hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硝酸態窒素による地下水汚染の実態調査とその防止法

硝酸態窒素による地下水汚染が進行している各務原洪積台地(濃尾平野の一端)を調査対象として広範囲にわたり地下水汚染の実態調査を実施し,その汚染原因について究明した。調査結果より1).単に硝酸態窒素成分のみでなく土壌へ施用されたとみなされる加里,石灰及び苦土成分について層位別に地下水ならびに土壌を測定したが,これら肥料組成分は硝酸態窒素とほぼ類似の動態パタ-ンを示すことが明らかになった。2).採水地点において過去に肥料成分として投与された硝酸態窒素の施用総量を試算し,現状の地下水中の硝酸態窒素濃度分布と比較検討した結果,両者間に正の相関性の存在することが認められた。3).降雨量が比較的多い4月から7月期にかけて降水量と地下上中の硝酸態窒素成分濃度との関連性について深度別に調査した結果,各地点とも概して降雨後では地下水中の硝酸態窒素量を高め,かつ降水量との間に量的相関性の存在することが認められた。また,多量の降雨後では硝酸態窒素濃度を著しく高める傾向が示され,地下深5mでは10ppm,30mでは20ppmの濃度上昇をきたしている。この地下深5mにおいて硝酸態窒素濃度が高い値を示している点から,表層より深さ5mまでの層位間に硝酸態窒素源となりうる汚染物質の存在が示唆され,降雨量が多量の場合には溶脱量を高め,採水地点付近に集積されるものと推察された。4).ボ-リング工事により,さらに1箇所増設し,時期別の地下水流の方向性と流速について調べ,硝酸態窒素成分の汚染速度とその拡大範囲について吟味したが,とくに明確な傾向は認められなかった。以上,得られた研究成果より表層部における硝酸態窒素富化が一次的汚染源として推察され,富化物質として各種窒素質肥料を推定するにいたった。硝酸態窒素による地下水汚染が進行している各務原洪積台地(濃尾平野の一端)を調査対象として、広範囲にわたり地下水汚染の実態調査を実施すると共にその汚染原因について究明した。調査結果から、各務原洪積台地における地下水組成中の硝酸態窒素量が著しく高濃度を示す地点を中心として、地域内を硝酸態窒素量の等濃度線で画いたが、最高30ppm、最低6ppmの濃度範囲において硝酸態窒素による著しい富化現象が認められた。この高濃度汚染地点を中心に深さ5m並びに30mのボ-リングを実施し、深度別に硝酸態窒素量を測定した結果、その分布濃度は層位別に相違がみられ、かつ地下深5mと30mとでは採水地点により一定の傾向はみうけられなかった。このように層位により相関性が認められない点については、これら層位間に不透水層の存在することがうかがえ、この層の形成が表層と深層とを明らかに二分した状態にしていることが推察される。また、地下水組成中の富化現象は単に硝酸態窒素量のみでなく、石灰苦土および加里量についても、ほぼ類似の傾向が示され、かつ表層土での硝酸化成能が著しく大きいことが明らかにされた。得られた成果より、調査対象とした各務原洪積台地では、広域にわたり地下水組成が硝酸態窒素により富化され、これと並行して石灰、苦土および加里量の富化現象も認められた。これら諸成分が肥料として作物へ施用される主要形態である点から、硝酸態窒素の富化物質として各種窒素質肥料を推定した。今後において、表層上並びに地下水深度別による硝酸態窒素の挙動性につき地下水流の方向性の観点から検討を加えると共に、表層における硝酸態窒素富化量と降雨量との関連性の面からも解析したい。

なお、購入した分光光度計により硝酸態窒素、石灰、苦土および加里などの諸成分が精確に測定された。硝酸態窒素による地下水汚染が進行している各務原洪積台地(濃尾平野の一端)を調査対象として広範囲にわたり地下水汚染の実態調査を実施し,その汚染原因について究明した。調査結果より,1).単に硝酸態窒素成分のみでなく土壌へ施用されたとみなされる加里,石灰及び苦土成分について層位別に地下水ならびに土壌を測定したが,これら肥料組成分は硝酸態窒素とほぼ類似の動態パタ-ンを示すことが明らかになった。2).採水地点において過去に肥料成分として投与された硝酸態窒素の施用総量を試算し,現状の地下水中の硝酸態窒素濃度分布と比較検討した結果,両者間に正の相関性の存在することが認められた。3).降雨量が比較的多い4月から7月期にかけて降水量と地下水中の硝酸態窒素成分濃度との関連性について深度別に調査した結果,各地点とも概して降雨後では地下水中の硝酸態窒素量を高め,かつ降水量との間に量的相関性の存在することが認められた。また,多量の降雨後では硝酸態窒素濃度を著しく高める傾向が示され,地下深5mでは10ppm,30mでは20ppmの濃度上昇をきたしている。この地下深5mにおいて硝酸態窒素濃度が高い値を示している点から表層より深さ5mまでの層位間に硝酸態窒素源となりうる汚染物質の存在が示唆され,降雨量が多量の場合には溶脱量を高め,採水地点付近に集積されるものと推察された。4).ボ-リング工事によりさらに1箇所増設し,時期別の地下水流の方向性と流速について調べ,硝酸態窒素成分の汚染速度とその拡大範囲について吟味したが,とくに明確な傾向は認められなかった。以上,得られた研究成果より表層部における硝酸態窒素富化が一次的汚染源として推察され,富化物質として各種窒素質肥料を推定するにいたった。
口腔癌化学療法の効果および副作用のリアルタイムPCR法を用いた評価法の検討

