開として,遷移金属触媒とスルホン酸の系を用いて,炭素-炭素不飽和結合にホスフィンが付加する新しい反応を見出した.パラジウム触媒存在下,アセチレンに対して等モルのホスフィンとメタンスルホン酸を作用させると,1-アルキンの内部炭素へのシス選択的なホスフィンの付加が進行する.次いで,LiPF_6を作用させ,対アニオンを交換した後,再結晶して2-アルケニルホスホニウム塩を単離した.この反応の触媒活性は非常に高く,0.1mol%でほぼ定量的に生成物を与える.一方,ロジウム触媒存在下で反応を行うと,1-アルケニルホスホニウム塩を優先的に与えた.用いる金属錯体の種類を変えることで,付加の位置選択性を制御することができる点が特徴である.アレンへの付加反応では,反応温度を変えることにより,立体選択的にアリルホスホニウム塩を合成することができた.パラジウム触媒存在下,アレンと等モルのホスフィン及びメタンスルホン酸をTHF加熱還流下作用させると,trans-アリルホスホニウム塩を優先的に与えた.一方,この反応を-10°Cで行うと,cis-アリルホスホニウム塩を優先的に与えた.ホスホニウム塩は合成中間体として極めて重要であるが,従来多段階合成法によって供給されてきたので,本反応は極めて有用である.また,通常は遷移金属錯体の配位子として用いられるホスフィンが,基質とカップリングする新しい反応でもある.更に,ロジウム触媒とスルホン酸の複合触媒を用いると,アセチレンにアルキルジスルフィドが付加することを見出した.パラジウム触媒を用いたアリールジスルフィドの付加は知られているが,アルキルジスルフィドの付加の例はこれまでにない.また,ロジウム錯体とスルホン酸の複合触媒系を用いると,Beckmann転位反応が触媒的に進行することを見出した.これは本触媒系が種々のヘテロ原子の付加反応,及び酸を用いた反応の促進効果に利用できることを示している.遷移金属媒体とプロトン酸を組み合わせると,反応が著しく促進される場合があることを見出した.本研究の目的は,このコンセプトの一般性を検証するとともに,新しい触媒反応を開発するものである.今回,この展開として遷移金属触媒とスルホン酸の系を用いて,炭素-炭素不飽和結合にホスフィンが付加する新しい反応を見出した.パラジウム触媒(2.5mol%)存在下,アセチレンに対して等モルのホスフィンとメタンスルホン酸を作用させると,1-アルキンの内部炭素へのシス選択的なホスフィンの付加が進行する.次いで,LiPF_6を作用させ,対アニオンを交換し,再結晶して2-アルケニルホスホニウム塩を単離した.この反応の触媒活性は非常に高く,0.1mol%でほぼ定量的に生成物を与える.一方,ロジウム触媒存在下で反応させると,1-アルケニルホスホニウム塩を優先的に与えた.用いる金属錯体の種類を変えることで,付加の位置選択性を制御することができる点も本反応の特徴である.なお,本法はアリールアセチレン,エンイン及び内部アセチレンへも適用することができる.ホスフィンが活性化されていないアセチレンに直接付加する反応は知られていなかった.アルケニルホスホニウム塩は合成中間体として極めて有用であるが,従来多段階合成法により供給されて来たので,この反応は極めて有用である.今後,遷移金属錯体による不飽和化合物のカップリング反応,特に,ヒドロホルミル化反応,水素添加,オレフィンメタセシス等における酸の反応促進効果について検討する予定である.遷移金属錯体とスルホン酸を組み合わせると,反応が著しく促進される場合があることを見出した.本研究の目的は,このコンセプトの一般性を検証するとともに,新しい触媒反応を開発するものである.今回この展開として,遷移金属触媒とスルホン酸の系を用いて,炭素-炭素不飽和結合にホスフィンが付加する新しい反応を見出した.パラジウム触媒存在下,アセチレンに対して等モルのホスフィンとメタンスルホン酸を作用させると,1-アルキンの内部炭素へのシス選択的なホスフィンの付加が進行する.次いで,LiPF_6を作用させ,対アニオンを交換した後,再結晶して2-アルケニルホスホニウム塩を単離した.この反応の触媒活性は非常に高く,0.1mol%でほぼ定量的に生成物を与える.一方,ロジウム触媒存在下で反応を行うと,1-アルケニルホスホニウム塩を優先的に与えた.用いる金属錯体の種類を変えることで,付加の位置選択性を制御することができる点が特徴である.アレンへの付加反応では,反応温度を変えることにより,立体選択的にアリルホスホニウム塩を合成することができた.パラジウム触媒存在下,アレンと等モルのホスフィン及びメタンスルホン酸をTHF加熱還流下作用させると,trans-アリルホスホニウム塩を優先的に与えた.一方,この反応を-10°Cで行うと,cis-アリルホスホニウム塩を優先的に与えた.ホスホニウム塩は合成中間体として極めて重要であるが,従来多段階合成法によって供給されてきたので,本反応は極めて有用である.また,通常は遷移金属錯体の配位子として用いられるホスフィンが,基質とカップリングする新しい反応でもある.

