hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
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

一方で、γ線核種については土壌中に存在する絶対量が非常に希薄である上に、試料中に普遍的に存在するBa-134及びBa-137による質量干渉の影響を排除することが困難であったため、現段階においてはその直接検出には至っていない。加えて、昨年末の段階で主要な測定に用いていた弊所で所有するICP-SFMSが内蔵する高周波電源のうちマッチングボックスが故障したため、以降研究の進捗が滞っている状態である。この修復は現在(2014年4月21日時点)進行中であり、近日中には装置の復旧が図られる見通しであるため、引き続き前述の高感度検出に取り組む予定である。今年度は土壌試料中の放射性ウランについてその簡易的な定量を試行したが、本年度は更に放射性のプルトニウムに関しても定量を試み、また日本分析化学会より購入済の土壌放射能標準物質を用いてバリデーションを行う予定である。また、研究実績の概要に記載の通りCs-134及びCs-137についても引き続き直接検出を試みる予定である。これらの検出を試みると同時に、希酸による抽出を試みるべく、酸の種類、抽出温度、抽出時間、液固比等をパラメータとして、土壌試料中の放射性物質の希酸中への溶出挙動について、サンプリング地点の差異と共にその解明を行う予定である。今年度は前述のICP-SFMSの電源系統のトラブルにより実験の進捗状況が遅れ学会報告などができない状況となったが、本年度においては研究代表者が所属をしている廃棄物資源循環学会等を中心に、上記の抽出条件の変化による溶出挙動についての研究報告及び論文執筆に取り組む予定である。前述の進捗状況にも記載の通り、昨年末に測定に用いていたICP-SFMSの高周波電源のマッチングボックスが故障をしたため、修理完了の時期及びそれまでに必要な消耗品の量を正確に見通すことができなかったため。直接経費分として生じた次年度使用額31,333円円については、平成26年度請求額と合わせて、ICP-SFMSの測定時に使用するアルゴンガスに加えてビーカー類の実験器具や試薬などの消耗品、および成果発表の旅費に充当する予定である。。
抗体工学に関する基礎的・応用的研究

抗ダンシルマウスモノクロ-ナル抗体に結合したハプテンE-DNSLysのコンホメ-ションを決定し,抗原結合部位を反応の場として用いて,ハプテンアナログ体(DNS-levulinic acid)の不斉還元応反を行った。TRNOE測定により巨大分子に結合している状態の低分子のコンホメ-ションを,巨大分子に結合していない低分子のスペクトルから決定する。抗体に結合した状態のDNS-LysのTRNDE測定を行ったところ,DNS環のみならずLys側鎖にも隣接プロトンの間に負のNOEが観測された。したがって,抗体によりDNS-Lys分子全体が認識されていることが示され,抗ダンシル抗体ではハプテン側鎖までも抗原認識において重要な役割を果していることが明らかとなった。Lys残基の代りに側鎖にケトン基をもつlevulinic acidを用いてDNS-levulinic acideを合成し,同様にTRNOE測定を行ったところ,DNS-levulinic acidも,抗体に結合しているDNS-Lysと同様のコンホメ-ションをとっていることが明らかとなった。そこで,抗体存在下でNaBH_4を用いてDNS-levulinic acidのケトン基の不斉還元反応を行った。反応物をキラルカラムに流しS体とR体を定量したところ,抗体非存在下ではS体とR体の比率は5:5であったが,抗体存在下では7:3となり,明らかに不斉収率の向上がみられた。以上の結果は,抗体の抗原認識部位を有機化学反応の場として用いることを示している。
フランスにおける社会的排除のメカニズムと学校教育の再構築に関する総合的研究

本研究は、学習者が学校教育の主流から排除されるメカニズムに注目する。すなわち、早期離学者、進路変更を余儀なくされる生徒たち、高等教育における中退、などに焦点を当てている。こうした学校「内部から排除」するメカニズムに対して制度的にどのように包摂が可能か検討し、具体的な対策として郊外における優先教育の試み、障害児の包摂に向けた取組、学校ガバナンスの方法、高等教育における学業継続支援策や社会経験認定制度の整備、余暇センターの活動など現地調査をもとに考察を行った。本研究は,フランスにおける教育の質的保障と機会の均等について,教育システムがどのように発展してきたか,その構造と実態について共同研究することを目的とする。近年,フランスでは,学校教育の大衆化と学歴インフレによる雇用差別という社会問題が教育学研究者から注視されている。こうした社会的な排除と包摂の構造的問題は,先進国に共通した問題として日本の教育研究にも意義深いものである。そこで,初年度は,フランスから研究者を招聘し,その全体像を明らかにし,研究分担者の共通認識の基盤づくりを行った。なお,本招聴研究者のまとめは,フランス教育学会の紀要に翻訳掲載し,広く成果を公表することにしている。また,日本の政治社会学者を招き,フランスの共和制原理と社会統合のメカニズムについてもレクチャーをいただき,共和制の社会統合原理について整理を行った。その他,海外調査を行い,郊外問題,学校外教育,海外県の貧困問題などについて調査を進めた。次年度は,個別テーマの分析をさらに深めつつ,フランスから今一度,専門家を招き,これら社会的排除と包摂の原理について整理することにしている。我が国を始めとする先進国は、共通の教育問題に直面している。それは、すべての子どもの教育の質的保障と雇用機会の保障を同時に達成するという問題である。いわゆる移行期の問題である。2005年教育基本法(フィヨン法)において「同一年齢層の100%を最低限の職業資格水準に、80%をバカロレア(大学入学資格)水準に至らせる」という目標を掲げ(現時点で約62%)、若者の進路や雇用を保障しようとしている。以上より、本研究グループでは、これまで過去15年のフランス教育に関する研究(教育基本法、教育課程、教師教育、教育病理)の成果を活かしながら、フランス独自の社会状況や制度的特質を意識した上で、学校教育の主流からドロップアウトする若者、トラッキングのメカニズムに注目した。すなわち、早期離学者(無資格のまま離学する6万人の青少年)、職業教育コースや「特殊教育」へ進路変更を余儀なくされる生徒たち、高等教育におけるドロップアウト(大学では入学者の約半数とも言われている)、資格を持ちながらも就職差別を受ける移民の失業者などに焦点を当て、かれらの生きる道を制度的にどのように保障するかフランスから研究者、総視学官を8名招聘し、シンポジウムを開催し、意見交換を行った。また6名の共同研究者が現地調査を実施した。現地調査におけるヒアリングは、次年度の研究成果として反映できるよう今後整理する。本年度は学会編で出版した『フランス教育の伝統と革新』にその一部を公表している。また日仏共同シンポジウムの成果は、今後出版し、広く公開する予定である。本研究は、学校教育の主流から排除されるメカニズムに注目する。すなわち、早期離学者(無資格のまま離学する6万人の青少年)、職業教育コースや「特殊教育」へ進路変更を余儀なくされる生徒たち立高等教育におけるドロップアウト(大学では入学者の約半数とも言われている)、選択教科を通じた進路指導や学校選択などに焦点を当てている。また新自由主義政策がもたらした社会的排除への影響についてもブルデュー学派を通じて考究する。当時ブルデュー学派らが呼んだこうした学校「内部から排除」するメカニズムに対して制度的にどのように包摂が可能か考察する。最終年度の成果報告書では、初等教育から社会教育に至る各教育段階におけるそれぞれの問題点を明らかにした。具体的な対策としては、移民街における優先教育の試み、障害児の統合・包摂に向けた取り組み、高等教育における学業継続支援策、あるいは「社会経験認定制度」の整備について、さらには学校支援策の一つである余暇センターの活動などについてそれぞれ現地調査の考察を行った。フランスでは、2005年秋に起こった都市郊外の暴動以来、学校および社会における社会的排除との闘いに向けた取り組みが行われてきた。こうした社会的結束に向けた取り組みの成果を評価するには時期尚早であるが、確実に学校は内外における学習支援網の活用、学業継続のための支援、就職に向けた支援などが実施され始めていて、学校教育を社会全体で支援していることが確認できた。
SGBは脳のどの部分に影響しているのか-ポジトロン断層法(PET)を用いての探求-

