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新人看護師が終末期がん患者に寄り添う力を支援する看取りケア教育プログラムの開発

分析の結果,新人看護師は入職して初めて間近で人が亡くなっていく過程にかかわる看取りを経験し,終末期にかかわることへの不安や驚き,難しさを経験的に感じていた。また,新人看護師の中には終末期の患者や家族とのかかわりで不安を感じても自分から他の看護師に助けを求められず【不安を抱え込む】状況があった。この看取り経験で困難を抱える新人看護師を臨床現場で支えるのは,新人看護師を気にかけてくれる先輩看護師の存在であり,新人看護師は支援をくれる先輩看護師に【困った時に頼れる】【自分を見守ってくれる】と安心感や信頼感を抱いていた。また,ロールモデルの中堅看護師は,自己の過去の経験と新人を重ね合わせ,看取り経験の少ない新人看護師の心情をくみ取った支援を意識していた。新人看護師と中堅看護師の分析結果の比較より,ロールモデルの中堅看護師は,新人看護師の状況に応じた支援を心がけており,経験豊富な中堅看護師の支援が新人看護師の安心感につながることが示唆された。また,新人看護師が患者の看取りを経験する中での技術的な悩みや心理的な不安に対して段階的な支援が必要と考えられた。本研究は一般病棟の新人看護師が終末期がん患者に寄り添う力を育成・支援する看取りケア教育プログラム作成のための基礎研究であり、3つの調査を実施した。まず、病院の教育責任者への自記式質問紙調査から看取り教育の現状と課題を把握した。次に新人看護師への面接調査から、新人看護師の看取り教育に関する支援ニーズを明らかにした。また、新人看護師が推薦する中堅看護師に面接調査を実施し、中堅看護師の看取りにかかわる新人看護師への支援方法や教育的機能を明らかにした。この結果、看取り経験で困難を抱える新人看護師の教育・支援は、集合研修ではなく、臨床現場での実経験に連動できるプログラムの開発が必要であると示唆された。平成26年度は、九州・沖縄の200床以上を有する一般病院の新人看護職員研修実施責任者に自記式質問紙調査を実施した。分析は概ね終了しているが一部分析が残っているため分析を進める。平成28年度は、データの内容分析を進める。分析は、分担研究者と検討を重ねながら、新人看護師の看取りへの意識とその意識に影響する要因の詳細と中堅看護師が発揮する教育的機能を明らかにし、両者を比較検討する。また臨床実践者や新人看護師教育の担当者からアドバイスを受け、新人看護師の状況に基づく教育的支援ニーズと中堅看護師の熟達した経験知や技術に基づく新人看護師への支援方法を具体的に検討し、新人看護師への看取り教育プログラムの案を試作する。看護学前年度の質問紙調査実施時に面接調査の受け入れの意向を確認できた九州・沖縄の7県14施設から研究対象者の選定を行い面接調査を実施する。看取りにかかわる新人看護師の教育的支援ニーズに関する面接調査を看取り経験のある新人看護師に実施し、新人看護師を支え指導する中堅看護師の教育的機能に関する面接調査を新人看護師のロールモデルである中堅看護師に実施する。研究協力施設は第1段階の自記式質問紙調査時に面接調査の内諾が得られた九州・沖縄7県内の一般病院15施設とし、その施設の新人看護師に研究協力依頼を行っていったが、協力者をなかなか得られず、協力者が1人も得られない施設もあった。面接調査は県内や近県の研究協力者を多く得たため予定より少ない旅費で調査を行えている。また、面接場所についても施設の協力があり会議施設の借用の必要がなかった。
新たなリスク管理体系のための多層カーボンナノチューブ曝露評価へのアプローチ

多層カーボンナノチューブ(MWCNT)の労働環境における曝露評価方法の必要性が言われている。曝露の可能性が高いのは、粉体としてMWCNTを取り扱う作業場であるが、MWCNTを含有する物質を使用する場合にも微量ながら曝露する可能性がある。MWCNTはグラファイト性炭素であることから、グラファイト性炭素を測定する炭素分析法により測定できる。MWCNTの構造や使用環境は多岐に渡るため、炭素分析における留意点を検討した。結晶性の異なるMWCNTの測定法、一般大気中に存在するグラファイト性炭素による妨害や、樹脂等による妨害の分離法について検討し、労働環境におけるMWCNTの曝露測定法を提案した。多層カーボンナノチューブ(MWCNT)は工業用のナノ材料であり、有機化合物に導電性を付与できること、また材料の強度を上げることができることなどから、種々の分野で期待されており、使用量の増大が見込まれる。一般的に、微小粒子の健康影響は、より大きな粒子に比べて高い可能性があると言われているため、ナノ材料については予防原則に基づいてリスク管理を行うことが求められている。MWCNTのように主成分が炭素からなるナノサイズの粒子は、空気中にある排気ガス由来の炭素を含有する微小粒子との分離定量が難しい。MWCNTの定量法を確立して曝露評価を行うためには、MWCNTの炭素分析、構造解析、更には健康影響に寄与する可能性のある金属不純物の分析結果等を総合的に評価する必要がある。本研究では過去に行ったMWCNT捕集時のデータや、模擬的なMWCNTエアロゾルを捕集したデータをもとに、実際に捕集される粒子についての情報を整理した結果、粗大粒子に含まれるグラファイト性炭素をMWCNTの代表値とし、微小粒子に含まれるグラファイト性炭素を排気ガス等に由来する炭素の代表値とすることにより、炭素系微小粒子を含む都市大気が流入するような環境においてもMWCNTが測定可能であることを明らかにした。この点について、学会発表と論文発表を行った。リスク評価に関する文献情報等については、新規に開発されている表面を改質したMWCNTや工業利用されたMWCNTが再飛散する可能性に関する情報を中心に収集し、整理を行っている。最終年度にはこの手法を用いて現場における応用性を確認する作業を行った.現在は多種のMWCNTが使用されているため、これまでの知見と異なる状況も見えて来たが、公的な分析法とするために、例外的な要素等を把握した。国際会議における意見交換を行った。炭素分析に影響する構造を知るために新規に開発されている表面を改質したMWCNTについてもX線回折や熱分析を行った。ナノ材料のうち、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)は期待される新材料であり、使用量の増大が見込まれる。MWCNTを含むナノ材料はその健康影響も、空気中での飛散の状況も解明されていないにもかかわらず、予防原則に基づいてリスク管理を行うことが求められている。これは、毒性が明らかになってから対策をとる従来のリスク管理の体系とは異なる、新しい体系が求められていることに相当する。本研究は、この新しい体系に対応するために、MWCNTのリスク評価に資するMWCNTエアロゾルの測定法の確立を目的とする。MWCNTは測定法自体も確立していないため、炭素分析法を中心とする曝露濃度測定法を確立する。本測定法では、金属の不純物やMWCNTの構造などが影響するため、分析に対するそれらの影響の程度を調べる必要がある。以上の、成分ー形態ー炭素測定結果の関連を示すデータベースを作成すれば、異なるタイプのMWCNT測定のために有効な情報となる。

