hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超微細粒組織を持つバルク構造用材料の温間強ひずみ圧延による創製

構造用金属材料の平均結晶粒径を1μm以下にまで超微細化する研究を行った。大型バルク材の連続製造にも適用可能な新たな強ひずみ加工プロセスとして、繰り返し重ね接合圧延(Accumulative Roll-Bonding ; ARB)プロセスを開発した。ARBを種々のアルミニウム合金、鉄鋼材料、銅合金に適用し、いずれの場合にも平均結晶粒径数百nmの超微細結晶粒組織を有する板を製造することに成功した。超微細結晶粒組織を有するARB材は、出発材の24倍にも達する大きな強度を示した。強ひずみ加工に伴う結晶粒超微細化のメカニズムが明らかにされた。圧延を利用してバルク材に強ひずみを与えることのできる新たなプロセス、繰り返し重ね接合圧延(Accumulative Roll-Bonding;ARB)を考案した。ARBを工業用純アルミニウム(1100)、AI-Mg合金(5083)、IF(Interstitial Free)鋼に適用し、温間域でARBを行うことによって良好なバルク板材が得られることを明らかにした。多サイクルARB材は出発材の24倍という著しく大きな強度を示した。例えば、1100合金の473K・8サイクルARB材、5083合金の473K・7サイクルARB材、IF鋼の773K・7サイクルARB材の室温における引張強さは、それぞれ320MPa、550MPa、870MPaであった。一方で、強ひずみ加工材の伸びは10%以下に低下することも明らかとなった。大きな強度を示した多サイクルARB材中には、結晶粒径1μm以下の超微細結晶粒が形成されていた。1100合金の473K・8サイクルARB材、5083合金の473K・7サイクルARB材、IF鋼の773K・7サイクルARB材における超微細粒の平均粒径は、それぞれ670nm、280nm、420nmであった。また、ARBにより結晶粒超微細化された5083合金は、473Kで低温超塑性を示すことも明らかとなった。圧延を利用してバルク材に強ひずみを与えることのできる新たなプロセス、繰り返し重ね接合圧延(Accumulative Roll-Bonding;ARB)を低炭素鋼(SS400)に適用した。低炭素鋼の場合、773K付近の温間域ではひずみ時効が生じ、圧延が困難であることが明らかとなった。しかし、室温におけるARBにより、SS400にも大きなひずみを与えることができた。室温多サイクルARB材は大きな局所方位差を有する転位セル組織を示し、これらは温間域の焼鈍により超微細結晶粒組織に転化した。また、温間域での多サイクルARBにより結晶粒径を1μm以下にまで超微細化した工業用純アルミニウム(1100)、Al-Zn-Mg合金(7075)と極低炭素IF(Interstitial Free)鋼の焼鈍に伴う組織と機械的性質の変化を調べた。焼鈍に伴い、パンケーキ状の形態を有する超微細粒はまず等軸化するように粒成長し、ある温度以上で大きく等方的に成長した。粒成長に伴い、強度が連続的に低下する一方、伸びは粒径が12μm以上になってはじめて回復した。強度と粒径の間にはHall-Petchの関係が成り立つことが明らかとなった。超微細粒材の延性が小さいのは、結晶粒超微細化によって降伏強度が上昇する一方で、加工硬化率が低下し、塑性不安定が早期に達成されるためであった。しかし、微細析出物を多数有する7075合金の場合には、超微細粒の粒成長が高温まで抑制され、強度と延性の両立が可能であった。昨年度導入したSEM/EBSPによる超微細粒組織の評価を行った。純アルミニウムの場合には、ARBままの超微細粒に対しても、TEM観察結果とよく一致した良好なOIM像を得ることができた。こうしたEBSP測定により、超微細粒組織が互いに大きな方位差を持つ多結晶体であること、純アルミニウムの粒成長が通常粒成長的に起こり、特定の方位の発達は見られないことなどが明らかとなった。極低炭素IF鋼に対して種々のひずみ量まで773Kでの繰り返し重ね接合圧延(ARB)を行い、得られた材料の詳細なTEM観察とTEM/Kikuchi線解析による局所方位解析によって、超微細結晶粒組織の形成機構を明らかにした。これによれば、強ひずみ加工によって大きな方位差を持つdeformation induced boundary(DIB)が均一に導入され、材料組織はサブミクロン単位に分断される。これらが回復によって明瞭な粒界を持つ超微細粒となる。この過程は、その場再結晶(in-situ recrystallization)と呼ぶことができた。種々のひずみ量のARBを施されたIF鋼の焼鈍に伴う組織と機械的性質の変化を明らかにした。

ひずみ量が十分でない場合(2.4以下)、材料中には大きな局所方位差を持つ領域と持たない領域とが混在し、その結果、焼鈍時に通常の核生成・成長機構による再結晶が生じる。十分なひずみが与えられ、大きな局所方位差が均一に導入された場合には、焼鈍によって超微細粒の均一な通常粒成長が起こり、種々の粒径の超微細粒材が得られる。超微細粒フェライト鋼の強度と粒径の間にはHall-Petchの関係が成り立つこと、フェライト単相鋼の場合には粒径1μm以下で塑性不安定が生じて十分な均一伸びが得られないことが明らかとなった。
配向制御法を利用したキンク強化型MAX相セラミックスの創製

MAX相セラミックスは、その結合様式から金属とセラミックスの両方の性質を併せ持つミルフィーユ構造を有する物質である。その変形や破壊には、特定の結晶面が座屈するキンク変形が関与することが知られているが、各温度域での力学特性の結晶方位依存性やキンク強化を利用する新しい構造材料への展開についての検討はほとんど行われていないのが現状である。そこで本研究では、磁場中コロイドプロセスや放電プラズマ焼結を利用した配向制御法により、MAX相セラミックスの力学挙動に及ぼす配向方位依存性を明らかにするとともに、これらのプロセス制御により、キンク強化型MAX相セラミックスを創製することを目指す。
高誘電率絶縁薄膜中の欠陥の研究

