hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耐久性に優れた次世代高性能ハイブリッド構造材の開発とその合理的設計法の構築

従来の主要建設材料である鋼材およびコンクリート材料を用いた構造材の品質改善や複合化を推進するとともに,21世紀の構造材料として期待される繊維強化プラスティック(FRP)などの新素材の積極的な活用を図り,耐久性に優れ,ライフサイクルコスト評価で経済性にも富んだ高性能構造材の開発とその合理的な設計・施工法を構築した.従来の主要建設材料である鋼材およびコンクリート材料を用いた構造材の品質改善や複合化を推進するとともに,21世紀の構造材料として期待される繊維強化プラスティック(FRP)などの新素材の積極的な活用を図り,耐久性に優れ,ライフサイクルコスト評価で経済性にも富んだ高性能構造材の開発とその合理的な設計・施工法を構築した.現在、世界中の先進諸国が直面する共通的課題として、20世紀中盤以降、大量に建設された各種の社会基盤構造物が老朽化し性能の陳腐化が急速的に進み、補修補強のみならず、解体・再構築の必要性が日増しに切迫していることが指摘されている。また、今後に新設される構造物の建設にあたっても、長寿命化を見据えたライフサイクルゴスト(LCC)評価に基づく工費縮減が必要不可欠との認識が社会的にも浸透しつつある。以上のような観点から、本研究では、従来の主要建設材料である鋼材およびコンクリート材料を用いた構造材の品質改善や複合化を推進するとともに、21世紀の構造材料として期待される繊維強化プラスティック(FRP)などの新素材の積極的な活用を図り、耐久性に優れ、ライフサイクルコスト評価で経済性にも富んだ高性能構造材の開発とその合理的な設計・施工法の構築を目的とした研究を実施するものである。具体的には、近年、航空・宇宙、船舶・自動車、各種レジャー用品などへの活用が著しく、土木・建築構造材への適用にも着目され始めた各種繊維プラスティック(FRP)と、従来構造材料である鋼材・コンクリート材との複合化による長期耐久性、軽量化、高強度、高靭性、経済性などに優れた高性能構造材の創生をめざす。本年度は、以下の項目について研究を実施した。■GFRP補強材の材料設計および曲げ・せん断破壊メカニズムと部材接合構造の究明(1)GFRPはり部材の曲げ・せん断試験による構造特性と破壊メカニズムの究明(2)はり部材による実験とその数値シミュレーションによる検討(3)GFRP部材の破壊シミュレーション(4)GFRP部材相互および鋼またはコンクリート部材との接合構造の究明現在、世界中の先進諸国が直面する共通的課題として、20世紀中盤以降、大量に建設された各種の社会基盤構造物が老朽化し性能の陳腐化が急速的に進み、補修補強のみならず、解体・再構築の必要性が日増しに切迫していることが指摘されている。また、今後に新設される構造物の建設にあたっても、長寿命化を見据えたライフサイクルコスト(LCC)評価に基づく工費縮減が必要不可欠との認識が社会的にも浸透しつつある。本年度は,以下の項目について研究を実施した.(1)GFRP部材接合部の屋外暴露試験による経時劣化の検討(担当:貝沼)(2)GFRP部材接合部の疲労試験による耐久性の検討(担当:日野・貝沼)(3)U型アンカー構造材の合理的接合構造とその設計強度の究明(担当:山口・園田・日野)(4)上記補強材を用いたPC部材の設計検討(担当:山口・日野)(5)FRP短繊維補強超軽量コンクリートの材料構成則の究明とFEM非線形解析(担当:園田・日野)現在、世界中の先進諸国が直面する共通的課題として、20世紀中盤以降、大量に建設された各種の社会基盤構造物が老朽化し性能の陳腐化が急速的に進み、補修補強のみならず、解体・再構築の必要性が日増しに切迫していることが指摘されている。今年度は以下の内容を実施した.

(1) FRP短繊維補強超軽量コンクリートの材料構成則の究明とFEM非線形解析(担当:園田・日野)(2) FRP短繊維補強超軽量コンクリート部材の設計耐力式の確立(担当:日野・合田)(3)ハイブリッド構造の適用対象を想定した試設計とその検討課題の抽出。(担当:日野・貝沼・山口)(4)上記、試設計した対象構造の模型試験体を用いた載荷実験と数値シミュレーションによる適用性の検討、合理的設計手法の確立。(担当:日野・園田・貝沼・山口)
表皮角化細胞のケラチン分布に対する紫外線照射の影響に関する研究

上皮細胞の中間線維であるケラチンには多くの種類が知られており,表皮角化細胞ではその分化に伴ってケラチン分布が変化する。一方、紫外線照射により角化細胞が角化異常を示すことが形態的に観察されている。われわれは、ケラチンに対する紫外線の影響を各種モノクロナ-ル抗体(PKK_2,CK8.12,KL_1など)を用いて免疫組織学的に検討した。モリモット背部に最少紅斑量(IMED)およびその3倍量(3MED)の中波長紫外線(UVB)を照射し、照射前後の皮膚を経時的に生検して凍結切片をAPAAP法にて観察した。紫外線照射皮膚では,表皮基底細胞型のケラチン(PKK_2およびCK8.12陽性)が有棘層に出現すると同時に,同部位での有棘細胞型ケラチン(KL_1陽性)の消失が認められた。紫外線照射5時間後からケラチン分布の変化が出現し、約1週間後には回復した。また,ソラレン塗布後に長波長紫外線(UVA)を照射(PUVA)した場合にもケラチン分布に同様の変化が認められたが,UVB照射とは時間的経過が異り,照射後210日の間に変化を示した。ケラチン分布がかかる変化を呈する期間は,紫外線あるいはPUVA処置によりDNA合成が促進される期間と一致する。すなわち,表皮角化細胞の増殖あるいは再生を反映する所見と考えられる。角層剥離によりDNA合成を促進させた状態でも同様のケラチン変化が認められた。以上の実験により,従来の形態的観察では確認しえなかった角化に及ぼす紫外線の作用を観察することが可能であった。
情動行動制御系における扁桃体-線条体路の形態学的解析