本研究で予定していた実験は、実験用のポジトロン断層撮影装置(PET)の稼動が遅れているため、実験モデル動物作成の研究を中心におこなった。PETが稼動次第、ただちに測定開始を行う準備実験をおこなった。脳血流に関しては、星状神経節ブロックをブロックすることによって、頭蓋内脳血流は増加しないとの報告もある。しかし、星状神経節ブロックを反復しておこなうと、自律神経系のバランス能が改善されることはわれわれがおこなっている研究からでも明らかである。今後PETを利用して脳グルコース消費量等を測定することによって、解明できるのではないかと考えている。ペントバルビタールなどの静脈麻酔薬や吸入麻酔薬も視床をはじめとする中枢神経系に影響をおよぼすため、今回の実験では、麻酔深度と視床の活動を電気生理学的に検証して、PET測定に影響が少ない麻酔法を検討した。脳血流に関しては静脈麻酔薬等の影響は比較的軽微であるが、電気生理活動は影響を受けやすかった。実験動物の麻酔を考慮した上で測定を行わないと、脳血流測定より脳グルコース消費量等測定は影響を受け、測定結果が意味するものが変わってくると考えられた。動物実験モデルの検討においては、今回星状神経節を電気刺激することにより視床への影響を及ぼすことが電気生理学的に示唆されたが、局所麻酔薬でブロックすることが、視床をはじめとする上位自律神経系へ影響を及ぼすかは解明できなかった。今年度予定していた実験は、実験用のポジトロン断層撮影装置(PET)の稼動が遅れているため、実験モデル動物作成の研究を中心におこなった。また臨床面で実際に稼動しているPETで臨床面からの検討を行い、注目すべき部位の検討を行った。星状神経節ブロックをブロックすることによって、当初予想されている自律(植物)神経系の上位中枢である視床下部ばかりでなく、頭痛をはじめとする疼痛に関しても有効なことから、慢性の疼痛患者の臨床研究から得られた結果から、さらに視床・側頭葉茸状回、前帯状回等にも観察範囲を広げるべきと考えられた。また当初麻酔薬と予定していた塩酸ケタミンは、今回ケタミンを持続点滴した結果から、ケタミン投与前後で視床等の血流が変化することが観察され、純粋に星状神経節を刺激したり局所麻酔薬でブロックした場合の脳血流量等の観察をおこなううえで不適当と考えられた。ネンブタール、チオペンタールなどの静脈麻酔薬や吸入麻酔薬も視床をはじめとする中枢神経系に影響をおよぼすため、実験動物の麻酔を考慮した上で測定を行わないと、測定結果が意味するものが変わってくると考えられた。動物実験モデルの検討においては、星状神経節を切除することと、星状神経節を局所麻酔薬でブロックすることは臨床面にフィードバックする面で違う意味合いを持っていると考えられ、臨床面からも星状神経節ブロックを行った場合の検討を同時に進めていく必要があると考えられた。
犬における造血幹細胞を用いた自家骨髄移植療法の開発