高誘電率膜は次世代ゲート絶縁膜としてその開発が進んでいるが、信頼性の観点では様々な課題が残されている。最近、電気ストレスや放射線ストレスによって、彩しい量の電荷が膜中に捕獲されることが懸念されてきている。我々は、早期の実用化が期待されている高誘電率材料であるHfAlO_x薄膜中の電荷捕獲現象を、XPS時間依存測定法を用いて評価した。p型Si(100)基板上に0.9nmの熱酸化膜を形成した後、300°CでALD(TMA+HfCl_4+H_2O)により3nm HfAlO_x膜[Hf/(Hf+Al)=30%]を形成した試料を、窒素/酸素雰囲気中1050°Cで1秒ポストアニールした。HfAlO_x、膜に被われたシリコン基板から放出されるSi2p_<3/2>光電子の束縛エネルギーを、x線照射時間の関数として測定した。次にSi2p_<3/2>光電子の束縛エネルギーのX線照射時間0分での初期値と、X線照射による変化の方向と、その飽和値を求めた。そして解析により、高誘電率薄膜中に捕獲されている電荷量を明らかにした。本試料では、X線照射時にSi2p_<3/>2光電子の束縛エネルギーは高エネルギー側へ時間とともにシフトしてやがて飽和値に達した。このシフトは、HfAlO_x膜中での正孔捕獲により、絶縁膜/Si界面の界面ポテンシャルが変化したために起きたものである。HfAlO_x薄膜では約6.6x10^<12>cm^<-2>の電子が既に捕獲されており、これが,当該HfAlO_x薄膜をゲートに用いたトランジスターの移動度が小さいことの原因であることを明らかにした。さらに、Si界面のSi2p_<3/2>光電子の束縛エネルギーのシフト量は界面ポテンシャルの変化に対応するのに対して、HfAlO_x膜表面に吸着した炭化水素中CのCls光電子の束縛エネルギーのシフト量は表面ポテンシャルの変化に対応することに着日して、これら電荷捕獲中心の分布についで考察した。最近、電気ストレスや放射線ストレスによって、夥しい量の電荷が膜中に捕獲されることが懸念されてきている。我々は、早期の実用化が期待されているhigh-k材料の一つであるHfAlOx薄膜中の電荷捕獲現象をXPS時間依存測定法を用いて評価した。本評価法は、下地Si基板から放出されるSi2p光電子の束縛エネルギーを測定することで、Siの表面電位を求めることができるため、トラシジスター構造や電極を作製することによる影響を受けずに、HfAlOx薄膜中に捕獲されている電荷量を知ることができるものである。0.9nmの熱酸化膜を形成した後、300°CでALD(TMA+HfCl_4+H_2O)により3nm HfAlOx膜[Hf/(Hf+Al)=30%]を形成した試料を評価した。窒素/酸素雰囲気中1050°Cで1秒ポストアニールした。基板はP型Si(100)基板である。

測定に用いたXPS装置はVG ESACLAB 220_XLで、X線源には単色化したAl Kα線(1486.6 eV)を使用した。X線パワーは22Wと極めて小さいため、時間依存測定が可能となった。測定の結果、薄膜形成プロセス後2x10^<12>cm^<-2>の電子が既に捕獲されており、一方X線照射により正孔を注入すると2x10^<12>cm^<-2>の正孔が捕獲されることが分かった。これらの結果は、SiO_2膜と較べて極めて多量の電荷捕獲中心がHfAlO_x薄膜形成プロセス直後に存在することを示している。トランジスターの信頼性を向上させるためには、これらの捕獲中心の密度を低減する薄膜形成プロセスの開発が強く望まれており、今後、下地膜、アニール条件、組成など最適プロセスを検討して行く予定である。0.9nmの熱酸化膜を形成した後、300°CでALD(TMA+Hfcl_4+H_2O)により3nmHfAIO_X膜[Hf/(Hf+Al)=30%]を形成した試料を、窒素/酸素雰囲気中1050°Cで1秒ポストアニールした。基板はp型si(100)基板である。XPS時間依存測定に用いたXPS装置はVG ESACLAB 220i_XLで、X線源には単色化したAI Kα線(1486.6eV)を使用した。感度の高い磁場レンズモードを採用し、X線パワーを20Wと極めて小さくすることで、時間依存測定を可能とした。昨年度は、下地Si基板から放出されるSi2p光電子の束縛エネルギーを測定することで、下地Si基板表面の電位(界面電位)を求め、HfAIO_X薄膜中に捕獲されている電荷量を、トランジスター構造や電極を作製することによる影響を受けずに、明らかにした。具体的には、薄膜形成プロセス後2x10^<12>cm^<-2>の電子が既に捕獲されており、その後X線照射により正孔を注入すると2_X10^<12>cm^<-2>の正孔が捕獲されることが分かった。本年度は、それに加えて、上地HfAIO_X膜表面に吸着した炭化水素中のC1s光電子の束縛エネルギーを測定することで、絶縁膜の表面電位を求めることができることに着目した。そして、前述のSi2p光電子の束縛エネルギーの測定と同時に本測定を行い、表面電位と界面電位を同時に求めることで、HfAIO_X膜中にかかる電圧の変化を明らかにした。さらに、シミュレーションを併用することでHfAIO_X膜中の捕獲中心の存在する位置を推定することができることを見い出した。解析の結果、薄膜形成プロセス直後に存在する電子捕獲中心はHfAIO_X/SiO_2界面に存在するものと推定できた。トランジスターの信頼性を向上させるためには、この電子捕獲中心の密度を低減する薄膜形成プロセスの開発が強く望まれており、今後、下地膜、アニール条件、組成など最適プロセスを検討して行く予定である。高誘電率材料であるHfA10_x薄膜およびHfSiO_x薄膜中の電荷捕獲現象を、XPS時間依存測定法を用いて評価してきた。測定試料は(株)半導体先端テクノロジーズ社で量産装置を用いて開発したものである。XPS時間依存測定法には,VG ESCALAB 220i_XLを用いた。感度の高い磁場レンズモードを採用し、X線パワーを2060Wと極めて小さくすることで、時間依存測定を可能とした。試料の下地Si基板から放出されるSi2p光電子の束縛エネルギーを測定することで、下地Si基板表面の電位(界面電位)を求め、高誘電率薄膜中に捕獲されている電荷量を、トランジスター構造や電極を作製することによる影響を受けずに明らかにした。
抗原ペプチドの気管内投与によるMHC完全不一致心移植片の永久生着の誘導