対象とするMWCNTは原材料だけでなく、MWCNT含有製品までも視野に入れている。まず、今年度は炭素系ナノ粒子MWCNTを試料として炭素分析を行った。熱分離型の炭素モニターを使用してグラファイト性炭素を分析し、ピークパターンの特徴を把握した。粒子の形態が炭素分析に大きく影響することから、電子顕微鏡による外観観察をもとに検討し、MWCNTの直径が炭素分析に影響することを明らかにした。また、MWCNTを含む製品として、MWCNT含有ポリエステル繊維について同様の炭素分析を行い、MWCNTを分離して測定する方法を確立した。現場の粉じんについても本測定法が応用可能であることを明らかにした。金属分析以外の点については、比較的順調に進捗している。MWCNTエアロゾルの測定法及びMWCNTを含有する製品から発生する可能性のある粉じん中に含まれるMWCNTを定量するためのプロトコルを作成した。グラファイト性炭素として検出されないMWCNTがあれば、金属の影響が大きいと考えられるが、現状ではそのようなMWCNTはないため、金属含有量はグラファイト分析に対する大きな妨げとはならないと考えられる。その一方で、形態や結晶構造は炭素分析に影響するため、これらに関する情報は整理する必要があり、実験を継続中である。国内では労働環境におけるMWCNTエアロゾル測定の必要性が提起されているため、本法を提案した。更に、表面を改質したMWCNTも同様な方法で測定できるかどうかの確認も行っており、これまでの方法で対応が可能であると考えられる。炭素分析装置や金属分析装置はエネルギーを必要とするため、夏期の節電対策期間には十分に稼働させることができなかった。そのために研究の進捗がやや遅れ気味である。しかしながら、入手可能な材料(MWCNT類、他の炭素材料)については炭素分析が概ね終了している。MWCNT含有製品の炭素分析については、当研究独自の電子顕微鏡観察技術により、製品の中のMWCNTを分離して測定できていることが確認された。当初の目的に付随して、材料としてのMWCNT単独だけでなく、消費者がMWCNTを使用するレベルで、環境中のMWCNTを評価できる可能性が明らかとなった。CNTの直径と炭素分析との関係については論文をまとめ投稿中である。MWCNT含有製品の分析方法については関連する5報の学会発表を行い、炭素分析に関しては遅れながらも進捗している。他のパラメータについては今年度は進められなかったので、次年度以降に、炭素分析データに対応させる形で進行する予定である。25年度は24年度に提案した測定法の実用性を確認する予定である。作業場において、この方法を利用してMWCNT濃度を測定する方向で検討している。また、幾つかのリスクアセスメント結果より、労働環境におけるMWCNT濃度の曝露限界値などが提案されつつあるため、この方法で測定する条件設定や適用可能範囲を明らかにする。電子顕微鏡観察像やX線回折パターンと、炭素分析パターン等を整理し、データベースのひな形を作成する。
樽酒の味覚に及ぼすスギ心材抽出成分の影響解明

実際に木樽に使用される天然乾燥された約70年生のスギ心材を粉砕し、試料粉末を得た。日本酒の平均的なエタノール濃度は15%であるため、この試料から15%エタノール水溶液を用いた常温抽出(24 h x2)を行った。抽出溶液を乾固し、スギ心材抽出物を得た。スギ心材の主要なノルリグナン類であるセキリン-C及びアガサレジノールに関して、標品及び抽出物の超高速液体クロマトグラフィー分析を行ったところ、これらの成分の抽出物に対する含有率は、それぞれ、14.2%、13.3%であった。スギ心材抽出物を市販日本酒に添加して樽酒モデル飲料を調製した。文献記載値を参考にして、モデル飲料中のノルリグナン類濃度は、スギ樽酒における平均的濃度、高濃度、過剰濃度(平均的濃度の10倍)とした。これらの試料について、暗所、常温で3週間放置(エージング)した後、味覚測定装置(Insent社, TS-5000Z)を用いて味覚を測定した。得られた味覚のデータは無添加の市販日本酒(コントロール)に対する相対値として数値化した。その結果、平均的濃度のモデル飲料ではわずかな差しか現れなかった。一方、高濃度のモデル飲料では明確な味の違いが確認され、コントロールに対して、主に苦味(後を引く味:後味)、塩味、苦味雑味(すっと消える味:先味)が増加し、旨味もやや増加した。このように、スギ心材抽出物の日本酒中での存在は、複数の味の要素を少しずつ増加させ、その結果、味の「複雑さ」に寄与するものと推定した。また、今回使用した味覚測定装置では、樽酒モデル溶液の味覚の数値の差が顕在化するためにはスギ心材抽出物の濃度が10 ug/mL以上必要であることが分かった。過剰濃度のモデル飲料では、後味の一つである苦味が顕著に増加し、味のバランスが崩れていることが覗えた。当年度は、市販の日本酒とスギ心材抽出物を用いて樽酒モデル飲料を調製し、同一条件でエージングした際のコントロール(日本酒のみ)に対する味覚の数値の変化を明らかにした。しかしながら、アミノ酸の組成・濃度への影響に関する実験は未実施であることから進捗は遅れていると判断した。当年度に使用した味覚測定装置では、甘味の感度が非常に低く、実質的にデータを得ることができなかった。また、味覚の数値データは、基準となる試料との差としてしか得られず、基準となる試料と測定対象試料の味が大幅に異なるときは測定できない、等問題が多いため、今後は他の味覚測定装置の併用も予定している。樽酒モデル飲料と同時に15%エタノールに溶解させたスギ心材成分(日本酒を含まない)の味覚の測定、エージングの時間や温度の味覚への影響についても確認する。樽酒モデル飲料とコントロールをエージングし、エージング前後でのアミノ酸の組成・濃度を測定し、樽酒モデル飲料におけるスギ心材成分の影響を明らかにする。さらに、スギ心材抽出物の分画(大まかな成分の分離)を行い、得られたフラクションを用いて樽酒モデル飲料を調製し、味覚の測定を行うことによって、味覚に対する影響の大きいフラクションを特定する。