犬において多発するリンパ造血系腫瘍の治療法を進歩させるため、自家骨髄移植療法システムの開発を行った。骨髄細胞採取法、造血幹細胞単離法、およびその凍結保存法について最適条件を明らかにした。次に、抗がん治療時にも死滅しない造血幹細胞を遺伝子導入によって作製した。さらに、治療有効性を高感度に評価できる微小残存病変検出法を開発した。本研究により、きわめて良好な治療成績が得られる抗がん治療開発の基盤を提供することができた。小動物臨床においては腫瘍症例の増加が顕著であり,なかでも内科領域においては致命的となりうる悪性腫瘍としてリンパ系腫瘍が最も高頻度に認められ,臨床的に大きな問題となっている。本研究は,造血幹細胞を用いた自家骨髄移植療法を応用することにより,高用量化学療法の際に障害となる骨髄抑制を回避することを目的として企画したものである。本年度においては,はじめに犬の骨髄からCD34陽性造血幹細胞を単離するシステムを検討した。マウス抗イヌCD34モノクローナル抗体と磁気ビーズ標識抗マウスIgG抗体を用いた磁気ビーズソーテイング法(MACS)により,犬の骨髄細胞中に含まれているCD34陽性細胞を9095%の純度で単離することに成功した。また,これらCD34陽性細胞はメチルセルロース培地血球コロニー形成法において,各種血球コロニーを形成することが示され,その多能性が確認された。さらに,これら骨髄由来細胞の移植への臨床応用を行うため,その凍結保存に最適な条件を検討した。細胞生存率および血球コロニー形成能によって検討したところ,5%DMSO,6%ヒドロキシエチルスターチおよび4%アルブミンを含む溶液を用いて凍結保存した場合,6ヶ月間にわたり8090%)細胞生存率および7080%の血球コロニー形成能が維持された。これらの値はこれまで標準的に用いられてきた10%DMSO添加牛胎子血清において得られた値よりも有意に高いことが示された。今後,これら骨髄単核細胞およびCD34陽性造血幹細胞の自家骨髄移植を行うことによって高用量化学療法を臨床的に実施可能とし,リンパ系腫瘍症例における治療成績の向上をめざした研究を進展させたい。本課題においては、犬のリンパ腫に対する化学療法による治療成績を格段に向上させることを目的とし、自家骨髄移植システムの導入をめざして研究を進めた。自家骨髄移植を実施するにあたっては、リンパ腫の寛解時にその症例自身の骨髄を採取して凍結保存する必要がある。本研究では、2種類の凍害保護液(ジメチルスルフォオキシドおよびハイドロキシエチルスターチ)を用い、それぞれ2種類の方法(凍結用コンテナおよびプログラムフリーザー)で凍結することによって凍結法を検討した。その結果、ハイドロキシエチルスターチを用いてプログラムフリーザーによって凍結した場合に最も高い細胞生存率とin vitroコロニー形成能が得られた。本研究の成果により、自家骨髄移植を臨床応用する際に生着能の高い造血幹細胞を長期間にわたって凍結保存することが可能となった。一方、リンパ腫症例から採取した骨髄およびCD34陽性造血幹細胞分画においてはリンパ腫細胞の混入が問題となる。そこで、本研究においてはリアルタイムPCR法を用いて微量な腫瘍細胞(Minimal residual disease,MRD)の定量系を作製した。この方法により、リンパ腫の寛解レベルおよび移植骨髄細胞中におけるMRDのレベルを正確に測定することが可能となると同時に、自家骨髄移植を組み合わせた高用量化学療法の有用性を客観的に評価できるものと期待される。さらに、今回作製したMRDレベルの測定系により、現在最も標準的に行われているウイスコンシン大学多剤併用化学療法プロトコールUW-25)で使用されている各抗癌剤の腫瘍細胞減少効果を比較することが可能となった。その比較検討の結果、腫瘍細胞減少効果の強さはドキソルビシン、ビンクリスチン、シクロフォスファミドの順であることが明らかとなり、今後のプロトコール改変のための重要な基礎データを得ることができた。小動物臨床においては腫瘍性疾患症例の増加が顕著であり、抗癌剤を用いた化学療法が頻繁に用いられるようになっている。なかでもリンパ腫はその発生頻度が高く、化学療法の奏効率も高い疾患である。しかしながら、通常の化学療法では薬剤強度を上げるとともに骨髄抑制が大きな問題となる。本研究では、化学療法における骨髄抑制を克服することを最終目的として、薬剤耐性骨髄幹細胞の作製を行った。本年度は、HIVゲノムを骨格とした自己不活化型のレンチウイルスベクター(pWPXL)に、イヌの主要な薬剤排出ポンプであるP-糖タンパク(P-gp)をコードするABCB1(mdr1)遺伝子または蛍光マーカー(GFP)遺伝子を挿入し、これらをパッケージング細胞に導入することによって組み換えレンチウイルス粒子を作製した。一方、イヌの骨髄細胞から抗体コート磁気ビーズ法によって90%以上の純度を有するCD34+細胞を単離し、これらレンチウイルスを感染させた。その結果、ABCB1遺伝子導入細胞はP-gpを基質とする蛍光色素であるRhodamine123を効率よく排出したことから、機能的なP-gpの発現が確認された。

次に、メチルセルロースコロニー形成法を行ったところ、ABCB1遺伝子導入CD34+細胞はP-gpの基質となる抗癌剤(ドキソルビシン)存在下でGFP遺伝子導入細胞よりも有意に多い造血細胞コロニーを形成した。これらコロニーは、顆粒球系、マクロファージ系、赤芽球系からなっており、ABCB1遺伝子導入が各種血球系統への分化を阻害しないことが示された。さらに、ドキソルビシンの濃度依存性にP-gp陽性細胞率が上昇することが示された。以上の結果から、ABCB1遺伝子導入CD34+細胞は化学療法における骨髄抑制を克服するための薬剤耐性造血幹細胞として臨床的に応用できる可能性が示された。
局在構造計測による炭素系ワイドギャップ半導体の電極界面構造と電流輸送特性の相関

半導体素子の高性能化に向けてプロセス技術で形成される格子欠陥やヘテロ界面構造を把握することは、電子輸送など特性や構造を制御する上で不可欠である。本研究は電子顕微鏡技術を用いてシリコンカーバイド素子化に伴うイオン注入技術で導入される格子欠陥やコンタクト電極における原子構造を計測した。特に電極界面の原子構造と輸送特性との相関を明らかにし、原子分解構造計測技術と定量的な理論計算との併用が素子の研究開発に有用であることを示した。パワーデバイス用半導体として耐熱性に優れた炭素系半導体であるシリコンカーバイドが注目されており、低抵抗な電極界面形成が要求される。本研究では、シリコンカーバイド半導体について電極作製および特性評価を行い、微構造計測(原子分解能構造計測)と理論計算(緩和構造や電子状態)を組み合わせて、電極界面における原子構造と電流輸送の相関を理解することを目的とした。平成24年度は、研究遂行してきたチタン合金を用いたp型伝導性に対する低抵抗電極材料(チタン-シリコン-炭素の三元系化合物層)を中心に電極界面における原子構造と電気特性との関連について重点的に調べてきた。汎用透過電子顕微鏡(TEM)に加えて原子分解能を有する走査透過電子顕微鏡(STEM)を用いて電極界面やその近傍における原子構造を明らかにした。本研究では、電極界面において軽元素である炭素のサイトや可視化が最も必要であり、炭素-金属などの結合状態の原子レベル解析について上記原子分解STEMを用いて行った。さらに電極界面の最安定緩和構造は、大規模なスーパーセルに対して第一原理を用いて計算抽出した。この緩和原子構造モデルと非平衡グリーン関数理論とを組み合わせて、電極/半導体/電極の計算モデルを作製し、電流-電圧特性や電子密度、ポテンシャル変化などを詳細に調べた。特に急峻な電極界面における炭素層の存在が金属/半導体界面に形成するショットキー障壁を低減化し、電流輸送特性を向上させるとともに、電極形成時におけるナノスケール凹凸(テラスーレッジ界面構造)が電流輸送特性に影響を及ぼすことを明らかにした。とりわけレッジ近傍のテラス部において電荷分布が大きく、この部分で電流輸送が大きいことを示唆した。本研究成果は、次世代デバイス用炭素系半導体として期待されるダイヤモンドに対する電極形成技術開発にも貢献できる知見である。現行のシリコン半導体デバイスは、半導体特性に起因して理論限界値に近づいており次世代型の高速化や高出力化が困難になりつつある。次世代デバイス用半導体として、耐熱性に優れたワイドバンドギャップ炭素系半導体である炭化珪素(SiC)やダイヤモンドが注目されている。炭素系半導体の次世代デバイス化に向けて、高い熱安定性を有する電極界面形成が要求される。本研究では、炭素系ワイドギャップ半導体について電極作製および特性評価を行い、さらに「原子分解能構造計測」と「原子緩和構造計算、電子状態計算、電流輸送計算」を組み合わせて学術的観点から電極界面における電流輸送の機構解明を目標とする。初年度(平成23年度)は、SiC半導体における低抵抗電極材料の作製に向けて、電極界面における高温反応層形成と電気特性・微細組織構造との相関に着目した。まず、電極用金属材料は、半導体-金属界面に形成される反応層(炭化物やシリサイドなど)を熱力学的に予測して(SiCとの反応性が高い)遷移金属であるチタンをベースとした合金を選定した。p型SiC半導体に対してはチタン-アルミ合金を用いて高温反応により、界面における高いショットキー障壁の低減化つまり低抵抗電極の形成を可能にした。X線回折や透過電子顕微鏡による構造解析により、低抵抗電極内部においてチタン-シリコン-炭素で構成される三元系化合物層がSiC半導体上に形成していた。この化合物層は半導体との界面における整合性が高く、電流輸送に障害となる格子歪みや欠陥準位が少ないことも明らかとなった。さらには第一原理による界面緩和構造計算により、反応層と半導体との界面終端により原子結合状態および電子状態、ショットキー障壁が劇的に変化することも示唆され、原子レベルでの反応層(組織・構造)の制御が電極特性に大きく影響を及ぼす重要因子であった。本研究の最終目標は、炭素系半導体における電極形成および電極界面における電流輸送機構の学術的な解明である。初年度の炭化珪素半導体については、電極作製やその特性について各種計測技術により電流輸送に不可欠な要因が明らかになりつつある。炭化珪素については立案計画どおり研究進展がスムーズであり、次年度の目標である電極界面構造の原子構造・電子状態計測や理論モデル計算も前年度の実験データをベースに既に準備を始めており、最終目標とする実験と理論の両面から半導体-電極界面における電流輸送機構の学術的理解や解明、材料設計指針・プロセス構築に近づいている状況と言える。一方でダイアモンド半導体用電極材料については国内外での研究実績や様々な知見が極めて少なくチャレンジングな内容であるため、研究遂行にはいっそうの明確な研究方針の立案が必要であり時間を要する。今後の本研究遂行において、共同利用許可を得ている東京大学やファインセラミックスセンターが保有する最先端の原子分解能走査透過電子顕微鏡技術を活用することで電極界面の原子構造計測や電子状態解析を行い、これまで収集してきた実験データをもとに炭化珪素半導体における電極形成(電流輸送機構)の学術的理解を目指していく。