マウスの心臓移植モデルは以下のものである。C57BL/10(H2b)マウスの心臓を顕微鏡を用いて、CBA(H2k)マウスの腹部に移植する。ドナーの上行大動脈とレシピエントの下行大動脈、ドナーの肺動脈とレシピエントの下大静脈が端側吻合される。この組み合わせでは、通常ドナーの心臓は8から10日で拒絶される。このモデルで、ドナー抗原を手術7日前に経気管投与または経口投与することで以下の結果が得られた。免疫制御細胞の存在は、前処理されたレシピエントの脾細胞を無処置のCBA(H2k)マウスに移入し、その直後にC57BL/10(H2b)マウスの心臓を移植し、生着が延長することで確認された。まず、抗原ペプチドの経口投与または気管内投与により心臓移植片の拒絶を完全に抑制する細胞群を誘導出来た。次に、この細胞群には免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞が存在していることが移入実験より判明した。これらの免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞はそれぞれ単独に移植心の拒絶を抑制できることが分かった。抗CD40抗体や抗CD4抗体の併用をドナー抗原投与時に行うと、完全に拒絶を抑制しうる免疫制御T細胞を誘導できた。免疫制御T細胞にはCD80/86シグナルや、TNF-familyのシグナル、PD-1などがそれぞれ独立して関与していた。一方、経気管投与の系においてサイトカインではIL-10の存在が誘導には必須であった。免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞による免疫抑制はドナー特異的であることが判明した。ドナー抗原とは異なる心臓(BALB/c)は拒絶された。免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞による拒絶反応の抑制は皮膚移植により感作されたレシピエントにも有効であった。免疫制御細胞の誘導には、Mycophenolate mofetil,Rapamycin deoxyspergualin,Ursodeoxycholic acid,H2-blocker,Cox-2 inhibitorは免疫制御細胞を誘導した。免疫制御T細胞の分画のひとつは、CD4+CD25+CTLA4+であった。以上のことは今後の臨床応用に向けた基礎的実験としては、期待以上のものであった。今年度の実験はマウスを使用して行われた。組み合わせはドナーがCBA,レシピエントがC57BL/10でMHCが完全に異なる組み合わせである。無処置のレシピエントはドナーの心臓を8日で拒絶する。一方、移植7日前にドナーの脾細胞を気管内に投与すると移植心は全て30日以上生着し約30%は100日以上生着する。拒絶日の中間値は6080日である(約20回の実験群すべてにおいて)。かつドナーの脾細胞を経気管内投与し7日後に、心臓移植ではなく、そのレシピエントの脾細胞を分離し脾細胞を無処置のCBAレシピエントに移入する。同日、C57BL/10の心臓を移植すると、その心臓は中間値で約60日生着する。

このことは、免疫制御細胞がドナーの気管内投与後7日で誘導されたことを意味する。2003年度に得られた研究結果は以下である。現在進行中の実験結果で、投稿中および投稿準備中の結果は以下である。(1)免疫制御細胞の誘導および機能には、サイトカインレベルでは、TGF-betaではなく、IL-10が必要である。(2)ドナー抗原は間接経路で抗原提示されている。(3)免疫制御細胞は、CD4(+)CD25(+)細胞の他、樹状細胞自身も候補である。(4)免疫制御細胞の誘導には、胸腺は不要であるが、胸腺からでた若いTリンパ球が必要である。マウスの心臓移植モデルは以下のものである。C57BL/10(H2b)マウスの心臓を顕微鏡を用いて、CBA(H2k)マウスの腹部に移植する。ドナーの上行大動脈とレシピエントの下行大動脈、ドナーの肺動脈とレシピエントの下大静脈が端側吻合される。この組み合わせでは、通常ドナーの心臓は8から10日で拒絶される。このモデルで、ドナー抗原を手術7日前に経気管投与または経口投与することで以下の結果が得られた。免疫制御細胞の存在は、前処置されたレシピエントの脾細胞を無処置のCBA(H2k)マウスに移入し、その直後にC57BL/10(H2b)マウスの心臓を移植し、生着が延長することで確認された。まず、抗原ペプチドの経口投与または気管内投与により心臓移植片の拒絶を完全に抑制する細胞群を誘導出来た。次に、この細胞群には免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞が存在していることが移入実験より判明した。これらの免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞はそれぞれ単独に移植心の拒絶を抑制できることが分かった。抗CD40抗体や抗CD4抗体の併用をドナー抗原投与時に行うと、完全に拒絶を抑制しうる免疫制御T細胞を誘導できた。免疫制御T細胞にはCD80/86シグナルや、TNF-familyのシグナル、PD-1などがそれぞれ独立して関与していた。一方、経気管投与の系においてサイトカインではIL-10の存在が誘導には必須であった。免疫制御T細飽と免疫制御樹状細胞による免疫抑制はドナー特異的であることが判明した。ドナー抗原とは異なる心臓(BALB/c)は拒絶された。免疫制御T細胞と免疫制御樹状細胞による拒絶反応の抑制は皮膚移植により感作されたレシピエントにも有効であった。免疫制御細胞の誘導には、Mycophenolate mofetil, Rapamycinは相乗的に働き高濃度Tacrolimus、Azathioprine、Cyclosporineは誘導を阻害した。また、15-deoxyspergualin、Ursodeoxycholic acid、H2-blocker, Cox-2 inhibitorは免疫制御細胞を誘導した。免疫制御T細胞の分画のひとつは、CD4+CD25+CTLA4+であった。以上のことは今後の臨床応用に向けた基礎的実験としては、期待以上のものであった。
都市型のがんの特性と要因に関する病理学的研究

剖検例については剖検輯報の記載症例の総合データベースがあるので、これを充当させることとし生検・手術例の最近3年間(昭和58年60年)のデータベース作成し、疫学的解析を試みることとした。最近3年間の東京在住者のがん剖検は総計11,804例、そのうち本研究班関連施設における剖検は3,798例で、がん剖検の32.2%を占めている。年間約1,200例が関連施設全体で扱われている。これに対し、生検・手術例は総合病院では1000例、がん施設では2,000例前後が取り扱われ、本研究班関連施設では年間13,000例が処理されている。全東京在住がん患者の約1/3が取り扱れていると考えられる。各施設の集計結果をみると、施設によりがんの頻度は異なる。これは都市型のがんの頻度の反映よりは病院としての特異性によるバイアスと考えられた。患者年齢層が一般総合病院では50歳台に高い傾向があり、65歳以上の老人のがんについては老人病院の役割が重要である。一方、小児のがんは症例数が少ないが、小児内科および外科のがん登録が小児病院で行なわれ、小児病院の持つ役割が大きい。このような見地から、各施設の特性で相補した総合データベースを作成しての疫学的検索が必要と考えられその試案を作成し、各施設のデータベースの統合に着手した。更に現況を把握するだけでなく、都市型のがんの特性を見るためには少なくとも10年を単位とする経時的変化の解析が必要である。20年にわたる外科材料の経時的変化から、胃・大腸がんでの大腸がん増加、剖検例で肺がんの頻度が一位の都市型化の報告が出されているが、現状ではその評価には病院の特性を孝慮した上で慎重に判断する必要がある。
細胞情報伝達における細胞骨格微小管系の新しい機能と作用分子機構の解明