1、扁桃体基底外側核の吻側部に順行性標識物質であるビオチン化デキストランアミン(BDA)を注入し、線条体腹外側部におけるBDA標識終末のシナプス様態を解析した。線条体ニューロンにシナプス接合していると認められた標識終末(N=112)のうち、大部分(N=102)のものは樹状突起棘に、また少数(N=10)のものが樹状突起幹に非対称性のシナプスを形成していた。この場合、多くの樹状突起棘はミトコンドリアや神経細管を含まない短径0.5μm前後の構造物として認められたが、時には滑面小胞体から構成されるspine apparatusを含むもの、あるいは樹状突起幹と細いstalkによって連結されているものも観察された。2、基底外側核線維を受ける線条体ニューロンが黒質網様部背外側部に投射することを明らかにする目的で、BDAを扁桃体基底外側核に、コレラトキシンBサブユニット(CTb)を黒質網様部背外側部に注入し、BDA標識線維の終末野とCTb標識ニューロンの分布域が一致する線条体の腹外側部を電顕下で観察した。CTbによる標識を示す反応産物は線条体ニューロンの細胞体や樹状突起には認められたが、BDA標識終末とシナプス接合する樹状突起棘の部分には反応産物が含まれないことが多かった。このため、黒質投射ニューロンのマーカーとして知られているプレプロタキキニン(PPTA)やプレプロダイノルフイン(PPD)の抗体を用いて、基底外側核線維とPPTAあるいはPPD陽性ニューロンとのシナプス結合をさらに検索した。その結果、基底外側核線維と線条体腹外側部に見られたPPTAあるいはPPD陽性ニューロンの樹状突起棘間にシナプス形成が認められた。これらの電顕所見から、基底外側核線維は黒質網様部背外側部に投射する有棘ニューロンとシナプス結合していることが明らかになった。1、ラットにおいて、線条体顎顔面運動領域に投射する扁桃体基底外側核ニューロンの分布域を逆行性標識法を用いて検索した。線条体の腹外側部に逆行性標識物質であるコレラトキシンBサブユニット(CTb)を注入すると、扁桃体基底外側核の主に吻側部にCTb標識ニューロンの分布が見られた。2、次に扁桃体基底外側核から線条体への入力様式を順行性標識法にて解析した。1で明らかになった扁桃体基底外側核の領域に順行性標識物質であるビオチン化デキストランアミン(BDA)を注入すると、BDA標識線維および終末は線条体の吻尾にわたり主に腹側の領域に密に分布していた。3、さらに、扁桃体基底外側核から線条体を介して黒質網様部に至る経路について、同一個体で順行性標識法および逆行性標識法を併用することにより解析した。BDAを扁挑体基底外側核に、CTbを黒質網様部背外側部に注入すると、BDA標識線維の終末野とCTb標識ニューロンの分布域は線条体の腹外側部で一致していた。これらの結果に加えて、我々は黒質網様部の背外側部が顎顔面運動に関与する部位であることをすでに明らかにしている。以上のことから、扁桃体-線条体-黒質路が情動行動としての顎顔面運動の制御に深く関与していることが示唆された。現在は、扁桃体基底外側核からの投射線維と黒質網様部背外側部に投射する線条体ニューロンとのシナプス構築について、電顕的解析を進めているところである。

1、扁桃体基底外側核の吻側部に順行性標識物質であるビオチン化デキストランアミン(BDA)を注入し、線条体腹外側部におけるBDA標識終末のシナプス様態を解析した。線条体ニューロンにシナプス接合していると認められた標識終末(N=112)のうち、大部分(N=102)のものは樹状突起棘に、また少数(N=10)のものが樹状突起幹に非対称性のシナプスを形成していた。この場合、多くの樹状突起棘はミトコンドリアや神経細管を含まない短径0.5μm前後の構造物として認められたが、時には滑面小胞体から構成されるspine apparatusを含むもの、あるいは樹状突起幹と細いstalkによって連結されているものも観察された。2、基底外側核線維を受ける線条体ニューロンが黒質網様部背外側部に投射することを明らかにする目的で、BDAを扁桃体基底外側核に、コレラトキシンBサブユニット(CTb)を黒質網様部背外側部に注入し、BDA標識線維の終末野と、CTb標識ニューロンの分布域が一致する線条体の腹外側部を電顕下で観察した。CTbによる標識を示す反応産物は線条体ニューロンの細胞体や樹状突起には認められたが、BDA標識終末とシナプス接合する樹状突起棘の部分には反応産物が含まれないことが多かった。このため、黒質投射ニューロンのマーカーとして知られているプレプロタキキニン(PPTA)やプレプロダイノルフィン(PPD)の抗体を用いて、基底外側核線維とPPTAあるいはPPD陽性ニューロンとのシナプス結合をさらに検索した。その結果、基底外側核線維と線条体腹外側部に見られたPPTAあるいはPPD陽性ニューロンの樹状突起棘間にシナプス形成が認められた。これらの電顕所見から、基底外側核線維は黒質網様部背外側部に投射する有棘ニューロンとシナプス結合していることが明らかになった。
遺伝子多型を用いた競技サポートシステムの確立を目的としたアスリートコホート研究

本研究では、研究期間中に1)ACTN3遺伝子多型と競技パフォーマンスの関連性について陸上競技選手を対象として行う。2)レスリング競技選手を対象として乳酸の代謝に関連するMCT1遺伝子T1470A多型と競技パフォーマンス及び運動後の血中乳酸濃度について検討した。研究1及び研究2からACTN3遺伝子R577X多型及びMCT1遺伝子T1470A多型は競技パフォーマンスに影響する可能性が示された。これらの結果は、今後タレント発掘や個人対応型とのレーニング方法の確立に有用な情報となる。現在、大学アスリート約1200名(レスリング、体操、陸上など10種目)の唾液を採取し、その内、1100検体のDNAを抽出している。アスリートの競技実績については、オリンピックなどの国際大会出場者を含む国際レベルが約90名、全国大会出場レベルが約500名である。このうち7割は在学生であり追跡調査が可能である。対象者は、競技実績の調査や傷害調査を行なっており、今後候補遺伝子を選定し、関連性を明らかにしていく。また、対象者において250名を対象に体力測定として最大酸素摂取量、等速性膝伸展屈曲筋力、無酸素性パワー、等尺性筋力(握力、背筋力)、下肢パワー(垂直跳び、スクワットジャンプ)、柔軟性(長座体前屈)、筋持久力(上体起こし)の測定を行なっている。初年度は、ACTN3遺伝子R577X多型やMCT1遺伝子T1470A多型に着目し、研究成果について論文発表した(Kikuchi et al., Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, kikuchi et al. European Journal of Sports Science)。主に陸上競技選手を対象として、ACTN3遺伝子R577X多型と競技実績や競技特性との関連性を検討した。その結果、パワースプリント系競技選手に頻度が高いとされているRR型は、短距離選手に多くその傾向は競技実績がInternationalレベル、Nationalレベル、Regionalレベルの順にRRがたの頻度が高かった。一方、持久系競技選手はXXがたの頻度が高いもしくは関連性が認められないとされてきたが、本研究では持久系競技選手においても競技実績が高いほどRR型の頻度が高い傾向が認められており。今後は、持久系選手に関する検討を進めていく必要がある。DNAの抽出、遺伝子多型の解析ともに順調に進んでいる。学会発表及び論文発表も行った。本研究課題は、遺伝子多型と競技パフォーマンス、さらに競技パフォーマンスに影響する体力要素および損傷リスクなどのより詳細な表現型との関連性を明らかにすることであった。研究期間中では、筋力や持久力の遺伝率についてレビュー論文として投稿しScansinavian Joural of Medicine and Science in Sports誌に受理されている。また、一塩基多型に着目し、主にACTN3R577X多型、MCT1T1470A多型を中心に解析を進めた。その結果、陸上競技選手1000名以上を対象としてACTN3遺伝子R577X多型との関連性を検討した結果、競技種目の距離が短いほど(100m>10000m)RR型もしくはRX型が多いという傾向が見られた(Kikuchi et al., EJSS 2017)。また、乳酸の取り込みに関連するMCT1遺伝子T1470A多型とレスリング選手(n=199)の競技実績との関連性を検討した結果、乳酸取り込み能力が優れていると報告されて入るAA多型は、一般の対象者(n=649)比較して頻度が高かった。さらに、49名のレスリング選手を対象に、間欠的運動時の血中乳酸濃度を検討した結果、運動中の血中乳酸濃度が有意に低かった(Kikuchi et al., IJSM 2017)。これらの研究結果は、今後遺伝情報を活用した運動&#8226;トレーニング指導に応用できると考えられる。今後の推進方針については、研究計画通りに遂行する予定である。初年度の対象者のうち72名を対象としてトレーニング介入を行ない、トレーニング前後で筋力、筋肥大、有酸素能力、体脂肪率の測定を行ない、トレーニング適応に関連する候補遺伝子多型の探索を行なう予定である。トレーニング科学計上予算内で該当年度の研究活動が遂行されたため。翌年度分の助成金と合わせて、測定などで生じる消耗品費として使用する予定である。
住環境・地球環境に関連する意識と行為の家庭内外での継承に関する研究

