hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学でのグローバル人材育成：国際社会への参加意欲と活動力を高める調査と実践

本研究では大学生の国際社会への参加意欲を高め異文化への対応力強化を目標とし、異文化間活動力の項目を洗い出すと共に、グローバル人材育成プログラムを開発・実施した。また、海外短期語学研修の参加者に質問紙・面接・観察調査を行い、派遣プログラムのどのような要素が成果につながるのかを量的・質的に分析した。その結果、1か月程度の語学研修でも視野の広がりや自信、主体性等に大きな伸びが見られ、人生経験として非常に有効であることが証明された。また、欧州等と比して日常的な異文化接触機会が少ない日本人学生は動機付けが難しく、今後オンライン等での接触機会を構築する必要性が見いだされた。本調査の目的は、大学生の国際社会への参加意欲を高め、異文化への対応力を強化してグローバル人材を育成するプログラムを開発し実施することである。それに基づき、H23年度からいくつかプログラムを立上げ、グローバル人材育成にどのような効果があるかを調査してきた。まず、H23年度に首都大学東京の国際センター主管で開始したグローバル・シチズンシップ・プログラム(GCP)は2期生となり、1国際活動力強化科目(通年、週1回)、2英語による授業教科科目2科目、3グローバル英語講座(通年、週1回)、4夏季韓国研修(4日間)、5春季オーストラリア研修(4週間)の内容を盛り込み、22名の学生が参加した。この4月に最終報告会を行い、無事通年プログラムが修了した。H24年度にはグローバル・リーダーシップ・プログラム(GLP)という新たなプログラムを開始した。GLPでは、「参加学生達が首都大学東京の海外協定校を訪問し、現地学生達に首都大や日本について説明し交流活動を行うことで、首都大への交換留学で来る学生を増やす」ことを目標とし、GLP生自らがこの目標のために何をすべきか考え、紹介素材を作り、訪問先を決め、相手先と交渉し、現地でプロジェクトを実施することで、グローバル人材育成に繋げることが目的である。H25年度についても既にGCP/GLPとも選考面接を終え、各15名の参加者が決定している。これらのプログラムに加え短期語学研修2件とともに、プログラムの成果がどのようなものであるのかを調査している。プログラム開始時と終了時の自分のスキルや能力に対する意識について、質問紙調査により把握し、どのような項目で変化が見られたのかを分析している。その結果を今後実施するプログラムに反映したいと考えている。本研究は「1.大学生の国際社会意識調査」「2.国際社会で必要な能力調査」「3.国際交流プログラム調査」「4.国際活動力強化プログラムの開発と実施」の4つの調査からなるが、H25年度は「2.国際社会で必要な能力調査」で分析した政財界が考えるグローバル人材に必要な能力について、いくつかの国際交流プログラムに参加する学生達を対象に、それら能力がどのように養成されているかを探ることで「3.国際交流プログラム調査」を行った。その結果、1ヵ月程度の短期海外研修においても、自信の獲得、視野の広がり、主体性・自主性・積極性の強化、柔軟な思考などの人間的成長に関する資質や意識の向上が顕著となることが明らかとなった。また、英語力やコミュニケーション力についても研修前と後で有意な差が見られ、政財界が考えるグローバル人材の素養を育成する上で短期研修が重要な役割を果たせることが実証された。その一方で、日本人としてのアイデンティティーや文化の違いへの対応については変化が見られず、短期研修での限界も明らかとなった。「4.国際活動力強化プログラムの開発と実施」については、グローバル・シチズンシップ・プログラム(GCP)が3年目、グローバル・リーダーシップ・プログラム(GLP)が2年目となり、国際活動力を高める目的で行ったプログラム内容が実際にはどのように有効であるかという点が見えてきた。また、これらのプログラムの実施を通して、政財界が提案するグローバル人材に必要とされる能力が適切かどうかの検証も行っている。加えて今年度は、より発展的なプログラムの開発に向け、海外の大学とのオンライン交流プログラムにも着手し、リトアニアのシャウレイ大学とのテレビ会議システムを使った授業も行った。また、交流先大学を広げるために、EAIE等の国際会議の場でネットワークを広げ、今後より発展したプログラムを開発中である。本研究では、まず「大学生の国際社会意識調査」「国際社会で必要な能力調査」「国際交流プログラム調査」を行い、その結果に基づいて「国際活動力強化プログラムの開発と実施」を行う予定であった。しかし、所属大学国際センターとして国際活動力強化プログラムを企画実施することが決まり、23年度初頭からプログラムを実施運営することとなった。

このプログラムは、(1)国際活動力強化科目(週1回、通年)、(2)英語による教育科目の履修、(3)多国籍の人々とのプロジェクトワーク(夏期休暇中)、(4)グローバルキャリア講座(年4回)、(5)オーストラリア研修(春期休暇中3週間)からなり、"グローバル・シチズンシップ・プログラム(GCP)"の名称で学生募集し、単位認定がないにも関わらず計15名の学部学生が参加した。また、プログラム開発・実施と並行して、国際社会で必要な能力調査を行っている。まず第一に、この数年大きく取り上げられている"グローバル人材"について、政財界で出されている報告書やレポートについて分析し、大学におけるグローバル人材育成に関する問題点や、グローバル人材に求められている能力についてまとめ、人材育成学会にて発表した。加えて、国際社会で必要な能力についてを異文化接触研究や国際教育研究の分野から調査し、特にintercultural competenceに関して文献調査や関係学会での情報収集にあたっている。意識調査については質問紙の内容を精査しているが、最近よく言われる"若者の内向き志向"については、予備調査を進める中で量的調査では実情が把握しにくいことが見えてきた。そのため、まずは質的調査としてインタビュー等で詳細な現状把握と関係する要因の全体像をつかんでいきたいと考える。最終年度となった今年度は、特に「国際交流プログラム調査」を中心に実施し、海外でのプログラムが学生にどのような影響を与えるか、どのような成果があるかについて分析を行っている。数量調査では、「国際社会で必要な能力調査」から抽出した異文化間能力やグローバル人材に求められるスキルについて、H25年度に引続き海外短期研修に参加した学生から質問紙調査で回答を得て、より母数を多くして量的分析を行った。その結果、政財界が求めるグローバル人材の要件である、主体性や柔軟性といった社会人基礎力に相当する要素について、学生達は全項目で研修参加によって伸びたと自覚していた。また、語学力やコミュニケーション能力でも大きな成果が確認された。一方、日本人としてのアイデンティティーや文化の違いへの対応の項目については、あまり変化が見られなかった。一般に、短期研修、特に語学学習を中心としたものは“お遊び"と捉えられ、学習効果への理解が低い傾向にあったが、これらの結果から1か月程度の短期研修であっても学生にとっては経験のインパクトが大きく、人間的成長とともにグローバル社会での活動力を伸長する機会と言えるだろう。また、数量分析とともに、カナダとマレーシアの短期研修では現地調査を行い、授業の様子や参加学生の生活等について参与観察を実施した。くわえて、帰国後に半構造化面接を行い、研修を振り返ってどのような変化を感じるか、研修の影響はどのようなものかを尋ねた。これら質的データは現在分析の途中であるが、海外短期研修のどのような要因がどういった成果に繋がるのか、より詳細に分析し、異文化間能力の発達を解明して今後より的確なプログラムを開発することに役立てたい。一方、カナダとマレーシアの比較調査は、コンテクストの違いが英語習得や異文化接触にどのような影響をもたらすかにも注目し分析を進めている。文化心理学交付申請書に記載した実施計画に対しては、いくつかの変更があるが、一番大きい研究項目である「国際活動力強化プログラムの開発と実施」は既に大きなプログラムを2つ実施しており、非常に良好な進捗といえる。
ダイナミックな動きに対応する筋硬度計の開発