当年度に使用した味覚測定装置では、甘味の感度が非常に低く、実質的にデータを得ることができなかった。また、味覚の数値データは、基準となる試料との差としてしか得られず、基準となる試料と測定対象試料の味が大幅に異なるときは測定できない、等問題が多いため、今後は他の味覚測定装置の併用も予定している。樽酒モデル飲料と同時に15%エタノールに溶解させたスギ心材成分(日本酒を含まない)の味覚の測定、エージングの時間や温度の味覚への影響についても確認する。樽酒モデル飲料とコントロールをエージングし、エージング前後でのアミノ酸の組成・濃度を測定し、樽酒モデル飲料におけるスギ心材成分の影響を明らかにする。さらに、スギ心材抽出物の分画(大まかな成分の分離)を行い、得られたフラクションを用いて樽酒モデル飲料を調製し、味覚の測定を行うことによって、味覚に対する影響の大きいフラクションを特定する。味覚測定に関して何点か改善すべき点が見られたため、測定を中断した。次年度は、複数の味覚測定装置を用いる(受託分析)予定であり、かなり多額の支出を見込んでいる。また、アミノ酸分析用試薬をはじめ各種消耗品費の支出も必要である。
火砕流上層部の運動機構と数値シミュレーション手法に関する研究

火砕流上層部と本体部との相互作用を考慮して、微細な火砕部の本体部からのまき上げと上層部の形成、本体部の減速・停止後の上層部の運動と火砕物の降下を、本体部と上層部の大気とのせん断、連行に着目して解析を行った。その結果、本体部が高速で流下する際の上層部の形成・発達と火砕物のまき上げ、本体部の減速・停止時の火砕物の急速な沈降とそれに伴う本体部表面でのサージ状の層の形成、本体停止後の上層部の急速な減速が特徴的な現象として表現されている。現在、数値計算プログラムは1次元で作成されているが2次元に拡張することはさほど困難なことではない。また、作成された本体部と上層部と一体となったシミュレーションプログラムは他に類をみないものである。
森林生態系の維持機構に関する個体群統計学・分子集団遺伝学的研究

森林生態系の存立・維持機構の解明と種及び遺伝子多様性保全のための基礎研究として、我国の主要な森林タイプの森林に設定された大面積長期モニタリングサイト(MS)を研究サイト_<1)>として、構成樹種の構造と動態を個体群パラメータの個体群統計学的解析_<2)>と、林の構造や動態を強くコントロールしているターゲット樹種_<1)>の集団遺伝学的パラメータの分子生物学的手法を用いた解析_<3)>を行う。これにより、森林生態系の構造と動態が種個体群と遺伝子レベルで解明されるとともに、近未来・遠未来における環境変化が森林生態系の生態的変化と遺伝的変化に及ぼす影響を予測するためのベースラインデータが収集され、そのモデル化が可能となる_<4)>。このような意義と必要性を持った特定領域研究の研究領域を立ち上げるためには、1)から4)の項目に関して世界でトップレベルの研究成果を上げている研究者達による綿密な企画調査により、a)確固とした全体研究計画、b)個別研究計画(班構成)と全体研究計画の整合性、c)最適な研究メンバーの人選、d)合理的な研究経費の支出計画、等について実現可能な案を立案することが必須である。そのためには、そのような研究者達による有機的かつ緊密な企画調査活動が必要であり、基盤研究C(企画調査)を申請した。2回の全体会議(1泊2日で名古屋で開催)と分担者間の個別検討から、1)全体研究計画として、空間的・時間的スケールを軸とした森林生態系の構造と動態に関する種個体群と遺伝子レベルでの解明を目的とする、2)個別究計画(班構成)と全体研究計画の整合性については、個別研究計画は、生態、遺伝、モデルの3分野とし、全体研究計画においてこれらを空間的・時間的スケールを軸として統合する、ことの方向性を確定した。今後、この方向性をもとに具体的な研究計画を立案することとした。
ラドン222壊変生成物による肺線量計算ソフトウェアの開発

本研究では、環境によって幅広く変動する様々なエアロゾルパラメータや、呼吸する個人によって変動する様々な解剖学的・呼吸生理学的パラメータに対して、ラドン222壊変生成物による肺の線量を呼吸気道モデルにより計算できるコンピューターコードを試作した。本コードを用い、エアロゾルパラメータによる感度解析を実施し、その結果、環境に固有の線量換算係数を求めるためには、非付着成分比の評価が重要であることが示された。さらに、本コードを用い、日本人の解剖学的・呼吸生理学的パラメータ、日本の生活環境におけるラドン濃度、並びに日本人の平均的な生活時間を考慮し、日本の生活環境における年間実効線量を計算評価した。環境中に存在するラドン222壊変生成物であるポロニウム218、鉛214、ビスマス214の吸入による被ばくは、自然放射線による被ばく線量の半分程度を占めているといわれているが、その線量の計算評価は非常に複雑である。本研究では、広範に変動する様々なエアロゾルパラメータに対してラドン222壊変生成物による肺の線量を呼吸気道モデルにより簡便に計算できるソフトウェアの開発を目的としている。国際放射線防護委員会(ICRP)の呼吸気道モデルは1994年に最初に公開された。平成25年度では、その後どのように改訂されたかを追跡調査した。気道に沈着した粒子の粘液繊毛運動によるクリアランスに関するモデルの改訂が明らかとなるなど、最新の呼吸気道モデルを入手することができた。空気中に浮遊するラドン222壊変生成物は、エアロゾルに付着していない直径1 nm程度の成分、50 nm程度の凝結核形成モード、250 nm程度の蓄積モード、2500 nm程度の粗粒子成分といった異なる群に分けられる。これらの群は固有の密度、形状、呼吸気道内での吸湿による成長係数などを示す。これら粒子径等のパラメータにより、呼吸気道内の沈着率や沈着部位は大きく変化する。また、呼吸する個人の年齢、その個人が睡眠中か座っているかあるいは運動中かといった身体活動状況もまた沈着率や沈着部位に大きく影響する。平成25年度は、前述した最新の呼吸気道モデルによってこれらのパラメータを任意に変更しながら線量を計算することのできるコンピューターコードを開発した。本研究では、環境によって幅広く変動する様々なエアロゾルパラメータや、呼吸する個人によって変動する様々な解剖学的・呼吸生理学的パラメータに対して、ラドン222壊変生成物による肺の線量を呼吸気道モデルにより簡便に計算できるソフトウェアの開発を目的としている。国際放射線防護委員会の推奨する呼吸気道モデルは1994年に最初に公開された。25年度までに、このモデルがその後どのように改訂されたかを追跡調査して最新の呼吸気道モデルを入手し、このモデルを用いてエアロゾルパラメータや呼吸生理学的パラメータを任意に変更しながら線量を計算することのできるコンピューターコードを一通り試作した。平成26年度では、気道に沈着した粒子の一部分が気道組織へ結合することにより、そのクリアランスの特性が変化するという効果をこのコード組み込むなどの修正を施した。その上で、時間的空間的に変動し得るエアロゾルパラメータによる感度解析を実施し、肺の線量の変動の幅を評価した。得られた結果の重要なポイントは次のようにまとめられる。(1)空気中に浮遊するラドン222壊変生成物のうち、エアロゾルに付着していない粒子径1ナノメートル程度の成分の割合(非付着成分比)の線量換算係数への影響は大きく、非付着成分比の1%の増加は線量を数%増加させることが示された。(2)粒子径数十ナノメートル程度の凝結核形成モードの線量に対する粒子径依存性については負の相関が示された。(3)粒子径数百ナノメートル程度の蓄積モードの線量に対する粒子径依存性は小さいことが示された。以上より、それぞれの環境に固有の線量換算係数を求めるためには、空気の清浄度と逆の相関のある非付着成分比の評価が特に重要であることが示された。その結果、それぞれの環境に固有の線量換算係数を求めるためには、空気の清浄度と逆の相関のある非付着成分比(エアロゾルに付着していない粒子径1ナノメートル程度の成分の割合)の評価が重要であることが示された。平成27年度では、日本人の成人及び子供の体格にあった気道の形態計量学的パラメータや呼吸生理学的パラメータ、日本の生活環境におけるラドン濃度、並びに日本人の平均的な生活時間を考慮し、上記コンピューターコードを用いて、日本の生活環境における成人男性、女性、10歳児での年間実効線量を試算した。