アジェンダ21や京都会議を通じて環境問題は世界的な関心事となったが、環境に配慮したライフスタイルを確立するには一人一人の行動を変えていかなければならない。そこで本研究は環境に配慮したライフスタイルの認知度と実行度の実態を把握するとともに、環境に配慮したライフスタイルが家庭の中でどのように学習・伝達・継承されているのかを解明し、環境に配慮したライフスタイルの確立のための知見を得ることとした。本年度は平成10年から4ヵ年の継続研究の取りまとめを行った。まず平成10年度の研究では、82種類のライフスタイルの認知度と実行度のアンケート調査では認知度の平均が83.6%に対し実行度の平均が51.7%で、今後は実行へむけたPRが必要であることがわかった。情報源としてはマスコミ、自分で考えた、母が多く、マスコミの影響の大きさ明らかになった。そこで平成11年度は、データベースを用いてマスコミでの環境に関する情報量を経年的に把握したところ、ダイオキシンなどの話題性のあるものは一時的に大量に扱われるものの全体的には情報量は少なかった。そこでマスコミに対して環境問題についてのアンケートを行ったところ、どのマスコミも環境問題への関心は高いものの取り上げたいテーマは話題性のあるものに偏っていた。またホームページも作成し、インターネットの活用方策を検討した。さらに平成12年度は家庭内での情報の流れに着目し、仙台市在住の家庭の構成員全員に、環境に配慮したライフスタイルの認知と実行に関する同一のアンケート調査を行い、構成員間の相関係数を求めたところ、祖父母間に強い相関があったほか、祖父母と第一子(孫)との間にも強い相関があり、意識や行為が祖父母から孫に隔世的に伝わっていることが示された。そして、平成13年度は4年間の研究をレビューし、とりまとめを行った。目的:本研究は、環境にやさしいライフスタイルの家庭内外での継承実態を明らかにすることにより、環境にやさしいライフスタイルを次世代に引き継いでいくための知見を得ることを目的として、今年度は基礎的な研究として主に実態把握を行った。方法:1.文献調査環境関係の文献から、環境にやさしいライフスタイルについて具体的な提案のある部分を抜き出した。2.アンケート調査文献調査をもとにアンケートで取り上げるべき項目を絞り込み、環境にやさしいライフスタイルの実行度と継承性についてのアンケート調査を平成10年11月に行った。調査対象は本学生活科学科住居科学コース2年の父兄と仙台市民とし、回収数はそれぞれ136票(58.9%)、284票(30.5%)であった。結果:1.文献調査環境関係の文献から、342項目に上る環境にやさしいライフスタイルを抽出することができたが、類似項目が多く、結局80項目を抽出しアンケート用紙を作成した。2.認知率と継承率環境にやさしいライフスタイルはどの家庭でもよく知られていた。特に台所関係は母から、資源、リサイクル関係はマスコミからの継承率が高く、行政や学校教育からの継承率は低かった。3.実行度実行の有無については、どの家庭でもよく実行されていたが、手間や時間がかかるものの実行率は低くなっていた。4.家庭独自のライフスタイルアンケートに自由記述してもらったところ、日常的にもおそれぞれの家庭で工夫しており、環境にやさしく生活することは国民的な常識になっていると考えられる。今後の課題:継承率の異なる学校教育とマスコミを対象に、環境に配慮したライフスタイルがどのように教育・報道されているかを把握し、家庭、学校、行政、マスコミの役割と可能性を明らかにしていく。新聞記事における環境関連キーワードの経年変化読売新聞、河北新報のインターネット検索サービスとNICHIGAIアシストのお雑誌記事検索サービスを利用して、環境関連のキーワード436語の出現記事数の経年変化を調べたところ、1992年と1997年は非常に多く、1995年は極端に少なかった。

マスコミにおける環境意識新聞社、雑誌社計249社に対してアンケート調査により環境問題についての取り扱い方をきいたところ、関心は高いものの取り上げたいテーマは偏る傾向があった。学校教育における環境意識平成11年10月下旬に仙台市内の小学校123校を対象として、「総合的な学習」及び「住まいや環境」教育に関するアンケート調査を行った。有効回答数は75校であった。結果として、必要に応じて総合的な学習の時間へ住環境教育を取り入れることが多くの学校より支持されていた。その際、外部講師の重要性が指摘されており、今後は行政との連携の中で、資金の工面や人材の確保、ボランティア団体の有効活用などについて検討を行う必要がある。1.目的:本年度は家族の構成員間の相関性を四分点相関係数を用いて把握することにより、家庭内でのライフスタイルの継承性を明らかにするとともに学校教育における環境学習の実態を把握した。2.課題と方法:(1).家庭における環境に配慮したライフスタイルの家族間の相関性仙台市に居住する家庭の各構成員を対象に環境に配慮したライフスタイルの認識と実行についてのアンケート調査を実施した。対象となるライフスタイルとして17項目を選定したが、この選定にあたっては、一昨年と昨年収集した調査結果をクラスター分析し、同一クラスターに調査項目が集中しないように配慮した。調査対象は仙台市内の9箇所の住宅地とし、800世帯にアンケートを直接配布し、郵送で回収した。9箇所の住宅地は年代や立地が偏らないように配慮した。回収数は349票で回収率は43.6%であった。アンケート調査をもとに家族の構成員ごとの環境に配慮したライフスタイルの認識率、実行率を求め、家族の構成員同士で相関があるのかを四分点相関係数を算出して比較した。(2)学校教育における環境教育仙台市内の小中学校で使用されている教科書副読本を収集し、住環境や自然環境に関するキーワードを抜き出して学習内容の分類を行なった。結果:(1).構成員間の相関性ライフスタイルの四分点相関係数を求めたところ「認識」では祖父-祖母、祖母-長子、祖父-長子間で相関係数が高く、父-母や母-長子、次子-他の構成員での相関係数は低かった。「実行」では祖父-祖母、父-祖父、長子-次子で相関係数が高く、祖母-次子、祖父-次子、祖母-父での相関係数が低かった。相関係数がマイナスとなったのは祖母-次子だけだった。(2).学校教育学習内容は偏り、知識の伝達にとどまる傾向が見られた。特に小学校高学年における実践的な学習が減少していることが明らかとなった。そこで、小学校高学年を対象に、各教科に分散されている学習内容を集約し、さらに掘り下げて学べるような実践的な教材「50年後の未来のまちづくり」の試作を行った。アジェンダ21や京都会議を通じて環境問題は世界的な関心事となったが、環境に配慮したライフスタイルを確立するには一人一人の行動を変えていかなければならない。
癌形質の発現機構

