hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
甲状腺未分化癌に対する癌特異的免疫遺伝子治療

本研究の目的は,主要特異的プロモーター制御下にインターロイキン12(IL-12)もしくは腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)を発現する組換え非増殖型アデノウイルスベクターを腫瘍内投与することで甲状腺未分化癌に対する新たな治療を開発することである。作製済みのhTERTプロモーター制御下IL-12発現組換えアデノウイルスベクターAdhTERTIL-12,hTERTプロモーター制御下ルシフェラーゼ発現アデノウイルスベクターAdhTERTluc,CWプロモーター制御下マウスIL-12発現ベクターAdCMVIL-12については,浮遊293細胞で増幅後,CsCl密度勾配法にて随時精製を行った。その力価は従来のプラークアッセイ法にて決定した。hTERTプロモーター制御下もしくはCMVプロモーター制御下マウスTRAIL発現ベクターについては293細胞内でのウイルス発生過程に問題があり,実験条件を変えて継続中である。8505C細胞を移植して担癌ヌードマウスを作製しているが,常に90%以上のヌードマウスで癌細胞生着と腫瘍形成を確認できた。in vivoにおける抗腫瘍効果,延命効果および腫瘍再形成阻止効果の検証のため,坦癌マウスの腫瘍内にmock,AdhTERTLuc,AdCWIL-12,AdhTERTIL-12をそれぞれ1x10^9 pfuで投与し,30日間にわたり腫瘍のサイズとマウスの生存数を確認した。観察期間内で担癌マウスの死亡はほとんど確認されなかった。mock群,AdhTERTLuc群では経時的に腫瘍は増大した。AdhTERTIL-12群はAdCMvIL-12群程の腫瘍増大抑制効果は得られず,ウイルス投与後2週間より腫瘍の増殖が顕著となり,AdhTERTluc群と同程度の腫瘍サイズとなった。hTERTプロモーター制御下マウスインターロイキン12(IL-12)発現組換えアデノウイルスベクターAdhTERTIL-12作製は市販のアデノウイルス作製キットを用いて行った.また,hTERTプロモーター制御下ルシフェラーゼ発現ベクターAdhTERTlucも同時に作製した.hTERTプロモーターもしくはCMVプロモーター制御下マウスIL-12発現ベクターの作製は継続中である.作製済ベクターについては浮遊293細胞にて感染増幅した.CsCl密度勾配法にて精製後,プラークアッセイにてその力値を決定した.in vitroにおける導入遺伝子発現の確認のため,まずAdhTERTIL-12をヒト甲状腺未分化癌細胞株8505Cおよび8305Cに感染させてmRNAを抽出した.RT-PCR法にてIL-12p35およびp40サブユニットmRNA発現を検出した.さらに8505C、8305Cに加えヒト子宮頸癌細胞株HeLa(テロメラーゼ陽性細胞),ヒト線維芽細胞株WI-38(テロメラーゼ陰性細胞)においてウイルスを感染させ,各感染細胞を48時間培養後に培養液中のIL-12をELISA法にて定量した.8505C,8305C,HeLaの各細胞にて感染ウイルス量依存性にIL-12産生を認めた.WI-38細胞ではIL-12産生は非常に弱く,甲状腺癌特異的にIL-12を産生することが確認できた.in vivoにおける導入遺伝子発現の確認は現在進行中である.8505C細胞を用いて担癌ヌードマウスを作製した.90%以上のヌードマウスで癌細胞の生着を確認した後,ウイルスベクターの腫瘍内投与によるin vivoでの抗腫瘍効果につき検討を開始した。
酢酸菌が行う酢酸発酵における残された課題：アセトアルデヒド酸化に関する研究