本研究の目的は口腔癌の術前癌化学療法の開始から手術までの間に腫瘍組織から穿刺吸引した腫瘍細胞や末梢血中の細胞からmRNAを抽出し,DNAを作製,抗癌剤による腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが知られている蛋白のmRNAや末梢血中の細胞が発現している骨髄細胞の分化、増殖に関わる蛋白や免疫担当細胞のアポトーシスに関与する蛋白のmRNAの発現パターンや発現量をリアルタイムRT-PCR法を用いて解析し,癌化学療法の効果や副作用の程度をリアルタイムで評価するシステムを確立することである.平成13年度においてはin vitroの系でのシスプラチンや5-FU等の抗癌剤処理前後の末梢血単核球細胞からmRNAを抽出し,cDNAを調整、アポトーシス関連蛋白に対応したプライマーの選択およびRT-PCR法の技術的問題点の検討等を行なった.その結果、Fas, Bax, Caspase-2,3,8,9等のアポトーシス促進タンパクのmRNAの発現が増強した症例が認められた一方で,Bcl-2, Bcl-X_L, c-IAP2, XIAP等のアポトーシス抑制蛋白のmRNAの発現が増強した症例も認められた.以上より,in vitroの系で化学療法の前後の抹消血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNAの発現をRT-PCR法により検討を行ったところ,Fas介在性アポトーシスの経路を介する介さないに関わらず,抗癌剤処理が、末梢血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNA発現に影響を及ぼすことが明らかとなった.平成14年度は、癌化学療法の開始から手術に至る過程の口腔癌患者の腫瘍本体から、穿刺吸引により腫瘍細胞の採取を行い、さらに臨床検査用に採血された末梢血の血球成分より免疫担当細胞を調整し、アポトーシス関連蛋白あるいは細胞分化、増殖因子等のmRNAの発現量や発現パターンを検討中であり,さらに得られたデータと患者の臨床経過および手術時の切除標本における抗癌剤の病理組織学的効果との比較検討を試みているところである.本研究の目的は口腔癌の術前癌化学療法の開始から手術までの間に腫瘍組織から穿刺吸引した腫瘍細胞や末梢血中の細胞からmRNAを抽出し,DNAを作製,抗癌剤による腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが知られている蛋白のmRNAや末梢血中の細胞が発現している骨髄細胞の分化、増殖に関わる蛋白や免疫担当細胞のアポトーシスに関与する蛋白のmRNAの発現パターンや発現量をリアルタイムRT-PCR法を用いて解析し,癌化学療法の効果や副作用の程度をリアルタイムで評価するシステムを確立することである.平成13年度においてはin vitroの系でのシスプラチンや5-FU等の抗癌剤処理前後の末梢血単核球細胞からmRNAを抽出し,cDNAを調整、アポトーシス関連蛋白に対応したプライマーの選択およびRT-PCR法の技術的問題点の検討等を行なった.その結果、Fas, Bax, Caspase-2,3,8,9等のアポトーシス促進タンパクのmRNAの発現が増強した症例が認められた一方で,Bcl-2, Bcl-X_L, c-IAP2, XIAP等のアポトーシス抑制蛋白のmRNAの発現が増強した症例も認められた.以上より,in vitroの系で化学療法の前後の抹消血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNAの発現をRT-PCR法により検討を行ったところ,Fas介在性アポトーシスの経路を介する介さないに関わらず,抗癌剤処理が、末梢血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNA発現に影響を及ぼすことが明らかとなった.平成14年度は、癌化学療法の開始から手術に至る過程の口腔癌患者の腫瘍本体から、穿刺吸引により腫瘍細胞の採取を行い、さらに臨床検査用に採血された末梢血の血球成分より免疫担当細胞を調整し、アポトーシス関連蛋白あるいは細胞分化、増殖因子等のmRNAの発現量や発現パターンを検討中であり,さらに得られたデータと患者の臨床経過および手術時の切除標本における抗癌剤の病理組織学的効果との比較検討を試みているところである.本研究の目的は,口腔癌の術前癌化学療法の開始から手術までの間に,腫瘍組織から穿刺吸引した腫瘍細胞や末梢血中の細胞からmRNAを抽出し,cDNAを作製,抗癌剤による腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが知られているタンパクのmRNAや末梢血中の細胞が発現している骨髄細胞の分化,増殖に関わるタンパクや免疫担当細胞のアポトーシスに関与するタンパクのmRNAの発現パターンや発現量をリアルタイムRT-PCR法を用いて解析し,癌化学療法の効果や副作用の程度をリアルタイムで評価するシステムを確立することである.平成13年度においては,in vitroの系で,シスプラチンや5-FU等の抗癌剤処理前後の抹消血細胞からmRNAを抽出し,cDNAを調整,アポトーシス関連タンパクに対応したプライマーの選択し,RT-PCR法の技術的問題点の検討等を行なった.その結果,Bax,Caspase-2,3,8,9等のアポトーシス促進タンパクのmRNAの発現が増強した症例が認められた一方で,Bcl-2, Bcl-X_L, c-IAP2, XIAP等のアポトーシス抑制タンパクのmRNAの発現が増強した症例も認められた.以上より,in vitroの系での抗癌剤処理前後の抹消血細胞におけるアポトーシス関連タンパクのmRNAの発現をRT-PCR法により検討を行なうことは可能であり,Fas介在性アポトーシスの経路を介する介さないに関わらず,抗癌剤処理が末梢血細胞におけるアポトーシス関連タンパクのmRNAの発現に,影響を及ぼすことが明らかとなった.

今後,上記mRNAの発現が患者の骨髄機能においてどのような意味を持つのかを,遺伝子解析における倫理規定に基づいて,実際の患者で検討を行う予定である.本研究の目的は,口腔癌の術前癌化学療法の開始から手術までの間に,腫瘍組織から穿刺吸引した腫瘍細胞や末梢血中の細胞からmRNAを抽出し,cDNAを作製,抗癌剤による腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが知られている蛋白のmRNAや末梢血中の細胞が発現している骨髄細胞の分化,増殖に関わる蛋白や免疫担当細胞のアポトーシスに関与する蛋白のmRNAの発現パターンや発現量をリアルタイムRT-PCR法を用いて解析し,癌化学療法の効果や副作用の程度をリアルタイムで評価するシステムを確立することである.平成13年度においては,in vitroの系でのシスプラチンや5-FU等の抗癌剤処理前後の末梢血単核球細胞からmRNAを抽出し,cDNAを調整、アポトーシス関連蛋白に対応したプライマーの選択やよびRT-PCR法の技術的問題点の検討等を行なった.その結果,Fas, Bax, Caspase-2, 3, 8, 9等のアポトーシス促進タンパクのmRNAの発現が増強した症例が認められた一方でBcl-2, Bcl-X_L, c-IAP2, XIAP等のアポトーシス抑制蛋白のmRNAの発現が増強した症例も認められた.以上より,in vitroの系で化学療法の前後の抹消血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNAの発現をRT-PCR法により検討を行ったところ,Fas介在性アポトーシスの経路を介する介さないに関わらず,抗癌剤処理が,末梢血細胞におけるアポトーシス関連蛋白のmRNAの発現に影響を及ぼすことが明らかとなった.平成14年度は、癌化学療法の開始から手術に至る過程の口腔癌患者の腫瘍本体から,穿刺吸引により腫瘍細胞の採取をを行い、さらに臨床検査用に採血された末梢血の血球成分より免疫担当細胞を調整し、アポトーシス関連蛋白あるいは細胞分化、増殖因子等のmRNAの発現量や発現パターンを検討中である。
東アジアの未来を選択する国際理解教育のカリキュラム・教材開発－日韓関係を中心に－