活動中の筋硬度の測定を試みるため、測定部位皮膚表面からのばね材での押し込みが、筋の硬さ変化によって押し戻される反発力を筋硬度と表し、小型・軽量でダイナミックな動きに対応できる筋硬度計を試作した。これを用いて前腕屈曲動作時の上腕二頭筋を対象に、筋発揮力と筋硬度の関係について検討した。等尺性動作実験は、被験者6名を対象に肘関節角度を伸展位から90度及び45度に屈曲した状態で保ち、前腕と直交する方向に無負荷及び1kg6kgの範囲で1kg間隔の負荷をかけた。さらに、等速性屈曲動作実験として無負荷及び2kg,4kg,6kg,8kgの負荷をかけ、伸展位から90度屈曲位までの屈曲動作を2秒間、一定速度で行った。屈曲動作によって筋の変形が考えられるため、筋硬度計を上腕二頭筋腹部を中心として3カ所に取り付けた。また、負荷が常に前腕直交方向にかかるような一定トルク装置を用いた。その結果、等尺性動作における筋硬度は、筋発揮力と直線関係のあることが認められた。本研究で試作した筋硬度計で測定した筋硬度が、筋発揮力に反映され、筋の活動状況を観察する方法として有効であることを確認した。等速性屈曲動作時の筋硬度は、肘関節角度の変化によって影響され、その傾向は測定部位や被験者によって異なる結果であった。すなわち、筋硬度は筋発揮力のみだけでなく、測定部位の筋の変形に影響されることが考えられた。しかし、前腕伸展時筋復位で測定された筋硬度では、肘関節角度に関係なく筋発揮力との関係が認められ、動作中においても筋硬度変化を観察できることが確認された。
「グル-プによる理科の観察・実験」における中学生の相互学習と思考過程の研究

本研究は、カテゴリ-分析の手法を用い,生徒間のコミュニケ-ション過程及び学習行動を分析し、学習行動の遷移過程と解明行動とを関連づけて解析することにより,グル-プ活動である観察・実験場面における生徒の思考の過程を解明しようと試みてきた。そのため,本研究の最終年度である平成3年までに,つぎのような経過で研究を進めた。(1)分析カテゴリ-の設定:コミュニケ-ション過程を,学習者間の相互作用としてとらえるカテゴリ-を設定し,検討を行った。観察・実験中の学習活動を観察・実験の操作やその内容の問答の結果と考え,言語行動及び非言語行動のコミュニケ-ション分析カテゴリ-を作成した。(2)カテゴリ-・デ-タ解析処理システムの作成:パ-ソナルコンピュ-タを中心とした上記カテゴリ-にもとづく,解析処理システムを作成した。(3)観察・実験場面でのグル-プディスカッションのモデルの設定:上記カテゴリ-の分類にもとづき,学習行動の骨格構造を作成し,学習行動と学習者相互の質問応答関係から学習者の意思決定の構造モデルの枠組みを作成した。(4)観察・実験場面の録画およびプロトコ-ルの作成:上記モデル設定のために,附属中学校及び東京都の公立中学校において観察・実験場面の録画を行なった。これらの記録にもとづき,言語および非言語行動のプロトコ-ルを作成した。本研究は,カテゴリ-を用いた手法により,生徒間のコミュニケ-ション過程及び学習行動を分析し,学習行動の遷移過程と解明行動とを関連づけて解析することにより,グル-プ活動である観察・実験場面での生徒の思考の展開過程を解明しようと試みてきた。そのために,本研究の第1年次である平成2年度は,つぎのような経過で研究を進めた。(1)分析カテゴリ-の設定:教師と学習者を対等にとらえ,その相互作用を対象としたHoughとDuncanによるカテゴリ-を参考に,学習者のみを対象とした学習者相互の相互作用としてとらえるカテゴリ-を設定を検討した。目的や仮説を含む実験や観察についての課題意識及びその下位概念として実験の操作や実験の内容に関する問答などの学習行動を思考の結果として取り扱い,その分析カテゴリ-の試案を作成した。(2)実験場面でのグル-プディスカッションのモデルの設定:上記カテゴリ-の分類にもとづき,学習行動の骨格構造を作成し,学習行動と学習者相互の反応・応答関係から学習者の意思決定の構造モデルの枠組みを作成した。(3)実験場面の録画およびプロトコ-ルの作成:上記モデル設定のために,附属小金井中学校において理科の物理領域の観察・実験場面の録音・録画を行なった。本研究は,カテゴリ-分析の手法を用い,生徒間のコミュニケ-ション過程及び学習行動を分析し,学習行動の遷移過程と解明行動とを関連づけて解析することにより,グル-プ活動である観察・実験場面における生徒の思考の過程を解明しようと試みてきた。そのために,本研究の第2年次である平成3年度は,つぎのような経過で研究を進めた。(1)分析カテゴリ-の再設定:コミュニケ-ション過程を,学習者間の相互作用としてとらえるカテゴリ-を設定し,検討を行った。
超分子錯体を用いた光合成酸素発生錯体の機能研究

マンガン含有酵素には酸素発生機能を持つものが特有に存在している。マンガンカタラーゼや光合成反応中心に存在する酸素発生錯体が見いだされているもののその正確な構造や反応機構については多くの点が未解明である。そこで本年度はこの両者の反応を共通して再現しうる機能モデル錯体として各種のマンガンイオン間間隔をもつマンガポルフィリン二量体を合成しそのカタラーゼ反応活性を測定した。マンガンイオン間距離を3.8-13.0Åの間で広範囲に設定した二量体を用いて検討した結果、4.0Åの場合に最も高い活性を示した。一方、この反応の速度論的解析、酸素同位体を用いた反応による生成酸素の解析等から過酸化水素分子が同時に触媒中の2個のマンガンイオンと相互作用し、過酸化水素分子のO-O結合がホモリシスしマンガン(IV)_2錯体の生成が律速段階であると結論づけられた。一方、分子力場計算(MM^+)よりマンガンイオン間にペルオキシ架橋を形成する場合、マンガンイオン間距離は4.0Åが最適との結論が得られ、この機構を支持した。反応中に予測されたマンガン(IV)_2錯体を別途合成し、これと過酸化水素の反応速度を測定したところ、酸素発生速度より数倍大きいことが明らかとなり、反応機構を確定することができた。この反応に重要な因子である窒素塩基の機能についても、一般塩基触媒としての役割と、金属への軸配位子としての効果の2種類が考えられている。本研究において用いたマンガンポルフィリン二量体の特性を生かしてこの2種類の効果の定量的分離評価に成功した。これまでヘム含有酵素ペルオキシダーゼにおける周辺ペプチド残基の役割の定量的考察のためにも明瞭な指針を与えるものと考える。次に、カタラーゼ反応において最適化されたマンガンイオン間距離を有するポルフィリン二量体を触媒として含水アセトニトリル中で陽極酸化を行うと酸素発生が観測された。各種電気化学的手法を用いることによりこの酸素発生が、マンガン錯体触媒による水の4電子酸化であることが明らかとなった。
「儒教文化圏」の歴史と社会