細胞骨格微小管系は様々なリン酸化系との相互作用を通じて細胞情報伝達系の調節に関与していることが示唆されている。本研究は微小管成分蛋白質チュブリン(Tu)とG蛋白質共役型受容体キナーゼ(GRK)2との相互作用に焦点をあててTuの細胞情報系調節における役割について検討を加えた。研究にはラット脳精製TuならびにNG108-15細胞を用いた。精製TuのWestern blot解析でTuとGRK2との会合が示された。NG108-15細胞膜分画でGRK2とTu(β-tubulin、β-tubulin III)の存在が確認されたが、GRK5は検知されなかった。NG108-15細胞のカルバコール刺激で、膜分画のβ-Tu IIIとGRK2蛋白は刺激後約10分を最大として各々約6.6倍、5.1倍に増加し、β-Tu IIIとGRK2の細胞膜への移行が観察された。TuはGRK2リン酸化基質となり、リン酸化β-Tu IIIの細胞膜への移行が報告されている。サポニン透過性亢進NG108-15細胞のヘパリン(GRK2リン酸化反応阻害剤)処置で、カルバコール刺激によるβ-Tu IIIとGRK2の細胞膜移行は抑制された。TuはGTP-結合蛋白質の1種であり、GTP-結合TuによるホスホリパーゼCβ-IP_3系の亢進が報告され、GiやGqとの会合とGTP供給を介したその機能調節が示唆されている。本研究でも精製TuからNG108-15細胞膜G蛋白質へのGTP転移反応が確認された。さらに、NG108-15細胞でのカルバコールによるIP_3生成は、24時間のヘパリン処置で抑制された。本研究の結果から、GRK2によるリン酸化によってTuは細胞膜へ移行しG蛋白質との相互作用を通じてG蛋白質による情報伝達を調節していることが示唆された。Tuは細胞内の種々のキナーゼによる反応と受容体機能調節との連関に関与していると考えられる。近年、細胞骨格微小管系は様々なリン酸化系との相互作用を通じて細胞情報伝達系の調節に関与していることが示唆されている。研究にはラット精製Tuならびに、GRK2が比較的豊富に発現しているNG108-15細胞を用いた。精製TuのWestern blot解析の結果、TuとGRK2との会合が示された。NG108-15細胞膜分画ではGRK2とTu(β-tubulin、β-tubulin I/II、β-tubulin III)の存在が確認されたが、GRK5は検知されなかった。NG108-15細胞はM4ムスカリン性受容体を発現していることが知られている。NG108-15細胞のカルバコール(1 mM)刺激でβ-Tu IIIとGRK2の細胞膜への移行が生じ、膜分画でのβ-Tu IIIとGRK2蛋白量は、カルバコール刺激後約10分を最大として増加した。

サポニン透過性亢進NG108-15細胞による実験から、β-Tu IIIとGRK2のカルバコール刺激による細胞膜への移行は、GRK2リン酸化活性阻害剤であるヘパリンの処置で抑制された。TuはGRK2のリン酸化基質となり、リン酸化されたTu(β-Tu III)の細胞膜への会合上昇(膜移行)が報告されている。Tuはそれ自体GTP-結合蛋白質であり、G蛋白質(Gi・Gp)との会合を介したG蛋白質へのGTP供給による機能調節が示唆されている。精製TuからNG108-15細胞膜G蛋白質へのGTP転移反応は本研究でも確認された。本研究の結果から、GRK2によるリン酸化によってTuは細胞膜へ移行しG蛋白質との相互作用を通じてG蛋白質による情報伝達を調節していることが示唆され、Tuは細胞内の種々のキナーゼによる反応と受容体機能調節との連関に関与していることが考えられた。細胞骨格微小管系は様々なリン酸化系との相互作用を通じて細胞情報伝達系の調節に関与していることが示唆されている。本研究は微小管成分蛋白質チュブリン(Tu)とG蛋白質共役型受容体キナーゼ(GRK)2との相互作用に焦点をあててTuの細胞情報系調節における役割について検討を加えた。研究にはラット脳精製TuならびにNG108-15細胞を用いた。精製TuのWestern blot解析でTuとGRK2との会合が示された。NG108-15細胞膜分画でGRK2とTu (β-tubulin、β-tubulin III)の存在が確認されたが、GRK5は検知されなかった。NG108-15細胞のカルバコール刺激で、膜分画のβ-Tu IIIとGRK2蛋白は刺激後約10分を最大として各々約6.6倍、5.1倍に増加し、β-Tu IIIとGRK2の細胞膜への移行が観察された。TuはGRK2リン酸化基質となり、リン酸化β-Tu IIIの細胞膜への移行が報告されている。サポニン透過性亢進NG108-15細胞のヘパリン(GRK2リン酸化反応阻害剤)処置で、カルバコール刺激によるB-Tu IIIとGRK2の細胞膜移行は抑制された。TuはGTP-結合蛋白質の1種であり、GTP-結合TuによるホスホリパーゼCβ-IP3系の亢進が報告され、GiやGqとの会合とGTP供給を介したその機能調節が示唆されている。本研究でも精製TuからNG108-15細胞膜G蛋白質へのGTP転移反応が確認された。さらに、NG108-15細胞でのカルバコールによるIP3生成は、24時間のヘパリン処置で抑制された。本研究の結果から、GRK2によるリン酸化によってTuは細胞膜へ移行しG蛋白質との相互作用を通じてG蛋白質による情報伝達を調節していることが示唆された。Tuは細胞内の種々のキナーゼによる反応と受容体機能調節との連関に関与していると考えられる。
カビ代謝ペプチドの解析のためのフラグメンテーション理論の新展開