本研究では,日本国際理解教育学会が設定した学習領域「未来への選択」を手掛かりに,日韓の相互理解を目的とした歴史教育実践研究を分析・検討し,日韓の未来を選択する国際理解教育カリキュラムの開発の視点を導出した。研究の結果,次の3点をカリキュラム開発の視点として確認できた。1未来への選択の生成過程:未来と現在,過去の関係,生徒自身との関係2未来への選択と児童・生徒の発達:日韓の何を選択させるか。3未来への選択の学習活動:日韓の児童・生徒の対話。今後の研究課題として,児童・生徒と日本,韓国との関係を基軸にした東アジア全体を包含する具体的な学習プランを構想することを指摘した。初年度の研究実績は次の2点である。1東アジアの未来を選択するためのカリキュラム開発の視点を導出した。日本国際理解教育学会が設定した学習領域「未来への選択」を手掛かりに,2010年の韓国併合100年に関する日韓の新聞報道の論点を整理することで,東アジアの未来を選択するカリキュラム開発の論点を導出した。主要な論点として次の4つを抽出した。(1)1910年の日韓併合の適法性について,(2)戦後補償問題について,(3)竹島(独島)の領有問題について,(4)靖国神社参拝をめぐる歴史認識全般の問題について2台湾,シンガポールへのフィールドワークを行い,資料収集に努めた。東アジアの中で,日韓関係をとらえるため,シンガポールと台湾を訪問し,資料収集と教育研究交流を行った。その結果,東アジアの中における日韓関係,あるいは東アジアの未来について検討できる示唆を得ることができた。具体的には,台湾では植民地時代の日本人への眼差しと記憶の継承の問題について資料収集できた。シンガポールでは,海洋国家シンガポールの歴史と現在,未来への展望,アジアへの眼差しについて資料収集することができた。2年目の研究実績は次の3点である。1初年次の研究成果と課題を総括し,東アジアの未来を選択する国際理解教育の内実を再検討した。具体的には,最初に東アジアの未来についての児童生徒や大学生の認識を具体的な授業実践を通じて抽出した。続いて,その結果を集計・分析・考察し,今後の東アジアの未来を選択する新しい国際理解教育の内容と方法を整理した。並行して,ここまでの研究成果を視野に入れながら,東アジアの未来を考えるにふさわしい歴史的建造物や博物館,史跡等を選定・訪問し,カリキュラム・教材開発のための資料収集を行った。2国内外のフィールドワークを行い,資料収集に努めた。東アジアの中で,日韓関係をとらえるため,北京・上&#64069;・ソウルを訪問し,資料収集と教育研究交流を行った。その結果,東アジアの中における日韓関係,あるいは東アジアの未来へのカリキュラム・教材開発の可能性院ついて示唆を得ることができた。3日韓基本条約に関する中学校歴史教科書分析を行った。日本国際理解教育学会が設定した学習領域「未来への選択」を手掛かりに,日本と韓国の日韓基本条約に関する学習指導要領の記述と中学校歴史教科書叙述を比較検討し,未来を選択する国際理解教育カリキュラム開発の視点を導出した。今年度は昨年度に引き続き,東アジア諸地域のフィールドワークと教科書,資料集,児童生徒を取りまくメディア環境,社会・文化的環境などについて基礎的調査を行い,その資料収集と整理に努めた。主に東アジア諸地域の歴史教育と国際理解教育に関する資料収集を行った。これらの研究成果は,今年度の研究計画の中核をなすものであり,おおむね期待通りの進捗状況であった。一方で,日韓の政治外交面での困難に直面し,東アジアの未来に向けてお領土問題等の扱いには苦慮しているところである。この点については,最終年度に向け,政治外交面等を配慮しつつ,実施可能な部分から進めていきたい。最終年度は,日韓関係の未来を選択する(日本と大韓民国(以下,韓国)の未来を選択する)ことを重視した国際理解教育カリキュラムを開発するための視点を導出し,モデルカリキュラムの作成に取り組んだ。具体的には,日本国際理解教育学会が設定した学習領域「未来への選択」を手掛かりに,日韓の相互理解を目的とした歴史教育実践研究を分析・検討し,日韓の未来を選択する国際理解教育カリキュラムの開発の視点を導出した。研究の結果,次の3点をカリキュラム開発の視点として抽出した。1未来への選択の生成過程:未来と現在,過去の関係,生徒自身との関係。2未来への選択と児童・生徒の発達:日韓の何を選択させるかについて,子どもの発達段階を考慮し構想する必要がある。3未来への選択の学習活動:日韓の児童・生徒が対話する学習の場を意図的に設定する。対話の携帯は,インターネットを介してやテレビシステムを活用するなどの工夫が必要である。また,本研究の成果と課題は,「科研費基盤研究(B)日・中・韓三カ国協働による「異己」理解共生を目ざした国際理解教育のプログラム開発」に継承する。1未来への選択の生成

過程:未来と現在,過去の関係,生徒自身との関係2未来への選択と児童・生徒の発達:日韓の何を選択させるか。3未来への選択の学習活動:日韓の児童・生徒の対話。今後の研究課題として,児童・生徒と日本,韓国との関係を基軸にした東アジア全体を包含する具体的な学習プランを構想することを指摘した。初年度は,東アジア諸地域のうち,韓国と台湾,シンガポールの教育課程や教科書,資料集,児童生徒を取りまくメディア環境,社会・文化的環境などについて基礎的調査を行い,その資料収集と整理に努めた。また,台湾とシンガポールのフィールドワークを行い,主に歴史教育と国際理解教育に関する資料収集を行った。これらの研究成果は,初年度の研究計画の中核をなすものであり,おおむね期待通りの進捗状況であった。一方で,日韓と日中の政治外交面での困難に直面し,各種アンケート調査が予定どおり進まないことがあった。この点については,政治外交面が落ち着いたところで,実施可能な部分から進めていきたい。最終年度(3年目)は,最初に,これまでの研究成果と課題を総括し,東アジアの未来を選択する国際理解教育の要件を再検討する。次に,日韓の教育の新しい潮流を的確につかむ。また,マスコミの報道姿勢や東アジアの未来についての児童生徒や大学生の認識を把握する。続いて,その結果を整理して,今後の東アジアの未来を選択する新しい国際理解教育の内容と方法を整理する。東アジアの未来を考えるにふさわしい歴史的建造物や博物館,史跡等を選定・訪問し,カリキュラム・教材開発のための資料収集を行う。最後に,これまでの研究成果を総括・整理し,研究論文として研究成果を世に問う。国際理解教育2年目は,初年次の研究成果と課題を総括し,東アジアの未来を選択する国際理解教育の要件について再検討する。次に,東アジアの未来についての児童生徒や大学生の認識をアンケート調査を実施することで把握する。続いて,その結果を集計・分析・考察し,今後の東アジアの未来を選択する新しい国際理解教育の内容と方法を整理する。並行して,ここまでの研究成果を視野に入れながら,東アジアの未来を考えるにふさわしい歴史的建造物や博物館,史跡等を選定・訪問し,カリキュラム・教材開発のための資料収集を行う。最後に,2年次の研究成果を総括し,最終年度の研究計画を再検討する。東アジア状勢が政治外交上で困難な状勢であり,当初予定していた研究計画の一部が最終年度に延期せざるを得なかったため。理由は次の2点である。1点目,秋に訪韓し研究打合せを行う予定であったが,突発的な学内の所用が生じたため,研究打合せをとりやめ,メール等での情報交換にとどめたため。2点目は,日韓の政治外交上の問題である。教育実践者1名の旅費を計上していたが,日韓の政治外交上の問題があり,教育現場の教育実践者の訪韓が難しくなったためである。以上,2点の理由(2人分の渡航費)から次年度使用額が生じた。昨年度実施できなかった研究計画を最終年度の本年度に実施する予定である。次年度使用額は,旧年度の研究計画実施に充当する予定である。次年度使用額分については,教育実践者の渡航費や韓国からの招へい費等に充当する予定である。
個人生活史研究に対する意識変容論・物語論・記憶研究等の貢献可能性の検討