更に,ロジウム触媒とスルホン酸の複合触媒を用いると,アセチレンにアルキルジスルフィドが付加することを見出した.パラジウム触媒を用いたアリールジスルフィドの付加は知られているが,アルキルジスルフィドの付加の例はこれまでにない.また,ロジウム錯体とスルホン酸の複合触媒系を用いると,Beckmann転位反応が触媒的に進行することを見出した.これは本触媒系が種々のヘテロ原子の付加反応,及び酸を用いた反応の促進効果に利用できることを示している.
大都市圏で想定される広帯域強震動と超高層建築の減災対策

本研究の目的は、南海トラフ巨大地震と首都直下地震を対象として東京等の大都市圏で広周期帯域強震動を推定し、超高層建築の効果的な防災・減災対策を提案することである。超高層建築の震災対策として工学院大学新宿校舎(29階鉄骨造)を対象に、3次元立体フレーム構造モデルによる地震応答解析を行い、効果的な制振補強策を提案した。また大変位振動台を用いて、システム天井板の落下メカニズムの解明し、効果的な落下防止策を提案した。最後に、強震観測による被災度判定システムを活用し、防災センターにて構造躯体と室内の即時被災度判定を行い、避難の必要性の有無などを判断する実験を実施し、有効性を検証した。平成24年度は、超高層建築の林立する首都・大阪・名古屋圏を対象として南海トラフ巨大地震や首都直下地震による広帯域な強震動予測を行うための高精度な3次元地盤モデルを構築した。さらに巨大地震の震源モデルの構築するため、2011年東北地方太平洋沖地震の本震に関する強震動生成のための震源モデルを構築し、震源域から関東平野に至る領域で3次元有限差分法による長周期地震動のシミュレーション計算を行い、観測された強震記録に見られ他非常に長い継続時間や地域によって変化する包絡形状を再現できることを確認した。さらに平成25年度に実施を予定している2004年紀伊半島沖地震(M7.4、深さ44km)などを対象とした高精度な広帯域強震動予測のためのベンチマークテストの資料整理を行った。一方、現実の超高層建築として、工学院大学新宿校舎(29階鉄骨造)を対象に、弾塑性3次元立体フレーム構造の応答解析を行い、東北地方太平洋沖地震をはじめ様々な地震の揺れの再現を行った。特に今回の東北地方太平洋沖地震の本震ように振幅が大きいと建物の固有周期が明瞭に伸びと、比較的な小さな減衰定数を同定した。その際、床や柱・はり接合部の剛性に関する詳細な検討を行い、制震補強効果に関する動的応答解析による基礎的な検討を行った。さらに大変位振動台を用いて、工学院大学新宿校舎の実大の室内空間の揺れを再現し、天井やスプリンクラーなど設備配管の応答性状を計測して、実被害との比較検討と効果的な補強法の検討を行った。最後に、超高層建築における物的・人的な被害推定法と、強震観測システムを用いた即時被害推定と安全性確認法の検討を行った。本研究の目的は、2011年東北地方太平洋沖地震から得られた知見をもとに、南海トラフ巨大地震と首都直下地震を対象として大都市圏(東京・大阪・名古屋圏)で広周期帯域強震動を推定し、超高層建築の効果的な防災・減災対策を提案することである。平成25年度は、まずは中規模の実地震として、南海トラフ地震では2004年紀伊半島沖地震(前震、Mj7.1)、首都直下地震では2005年千葉県北西部地震(Mj6.0)、を対象として、強震動予測手法に関するベンチマークテストを実施した。使用した手法は、前者では数値解析手法と統計的グリーン関数法を、後者では両者に加えて理論的手法である。参加者は研究分担者に加えて、多くの外部研究機関からの結果を提供頂き、観測記録を含めて比較し、手法およびモデルの妥当性を検討した。一方、超高層建築の震災対策として工学院大学新宿校舎(29階鉄骨造)を対象に、弾塑性3次元立体フレーム構造の応答解析を行い、想定首都直下地震と東海・東南海連動地震などに対する応答解析を行い、制振補強効果の検討を行った。最適設計理論を活用した多数の補強案を検討し、長周期地震動が卓越する東海・東南海連動地震だけでなく、短周期地震動が卓越する首都直下地震にも制振効果が期待できる補強案を提示することができた。次に、大変位振動台を用いて、超高層建築の室内空間の揺れをシミュレートし、システム天井板の落下メカニズムの解明、および、効果的な落下防止策の検討を行った。