本研究は3カ年の継続研究であり,昭和62年度はその初年度であるため,主として本課題に関連する国内外の研究状況調査と基本資料の収集につとめ,全体として当初予定の約40パーセントに及ぶ資料収集を実施した.また,研究代表者は学士院賞受賞作『中国封建社会の構造』に続く『中国封建社会の構成』の執筆に着手した.この研究は,儒教文化を東アジアにおける法の原点と見る立場から,中国の庶民生活資料を駆使して村・家・工場・共産党・国家権力等の仕組みを明らかにしようと意図しており,本重点領域研究の指標たるものと.考えられる.この指標を前提として,各分担者は以下の課題に関して研究・調査を行った.1)儒教倫理の追求とそれの中国社会で果してきた役割の解明(加地).2)文学作品に見られる儒教文化の分析-その時代低異同について(鈴木).3)現代中国政治における儒教的機能の存在形態-官僚性の内容(小林).4)清末・民初の教育に現われた儒教主義の制度と内容(阿部).なお,以上のほか,本重点領域研究の第一回全体会議への参加(加地,鈴木)を始め,個人的な中国現地調査による資料収集の実施(小林,阿部)さらには二度にわたり訪日中国人学者(9月の中共党史代表団, 11月の重慶代表団)との研究交流・懇談会を開催した.本研究は3カ年の継続研究であり,昭和62年度はその初年度であるため,主として本課題に関連する国内外の研究状況調査と基本資料の収集につとめ,全体として当初予定の約40パーセントに及ぶ資料収集を実施した.また,研究代表者は学士院賞受賞作『中国封建社会の構造』に続く『中国封建社会の構成』の執筆に着手した.この研究は,儒教文化を東アジアにおける法の原点と見る立場から,中国の庶民生活資料を駆使して村・家・工場・共産党・国家権力等の仕組みを明らかにしようと意図しており,本重点領域研究の指標たるものと.考えられる.この指標を前提として,各分担者は以下の課題に関して研究・調査を行った.1)儒教倫理の追求とそれの中国社会で果してきた役割の解明(加地).2)文学作品に見られる儒教文化の分析-その時代低異同について(鈴木).3)現代中国政治における儒教的機能の存在形態-官僚性の内容(小林).4)清末・民初の教育に現われた儒教主義の制度と内容(阿部).なお,以上のほか,本重点領域研究の第一回全体会議への参加(加地,鈴木)を始め,個人的な中国現地調査による資料収集の実施(小林,阿部)さらには二度にわたり訪日中国人学者(9月の中共党史代表団, 11月の重慶代表団)との研究交流・懇談会を開催した.
臓器非特異的自己免疫疾患の発症機序に関する研究-流血中DNAの性状, 抗原性-

臓器非特異的自己免疫疾患として,全身性エリテマトーデス(SLE)を取りあげ,対象症例とした.非SLE対照として, SLE以外の全身性自己免疫疾患症例,外科手術直後症例を含む非自己免疫疾患症例を選んだ.さらに,健常人を対照とした.1.活動期SLE血漿から抽出したDNAは,約10K塩基対の大きさで, 2本鎖DNAを含んでいた.2.SLEの血漿DNAは, Alu familyDNA塩基配列を有し,ヒト細胞由来と考えられた.3.SLEの血漿DNAは,自己IgG抗DNA抗体と反応した. 4.活動期SLE症例で,流血中免疫複合体を含む4%ポリエチレングリコール(PEG)沈澱物中に, DNAを証明した. 5.SLEの4%PEG沈澱物中DNAは,約150から200塩基対の大きさで,ヒト細胞由来と考えられた. 6.SLEの4%PEG沈澱物中DNAは,血漿DNAと相同性を有することが確認された.7.血漿DNA濃度は,モルキュラーハイブリダイゼーション法により,従来の方法に比べ感度が上昇して測定され,さらに,この方法は再現性のあることが認められた. 8.血漿DNA陽性例は, SLE37例中8例,非SLE対照14例中7例に認められたが,健常人6例では認められなかった.陽性例は, SLEでは,活動性(+)13例中7例,活動性(±)14例中1例に分布したが,活動性(-)10例には見出されなかった.また,非SLE対照では,体内の組織破壊の存在を疑わせる症例に,血漿DNAが検出された. 9.SLEでは,血漿DNA濃度の減少とともに, Raji細胞法による流血中免疫複合体が陽性となる例が見出された.このような例では,臨床活動性が持続し, 1日尿蛋白量も増加していた. 10.以上のことから,活動期SLE血漿中に出現するDNAは,自己細胞由来の2本鎖DNAで,流血中免疫複合体を形成することにより, SLEの病態と密接に関連することが考えられた.臓器非特異的自己免疫疾患として,全身性エリテマトーデス(SLE)を取りあげ,対象症例とした.非SLE対照として, SLE以外の全身性自己免疫疾患症例,外科手術直後症例を含む非自己免疫疾患症例を選んだ.さらに,健常人を対照とした.1.活動期SLE血漿から抽出したDNAは,約10K塩基対の大きさで, 2本鎖DNAを含んでいた.2.SLEの血漿DNAは, Alu familyDNA塩基配列を有し,ヒト細胞由来と考えられた.3.SLEの血漿DNAは,自己IgG抗DNA抗体と反応した. 4.活動期SLE症例で,流血中免疫複合体を含む4%ポリエチレングリコール(PEG)沈澱物中に, DNAを証明した. 5.SLEの4%PEG沈澱物中DNAは,約150から200塩基対の大きさで,ヒト細胞由来と考えられた. 6.SLEの4%PEG沈澱物中DNAは,血漿DNAと相同性を有することが確認された.7.血漿DNA濃度は,モルキュラーハイブリダイゼーション法により,従来の方法に比べ感度が上昇して測定され,さらに,この方法は再現性のあることが認められた. 8.血漿DNA陽性例は, SLE37例中8例,非SLE対照14例中7例に認められたが,健常人6例では認められなかった.陽性例は, SLEでは,活動性(+)13例中7例,活動性(±)14例中1例に分布したが,活動性(-)10例には見出されなかった.また,非SLE対照では,体内の組織破壊の存在を疑わせる症例に,血漿DNAが検出された. 9.SLEでは,血漿DNA濃度の減少とともに, Raji細胞法による流血中免疫複合体が陽性となる例が見出された.このような例では,臨床活動性が持続し, 1日尿蛋白量も増加していた. 10.以上のことから,活動期SLE血漿中に出現するDNAは,自己細胞由来の2本鎖DNAで,流血中免疫複合体を形成することにより, SLEの病態と密接に関連することが考えられた.臓器非特異的自己免疫疾患の代表として、全身性エリテマトーデス(SLE)を取り上げ、対象症例とした。SLE以外の全身性自己免疫疾患症例(混合性結合組織病、多発性動脈周囲炎)、消化管外科手術直後症例を含む非自己免疫疾患症例、健常人を対照とし、それぞれの血漿を試料とした。1.血漿DNAの性状。活動期SLE症例より抽出した血漿DNAは、酵素処理法、サザンハイブリダイゼーション法より、Alu family DNA塩基配列を有するヒト由来二本鎖DNAであることが確認された。かかるDNAは、全身性の炎症所見が強く認められ、組織破壊の進行が考えられる非SLE症例、および外科手術直後症例でも認められた。2.血漿DNAと抗DNA抗体の反応性。SLE症例で、血漿DNAと自己IgG抗DNA抗体との反応性を、固相ラジオイムノアツセイ法の競合的抑制試験で調べた。血漿DNAは自己IgG抗DNA抗体と反応性を有することが示された。3.血漿DNA濃度の経時的推移。ハイブリダイゼーション法で各種濃度のヒト胎盤DNAにより標準曲線を作成し、これにより血漿DNA濃度を求めた。