本研究の成果は次の4点にまとめあげることができるだろう。第1は、「『中学生のみた昭和十年代』と個人生活史研究-三段階の分析の試み-(現在までのところ5本の紀要論文として発表済み)とS・フロイトの『ヒステリー研究』の一症例の再解釈を行なった論文という形で、事例媒介的アプローチの成果を提示したこと。これらは、本研究の成果の主要部分と考えているものだ。第2は、生活史現象把握のための見取り図の提示ができたことである。今回の研究を通じて、《生活史現象把握のための3水準と3局面》という形でにつめることができた。それらは、《生活体験》、《生活史データ》、《生活史テクスト》の3水準と、《生活体験》生成・析出、《生活史データ》産出・析出、《生活史テクスト》産出の3局面である。この見取り図は、個別の関連文献の検討を通じて浮かび上がってくる生活史現象に関わりのある主要な主題群を位置づけていく際の基本的枠組みとして活用しようとするものである。第3は、この見取り図をも視野に入れながら、主要な主題群を析出を行なえたこと。それらは、(a)《意味のポテンシャル》論、(b)自己体験論、(c)生活史インタビュー状況論、(d)《自己に関わる物語》論、(e)《登場人物あぶり出し》論、(f)《生活史データ》絞り込み論、(g)生活史テクスト構成論、(h)《生活史テクスト》のタイプわけ論、(i)生活史記述論である。第4は、《意味のポテンシャル》論を提起したことである。この中には、《意味のポテンシャル》の意味や《意味のポテンシャル》の現実化をめぐる議論、さらには《意味のまとまり》の個別レベルでのできやすさと超個別レベルでのできにくさについての議論が含まれる。1.関連文献の収集については、本の収集と論文の収集とでは、事情が異なる。本の場合は、物語論や意識変容論関連文献を中心にして、各分野とも、いわばいもずる式にある程度集めることができているように思うが、論文レベルになると、現在対象を絞り込む作業を行なっているので、次年度の前半ぐらいまでに関連機関への問い合わせ・収集作業が一応終了することになるはずである。2.意識変容論へのぼくなりの取り組み方については、「『中学生のみた昭和十年代』と個人生活史--三段階の分析の試み--(中)-の中の「生活体験の分節化-の項で仮想現実論・共感覚論・トランス体験論という形で言及しておいた。なお、シャーマニズム論や多重人格論の含意を引き出すのはこれからの課題。3.記憶論とアイデンティティ論との接続という作業については、「『中学生のみた昭和十年代』と個人生活史--三段階の分析の試み--(下)-の「インパクト分析論-の項で自己論に言及する形で小括的見解を提示するつもりである。そこでは、自己論展開のためのいくつかの用語(自己原型・核心的自己、自己感覚・自己存在の感覚、自己イメージ・自己像とその結晶化とあいまい化)の提示と説明を行なうことになる。4.生活史研究に物語論をどう生かすかという点についてのイメージは現在ほぼ固まりつつあるところ。次年度の作業で一定の成果を出せることになるはずである。5.歴史記述論に関する作業は、引き続き関連文献の読書を続けていくという段階。本年度の検討作業の中心は、生活史研究に物語論的諸観点・アイデア・アプローチをどのように組み込んでくるか、という点に焦点を絞る形で行なった。

この作業がはっきりとした焦点を結ぶためには、まだもう少し時間が必要なように思うが、さしあたり、生活史データもしくはテクスト検討のために暫定的に設定した4局面と関連づける形で、ぼくが注目に値すると判断している主題群をあげておくと次のようになる。(1)生活史データ特質検討局面-(a)意味のポテンシャル(meaning potential)論〔部分的に、意識変容論ならびに歴史記述論の分野での議論とも関連あり〕。(2)生活史データ産出局面-(b)生活史インタビユー状況論。(3)生活史テクスト産出局面-(c)生活史記述論、(d)生活史テクスト構成論〔(c),(d)の主題は、歴史記述論と密接な関連を持つ〕。なお、(3)ならびに(4)の局面を検討する前段の作業として、(g)データのフレームづけ(framing)論、(h)生活史データもしくはテクストのタイプわけ論、(i)生活史データ絞り込み論、がある。
細胞内小器官の直視下操作システムの開発脳血管病変蓄積物質解明への応用