酢酸菌が行う酢酸発酵は,微生物によるエタノールから酢酸への物質変換である。本研究では,酢酸菌Acetobacter pasteurianusにおいてアルデヒドの酸化を担うアルデヒド脱水素酵素ALDHの遺伝学的・生化学的解析を行った。本菌には,酢酸発酵に主体的に関わるカノニカルALDHと酢酸発酵にあまり貢献できないパラログALDHの二つの酵素を持つことが明らかとなった。至適pHやアセトアルデヒドに対する親和性という観点でも二つの酵素は特徴を持っていた。パラログALDHは複合体として精製することができたが,カノニカルALDHは不安定であると考えられた。酢酸発酵は,酢酸菌の細胞質膜の外側に存在するアルコール脱水素酵素(ADH)とアルデヒド脱水素酵素(ALDH)が,エタノールからアセトアルデヒドへの酸化とアセトアルデヒドから酢酸への酸化をそれぞれ担うにことよって進行する。両酵素は基質の酸化反応に共役して膜中に存在するユビキノンを還元し,その還元型ユビキノンは末端酸化酵素によって再酸化される。酢酸発酵の分子機構は以上のように記述されるが,アセトアルデヒド酸化を担う酵素,ALDHは十分に解析されていない。平成24年度は,遺伝学的な解析と生化学的な解析をすすめた。酢酸菌Acetobacter pasteurianusには,カノニカルALDH遺伝子とパラログALDH遺伝子が認められる。パラログALDHをコードするaldSLC遺伝子をプラスミドによって過剰発現させたところ,親株と比較して約4倍のALDH活性の上昇が確認できた。同時に,カノニカルALDHとパラログALDH遺伝子の両方で大腸菌での発現を試みたところ,機能的な発現には成功しなかった。生化学的解析としてALDHの精製を試みた。ALDHの人工電子受容体として,より生理学的であると考えられるUbiquinone-1(Q1)を使用した。また、ADHは主要な膜タンパク質であることから、ADH活性のないdelta-adhS::KmR株を用いた。界面活性剤ドデシルマルトシド(DM)で膜から可溶化し,イオン交換樹脂SP-Sepharose,Q-Sepharose,ヒドロキシルアパタイトを組み合わせたカラムクロマトグラフィーで精製を試みた。純度の上昇が認められたものの,収率と比活性に問題があり,十分な精製が達成できたとは言い難い。また,delta-adhS::KmR株では,2種のALDHが混在している可能性があるため,それぞれのALDHだけを持つような変異株の作製に着手した。酢酸発酵は,酢酸菌の細胞質膜の外側に存在するアルコール脱水素酵素(ADH)とアルデヒド脱水素酵素(ALDH)によって進行するが,アセトアルデヒド酸化を担う酵素,ALDHは十分に解析されていない。発酵生理学的役割の解明には,カノニカルALDHをコードする遺伝子の1つ(aldH)の破壊株を作製した。この菌株(aldH株)は酢酸発酵を行うことができず,著量のアセトアルデヒドを蓄積した。よって,カノニカルALDHが酢酸発酵に必須であることがわかった。このaldH株を,aldSLCを持つプラスミドで形質転換し,パラログALDHだけを過剰に発現する酢酸菌が酢酸発酵可能であるかどうかを検討した。しかし,野生株と比較すると酢酸発酵可能であるとは言い難い結果となった。よって,パラログALDHは酢酸発酵を保証できないと結論づけた。酵素としての性状解析のために,それぞれの遺伝子破壊株(aldFGH株とaldSLC株)とそれぞれの過剰発現株を作製した。この菌株を解析したところ,カノニカルALDHの方がパラログALDHよりもアセトアルデヒドに対する親和性が高く,より低いpHで最大活性を示すことがわかった。以上の内容を,第65回日本生物工学会大会にて発表した。生化学的解析としてパラログALDHの精製を試みた。精製標品をSDS-PAGEで解析したところ,AldS,AldL,AldCと考えられる3種のバンドを示した。最も小さい分子量のバンドはN末端アミノ酸配列を解析し,AldSであることを確認した。よって,十分に精製できたと考えられた。酢酸発酵は,以下のような分子機構によって進行する。すなわち,酢酸菌の細胞質膜の外側に存在するアルコール脱水素酵素がエタノールからアセトアルデヒドへの酸化を行い,続いて,細胞質膜の外側に存在するアルデヒド脱水素酵素(ALDH)がアセトアルデヒドから酢酸への酸化を担う。この結果,エタノールは速やかに酢酸に酸化される。両酵素は基質の酸化反応に共役して膜中に存在するユビキノンを還元する。還元型のユビキノンは,末端酸化酵素によって再酸化されるが,そのとき本酵素は酸素を水に還元する。酢酸発酵の分子機構は以上のように記述されるが,アセトアルデヒド酸化の酵素反応は十分に解析されていない。平成23年度は,酢酸菌Acetobacter pasteurianusを用い,逆遺伝学的解析としてカノニカルALDH候補遺伝子群(ald1)の破壊を行った。同時に,この遺伝子破壊株のための相補プラスミドを作製した。