血漿DNA試料を、時期をかえ再測したところ、測定値差は5%以内で再現性が認められた。この方法で血漿DNA濃度を経時的に測定すると、初回測定時より20日後にも血漿DNAが検出されるSLE症例があった。この症例では、ステロイド剤未投与の初回および第2回測定の9日目までに、血漿DNA濃度は80から350ng/mlに増加したが、同剤投与7日後の第3回測定時(20日目)には72ng/mlと低下した。Raji細胞法による流血中免疫複合体量は、初回および第2回測定時には低値であったが、第3回測定時には高値を示した。また、臨床活動性は持続し、1日尿蛋白量は0.6から2.3gに増加した。非SLE症例の外科手術直後例では、2日以内に血漿DNA陰性となった。
電気泳動堆積による生体活性有機高分子複合材料の開発

ヒトの血漿とほぼ等しい無機イオン濃度を有する擬似体液のpHや温度を上昇させると、擬似体液中にリン酸カルシウムナノ粒子が析出する。最近我々はこの微粒子が高活性にヒドロキシアパタイトを誘起することを発見し、アパタイト核と名付けた。有機高分子材料は柔軟性に富み、複雑な形状への加工や種々の材料との複合が容易である利点を持つ。これらの特徴を活かし、有機高分子材料に生体活性を付与することが可能になれば、高い機能を有する多様なインプラント材料の開発につながる。本研究では、多孔質ポリエチレンの細孔内部にアパタイト核を電気泳動堆積し、印加電圧を種々変化して条件を最適化し、柔軟性を有する有機高分子材料に高い生体活性を付与することに成功した。また、多孔質ポリエチレンを擬似体液に浸漬し、擬似体液の温度を上昇することで細孔内にアパタイト核を析出し、ポリエチレンに高い生体活性を付与することに成功した。さらに、アパタイト核を各種生体材料へ応用する研究も並行して進めた。チタンは表面に酸化皮膜を形成し、高い生体親和性、高い耐食性、高い強度を有するが、生体活性の発現に時間を要する。チタン金属に短期間のうちに発現する生体活性が付与できれば、生体材料としての機能は大きく向上する。本研究では、表面に微細な細孔を形成したチタン板を擬似体液に浸漬し、電磁誘導を用いてチタン板を直接加熱することにより、チタン板表面の細孔内部に多数の微小なアパタイト核を析出し、チタンに高い生体活性を付与することに成功した。以上の研究成果を1編の論文発表、並びに、22nd International Symposium on Ceramics in Medicine、9th Asian BioCeramics Symposiumおよび第31回日本バイオマテリアル学会大会において、口頭あるいはポスター発表を行った。ヒトの体液とほぼ同じ無機イオン濃度を有する擬似体液(SBF)のpHと温度を変化させ、SBF中に微小なアパタイト核を生成した。このアパタイト核は、SBF中で高活性にアパタイトを誘起する。本研究では、アパタイト核をポリエチレンの多孔質基材中に電気泳動堆積することで、従来の骨補填材料では得ることが困難であった柔軟性の高いバイオマテリアルの作成に成功した。また、アパタイト核を各種生体材料へ応用する研究も並行して進めた。チタンの多孔質基材、酸処理によって表面に微細孔を形成させたチタン板、酸処理後アルカリ処理および加熱処理を施したチタン板の細孔内にアパタイト核を析出させることで、短期間で生体活性を発現し、その後チタンが持つ生体活性が発現することにより、長期にわたり安定して骨と接着するバイオマテリアルの作成に成功した。さらに、銀微小球にアパタイト核を付着し、SBF中でアパタイトを成長させることにより、銀微小球の球状を保ったまま、アパタイトの針状結晶で銀微小球を完全に被覆することで、銀イオン徐放性を示すドラッグデリバリーアパタイトマイクロカプセルの作成に成功した。以上の研究成果を2編の論文発表、並びに、7th Asian BioCeramics Symposium、20th International Symposium on Ceramics in Medicine、第29回日本バイオマテリアル学会大会、及び1st Asian Biomaterials Congressにおいて、口頭あるいはポスター発表を行った。更に、テクノ愛'07にて、奨励賞を受賞した。本研究では、アパタイト核をアルミナの多孔質基材中に電気泳動堆積することで、アルミナの有する高い強度とアパタイト核の有する高い生体活性を併せ持つバイオマテリアルの開発に成功した。また、SBF中に析出させて得られるアパタイト核を各種生体材料へ応用する研究も並行して進めた。ステンレスの多孔質基材の細孔内にアパタイト核を析出させることで、ステンレスの有する高い強度とアパタイト核の有する高い生体活性を併せ持つバイオマテリアルの開発に成功した。また、アパタイト核を無機バインダーに分散し、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板上に塗布することで、柔軟性を有する有機高分子材料に生体活性を付与することに成功した。さらに、シリカゲル微小球の細孔内にアパタイト核を析出し、SBF中でアパタイトを成長させることにより、シリカゲル微小球の球状を保ったまま、アパタイトの針状結晶でシリカゲル微小球を完全に被覆することで、ドラッグデリバリーアパタイトマイクロカプセルの作成に成功した。以上の研究成果を2編の論文発表、並びに、8th World Biomaterials Congress、21th International Symposium on Ceramics in Medicine、および日本バイオマテリアル学会シンポジウム2008において、口頭あるいはポスター発表を行った。