本研究では、以下の三点の目標に対する成果を得た。一点目は、プレパラートマニピュレーションシステムの試作であり、大局的広視野映像(10倍対物レンズ相当、実視野920×710μm)と、局所的高分解能映像(60倍対物レンズ、実視野136×105μm)が同時観察可能な双倍率顕微鏡と、プレパラートそのものをマニピュレーション工具として光学顕微鏡の高倍率観察下での作業ができるガラス製スクレーパ工具(先端幅15μm、30μm)と分解能0.025μm、オープンループ精度1μmのステージを持つマニピュレータからなるプレパラートマニピュレーションシステムを試作した。二点目は、遠隔微細作業時の作業状況の蓄積と再現を可能とするソフトウェア体系の構築であり、MPEG4ベースのオブジェクト別画像記録とビジュアルフィードバックによる工具軌道補正、GUIによる工具軌道の指示を行う制御ソフトウェアを開発した。三点目は細胞内顆粒物質収集作業による評価実験である。ラット脳血管ストレッチサンプルから、スクレーバ工具による目標細胞の周囲の切削作業を実施した。マニピュレーションシステム自体は、GUI操作による遠隔切削作業を実施することが可能であり、数十ミューmの細胞領域を残し周囲を切削する切削作業を実施することが出来た。顕微鏡は、上記マニピュレータと組み合わせ、目標細胞が存在する、血管像の観察が広視野領域で可能であり、また、同時にその視野中央部の高倍率高分解能の観察も可能である。この観察環境下で上記切削作業を実施することが出来た。また、上記システムプロトタイプなどによる半自動切削とピペットによる回収により細胞50検体の採集を行い分担者に提供した。また、課題としては、工具の安定な作成手法の確立、細胞の回収手法の効率化によるより多くの検体の採取が望まれる。医学・生物学・生命工学の研究において,細胞内部の個々の小器官が生きた細胞の中でどのように機能しているのかを明らかにするために,細胞内部への物理的なマニピュレーションが必要とされている.しかし,従来のマニビュレータは剛性が低く,操作力や位置決め精度が不十分であった上に,操作には個々の研究者の高度の熟練が必要で,学問の進歩を妨げていた.本研究は,高倍率光学顕微鏡の直視下で細胞内小器官などの数μmオーダの微小生体物の自在な操作を可能とするプレパラートマュピュレーションシステムの構築,および,その操作性を確保する作業状況蓄積・再現ソフトウェアを実現することを目的として進めている.本年度は,プレパラートマニピュレーションシステムのハードウェアを構築した.細胞の中の対象小器官を観察するために,分解能の高い局所映像と広い範囲の大局映像を同時に得ることができる双倍率光学顕微鏡を新たに開発し,それにやはり新たに開発した2枚のプレパラートを相対駆動させるマニピュレータを取り付けた.また,エンドエフェクタをガラスの熱加工や研削加工によって製作する手法を確立した.これと並行して,本年度は,作業状況蓄積・再現ソフトウェアの基本部分を製作した.まず,作業命令や作業の実行状況の映像を計算機の大容量記憶デバイス上にMPEG4のフォーマットで意味を持った単位で階層的にデータ圧縮を加えながら蓄積する機能を実現した.さらに,蓄積された作業状況の内の指定された状況を再現する機能を実現した,実際に既に開発されていた汎用微細作業システムにこのソフトウェアを用いてみたところ,蓄積・再現機能のお陰で大量の作業も効率的に実行できることがわかった.本研究では、以下の三点の目標に対する成果を得た。

一点目は、プレパラートマニピュレーションシステムの試作であり、大局的広視野映像(10倍対物レンズ相当、実視野920×710μm)と、局所的高分解能映像(60倍対物レンズ、実視野136×105μm)が同時観察可能な双倍率顕微鏡と、プレパラートそのものをマニピュレーション工具として光学顕微鏡の高倍率観察下での作業が出来るガラス製スクレーパ工具(先端幅15μm、30μm)と分解能0.025μm、オープンループ精度1μmのステージを持つマニピュレータからなるプレパラートマニピュレーションシステムを試作した。二点目は、遠隔微細作業時の作業状況の蓄積と再現を可能とするソフトウェア体系の構築であり、MPEG4ベースのオブジェクト別画像記録とビジュアルフィードバックによる工具軌道補正、GUIによる工具軌道の指示を行う制御ソフトウェアを開発した。三点目は細胞内顆粒物質収集作業による評価実験である。ラット脳血管ストレッチサンプルから、スクレーバ工具による目標細胞の周囲の切削作業を実施した。マニピュレーションシステム自体は、GUI操作による遠隔切削作業を実施することが可能であり、数十μmの細胞領域を残し周囲を切削する切削作業を良好に実施することが出来た。顕微鏡は、上記マニピュレータと組み合わせ、目標細胞が存在する、血管像の観察が広視野領域で可能であり、また、同時にその視野中央部の高倍率高分解能の観察も可能である。この観察環境下で上記切削作業を実施することが出来た。また、上記システムプロトタイプなどによる半自動切削とピペットによる回収により細胞50検体の採集を行い分析担当者に提供した。また、課題としては、工具の安定的な作成手法の確立、細胞の回収手法の効率化によるより多くの検体の採取が望まれる。
単一細胞移植法を用いた造血幹細胞から膵内分泌細胞への分化の検討

研究代表者はEGFP mouseからソートした単一のlineage negative(Lin-)Sca-1+ c-kit+ CD34- cellを移植したマウスの検討から、腎臓のglomerular mesangial cellsや脳梗塞巣内のmicroglial cells、perivascular pericyte-like cellsが造血幹細胞(HSC)に由来することを報告してきた。膵臓の内分泌細胞と肝細胞は共に肝臓のoval cellに由来するとの報告があり、また、oval cellはその表面形質解析からHSCとの関連が示唆されていることより膵臓の内分泌細胞がHSC由来であるという仮説を立てた。これを検証するためにまず四塩化炭素による肝傷害モデル(single cell transplantationしたマウスに移植2ヶ月後から週2回三ヶ月にわたって四塩化炭素を腹腔内に投与)を作成してoval cellの検出を試みた。傷害肝内にEGFP陽性細胞を多数検出したが、これらのほとんどは肝類洞内に存在し、目的とするoval cellではなかった。血液還流後に肝臓を取り出し、(1)比重遠心法にて得た細胞を培養すると共に、(2)凍結組織標本を作製し、各種抗体を用いた免疫蛍光染色を行った。その結果、傷害肝に存在するEGFP陽性細胞の多くはCD45陰性、α-smooth muscle actin陽性、glial fibrillary acidic protein陽性、oil-red-O陽性であり、いわゆる肝星細胞のものに一致することが判明した。このことから、HSCが肝星細胞の起源であると考えられた。肝線維化、門脈圧亢進症、劇症肝炎といった病態において肝星細胞が主要な役割を果たしていることが判明しているので、この研究結果はこれら疾患の新しい治療戦略を考慮するのに貢献できると思われる。まずEnforced green fluorescence protein (EGFP)transgenic mice(background : C57/BL6-Ly-5.2)から採取したtotal nucleated cellsを9.5Gyの放射線照射を行ったC57/BL6-Ly5.1miceに移植した。移植後2ヶ月の時点の末梢血を用いて移植細胞の生着を検討した結果、すべてのmiceで95%以上を示した。そこで、四塩化炭素を週2回8週間腹腔内投与して、肝障害モデルを作成した。但し、これらを(1)四塩化炭素のみ(2)四塩化炭素開始から1ヶ月後にG-CSFを5日間投与(3)四塩化炭素から1ヶ月後に3×10^5EGFP+TNCを移植した3群に分けた。四塩化炭素処置をしないmiceでは肝臓内にEGFP陽性細胞を検出できなかった。四塩化炭素処置することで、肝臓は線維化し、EGFP陽性細胞が数多く肝臓内に浸潤していた。G-CSFの追加投与により肝臓の線維化が減少することが判明した。研究代表者はEGFP mouseからソートした単一のlineage negative (Lin-) Sca-1+ c-kit+ CD34- cellを移植したマウスの検討から、腎臓のglomerular mesangial cellsや脳梗塞巣内のmicroglial cells、perivascular pericyte-like cellsが造血幹細胞(HSC)に由来することを報告してきた。