また、研究が順調に遂行している上記炭化珪素以外の半導体電極に対しては共同研究者とのいっそうの連携を図っていく。また、研究進捗度によっては、研究遂行に支障のない範囲で実験補助や他共同利用設備利用のために研究費を割り当て円滑に活用していくことにする。昨年度(初年度)は交付申請額に対して実支出額が若干下回り、次年度使用額(繰越金)が生じるにいたった。これは本助成研究開始の以前より所属機関経費等を用いて研究準備や予備実験を進めるために研究材料や機器用消耗品を事前調達してきた結果である。しかしながら、昨年度末にかけて新規調達分もあわせて材料や機器消耗品が不足してきており、最終年度である次年度の研究進展に支障がないよう研究環境整備のために上記繰越金を利用していく。これとは別に次年度の研究費は、交付申請内容どおりに研究材料や使用装置関連の消耗品の物品費を中心に支出計画である。また、最終年度は、昨年以上に対外での研究成果報告のための旅費および論文発表の経費も支出する予定である。
小・中学校の理科教員養成におけるLMSを活用したフィードバックに関する研究

小・中学校理科教員の養成課程において実践的指導力の強化とアクティブ・ラーニングの充実をはかるため,引き続きチームプロジェクトとしての模擬授業に着目し,その過程における機械学習の成果を活用したフィードバック手法を検討してきた。直接的なフィードバックとして「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,機械学習に有効と考えられるデータセットの精選を進めた。その過程において,模擬授業における教師役が自身の学びをどのように認識しているか,事前と事後における記述を対象にテキスト解析を実施し,使用される動詞に変化が現れやすいことを明らかにした。間接的なフィードバックである「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,授業内で記述された成果物のテキスト化およびラベル付けを継続して進めた。付したラベルを基にしたライブラリ機能については,開発サーバ上での構築をおおよそ終了し運用サーバへの組み込みを開始した。また,平成29年度の分析過程で「模擬授業における子供役の振る舞いの充実」において,1.事前に想定した子供像をメタ認知的観点から省察すること,2.子供役による単元内容の理解や教材研究を実施させること,の2点が課題となっている。その解決に向けて児童役が単元内容に関する事前想定した内容と模擬授業参加後の省察結果を入力する機能を新たに開発し,LMSに付加した。事前想定内容に関しては指導者役に対して模擬授業に先立ちデータを公開するものとし,単元構想や授業計画に対して間接的なフィードバック効果を狙うものとした。これまで紙面に記入していた模擬授業直後の気づきおよびコメントについても同機能に集約し,当初の計画通りデジタルデバイスから入力されたテキストデータで保存する形に変更した。「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,テスト段階においてフィードバック結果にばらつきが生じたため,開発用サーバへの試行的実装にとどまっているため実践における効果検証は未実施であり、当初計画より遅れている。「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,データ生成補助システムの活用により模擬授業ビデオのラベル付け,授業協議結果のテキスト化,授業後の教員による講評のテキスト化についておおむね作業を完了した。ライブラリ機能の拡張については,モバイルデバイスにおける表示への対応を優先したため試行状態を継続している。平成30年度に予定した受講者による模擬授業結果のテキスト入力システムおよび協議結果入力システムの開発と,小中学校における理科授業の板書画像を協力校より入手しデータセット化を進めていることから,こちらは予定通り進んでいる。以上から本研究の進捗状況を総合的に判断し,やや遅れていると判断した。これまで直接フィードバック用に作成したデータセットは,受講者が担当した単元による影響を強く受けることから,各単元内容と汎用的内容に分離した上で,運用に向けて検討を進めていく。ライブラリ機能の拡張部分については次年度前半に実践での運用を開始し,導入前後での変化について,利用状況および紙面調査により検証を進めていく。受講者による記述について,児童役が単元内容に関する事前想定した内容と模擬授業参加後の省察結果を各自のモバイル端末を用いたテキスト入力に変更したことを受け,利用状況や聞き取り調査などからカリキュラムへの影響を調査する。次年度後半では,本研究の取りまとめを進めていく。本研究の目的は,小・中学校理科教員の養成課程において実践的指導力の強化とアクティブ・ラーニングの充実をはかるため,受講者に対するメタ認知的視点からのフィードバック手法とその影響を検討することである。具体的には,独自開発の学習管理システム(LMS)を用いてチームプロジェクトである模擬授業実施までの手順を支援する中で,個々の受講者に対して機械学習を活用したフィードバックを実施する手法を開発し検証することである。フィードバック手法については,直接的なフィードバックとなる「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」と間接的なフィードバックである「ラベル付けした授業データの目的別例示」を併用するものとした。「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,模擬授業の前後で作成した振り返り文章に対して受講者へのフィードバックを行うことを目的とし,PHPで構築したLMSにおいてMecabを用いた自然言語処理およびTF-IDFによる受講者別の文章特徴量算出を可能にし,LMS上で結果が利用できるようシステムの開発および改良を行った。また,過去2年間分の模擬授業を対象に,実務家教員を含む担当教員の講評を映像データからテキスト化し,フィードバックテキストとして整備を行うため,共起ネットワーク分析を中心としたテキスト解析を行った。これらのデータを受講者成果物と組み合わせることでナイーブベイズ訓練用のデータセットを作成した。「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,模擬授業に関わる成果物の画像および映像データへのテキスト化およびラベル付けを中心に進めた。過去2年間分の模擬授業ビデオについて,理科授業の基本プロセス,教師知識に基づいてタグ付けを行った。作業に際しては,テキストデータ生成及び画像・映像処理を行う専用システムを追加で構築し作業の効率化を図った。「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,受講者が作成した文章に想定より多く表記の揺らぎや文法上のミスが見られ,テキスト分析に際しての形態素解析および単語辞書整備に当初計画以上の時間を要している。ラベル付けしたデータセットを見直しながらベイジアンフィルタの訓練と分類を試行することで,おおよそコメント付けの目処はついている。「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,データ生成補助システムを作成したことで効率よく作業が進み,模擬授業ビデオのラベル付け,授業協議結果のテキスト化,授業後の教員による講評のテキスト化について2年間分の作業を完了した。一部のデータはすでに公開用サーバにおいてライブラリとして試行的導入を進めており,簡易的なアクセス解析結果より間接的フィードバックとして一定の効果を発揮していることが明らかとなっている。