落下防止策としては、天井板を金物で補強する案が、費用対効果と補強作業の簡便さで非常に有効であることを確認した。最後に、工学院大学新宿校舎における強震観測による被災度判定システムを活用し、2013年度防災訓練の際、防災センターにて構造躯体と室内の即時被災度判定を行い、避難の必要性の有無などを判断する実験を実施した。本研究の目的は、想定されている首都直下地震や南海トラフ巨大地震を対象として大都市圏(首都圏など)で広周期帯域強震動を推定し、超高層建築の効果的な防災・減災対策を提案することである。最終年度である平成26年度は、はじめに信頼性の高い広周期帯域強震動を得るための強震動予測手法のベンチマークテストの成果として、実地震である2005年千葉県北西部地震(M6.0)による手法の検証を行い、想定

首都直下地震(都心直下南部地震<M7.3)を対象とした強震動予測を実施した。テストの参加者は研究分担者に加えて、多くの外部研究機関からの結果を提供頂き、観測記録を含めて比較検討し、過去3年間で得られた成果を全て公開した。一方、超高層建築の震災対策として工学院大学新宿校舎(29階鉄骨造)をモデルケースとして、弾塑性3次元立体フレーム構造の応答解析を行い、想定首都直下地震や東海・東南海連動地震など様々な特性を持つ地震動に対する応答解析を行った。最適設計理論を活用した多数の補強案を検討し、長周期地震動が卓越する東海・東南海連動地震だけでなく、短周期地震動が卓越する首都直下地震にも制振効果が期待できる補強案を提示することができた。最後に、大変位振動台を用いて、超高層建築の室内空間の揺れをシミュレートし、システム天井板の落下メカニズムの解明し、安価かつ効果的な天井板の落下防止策の提案した。すなわち、天井板を室内から金物で簡単に固定できる構法を開発し、振動実験でその有効性を確認した。開発した金物は工学院大学新宿校舎の高層階における天井板補強に適用した。最後に、工学院大学新宿校舎における強震観測による被災度判定システムを活用し、2014年度の防災訓練で構造躯体と室内の即時被災度判定を行い、避難の必要性の有無などを判断の有効性を検証する実験を実施した。26年度が最終年度であるため、記入しない。地震工学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的である大都市圏での強震動予測、超高層建築での応答特性の評価、大変位振動台による実大室内空間の振動実験による物的(構造・非構造・設備)・人的被害に軽減策に関する各項目について、満足すべき研究成果を得ている。7編の査読付き論文、6編の国際学会での発表を含む、多くの研究成果を公表しており、当初の目標はほぼ達成していると考えている。本研究の目的である大都市圏での強震動予測、超高層建築での応答特性の評価、大変位振動台による実大室内空間の振動実験による物的(構造・非構造・設備)、人的被害に軽減策に関する各項目について、満足すべき研究成果を得ている。3編の査読付き論文、6編の招待講演を含む多数の研究成果を公表しており、当初の目標はほぼ達成していると考えている。前年度の研究で構築した震源・地盤モデル、および様々な強震動予測手法(差分法・有限要素法、理論的手法、統計的グリーン関数法)を用い、大都市圏での南海・駿河トラフ近傍、および首都直下の中小地震の観測地震波を対象とした広帯域地震動のシミュレーション解析により、モデル及び手法の精度検証を行う。まず長周期地震動用の3次元地盤モデルに関し、関東平野では地震調査研究推進本部の長周期地震動予測地図2012年度試作版モデルを、一方、濃尾平野と大阪平野では上部地殻以浅(114層)は2009年度版モデル、下部地殻以深(15層以深)は2012年度試作版を統合したモデルを使用する。2013年度では、主として南海トラフ近傍の中小地震として2004年紀伊半島沖地震を、首都直下の中小地震として2005年千葉県北西部地震を、それぞれ主たる対象として、様々な強震動予測手法を用いたベンチマークテストを行う。さらに超高層建築の効果的な防災・減災対策に関しては、主として工学院大学新宿校舎(29階建・鉄骨造)を対象とした弾塑性地震応答解析を実施し、各階の応答加速度・速度・変位を求め、制震補強の有無による補強効果を検証する。
自己組織化Ｍ２４Ｌ８巨大カプセルの創出と機能化