血液還流後に肝臓を取り出し、(1)比重遠心法にて得た細胞を培養すると共に、(2)凍結組織標本を作製し、各種抗体を用いた免疫蛍光染色を行った。その結果、傷害肝に存在するEGFP陽性細胞の多くはCD45陰性、α-smooth muscle actin陽性、glialfibrillary acid protein陽性、oil-red-O陽性であり、いわゆる肝星細胞のものに一致することが判明した。このことから、HSCが肝星細胞の起源であると考えられた。肝線維化、門脈圧亢進症、劇症肝炎といった病態において肝星細胞が主要な役割を果たしていることが判明しているので、この研究結果はこれら疾患の新しい治療戦略を考慮するのに貢献できると思われる。
巨大タンパク質ー核酸複合体ボルトの結晶構造解析

昆虫細胞-バキュロウイルス大量発現系を構築し、結晶化条件を再検討することにより、良質の結晶が得られており、SPring-8のビームラインBL44XUにおいて、最高で2.9Å分解能の回折点を確認することができた。これらの結果は、今後、高分解能でボルトの全体構造を解析し、ボルトの生体内における機能を解明する上で重要な足がかりになると期待される昆虫細胞-バキュロウイルス大量発現系を構築し、結晶化条件を再検討することにより、良質の結晶が得られており、SPring-8のビームラインBL44XUにおいて、最高で2.9Å分解能の回折点を確認することができた。これらの結果は、今後、高分解能でボルトの全体構造を解析し、ボルトの生体内における機能を解明する上で重要な足がかりになると期待される真核生物に広く存在するボルト(vault)は3種類の蛋白質と1種類のRNAによって構成されており、分子量約1000万でサイズが約40×70nmという今日までに報告されている中では最大のRNA-蛋白質複合体である。このボルトの生体内での機能は未だに明らかとなっていない。我々の先行研究で決定した3.5A分解能でのボルトの外殻構造は、脂質ラフトに局在する膜タンパク質であるstomatinに高い相同性を示し、それは自然免疫に関与するという報告と一致するものであった。本研究はボルトが脂質ラフトの主成分であるコレステロールと結合するのか、そしてそれはMVPのどの部分かを決定したい。平成21年度において、ネイティブ結晶へのコレステロールの浸潤により、ネイティブデータと同型性の高いデータを8A分解能で収集し、ネイティブデータとのD合成により、ネイティブ構造にはない余剰の電子密度マップを観察した。それはボルトの外殻を形成するサブユニットMVPのショルダードメインに存在する疎水性のポケット内に存在した。この余剰の電子密度マップはコレステロールであると思われるが、測定したデータの分解能が低く、構造の決定には至らなかった。現在、コレステロールに臭素を結合させることで、その電子密度マップをラベルすることを検討している。コレステロール結合型ボルトの構造が明らかになれば、脂質ラフトとボルトの相互作用の分子メカニズムの解明に大きく寄与するものと期待できるボルト(vault)は3種類の蛋白質と1種類のRNAによって構成されており、分子量約1000万という巨大なRNA-蛋白質複合体である。私たちはラット肝臓由来ボルトを生体内に存在するままの状態で結晶化し、3.5Å分解能のボルトの殻構造(MVP)を決定した。その構造から脂質ラフトに局在する膜タンパク質stomatinに構造の類似性が見られ、それは自然免疫反応の過程でボルトが脂質ラフトに集積されるという報告と一致していた。私たちはそれらの知見をさらに深めるために、さらに高分解能で全体構造を決定することを目的とした。高分解能でのボルトの全体構造を決定においては、結晶化条件や結晶凍結条件を再検討する必要があり、大量のサンプルを必要とする。現在の様にラット肝臓から天然のボルトを精製するという方法では困難であるため、外殻を形成しているサブユニットMVPの昆虫細胞-バキュロウイルス発現系を構築することにした。MVPを発現、精製し、電子顕微鏡を用いてその粒子を観察したところ、組換え体MVPは天然のボルトと同様にラグビーボールのような構造を形成していた。この精製したサンプルを用いて結晶化したところ、天然のボルトと同じ条件で、同様の結晶が得られている。さらに結晶化条件を再検討することにより、良質の結晶が得られており、SPring-8のビームラインBL44XUにおいて、最高で2.9Å分解能の回折点を確認することができた。これらの結果は、今後、高分解能でボルトの全体構造を解析し、ボルトの生体内における機能を解明する上で重要な足がかりになると期待される。
ワニ類の食性の適応史をさぐる