癌化シグナルの細胞内伝達経路、癌化に伴う足場非依存性増殖能の獲得機構、更に染色体異常の発生機構を探るために、増殖因子によって可逆的に癌化されるNRKラット繊維芽細胞及びその変異株の解析と動物細胞のG2期細胞周期制御遺伝子の単離解析を進めている。今年度の成果としては、まず、NRK細胞にcーrafー1のantisense RNAを発現させ、Rafー1キナ-ゼの産生が大幅に減少したNRK細胞株の樹立に成功した。この細胞株は、通常の条件での増殖能、増殖因子に対する足場依存性増殖開始反応は、親株のNRKと殆んど差がないものの、EGFとTGFーβ並びにPDGFとTGFーβによる癌化やvーerbB,vーfms,vーsrc,vーmos,vーras,vーfos,SV40T,polyomavirns mTによる癌化に対して、感受性が著しく低下していることが判明した。一方,用いたcーrafー1 antisense RNAと配列が重複しないvーrafやadenovirus E1Aに対しては、感受性の低下は認められなかった。この結果は、以前NRK変異株を用いて明かとなった細胞内癌化シグナルの伝達経路と種々の発癌遺伝子の作用点と極めてよく一致し,Rafー1蛋白燐酸化酵素がEGFとPDGFの共通の癌化シグナルカスケ-ドの構成因子であることを強く示唆している。一方、動物細胞のG2期の正の制御遺伝子として、すでに報告したcde25のホモロ-グ(CDC25Hu2)とこれまでに単離されたCDC25Hとは異なる第三のcdc25ホモロ-グ(CDC25Hu3)と,負の制御遺伝子である分裂酵母のwee1遺伝子に対応する、ヒト及びラットの遺伝子の単離に成功した。この結果、高等動物のG2期制御機構は、分裂酵母のそれと類似し,cdc2キナ-ゼを抑制するwee1を活性化するcdc25によって制御されていることが判明した。癌細胞では、CDC25Hu2の過剰発現とともに、cdc2,weelなどのG2期制御遺伝子の広範な発現異常が認められた。分裂酵母では、cdc25を中心としたG2期制御遺伝子の発現異常によって染色体の分配異常が起こることから、癌細胞で少なくとも一部は同様の機構で染色体異常が誘発されている可能性が明かとなった。
地方環境税導入のための効率的な意思決定支援手法の研究

本年度実施した研究の概要は、以下の3点に集約できる。第1に、表明選好法であるコンジョイント分析及びCVMについて、便益移転手法確立のための手法上の改良を行った。第2に、回避支出法とコンジョイント分析を同時に実施し、収束的妥当性について詳細な検証を行った。第3に、地方環境税の便益評価にコンジョイント分析を実施する際に重要な点である属性と水準の伝達方法について検証した。1.森林環境税を対象として、便益移転手法の確立に向けての実証分析を行った。従来は、WTPについて非重複基準による検定を行うことが一般的であったが、精度の高いコンボリューションを用いて便益移転可能性の検証を行った。さらに、スケール・パラメータ比を考慮した尤度比検定を用いることにより同等性の検証を行い、便益移転可能性を検証した。水質改善を対象としてコンジョイント分析と回避支出法を適用し、収束的妥当性の検証を行った。コンジョイント分析と比較すると、回避支出法はモデルの当てはまりが良好であるが、係数推定値の安定性が低く、モデル構築時の柔軟性が低い。コンボリューションを用いると、残留塩素についての限界支払い意志額の同等性が棄却されたが、非重複基準を用いた場合には棄却されないことが明らかとなった。3.環境税を用いた公園緑地整備について、横浜市民を対象としてグラフィカル情報とテキスト情報を組み合わせてコンジョイント分析を行った。その結果、公園緑地については、利用者の社会経済変数によってグルーピングすることにより、グループごとに特徴的なパラメータ値が得られることが、潜在クラス分析によって明らかとなった。また、森林保全による花粉症対策について、患者数削減パターンと飛散量削減パターンの差違を検証した結果、直接的な飛散量削減対策に対する評価が高いことが明らかとなった。本年度は、地方環境税を題材とした便益移転を行うためのデータ収集及び移転手法の開発を行うことを目的として研究を実施した。森林保全を対象とした地方環境税について、2003年に導入された高知県、2004年に導入された岡山県、そして2005年に導入される鳥取県の3県を対象として、表明選好法(CVM及びコンジョイント分析)によるWTP評価のためのアンケート調査を2004年12月に実施した。標本は高知県(高知市・大豊町)、岡山県(岡山市・加茂町)、鳥取県(鳥取市・智頭町)の選挙人名簿から各200人を無作為抽出し、各16人に対して予備調査を実施した後、残りの各184人(計1104人)にアンケート票を発送した。回収率は45%であった。CVMによる分析結果においては、3県の中で最も早く森林環境税を導入した高知県においてWTPが最も高く、また環境税に対する認識度合いも高いことが明らかとなった。CVMによって得られたWTPをもとに便益移転を実施した結果、同一県内の市町村においては便益移転が可能であるが、異なる県同士の組み合わせにおいては便益移転が不可能となるケースのあることが明らかとなった。CVMだけではなくコンジョイント分析を用いた便益移転についても同様の結果が得られた。ここでのCVM及びコンジョイント分析の便益移転可能性の検証には、信頼区間のオーバーラップに基づく手法を使用した。しかしながら、さらに精度の高い便益移転手法の開発を目的として、コンボリューション手法等の改良を実施し、オーバーラップ手法との比較を実施している。ランダム・パラメータ・ロジットモデルや潜在クラス分析等のモデル改良を実施し、便益移転可能性について比較分析を行っている。また、アンケート調査において私的財への防御支出に関する情報を得ていることから、回避支出法によるWTP評価結果についても便益移転可能性を検証することを目的としてモデルを改良している。本年度は、地方環境税等を題材とした便益移転手法に改良を加えるとともに、追加的にCVM調査及びオークション実験、回避支出法による分析を実施した。2004年度に実施した高知県と岡山県、鳥取県の3県を対象とした表明選好法(CVM及びコンジョイント分析)によるWTP評価のためのアンケート調査結果を分析した。昨年度の分析に適用したWTPの点推定値と信頼区間に基づくオーバーラップ・クライテリア手法よりも精度の高い手法であるコンボリューションズ手法により便益移転可能性を検証した。その結果、地方環境税導入後一定の期間を経過している高知県にのみ特異な結果が得られており、WTPには税導入のアナウンス効果が影響していることを明らかにした。また、2006年度より税が導入される滋賀県において調査を実施したところ、他3県よりも有意に低い結果が得られた。このことから、地域の森林資源賦存量や水源としての重要性等に関する認識の差違もWTPに影響するのではないかとのことが示唆された。便益移転を実施する際に考慮すべき外生的要因と内生的要因について明らかとなった。また、水道水利用に関しては、ミネラルウォーターや浄水器への回避支出に基づく便益評価手法とコンジョイント分析に関する調査を実施した。その結果、回避支出法は実際の消費者データに基づき、豊富な情報量を提供してくれるものの、多様な消費者行動を把握するための分析モデルの開発が必要であり、コンジョイント分析の方が頑健な結果を提供することが、現在までの分析結果から判明した。さらに、不特定多数への郵送アンケート調査ではなく、少数(10名前後)の被験者を1カ所に集め、WTPに関するオークション実験を実施し、便益移転への利用可能性について検討した。オークション実験及び回避支出法を適用した便益移転手法の開発を行っている。

