hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
巧みな手指の運動に関与する神経回路

指の運動をつかさどる脳の運動制御機構を明らかにするために、形態学的、生理学的に以下の実験を行ない、大脳皮質、大脳基底核、脊髄について次の事柄を解析して報告した。(1)3重性逆行標識法により、指の運動に関わる運動ニューロン群をラベルしてその分布、重なりを明らかにした。(2)皮質内微小刺激により同定された一次運動野の下肢指領域の皮質性入力を解析し、上肢指領域の入力様式との異同を論じた。(3)大脳皮質-線条体系の投射様式、さらにその場所から大脳基底核内での投射様式を形態学的・生理学的に分析し、大脳基底核が指の運動や上肢の運動にどう関わっているかを検索した。(4)線条体のパッチ領域に特異的に発現されるミューオピオイド受容体に特異的な神経毒をもちいて線条体のパッチ領域の上肢関連部位を破壊し、順行性変性法を利用して、その投射様式を明らかにした。(5)線条体のP物質受容体陽性介在細胞を特異的に破壊して、その運動制御に関わる役割を電気生理学的にニューロンレベルで明らかにした。(6)上記の実験に必要な手法として、脳深部への超音波断層法を用いた薬剤注入法を開発した。さらに、デジタル蛍光写真撮影装置を開発し、報告した。(2)正中,尺骨,橈骨各神経に軸索を送る運動ニューロンはそれぞれC6-T2,C7-T1,C4-T2の分節に存在し,正中と尺骨神経に軸索を送る運動ニューロンは脊髄前角内で橈骨神経に軸索を送る運動ニューロンより背側に分布することが確認できた.(3)最も重要な所見として,正中神経と尺骨神経に軸索を送る運動ニューロンの一部の細胞体が橈骨神経に軸索を送る運動ニューロンの細胞体と混在しているという結果が得られた.各運動ニューロンの樹状突起の混在はより顕著であった.この結果は脊髄の運動ニューロンプールの特定の領域が他からの共通入力を受けて手指・手首の屈曲と伸展のバランスの調節に関与している可能性を示唆する.指の運動をつかさどる脳の運動制御機構を明らかにするために、形態学的、生理学的に以下の実験を行ない、大脳皮質、大脳基底核、脊髄について次の事柄を解析して報告した。(3)大脳皮質一線条体系の投射様式、さらにその場所から大脳基底核内での投射様式を形態学的・生理学的に分析し、大脳基底核が指の運動や上肢の運動にどう関わっているかを検索した。(4)線条体のパッチ領域に特異的に発現されるミューオピオイド受容体に特異的な神経毒をもちいて線条体のパッチ領域の上肢関連部位を確壊し、順行性変性法を利用して、その投射様式を明らかにした。
東アフリカろう者コミュニティの動態研究―祖型手話の記述を通してー

本研究は,東アフリカ(ケニア,ウガンダ,タンザニア)をフィールドに,同地域内のろう者コミュニティにおける手話言語の接触現象に注目する。そして,東アフリカ手話に共通する祖語手話と呼べるような祖型があるのかを探り,それにより,ろう者たちの教育や経済活動などの移動および接触というコミュニティのダイナミズムを通時的および共時的に明らかにしていくことである。初年度である本年度は、研究目的の3本の柱、(1)ケニア・ウガンダ・タンザニア手話の個別言語学的記述(2)どの程度,東アフリカ地域の手話が相互に似ており,また異なっているのかの比較研究(対照言語学的記述)。(3)各地のろう教育関係者および,ろう者への聞き取りを通して,国境を越えたろう者のネットワークに関する調査(社会学的研究)のうち、主として(1)および(3)の準備活動を実施した。具体的には、文献による先行研究の収集と分析、現地調査のためのネットワーキングおよび調査許可証の取得などである。ケニア手話に関しては、すでに我々の調査による一定成果があり、これを素に、今年度は主に、ウガンダ手話とタンザニア手話の調査研究に注力した。今年度の成果としては、(1)ウガンダ手話の先行研究は多くはなく、統語論を論じた博士論文と未公表の音韻論の論文2編であった。今後、現地の研究者と協力連携して調査を進める。(2)タンザニア手話についてはいまだ本学的な言語学的分析を行った先行研究はない。変種は数種類あるようであるが、それぞれについての記述も今後確認が必要である。現地の研究者と協力して来年度、本格的現地調査を実施する。調査地4カ所は選定し終え、各所での研究協力者の選定を継続している。予定よりやや遅れている理由は、現地ネットワーキングに時間がかかったこと(相手側のインターネットの環境等の原因)、調査許可証の入手に予想以上の時間とコストがかかったことが挙げられる。ウガンダ、タンザニア共に、一次データの収集のために、現地に赴くが、限られた調査期間で最大限の成果を得るべく、現地協力者の協力をあおぐ。2年目は、言語データの収集と同時に、ろう者の移動に関する聞き取り調査も実施する。ケニアにおいては、ウガンダとタンザニアからのろう者の移動がどのようなものであったのか、東アフリカ全体のろうコミュニティの歴史的な動態を聞き取り調査で調査する予定である。
疫学手法に基づいた交通事故に遭うリスクの高い高齢歩行者の特定