カビはペニシリンをはじめ、有用物質の合成手段として利用されている。カビの生合成反応の解明のためには、高感度でハイスループットな質量分析法によるカビ代謝物質の構造決定法の確立が求められている。代謝ポリペプチドの構造解析を質量分析法で行うためのフラグメンテーション予測理論を確立するため、[1]分子理論計算によるフラグメンテーション反応の理論予測、[2]カビ代謝物質の質量スペクトルデータの多変量解析によるカビ種予測、および[3]カビ代謝物質の生成関連遺伝子検索を行った。細胞内で重要な金属イオン付加ペプチドの電子移動解離(ETD)に対して、金属ーペプチドコンプレックス形成が与える影響因子を解明できた。新たに合成されたポリペプチドが機能を発揮するためには翻訳後修飾を受けることが多い。カビ代謝ペプチドにおいても、翻訳後修飾ペプチドとしてリン酸化ペプチドは重要である。本研究の目的は、リン酸化ペプチドのフラグメンテーション機構を理論的に解明し、汎用のフラグメンテーション理論を確立することである。平成25年度は、(1)12個のアミノ酸からなるペプチド[TRDIYETDpYYRK]H+からのH3PO4脱離過程を検討した。フラグメンテーション反応のポテンシャルエネルギー曲面における反応始状態、中間体、遷移状態、生成物状態の平衡構造の振動解析を行い、統計理論であるRRKM-QET理論を用いて可能なフラグメンテーション反応の速度定数を計算し、フラグメンテーション機構を解明した。計算はPM6及びB3LYP/6-31G(d)により行った。その結果、H3PO4脱離では、COOH基のHがリン酸化チロシンのOへ移動後、環状構造の遷移状態を経てH3PO4が脱離すると予想された。(2)真菌の代謝過程において胞子形成時にのみセスキテルペン類が生成していることを我々は報告した。リン酸化ペプチドだけでなく、セスキテルペン類の生合成過程は真菌の増殖機構の解明においても重要である。Aspergillus nidulansのゲノムに見つかるテルペン生成関連遺伝子10個を対象にノックアウト株およびプロモータ交換株(発現誘導株)を作成し、それらの株の揮発性代謝物を質量分析によって解明した。A. nidulansのAN3277遺伝子の発現誘導株LO6191の揮発性代謝物質の内,GCの保持時間21.5分付近のピーク成分を購入のガスクロマトグラフ装置を用いて分取し、Bruker 750MHz NMR装置を用いてNMRスペクトル測定を行った結果、この化合物は環状のAristolocheneまたはその対掌体であると推定された。NMRスペクトルの構造決定にあたっては既存のNMRデータおよびab initio法によるNMRスペクトル理論予測値を参考にした。本研究では、リン酸化ペプチドのフラグメンテーション機構を理論的に解明し、汎用のフラグメンテーション理論を確立する。平成24年度は、モデル化合物としてチロシンをリン酸化したテトラペプチドであるpYYR(H+)Kのフラグメンテーション反応の機構を第一原理密度汎関数理論計算により明らかにした。pYYR(H+)KからのHPO3脱離の障壁エネルギーは197.7 kJ/molであった。H3PO4脱離の障壁エネルギーはTS3の41.5 kJ/molに近いと予想された。一方、b3イオン生成の過程におけるエネルギー障壁は、b3(5員環構造)について155.4 kJ/mol、b3(リニア構造)について371.6 kJ/molであった。以上のエネルギー計算の結果から、pYYR(H+)KからのH3PO4脱離反応、HPO3脱離反応およびb3(5員環構造)生成反応は低いエネルギーでおこる反応であり、b3(リニア構造)生成反応は高いエネルギーで起こる反応であることがわかった。Off-Resonance CIDにおいては、低いエネルギーで起こるH3PO4脱離、HPO3脱離およびb3(5員環構造)生成が観測され、On-Resonance CIDでは、より高いエネルギーを必要とするb3(リニア構造)生成が観測されたと考えられた。RRKM理論による反応速度の計算結果もこのことを支持するものであった。より大きなサイズのTRDIYETD-pY-YRKのプロトン付加分子に拡張するため、フラグメント分子軌道(FMO)法の検討を行った。FMO計算結果より分子サイズに対して計算機時間は通常のab initio法より緩やかに増加するのがわかった。カビによる生合成反応の解明のためには、高感度でハイスループットな質量分析法によるカビ代謝物質の構造決定法の確立が求められている。本研究の目的は、代謝ポリぺプチドの構造解析を質量分析法で行うためのフラグメンテーションを予測する理論を構築することである。

ポリペプチドイオンのフラグメンテーション理論の構築を次の3つのアプローチにより行った。[1]分子理論計算によるフラグメンテーション反応の理論予測:細胞内において重要である金属イオン付加ペプチドのフラグメンテーション機構をab initio密度関数理論およびRRKM統計理論により研究し、金属-ペプチドコンプレックス形成が電子移動解離(ETD)に与える影響を解明した。[2]カビ代謝物質の質量スペクトルデータの多変量解析によるカビ種予測:文化財の微生物による劣化が問題となっている。文化財で発生する主要な4種のカビA. fumigatus、A. nidulans、F. solani、P. paneumを対象とし、それらのカビから発生する微生物由来揮発性代謝物質(MVOC)を分析する手法、MVOC関連のデータベースおよび多変量解析を応用したカビ種同定ソフトウェアを製作し、90%程度の精度でカビ種成分を判定できた。[3]カビ代謝物質の生成関連遺伝子の検索:カビ代謝物質であるセスキテルペンの生成経路を解明するため,A. nidulansの発現誘導株が放出するセスキテルペンの構造をGC/MS/MS、NMRおよびCD法により決定し、セスキテルペン生成関連遺伝子を発見した。化学質量分析学研究計画・方法に記載した(1)フラグメンテーション理論の構築については、従来法で課題となっている、翻訳後修飾されたリン酸化ペプチドのフラグメンテーションを理論的に解明できた。(2)カビ代謝物質の構造解析については、Aspergillus nidulansの増殖時に放出されるセスキテルペン生成に関連する遺伝子を発見し、質量分析およびNMRにより、そのセスキテルペン化合物の構造を決定できた。さらに、この構造解析のキーとなるNMRスペクトルを理論計算により推定できた。交付申請書に記載した研究の目的にある、フラグメンテーション理論の構築において、従来法で課題となっている、翻訳後修飾されたペプチドを理論的に解明できた。さらに、大きなサイズに適用可能なフラグメント分子軌道法を応用した計算を可能とした。(1) RRKM-QETによって計算した各フラグメンテーション反応の速度定数から、フラグメンテーション機構を解析し、カビ代謝ペプチドを解析する際に利用できるフラグメンテーションの指標を導出する。実験条件で起こるフラグメンテーションを予測する理論を構築する。(2)平成25年度の研究においてA. nidulansは、代謝物質としてAristolocheneを生成することを明らかにした。平成26年度は、セスキテルペンの一つであるAristolocheneのマススペクトルのフラグメンテーション過程を理論計算により明らかにする。さらに、AristolocheneのLC/ESI CID MS/MS測定を行い、構築したフラグメンテーション理論を検証する。
スマートフォンと画像を利用した食生活モニタリングシステムの開発・実践・検証