この遺伝子破壊株,相補株,ならびに野生株を用いて酢酸発酵試験と酵素活性測定を行った。ald1破壊株はエタノールを含む培地での生育が著しく抑制され,酢酸発酵をほとんど行うことができなかった。つまり,ald1の産物がカノニカルALDHであると結論した。しかし,ald1破壊株のアセトアルデヒド酸化活性を測定したところ,野生株の約3分の1程度の活性を持っていた。つまり,本菌は複数のALDH(その遺伝子)を持っており,ald1にコードされるALDHが酢酸発酵に大きく貢献している。別のALDHは活性こそあるが,何らかの理由で酢酸発酵への貢献度が低いことが考えられた。以上の逆遺伝学的解析に加えて,生化学的解析の準備として,ald1遺伝子群のセルフクローニングによる過剰発現株の作製を試みた。しかし,現在までに有用な過剰発現株を作出することはできていない。本研究は,従来ALDHとされていた酵素が,酢酸発酵にどれだけ貢献しているのかを問いただすものであった。すでに報告のあったALDH遺伝子産物に相同性の高いALDHに着目して逆遺伝学的解析を行ったところ,酢酸発酵に必須の酵素,つまりカノニカルALDHであることがわかった。ここで,最も大きな疑問は解消されたことになる。また,当初研究代表者が想定していた,複数のALDHの存在を実験的に証明することができた。つまり,酢酸発酵できないカノニカルALDHの破壊株であっても,ALDH活性をもっていた。このことは,本菌のゲノムにあるパラログALDH遺伝子産物に由来するものと考えられるが,何らかの方法で証明する必要があった。平成24年度の成果として,パラログ遺伝子の過剰発現によって確かにALDH活性が上昇した。これまでに報告のない遺伝子産物が活性を持つことを初めて示すことができた。ここで,本菌のゲノムに存在する2つのALDH遺伝子がいずれも機能的であることがわかったので,これから生化学的な解析へと進むことができる。また,平成24年度には酵素の精製を試みた。まだ不十分ではあるものの,実現可能性は高いと感じている。しかし,潜在的に2つのALDHが混在する可能性が高いので,ALDH変異株の作製を優先すべきであると判断した。今後,2つのALDHの生化学的解析を進めるにあたって,それぞれのALDH遺伝子だけを持つような変異株を用いることができれば,相互の混入を排除することができるため有利である。この変異株の作製を行っているため,生化学的解析への着手が若干遅れている。このような状況であるので,当初計画に対する達成度としては慎重な判断をしている。当初研究代表者が想定していた,複数のALDHの存在を,平成23年度の成果として実験的に証明することができた。すでに報告のあったALDH遺伝子産物に相同性の高いALDHが,カノニカルALDHであることがわかった。
広汎性発達障害における動的表情の表象の障害:心理学・神経科学研究

本研究は,PDD者における表情コミュニケーション障害のメカニズムを解明するため,動的表情を処理する心理・神経基盤を探究することを目的とした.まず,PDD者を対象とした現実の表情コミュニケーション障害の臨床報告,静的および動的表情を刺激とした実証心理学研究,静的および動的表情を刺激とした神経科学研究について,広く先行研究を概観した.その結果,静的刺激を用いた研究に比べ,動的表情刺激を用いた心理学・神経科学研究の結果は比較的一貫して,PDD者における表情についての心理的処理および脳活動の問題を示すことが判明した.続いて,PDD者を対象として動的表情に対する変化速度の自然さ評定を調べる目的で,定型発達者を対象とした先行研究(Sato & Yoshikawa, 2004 : Cognition & Emotion, 18, 701-710)に基づいた心理実験パラダイムを構築した.数名のPDD群および定型発達群を対象として予備実験を行った.その結果,若干の修正が望ましいことが判明し,実験パラダイムを修正した.修正実験パラダイムを用いて,検査予定のPDD群に年齢・性別を対応させた定型発達者15名を対象として本実験を実施した.その結果,先行研究と同様に,表情によって変化速度の自然さ評定が異なることが確認された.この実験パラダイムを用いて,PDD群を対象とした心理実験を開始した.