本研究では、どのような特徴(身体能力、認知能力、性別など)を持った高齢者が、歩行者として交通事故に巻き込まれる傾向にあるのかを、明らかにすることを目的として、疫学調査の方法でデータを収集し、分析した。その結果、視力の低さと認知機能の低さは、歩行中に高齢者が事故に遭うリスク要因となっている可能性が高いということである。このように人口統計学的属性外の属性と歩行中に事故に遭うリスクとの相関を見出したのは本研究が初めてである。本研究は、高齢歩行者の交通事故に関するリスク要因を特定することを目的としている。初年度は、(1)事故に遭ったことのある高齢者(とその対照群に対する質問紙を確定させるとともに、(2)A県警察本部・交通企画課の全面的な協力のもと、両群に対する質問紙調査とそのデータ回収を開始することが出来た。その詳細について、以下に示す。(1)質問紙は、調査協力者の基本属性(性別、年齢、免許保有の有無等)、居住地特性(集合住宅か戸建か、接する道路のタイプ)、視力に関する質問群、記憶力に関する質問群、身体活動の頻度に関する質問群、夜間外出時の格好等に関する質問群、平均的な一日の散歩時間で構成することとした。さらに、事故経験者群については、事故の状況に関する質問も行った。なお、調査に先立つ簡易調査で、一部の質問群についてその信頼性等を確認することとした。また高齢歩行者に関して運転者がどのような認識を持っているかを把握して作問に役立てるため、3名の運転者に運転に関する聞き取り調査や観察等も行った。(2)調査の実施は、A県警察本部と高知工科大学の分担によって行う体制によって行うことに関し、県警察本部の了承を得た。そして、実際に調査を開始することが出来た。事故経験者群については、プライバシー保護の観点から、警察本部が各警察署に依頼してデータを収集することとした。対照群については、警察署と高知工科大学とが分担してデータを収集することととした。交通事故死亡者数は減少傾向にあるとはいえ、平成23年中の死者数は4,612に達する。このうち、実に66.5%(1,121人)が、歩行中に事故に巻き込まれた高齢者である。この数を劇的に減らさなければ、交通事故問題の解決はあり得ない。高齢歩行者事故の削減のためには、これらの事故がどのようなメカニズムで発生するかを明らかにする必要がある。そこで本研究は、どのような特徴(身体能力、認知能力、性別など)を持った高齢者が、歩行者として交通事故に巻き込まれる傾向にあるのかを、明らかにすることを目的とした。過去3年以内に歩行中の交通事故にあった高知県内の65歳以上の高齢者(以下、事故あり群)と、彼らと同一地区に居住し、年齢が近く、性別が同一の事故に遭っていない高齢者(以下、事故なし群)とに対して、質問紙調査を実施した。その結果、事故なし群は、事故あり群に比べて、調査時点において統計学的に有意に身体運動量が多く、自己申告式の視力検査尺度の成績が良く、自己申告式の記憶検査の成績が良いことが分かった。一方、同居する家族人数、住まいのタイプ(集合住宅か戸建てか)、自動車運転の有無および運転頻度に関しては、両群で有意な差は検出できなかった。このことから、視力、身体運動力、認知機能の低下が、歩行者として事故に遭うリスクを高めている可能性が示唆された。ただし、事故にあった後、肉体的もしくは精神的な理由で外出が少なくなり、身体運動量が減少したという逆の因果関係が作用している可能性もあり、身体運動量と事故リスクとの関係については、今後より精緻な分析が必要である。社会調査、人生史研究本研究の最大の難所は、データを収集する体制を構築し、実際にデータ収集を開始することであると考えていた。平成25年度は、研究代表者とA県警察本部の交通企画課との間で質問紙の作成と修正とを繰り返し、最終的な質問紙に合意し、同課のバックアップの下、調査を実施することについて正式な了承を得て、データ収集を実際に開始することが出来た。従って、平成25年度に行うべきことは基本的に終えることができたと考えている。今後は、平成25年度に構築できたデータ収集システムを着実に運用していくとともに、質問紙調査の実施を分担してくれているA県警察の各警察署において、実施上の課題として上がってきたものを的確に把握し、それを全体にフィードバックさせていることが重要となる。
動物プランクトンの生体密度と生体内音速の変化に伴う音響反射率の変動の測定

1.プランクトンの生体密度および生体内音速の測定:今年度の動物プランクトンの採集は,4月から11月にかけて北海道噴火湾において行ない,この海域の優占種であるツノナシオキアミの生体密度および生体内音速の測定を行なった。測定法は例年行なっているdensity bottle法およびTime of flight法によった。その結果,噴火湾のツノナシオキアミの生体密度は体長にあまり依存せず,ほぼ一定の値になることが示唆された。2.プランクトンの音響反射率の測定:動物プランクトンの音響反射率の実測を,周波数170kHzと230kHzの2周波数を備えた低ノイズ型TS測定装置で行なった。前年度に明らかになった送受波器の指向性の影響は,送受信系の改造により,かなり低減されていた。活きたツノナシオキアミに麻酔をかけて,この装置を用いて音響反射を実測した。また,これと同時に,水中カメラを水槽内に設置し,ツノナシオキアミの姿勢を観察した。その結果,姿勢のちょっとした変化によりツノナシオキアミの音響反射率が大幅に変化し,本装置によってもノイズにマスクされ音響反射率が測定できない部分も見られた。しかし,これらの実測値と上記1のパラメータを用いて音響理論モデルから推定された音響反射率の間には,非常に良い一致を見る事が出来た。従って,ノイズにマスクされた部分も,モデルにより推定できると考える。また,本方法により,生体密度・生体内音速の季節変化に伴う音響反射率の変化を実測で把握することが出来,これをモデルで推定することも出来た。今後は,ツノナシオキアミ以外の動物プランクトンへの本方法の適用,低ノイズ型TS測定装置の更なる改良,および現場における音響反射率の測定を試み,動物プランクトンの音響調査手法の確立を目指してく。1.プランクトンの生体密度および生体内音速の測定:動物プランクトンの採集は,5月から12月にかけて北海道噴火湾において行ない,この海域の優占種であるツノナシオキアミの生体密度および生体内音速の測定を行なった。測定法は前年度までに確立したdensity bottle法およびTime of flight法によった。その結果,噴火湾のツノナシオキアミの生体密度は体長の増加に伴って増加するという,今までとは相反する結果が得られた。来年度もさらにこれらの測定を行ない,データの蓄積をはかるとともに,これらの季節変化が何に起因するかを特定していく。2.プランクトンの音響反射率測定法の確立:動物プランクトンの音響反射率の実測を行うため,低ノイズ型TS測定装置を特注・購入した。これは周波数170kHzと230kHzの2周波数を備え,半減全角はともに16度である。また,ダイナミックレンジは66dBあり,プランクトンのような小型個体の音響反射の測定にも耐えうると考えた。今年度はこの装置の開発および試用を行った。小型の水槽内において,音響反射率が既知のタングステンカーバイド球の音響反射を測定したところ,良好な結果が得られたが,送受波器の指向性の影響が若干大きかった。さらにホルマリンで固定したツノナシオキアミの音響反射を実測したところ,当初予測した音響反射よりも小さかった。これはあくまでもホルマリンで固定された個体のものであり,活きた個体に関しては未知である。従って来年度は,活きた個体を麻酔し各月ごとに音響反射を実測し,装置の再改良を行うとともに,生体密度・生体内音速の季節変化に伴う音響反射の変化を調べる。
自己組織化によって発現する90°ストライプドメインの巨大誘電応答の研究