以上の検討を通じ、本研究の目的である肺の線量を呼吸気道モデルにより簡便に計算できるソフトウェアの開発が概ね達成できたと考えられる。本研究では、環境によって幅広く変動する様々なエアロゾルパラメータや、呼吸する個人によって変動する様々な解剖学的・呼吸生理学的パラメータに対して、ラドン222壊変生成物による肺の線量を呼吸気道モデルにより計算できるコンピューターコードを試作した。本コードを用い、エアロゾルパラメータによる感度解析を実施し、その結果、環境に固有の線量換算係数を求めるためには、非付着成分比の評価が重要であることが示された。さらに、本コードを用い、日本人の解剖学的・呼吸生理学的パラメータ、日本の生活環境におけるラドン濃度、並びに日本人の平均的な生活時間を考慮し、日本の生活環境における年間実効線量を計算評価した。当初の計画通り、最新の呼吸気道モデルを調査し、これをコンピューターコードに組み込むことができた。また、このコードにより、時間的空間的に変動し得るエアロゾルパラメータによる感度解析が可能であることが示され、肺の線量の評価にとって重要なパラメータを抽出することができた。放射線防護線量評価当初の計画通りに進める。開発したコードを用い、日本人に特有の解剖学的、生理学的パラメータ、生活習慣、日本の生活環境におけるラドンガス濃度や壊変生成物のエアロゾルパラメータなどを適用し、日本人公衆の各年齢層のラドン壊変生成物による年間実効線量を評価する。さらに、作業環境において線量低減対策がほぼ常に正当化され得るレベルとして国際的に認められている年間実効線量10ミリシーベルトに相当する屋内作業場内のラドン濃度を評価する。当初の計画通り、最新の呼吸気道モデルを入手し、これをコンピューターコードに組み込むことができた。また、呼吸する個人の体格に依存する解剖学的・生理学的パラメータの推定法を考案し、これらのパラメータを任意に変更しながら線量を計算することのできるコンピューターコードの開発がなった。次年度使用額が生じた理由は、26年度に予定した海外での学会出席を先送りしたことによる。当初の計画通りに進める。開発したコードを用い、エアロゾルパラメータ、解剖学的パラメータ、生理学的パラメータを広範囲に変えて線量の計算を進める。実環境における線量の評価には、一般的に、種々パラメータについて実測されたあるいは実測に基づき判断された代表値が用いられることとなる。これらのパラメータ値は、時間的空間的に変動し、また測定自体にも誤差が伴う。各パラメータによる感度解析を実施し、実効線量の変動の幅を評価する。27年度分として請求した助成金と合わせた額の使用計画は次のとおりである。物品費:450,000円、旅費:450,000円、その他:73,178円次年度使用額が生じた理由は次年度の学会出席予定回数が増加したことによる。翌年分として請求した助成金と合わせた額(962,725円)の使用計画は次のとおりである。物品費:400,000円、旅費:450,000円、その他:112,725円。
乾燥地の塩集積とリーチングに伴う塩動態解析と最適な土壌管理法と確立

本研究は,乾燥地の塩集積とリーチングに伴う塩動態解析を明らかにして,灌漑農業に伴う土壌劣化の進行を防ぐための最適な土壌管理法を確立することを目的としている。研究成果は、(1)大型カラムを用いた蒸発実験を行い,地下水一定条件下の塩集積過程の水分,塩分移動を測定した。(2)様々な水分と塩分集積量の組み合わせにおいてアルベドを測定し,塩集積に伴うアルベドの増加を定量的に検討した。(3)塩集積過程の塩析出の際の塩結晶形成の定量化を試みた。(4)塩集積を軽減するグラベルマルチの実験で、飽和土壌からの蒸発過程でマルチの有無と水蒸気輸送に関する表面抵抗について検討した。(5)リーチングに関する塩動態解析の研究では,リーチング水の水質がソーダ質土壌(アルカリ土壌)の透水性に及ぼす影響と団粒構造の安定性,粘土の分散性の面から検討した。(6)数種の土壌を用いて,塩集積・リーチング過程における土壌中の陽イオン4成分の挙動について検討した。(7)数値シミュレーションに関する研究では,蒸発速度を表層のポテンシャルから予測して,水・塩・熱の同時移動を予測子修正子法で数値計算した。(8)塩集積とリーチング過程の数値シミュレーション結果を視覚的に表現できるソフトウェア(WASH-1D)を開発した。(9)低水分状態の不飽和透水係数を求める方法を提案した。(10)数値シミュレーションの入力データに必要な熱伝導係数の簡易な測定方法を検討し,熱伝導係数の塩濃度依存性について検討した。(11)塩分動態モニタリングシステムを用いて,異なる灌漑スケジューリングでグレインソルガムを栽培して,植物生育期間中における土中の塩分と水分動態を測定し,植物の肥料利用効率を検討した。(12)海岸付近の砂地圃場の実験で,塩水化地下水を有する砂客土畑土壌の水分と塩分の動態を測定し,砂客土による土壌の塩類化回避について検討した。本研究は,土壌中の水分と塩分をモニタリングして,乾燥地の塩集積を防止し持続的な農業を行うための適切な土壌管理法を確立することを目的としている。土壌の種類,塩の種類,地下水位,潅漑水の量と濃度、蒸発強度,植生の種類などにより塩集積やリーチングによる塩分動態は異なる。そこで,土壌のマトリックポテンシャル,土壌の電気伝導度,地温,土壌水分量,イオン濃度などを測定し,数値シミュレーションを用いて塩分動態を予測し,実験結果と比較する。また,海外の乾燥地の圃場レベルにおける塩害地の改良法,節水灌漑法の具体策を考えて,実用的な土壌塩分管理技術の確立を試みることが研究の骨子である。研究の初年度となる平成13年度の研究成果は,(1)塩分動態モニタリングシステムと砂漢化機構解析風洞システムを用いて,最も単純な系として,温度35°C湿度25%一定条件で,蒸発乾燥過程における塩集積実験(NaCl水溶液で5000ppm)を行い,蒸発フラックスを軽減するためのグラベルマルチの実験と比較した。その結果,マルチによる蒸発抑制と土壌表面の塩集積軽減効果を得た。一部の成果は報告したが,目下,モデルの構築とデータ整理を行っている。(2)塩分動態モニタリングシステムを用いて,ハイグレンソルゴを生育させ,NaClとCaCl_2、を同率濃度1500pppmで,3日間断灌漑で異なるリーチング割合で実験を行った。目下,塩分濃度のデータ整理,土壌中のイオン分析中である。(3)室内実験では円筒土壌カラム内の地下水位定条件下で,蒸発実験を行い,陽イオン,陰イオンの鉛直分布の経時変化を測定した。