本研究では,スマートフォンを用いた食事内容のセルフモニタリングによる健康増進についての研究を行う.これまでは,メニューや食材などを人が毎日書き下すことで食事内容を把握し,健康管理につなげることが広く行われてきた.しかし,記録の負担が大きく,継続しにくく,行動変容につながりにくいという問題がある.我々は,普及の著しいスマートフォン上で画像を使ってインタラクティブに食事内容(カロリー)入力を行うためのツールを研究開発してきた.画像処理を行うことで,人の手間を大きく軽減することができる.本研究では,そのツールの飛躍的改善,検証を行った.そして,利用者の行動変容を促し,健康増進につなげる試みを行った.本研究では,スマートフォンを用いた食事内容のセルフモニタリングによる健康増進についての研究を行う.これまでは,メニューや食材などを人が毎日書き下すことで食事内容を把握し,健康管理につなげることが広く行われてきた.しかし,記録ノートを携帯する不便さや専門家からのフィードバックに即時性がないことなどから,記録の負担が大きく,継続しにくく,行動変容につながりにくいという問題がある.我々は,普及の著しいスマートフォン上で画像を使ってインタラクティブに食事内容(カロリー)入力を行うためのツールを研究開発してきた.画像処理を行うことで,人の手間を大きく軽減することができる.本研究では,利用者の行動変容を促し,健康増進につながるアプリケーション開発を目指す.開発した食事記録のためのスマートフォンツールとしてFoodLogを2013年7月に公開した.そのツールでは,食事の写真を登録するとともに,写真の中の食事領域を指定することで,画像検索により食事品目の候補を表示する.本研究の課題として,このスマートフォンのツールのユーザビリティの検証を掲げており,そのために以下の2つの実験を行った.(1)画像を使うFoodLogの有効性の検証:テキストのみでの食事記録ツールと画像を使う食事記録ツールの比較実験を行った.18人の被験者が,1か月間日常生活の中で使用し評価した.画像を使うツールで,主観的な評価が有意に高く,FoodLogツールの有効性を示すことができた.(2)自己管理にFoodLogを用いることの有効性の検証:日常生活でFoodLogを3か月用い,ツールだけ用いる場合,ツールを用いてさらにモニターからのフィードバックのある場合,何も用いない場合の比較を行う実験をすすめた.大きな展示会等での参加者の募集を行い,実験の途上にある.参加人数が不十分であり,さらに人を集めての実験をすすめる.(1)FoodLogデータの蓄積:2013年7月に一般利用に公開したFoodLogの食事記録データは,一年後には100万件を越える大規模データとなり,2015年3月時点では,200万件を越えるものとなった.(2)FoodLogデータの解析ツールの開発と解析:100万件を越えた時点の食事記録データを対象に,記録の解析を行った.ユーザ入力は,自由な新規入力も多く含む.デフォルトのデータベースの食事品目数は2千程度にもかかわらず,7万件弱の異なる食事品目名が含まれていた.食事品目名を,単語分解し,その中から主要な単語(あるいは組み合わせ)を自動で抽出するツールを開発した.この抽出結果は,食事のカテゴリーとみなすことができる.その結果,7万件の食事品目名には,1万5千程度のカテゴリーがあること,そのうち80%の生起頻度をカバーするのは,500弱程度のカテゴリに限られることを見出した.(3)FoodLogデータの信頼性評価:FoodLogデータは,食事画像と食事記録(テキスト記述)を有するため,ユーザの自己管理のための食事記録がどれほど正しいかを画像から判定することができる.管理栄養士の評価により,10名をランダムに選び,食事記録を評価したところ,95%の記述は妥当とみなすことができた.(4)食生活改善の支援のための検証実験:食事記録ツールFoodLogの継続性,機能性を検証するための実験を行った.アプリ利用群6名,コントロール群9名の12週間の実験であり,アプリ利用群では,4週間ごとに管理栄養士による指導を行った.両群において,事前事後で食生活に関する調査とBDHQによる調査を行った.もともと,食のバランスへの配慮をしている人が多かったものの,利用群のうちの1名は,食のバランス,エネルギーへ配慮をするようになり,結果として,体重が5kg減少した例も確認された.研究実績を以下に列記する.(1)FoodLogデータの蓄積:2013年7月に一般利用に公開したFoodLogの食事記録データは,一年後の2014年7月には100万件を越える大規模データとなり,2015年3月時点では,200万件を越え, 2015年9月では,300万件を越えるものとなった..(2)FoodLogデータの解析ツールの開発と解析:収集した食事記録データを最大限に活用し,記録の解析を行った.ユーザ入力は,自由な新規入力も多く含む.デフォルトのデータベースの食事品目数は2千程度にもかかわらず,現在17万件を越える異なる食事品目名が含まれている.前年度には,食事品目名を,単語分解し,その中から代表的な単語を自動で抽出するツールを開発した.本年度は,所与の食事名を単語に分解し,単語の類似する食事名をデータベースから選出し,その単語のグループに対して生成したワードグラフの最小パスを求めることで,単語の組み合わせによる代表名を抽出する手法を導いた.

この代表名は,食事記録の統計などの解析に利用しうる.(3)食事ログ画像の検出:所与の画像に食事が含まれているかどうかという検出課題のために,公開されているデータセットをもとに評価データセットを作り,深層学習による検出精度についての評価を行った.95%99%の高い精度での検出が可能であることを示した.また,データ依存性についても評価し,異なるデータセット下での学習の分類器では5%強の低下があることを確認した.(4)食生活改善の支援のための検証実験の準備:健康な男女35名を対象として食事記録ツールFoodLogで検証実験を行った.対象者をアプリ利用群とコントロール群に割り付け,12週間の実験を行った.利便性,機能,インタフェースなどに関してのフィードバックを得た.本研究では,スマートフォンを用いた食事内容のセルフモニタリングによる健康増進についての研究を行う.これまでは,メニューや食材などを人が毎日書き下すことで食事内容を把握し,健康管理につなげることが広く行われてきた.しかし,記録の負担が大きく,継続しにくく,行動変容につながりにくいという問題がある.我々は,普及の著しいスマートフォン上で画像を使ってインタラクティブに食事内容(カロリー)入力を行うためのツールを研究開発してきた.画像処理を行うことで,人の手間を大きく軽減することができる.本研究では,そのツールの飛躍的改善,検証を行った.そして,利用者の行動変容を促し,健康増進につなげる試みを行った.初年度のシステムのユーザビリティに対する1か月にわたる18名の被験者へのユーザスタディに加えて,11名ではあるものの,より長期にわたる利用についての被験者実験に着手し,予備的な結果を得ることができた.また,食事記録データを継続して,蓄積し,その解析を進めることができ,データ利用についての進捗をみた.27年度が最終年度であるため、記入しない。画像・メディア情報処理これまでどおり,データの蓄積と解析を進める.また,検証実験については,予備的なものを行ったものの,さらなる介入実験を進める予定である.スマートフォンのアプリケーションが公開でき,実験する環境がそろい,ユーザ一人一人の食事記録をモニターするシステムが構築でき,技術的な事項に関しては,おおむね期待したように進行してきた.主たる課題としている検証について,日常生活の中での,この画像技術を駆使した食事記録ツールの有効性についての確認をすることができた.さらに,食生活改善につながる支援への効果の検証実験についても,まだ,結果はでていないが,実験には着手し,一部小規模に開始した.27年度が最終年度であるため、記入しない。予備的な検証実験が進んだものの,その進捗により,次年度への繰り越しが生じた.27年度が最終年度であるため、記入しない。食生活改善につながる要因を検証する実験をまず続けて行う必要があり,被験者を集める舞台を変えて行う予定にしている.検証実験,およびデータ解析に関する謝金,発表で利用する.27年度が最終年度であるため、記入しない。スマートフォンアプリを紹介し,ダウンロードを誘導するサイト.研究成果の項で述べたように,日常生活でのFoodLogの利用による有効性評価の参加人数が予想よりも少なく,実験の舞台をかえて,次年度に行うことにしたため.使用目的への変更はなく,FoodLogの検証実験に用いる.
ベクトル束の評価写像を用いた誤り訂正符号の研究