本年度実施した研究の概要は、以下の3点に集約できる。第1に、表明選好法であるコンジョイント分析及びCVMについて、便益移転手法確立のための手法上の改良を行った。第2に、回避支出法とコンジョイント分析を同時に実施し、収束的妥当性について詳細な検証を行った。第3に、地方環境税の便益評価にコンジョイント分析を実施する際に重要な点である属性と水準の伝達方法について検証した。1.森林環境税を対象として、便益移転手法の確立に向けての実証分析を行った。従来は、WTPについて非重複基準による検定を行うことが一般的であったが、精度の高いコンボリューションを用いて便益移転可能性の検証を行った。さらに、スケール・パラメータ比を考慮した尤度比検定を用いることにより同等性の検証を行い、便益移転可能性を検証した。水質改善を対象としてコンジョイント分析と回避支出法を適用し、収束的妥当性の検証を行った。コンジョイント分析と比較すると、回避支出法はモデルの当てはまりが良好であるが、係数推定値の安定性が低く、モデル構築時の柔軟性が低い。コンボリューションを用いると、残留塩素についての限界支払い意志額の同等性が棄却されたが、非重複基準を用いた場合には棄却されないことが明らかとなった。3.環境税を用いた公園緑地整備について、横浜市民を対象としてグラフィカル情報とテキスト情報を組み合わせてコンジョイント分析を行った。その結果、公園緑地については、利用者の社会経済変数によってグルーピングすることにより、グループごとに特徴的なパラメータ値が得られることが、潜在クラス分析によって明らかとなった。また、森林保全による花粉症対策について、患者数削減パターンと飛散量削減パターンの差違を検証した結果、直接的な飛散量削減対策に対する評価が高いことが明らかとなった。
核融合へ適用の為の傾斜機能化材料設計

核融合炉第一壁構造材に対しプロズマ対向マテリアルとしての高Z材をコーティングする必要があるが、それは熱膨張率、熱伝導度の異なる異材接合であることから、次の3点が重要問題となる。本研究では、高Z材の濃度勾配を与えた傾斜化材料(FGM)を2種類の方法で作成し、熱履歴においてどのような問題点が発生するか検討した。(1)炉の運転・停止に伴う壁温度の昇降による熱応力の発生と熱疲労の蓄積による接合界面の剥離。(2)コーテイング材と基盤材のボイドスエリング率の違いにより界面接合の弱体及び界面剥離。(3)高温中性子照射下では照射誘起拡散効果により、脆い界面化合物が形成され、接合界面の靭性劣化。(1)基盤材(SUS316)の粉末と高Z材(ここではタングステン(W)とする)粉末の混合比を変化させながら、プラズマ溶射によりW濃度を変化させながらコーテイングする。(2)SUS316基盤材とWとの間の熱膨張率の相違を緩和し、且つ、その基盤材とWとの直接の接合によりFe_3W_2、Laves相等の金属間化合物の形成を抑制する適当なインサートフォイル材を挿入した積層材料ホットプレスにより作成する。(1)薄板積層型FGMを作成する為には高温でのホットプレスが必須であるが、その高温加熱時にはW中へのNiの拡散侵入が著しく、W結晶粒の粗大化と脆化を抑制することが出来ず、また、薄板状の脆いNi-Ti金属間化合物形成が著しいことが明らかになり、最適のインサート材の選択においても、核融合炉第一壁用傾斜機能材を薄板積層型FGMで開発することは非常に難しいことが明らかになった。(2)プラズマ溶射法により、SUS316L-W系の非常に健全なFGM材を作成することが出来た。しかし、1473Kでのホットプレス後の冷却時に発生する熱応力によりW rich zoneに大きなクラックが発生した。核融合炉の第一壁では、そのような高い温度への加熱とその後の冷却はないので、クラック発生の問題はないと考えられるが、より信頼性の高いプラズマ溶射FGMの開発の為には、熱応力に起因するクラック形成挙動を詳細に解明する必要があることが明らかになった。SUS410,316Lを基盤材とし、プラズマ対向マテリアルとして高Z材のタングステンをコーティングした試料を作成する一手法として、ホットプレス法を用い、次の3種の試料、(1)SUS410,316LとWとを積層させた試料、(2)SUS410,316LとWとの反応によるラーベス相形成を抑制する目的で、界面にNiフォイルを挟んだ試料、(3)Ni-W間にNiとWの熱膨張率の中間の値を持つTiフォイルを挟んだ試料を作成した。