(4)物性値を決定する実験では,誘電率水分計を用いて,内部排水法,蒸発法による不飽和透水係数を決定する実験を行った。(5)水・塩・熱の連成輸送の問題として数値解析も同時に遂行している。6)海外の乾燥地についても,土壌管理法を確立するための指針を提示するために,調査を行っている。本研究は,乾燥地の塩集積とリーチングに伴う塩動態解析を明らかにして,灌漑農業に伴う土壌劣化の進行を防ぐための最適な土壌管理法を確立することを目的としている。そのために,土中水分と塩分,地温を正確にモニタリングし,塩の挙動を明らかにすることが重要である。研究の2年度となる平成14年度の研究成果は,(1)砂漠化機構解析風洞システムを用いて,風速1m/s温度35°C湿度20%の一定条件下で,初期飽和(NaCl水溶液で5000ppm)砂質土壌の蒸発実験を行い,グラベルマルチによる蒸発抑制効果を解析した。(2)水道水とNaCl濃度0.1mol/kgの2つの砂カラムからの土壌面蒸発実験を比較し,日蒸発量の実用的な推定法を提案した。(3)塩分動態モニタリングシステムを用いて、ハイグレンソルゴを生育させ、NaClとCaCl_2の濃度を1500ppmから4000ppmまで増加させ,異なるリーチング割合で3日間断灌漑の実験を行った。リーチング水量よりも肥料成分の流亡がソルガムの収量に影響した。(4)異なる灌漑スケジューリングでグレインソルガムを栽培し,植物生育期間中における土中塩分と水の動態を測定した。いずれの灌漑区も前日の蒸発散量分を毎日灌漑した。リーチング分を8日間に1回の割合で間断灌漑した場合、毎日灌漑区と比較して間断灌漑区では、表層から下層への除塩効果が高く,間断灌漑区では窒素の溶脱が比較的抑えられ、植物の肥料利用効率が高かった。(5)また,基礎的な実験として,異なる土性の縦断成層における蒸発実験によって,塩集積の不均一性を検討し,数値実験と比較検討した。(6)異なる種類の粘土を含む塩類土壌あるいはソーダ質土壌に対して,異なる濃度の溶液でリーチングした場合の透水性の低下を,団粒構造の安定性,粘土の分散性の面から検討した。(7)蒸発に伴う塩集積過程を解析するために,異なる土壌で土中水分と塩濃度とアルベドの関係,塩濃度と熱特性との関係について検討した。研究の3年目となる平成15年度の研究成果は、(1)塩集積に関する塩動態解析の研究では,まず,関連する既往の研究を調査して総括した。(2)塩集積を軽減するグラベルマルチの実験で、飽和土壌からの蒸発過程でマルチの有無と水蒸気輸送に関する表面抵抗について検討した。(3)リーチングに関する塩動態解析の研究では,数種の土壌を用いて,塩集積・リーチング過程における土壌中の陽イオン4成分の挙動について検討した。(4)数値シミュレーションに関する研究では,蒸発速度を表層のポテンシャルから予測して,水・塩・熱の同時移動を予測子修正子法で数値計算した。(5)塩集積とリーチング過程の数値シミュレーション結果を視覚的に表現できるソフトウェア(WASH-1D)を開発した。(6)低水分状態の不飽和透水係数を求める方法を提案した。
サイズの生物学における実験系の開発

シモダイタボヤは1個体(個虫)が体の一部から芽を出しまわりに自分とそっくりの個虫を無性生殖によってつくり出し、全体として大きな群体へと成長する。個虫は形も大きさも遺伝子組成も同じである。個体同士は血管でつながっており、群体としてある程度の協調した行動を示す。群体の重量とエネルギー消費率の関係は、個体性の動物の重量とエネルギー消費量の関係(体重の0.75乗に比例する)と同じであることを示した。そして、群体サイズを実験的に操作すると、エネルギー消費量は操作後の新しい群体重量を0.75乗の式に入れて求めたものから予想されるものへと変化した。すなわちサイズの生物学の実験系を開発できたことになる。この系を使い、生理的時間について調べてみた。哺乳類においては、生理的時間は体重の0.25乗に比例することが知られており、とくに心周期についてこのことがはっきりとわかっている。しかし変温動物ではほとんど研究がなく、群体性のものの研究は皆無である。シモダイタボヤの心臓は、打つ方向が定期的に逆転するという特異な現象を示す。幼生と、様々なサイズの群体(成体)について、サイズと時間(1拍の所要時間Tb、逆転までの時間Tr)の関係を調べた。TbもTrも、同一群体内の個虫は同じであった。異なる群体サイズのもので比較したところ、Tbは群体サイズによらず一定だったが、Trはサイズの増加に伴い短くなった。すなわちTrは群体重量の0.15乗に比例していた。オタマジャクシ幼生の心臓を観察したところ、幼生と成体とではTbに変わりはなかったが、幼生のTrは成体より短かった。群体のサイズとエネルギー消費率の関係は、VO_2=0.0412M^<0.799>(式1)で近似できた。エネルギー消費率は酸素消費率VO_2(mlO_2/h)で測ったもの、Mは群体の湿重(g)である。ベキの数字0.799は3/4と統計的に区別できなかった。これは、群体性動物も3/4乗則を示すことの、世界で初めての報告である。ホヤが3/4乗を示すため、このシステムは個体性の動物を含めたサイズの生物学のモデル系となりうる。実験的にホヤ群体を分割すると、分割後のエネルギー消費率は、分割後の体重から式1を用いて予測したものと違わない値となった。群体を癒合させると、やはり1週間以内に完全に癒合し、そのエネルギー消費率も式1で予測されるものになった。分割や癒合により群体サイズを変化させると、群体は変化後のサイズにみ合うエネルギー消費率に変わるわけで、これは実験的にサイズ効果を再現した世界初の結果であり、これによって、サイズ効果は異なる種間から統計的に導かれるアーテファクトではないことが明白になった。シモダイタボヤは群体を構成している親の世代が退化して子の世代に完全に置き換わるtakeoverという現象を示す。takeover中のエネルギー消費率はサイズに正比例した。この結果と、同じユニットが網目状の血管でつながっている群体ボヤの構造とから、同じユニットが局所的な相互作用をもって自己組織化臨界状態にあることが、ベキ乗のサイズ効果の生じる原因ではないかという仮説を立てた。
分子性キレート錯体の創製と相挙動および動的配座変化の希土類金属種依存性