本研究は,現生・化石ワニ類の頭骨の長吻化パターンを見ることで,ミクロ(個体発生)・マクロ(系統発生)スケールでワニ類の食性の適応史を解明し,数千万年にわたるワニ類の成功の理由に迫ることを目的とする.平成28年度は,群馬県立自然史博物館,中国科学院古脊椎動物古人類研究所(中国・北京),ノーザンテリトリー美術博物館(オーストラリア・ノーザンテリトリー州),クイーンズランド博物館(オーストラリア・クイーンズランド州),モンゴル科学アカデミー古生物研究センター(モンゴル・ウランバートル)にて,現生・化石ワニ類を対象とする調査を行った.研究成果としては,大分県津房川の鮮新統から産出したワニ化石を再記載し国際誌に公表した.この化石は世界最古の揚子江ワニと同定され,そのサイズも現生種の最大体長に匹敵する大きさであった.日本列島のテクトニクス史や化石産出層の古気温推定と絡めて,アリゲーター属ワニの生物地理や局所的絶滅の理由に言及した.また,ワニ類の採餌エコモルフォロジーの妥当性を評価し,その成長軌道を比較した研究を国際誌に発表した.上顎の歯サイズのばらつきや咬合筋付着部の大きさなどの複数の形質が吻部形態と相関していることを示し,形態データを用いた系統解析の際の形質選択の基準を提示した.当該研究は,2017年初頭の日本古生物学会にて口頭発表を行った.この他にも,採用期間中に調査を行った内容を順次論文公表していく予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。繰り返し収斂進化をしているワニ類の頭骨は、脊椎動物において形と機能の関係を調べるモデルとなっている。また、ワニ類は、水辺の生息域が化石化に好都合で、大量の保存状態の良い化石が手に入ることから、脊椎動物の食性の適応史をさぐる材料として最適である。本研究では、ワニ類の食性の適応パターンを、頭骨形態の個体発生・系統発生をみることで探っていく。平成27年度は国内外の博物館(滋賀県琵琶湖博物館、群馬県立自然史博物館、ロンドン自然史博物館、ミュンヘン州立動物学コレクション、アメリカ自然史博物館、スミスソニアン国立自然史博物館、シカゴ・フィールド博物館、台湾国立自然科学博物館)において、ワニ類の現生・化石標本を対象とした調査を行った。研究成果として、国内の学会でワニ類の咬合パターンの系統的示唆に関する発表を行った。上顎と下顎の咬合パターンは、ワニ類の2大グループ(クロコダイル類、アリゲーター類)を識別する重要な形質であるが、本研究では、この形質が系統関係ではなく吻部形態との相関に由来することを示した。また、学内シンポジウムにおいて、九州の鮮新統から産出したワニ化石に関する発表を行った。このワニは、日本の鮮新統・更新統より多産する長吻タイプのワニとは明らかに異なるワニであり、数百万年前の日本には、複数のワニが共存していた可能性を示した。本研究の内容については論文としてまとめ、現在国際誌に投稿している。研究はおおむね当初の予定通りに進んでいる。ワニ類の頭骨の個体発生をさぐる研究では、10種のクロコダイル上科のワニの自然個体を200個体以上サンプリングし、頭骨の成長軌道を調べた。その結果、ワニ類の頭骨では成長と共に吻部の幅が広くなる傾向がみられることを明らかにした。この傾向は10種のワニ類で同様にみられたため、これがクロコダイル上科のワニ類、もしくはワニ類全体における、成長に伴う頭骨の生力学的変化である可能性がある。ワニ類の系統発生をさぐる研究では、使用する標本の一つとして、大阪府岸和田市の更新統から産出した保存のよい骨格を分析した。その結果、この標本は大阪府豊中市から産出しているToyotamaphimeia machikanensisというトミストマ類ワニと同種である可能性が示唆された。先行研究では、これら2つの標本を比較し、主に吻部形態に大きな違いがある事が示されていたが、これは成長度合いの違いによるところが大きいことが分かった。その他の骨格形質において2標本はほぼ一致し、系統解析の結果も2標本が姉妹群であることを示した。同種の可能性がある2つのトミストマ類化石は大阪の更新統の別々の層準から発見されており、これらの層準は複数の氷期・間氷期サイクルによって隔てられている。日本のトミストマ類は、更新世の大きな気候変動を乗り越え、生きのびていた可能性があることが分かった。本研究は,現生・化石ワニ類の頭骨の長吻化パターンを見ることで,ミクロ(個体発生)・マクロ(系統発生)スケールでワニ類の食性の適応史を解明し,数千万年にわたるワニ類の成功の理由に迫ることを目的とする.平成28年度は,群馬県立自然史博物館,中国科学院古脊椎動物古人類研究所(中国・北京),ノーザンテリトリー美術博物館(オーストラリア・ノーザンテリトリー州),クイーンズランド博物館(オーストラリア・クイーンズランド州),モンゴル科学アカデミー古生物研究センター(モンゴル・ウランバートル)にて,現生・化石ワニ類を対象とする調査を行った.研究成果としては,大分県津房川の鮮新統から産出したワニ化石を再記載し国際誌に公表した.

この化石は世界最古の揚子江ワニと同定され,そのサイズも現生種の最大体長に匹敵する大きさであった.日本列島のテクトニクス史や化石産出層の古気温推定と絡めて,アリゲーター属ワニの生物地理や局所的絶滅の理由に言及した.また,ワニ類の採餌エコモルフォロジーの妥当性を評価し,その成長軌道を比較した研究を国際誌に発表した.上顎の歯サイズのばらつきや咬合筋付着部の大きさなどの複数の形質が吻部形態と相関していることを示し,形態データを用いた系統解析の際の形質選択の基準を提示した.当該研究は,2017年初頭の日本古生物学会にて口頭発表を行った.この他にも,採用期間中に調査を行った内容を順次論文公表していく予定である.平成28年度は、現生・化石ワニ標本の観察のために、中国、オーストラリアの博物館・研究施設の訪問を予定している。化石標本も含めたワニ類の系統発生をさぐる研究では、日本の標本も含めたアジアの標本の記載・再検討をすることによって、新たな系統仮説を立てることを目指している。使用する標本の殆どが海外にあるため、28年度の研究費は主に旅費に充てたいと考えている。また得られたデータをまとめ、論文化に取りかかる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
超分子形成に基づく自己集合型イオン認識プローブの創製

生体内においてリン酸イオンはシグナル伝達、代謝過程などにおいて非常に重要な役割を果たしており,リン酸イオンを感度良く選択的に分析することは,重要なテーマであることから,アニオンセンサー,膜輸送等を目的とした人工リン酸イオン認識試薬開発が精力的に行われている。本研究では,水中で効率的なリン酸イオン認識を行うために,協同効果が期待でき生体内にも存在するDNA脱塩基部位に着目し,新規に合成したチオウロニウム基を有するチミン誘導体Thy-TUの脱塩基性DNAとの水中における錯形成能について検討した。まずDNA融解温度測定により核酸塩基選択性の評価を行った結果,Thy-TU添加時には,DNA脱塩基部位の対面塩基選択性が見られ,対面塩基がチミンの際に顕著な融解温度の上昇が観測された。一方,チオウロニウム基を持たないチミンを添加した際には融解温度の上昇が全く見られないことから,Thy-TUのDNA脱塩基部位への協同的な錯形成が示唆された。また等温滴定熱量測定により,錯形成定数を検討したところ,1:1錯形成定数は約4000M^<-1>となり,こちらからも通常では働かないチオウロニウム基とリン酸との錯形成が,協同効果の併用によって機能しうることが示唆された。更に,脱塩基性DNAとThy-TUとの錯形成を^<31>PNMR,^1H NMR (Watergate法)により評価した。その結果,Thy-TU添加時に,脱塩基部位近傍のリン酸シグナルの顕著な高磁場シフト及び新たなイミノプロトンに基づくシグナルが観測されたことから,Thy-TUのリン酸部位との水素結合形成および対面塩基との塩基対形成による協同的な錯形成が支持された。以上,DNA脱塩基部位をアニオン認識場として着目することにより,協同効果によってリン酸イオンを認識可能であることを明らかにした。近年,生体代謝過程などを可視化する,いわゆるバイオイメージングが注目されており,中でもゲノム計画の進展に伴う,DNA高次構造の可視化は重要な課題の一つであると考えられる。我々はこれまでに,生体内で重要な代謝物質であるピロリン酸イオン(PPi)とグアニジニウム基を有するピレン誘導体Py-Guaとの自己集合体形成をエキシマー/モノマー強度比変化によって検出可能であることを見出している。本研究では,DNA表面の複数のリン酸部位との錯形成に誘起される自己集合体形成を,DNA高次構造蛍光識別へ応用することに着目し,水中におけるPy-Guaの種々のDNAとの錯形成能について蛍光及び^<31>P-NMR分光法により検討した。ss-DNAとPy-Guaとの錯形成を蛍光スペクトル及び^<31>P-NMRにより評価したところ,モノマー蛍光の消光を伴いながら,エキシマー発光が観測された。また^<31>P-NMRによる検討では,リン酸のシグナルの低磁場シフトが観測されたことから,Py-Guaがリン酸部位へ錯形成することが示唆された。通常,水中におけるグアニジニウム基とH_2PO_4^-との錯形成定数はわずか1.4M^<-1>程度であるのに対し,蛍光スペクトル変化の解析から得られた,Py-Guaのリン酸部位への錯形成定数は60,000M^<-1>にも達する。一方,ds-DNAに対しては,Py-Guaは塩基間へのインターカレートにより錯形成することが分かった。即ちds-DNAとの錯形成で得られる蛍光スペクトル変化は,ss-DNAの場合と異なり,モノマー蛍光の消光のみが観測された。以上,DNA表面の複数のリン酸部位との錯形成に誘起される自己集合体形成に基づき,ss-DNAとds-DNAの蛍光識別が可能であることを明らかにした。
腸内細菌・ウイルス叢の変化と糖尿病・高血圧・NASH改善との関連性の経時的評価