本研究は、有機配位子と金属イオンの自己集合により、M24L8八面体カプセル分子を創出し、その巨大なナノ空間を活用した新たなホストーケスト化学を展開することを目的とする。今年度の研究では、前年度までに創出した八面体カプセル錯体の内部に包接されるゲスト分子の探索に取り組みました。その結果、クマリン色素が2分子包接されること、およびジフェニルエタンジオンが4分子包接される現象を見つけています。いずれも、X線構造解析により大きなゲスト分子が複数包接されたことを明らかにしており、これは巨大な八面体力プセル錯体の独自性を示す結果であると言えます。さらに、後者についてはカプセル内での光反応も検討し、従来のホスト分子内で実施した場合とは異なる反応性示すことを予備的な知見として確認しております。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、有機配位子と金属イオンの自己集合により、M24L8八面体カプセル分子を創出し、その巨大なナノ空間を活用した新たなホストーゲスト化学を展開することを目的とする。本年度の研究では、配位結合サイトを減らした柔軟なM20L8八面体カプセルの構築に成功し、その新しいカプセルの分子認識能を明らかにすることができた。また、分子の包接や内包した分子の縮合反応に伴って、カプセルからボウルへの構造変換が起こることを見出し、新しい分子認識システムの構築を実現した。新たに創出したM20L8八面体カプセルのもつ分子認識能を明らかにすることが出来、カプセル分子の機能化にうまく成功できたといえる。また、分子の包接や内包した分子の縮合反応がトリガーとなって、カプセルがボウルへと大きく構造変換するユニークな現象の発見にも至った。これらは、既存のカプセル分子では見られなかった現象であり、順調に本研究が進んでいると言える。本年度創出した、M20L8八面体カプセルのさらなる機能化を検討する。その巨大なナノ空間をテンプレートとして活用し、カプセル内に内包させた基質の縮合反応により、選択的なオリゴマー合成を試みる。また、光反応性の基質を複数、カプセル内に内包させ、光による重合反応を検討する。さらに、カプセルの三角形有機配位子の再設計による、新しいカプセル分子の構築も検討する。現在用いている、ピリミジンをコアとする設計から、より電子不足で平面性の高いトリアジンのコアへ変更することで、より強力な分子認識能をもつ八面体カプセルの創出を検討する。
森林生態系におけるエアロゾルの沈着量と動態の評価手法の開発

本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的とした.森林内では、粒径1.0 . 2.0 μmのエアロゾルは43.2 %が樹冠により捕捉されたことが明らかになった。葉面洗浄法で得られたブラックカーボンの沈着量は、濃度勾配法により測定された沈着量の1/3から2/3を占めており、葉表面への沈着が大きいことが示された。本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的としている.森林では,キャノピーの多重構造や,森林環境における気象要素が林内への乾性沈着に大きな影響を及ぼすと考えられる.本研究では濃度勾配法,林内雨林外雨法,葉洗浄法,オープンパスFTIR分光法を用いて,乾性沈着の動態を把握し,定量化することを目的としている.本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的とした.森林内では、粒径1.0 . 2.0 μmのエアロゾルは43.2 %が樹冠により捕捉されたことが明らかになった。東京農工大学の里山を利用した実験実習施設(八王子市)の森林において観測施設の整備を行い、予備的観測データを得た。既存の簡易型観測タワー(高さ15m)を中心に、コナラ林とスギ林に実験区画を設定した。タワーを利用して硫酸、アンモニウムなど酸性物質関連のエアロゾル成分、多環芳香族炭化水素などブラックカーボンの成分の高度分布を測定した。酸性成分の高度分布は再現性のあるきれいな結果が得られるには至らなかった。これは平成21年度に完成予定の高さ30mの観測タワーを利用して精緻な測定を行って検討する必要を認めた。