軟X線レーザーを用いたスペックルで観察された、PMN-27.8%PTのミクロドメインの形成と成長過程におけるドメイン境界の分極のゆらぎを、生成ー消滅方式の強度相関法によって調べる試みは、残念なことに、軟X線レーザーの不調のためまだ十分なデータが得られていない。しかしながら、PMN-30%PTでは、X線CTR散乱によって、昇温過程で強誘電ー常誘電相転移境界に向かいドメイン壁の厚みが増大し境界があいまいになり相転移にともないドメイン壁が消失する現象が確認された。これは軟X線レーザーで観察した90度斜めストライプドメインの自己相関関数の境界が温度降下にしたがい明瞭になっていく現象に対応するものである。また、He-Neレーザーで観察したマクロドメインの自己相関関数が温度降下とともに振幅の切れ込みが深くなっていく現象にも対応している。熱平衡を保ちながらドメインを形成した場合スペックルで観察した自己相関関数のショットバイショットのゆらぎは小さく、ドメイン境界の分極は全体として共通モードでゆらいでいることが想定された。PMN-27.8%PTの熱平衡降温過程に現れる自己組織化による斜め90度ストライプドメインの発展は、共通モードでゆらいでいるドメイン境界が形成され、温度降下にともないドメイン壁の境界が明瞭になってドメイン幅が狭くなっていくことによって成立しているものと考えられる。一方、PZN-9%PTでは、He-Neレーザーで観察されたマクロドメインはその幅が温度上昇に比例して減少しドメイン境界が鮮明になるが、相転移温度で突然ゆらぎが激しくなり消失することが分かった。誘電率のスパイクが現れる組成相境界直下のPMN-27.8%PTで観察された斜め90度ストライプドメインの成長とドメイン壁の分極のゆらぎの温度変化との関係を調べるため関西光科学研究所において生成ー消滅型の強度相関実験を計画していたが、軟X線レーザーの故障と調整のため有効なビームタイムが得られず、年度内に十分な実験を行うことが出来なかった。PZN-9%PTについても同様な理由で強度相関の実験を行うことが出来なかった。X線のCTR散乱を観察して、PMN-30%PTについて昇温過程で強誘電ー常誘電相転移境界に向かいドメイン壁の厚みが増大し境界があいまいになって相転移にともないドメイン壁が消失する現象を観察した。PZN-9%PTのマクロドメインの成長については、He-Neレーザーを用いてドメイン幅の温度変化を詳細に調べることができた。相転移温度の高温側から温度を降下していくと相転移温度でゆらぎが著しく増大し、温度降下にともないマクロドメインの幅が温度に比例して増大することが分かった。これはマクロドメインの幅が温度降下によってほとんど変化しないPMN-27%PTの場合と著しく異なるところである。PMN-PTのドメインの成長過程で観察されるミクロドメインのスケールからドメイン壁全体の緩和時間は数ナノ秒と考えられることが分かったので、強度相関の実験をパルスYAGレーザーを用いて行う見込みが立った。次年度にはパルスYAGレーザーを用いた強度相関の実験を遂行する。PMN-PTで実験がうまくいけば、継いでPZN-PTで実験を行い結果を比較し、とりあえず初期の目的を達成したい。また、次年度に持ち越したPMN-PTの斜めストライプドメインの誘電応答に関する論文を完成してPRBに投稿する(現在、準備中)。YAGレーザーで観察する予定の分極壁のゆらぎに関する強度相関の論文を作成するとともに、He-Neレーザーで観察したPMN-PTとPZN-PTのマクロドメインの成長に関する論文も作成する。スペックル強度の時間相関測定を行うに先だってスペックル像の観察を行った。スペックル像の観察は、相転移温度の20K高温側から2Kずつ試料温度を降下し、試料をその温度に5分間程度保持した後に行った。観察に用いた軟X線光源は、数ピコ秒のパルス幅をもつシングルショットパルスレーザーであって、分極ドメインの形や大きさを数ピコ秒の間に瞬間的に観察することができる。観察された分極ドメインは、観察するタイミングでまったく異なる形態を示すことが分かった。相転移温度近くでは分極ドメインのゆらぎは極めて激しく、数ピコ秒で瞬間的に観察した結果、数十ピコ秒より長い時間スケールでゆらぐ分極ドメイン全体にわたる変動が確認できた。その結果、さまざまな時間スケールでゆらぐ誘電体の分極ドメインの極めて短い時間スケールに関する変動の様子を知ることができた。ストライプドメインの成長する407Kから388Kの間でスペックル強度の時間相関測定を試みた。ストライプドメインが明瞭に現れる場合にはスペックル像が単純で、強度の時間相関を容易に求められるが、ストライプドメインが明瞭に現れない場合にはスペックル像が複雑で、強度の時間相関を求めることに困難がともなうことが分かった。いくつかの試料温度においてスペックルの強度相関を試行的に測定することができ、ストライプドメインが出現し始める403Kで測定した強度相関からえられた緩和時間はおよそ数十ピコ秒となることが分かった、この値は分極ドメインの分極の個別的ゆらぎの緩和時間より十分長く、ドメイン壁に一様なゆらぎの存在がうかがえるものである。この結果から、自己組織化によるストライプ分極ドメインの成長のメカニズムをドメイン壁のゆらぎの緩和時間の温度変化から明らかにできる見通しがえられた。本研究では、分極ストライプドメインのドメイン壁のゆらぎと自己組織化によるドメイン構造の成長との関係を明らかにするため、分極ストライプドメインのスペックルの強度相関を試料温度を変えて系統的に測定する予定であった。

いくつかの温度においてスペックルの強度相関を試行的に測定し、ストライプドメイン構造の成長する温度領域でドメイン壁のゆらぎの緩和時間が長くなる傾向を示すことが確認できたが、残念なことに、緩和時間の系統的変化を突き止めるまでには至っていない。一方、ドメイン壁対の反対称モードの一様なゆらぎの存在が、PT濃度28%付近に突然あらわれる誘電率のピークの要因であることを確かめるために遂行する予定であった高い周波数における誘電応答の測定は、系統的強度相関の結果が出ていないため周波数領域が特定できず、測定の準備はまだ進んでいない。本年度は、昨年度に引き続きスペックル像の強度相関の測定を試みたが、軟X線レーザーの故障により実験の開始が大幅に遅れ、実際の測定は新年度に持ち越される結果となった。この間、PMN-27.8%PTとPZN-9%PTについてHe-Neレーザーを用いて空間ケールを変えたドメインの観察を行い、リラクサー強誘電体の組成相境界近傍におけるドメイン形成を中間階層の構造転移として総合的に考察した。PMN-27.8%PTの90度斜め並行ドメインの生成については、可視光を用いたスペックルによってマクロドメイン生成の観察を行い、ミクロドメインの成長と並行してマクロドメインの成長が進むことを確認した。このマクロドメインは周期200マイクロメートル程度の[010]方向に平行なドメインであることが分かった。特徴的なことは、ミクロドメインは成長するに従いドメインの幅がより細かくなるのに対し、マクロドメインの幅はほとんど変化しないことである。これらの結果を取り入れてPMN-27.8%PTのドメインの形成について光・量子ビーム科学合同シンポジウム(Opto 2018 Symposium on Photon and Beam)でポスター発表を行った。マクロドメインの観察はPZN-9%PTについても行い、構造相転移とドメイン成長の関係を調べた。PZN-9%PTの場合、マクロドメインが出現するのはPMN-27%PTと同様にTcより10K程度の低温側であるが、PMN-27.8%PTではTcより10K程度の低温側でマクロドメインが突然出現するのに対し、PZN-9%PTではTc近づくにしたがいゆらぎが激しくなりTcより10K程度の低温側でゆらぎの激しさが最も大きくなって突然マクロドメインが出現することが分かった。この現象はあたかもドメイン発生に関する臨界揺動のようであることが分かった。(理由)組成相境界近傍にあるPMN-27.8%PTの斜め90度ストライプドメインの成長とドメイン壁の分極のゆらぎとの関係を調べるため本年度に予定していた強度相関の実験は、軟X線レーザーの故障と調整のためビームタイムを取れずまだ十分進んでいない。PZN-9%PTについても、強度相関の実験は同様な理由でまだ試行していない。リラクサー強誘電体の組成相境界近傍におけるドメイン形成を中間階層の構造転移として統一的に考察するため、PZN-9%PTについてもHe-Neレーザーを用いて空間ケールを変えたドメインの観察を行った。その結果、PMN-27.8%PTとPZN-9%PTとではマクロなドメインの生成のモードが異なることが分かった。
金属中のヘリウムと照射欠陥の相互作用に関する研究