(1)のSUS410,316L-W系試料では1100°Cでのホットプレス時に界面にζ相が形成され、ζ相内あるいはW-ζ相間のクラック形成により材料強度は非常に弱められた。(2)のSUS410,316L-Ni-W系試料においても、Ni-Wにおいて、Niリッチの金属間化合物が形成され、その内部でのクラック形成により材料強度は弱められた。(3)のSUS410,316L-Ni-Ti-W系試料においては、Ti-W界面には金属間化合物は形成されていないが、Ni,がTiフォイルを通過し、更に、W中に拡散しWの脆化を促進したためか、W相内にクラックが形成され、やはり材料強度は弱められている。このように積層型の傾斜機能化材料では最弱の脆化相で材料強度が著しく弱められる為、核融合炉第一壁構造用傾斜機能化材料として適当でないことが明らかになった。研究の次の段階としては、プラズマ溶射によるW濃度傾斜化第一壁構造材料を作成し、異相界面構造を解明し、また、その材料強度を高め、核融合炉第一壁構造材料の特性を満たすことが重要と考えられる。核融合合炉第一壁構造材に対しプロズマ対向マテリアルとしての高Z材をコーテイングする必要があるが、それは熱膨張率、熱伝導度の異なる異材接合であることから、次の3点が重要問題となる。本研究では、高Z材の濃度匂配を与えた傾斜化材料を2種類の方法で作成し、熱履歴においてどのような問題点が発生するか検討した。(1)炉の運転・停止に伴う壁温度の昇降による熱応力の発生と熱疲労の蓄積による接合界面の剥離。(2)コーテイング材と基盤材のボイドスエリング率の違いにより界面接合の弱体及び界面剥離。(3)高温中性子照射下では照射誘起拡散効果により、脆い界面化合物が形成され、接合界面の靱性劣化。第一壁傾斜機能化構造材料の作成方法には、次の2種が考えられるが、本研究では両者の手法を用い傾斜化材料を作成した。(1)基盤材(SUS316)の粉末と高Z材(ここではタングステン(W)とする)粉末の混合比を変化させながら、プラズマ溶射によりW濃度を変化させながらコーテイングする。(2)SUS316基盤材とWとの間の熱膨張率の相違を緩和し、且つ、その基盤材とWとの直接の接合によりFe_3W_2、Laves相等の金属間化合物の形成を抑制する適当なインサートフォイル材を挿入した積層材料ホットプレスにより作成する。(2)の手法では高温ホットプレス時にW,Ni,Ti,Fe原子の拡散と脆い化合物の形成が著しく傾斜機能材料作成は不適合と判断された。一方、プラズマ溶射法により所定のW濃度匂配を持つ健全な傾斜材料を作成することが出来た。しかし、1100°Cまでの加熱冷却時に発生する熱応力によりW富化ゾーンにクラックが形成されることが観察され、今後、W濃度匂配の最適設計が必要であることがに明らかになった。
唾液分泌障害に対するレスベラトロールの効果の検討

レスベラトロールの摂取による唾液分泌促進効果を検討すると共に糖や脂質の代謝改善が認められるかについて、シェーグレン症候群罹患者9名を対象に二重盲検比較試験を用い検討した。1日に300mgを摂取した結果、摂取前に比較して摂取することにより唾液分泌量は増加傾向を示したが、プラセボ群においては唾液分泌量に差を認めなかった。加えて、ホモシステイン、HbA1c、IL-6は有意差をもって減少したが、LDL-CやPWVは明らかな増加を示した。加齢や様々な要因により発症する口腔乾燥症(ドライマウス)は、唾液分泌量の低下と共に続発症として舌炎、口角炎、味覚異常などを呈し高齢者のQOL(Quality of Life)を著しく低下させる。ドライマウスの詳細な成立機序は不明であるが、本症の病的背景として生活習慣病に起因することが当外来の統計学的解析により推察されている。一方、近年の老化研究のトピックスとしてSirt1分子の制御は哺乳類の寿命延長効果を示すことが示唆されている。Sirt1を活性化する抗酸化物質であるレスベラトロールは加齢に伴い発症する疾患など多種多様に作用することが報告され、特にインスリンの分泌機能を改善することが報告されていることから、ドライマウスモデルマウスであるNODマウスにレスベラトロールを投与した結果、投与群において非投与群と比較して唾液分泌量が増加した。これらの結果を基に昨年度はドライマウス罹患者5名に200mg/日のレスベラトロールを摂取させた結果、摂取前と比較して摂取後は唾液分泌量の有意な差を認めず、脂質酸化ストレスマーカーMDA、HDL-C、コルチゾール値に改善傾向を認めた。今年度は摂取する量を増加し300mg/日をシェーグレン症候群罹患者9名に1ヶ月間クロスオーバーダブルブラインドテストにて摂取させた結果、唾液分泌量は1.09g/2minから1.21g/2minと増加傾向を示した。一方、プラセボを摂取した群では唾液分泌量は減少傾向を示した。加えて、血液検査項目のホモシステイン、HbA1c、IL-6は有意に減少したことより糖・脂質代謝、炎症に改善傾向を認め、LDL-C、PWVは有意に増加を認めた。これらのことより、既に論文で報告されている糖・脂質代謝の改善は今回の研究でも認められ、唾液の分泌も改善することが示された。最終年度は高レスベラトロールの摂取による唾液分泌促進効果を検討すると共に、レスベラトロールの作用として知られている糖や脂質の代謝に改善が認められるかについても検討した。対象はシェーグレン症候群罹患者9名、二重盲検比較試験を用いて研究した。レスベラトロールは1カプセルに76mg、1日に300mgを摂取し、測定項目は抗SS-抗体、抗SS-B抗体、抗核抗体、IgG、アミラーゼ、IL-6、血算8種、酸化ストレスマーカー、PWV(Pulse Wave Velocity)、糖代謝、脂質代謝、LDL-Cなどの検査と問診票により摂取前後ならびにプラセボ摂取との比較検討をした。その結果、含有サプリメント摂取群では摂取前に比較して摂取することにより唾液分泌量は増加傾向を示したが、プラセボサプリメント摂取することでは唾液分泌量に差を認めなかった。加えて、ホモシステイン、HbA1c、IL-6は有意差をもって減少したが、LDL-CやPWVは明らかに増加した。Sirt1を活性化する因子としてポリフェノール類の一種であるレスベラトロールの効果は加齢に伴い発症する疾患など多種多様に作用することが報告され、特にインスリンの分泌機能を改善することが報告されていることから、ドライマウスモデルのNODマウスをレスベラトロール投与した群と投与しない群に分類した結果、投与群において唾液分泌量の減少を抑制しただけでなく増加を認め、加えて唾液腺でのSirt1の活性は非摂取群と比較して摂取群で増加を示した。これらの結果をもとにドライマウス罹患者5名(平均年齢65.6歳)が、200mg/日(総ポリフェノールとして1200mg)のレスベラトロールを摂取し、摂取前後の唾液分泌量、糖・脂質代謝ならびに酸化ストレスマーカーを測定した。結果は、摂取後の唾液分泌量には明らかな差を認めなかったが、動脈硬化の形成・進展に関与している酸化ストレスマーカーであるMDA(酸化LDL)、脂質代謝に関係するHDL-Cや、炎症マーカーであるコルチゾール値に改善傾向を認めた。当初の研究計画通りに動物実験、低濃度の摂取、高濃度の摂取を実施し研究成果を得ている。