多環芳香族炭化水素については低高度で濃度が減少する傾向が認められ、森林への沈着が示唆された。森林への沈着は主として葉面に対する沈着と判断し、実葉を適宜採取し表面を洗浄して沈着量を評価する方法の検討を行った。エアロゾル成分のうち、アンモニウム性窒素、硝酸性窒素を対象とし、降水による沈着物質の洗い流しを考慮しながら見積もった。その結果、降水による洗い流しの効果が少なくないことが示唆され、観測システムの再検討が必要であると判断された。また、森林における葉面積の変化を評価するため、葉面積計による葉面積指数(LAI)のモニタリングを開始し、森林の写真等との比較による定量化の検討を開始した。植物の成長とともにLAIが変化することが追認されたが、既存の葉面積計での測定の問題点も明らかになり、照度計の展開による測定などの検討も始めた。オープンパス赤外分光法によるエアロゾル関連ガスの測定は高さ30mのタワー完工後に開始するが、予備的測定を森林内の地上で行った。反射ミラーの精緻化など問題点が示されたので、30mタワー完工後の観測にそなえ、理論的、技術的検討をさらに深めた。八王子市郊外にある農工大の里山を利用した実験実習施設の森林において高さ30mの観測タワーを中心にエアロゾルの乾性沈着量を評価する目的で、フィルターパック法による大気中の濃度勾配観測、種々の高度における実葉を採取しその葉面を洗浄による葉への乾性沈着量の実測、および種々の高度に設置したセルロースフィルターを模擬葉として用いその表面への乾性沈着の実測を行った。ブラックカーボンの諸成分のうち健康影響と関連の深い4環および5環の多環芳香族炭化水素の林外、林内濃度の解析から、森林樹冠により少なくとも5種の当該物質が捕集効率2030%で捕捉されていることが認められ、捕捉効率と疎水性との関連が示唆された。エアロゾル状の酸性物質については林外、林内でのはっきりとした濃度差は認められなかった。関連するガス成分では、酸性ガスは森林樹冠による捕捉が認められ、水溶性との関係が窺われ、葉面の湿潤状態との関係が考えられた。エアロゾルの硫酸イオン成分について濃度勾配を繰り返し実測したが一定のプロフィールを得ることができなかった。また、実葉への沈着量の高度分布も一定の傾向が得られなかった。しかし、模擬葉の実験では地表に近づくに従い沈着量の減少傾向が認められた。さらに同一高度において種々の方向に配置した模擬葉による観測から、一定の方向依存性が認められた。これらは気象条件等の変化によるものと解釈している。オープンパスFTIR分光法によるエアロゾル前駆体ガスの測定の予備実験として、メタンなど4種のガスの森林樹冠上での測定方法を現場で検討し、本観測に向けての測定設備の開発のスペック等の情報を得ることができた。本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的としている.

森林では,キャノピーの多重構造や,森林環境における気象要素が林内への乾性沈着に大きな影響を及ぼすと考えられる.本研究では濃度勾配法,林内雨林外雨法,葉洗浄法,オープンパスFTIR分光法を用いて,乾性沈着の動態を把握し,定量化することを目的としている.平成22年度では,林内におけるSO_4^<2->の沈着量と気象要素の関係を解析により,実葉沈着量フラックスは,各高度における相対湿度と正の相関を示し,代理表面への沈着量フラックスは大気中の二酸化硫黄ガス濃度と正の相関があることが示された.表面状態の濡れ程度および二酸化硫黄ガス濃度が葉表面の硫黄酸化物の沈着に大きく影響していると予想された.また、森林樹冠による大気汚染物質のフィルター効果を検証したところ,ガス状のHNO_2とSO_2では高い効果が認められたが,粒子状物質のNO_3^-(p)とSO_4^<2->(p)では効果が低く,これらの物質の再飛散があることを示唆された.ブラックカーボン濃度は,樹冠高度が20mおよび森林の上空30mおよび25mにおいて,夕方(20時頃)に高くなる日変化を示した.濃度勾配法により,測定期間内の平均フラックス:0.18μgm^<-2>s^<-2>,沈着速度:20cm s^<-1>であった.オープンパスFTIR分光法により,地表から高度40mまでの大気中のN_2Oはほぼ均一に分布していることが示された.一方,CO_2やH_2Oは,CO_2やH_2Oは地表から10mの高さまで濃度勾配が見られ、付近での濃度が相対的に高くなっていることがわかった.