本研究によりヘリウム照射欠陥の相互作用に関して以下のような描像を得ることができた。変位損傷がヘリウム導入量に比べて著しく少ない場合には、ヘリウムは格子間にとどまる割合が多く、極めて高速で拡散する。このためにヘリウムの粒界への集積が生じやすくなり、脆化に導く。このような状況はトリチウムトリック法で最も顕著で、サイクロトロン注入がこれに続く。トリチウムトリック法によるヘリウム添加後中性子照射した場合には、照射により導入された主として原子空孔によりヘリウムが補捉され、粒界へのヘリウムの輸送が妨げられてヘリウム脆化は緩和される。DHCE法のようにヘリウム生成と中性子照射による変位損傷の形成が同時に生じる場合には、導入されたヘリウムは直ちに空孔等により補捉されるために、ヘリウム脆化は著しく低減されることが明らかとなった。この状況は実際の核融合炉環境に非常に近いと考えられるため、従来懸念されていたほどにはヘリウム脆化は問題にならないという、極めて重要な結論を得た。溶質原子とヘリウムの相互作用に関しても、原子寸法因子との明瞭な相関が明らかとなった。すなわち、強くアンダーサイズの溶質原子、たとえば鉄やクロムはヘリウム原子を強く補捉し、拡散を著しく抑制する。このことは、変位損傷の敷居値以下の低エネルギーでのヘリウム注入で、電子顕微鏡観察とTHDSの両方で明らかとなった。アンダーサイズ原子のこのような特性は、高温でのヘリウム脆化を抑制する観点から有効であると考えられる。1.トリチウムトリック法によるヘリウム注入材の電顕観察(松井、中嶋、箕西)バナジウムに原子寸法因子を系統的に変化させた溶質元素を添加した2元合金を作製、トリチウムトリック法によりヘリウム添加を行った。本研究において、鉄やクロムといったバナジウム内で寸法因子が小さな溶質元素を添加した合金では、ヘリウム添加による降伏応力の増加著しく、かつ脆化の割合が小さいことが明かとなったが、このように原子寸法因子と脆化・硬化との明瞭な相関が明らかになったのは本研究がはじめてである。電顕観察によれば、寸法因子の小さい溶質原子を含む合金では結晶粒内に多数の転位ル-プが観察されると同時に、粒界のヘリウムバブルの密度は低い。粒内の転位ル-プはヘリウムクラスタ-が形成されるときに放出された自己格子間原子によるものと考えられるが、このような相関は寸法因子の小さい溶質原子がヘリウムと強い結合力を持ち、トラッピング作用によりヘリウムの粒界への拡散を妨げると同時に、粒内でのヘリウムクラスタ-形成を助けることによると考えるとうまく説明することができる。2.トリチウムトリック処理材の変形中ヘリウム放出測定と組織観察(松井、矢野)バナジウム系2元合金の内、Vー5%Fe等の原子寸法因子の小さい溶質元素を含む合金にトリウチムトリック法によりヘリウム添加を行った試料においては、ヘリウム脆化の程度が比較的軽微で、同時に塑性変形中のヘリウム放出が極めてわずかであることが明かとなった。このことは上で述べたようにヘリウム原子と寸法因子の小さな合金原子との結合力が大きいと推定されることと合わせ考察すると、ヘリウムが結晶粒内に留まっている割合が高いために粒界へのヘリウムの移動が抑制されるためであるとして理解することができる。電子顕微鏡観察によると、これらの寸法因子の小さい合金では多数の転位ル-プが粒内に観察されるが、注意深い観察により多数のヘリウムバブルが存在することが明かとなり、上記の考察を裏付ける結果となった。1.極低エネルギーイオン注入材の組織観際(松井、箕西)電子顕微鏡観察用バナジウム薄膜試料に1keV、及び100eVという極めて低いエネルギーでヘリウムイオンを注入し、これを電子顕微鏡により観察した。この結果、100eVといふ変位損傷の敷居値エネルギーよりも低いエネルギーで注入した場合には、2×10^<15>He/cm^2という比較的大きな注入量でも観察可能な欠陥は発生しないことなどが明らかになった。一方、1keVのエネルギーでのヘリウムイオン注入では変位損傷が発生するが、この条件での注入では多数の転位ループが発生した。