情報を送信する際に生じた誤りを訂正して元のデータを復元する為の数学的手法は誤り訂正符号と呼ばれる。当課題では、代数多様体上のベクトル束と呼ばれる幾何学的対象を用いて定義される新しい型の誤り訂正符号の基本的性質に関する研究を行った。その結果、α-弱安定性と呼ばれる性質をもつベクトル束を用いると高い性能をもつ符号を構成出来る事が明らかになった。今年度では、有限体上定義された射影多様体の上のベクトル束から定まる代数幾何符号について研究を行った。従来の代数幾何符号では直線束の切断を評価する有理点の集合Zとしては多様体の有理点全体を取るのが普通であったが、我々はZがベクトル束から定まる零次元部分スキームの構造をもつ場合の研究を行った。特に、n次元多様体X上で階数nのベクトル束Eを考え、Eの切断の零点集合Zに於ける評価写像から定まる符号C(X,Z,L)のパラメーターを決定する事を試みた。その結果以下の様な成果を得る事が出来た。第一に、我々は平面幾何に於ける古典的な結果であるCayley-Bacharach条件の高次元版を導入し、符号理論との関係を明らかにした。特に、Zが高次Cayley-Bacharach条件を満たすという仮定の下でC(X,Z,L)の最小距離が下から評価出来る事を示した。この結果と、Griffith-Harrisの定理のS.-L.Tanによる一般化を用いる事により、Lが高次の正値性(d-very ampleness)を満たす場合に符号のパラメーターを具体的に決定する事に成功した。この結果はEが射影空間上の直線束の直和である時(即ちZが超曲面の完全交叉の場合)には、以前J.HansenやGold-Little-Shenkによって得られた結果を含んでいる。第二に、射影多様体上のfoliation(即ち接ベクトル場の特異点)から定まる符号のパラメーターについて研究し、代数曲面の場合に幾何学的不変量を用いた具体的な評価式を得た。これはCampillo-Farran-Pisabarroによる射影平面上の符号の研究を一般化するものである。当研究で明らかになった符号とCayley-Bacharach条件の関係はこれまでの代数幾何符号の理論では考察されてこなかったものであり、今後の研究の進展が期待される。当年度は、有限体上定義された代数多様体上のベクトル束から定まる符号とそのパラメーターの基本的性質について以下の様な研究をおこなった。第一に、我々は有限体上定義された高次元代数多様体上の任意階数のベクトル束の評価写像の像としてベクトル束符号の概念を定義した。この様な符号は、代数曲線符号のインターリービングの一般化としてV.Savinによって考察されていた符号を任意次元に一般化するものである。特にn次元多様体上の階数nのベクトル束の場合には、大域切断の零点集合が全て正則であるという仮定のもとでベクトル束符号の最小距離がベクトル束のn次チャーン類によって下から評価できることを証明した。第二に、Savinによる弱安定性の一般化として、与えられた有理数αと曲線上のベクトル束に対してα型弱安定性の概念を導入した。また、α型弱安定ベクトル束から定まる符号に対して、その次元及び最小距離の評価式がαの関数として得られることを証明した。更に、代数曲線間の有限写像の下で安定束の順像を取ることにより、多くのα型弱安定ベクトル束を具体的に構成する方法を与えることができた。この方法を用いると、曲線のフロベニウス写像による順像から得られるベクトル束から非常に性能の高い符号を構成することが可能であることが導かれる。これらの結果を応用することによって、平面エルミート曲線の場合にベクトル束符号のパラメーターを具体的に決定できた。また、フェルマー曲線の有限群による商曲線の場合にも同様の結果を得た。当研究で定義されたベクトル束符号は、既知の代数幾何符号を全て含む最も一般的なものであり、その性質の詳しい研究が今後の課題である。当年度の研究の目的は、有限体上定義された代数曲線上のベクトル束から定まる符号の次元、最小距離などのパラメーターを決定することであった。曲線上のα型弱安定ベクトル束の存在は、最小距離の評価のために重要である。既に22年度の研究に於いて曲線間の有限射を用いてα型弱安定ベクトル束を構成する方法を得ることには成功していたが、この方法では階数が写像の次数の倍数になるベクトル束しか構成できない為、今年度ではα型弱安定ベクトル束の新しい構成法の研究を行い、以下の様な結果を得た。第一の結果は、有限体上定義された代数曲面上の安定ベクトル束と、その上の曲線上のα型安定束との関係を解明したことである。A.LangerはBogomlov型不等式を応用することによって正標数での安定ベクトル束の制限定理を証明していたが、我々はこの結果をα型安定ベクトル束の場合にまで拡張することに成功した。より詳しく述べると、我々は代数曲面上の安定ベクトル束を十分高い次数の曲線に制限することによってα型弱安定ベクトル束が得られることを証明した。

この結果によって曲面上の安定束の存在から曲線上のα型安定束の存在が導かれることがわかる。第二の結果として、有限体上定義された射影平面上で、与えられた階数とチャーン類を持つα型安定束が存在するための十分条件を得ることができた。この結果は、射影平面上の任意階数の安定束の存在を示すことによって証明される。特に、Hermite曲線の場合にはパラメーターの評価式を求めることに成功した。この結果を用いて平面曲線上の列から漸近的に良い性質を持つベクトル束符号の存在を証明できると期待される。
高レベル放射性廃棄物（HLW）処理・処分施設の社会的受容性に関する研究