また、多孔質ポリエチレンを擬似体液に浸漬し、擬似体液の温度を上昇することで細孔内にアパタイト核を析出し、ポリエチレンに高い生体活性を付与することに成功した。さらに、アパタイト核を各種生体材料へ応用する研究も並行して進めた。チタンは表面に酸化皮膜を形成し、高い生体親和性、高い耐食性、高い強度を有するが、生体活性の発現に時間を要する。チタン金属に短期間のうちに発現する生体活性が付与できれば、生体材料としての機能は大きく向上する。本研究では、表面に微細な細孔を形成したチタン板を擬似体液に浸漬し、電磁誘導を用いてチタン板を直接加熱することにより、チタン板表面の細孔内部に多数の微小なアパタイト核を析出し、チタンに高い生体活性を付与することに成功した。以上の研究成果を1編の論文発表、並びに、22nd International Symposium on Ceramics in Medicine、9th Asian BioCeramics Symposiumおよび第31回日本バイオマテリアル学会大会において、口頭あるいはポスター発表を行った。
郵便貯金事業における民業補完事業の将来における維持可能性

本研究では、民営化前の郵便貯金事業における免税等「官業の特典」額とユニバーサルサービスや官業の特殊性から生じる機会費用等「官業の制約」額とをそれぞれ推計、比較した。その結果、特典が次第に減少する一方で業務制限等による機会費用が急増し収益構造を大幅に悪化させている事実が浮き彫りにされた。諸外国の経験を合わせて考えれば、イギリスやニュージーランド等の様に業務制限を相当緩めない限り、将来、同事業におけるユニバーサルサービス等の民業補完事業は持続困難に陥る危険性が高い。本研究では、まず過去における郵便貯金事業の官業ゆえの特典(税金・預金保険料の免除等)とユニバーサルサービスを含む官業ゆえの制約とを金額的に比較し、次に将来における民業補完事業の持続可能性について検討を行う。1年目の計画は過去における金額の推計と比較であり、これらをベースに最終目的である将来予測が行われる。諸特典の金額は、全国銀行協会によれば、1992年から2001年までの間、約2千億から9千億円程度の間で推移しているが、より多くの考慮すべき要素を加えた本研究の推計では、「特典」の捉えかた次第で結果は分かれるものの、いずれの場合においても全銀協の数値を下回った。官業ゆえの制約としては、ユニバーサルサービスの提供等の民業補完事業に加えて、資産運用面で一定の制限が存在することによる機会費用も合わせて推計する必要がある。この機会費用は、郵便貯金が全国銀行と同じ内容の運用をした場合に得られたであろう利息・手数料収益と実際の収益との差額として求めた。民業補完事業のコストは、最も多く見積もっても1千億円を超えることはなかったが、資産運用における機会費用はその10倍程度の規模で推移している。ここまでの結論を述べれば、もし官業ゆえの制約を民業補完事業だけに限るなら、そのコストは諸特典の金額で十分賄われてこられたことになるが、制約的なビジネスモデルによる機会費用を考慮すれば、郵便貯金事業は民間金融機関に比べて不利な競争条件であった可能性が高くなる。次の課題は、民営化後、ビズネス上の制約が少なくなる一方で特典が失われる郵便貯金における民業補完事業の持続可能性についてである。将来の様々なシナリオを考慮する必要があって郵政民営化先進国の調査が行われる。これは当初は2年目の計画であったが、現在までに過去に収集した情報やネット情報に基づく国ごとの比較研究を雑誌論文として発表、さらに08年2月27日から3月7日までニュージーランドにおける郵政民営化の現地調査を行った。本研究は、(1)過去における郵便貯金事業の官業の特典額とユニバーサルサービスを含む民業補完事業のコスス(官業の制約)とを比較し、その結果を土台に(2)将来における民業補完事業の持続可能性について検討するものである。2年目(20年度)における研究成果は以下のとおりである。1.19年度における研究結果を再吟味し、2本の論文にまとめた.(1)我々の独自推計による諸特典額は、郵便貯金事業の民営化前10年間について全国銀行協会推計の1/3から1/8程度であった。この研究結果は論文「官業の特典についての再推計」(『岡山大学経済学会雑誌』41(1)に掲載予定)にまとめられた。(2)宮業の制約としては、ユニバーサルサービス等のコスト以上に資産運用面での制限(機会費用)が大きな要素として認められる。諸特典が消減される中でこの機会費用は郵便貯金事業の収益構造を悪化させる主たる原因であった。この研究結果は論文「特典は制約とバランスしていたか?」(『岡山大学経済学会雑誌』41(2)に投稿予定)にまとめられた。2.初年度の研究成果をベースとして、民営化されてなお業務制限の残るわが国郵便貯金の民業補完事業の持続可能性について研究を進めた、将来の様々なシナリオを考慮する必要から、ニュージーランド2回とイギリス2回の現地調査を行った。得られた結論は、これら民営化先進国に倣ってわが国郵便貯金が事業範囲を拡大させられるならばユニバーサルサービス維持は比較的容易である可能性が高いが、さもなければ持続困難になる可能性が高いというものである。これら研究成果は部分的にいずれも家森信善・名古屋大学教授との共著論文「郵政民営化後の個人金融分野における公的関与のあり方について」(『生活経済研究』第30巻に投稿中)及び「ニュージーランドの郵政民営化:「失敗」についての再検証」(『会計検査研究』第40号投稿中)にまとめられた。
有機チタン化合物の直接合成法の開発と有機合成への利用

2価チタン錯体の合成とその反応性を利用した有機合成に関心が集まっているが、あまり大きな成果は得られていない。我々は近年、Ti(O^iPr)_4と2当量の^iPrMgClとの反応で2価のチタン錯体(η^2-propene)Ti(O^iPr)_2が定量的に得られることを見出した。そしてこの錯体が予想通りの高い反応性を示すことを明らかにし、その結果として「2価チタン錯体を経由する有機合成」のまったく新しい分野の化学を拓くことができた。本研究ではこの分野の化学をさらに発展させ、実践的有機合成手法としての確立を図ることを目的とした。その結果、次の成果を得ることができた。(1)環状アリル化合物と(η^2-propene)Ti(O^iPr)_2の反応で環状アリルチタン化合物を合成し、これとアルデヒドやイミンの選択的付加反応を達成することができた。この反応は環状化合物への側鎖の選択的導入法として利用価値が高い。(2)2価チタン錯体と不飽和エステルやカーボネートを反応させると従来あまり例のない分子内求核アシル置換反応が起こり、有機チタン化合物を与えることを明らかにし、さらにこの知見を利用しヘテロ環化合物の合成を行った。(3)Ti(O^iPr)_2とアセチレン類の反応でチタン-アセチレン化合物が得られること、またこのアセチレン化合物はアルデヒドと定量的に反応しアリルアルコールを与えることを見出し、さらに光学活性アルデヒドを用いて反応を行い、光学活性アリルアルコールの合成を行った。(4)アレニルアルコールのエステル体と2価チタン錯体の求核アシル置換反応が起こることを見出し、さらにアレニル基の不斉を利用した光学活性化合物の合成を行った。各種有機チタン化合物を低原価チタンと有機化合物の直接の反応により合成することに成功した。すなわちチタンテトライソプロポキシドとイソプロピルグリニヤールの反応により2価チタン錯体チタンジイソプロポキシドが生成し、この錯体はアセチレンと反応し、アセチレンチタン化合物を、アリル化合物と反応しアリルチタン化合物をさらにはペロパルギル化合物と反応してアレニルチタン化合物を収率良く与えることを見出した。従来、有機チタン化合物は有機リチウムやグリニヤール試薬を利用してトランスメタル化により合成されていたが、直接合成の道が拓かれた本発見により、従来合成が困難であった種々の有機チタン化合物の合成が可能となった。このようにして得られた有機チタン化合物の反応性を調べたところ、非常に活性であり種々の炭素-炭素形成反応や官能基導入反応が可能であることを明らかにした。すなわち、アセチレン錯体はカルボニル化合物と容易に付加反応しアリルアルコール類を、又イミンとも温和な条件下付加し、アリルアミン類を収率良く与えることを見出した。さらにアリルおよびプロパルギルチタン化合物は反応の位置および立体選択性高くアルデヒドやケトンと反応し対応する付加物を高収率で与えることを明らかにすることができた。これら反応を分子内反応や不斉合成に応用し、本反応が巾広い光学活性化合物の合成に利用できる可能性があることを示すことができた。当研究室ではTi(O^iPr)_4と2当量の^iPrMgBrの反応で2価のチタン錯体Ti(O^iPr)_2が定量的に合成できること、また2価のチタン化合物が安定な4価のものに酸化され易く反応活性であることを利用し、Ti(O^iPr)_2と有機化合物の反応で収集の有機チタン化合物が得られることを明らかにしてきている。