今後はガス成分間,あるいはガスとエアロゾルの濃度分布の相関の観測等に応用を試みる計画である.乾性沈着の影響を考究する際、森林生態系の層の厚さ中での挙動の解明が不可欠である。本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的としている.平成22年度では継続的観測と集中観測を実施し以下の結果を得た。1)粒径1.0-2.0pmのエアロゾルは43.2%が樹冠により捕捉されたことが明らかになった。また、森林樹冠による粒子状PAHsの捕集効率は2196.8%であった。2)オープンパスFTIR分光法により、二酸化炭素は高度15m以下で濃度が高いことが示された。しかし、ブラックカーボン(BC)については、明確な高度依存性は観測されず、他の因子との相関も認められなかった。3)コナラの葉面積あたりのBC量は、樹冠部で最も大きく、下に行くに従い小さいことが示された。また、いずれの高度でも時間の経過とともに増大する傾向が認められた。4)濃度勾配法によるBCフラックスと葉面洗浄法によるフラックスと比べると洗浄法の値は勾配法の1/3から2/3を占めていた。また森林内のBCの大気濃度プロファイルは一定とみなされた。5)緩和渦集積(REA)法とローボリュームエアーサンプラーによるPM2.5成分濃度をくらべた結果、粒子状SO_4^<2->で、REA濃度がやや高めになっているが、粒子状NO_3^-で良い一致がた。6)酸性含浸濾紙は、表面の濡れの有無によりSO_4^<2->沈着量に大きく差は見られなかった。一方、ガス状および粒子状の硫黄酸化物が沈着する中性濾紙においては、濡れ有の方でSO_4^<2->沈着量が大きくなった。乾性沈着の影響を考究する際,森林生態系の層の厚さ中での挙動の解明が不可欠である.本研究では,森林に対するエアロゾルの乾性沈着量の推定法による評価を基本として,実用的な評価方法を開発することを目的としている.平成24年度では特にブラックカーボン(BC)に着目し,以下の結果を得た.
熱電対出力への圧力効果による超高圧の計測・制御

(1)高精度起電力測定系(例接点温度評価系を含む)とパソコンからなる測定・データ処理系を構築、一次測定器にはHybrid Recorder(以下HR)、デジタル測定器(1)または同(2)の3機種を試用した。測定精度の差はあるが本質的には同等で、出力周期は16秒であり、実質的な実時間計測が実現された。JIS-K及びS型熱電対とその起電力への既知の圧力効果に基づき、立方体アンビル装置でまたはピストン・シリンダ装置で発生する5GPa級固体圧の計測で、【+-】0.2GPaのランダムノイズを含む圧力信号が得られた。過去50100回のデータを用いた移動処理によるスムージングにより0.020.05GPaの測定分解能が得られた。(2)高圧空間への熱電対導入部温度が0°Cでないことに起因する圧力効果の損失(逸失)を補正する方法を考案、完成した。補正量は1020%。(3)立方体アンビル装置の場合、起電力をアンビル経由で測定する方法において、アンビル先端温度(冷接点温度Tm)を1°Cの確度幅で評価し、圧力評価を行うことを可能にした。従来方に対する損失は、[1]高温接点を小さくでき、試料内温度分布の影響を避けられる。[2]圧力効果の損失の補正が正確になる。[3]アンビルによるTmの差が新たな誤差を導入してしまう。なお従来法での誤差の主起は(1)大きな高温接点(太い素線)によるspuriousな圧効果と(2)導入部温度の曖昧さであった。(4)1個の試料内で故意に起こした圧力変動に対する評価圧の応答は変動幅に等しく、発生圧(例えば反応圧)の変動を0.020.05GPaの分解能で監視する手法としては成功裏に確立された。(5)700°C以下の高温接点温度では熱電対の劣化は問題にならない。(6)上記(3)に記した新・従来の両法共に、[3]または(1)の理由で、発生圧の絶対評価には問題があることが明らかにされた。しかし「新」方法では全アンビルのTm計測により解決できることも明らかになった。補正量は1020%。必要最低限の測定システムとして以下の測定・データ処理系を完成した。(1)熱起電力の正確な測定系の構築:熱起電力を測定する中心的な装置には当初計画のケスレー182型に替えて既設の装置(ソーラトロンSI7081型)を利用した。