マウスを使用した基礎データやドライマウスに罹患している人(5名)を対象にした臨床研究を実施したことから、昨年度までの進捗状況は良好と考える。当初の研究計画通りに動物実験、低濃度の摂取、高濃度の摂取を実施し研究成果を得ているため、計画通りにデータ解析を実施する予定である。昨年度の臨床研究は対象者が5名という小規模であったこと、ならびに摂取したレスベラトロールは論文報告されている摂取量と比較すると低用量であったことより、今年度は対象者の人数を増加し、高用量の試みとして摂取量を増やしてレスベラトロール摂取することによる唾液分泌量、酸化ストレスマーカー、糖や脂質代謝の変化などを検討する予定である。加えて、最近得た知見では、ダイオキシン類にも関与していることより、新たな検討項目としての候補も考えている。今年度は最終年度のため、詳細な統計処理を実施する予定のため、データの入力や統計処理を行う。昨年度の研究は臨床研究の規模が予定していたより小さく、少人数を対象とした研究となったため実支出が予定額より少なくなった。今年度は臨床研究の規模を大きくするため、昨年度未使用となった研究費ならびに今年度申請した研究費の多くを、使用する試薬や人件費として費やされる予定である。
ヒトにおけるH19ゲノム刷り込み機構の解明

ゲノム刷り込み機構解明の一環として、H19 biallelic expressionを示す絨毛とmonoallelic expressionを示す絨毛を利用して、functional imprintingの確立に重要なトランスの因子(恐らく転写抑制因子)を単離することを本研究の目的とした。遺伝子単離に着手する前に、ストラテジーの基となった仮定の確からしさを検討する目的で、H19遺伝子領域のシスの変化(メチレーション)を解析し以下の知見を得た。1.ヒトH19の父親由来アレル特異的発現の基礎となると考えられているプロモーター領域及びそのすぐ上流は胎盤では低メチル化の状態で、この考えを否定した。2.代わりに、H19転写開始点より2kb上流から3.5kb上流にわたって50%メチレーションを示す部位を見いだした。3.独自に見いだした多型を用いて、この領域のメチル化が父親由来アレル特異的であることを確認した。4.また、このメチル化はsperm DNAにも存在し、paterna-specific imprintの候補となり得ると考えられた。5.一次構造決定により、この部位は400bpを単位とする3.5回繰り返しから成る特徴的繰り返し構造をとっていた。6.マウスで同定されているpaternal-specific imprintを受ける領域の配列とhomologyを示さなかった。以上の知見はH19 expressionのbiallelicからmonoallelicへのswitchingがシスの変化よりむしろトランスの変化によってよく説明されることを支持するとともに、インプリンティングのメカニズムおよびその進化的側面を考察する上での重要な示唆を含む。
耐熱傾斜機能材料の熱衝撃疲労特性に関するx線的研究

本研究は表面改質技術の一つである溶射皮膜をレーザ溶射法およびプラズマ溶射法により作成し,機械的負荷,熱的負荷および熱衝撃などで皮膜中に生じる応力をX線応力測定法により評価し,その応力挙動の一端を実験的に明らかにしたものである.溶射皮膜にはその溶射材の種類により金属溶射皮膜とセラミック皮膜に大別される.金属皮膜としてはアルミニウムおよびステンレス鋼を選び,セラミック皮膜としてはNiAlからアルミナへ組成を傾斜させた膜およびTiN皮膜を用意した.まず,レーザ溶射法によって作成された金属皮膜に対して加熱冷却後の残留応力状態について表面および表面下の残留応力を測定した.また,セラミック溶射皮膜および金属とセラミックが混合された皮膜について研削加工層の残留応力形成,さらに,曲げ負荷とX線的格子ひずみとの対応関係を求めた.また,金属皮膜とセラミック皮膜に熱負荷を与えて,加熱冷却の過程で皮膜/基材の熱膨張に起因する熱応力のその場測定を行った.さらに,TiN皮膜に対してレーザ熱衝撃を与え,水冷後の残留応力の測定を行った.金属皮膜については機械的負荷,熱的負荷に対してX線的格子ひずみは定性的にはバルク材と同様に相応の対応を示すが,アルミナ皮膜ではその微視的な構造の不連続性により,いずれの負荷に対してもX線的格子ひずみは顕著な反応は認められなかった.レーザにより熱衝撃を与えたTiN膜は初期の引張残留応力が圧縮側に移行した.有限要素法などで溶射皮膜の応力を評価する場合,とくにセラミック系皮膜の場合,皮膜の微視的な構造に対する知識を持つことが重要であることが明らかになった.本研究は表面改質技術の一つである溶射皮膜をレーザ溶射法およびプラズマ溶射法により作成し,機械的負荷,熱的負荷および熱衝撃などで皮膜中に生じる応力をX線応力測定法により評価し,その応力挙動の一端を実験的に明らかにしたものである.溶射皮膜にはその溶射材の種類により金属溶射皮膜とセラミック皮膜に大別される.金属皮膜としてはアルミニウムおよびステンレス鋼を選び,セラミック皮膜としてはNiAlからアルミナへ組成を傾斜させた膜およびTiN皮膜を用意した.まず,レーザ溶射法によって作成された金属皮膜に対して加熱冷却後の残留応力状態について表面および表面下の残留応力を測定した.また,セラミック溶射皮膜および金属とセラミックが混合された皮膜について研削加工層の残留応力形成,さらに,曲げ負荷とX線的格子ひずみとの対応関係を求めた.また,金属皮膜とセラミック皮膜に熱負荷を与えて,加熱冷却の過程で皮膜/基材の熱膨張に起因する熱応力のその場測定を行った.さらに,TiN皮膜に対してレーザ熱衝撃を与え,水冷後の残留応力の測定を行った.金属皮膜については機械的負荷,熱的負荷に対してX線的格子ひずみは定性的にはバルク材と同様に相応の対応を示すが,アルミナ皮膜ではその微視的な構造の不連続性により,いずれの負荷に対してもX線的格子ひずみは顕著な反応は認められなかった.レーザにより熱衝撃を与えたTiN膜は初期の引張残留応力が圧縮側に移行した.有限要素法などで溶射皮膜の応力を評価する場合,とくにセラミック系皮膜の場合,皮膜の微視的な構造に対する知識を持つことが重要であることが明らかになった.X線法の特徴を生かして,レーザ溶射,プラズマ溶射等で形成される耐熱傾斜機能材料の残留応力を観察し,積層化条件が傾斜機能膜の残留応力に及ぼす影響を解明し,また,高温からの急冷およびレーザビームによる熱衝撃試験により,積層化条件,残留応力,熱衝撃疲労特性の関連性を調べ,X線応力測定法による耐熱傾斜機能材料の評価技術の確立を目的としている.同時に,有限要素法を用いて空隙などの欠陥が存在する溶射膜の残留応力を解析する方法を確立することが課題である.平成6年度の研究は鉄鋼基板上にレーザ溶射したNiCrからAl_2O_3に変化する積層膜において,溶射膜のX線応力測定上の問題点を見出すことを主眼においた.セラミック系溶射膜の場合は空隙の存在,各溶射粒子間の密着性などにより膜自体が不連続であり,膜としての力学的特性を保有しないことなど,X線的に測定された応力の評価をどのようにすべきか十分考慮することが必要であることが明らかになり,次年度に残された課題となった.一方,有限要素法を用いて溶射膜の残留応力の解析手法を確立することを試みている.まず,2次元軸対称問題として単一溶射層連続体モデルを仮定し,熱サイクルをかけた場合の溶射膜の熱応力変動を解析した.さらに,次の段階として,本科学研究費補助金で購入したワークステーションを用いて積層膜の残留応力の解析を進めているところである.