本研究では、これらの化学をさらに発展させ、さらに有用な合成手法として発展させることができた。特に次の3点の成果を得ることができた。(1)2価チタン錯体と不飽和エステルやカーボネートを反応させると従来あまり例のない分子内求核アシル置換反応が起こり、有機チタン化合物を与えることを明らかにし、さらにこの知見を利用しヘテロ環化合物の合成を行った。なかでも天然から容易に入手できるα-アミノ酸をN-アリルあるいはプロパルギルエステルに変換した後、2価チタン化合物と反応させ、光学活性含窒素化合物の合成への道を拓いた結果は特筆される。(2)Ti(O^iPr)_2とアセチレン類の反応でチタン-アセチレン化合物が得られること、またこのアセチレン化合物はアルデヒドと定量的に反応しアリルアルコールを与えることを見出し、さらに光学活性アルデヒドを用いて反応を行い、光学活性アリルアルコールの合成を行った。また、本知見は他にキラル要素を持たない光学活性アリルチタン化合物の初めての合成例であり、今後、その安定性や反応性に興味が持たれる。(3)アレニルアルコールのエステル体と2価チタン錯体の求核アシル置換反応が起こることを見出し、さらにアレニル基の不斉を利用した光学活性化合物の合成を行った。
精子走化性における誘引物質の鞭毛運動制御機構の解明

カタユウレイボヤを主な材料として、精子活性化・誘引物質(SAAF)がもたらす精子運動活性化と走化性反応の分子機構を調べるとともに、ヒト・マウス等の哺乳類精子が卵及び精漿由来成分にどの程度に運動調節を受けるか、基礎的な研究を行っている。1)SAAF受容体の同定:昨年に引き続きSAAF受容体の精製を行った。SAAFアフィニティカラムを作成し、精子細胞膜画分のタンパク質より精製を試みたところ、約300kDaのタンパク質がSAAFと相互作用することが判った。現在アミノ酸配列の同定を行っている。2)SAAFによる精子鞭毛運動調節機構の解析:運動中精子のイメージングを行う蛍光顕微鏡装置の開発を行い、LEDストロボ照明を用いて毎秒50コマ、1コマ1ミリ秒の速度でイメージングを行うことを可能とした。そして卵より精子誘引物質が精製、同定されているカタユウレイボヤにおいて、走化性時の精子鞭毛運動について詳細な運動解析と細胞内カルシウムイメージングを行い、鞭毛内のカルシウム濃度の一過的な上昇が鞭毛打の対称性を調節し走化性行動を引き起こすことを発見した。3)哺乳類における精子鞭毛運動調節機構の解析:マウスを用いて、精子運動に対する精嚢腺由来物質の阻害効果を研究している。昨年度我々が同定したマウス精子受精能破壊因子セメノクロチンによる精子の受精能阻害機構を調べるため、本年度はセメノクロチンの精子上の受容体を探索した。その結果、セメノクロチン受容体は脂質構成成分であるガングリオシドGMIであることを明らかとした。ユウレイボヤを主な材料として、精子活性化・誘引物質(SAAF)がもたらす精子運動活性化と走化性反応の分子機構を調べるとともに、ヒト・マウス等の哺乳類精子が卵及び精漿由来成分にどの程度に運動調節を受けるか、基礎的な研究を行っている。1)SAAF受容体の同定:ユウレイボヤ精巣cDNAライブラリより、HEK293培養細胞を用いた強制発現系を用いて、SAAFによる細胞内Ca^<2+>上昇を指標にしたSAAF受容体のfunctional cloningを試みた。その結果、陽性な3クローンを得ており、現在遺伝子配列を調べると共に、本当にSAAF受容体かどうか、詳細に検討を行っている。さらに、抗体の作成やSAAFの機能解析にあたるためのSAAF誘導体の合成を行い、合成に成功した。2)SAAFによる精子鞭毛運動調節機構の解析:既存の精子運動解析装置を土台に鞭毛運動解析を可能とする系を作ることを目標に、今年度は装置の構築を行った。現在予備実験では良好に鞭毛打を記録することが可能となっており、来年度より本格的に実験を行う予定である。3)哺乳類における精子鞭毛運動調節機構の解析:哺乳類精子の運動調節機構はまだ良く判っていないため、予備実験として卵胞液成分、精漿成分に,よる精子運動調節の分子メカニズムを調べた。まず、ヒト卵胞液に精子誘引能があるかどうか調べたところ、これまでの報告とは違い、精子誘引能が無いことが明らかとなった。また、ヒト精嚢から分泌される精子凝固因子semenogelin (Sg)の精子運動能に及ぼす影響を調べたところ、Sgは濃度依存的に精子の運動を抑制した。またSgととユウレイボヤを主な材料として、精子活性化・誘引物質(SAAF)がもたらす精子運動活性化と走化性反応の分子機構を調べるとともに、ヒト・マウス等の哺乳類精子が卵及び精漿由来成分にどの程度に運動調節を受けるか、基礎的な研究を行っている。1)SAAF受容体の同定:昨年に引き続き、HEK293培養細胞を用いた強制発現系を用いて、SAAFの結合を指標にしたSAAF受容体のfunctional cloningを試みたが、陽性なクローンは得られなかった。また、SAAFアフィニティカラムを作成し、精子細胞膜画分のタンパク質より精製を試みている。2)SAAFによる精子鞭毛運動調節機構の解析:昨年組み立てた精子運動解析装置をさらに改良し、LEDストロボを用いた装置とした。これにより毎秒200コマのレートで良好に精子運動中における鞭毛波形の解析を可能とした。この装置を用い、Na^+/Ca^<2+>exchanger(NCX)の関与についての解析を行った。その結果、NCXの阻害剤が著しく精子の活性化及び走化性を抑制する結果が得られ、精子活性化及び走化性にNCXが関与することを明らかとした。また、運動中精子のイメージングを行う蛍光顕微鏡装置の開発に成功し、走化性運動時における鞭毛内カルシウムの測定を開始した。3)哺乳類における精子鞭毛運動調節機構の解析:本年度は、ヒトに加えてマウス精嚢腺由来物質による精子運動への影響を検討した。マウス精嚢腺由来タンパク質であるセメノクロチンが精子の受精能を阻害することがわかり、古くから現象が知られていたものの、実体がわかっていなかった精子受精能破壊因子がセメノクロチンであることを明らかにした。