本研究では、ほぼ確実な減量効果が見込める肥満外科治療に注目し、糖尿病・高血圧・NASH改善の定量的な評価と、経時的な腸内細菌叢・ウイルス叢のメタゲノム解析により、腸内細菌叢・ウイルス叢の変化と糖尿病・高血圧・NASHの改善との関連性を明らかにする。本研究により仮説のエビデンスを得て、糖尿病・高血圧・NASHそれぞれのサブタイプに関連する腸内細菌叢・ウイルス叢を同定することで、肥満外科治療による糖尿病・高血圧・NASHそれぞれの改善効果の予測法、およびこの腸内細菌・ウイルスへの介入による治療法の確立が期待出来る。
充てん層相関散乱ふく射物性モデルの確立

本研究では,輸送理論にもとづく充てん層内ふく射輸送の解析で必要となるふく射物性の一般相関散乱モデルを確立することを目的としており,以下の3項目の実験的,理論的研究を行った。1)アルミナ球,シリカ球,ポリスチレン球より構成された球状粒子充てん層のスラブ半球透過率分布の実験的測定および半球透過率適合法による逆解析。2)炭素鋼球,アルミナ球より構成された高温球状粒子充てん層の垂直指向射出率分布の測定および指向射出率分布適合法による逆解析。3)充てん層ふく射物性(とくにアルベドω^*,非対称性パラメータg^^^*)に対する一般相関散乱モデルの確立。その結果,以下のような結論を得た。1)半球透過率適合法により決定したアルミナ,シリカ,ポリスチレン粒子充てん層のω^*,g^^^*は,相関散乱モデルによる予測値に近い。2)垂直指向透過率適合法で決定した高温炭素鋼,アルミナ粒子充てん層(温度400870K)のω^*,g^^^*は,相関散乱モデルによる予測値に近い。3)充てん粒子群のふく射物性は,以下のモデルで記述される。ここで,γ_3は,単一粒子のアルベドω_uの関数,fは,粒子の複素屈折率の実部mの関数である。また,ρ_H,τ_Hはそれぞれ粒子の半球反射率,半球透過率であり、g^^_s, g^^_tは、それぞれ表面散乱位相関数、屈折散乱位相関数である。粒子として、鋼球(平均粒径0.975mm)、アルミナ球(平均粒径1.132mm及び2.011mm)、ポリスチレン球(平均粒径1.003mm)、シリカ球(平均粒径1.984mm)を用いた80×105mm^2のパイレックス製平板状充てん層について、層厚一粒径比を214の範囲で変化させるとともに、周囲媒体として空気あるいは水を用いて、17mWのHe-Neレーザーの平行光を照射した場合の半球透過率を測定するとともに、そのデータより、輸送方程式に含まれるパラメータであるアルベドωと非対称性パラメータg^^を著者らの開発した逆散乱問題ソルバー(半球透過率適合法)を用いて決定した。さらに得られたふく射物性データの特性を議論するとともに、一般相関散乱理論の予測とも比較し、以下のような結果を得た。1.周囲媒体が空気の場合、不透明粒子群、透明粒子群ともにω、g^^は、相関散乱理論の予測結果に近い。2.周囲媒体が水の場合、空気の場合と比較して不透明粒子群、透明粒子群いずれの場合も、アルベドは若干増加する。また、非対称パラメータの絶対値は増加する。すなわち、透明粒子群の場合、前方散乱が強くなり不透明粒子群の場合、後方散乱が強くなる。透明粒子群の場合に前方散乱が強化されるのは、相対屈折率が低下することにより十分説明されるが、不透明粒子群の後方散乱強化の機構については、現在の所不明である。3.透明粒子群の屈折率が大きい場合、周囲媒体の影響は受けにくい。4.非対称性パラメータについての一般相関散乱理論中に含まれる調整パラメータは、1より大きいが、これを1としても大体よい結果が得られる。粒子として、炭素鋼球(平均粒径1.65mm),アルミナ球(平均粒径3.19mm)およびシリカ球(平均粒径1.98mm)を,直径100mmのステンレス製加熱器に,525mmの高さで,5mm間隔で高さを変えて充てんし,充てん層の温度を150°C650°Cの範囲で,50°C刻みに変えながら,垂直全指向射出率を測定し,そのデータより輸送方程式に表われるパラメータであるアルベドωと非対称性パラメータg^^を,逆散乱問題ソルバー(垂直指向射出率分布適合法)を用いて決定した。

このようにして得られたふく射物性の特性について議論するとともに一般相関散乱モデルの予測結果と比較した。さらに,提案した一般相関散乱モデルの有効性を,他の研究者のデータに対しても検証するために,これまで文献に報告されている直接モンテカルロシミュレーションの結果とも比較した。その結果,以下のような結論を得た。1.垂直全指向射出率の充填層厚さに対するデータを逆解析して求めたアルベドは,鋼球とアルミナ球の場合,温度とともに増加していくが,シリカ球の場合,温度によらずほぼ一定である。一方,非対称性パラメータは,温度に対して変化せず,ほとんど一定であり,アルミナに対しては,-0.43,鋼球に対しては-0.21,シリカに対しては,0.034であった。これらの結果は、般相関散乱モデルの予測とほぼ一致している。2.Kudou及びSingh-Kavianyの拡散不透明球および,鏡面・透明・半透明球状粒子群に対する直接モンテカルロシミュレーションのスラブ透過率の計算結果は,本研究で提案した一般相関散乱モデルから導かれるふく射物性を用いた輸送計算によって良好に再現できる。