希土類イオンを含む分子性キレート錯体の合成と遷移金属イオンと希土類イオンを含む多核錯体の合成およびそれらの物性を明らかにすることが目的である。まずLn(dike)_3(diam)錯体の合成法を検討した。出発錯体Ln(dike)_3の合成法として、従来の文献による方法を試みたが、その収率は極端に悪く、本研究のためには不適当であることがわかった。そこでさまざまの試行錯誤の結果得られた方法は、収率が非常に改善され、このタイプの錯体の新合成法として確立できた。方法はきわめて簡単であるが、ジケトンとアルコール比(1:1)の溶液にランタニドの塩化物を加え、良く攪拌しつつトリエチルアミンを加え環流すると良い結晶が得られる。これを用いてジアミンを含む混合錯体を合成した。現在、まだ良好な結晶が得られず構造解析には成功していないが引き続き単結晶の単離を検討している。次に遷移金属錯体と希土類イオンとの多核錯体の合成の前段階として、[Fe(CN)_2(Phen)_2]とLn^<3+>イオンの溶液内の相互作用を調べた。もともとこの鉄錯体は溶液中で顕著なソルバトクロミズムを示すもので、溶媒の酸性度のパラメータであるが、これを希土類イオンのイオン半径の違いによる酸性度との関係に適用した。その結果、希土類イオンのイオン半径が小さくなるにつれて鉄錯体の色はブルーシフトすることがわかった。現在、CN-イオンを一つ含む系を新しく合成しその鉄錯体と希土類イオンとの相互作用も検討している。これらの結果についてはきたる5月の希土類討論会で発表予定である。
mRNP精製システムを用いたmiRNA作用機序の解析

miRNA(micro RNA)は、標的mRNAの3'非翻訳領域(UTR)に結合することにより、その発現を抑制する。本研究は、miRNA結合によるmRNP(mRNA-タンパク質複合体)の変化に着目した解析から、特に翻訳抑制におけるmiRNAの作用実態を明らかにすることを目的としている。本年度は細胞内からmRNPを精製する手法の確立を目指した。mRNPを精製するため、特定のRNA2次構造と結合することが知られている3種のタンパク質(λN、PP7CP、L7Ae)を用いて培養細胞に発現させたレポーターmRNPの精製を試みたところ、λN、PP7CPの非特異的結合が少なく、mRNP精製に有効であることがわかった。しかしいずれを用いた場合にもレポーターmRNPの回収効率が非常に低い上に、回収したmRNPが精製用の磁気ビーズから効率よく溶出されないという問題があることが判明した。そのため当初計画していた解析を進めるには大幅なスケールアップが必要であり、現在実験系の見直しとmRNP精製の条件を再検討している。
抗腫瘍性抗生物質C-1027の分光学的解析と超天然物の創製

強力な抗腫瘍性抗生物質C-1027は、クロモフォアとアポタンパク質の1対1の複合体である。クロモフォアは、エンジイン部位からパラベンザインビラジカルを発生し、DNAの水素を引き抜くことによって生理活性が発現する。一方、9本のβstrandからなるアポタンパク質は、疎水性の高いポケットを有しており、不安定なクロモフォアをこのポケットに包摂することによって、安定化している。ビラジカルはその高い反応性のため、アポタンパク質のGly96の水素も引き抜き、C-1027は自己分解する。そこでビラジカルの反応性を抑制するために、Glyを重水素化した人工分子を設計した。大腸菌発現系の培地に大量のglycine-d_5を添加することで、リコンビナント重水素化(D-Gly)アポタンパク質を調製した。HPLCテクニックを駆使し、調製したD-Glyアポタンパク質に極めて不安定なクロモフォアを取り込ませ複合化させた。得られたD-Gly C-1027と天然型(H-Gly)C-1027を、37°Cで固体状態と溶液状態でそれぞれ静置して、クロモフォアの減少の度合いをHPLCにより分析した。すると速度論的同位体効果が、固体状態ではk_H/k_D=1.8、溶液状態ではk_H/k_D=4.1と求まった。これは半減期が、固体状態で7時間から12時間、溶液状態で37時間から151時間と飛躍的に向上したことを意味する。さらに、ヒト肝がん由来細胞JHH-7毒性試験に供したところ、37°Cで2日間静置したD-Gly C-1027は、H-Gly C-1027よりもより低濃度で細胞増殖を阻害することが判明した。以上のように、ビラジカルの引き抜き部位を水素から重水素へ置換するという純粋かつ合理的な設計によって、天然物より安定な分子(超天然物)の創製に成功した。放線菌の培養濾液から単離された強力な抗腫瘍性抗生物質C-1027は、クロモフォアとアポタンパク質の1対1の複合体である。熱的・化学的に不安定なクロモフォアは、エンジイン部位からパラベンザインビラジカルを発生し、DNAの水素を引き抜くことによって生理活性が発現する。一方、10.5kDa、110アミノ酸残基、9本のβstrandからなるアポタンパク質は、疎水性の高いポケットを有している。不安定なクロモフォアをこのポケットに包摂することによって、安定化している。HPLCを駆使し、調製したD-Glyアポタンパク質に極めて不安定なクロモフォアを取り込ませ複合化させた。これは半減期が、固体状態で7時間から12時間溶液状態で37時間から151時間と飛躍的に向上したことを意味する。さらに、ヒト肝がん由来細胞JHH-7毒性試験に供したところ、37°Cで2日間静置したD-Gly C-1027は、H-Gly C-1027よりもより低濃度で細胞増殖を阻害することが判明した(D-Gly C-1027:IC_<50>=30pM,H-Gly C-1027:IC_<50>=176pM)。

すると速度論的同位体効果が、固体状態ではk_H/k_D=1.8、溶液状態ではk_H/k_D=4.1と求まった。これは半減期が、固体状態で7時間から12時間、溶液状態で37時間から151時間と飛躍的に向上したことを意味する。さらに、ヒト肝がん由来細胞JHH-7毒性試験に供したところ、37°Cで2日間静置したD-Gly C-1027は、H-Gly C-1027よりもより低濃度で細胞増殖を阻害することが判明した。以上のように、ビラジカルの引き抜き部位を水素から重水素へ置換するという純粋かつ合理的な設計によって、天然物より安定な分子(超天然物)の創製に成功した。
２次元正規特異点に対する基本不等式の確立