以上から,本研究の進捗状況を総合的に判断し,概ね順調に推移していると判断した。小・中学校理科教員の養成課程において実践的指導力の強化とアクティブ・ラーニングの充実をはかるため,引き続きチームプロジェクトとしての模擬授業に着目し,その過程における機械学習の成果を活用したフィードバック手法を検討してきた。直接的なフィードバックとして「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,機械学習に有効と考えられるデータセットの精選を進めた。その過程において,模擬授業における教師役が自身の学びをどのように認識しているか,事前と事後における記述を対象にテキスト解析を実施し,使用される動詞に変化が現れやすいことを明らかにした。間接的なフィードバックである「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,授業内で記述された成果物のテキスト化およびラベル付けを継続して進めた。付したラベルを基にしたライブラリ機能については,開発サーバ上での構築をおおよそ終了し運用サーバへの組み込みを開始した。また,平成29年度の分析過程で「模擬授業における子供役の振る舞いの充実」において,1.事前に想定した子供像をメタ認知的観点から省察すること,2.子供役による単元内容の理解や教材研究を実施させること,の2点が課題となっている。その解決に向けて児童役が単元内容に関する事前想定した内容と模擬授業参加後の省察結果を入力する機能を新たに開発し,LMSに付加した。事前想定内容に関しては指導者役に対して模擬授業に先立ちデータを公開するものとし,単元構想や授業計画に対して間接的なフィードバック効果を狙うものとした。これまで紙面に記入していた模擬授業直後の気づきおよびコメントについても同機能に集約し,当初の計画通りデジタルデバイスから入力されたテキストデータで保存する形に変更した。「理科の授業づくりに関わる成果物に対するコメント提示」においては,テスト段階においてフィードバック結果にばらつきが生じたため,開発用サーバへの試行的実装にとどまっているため実践における効果検証は未実施であり、当初計画より遅れている。「ラベル付けした授業データの目的別例示」においては,データ生成補助システムの活用により模擬授業ビデオのラベル付け,授業協議結果のテキスト化,授業後の教員による講評のテキスト化についておおむね作業を完了した。ライブラリ機能の拡張については,モバイルデバイスにおける表示への対応を優先したため試行状態を継続している。
光重合性末端基をもつ両親媒性分極分子による非対称積層構造の構築と分子配向制御

1分子層ずつ固体基板上に移しとって積層する薄膜作製法であるラングミュアーブロジェット(LB)法によって作製された高分極分子の非対称構造膜(Z型膜)は、二次の非線形光学特性を有し、高耐久性のものが得られればレーザー光学や光エレクトロニクスの分野において重要なデバイスとなり得る。本研究は非対称LB膜の欠点である構造的不安定性の解決のために、その分子設計と構築手法の指針を得ることを目的として行ったものであり、主な成果は次の通りである。1.LB法による積層膜の構造的安定性の向上のために、5-(p-アルコキシフェニル)-2-ピラジンカルボン酸の疎水鎖末端に光重合可能なアクリロイルオキシ基を導入した両親媒性化合物を新規に合成した(メチレン鎖炭素数8、12及び16)。2.メチレン鎖炭素数12の化合物はバリウム塩水溶液、カドミウム塩水溶液または銅塩水溶液のいずれのサブフェーズ上でも単分子膜の形成が確訳された。特にバリウム塩水溶液上の単分子膜は垂直浸漬法で石英基板状に累積可能であり、着膜形式はZ型であった。3.メチレン鎖炭素数12の化合物のバリウム塩をZ型で多層累積後、低圧水銀ランプ光を照射し、フーリエ変化赤外吸収スペクトルより重合の進行を確認した。重合膜のX線回折測定より、この場合は着膜はZ型であるが、得られた累積膜はY型であった。そこで1層累積する毎に紫外線照射装置を用いて重合を行うことによって、Z型構造を保持した累積膜が得られた。この重合LB膜は非線形光学特性を示し、さらに未重合のものに比べて熱安定性、耐溶媒性に優れることが見いだされた。
解析関数,特に単葉関数族における位相的・代数的側面の研究とその応用

今年度の科学研究費(一般研究(C))により以下のような論文が得られたので報告する。まず,直接研究課題に関係するものとして次の3編をあげておく。このノ-トではMiller,Movanuの結果をsubordinationを使ってある種の拡張をし、その応用として2つの回転定理が得られた。これはObradovic^^′が新しく導入した関数族に対し、星型関数になるための十分条件を2つ得たものである。2他に分担者によりいくつかの論文が得られているが、ここでは代表的なものを11。研究発表欄(裏面)に3編だけ記載しておく。
添い寝及び添え乳の実態と問題点に関する研究～安全性並びに快適性の検討～