1×10^<14>He/cm^2程度の注入により転位ループを比較的低密度に発生させ、これに100eVでのヘリウム注入を追加して、既存のヘリウムクラスターの成長過程を調べた。100eVでの注入でループに成長が見られたが、その後の電子ビームによる加熱により、欠陥が観察されない領域にもバブルが発生することが明らかになった。2.トリチウムトリック法によるヘリウム注入材の電子顕微鏡観察(松井、矢野)トリチウムトリック法はトリチウムのヘリウムへの崩壊を利用して材料中にヘリウム添加を行う方法である。従来からバナジウム合金に対してこの方法を適用した研究が多いが、その研究結果は他の方法によるものとは異なることが多い。これはトリチウムトリック法により注入されたヘリウムの存在状態が、核融合炉環境と異なっているためと考えられる。電子顕微鏡による観察で、注入直後に既に結晶粒界には多数のバブルが発生していること、粒内にもバブルや転位ループが多数存在すること等が明かとなった。これらの事実はヘリウムが格子間を高速で拡散したことを示している。同時にヘリウムがアンダーサイズの溶質原子と強い結合力を持っていることが明かとなった。また、本研究の結果、トリチウムトリック法においては変位損傷がないために生成したヘリウムが空孔にトラップされないために、高速で粒界まで拡散することが他の方法による実験結果との違いの原因であることがわかった。核融合炉材料中には、その供用中に激しい変位損傷と核変換によるヘリウム等の元素の発生がある。変位損傷とヘリウムの同時生成によって、材料の微視組織、機械的性質等は、それぞれの単独効果とは全く異なった効果を及ぼす。その、機構に関しては多くの研究があるが、その詳細に関しては、いまだ明らかとなってはいない。昨年度に引き続き本年度は、トリチウムトリック法によりヘリウム注入したバナジウム合金試料に関して、非照射および、照射材の試験を行った。その結果、トリチウムトリック単独でみられた激しいヘリウム脆化は照射後には緩和されることが明らかとなった。これは、照射によって形成された原子空孔がヘリウムを捕獲するため、ヘリウムの移動度が低下することによると考えられる。さらに、電子顕微鏡内ヘリウム注入実験によれば、変位損傷の生じる閾エネルギー以下である100eVでのヘリウム注入でも、多数のヘリウム集合体とみられる欠陥が形成されることや、強くアンダーサイズである鉄原子がヘリウムを強く捕捉することが明らかになった。DHCE法は変位損傷とヘリウム生成を同時に行うために我々が開発した技術であるが、この技術により照射された最初の試料の照射後試験が行われた。得られた結果を要約すると、キャビティの寸法分布はDHCEではトリチウムトリックによる予注入に比べてやや大きいが、非注入材に比べるとはるかに小さいこと、予注入材では粒界に多数のバブルが変形前から存在し、これが脆化の主な原因となっていたが、DHCE法による照射試料ではバブルは粒界には殆どなく、マトリックス内に均一に分布していることが明らかになった。このことはDHCE法が少なくとも定性的には核融合炉条件を近似していることを示している。
抗癌剤によるEBウイルス複製サイクル誘導を利用したあらたな上咽頭癌治療の開発

EBウイルス陽性上皮細胞を抗癌剤であるCDDPで処理することにより、EBウイルスの潜伏感染から複製サイクルへのスイッチを担うBZLF1蛋白の発現をウェスタンブロットにより検出した。CDDPによるアポトーシスは認めなかった。CDDPを用いた化学療法を施行された上咽頭癌症例では、化学療法後の組織における組織学的治療効果はグレード0もしくは1であった。免疫染色によるBZLF1蛋白の検出は適切に施行しえなかった。本年度は(1)培養細胞を用いた研究、および、(2)上咽頭癌生検組織を用いた研究を遂行した。本研究においては、抗癌剤(5-FUおよびCDDP)を用いてEBウイルスの複製サイクルを誘導する点がポイントの一つであるが、これらの抗癌剤は濃度により細胞にアポトーシスを誘導することが知られている。本年度は、本研究を遂行していくために、これらの抗癌剤によりアポトーシスが誘導されずにEBウイルスが複製サイクルに誘導されることの検証を目的とした。(1)培養細胞においでは、予定した5-FU 5μg/mlおよびCDDP 1μg/mlによる処理では、アポトーシスと思われる所見を認めなかった。(2)化学放射線治療を予定された上咽頭癌4例において、治療開始前の上咽頭癌組織、および第1コース目の化学療法終了時の上咽頭癌組織、を採取した。化学療法は5-FU (800mg/m2/日*5日)ののちにCDDP(50mg/m2/日*2日)を施行した。HE染色では、アポトーシスに特徴的な、濃縮した核の像はわずかに散見される程度であり、これらの薬剤によりアポトーシスが積極的に誘導されていることは示唆されなかった。次年度以降は、EBウイルスの複製サイクルの誘導について検討を進め、ガンシクロビル併用の有効性の検証を進めていく予定である。本年度は(1)培養細胞を用いた研究、および(2)上咽頭癌生検組織を用いた研究を遂行した。(1)培養細胞として、EBウイルス陽性の上皮細胞を3種類使用し、これらの細胞をCDDPで処理した。当初予定の1μg/mlの濃度ではアポトーシスを誘導することがなかった。処理後の細胞よりCell Lyasateを回収し、Western Blotを施行した。CDDP処理細胞において、BZLF1蛋白の発現、BRLF1蛋白の発現、EA-Dの発現を認め、これらの細胞では複製サイクルが誘導されていることが示唆された。一方、2μg/mlの濃度では、細胞増殖がやや減弱し、アポトーシスも関与していることがうかがわれた。(2)化学放射線治療を施行された上咽頭癌11例において、治療開始前の上咽頭癌組織、および第1コース目の化学療法終了時の上咽頭癌組織、を採取した。化学療法は5-FU(800mg/m2/日*5日)ののちにCDDP(50mg/m2/日*2日)を施行した。昨年度より症例数を増やしたが、昨年度どの報告同様に、HE染色ではアポトーシスに特徴的な、濃縮した核の像はわずかに散見される程度であり、これらの薬剤によりアポトーシスが積極的に誘導されていることは示唆されなかった。治療効果は7例がGrade0で4例がGrade1であった。次年度は、EBウイルスの複製サイクルの誘導についてさらに検討を進め、ガンシクロビル併用の有効性の検証を進めていく予定である。本年度は(1)培養細胞を用いた研究、および(2)上咽頭癌生検組織を用いた研究を継続した。(1)培養細胞として昨年度使用したEBウイルス陽性の上皮細胞の3種類のうち、1種類を継続して使用した。細胞をCDDP1μg/mlの濃度のCDPPで処理し、cell lysateを回収しウェスタンブロットを施行した。BZLF1蛋白,BRLF1蛋白,EA-Dの発現を認め,複製サイクルへの誘導が確認された.(2)化学放射線治療を施行された未治療上咽頭癌11例において、治療開始前の上咽頭癌組織、および5-FU(800mg/m^2/日×5日)の後にCDDP(50mg/m^2/日×2日)を施行した直後に採取した上咽頭癌組織を用いて、免疫組織学的に複製サイクルの誘導の有無を検討した。BZLF1蛋白およびEA-D蛋白に対する抗体を用いて免疫染色を試みたが、適切に評価しえなかった。その理由として、免疫染色に使用しえる、BZLF1蛋白およびEA-D抗体に対する適切な陽性コントロールが見いだせず、染色されたシグナルが目的とする蛋白であるか定かではなかったためである。解決策として、凍結した生検組織を用いてウェスタンブロットを行い、これらの蛋白の発現を検討するほうが適切であると思われたが、新たな症例は限られており実施にはいたらなかった。
Ca∂発光蛋白Aequorinの遺伝子工学的手法による構造解析と純化