2)SAAFによる精子鞭毛運動調節機構の解析:運動中精子のイメージングを行う蛍光顕微鏡装置の開発を行い、LEDストロボ照明を用いて毎秒50コマ、1コマ1ミリ秒の速度でイメージングを行うことを可能とした。そして卵より精子誘引物質が精製、同定されているカタユウレイボヤにおいて、走化性時の精子鞭毛運動について詳細な運動解析と細胞内カルシウムイメージングを行い、鞭毛内のカルシウム濃度の一過的な上昇が鞭毛打の対称性を調節し走化性行動を引き起こすことを発見した。3)哺乳類における精子鞭毛運動調節機構の解析:マウスを用いて、精子運動に対する精嚢腺由来物質の阻害効果を研究している。昨年度我々が同定したマウス精子受精能破壊因子セメノクロチンによる精子の受精能阻害機構を調べるため、本年度はセメノクロチンの精子上の受容体を探索した。その結果、セメノクロチン受容体は脂質構成成分であるガングリオシドGMIであることを明らかとした。
ｉＰＳ細胞を用いた骨再生に関する研究

iPS細胞由来骨形成性細胞のin vitroでの骨マーカー検索、骨分化能、骨形成能評価を行い、骨再生効果を明らかにするためにiPS細胞(201B7)から単層培養した細胞および骨分化誘導した細胞で培養上清液を回収した。また、比較対象としてES細胞(Line H9)、ヒトSHED(ヒト乳歯歯髄細胞)およびヒトBMMSC(ヒト骨髄細胞)での培養上清液を回収した。ヒトES細胞は京都大学iPS細胞研究所より供与を受けたものを使用し、ヒト骨髄細胞は市販の細胞を使用し、ヒト乳歯細胞は同意の得られた健常な患者より無償供与された細胞を使用した。続いて、in vivoでの評価としてそれぞれの上清を添加した足場材料とともにラット頭頂骨モデルに移植実験を行った。骨分化誘導培地にて2週間骨分化誘導を行った後、足場材料と混合した上で、ラット頭頂部に設けた骨欠損部に移植し、移植後4週、8週にて屠殺し得られた組織をマイクロCTにて評価した。すると、培養上清液を用いた骨移植部位に骨形成を認めた。そこで、局所の骨形成に最適な移植濃度を明らかにするため、培養上清液の濃度を変化させ骨形成の条件検討を行った。また、徐放効果による骨形成の条件検討を行うために、複数の足場材料との組み合わせを行った。その結果、各群において骨形成にばらつきを認めた。評価を行うにはさらにn数を増やす必要があると考えられた。iPS細胞培養上清液を用いた骨移植部位に骨形成を認め、培養上清液を用いた骨再生が自家骨移植に代わる再生手段になり得る可能性が示唆された。ヒトES細胞は京都大学iPS細胞研究所より供与を受けたものを使用し、ヒト骨髄細胞は市販の細胞を使用した。ヒト乳歯細胞は同意の得られた健常な患者より無償供与された細胞を使用した。続いて、in vivoでの評価としてiPS細胞由来骨形成性細胞を添加した足場材料とともにラット頭頂骨モデルに移植実験を行った。iPS細胞から得た間葉系前駆細胞を用いて、骨分化誘導培地にて14日間骨分化誘導を行った後、アテロコラーゲンと混合した上で、ラット頭頂部に設けた直径5mmの骨欠損部に移植した。移植後4週、8週にて屠殺し得られた組織はマイクロCTにて評価した。iPS細胞(201B7)培養上清液を用いた骨移植部位から骨形成が認められた。iPS細胞(201B7)、ES細胞(Line H9)、ヒトSHED(ヒト乳歯歯髄細胞)およびヒトBMMSC(ヒト骨髄細胞)、コントロールの培養上清液を足場材料とともにラット頭頂骨モデルに移植実験を行ったが、ヒトSHED(ヒト乳歯歯髄細胞)を移植したラットが移植後全て死亡した。また、コントロールにおいても骨形成が認められ、アテロコラーゲンの条件検討が必要となった。しかしながら、各群において骨形成にばらつきがあり、今回の実験系では評価を行うにはn数が不十分であったと考えられた。そのため、今後はn数を増やす必要がある。培養上清を使用し、骨欠損部に骨形成を試みたが、同一群内において骨形成のばらつきがある。n数を増やし実験を行っていく必要があると考えられた。

続いて、in vivoでの評価としてそれぞれの上清を添加した足場材料とともにラット頭頂骨モデルに移植実験を行った。骨分化誘導培地にて2週間骨分化誘導を行った後、足場材料と混合した上で、ラット頭頂部に設けた骨欠損部に移植し、移植後4週、8週にて屠殺し得られた組織をマイクロCTにて評価した。すると、培養上清液を用いた骨移植部位に骨形成を認めた。そこで、局所の骨形成に最適な移植濃度を明らかにするため、培養上清液の濃度を変化させ骨形成の条件検討を行った。また、徐放効果による骨形成の条件検討を行うために、複数の足場材料との組み合わせを行った。その結果、各群において骨形成にばらつきを認めた。評価を行うにはさらにn数を増やす必要があると考えられた。iPS細胞培養上清液を用いた骨移植部位に骨形成を認め、培養上清液を用いた骨再生が自家骨移植に代わる再生手段になり得る可能性が示唆された。in vitroでは、骨マーカー検索、骨分化能、骨形成能評価を行う予定である。in vivoでは、足場材料の条件検討、骨欠損サイズの変更を加えるなどの実験系の再評価を行う予定である今後もn数を増やし、in vivoにおける骨欠損部への骨形成の実験を行っていく必要がある。
超伝導電力機器のクエンチ現象を考慮した極低温液体の動的絶縁性能に関する研究