乳児を持つ母親の添い寝及び添え乳のヒヤリハット経験は1割以上があり、約7割が出産後入院中より開始していたことより、母親に関わる専門職が正しい知識と方法を持って方法を指導していくことの必要性が示唆された。また、新生児期における呼吸循環機能は、動脈血酸素飽和度が95%未満を示す時間があり、自律神経機能は、明らかなパターンはなく不安定、個別差が大きいことが明らかとなった。日本古来より行われてきた添い寝や添え乳は、母乳育児の促進や親と子のきずなを形成するために推奨されてきた。一方で、これらが睡眠中における窒息死の危険因子の一つとしても挙げられている。添い寝及び添え乳の賛否は様々な側面から検討されているが、統一した見解は得られておらず、その実態及び問題点は明確になっていない。本研究では、添い寝及び添え乳をはじめとした育児の実態およびその問題点について明らかにすることを目的とした。研究デザインは自記式質問紙(無記名、10分程度で回答)を用いた横断調査研究であり、1か月児を持つ母親の場合は、A市内の大学病院及び産婦人科を有する病院、計2ヶ所において出産後1か月健診に訪れた母親に対して、文書及び口頭にて説明後、質問紙を配布し回答を依頼し、回収は郵送にて行った。また、4か月児及び10か月児を持つ母親の場合は、A市が健診対象者に送付する健診案内に研究の依頼文、質問紙を同封し配布した。回収は、回答した後、乳児健診時に持参し専用の回収箱に入れてもらうこととした。質問項目は、母親及びその子どもの月齢、分娩様式、子どもの栄養方法等の基礎情報、添い寝及び添え乳の認知度、実施状況(開始時期、頻度、主な時間帯)、誰に方法を教わったのか及び鼻腔圧迫や窒息の危険等のヒヤリハット経験の有無、児の窒息予防に対する日常生活上の工夫等である。本研究は信州大学医学部医倫理委員会の承認を得て実施した。その結果、1か月児を持つ母親に対しては、150名程度からの回収ができており、現在においても配布・回収を続けている。4か月児及び10か月児を持つ母親に対しては、各期300名程度からの回収ができており、現在データ入力及び分析を進めている。今後、実態や問題点についてまとめを行っていく。また、生理的指標を用いた観察研究については、自律神経機能、酸素飽和度等を測定するため、機器の準備やプレテストをおこなっており、今後添い寝及び添え乳の場面の観察研究を行う予定である。平成22年度から開始している自記式質問紙(無記名、10分程度で回答)を用いた横断調査研究を引き続き行った。最終的に、A市内の乳児健診に訪れた母親、計1,223名に質問紙を配布し、975名から回答を得た(回収率79.7%)。その結果、添い寝は81.8%、添え乳は58.1%の母親が実施していると答えた。添い寝や添え乳を実施している感想からは、子どもと一緒にいられて安心、様子が分かる、自分の体が楽に感じる等の意見が多かった。しかし、ヒヤリハットの経験があるかとの問いには、添い寝10.7%、添え乳13.5%が「あり」と答えていた。また、添い寝や添え乳を教わったのは、9割以上が助産師であると答え、開始時期については出産後入院中から始めたと答えな母親が7割程度であった。新生児期は、呼吸・循環動態が未熟であること、少なからず分娩時の影響を受けでいる時期であるため、この時期から添い寝及び添え乳を開始することが新生児の生理学的指標にどのように影響を与えるのかを検討する必要が生じた。以上より、新生児期における呼吸・循環動態、ならびに自律神経機能の変化について検討するために、現在研究計画書を作成中である。今後倫理審査を経て、今年度中にデータ収集ならびに分析を行っていく予定である。具体的な内容としては、日齢1の児に対して、呼吸循環動態(呼吸状態、心拍数、動脈血酸素飽和度)、自律神経機能が睡眠・覚醒状態、哺乳、体位、育児行動(抱っこ、おむつ交換)などとどのような関連性があるのかを検討する観察研究を行う。分析の際には、遷延分娩、羊水混濁等の分娩時の影響の有無で群に分けて行う。添い寝及び添え乳を実際に行っている際の母児の観察については、先に挙げた研究の結果をみて必要に応じて行っていくこととする。前年度までに行った調査研究では、添い寝及び添え乳を行っていると答えた母親の約7割が出産後入院中から開始していることが明らかとなった。新生児期は、呼吸循環動態が未熟であること、また、分娩時の影響を受けている時期であると予想されることから、この時期から添い寝及び添え乳を開始することが新生児の生理学的指標にどのように影響を与えるのかを検討する必要が生じた。本年度は、正期産で出生した10例の児に対して、新生児期における呼吸循環動態並びに自律神経機能の変化について検討した。

具体的には、同一被験者に対して、日齢1及び日齢714の2回、13時17時の時間の約3時間について連続測定した。呼吸循環動態を評価する指標である呼吸状態、経皮動脈血酸素飽和度、心拍数の観察には、小児用スリープレコーダGD-103(株式会社デンソー、パルスオキシメーター付属)を使用した。自律神経機能についてはアクティブトレーサーAC301-A(GMS社製)を用いて心拍変動を測定した。さらに呼吸・循環動態ならびに自律神経機能に影響を及ぼすと考えられる体温測定(サーモフォーカス)に加え、児の睡眠・覚醒状態についてアクティウォッチ2(フィリップス・レスピロニクス社)を足首に装着し測定した。また、同時にBrazeltonによるstateの分類に基づき行動評価をするため、ビデオ撮影を実施した。その結果、日齢1及び日齢714の両時期において、経皮動脈血酸素飽和度が正常である95%から逸脱する時間があることが明らかとなった。データ測定期間中の心拍数、体温等は正常に経過していた。今後、睡眠・覚醒との関連、分娩時の情報との関連についてさらに検討していく必要がある。また、自律神経機能については、新生児を対象とした先行研究が少ないことからデータ分析に時間を要しているため、分析を続けていく。初年度から予定していた、自記式質問紙を用いた調査研究の配布及び回収、会析に時間を要したため、次の課題である観察研究への取り組みが遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。調査研究の結果より、当初の観察研究に多少の変更が生じているため、現在研究計画書を作成して当該施設の倫理審査を受けるために必要な事柄を進めている。今年度でデータ収集ならびに分析、まとめを行う予定ではあるが、データ収集で必要な数の被験者からの協力が得られない場合には、データ収集施設を追加する等して対象数を確保する予定である。
子宮頚癌の進展・転移に関与するTSC403遺伝子の機能解析と分子治療への応用