Aequorinはカルシウムイオン存在下に発光するタンパク質である。我々は先に遺伝子工学的手法によってAequorin CDNAを分離し、その一次構造を決定し、3つのカルシウム結合部位の存在を明らかにした。更にラクトース系プロモーターを用いて、大腸菌におけるAequorin発現系を確立した。本年度は部位特異的変異法を用いてAequorin分子に種々のアミノ酸置換を導入し、タンパク質の構造と機能の関係を追求した。その結果、3つのカルシウム結合部位(EFハンド構造)のうち、【I】,【II】についてはそのグループ構造に必須のGlyをArgに変えたところAequorin活性は著しく減少した。しかし、【III】では活性に全く変化が見られなかった。しかし【III】のループ内のGluをLysに変化させると活性は完全に失われた。また発光因子であるセレンテラジンと相互作用すると予想される58番目のHisをPheに変化させたところ活性は完全に失われた。これらの結果から、3つのEFハンド構造及び58のHisがエクオリンの活性に必須の領域であることが判明した。また3つのCys残基の役割について、1つのCysをSerに置換したものでは活性の低下が見られたが、Cysを3つともSerに変化させるとβ-メルカプトエタノールの非存在下で完全な活性回復を示すという複雑な現象が見られた。今のところCysの役割については不明である。
国際学力競争におけるグローバル・ガバナンスの実相の比較研究-PISAを事例として-

本研究は、各国におけるPISAの影響を教育内容と教育制度という二つの軸を立て、(1)教育制度・内容双方において影響を受けた国、(2)教育制度のみ影響を受けた国、(3)教育内容のみ影響を受けた国、(4)教育制度・内容ともに影響を受けなかった国の4類型に整理した。さらに、「数字によるガバナンス」と称される緩やかな形のグローバル・ガバナンスの出現が教育の意思決定において確認される中で、義務教育の国際標準化が進んでいる現状を指摘した。本研究の目的は、「グローバル化や市場化が急速に進む中、グローバル・アクターが、各国の高等教育のあり方のみならず、従来は国民教育の基本であることを念頭に考えられてきた義務教育の内容に影響を与えるファクターとなっており、その結果、国家の主権に多大な影響を及ぼすことになる新たなるグローバル・ガバナンスが出現し、従来のガバナンスの影響の実相が変化している」という仮説を、PISAを事例として検証し、さらに「グローバル・ガバナンスの影響で義務教育の内容や仕組みがどのように実体的に変容することになるのか」を解明することにある。当該年度は、PISAが、対象国の義務教育政策に、どのような性質のインパクトを、どの程度与えたかを明らかにするため、グローバル・ガバナンス、義務教育政策、PISAをめぐる論議と影響、教育課程、学力調査、学力改善政策・方策などに関する文献資料の収集と分析を行った。さらに、オーストラリア、ベルギー、フィンランドへの調査を実施し、教育政策担当者・研究者・地方教育行政者等へのインタビューを行った。これらの資料収集および調査の結果を討議・検証した結果、次のような分析枠組みを提示することができた。つまり、PISAが各国の義務教育政策に与えたインパクトの性質を、制度に関するものと内容に関するものにわけ、それらの影響を受けたか否かで、第一事象から第四事象に位置づけるというものである。これにより、いずれの事象にも位置づかない国もでてきたが、そうした国ではインパクトが皆無なのか、皆無でないならどのようなものであるのかについて分析を行った。こうした議論と結果は、教育学研究紀要(CD-R版)に掲載予定である。平成22年度は、当初の計画通り精力的に現地調査を行った。PISAが各国の義務教育政策にどのような性質のインパクトをどの程度与えたかについて、中国(上海)、シンガポール、フランス、アメリカ、デンマーク、ドイツ、ポーランド及びOECDの6国1地域1機関を対象として、PISA責任者、研究者、学校関係者に面接調査した。その結果、各国の非常に興味深い実態に迫ることができたと同時に、比較研究に必要な共通分析枠組みの理解が深まった。さらに、学会での発表および研究会での活発な討議を重ね、グローバル・ガバナンスの理論モデルの構築へと議論を進めた。その一端をまとめるとPISAの創出と統治のプロセスを次のように描くことができる。1)OECDは、各国・地域に存在するニーズを吸い上げそれに適した「指標」(規範)作成・提示した=PISA、2)各国・地域の中央教育関係者のみならず、教育に関する多様な周辺団体がそれを活用・利用し、教育政策・世論を形作っていく、3)相乗効果的にPISAをベンチマークとする動きが「外圧的」「内圧的」に高まり、多様な形でその影響がみえてくる、という「緩やかな」統治プロセスである。最終年度である平成23年度は、当初の計画通り、これまで実施してきた各国調査で得られた資料・データ等の分析を行い、その成果を学会・論文等を通じて発表した。成果発表を通じて得たフィードバックをもとに精査した各国の分析を持ちより、共通の分析枠組にあてはめて比較検討することにより、本研究の主たる目的であったグローバル・ガバナンスの理論モデルの構築を試みた。

その結果、1)OECDは、各国・地域に存在するニーズを吸い上げそれに適した「指標」(規範)作成・提示したPISAが、2)各国・地域の中央教育行政関係者のみならず、教育に関する多様な周辺団体らによって活用・利用され、教育政策・世論を形作っていった結果、3)相乗効果的にPISAをベンチマークとする動きが「外圧的」「内圧的」に高まり、多様な形でその影響が生まれ、4)結果として「緩やかな」統治プロセスを生んだ、という結論に至った。
患者の行動と認知イメージからみたHospital Geographyに関する研究