2次元正規特異点に対して,その極小解消空間における標準サイクルの自己交点数と幾何種数の間に成り立つ不等式を研究した.代数曲線束に対するスロープ不等式を念頭に置けば,期待される不等式における幾何種数の係数は,基本種数の関数として表示されなければならない.研究期間においては,2重点や巡回的3重点に対して標準特異点解消を用いてほぼ満足すべき形でスロープ不等式を示すことができた.これらは特殊な特異点に対する成果ではあるが,対応するダーフィー予想の再証明を導くなどの応用を持つ.本研究の目的は,2次元正規特異点の極小解消空間において,例外集合およびその部分集合にサポートをもつ種々のサイクルに対する鎖連結成分への分解を利用して,特異点の種数(幾何種数,算術種数,基本種数)と,重複度や標準サイクルの自己交点数といった不変量相互の関係を示す基本不等式を得ることである.2次元正規特異点の標準サイクルの自己交点数と幾何種数との間の不等式が確立されれば,特異点の研究に地誌学的な観点を導入でき,これまでになされた種々の研究を総括的に概観することが可能になる.ネーター型不等式は,基本種数が2以上の特異点という広大なクラスに対して,特に有効な研究手段を提供することが期待される.以上を念頭に置いて,当該年度では2次元正規2重点に対して,ネーター型不等式を考察した.この種の特異点については「標準特異点解消」という強力な研究手段を活用することができる.超楕円曲線束に対するスロープ不等式から,成立すべき不等式の形を類推して,標準サイクルの自己交点数と幾何種数の間に成立する不等式を基本種数を考慮に入れた形で証明することができた.これを2重点に対するスロープ不等式と呼ぶ.この不等式を用いれば,例えば,既に泊昌孝氏によって証明されている2重点に対するダーフィー予想を再照明することができる.実際,基本種数が2以上の場合には,われわれのスロープ不等式は泊氏が与えた不等式の精密化となっている.このように,この研究成果は幅広い応用が期待できるものであり,次年度以降の研究進展に寄与することが期待される.本研究の目的は,2次元正規特異点の極小解消空間において,例外集合およびその部分集合にサポートをもつ種々のサイクルに対する鎖連結成分への分解を利用して,特異点の種数(幾何種数,算術種数,基本種数)と,重複度や標準サイクルの自己交点数といった不変量相互の関係を示す基本不等式を得ることである.2次元正規特異点の標準サイクルの自己交点数と幾何種数との間の不等式が確立されれば,特異点の研究に地誌学的な観点を導入でき,これまでになされた種々の研究を総括的に概観することが可能になる.ネーター型不等式は,基本種数が2以上の特異点という広大なクラスに対して,特に有効な研究手段を提供することが期待される.最終年度においては,巡回型2次元正規3重点に対するネーター型不等式を考察した.この種の特異点は,前年度に研究した2重点の場合と同様に「標準特異点解消」という強力な研究手段を活用することができる.トリゴナル曲線束に対するスロープ不等式から,成立すべき不等式の形を類推した後,標準サイクルの自己交点数と幾何種数の間に成立する不等式を基本種数を考慮に入れた形で証明することができた.これは巡回型3重点に対するスロープ不等式と呼ばれるべき不等式であり,この場合のダーフィー予想の再証明を導く.研究期間中には一般の2次元正規特異点に対する不等式は証明できなかったが,本研究を通して示された2重点や巡回型3重点に対するネーター型不等式を基にすれば,一般の場合を予想しそれを解決する方向でさらに研究を進展させることができるであろう.2次元正規特異点に対して,その極小解消空間における標準サイクルの自己交点数と幾何種数の間に成り立つ不等式を研究した.代数曲線束に対するスロープ不等式を念頭に置けば,期待される不等式における幾何種数の係数は,基本種数の関数として表示されなければならない.研究期間においては,2重点や巡回的3重点に対して標準特異点解消を用いてほぼ満足すべき形でスロープ不等式を示すことができた.これらは特殊な特異点に対する成果ではあるが,対応するダーフィー予想の再証明を導くなどの応用を持つ.本研究の目的は,2次元正規特異点の極小解消空間において,例外集合およびその部分集合にサポートをもつ種々のサイクルに対する鎖連結成分への分解を利用して,特異点の種数(幾何種数,算術種数,基本種数)と,重複度や標準サイクルの自己交点数といった不変量相互の関係を示す基本不等式を得ることである.2次元正規特異点の標準サイクルの自己交点数と幾何種数との間の不等式が確立されれば,特異点の研究に地誌学的な観点を導入でき,これまでになされた種々の研究を総括的に概観することが可能になる.ネーター型不等式は,基本種数が2以上の特異点という広大なクラスに対して,特に有効な研究手段を提供することが期待される.これを念頭に置いて,当該年度では3変数のブリスコーン型多項式で定義される