測定周期の長さと性能の長時間安定性に問題があるほか、測定原理の実証等には差し支えがなかった。これを中心に据え、温度安定性の極めて高い冷接点部(自作)、その温度の評価装置(横河7563型)及び圧力発生装置から導出した熱電対(S型/K型)を切り替えるスキャナによって熱起電力(mV)を測定し、このemfと冷接点温度をパソコン(PC-9801 VX)に入力した。予め入力したemf-温度関係によってK型、S型熱電対からS二つの温度TkとTsを算出する。結果として得られた温度測定の分解能は0.06°Cであった。再現性幅の評価は困難であるが、約±0.1°Cと考えられる。

ΔT(=Tk-Ts)としての目標としている±0.1°Cの測定精度が得られていると期待される。測定周期は1秒あるいはそれ以下に設定することが容易であり、問題はない。(2)熱起電力から圧力と温度に換算するデータ処理系:従来より既に検討を進めて来ているので、特に問題はなく完了した。高温・高圧力の発生は立方体アンビル型超高圧装置を利用する。熱電対素線の導入部はパイロフィライト片を当てて素線の切断を防ぎ、またピストン・シリンダ装置に対してはエンド・プラグの側方から導入するなどの技法も判明した。本格的な測定は来年度に持ち越したが、2年度以降の計画に関わる要素はほぼ完成できた。熱電対導入部温度の補正は、補正の論理は出来たが、プログラムは未完成である。(1)ランダムノイズの抑制:2秒周期で出力される圧力値のバラツキ幅は±0.2GPaであったが、過去50回の出力値から最小自乗フィットで得られる現時点の最尤値のバラツキ幅は±0.03GPaに圧縮された。このスムージングにかかる時間は約2分なので、装置内部の反応などによる圧力のドリフトには十分追従できる。(2)評価圧力値の妥当性:5、4、2GPaと期待される加圧条件で評価される圧力が3.7,2.8,1.8各GPaであり、絶対値の評価に問題がある。この狂いの機構を熱電対素線導入部の温度(Tm)が0°Cでないためとしてその補正を試みた。(3)Tmの影響の補正プログラムとその検証:圧力の未補正値で温度Tmに対して期待される圧力の効果を求め、測定された圧力効果に加算し、それによって圧力を評価し直す。この繰り返し操作で収斂する圧力値を求めると3ないし5回の繰り返しで0.01GPa以内の差まで収斂し、繰り返し法が十分使えることが分かった。(4)Tmの補正結果の検討:期待される圧力5GPaに対する補正値は、Tk=500600°C,Tm=60120°Cに対して4.56.0GPaとなり、一見、非常に妥当な値が得られた。しかしながら補正が過大(Tmにおける圧力効果が過大)に計算されている可能性が排除し切れていないので次年度に再検討する。なお、熱電対の耐久性は実用上の重要問題である(そのために本研究でもTkを700°C付近に選んでいる)。次年度、この研究を完成するに当たり熱電対の劣化時間(寿命)を評価する予定である。また、実用的な圧力基準(圧力効果の数値データ)の構築も次年度の主要な課題である。昨年度までに測定系(ハード)の完成、実時間側圧の実証、ランダムノイズの除去による相対的検出感度の向上等が得られた。更に熱電対素線を装置へ導入する部分の温度が0°Cでないことを考慮して評価圧に補正を加える方法を実現した。しかし導入部温度の評価に10°C程度の幅(誤差)を許さざるを得ず、これが5GPa程度の評価圧に10%程度の評価幅をもたらし、0.020.05GPaという圧力変動の検出感度とバランスしなかった。この点を、特に今年度の研究進展の中で取り上げ、素線導入部付近の温度分布の考察と導入法の改良を試みた。立方体加圧装置のアンビルは電気的に独立し、熱電対の導出電極に利用できる。その場合冷接点温度はアンビル先端温度となる。先端温度は100°Cの程度である。アンビルはその形状と配置から厚い球殻の一部として良い精度で近似され、アンビル斜面上の2点の温度を測定すれば先端温度を推定できる。即ち四角錐体の切頭面である先端面を(実寸に近い)ある有効寸法の球面で近似した。実験によれば、先端温度を1°C以内の幅で評価できることが判った。これはδT(Tk-Ts)に0.7°Cの誤差しかもたらさず、評価圧の補正の誤差は1/10に圧縮できた。