1研究の目的:本研究は、外来部においては、患者の意識・心理上に構成されている手続きや認知イメージと、実際の空間やそこでの手続きとの「ズレ」が患者の迷いや疎外感の基礎になっている、また病棟部においては、新たな環境で生活してゆく際に辿らねばならない空間の体制化が、患者にとって困難な構成になっている、との仮説を基に、これらの実態を明らかにする目的で研究を行った。2結果の概要:以下に、本研究による結果の概要を示す。□外来部:病院の空間構成が、患者の意識上においては大きく3つに大別される理解のされ方を示していることを明らかにした。すなわち、(1)移動の起点から順に記憶してゆく、(2)内部・外部の建築形態を基準にして記憶する、(3)移動手段や人の活動場面(いわゆる空間の意味が明快な場)を基準にして記憶する、といった3つの理解の方法を抽出した。また、患者の迷いが距離的なことよりはむしろ「奥」にゆくほど増加すること、等を示した。□病棟部:患者の行動範囲は、病室→病棟→他のフロア-へと経時的に広がる。またそれぞれの場所は同時に、様々に意味付けされてゆき、同種の機能を持つ空間は、表・裏或いは私的・公的、等といった具合に使い分けがなされるようになることを明らかにした。一方患者は、在床する病室空間に対して、入院当初は漠然とまた全体としての評価を持つが、その後は経時的に評価の質・視点が変わってゆく。すなわち、全体的な雰囲気の評価→生活機能上の評価→使いこなしによる適応、といった一連の流れを示している。その期間はおよそ10日前後であり、病状の安定する期間とも一致する結果となっている。外来および入院患者の意識上における、病院空間の構造を、患者へのヒアリング、および行動観察調査の分析を通して考察した。また、外来部については、空間の定量的把握を行なう目的でスペ-スシンタックス理論による空間の解析と対応させて考察している。1)外来部・待合空間では、受付と待ちの視覚的つながりが、空間構成における規定的要因であることがわかった(受付の見えやすい位置から順に座席が埋められてゆく)。また、その待ち方は、診療科の特性によって異なる事が示された(子供連れの多い産科・小児科等)・外来患者の迷いは、ステップ数の多い空間から少ない空間に移行する際に生じると考えられる。・外来者が,空間を理解する場合,(1)移動の起点から順に認知してゆく場合、(2)建物の外形によって視覚的に認知する場合、(3)内部の形態によって認知する場合,(4)移動手段を手がかりに認知する場合とがあることが示された。2)病棟部・病床では、患者の自主性が抑制されていたり、病んである状況において自ら自主性を規制している現状があり、個の領域を守る為の領域形成の操置(カ-テン)に問題のあることがわかった。・病棟室間が均質である為、定位・識別の構造が存在せず、患者にとって病棟は、概念的にしか把握されていないことが明らかになった。つまり、形態的特徴に貧しい事が、その主たる要因である。・患者が領域を拡大し,確定化してゆく際に,生活渚室がその媒介となるが、これらが患者の意識と対応して設けられていない為,実際に使われ方に影響が生じていることがわかった。本研究は、利用者の頭の中、つまり意識上あるいは心理上に構成されている手続きや空間(認知イメージ)と、機能等様々な要素を基に計画された実際の空間やそこでの手続きとの『ズレ』が、迷いや疎外感の基礎になっているとの仮説に立脚し、その『ズレ』が、実際、どのように解決され、また使いこなされてゆくのかを明らかにする目的を持つ。

本年度は、病棟部においては、職員と患者との空間の意味付けの違いを明らかにすることを目的とし、また外来部などでは、昨年度の研究成果に基づき、より具体的に建築空間のあり方を考察するために、諸空間とそれらをつなぐ領域の構成について、それぞれの位置付けと構成原理の実態を明らかにすることを目的とし、調査をそれぞれに企画した。前者については、予備調査の結果が得られ、一定のフレームが明らかにされたが、後者については、現在実施検討中であるため、ここでは前者についての考察結果を報告する。予備調査は、3病院の内科系・外科系のそれぞれの病棟に勤務する病棟看護婦と在院する患者を対象とし、各自の病棟に対する期待と評価を機能・領域・社会的交流・医療行為の側面から抽出した各3項目に対するアンケートによって収録した。その結果、両者は、病棟空間を生活機能上の側面において一致して高く位置づけていること、その一方で医療行為が行われる空間として患者の位置づけが高いのに対し、看護婦はさほどでもないこと、また病棟空間への慣れが位置づけの度合いを左右すること、現状の是非が期待に結びつくとは限らないこと、等の傾向及び調査手法上の問題が明らかになった。これらを基に、各利用者の意識上における空間の位置づけの『ズレ』を理解することが必要である。研究の概要本研究は、患者が病院の空間をどのように認知し、また行動するかを理解し、患者の意識上に構成された空間地図を基に、病院計画を評価し再構成する事を目的としている。今年度は本研究課題の最終年度にあたり、入院から退院までの期間を、患者が時系列的に、どのように空間を評価し、また認知し、意識上に再構成し、使いこなしてゆくか、等を解明する目的で研究を行った。結果の概要1.患者の行動範囲は、病室→病棟→他のフロアーへと経時的に広がる。またそれぞれの場所は同時に、様々に意味付けされてゆき、同種の機能を持つ空間は、表・裏或いは私的・公的、等といった具合に使いわけがなされるようになることが明らかになった。すなわち入院当初は、病院内で使用する空間や通路は限定され、かつ単一の用途に供すものとして認知されていた空間が、様々な交流や経験から、範囲や用途が広がってくる。2.具体的には、病棟内に複数の廊下がある場合、ナースステーション(NS)の面する廊下は表でありまた公的な空間である。またNSから見渡せる患者関係所室は公的な性格として意味付けされ、これと比較して、他のフロアーの患者関係諸室は私的な空間として利用され、また意味付けされている。つまりこうした空間の意味付け・性格付けに応じて、患者は、病院内での様々な行為を行う場所を使い分け、そこに至るルートさえも選択している。3.一方患者は、在床する病室空間に対して、入院当初は漠然とまた全体としての評価を持つが、その後は経時的に評価の質・視点が変わってゆく。すなわち、全体的な雰囲気の評価→生活機能上の評価→使いこなしによる適応、といった一連の流れを示している。その期間はおよそ10日前後であり、病状の安定する期間とも一致する結果となっている。
無衝突系の降着円盤における磁気回転不安定と粒子加速