2次元超曲面特異点をはじめとする具体的な特異点に対して,標準サイクルやヤオ・サイクル,極大イデアルサイクルといった例外集合にサポートをもつ種々のサイクルを考え,その鎖連結成分への分解を観察することで特異点の諸性質を解析し,基本種数を固定した際の不等式の形を探った.また,標準サイクルの自己交点数と算術種数の間に成立する基本的な不等式である小山の不等式において下限をとり,基本種数が2の特異点に対して,標準サイクルの鎖連結成分への分解を用いて,幾何種数の上限を評価した.また,その埋込み次元や重複度をある程度満足できる形で記述することにも成功した.ここではヤオ・サイクルの長さが特異点の算術種数を与えている点が重要である.これらの研究成果はそれ自身で有用であるが,次年度以降の研究に対する基礎資料としても有効に活用されることが期待される.2次元正規2重点に対しては所謂「標準特異点解消」が知られており,標準的な解消空間において基本種数,幾何種数,標準サイクルの記述が比較的容易にできる.このような基本的な特異点に対して,基本種数を考慮に入れた形で,標準サイクルの自己交点数と幾何種数の間に成立するスロープ不等式を確立できたことは,現段階では満足すべきことと言える.この不等式は,2重点に限定したものではあるものの,泊昌孝氏によって証明されているダーフィー予想を導くなどの顕著な応用がある.従って,この成果は本研究課題の目的が限定的に達成されたものと言え,今後の研究の指針として重大な意味をもつものと考えられる.以上のように,本研究はおおむね順調に進展している.ブリスコーン型の2次元超曲面特異点は基本種数や幾何種数といった数値的不変量の計算が比較的容易な対象である.また,基本種数が2の特異点は,一般型特異点の中でまっさきに研究すべき対象である.これらの基本的かつ重要な特異点に関して一定の成果が挙げられたことは,これからの研究の土台を築くという意味ではほぼ満足できる研究成果である.ただし,これらに関しては得られた以上にシャープな結果が期待されるため,例外集合の位相的な性質を積極的に取り入れるなど,より一層の工夫が必要である.また,計算機プログラムの実装を図るためには,より効率的なアルゴリズムを模索しなければならない.2重点に対するダーフィー予想の解決過程を再考すると,ミルナー数を幾何種数や標準サイクルの自己交点数で表示するラウファーの公式が重要であることがわかる.従って,より大きな重複度の特異点を対象にする場合には,例外集合のオイラー数などの位相的性質は言うに及ばず,極大イデアルサイクルの記述やその算術種数を計算する作業を避けて通ることはできない.特に,極大イデアルサイクルに対しては算術種数の非負性を示す必要がある.これらの研究計画を推し進めるためには,各地の特異点論の専門家と問題点を共有し議論を重ね,また,最新の専門書を通じて幅広い知識を身につけることが必要不可欠である.基本種数を固定して,Brieskorn型特異点より一般のsplice quotient特異点について幾何種数と標準サイクルの自己交点数との間に成立する不等式を見出す.また,奥間の公式に基づいて,楕円型特異点のき幾何種数と楕円列との関係を見直し,例外集合の位相的性質を加味した場合に,求める不等式がどのように変化するかを考察する.これらの研究計画を遂行するためには,各地の特異点論の専門家と問題点を共有し,議論を重ねる必要がある.また,最新の専門書を通じて幅広い知識を身につける.本研究で必要となる研究費は,主に旅費と書籍購入費である.これは次年度においても変わらない.国内・国外の各地で開催される研究集会やセミナーに積極的に参加して,多くの研究者との意見交換を通じて最新の研究資料を収集する.また,研究集会では得られた顕著な成果を積極的に発表する.
パラメトリック励振型動吸振器を使用した多自由度系の制振手法に関する研究

本研究は多自由度系の制振を容易に行うためのパッシブ制振器の開発を目的にしている。具体的には、パラメトリック励振型動吸振器またはオートパラメトリック吸振器ともいわれる振子式動吸振器を利用する。この種の動吸振器は、その固有振動数が主系の固有振動数の1/2になるように調整することにより、主系の共振付近の振動に対して制振効果を発揮する。このとき主系の共振付近でのみ振子が発振し、それ以外の振動数では振子は振動せず、静止状態にある。したがって、1次共振、2次、3次、・・・などのように特定の共振用に調整された動吸振器によってそれに対応する共振のみを制振することが可能であり、かつ他の次数の共振には影響を与えないので、他の動吸振器の動作を妨害しない。この種の動吸振器の適用範囲を拡大するため、支点回りに回転ばねを持つ振子式動吸振器を開発している。重力を利用した振子では振動方向及び振子寸法の制限があり、適用範囲が限られることが多い。支点回りに回転ばねを持つ振子について、支点が振動変位する場合のパラメトリック共振を調べ、パラメトリック励振型動吸振器として利用可能であることを示している。つぎに3自由度系を製作してその1次共振と2次共振を対象に制振を試みている。1次共振振動数の半分の固有振動数を持つ振子系を1次共振用の動吸振器、2次共振振動数の半分の固有振動数を持つ振子系を2次共振用の動吸振器として設置し、その動作特性と制振効果を確かめる実験を行っている。結果として、各共振状態においてはそれに対応する動吸振器のみが動作し、系の振幅も減少することが確認されて多自由度系の制振が容易に行えることを明らかにしている。パラメトリック励振を利用した従来の振子式動吸振器の振動方向の制限を取り除くため、振子の支点回りにばねを持つような重力を復原力として利用していない振子系を製作し、支点が振動変位する場合の発振現象について理論的及び実験的に調査している。運動方程式を数値積分によって解く場合、振動波形の推移から振子の発振する振動数範囲を求めることができるが、多重の定常振動解を持つため種々の初期条件を与えて解く必要があり、煩雑である。そこで近似的ではあるが数式的に発振の定常振動解を求める方法を提案し,発振の振動数範囲を簡単に求めることを試み,数値積分によるものと比較してよく一致することを示している。このような振子系を製作し水平方向に振動する振動台にそれを載せて実験を行った結果、発振の挙動は数値積分による方法と一致し、かつ発振の振動数範囲については近似解法ともよく一致することを明らかにしている。次に,製作した振子系を動吸振器として使用し、多自由度系とみなせる構造物に設置して1次固有振動数付近の制振を試みている。加振機により構造物を強制加振して応答を測定した結果、構造物の振動が大きくなると振子が発振してパラメトリック共振を起こし、構造物の振動が抑制されることを示している。また,1次固有振動数付近以外の振動数においては動吸振器の振子は振動せず,単なる質量としての効果しか持たないことを立証している。

多自由度系の各固有振動数付近に対応する動吸振器を構造物に設置した場合,動吸振器の動的応答は互いに影響を及ぼすことなく,それぞれの固有振動数付近のみでの振動を抑制することが期待され,多自由度系構造物の複数の振動数において制振効果を発揮することが考えられる。振子のパラメトリック励振を利用した動吸振器は、パラメトリック共振が発生する振動数領域においてのみ動吸振器としての効果を発生し、それ以外の振動数において振子は振動しないことを前年度明らかにした。このことを利用し、今年度においては多自由度系の振動の制振を試みた。通常の動吸振器によって多自由度系の制振を行う場合、例えば1次モード用動吸振器と2次モード用の動吸振器を設置するようなとき、これら2つの動吸振器による互いの影響を考慮しながら、すなわち自由度の増加による系の固有振動数の変化を考慮しながら2つの動吸振器の動作振動数を調整する必要があり、その調整には大変な困難が伴う。さらに3次モードも加えて通常の動吸振器により制振を行うことは実用的ではない。パラメトリック励振を利用した動吸振器の場合には、それぞれの動吸振器の動作振動数が異なるため互いに影響を及ぼすことがなく、動吸振器の設計・設置が容易になる。このことを実証するため、3自由度系を製作してその1次モードと2次モードを対象に制振を試みた。すなわち多自由度系の1次共振振動数の半分の固有振動数を持つ振子系を1次モード用の動吸振器、2次共振振動数の半分の固有振動数を持つ振子系を2次モード用の動吸振器として設置し、その動作と制振効果を確かめる実験を行った。結果として、各モードの共振状態においてはそれに対応する動吸振器のみが動作し、系の振幅も減少することが確認された。この動吸振器を設置した系の解析モデルを作成し、シミュレーションを行った結果からも同様のことが認められ、これらのパラメトリック励振型動吸振器の作用によって制振の効果が発揮されていること、かつ容易に多自由度系の制振が行えることを明らかにした。