子宮頸癌におけるTSC403/DC-Lampの関与の有無、特に転移に関しての役割を明らかにすることを目標とし研究をすすめ、以下のような成果を得た。そこでTSC403遺伝子の過剰発現の分子メカニズムを解明するために、TSC403遺伝子のプロモーター領域の遺伝子配列を同定した。TSC403/DC-Lamp蛋白の細胞内局在を検討するためTSC403/DC-Lamp遺伝子を強制発現させるベクターにGFPでタグをつけ、子宮頸癌細胞株にトランスフェクションしたところ、TSC403/DC-Lamp蛋白は細胞膜に発現していることを示した。子宮頚癌におけるTSC403/DC-Lampの関与の有無、特に転移に関しての役割を明らかにすることを目標とし研究をすすめ、以下のように成果を得てきている。定量的RT-PCRにより正常子宮頸部および子宮頚部異型上皮においては、TSC403/DC-Lamp mRNAはほとんど発現していないが、子宮頚癌組織において高発現していることが明らかとなった。さらに、TSC403/DC-Lamp発現ベクターを安定導入した子宮頚癌細胞株を樹立し、それを利用したin vivo invasion assayの結果からTSC403/DC-Lampの高発現は子宮頚癌細胞株に高い浸潤能を与えることが明らかとなった。この結果はScid mouseを使ったin vivo metastasis assayにおいてTSC403/DC-Lamp高発現細胞株を皮下注入したマウスに有意に遠隔転移およびリンパ節転移が多く見られた結果と同調している。我々は以上の結果を主要な学会で報告を行ってきており、現在更に臨床検体を増やして免疫染色を行い子宮頚癌の浸潤・転移への関与を明らかにしてきている。子宮頚癌の進展・転移におけるTSC403遺伝子・遺伝子産物の役割に関して解析が進み以下のように成果が得られてきている。定量的RT-PCRにより正常子宮頸部および子宮頚部異型上皮においてはTSC403 mRNAはほとんど発現していないが、子宮頚癌組織において高発現していることが明らかとなった。さらに、臨床検体である手術摘出標本を免疫染色しTSC403遺伝子産物の高発現が子宮癌組織の原発巣およびリンパ管侵襲部位、リンパ節転移部位において認められた。この遺伝子産物の機能を解析するために、発現ベクターを作製し子宮頚癌細胞株に安定導入した。このTSC403高発現株とコントロールベクターを導入した株の浸潤能をみるためにIn vivo invasion assayを行った。その結果からTSC403の高発現は子宮頚癌細胞株に高い浸潤能を与えることが明らかとなった。これら結果はScid mouseを使ったin vivo metastasis assayにおいてTSC403高発現細胞株を皮下注入したマウスに有意に遠隔転移およびリンパ節転移が多く見られた結果と同調している。また、Stage I/IIの子宮頚癌患者をTSC403の発現の高低で予後を解析するとTSC403の発現レベルが予後因子となり得る可能性が示唆された。後に、TSC403はLAMP3,DC-LAMP,CD208と同じタンパクであることがわかり現在はLAMP3が公式名称として使われている。我々は以上の結果を国際雑誌で公表してきた。
慢性低灌流モデルを用いた光イメージング法による神経活動及び酸素代謝測定

本研究課題では、片側総頚動脈を結紮した慢性低灌流モデル動物を用いており、脳梗塞及び大規模な神経細胞脱落が生じない一方、脳血管機能障害が生じている事が明らかとなっている。本研究では、神経機能及び神経線維構造への影響を調査した。申請者らが独自に開発したCCDカメラシステムによる光イメージング技術はミクロレベルでの脳血管機能を評価することが可能であり、これを利用することで覚醒状態のげっ歯類の慢性低灌流状態による神経機能障害の評価を可能とした。同時に、血管機能障害による神経機能評価には血流依存的な変動の補正が必要となるため、核磁気共鳴画像法(MRI)による拡散テンソル画像(DTI)の神経線維構造の画像補正を行った。神経機能障害の評価にはフラビン蛋白蛍光イメージング(FAI)を用いた。脳の神経活動時には酸素が消費され、酸素代謝が亢進するとミトコンドリア電子伝達系内のフラビン蛋白は酸化型となる。酸化型フラビン蛋白が発する自家蛍光の波長域は脳血流の主にヘモグロビンの吸光と散乱の影響を強く受ける為、2つのCCDカメラを用いてFAIと同時に脳血流による吸光・散乱による光の減衰率を示す内因性信号イメージングを測定し、その信号を元にFAIの脳血流による影響を補正した。いくつかの検証実験から、脳血流の影響を除いた純粋なフラビン蛍光が得られることを確認した。神経線維構造の評価を行うDTIは水分子の速度情報から得られる異方性を利用することで神経線維の走行状態を可視化する。血流依存的な神経構造画像の変動を補正するため、MRIによる脳血流動態を評価するArterial Spin LabelingをDTIと比較し、神経線維構造画像の補正法を確立した。上記の2つの補正法を利用したFAIとDTIによる慢性低灌流モデルの評価を行ったところ、低灌流1ヶ月後に神経機能障害と灰白質における神経線維構造の劣化を確認した。
「他者への欲望」という視座からみた特別支援教育実践の分析

2018年度は、能力主義的教育観を批判的に考察するための理論研究を中心的な課題とした。「理論と実践」、「抽象と具体」の往還のための準備作業として、本研究における「理論」「抽象」の整理を行った。教育関係における「他者への欲望」、「うまくいかなさ」を希求する心性を明らかにするためには、教師の意図が実現しない状態、コミュニケーションが不可能な「他者」、能力の獲得を目指さない教育関係などについて、哲学的・理論的考察が必要となる。本研究の初年度となる2018年度は、戦後日本の教育運動において指導的な役割を果たした遠山啓の教育思想について考察した。遠山は、晩年には障害児教育(養護学校)にも深く関わり、教育における競争主義やテストの点数による競争原理を批判した。本研究にとって重要な教育思想家・活動家として位置づけることができるが、彼の教育思想研究については、十分になされているとは言い難い。本年度は、まずは初期(1950年代)の遠山啓の著作を読み解き、とりわけ戦後日本における生活単元学習批判に関する考察を行った。また、能力主義を異化する教育実践を検討するために、いわゆる「オルタナティブ教育」「多様な学び」の実践者、研究者たちと交流を行った。一般的な学校(一条校)とは異なる教育目標を掲げている、もしくはそういった目標を設定すらしないような「学びの場」における教育関係とはどのようなものか。そうした教育関係において、学習者(子ども)はどのような存在として位置づけられているのか。特別支援教育(とりわけ発達障害)との類縁性・連続性を持つような教育実践について考察することで、本研究のモチーフである「他者への欲望」についての理解が深められていくはずである。「多様な学び」の実践者、研究者たちとの研究会を、定期的に開催した。研究計画調書に記したとおり、本研究の初年度は理論研究を中心に行っている。2年目以降、教育実践(特別支援教育実践)についての調査、研究を行うための前段階として、教育哲学における能力主義の問題、「他者」概念に関する検討などを行った。現代思想における「他者」概念の検討については、いささか不十分であったが、遠山啓の教育思想研究については一定の成果があった。理論研究に必要な資料や文献の収集などを進めており、今後も理論的な深化を目指す。また、実践者、研究者たちとのネットワーク構築についても、その準備を整えている最中である。今後、共同研究(研究分担)も視野に入れつつ、理論研究と実践研究を往還しつつ、複眼的に研究を進めていくための準備が整いつつある。2018年度の研究成果に基づき、今後も計画に即して、理論研究および教育実践の分析を行っていく。2018年度は研究代表者単独での作業が多くなったが、本研究の2年目以降は、より多くの教育実践者、研究者と連携し、協力しながら研究を進めていく予定である。引き続き、哲学的理論研究を継続させながらも、特別支援教育に関する具体的な検討を開始する予定である。また、研究会も継続し、とりわけ教育学と政治学との接点も探りながら、能力主義的教育観を超克する「他者への欲望」の様態について、検討を続けていく。