現在まだ公表できる結果を得ていないが,溶射層のような空隙の多い不連続体に対するモデルを検討中であり,適切な解答が得られるよう努力している.積層化溶射被覆材の熱負荷による熱応力挙動あるいは残留応力挙動を調べた.実験材料としてはレーザ溶射により作成したアルミニウム,ステンレス鋼皮膜およびプラズマ溶射によってTiAlからAl_2O_3に傾斜組成させた皮膜,さらに,レーザ溶射によるTiN皮膜を対象とした.アルミニウムおよびステンレス鋼皮膜に対しては高温加熱徐冷却および高温加熱急冷却を行い,皮膜の残留応力を測定した.金属皮膜の残留応力挙動に対しては傾向としては基材と皮膜との熱膨張差による生成機構でほぼ説明が可能であった.TiAlからAl_2O_3への傾斜組成皮膜については弾性負荷に対するX線的格子ひずみの応答特性,さらに,研削加工による残留格子ひずみの測定を行い,また,熱サイクルを負荷して高温時の熱応力その場測定を行った.セラミック皮膜はその微視的構造が不連続であることが原因して,いずれの処理に対しても応力の変化はほとんどなかった.TiN皮膜についてはレーザビーム照射による熱衝撃試験を行い,皮膜に繰り返し熱衝撃を負荷して残留応力の変化を調べた.溶射後引張残留応力を有していた皮膜はレーザビーム照射により圧縮残留応力状態に移行した.溶射膜特有の微細構造を考慮したモデルを使って,熱サイクルを与えた状態での熱応力変化を有限要素法により計算した.この結果,アルミニウム皮膜,低炭素鋼皮膜に対しては実験結果と定量的にほぼ一致する解を得ることができた.
東北地方の土壌中における放射性同位体の分布、存在形態及び除去技術の開発

2011年の東日本大震災伴う東京電力福島第一原発の事故により大気中、水中、及び土壌中に多種多様な放射性物質が拡散された。それらのうち、U-235やU-238のようなα線核種については一般的に半減期が非常に長く、モニタリングの必要性に比して十分な分析が進んでいないのが現状であった。前記のような土壌中の長寿命核種の定量には酸溶解の後にICP-MSを用いる手法が非常に有効であり、本研究では簡便な手法として加熱酸分解により土壌中のターゲットとなる核種の抽出を行い、その精度等を比較することを目的とした。その結果、先行研究と比較しても遜色のない精度で上記α線核種を定量することが可能であることが示唆された。2011年3月11日に発生した東日本大震災に付随して起こった東京電力福島第一原子力発電所の全電源喪失によって土壌中に拡散をされた放射性物質のうち、I-131、Cs-134、及びCs-137といったγ線核種はγ線スペクトロメトリーにて比較的容易に検出及び定量が可能である一方で、Sr-90のようなβ線核種、及びU-235のようなα線核種においては前処理などに時間を要する為、多量の検体に対応することが難しい。そこで本研究においては主に東北地方にて採取した土壌試料について、二重収束型の質量分析計の採用により非常に高い感度を有する高周波誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-SFMS)によってこれらの放射性物質を高感度に検出することを試みた。また、これらの放射性物質について酸洗浄による除去を念頭に置いた希酸への溶出挙動の解明を試みた。上記の放射性物質のうち主要なα線核種である放射性ウランについて、その簡易的な定量はマイクロウェーブ加熱加圧酸分解と四極重型の高周波誘導結合質量分析法の組み合わせによって迅速性と定量性を両立させた手法が既に報告をされているが、本法においてはマイクロウェーブ加熱加圧酸分解の代替としてより簡便なホットプレート加熱酸分解を用いて抽出を行い、これを前述のICP-SFMSと組み合わせることで高い正確度と精度を両立した放射性ウランの定量を行うことが可能となった。また、γ線核種であるCs-134及びCs-137についてはBa-134及びBa-137が質量干渉を起こすため、陽イオン交換膜を用いた分離操作などを行った上での精密定量を現在試行中であるが、元来の濃度が非常に希薄であるため高感度検出には至っておらず、引き続きこれらの検出を試みる予定である。2011年の東日本大震災、及びそれに伴う東京電力福島第一原発の事故により大気中、水中、及び土壌中に多種多様な放射性物質が拡散された。それらのうち、γ線核種についてはスペクトロメトリーなどにより迅速かつ継続的なモニタリングが行われている一方で、U-235等のα線核種については一般的に半減期が非常に長く、モニタリングの必要性に比して十分な分析が進んでいないのが現状である。前記のような土壌中の長寿命核種の定量には酸溶解の後にICP-MSを用いる手法が非常に有効であり、高貝らはその取扱いに規制を受ける放射性核種の標準溶液を用いない土壌中のU-235及びU-238の定量手法を報告している。この手法ではマイクロウェーブ加熱加圧酸分解法を用いて試料表土の分解を行っているが、本報告ではより簡便な手法としてホットプレートを用いた加熱酸分解により土壌中のターゲットとなる核種の抽出を行い、その精度等を比較することを目的とした。土壌採取は南東北地方の広域な範囲を中心に行い、土壌表面から2cm程度の土壌を、その場に存在した砂礫や腐葉土と共に回収をし、プラスチックボトルに100g前後の量を回収した。また、バリデーションを行うための試料として、産業技術総合研究所にて配布をしている岩石標準試料15種を中心に準備した。それぞれの試料を0.1g前後秤量し、PTFE製のビーカーに移した後に濃硝酸と過酸化水素水を体積比5:1で混合した混酸を10mL添加し、混酸の温度が120°C程度になるようにホットプレートで2時間加熱した。それらの溶液を濾過した後に100mLに定容し、ICP-SFMSにてU235, U238等の濃度を測定した。その結果、本法においてはU-235及びU-238の測定結果について、先行研究と遜色のない繰り返し精度が簡便に得られることが明らかとなった。環境科学、リサイクル研究実績の概要についてはα線核種の検出に対しては比較的良好な結果が得られた。すなわち、主に東北地方にて採取した土壌試料中の放射性ウランについてホットプレート加熱酸分解による抽出後にICP-SFMSを用いた測定により高感度かつ良好な精度にて定量を行うことが可能であった。