本研究では,超伝導電力機器の実用絶縁設計において考慮すべきクエンチ時の絶縁環境を想定し,液体ヘリウムの動的絶縁破壊特性およびそのメカニズムを明らかにすることができた.超伝導線(あるいは超伝導コイル)-平板電極系を液体ヘリウム中に浸漬し,クエンチ・絶縁破壊合成実験を行った.本研究によって得られた主な知見は,以下の通りである.1.超伝導線が過電流通電によってクエンチすると,ジュール発熱に伴う多量の気泡が発生し,液体ヘリウム中の高電界ギャップ空間は擾乱状態となる.このような気泡群による擾乱状態の中で,液体ヘリウムの動的絶縁破壊電圧は静的絶縁破壊電圧の20%以下にまで低下し得る.2.超伝導線のクエンチ後における気泡挙動を高速度ビデオによって光学的に観測するとともに理論的に解析した.超伝導線-平板電極系の不平等電界下では,超伝導線近傍の高電界領域の気泡に作用するグレディエント力が浮力の100倍以上となり,クエンチ後の気泡群の挙動を支配する.3.超伝導線のクエンチから動的絶縁破壊に至る過程には,msオーダーの時間遅れが存在する.不平等電界下においては,動的絶縁破壊の前駆現象として,超伝導線近傍の高電界領域に存在する気泡群中に部分放電が発生する.部分放電は気泡群の進展とともに成長した後,動的絶縁破壊に至る.4.超伝導コイル-平板電極系の動的絶縁破壊は必ずしも最短ギャップで発生するとは限らず,超伝導線-平板電極系よりも複雑な様相を呈する.また,クエンチは超伝導コイル面上を2次元的に伝搬し,ジュール発熱量が最も大きいクエンチ発生点において動的絶縁破壊が誘導される.本研究では,超伝導電力機器の実用絶縁設計において考慮すべきクエンチ時の絶縁環境を想定し,液体ヘリウムの動的絶縁破壊特性およびそのメカニズムを明らかにすることができた.超伝導線(あるいは超伝導コイル)-平板電極系を液体ヘリウム中に浸漬し,クエンチ・絶縁破壊合成実験を行った.本研究によって得られた主な知見は,以下の通りである.1.超伝導線が過電流通電によってクエンチすると,ジュール発熱に伴う多量の気泡が発生し,液体ヘリウム中の高電界ギャップ空間は擾乱状態となる.このような気泡群による擾乱状態の中で,液体ヘリウムの動的絶縁破壊電圧は静的絶縁破壊電圧の20%以下にまで低下し得る.2.超伝導線のクエンチ後における気泡挙動を高速度ビデオによって光学的に観測するとともに理論的に解析した.超伝導線-平板電極系の不平等電界下では,超伝導線近傍の高電界領域の気泡に作用するグレディエント力が浮力の100倍以上となり,クエンチ後の気泡群の挙動を支配する.3.超伝導線のクエンチから動的絶縁破壊に至る過程には,msオーダーの時間遅れが存在する.不平等電界下においては,動的絶縁破壊の前駆現象として,超伝導線近傍の高電界領域に存在する気泡群中に部分放電が発生する.部分放電は気泡群の進展とともに成長した後,動的絶縁破壊に至る.4.超伝導コイル-平板電極系の動的絶縁破壊は必ずしも最短ギャップで発生するとは限らず,超伝導線-平板電極系よりも複雑な様相を呈する.また,クエンチは超伝導コイル面上を2次元的に伝搬し,ジュール発熱量が最も大きいクエンチ発生点において動的絶縁破壊が誘導される.本年度は,超伝導電力機器の実用絶縁設計において考慮すべきクエンチ時の絶縁環境を想定し,液体ヘリウムの動的絶縁破壊現象に関する基礎的特性を明らかにすることができた.超伝導線-平板電極系を液体ヘリウム中に浸漬し,クエンチ・絶縁破壊合成試験を行った.本実験により,超伝導線のクエンチが液体ヘリウムの動的絶縁破壊を誘導することを検証した.また,種々のパラメータ設定における動的絶縁破壊特性,高速度ビデオによる熱的気泡の挙動観測,クエンチ動的絶縁破壊過程における部分放電計測から,以下の知見が得られた.(1)液体ヘリウムの動的絶縁破壊電圧は,静的絶縁破壊電圧に対して最大1/(10)まで低下する.(2)クエンチ動的絶縁破壊過程において,msオーダーの時間遅れが存在する.(3)超伝導線のクエンチに伴って半径40μmの熱的気泡群が液体ヘリウム中に発生し,その挙動は超伝導線近傍の高電界領域におけるグレディエント力に支配・加速される.(4)短ギャップにおける動的絶縁破壊は,熱的気泡群がギャップ間を橋絡した時点で発生し,印加電界にのみ依存し,気泡発生量には依存しない.(5)長ギャップにおける動的絶縁破壊は,熱的気泡群が平板電極に到達・反射した後の擾乱状態の中で発生し,印加電界のみならず気泡発生量とその挙動に依存する.(6)長ギャップにおけるクエンチ動的絶縁破壊過程の時間遅れは,クエンチ後のジユ-ル発熱量によって超伝導線の諸元に依存しない統一的な評価ができる.動的絶縁破壊の前駆現象として,部分放電がクエンチ後の熱的気泡の進展とともに発生・成長した後,動的絶縁破壊に至る.超伝導コイル-平板電極系の動的絶縁破壊は,必ずしも最短ギャップで発生するとは限らず,超伝導線-平板電極系よりも複雑な様相を呈する.本年度は,昨年度に引き続き,超伝導線および超伝導コイルのクエンチに伴う液体ヘリウムの動的絶縁破壊特性とそのメカニズムに関する研究を行った.

特に,昨年度に購入したクライオスタットおよび高速度ビデオを用いて,超伝導コイルのクエンチ後における気泡挙動を2方向から観測し,動的絶縁破壊現象との位置的対応を明らかにすることができた.本年度の実験的検討によって得られた主な知見は,以下の通りである.1.超伝導線-平板電極系の電極配置をパラメータとして,液体ヘリウムの動的絶縁破壊特性に与える気泡挙動の影響について検討した.その結果,ギャップ長が小さい場合には,動的絶縁破壊電圧に対する電極配置の影響は小さく,ギャップ長の増大に伴い,不平等電界下におけるグレディエント力と浮力との相対的関係から,電極配置の影響が顕著に現れることを明らかにした.2.平等電界下における液体ヘリウムの動的絶縁破壊特定を測定し,不平等電界下における特性と比較・検討した.平等電界下では,ギャップ間の気泡中に絶縁破壊が生じると同時にギャップ間の全路破壊に至ることを明らかにした.このため,平等電界下においては,気泡中の放電開始が液体ヘリウムの動的絶縁破壊を決定し,不平等電界下よりも動的絶縁破壊電界が低下することを示した.3.超伝導コイル-平板電極系において,クエンチに伴う気泡の発生・伝搬と動的絶縁破壊との関係について検討した.クエンチは任意の位置から確率的に発生し、超伝導コイル面上を2次元的に伝搬する状況を高速度ビデオによって撮影することができた.また,クエンチ発生点におけるジュール発熱量は伝搬領域よりも大きく,動的絶縁破壊が誘導されやすいことを明らかにした.
多様な底生動物を支える塩性湿地の機能の解明：野外実験的アプローチ

塩性湿地には多くの底生動物(以下,ベントス)が生息し,様々な生態系機能を有する重要な場所であると言われている。しかし,塩性湿地がベントスの生息場(たとえば餌場や隠れ家,避難場)としてどのように機能しているのかということを直接的に検証した例はまだまったくないのが現状である。そこで本研究では,三重県の塩性湿地において,ベントスを対象とした多角的な野外実験(摂餌実験・構造物実験・捕食圧実験)を行うことによって,ベントスの生息場としての塩性湿地の機能を総合的に評価する。