今後、共同研究(研究分担)も視野に入れつつ、理論研究と実践研究を往還しつつ、複眼的に研究を進めていくための準備が整いつつある。2018年度の研究成果に基づき、今後も計画に即して、理論研究および教育実践の分析を行っていく。2018年度は研究代表者単独での作業が多くなったが、本研究の2年目以降は、より多くの教育実践者、研究者と連携し、協力しながら研究を進めていく予定である。引き続き、哲学的理論研究を継続させながらも、特別支援教育に関する具体的な検討を開始する予定である。また、研究会も継続し、とりわけ教育学と政治学との接点も探りながら、能力主義的教育観を超克する「他者への欲望」の様態について、検討を続けていく。2018年度は、研究を進めるうえで必要な物品、ノートPCや遠隔会議用スピーカーフォン、文書整理用のスキャナなどを購入したが、フィールド調査に関する物品購入については次年度以降の執行となった。また、遠方から複数の参加者を想定した研究会開催にかかる交通費なども計上していたが、2018年度については研究代表者(森岡)が学会等に参加することによって情報交換を行ったため、当初予定よりも執行金額が少なくなった。2019年度は、前年度の予定を組み込む形での物品費、旅費などを執行する予定である。また、研究会の運営や資料整理にかかる人件費、および、研究協力者や研究分担者の追加を予定している。
PCB含有絶縁油の革新的無害化処理に向けたマイクロ波還元プラズマプロセスの創成

本研究は、PCBの還元処理(脱塩素化処理)においてマイクロ波加熱/触媒プロセスに水素プラズマ作用を併用した新しい手法を提案し、単純な加熱分解法よりも、反応収率、反応速度を著しく改善できる水素還元反応プロセスの創成を目指したものである。一連の実験を通じて、(1)還元反応に寄与する水素ラジカルは、触媒表面の気泡部で発生し、触媒表面近傍のPd粒上、もしくは発生した水素ラジカルが多孔体内部におけるPd粒表面まで拡散して起こる、(2)マイクロ波照射法としては生成水素プラズマサイト数と、水素ラジカルの消滅時定数を考慮した制御を行えばよいという知見を得た。本年度においては、まずPCB処理プロセスの非水系溶媒中での水素プラズマを対象として、その反応プラズマの反応性の強さを表す指標として、電子温度に着目した。二波長発光分光計測を行うことにより、各プラズマの電子温度を求めることができる。また、プラズマの形態から本水素プラズマは熱平衡状態が仮定でき、電子温度より、水素分子の解離度・電離度を求めることができる。また、ICCDカメラと干渉フィルタを用いた二次元観測システムを構築することにより、プラズマ反応場の量に相当する指標である、プラズマの発光数も併せて計測できるシステムを構築した。マイクロ波照射プロセスにおいては、マイクロ波による誘電加熱(熱的作用)と、電界によるプラズマ生成(非熱的作用)の効果が混在してしまうため、これらを切り分けられるよう温度条件は等しくしたデータの取得を試みた。本年度においては、マイクロ波の照射条件は変えずに、雰囲気圧力を0.4bar1.0barとすることで、マイクロ波プラズマの発生様相を変化させて、PCB分解効率への水素プラズマの影響を、上記の構築した測定システムを用いて測定した。その結果、圧力を減少させると、それに伴い発光数が増えたが、明確な分解率の向上は確認できなかった。ガス圧力を減らしたことにより、気体の数密度も減ったことによるトレードオフの可能性がある。次年度においては溶液を別途冷却するシステムを導入を検討している。得られた知見をもとに、効果的にプラズマを生成できる触媒構造、形状を提案し、触媒設計へのフィードバックを行いたい。マイクロ波照射下の水素プラズマ強度(電子温度)・頻度の測定、効果的なマイクロ波出力制御(on-off制御により、ピーク出力と休止時間を調整する)の検討を行った。その結果、マイクロ波出力を増大させても、経済性を考慮した装置サイズで上下できる出力範囲においては、形成される水素プラズマの電子温度に大きな差はなく、発光頻度(水素プラズマサイト数)を増大させる効果が見られた。また、ON-OFF制御により、消費電力一定条件下で、マイクロ波出力強度を加減したところ、ON-OFF時間の最適値があるという見通しが得られた。これは、脱塩素化反応に寄与する水素ラジカル数が、水素プラズマサイト数と、作成される水素ラジカルの消滅時定数とのかねあいにより決定されるためと考えられる。並行して、触媒形状・構造の改良を試みた。メソポーラスシリカ触媒では発光が得られなかったが、一連の実験を通じて、還元反応に寄与する水素ラジカルは、触媒表面の気泡部で発生し、触媒表面近傍のPd粒上、もしくは発生した水素ラジカルが多孔体内部におけるPd粒表面まで拡散して起こるという知見が得られた。当初の予定通り、二波長発光分光を用いることで、プラズマの電子温度及び水素分子の電離度・解離度を測定する手法を確立できた。効果的な水素プラズマの発生条件を探る点に関しては、当初の計画では、パルス電界を印加することを想定していたが、電源条件から厳しいことがわかった。そこでマイクロ波による誘電加熱(熱的作用)と、電界によるプラズマ生成(非熱的作用)の効果を切り分けられるようガス圧を変化させることで、温度条件は等しいうえでプラズマ温度・頻度が異なる環境を作りだすことを試みた。しかし、期待に反してガス圧を変えても反応効率に大きな差は見られなかった。これは気体分子数密度も変化してしまったことによるものと考えられる。次年度は、あらたに溶液の冷却システムを追加したうえで、マイクロ波出力を変化させることで、温度条件が等しい条件下での測定を行う予定であり、研究の遂行に支障はない。プラズマ応用次年度(平成27年度)は、あらたに溶液の冷却システムを追加したうえで、マイクロ波出力を変化させることで、温度条件が等しい条件下での測定を行う。また、マイクロ波プラズマのサイズを拡散方程式にもとづき検討したところ、100ミクロン程度以上であることがわかった。触媒(パラジウム担持活性炭)の形状を100ミクロン程度の空孔を持つものに制御したうえで、触媒構造がPCBの反応効率に与える影響の検証も併せて行う予定である。