降着円盤は宇宙において普遍的構造であり、円盤ガスが中心天体に降着することで莫大な重力エネルギーを開放することが知られている。これまでガス降着のメカニズムとして、「磁気回転不安定(MRI)」と呼ばれる電磁流体波動を介した降着メカニズムが重要であることが知られていた。しかし、ブラックホールなど中心天体の質量が大きな降着円盤では、無衝突プラズマ系であることが知られており、電磁流体近似が成り立たない。本研究では、プラズマ粒子コードを用いたシミュレーションを行い、無衝突系のガス降着率が、従来の電磁流体近似よりも10倍程度促進され、更に高エネルギー粒子が効率よく生成されることを見出した。宇宙プラズマ中での降着円盤は重力回転系の普遍的な構造であり、これまで宇宙物理学の重要問題として、この降着円盤を維持する角運動量や物質輸送を担う機構が研究されてきた。特に、磁気回転不安定(MRI)は乱流輸送を担う最も重要なメカニズムであることが示唆され、最近ではその非線形発展を理解するために、電磁流体近似のもとでの数値シミュレーションが世界中で行われてきた。本研究では、この過去の電磁流体シミュレーションによる衝突系での降着円盤の研究を発展させて、ガスの平均自由行程が降着円盤のスケールよりも大きい無衝突系での降着円盤でのMRI不安定性について考察することにした。無衝突系の降着円盤は、ブラックホール近傍などの大質量中心天体の回りに出来ていると示唆されており、今後の研究が必要な重要テーマとして位置づけられる。本計画の初年度の研究として、(1)まず降着円盤における局所座標系でのプラズマ粒子計算コードを独自に開発し、(2)このコードを用いて空間2次元・子午面での磁気回転不安定(MRI)の非線形発展を調べることとした。研究実績としては、(1)のコード開発においては、3次元でも計算可能となるShearing Box Boundaryの境界条件を実装することに成功し、また時間発展に部分的に陰解法を導入することで、長時間安定に計算できるコードを開発した。特に部分的な陰解法については新しいアイデアであり、すでに論文に纏めた。(2)次にこのコードで行った2次元子午面でのMRIの非線形発展の数詞シミュレーションでは、MRIダイナモによって作られた磁場により磁気リコネクションが活発に発生し、相対論的エネルギーを持った高エネルギー粒子が生成されることが明らかになった。重力により中心天体に向かって落下するガスが磁場を増強させ、その磁場はリコネクションによって効率よく高エネルギー粒子生成に変換されるメカニズムを明らかにした。これについても論文に纏めた。本年度は、空間2次元の赤道面でのMRIの非線形発展と、3次元MRIの大規模数値シミュレーションを行い角運動量輸送および高エネルギー粒子加速を調べることを目標とした。まず赤道面でのMRIについては、一様系では標準的なMRIの不安定成長はおきないことがわかっているが、密度勾配があると不安定成長することを簡略化した線形理論計算で見出していた。この線形理論では、密度勾配が弱いという仮定を導入したが、密度勾配の強い場合も理解するために、線形固有値解析をおこない不安定性を調べ、密度勾配の関数として赤道面でのMRI不安定を理解した。この理解の下で、2次元MHDシミュレーションを行うことで非線形発展および乱流発生について考察した。次に3次元MRIについては、Shearing Box Boundaryの3次元コード開発を行い、大規模計算を実施した。電磁流体近似のMRIで得られていた角運動量輸送(いわゆるShakura-Sunyaevのαパラメター)よりも、無衝突系でのMRIのほうが約10倍から100倍程度大きな輸送を担うことを見出した。この原因として、磁気リコネクションにともない作られる温度異方性が、磁場散逸の効果を抑制して、強い磁場が生成されていることを見出した。また粒子加速については、磁気リコネクションがチャンネル流の領域でランダムな場所で時間的にも間欠的に起き、乱流リコネクションによる加速が進行している可能性が明らかになってきた。本年度の降着円盤でのプラズマ物理研究の実績として、まず昨年度からスタートした赤道面内での2次元系プラズマ不安定について研究を発展させた。非一様な密度勾配(もしくは磁場勾配)があると、勾配を自由エネルギーとして新しい不安定モードがあることを見出していたが、この非線形発展を定量的に求めるために、2次元の電磁流体シミュレーションも行い、新しく発見した不安定モードが、従来の磁気回転不安定性に加えて、角運動量輸送に大きく寄与することを明らかにし、論文にまとめた。もうひとつの研究実績は、降着円盤でのマクロ系とミクロ系の競合過程に着目した粒子コードを用いた3次元粒子計算である。昨年度までにほぼ明らかにした、磁気リコネクションにより作られる圧力非等方性が角運動量輸送を促進する効果を更に調べるために、速度空間でのピッチ角散乱を人工的にコントロールすることで、圧力非等方性の効果について調べた。昨年度論文に出版した結論と一致する結果が得られているが、ピッチ角散乱モデルの妥当性については、今後慎重な検討が必要と考えられる。また今回の無衝突系での降着円盤の研究で、磁気リコネクションが磁気回転不安定に及ぼす影響は、電磁流体近似とはことなり、ミクロ過程としての圧力非等方性を通して非常に重要であることがわかった。特にダイナモ作用によって生成された磁場を散逸するメカニズムに磁気リコネクションの果たす役割は重要であり、今後ダイナモ作用による磁場生成の駆動中のリコネクション研究が必要と考えられる。電磁流体計算と粒子計算を組み合わせて、降着円盤におけるプラズマ素過程の研究を行い、当初予定していた粒子加速の可能性を議論するだけでなく、磁気リコネクションによる圧力非等方性(ミクロ過程)が降着円盤全体の角運動量輸送(マクロ過程)に大きく寄与することが出来た。

しかし、磁気回転不安定中の磁場ダイナモ効果によって生成された磁場が、磁気リコネクションによって散逸されるメカニズムの解明は不十分であり、今後の課題としたい。宇宙における降着円盤は重力回転系での普遍的構造であり、円盤ガスが中心天体に降着して莫大な重力エネルギーが開放されていることはよく知られている。一方、円盤ガスの効率よい降着メカニズムの理論的理解は長らく未解決であったが、1991年ごろから電磁流体近似のもとで、磁場の張力を介したプラズマと波動の角運動量交換過程を取り入れることで、効率よい降着が可能であることが議論されてきた。本研究では、従来の電磁流体近似の枠組みを超えて、プラズマ運動論の効果を取り入れることで、さらに効率のより降着が可能になることを研究した。降着円盤では磁気回転不安定が主要な役割を果たすが、動径方向の磁場成分は、微分回転(ケプラー回転)によって引き延ばされることで、磁場強度が増幅される。一方増幅された磁場は、磁気リコネクションによって散逸されるが、磁場の増強(ダイナモ作用)とリコネクション散逸のバランスにより降着円盤での平均磁場強度が決まる。その結果磁場を介した角運動量輸送と降着率が規定される。我々は粒来から使われている粒子計算に加えて流体近似のもとで圧力テンソル6成分の時間発展を記述する計算コードを独自に開発し、それらを用いて無衝突系降着円盤の角運動量輸送を調べた。運動論効果を取り入れることで、磁気リコネクションの発達段階で圧力非等方成分が作られ、そのプラズマ自身が磁気リコネクションの成長度を弱めるので、磁気回転不安定の非線形段階での平均磁場強度が大きくなり、降着率がこれまでの流体近似に比べて10倍程度大きくなること見出した。降着円盤は宇宙において普遍的構造であり、円盤ガスが中心天体に降着することで莫大な重力エネルギーを開放することが知られている。これまでガス降着のメカニズムとして、「磁気回転不安定(MRI)」と呼ばれる電磁流体波動を介した降着メカニズムが重要であることが知られていた。しかし、ブラックホールなど中心天体の質量が大きな降着円盤では、無衝突プラズマ系であることが知られており、電磁流体近似が成り立たない。本研究では、プラズマ粒子コードを用いたシミュレーションを行い、無衝突系のガス降着率が、従来の電磁流体近似よりも10倍程度促進され、更に高エネルギー粒子が効率よく生成されることを見出した。赤道面での密度勾配中での不安定性については、線形固有値解析とMHDシミュレーションを行い、不安定の成長にともなう乱流発生について新しい知見を得た。現在論文を執筆中である。磁気回転不安定の非線形段階で起きている磁気リコネクションによる磁場散逸で、圧力非等方性が重要であることがわかったが、磁気リコネクション過程は、磁気回転不安定中の磁場ダイナモ作用と同時に起きている複合過程である。