最終年度の平成30年度(2018年度)は、バックエンド問題を国際的議論の動向を、可逆性に焦点を当てて探求することとし、2019年2月にフランスとイギリスの地層処分政策の調査を行なった。主な調査結果は以下である。フランスは1987年の4ヶ所の地層処分候補地の公表による地域の反対運動の激化を受け、1990年2月の首相声明により現地調査の一時中止から、1991年のBataille法による仕切り直しと、2度の国民的討論を経て、可逆性のある段階的な柔軟な地層処分という方向を模索している。フランスの可逆性(Reversibility)の定義は、2016年法により技術的回収可能性(Retrievability)だけでなく、社会経済状況の変化や将来世代の政策決定への参加権の保障などの適応可能性(Adaptability)も重要な原則としており、第1原則が適応可能性、第2原則が技術的回収可能性といわれている。フランスの可逆性理解は、日本などの建設期間終了までの技術的回収可能性の確保という技術主義的なReversibilityの理解とは大きく異なる。坑道閉鎖をしない地層処分は、本来の地層処分の最大のメリットであった埋め戻した後は人間社会の介入なしに処分地を放置できるというメリットがなくなり、限りなく地表あるいは地下浅部における暫定保管にちかづくことを意味する。イギリスでは、2000年以降の高レベル放射性廃棄物管理委員会(CoRWM)による市民参加プロセス(PSE)、カンブリア州における地層処分施設立地の文献調査受入の否決(2013)、その後の新プロセス(2018年)などの動向を調査した。イギリスでは2000-2013年のCoRWMなどによる参加・熟議民主主義の試みが後退し、代議制民主主義に依存した立地選定プロセスに戻りつつあることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究「高レベル放射性廃棄物(HLW)処理・処分施設の社会的受容性に関する研究」は、原子力発電所からでる使用済核燃料に由来するHLW処理・処分施設立地の社会的合意形成のあり方を、科学技術コミュニケーション研究における欠如モデルと文脈モデルに基づき、日本と欧州のケーススタディから、欠如モデルの限界と文脈モデルの適用可能性を明らかにすることを目的としている。その際、各モデルを分析する方法論として社会的受容性論に着目し、HLW処理・処分施設の社会的受容性を技術・制度・市場・地域の4要素から定義し、日本と欧州における立地容認事例と拒否事例における各アクターの社会的受容性分析を通じて、欠如モデルの限界を実証的に検討し、文脈モデルの具体的な適用手法について考察することとしている。以上の研究目的に基づき、本科研PJの第1年次(2016年度)の研究活動としては、外部専門家などを招聘した合計7回の研究会を開催し、国内調査として青森県六ケ所村の核燃料サイクル関連施設(日本原燃の再処理工場、ウラン濃縮工場、低レベル廃棄物埋設センター)、青森県大間町の大間原発(フルMOX)および大間原発建設差止め訴訟をしている函館市、むつ市の使用済み燃料備蓄センター、北海道幌延町の幌延深地層研究センター、茨城県東海村の三菱原子燃料東海工場、岐阜県瑞浪市および土岐市の東濃地科学センターの立地経緯に関する調査研究を行い、社会的受容性論の観点からそれぞれケースの立地受入と立地反対の社会的メカニズムについて検討した。また、社会的受容性分析フレームの研究開発とバックエンド問題の比較制度分析に関するタスクフォース(TF)を設置し、前者の社会的受容性分析TFは合計6回開催し、後者のバックエンドに関する比較制度分析TFは合計4回開催した。さらに、2017年3月7日には第6回原子力政策・福島復興シンポジウムを開催した。東日本大震災と福島原発事故から6年が経過し、原子力政策の全体的な見直しの必要性が指摘されるなかで、日本の高レベル放射性廃棄物(HLW)の最終処分をどうするのかというバックエンド問題は、国が前面に出る形で地層処分の適正地域に関する科学的有望地あるいは科学的特性マップの基準検討が進められ、その社会的提示の仕方をめぐって議論が続いている。かかる状況を踏まえ、本研究「高レベル放射性廃棄物(HLW)処理・処分施設の社会的受容性に関する研究」は、バックエンド問題の特性を考慮して、社会的受容性論を技術・制度・市場・地域という4つの要素から定義し、それぞれの要素の関係性を踏まえた理論化を行ってきた。そのため、2016年度では社会的受容性分析の方法の研究開発を目的としたタスクフォースを6回開催し、国内の6箇所の原子力施設の受入れ事例および拒否事例の調査研究を行ってきた。以上の社会的受容性TFの検討や国内調査から、単純に欠如モデルの限界を決めることは難しく、依然として立地推進側も反対側も欠如モデルに立脚している日本的状況を明らかにしてきた。また、文脈モデルにおける双方向コミュニケーションの根拠を形成するLay-Expertise(素人の専門性)モデルにおける地域知(生活知)に当たるものがバックエンド問題において何なののかが大きな課題である点も明らかになってきた。こうしたバックエンド問題の社会的受容性をめぐる学術的課題が明らかになったことは第1年次の大きな研究成果である。今後の分析フレームの検討は、欠如モデルと文脈モデルの双方の特性と限界を踏まえた、あるいは2つのモデルを包摂し、止揚しうる社会的受容性モデルの研究開発が課題であり、2017年3月末にまとめた研究成果である松岡(2017)「原子力政策におけるバックエンド問題と科学的有望地」では、こうした新たな方向性を試みた。

第2年次の平成29年度(2017年度)は、バッックエンド問題を国際的議論の動向から探求することとし、2018年2月にフィンランド、フランスの地層処分政策の調査を行なった。主な調査結果は以下である。フィンランド国民の多くは地層処分方法に懐疑的であり、地層処分についてもよく分からないが、実施機関のTVO社や規制組織のSTUKの高い専門的能力や真摯で公正な姿勢に対する社会的信頼に支えられて最終処分地のオルキルオト原発敷地内の立地決定が可能となった。その意味でフィンランドは20世型紀の社会的信頼に依拠したモデルといえる。フランスは1987年の4ヶ所の地層処分候補地の公表による地域の反対運動の激化を受け、1990年2月の首相声明により現地調査の一時中止から、1991年のBataille法による仕切り直しと、2度の国民的討論を経て、可逆性のある段階的な柔軟な地層処分という方向を模索している。フランスのReversibilityの定義は、2016年法により技術的回収可能性(Retrievability)だけでなく、社会経済状況の変化や将来世代の政策決定への参加権の保障などの適応可能性(Adaptability)も重要な原則としており、第1原則がAdaptability、第2原則がRetrievabilityといわれている。フランスのReversibilityの理解は、フィンランドや日本の建設期間終了までの技術的回収可能性の確保という技術主義的なReversibilityの理解とは大きく異なる。坑道閉鎖をしない地層処分は、本来の地層処分の最大のメリットであった埋め戻した後は人間社会の介入なしに処分地を放置できるというメリットがなくなり、限りなく地表あるいは地下浅部における暫定保管(enduring surface storage)にちかづくことを意味する。第1年次(2016年度)の研究活動としては、外部専門家などを招聘した合計7回の研究会を開催し、国内調査として青森県六ケ所村の核燃料サイクル関連施設、青森県大間町の大間原発および大間原発建設差止め訴訟をしている函館市、むつ市の使用済み燃料備蓄センター、北海道幌延町の幌延深地層研究センター、茨城県東海村の三菱原子燃料東海工場、岐阜県瑞浪市および土岐市の東濃地科学センターの立地経緯に関する調査研究を行い、社会的受容性論の観点からそれぞれケースの立地受入と立地反対の社会的メカニズムについて検討した。また、分析フレームの検討としては、欠如モテデルと文脈モデルの双方の特性と限界を踏まえた、あるいは2つのモデルを包摂し、止揚しうる社会的受容性モデルの研究開発が課題であり、2017年3月末にまとめた研究成果である松岡(2017)「原子力政策におけるバックエンド問題と科学的有望地」では、こうした新たな方向性を試みた。第2年次(2017年度)では、第1年次の国内調査と社会的受容性モデルの研究を踏まえ、より幅広い観点からバックエンド問題を検討するため欧州調査を実施した。また、3回の公開研究会、6回のタスクフォース研究会、1回の学術シンポジウムを開催した。欧州調査から、今後の日本のバックエンド問題のモデルとしては、20世紀的な信頼に基づくフィンランド・モデルではなく、多様な選択肢に基づく国民的議論というフランス・モデルが参考になると考えられる。