また,心理実験と現実の対人コミュニケーション障害の相関関係を調べるため,先行研究に基づいて,構造化面接から得られる対人コミュニケーション障害スコアを作成した.30名のPDD者を対象とした予備的検討の結果,分散の正規性などが確認され,相関算出が可能であることが示された.本研究は,PDD者における表情コミュニケーション障害のメカニズムを解明するため,動的表情を処理する心理・神経基盤を探究することを目的とした.まず,PDD者を対象とした現実の表情コミュニケーション障害の臨床報告,静的および動的表情を刺激とした実証心理学研究,静的および動的表情を刺激とした神経科学研究について,広く先行研究を概観した.その結果,静的刺激を用いた研究に比べ,動的表情刺激を用いた心理学・神経科学研究の結果は比較的一貫して,PDD者における表情についての心理的処理および脳活動の問題を示すことが判明した.続いて,PDD者を対象として動的表情に対する変化速度の自然さ評定を調べる目的で,定型発達者を対象とした先行研究(Sato & Yoshikawa, 2004 : Cognition & Emotion, 18, 701-710)に基づいた心理実験パラダイムを構築した.数名のPDD群および定型発達群を対象として予備実験を行った.その結果,若干の修正が望ましいことが判明し,実験パラダイムを修正した.修正実験パラダイムを用いて,検査予定のPDD群に年齢・性別を対応させた定型発達者15名を対象として本実験を実施した.その結果,先行研究と同様に,表情によって変化速度の自然さ評定が異なることが確認された.この実験パラダイムを用いて,PDD群を対象とした心理実験を開始した.また,心理実験と現実の対人コミュニケーション障害の相関関係を調べるため,先行研究に基づいて,構造化面接から得られる対人コミュニケーション障害スコアを作成した.30名のPDD者を対象とした予備的検討の結果,分散の正規性などが確認され,相関算出が可能であることが示された.
琵琶湖堆積物を用いたごく最近(過去100年程度)の環境変遷史の解読

琵琶湖の北湖,南湖で採取した柱状堆積物試料25本について主成分,微量成分の22元素を定量した.その分析結果から琵音湖堆積物の化学的特徴と堆積物質の起源,琵琶湖内における動態について考察した.更に,^<210>Pb法,^<137>Cs法で堆積年代の推定が可能であった北湖のコア4本について,そこに記録されている環境変遷の歴史トレンド解析を行った.堆積物中の主成分元素の分布を用いたクラスター分析から,琵琶湖堆積物は大きく5つのクラスターに分かれることが判明した.即ち,北湖北部,北湖南部,南湖北部,南湖南部及ぴ赤野井湾である.この中で北湖北部と赤野井湾は琵琶湖の他の地点とは相関関係が低く,その組成は特異的であると考えられた.琵琶湖北湖の堆積物では銅,亜鉛,鉛,水銀の汚染が認められた.その内,亜鉛,鉛,水銀については第二次大戦後の高度経済成長期における汚染が顕著であり,これら元素の生産量の歴史トレンドと汚染の履歴はよく一致した.また,琵琶湖堆積物に蓄積している水銀は195060年代に周辺の田圃に大量に散布された水銀系農薬を起源としていることも明らかになった・銅はこれら重金属と異なり,1920年代から琵琶湖堆積物への汚染が始まるが,その起源を特定することはできなかった.本研究における堆積年代の妥当性を評価するために,堆積物中の^<137>Csの分布とその大気からのフォールアウトの時系列を比較,検討したが,それらの歴史トレンドは極めてよく一致した.琵琶湖の北湖,南湖で採取した柱状堆積物試料25本について主成分,微量成分の22元素を定量した.その分析結果から琵音湖堆積物の化学的特徴と堆積物質の起源,琵琶湖内における動態について考察した.更に,^<210>Pb法,^<137>Cs法で堆積年代の推定が可能であった北湖のコア4本について,そこに記録されている環境変遷の歴史トレンド解析を行った.堆積物中の主成分元素の分布を用いたクラスター分析から,琵琶湖堆積物は大きく5つのクラスターに分かれることが判明した.即ち,北湖北部,北湖南部,南湖北部,南湖南部及ぴ赤野井湾である.この中で北湖北部と赤野井湾は琵琶湖の他の地点とは相関関係が低く,その組成は特異的であると考えられた.琵琶湖北湖の堆積物では銅,亜鉛,鉛,水銀の汚染が認められた.その内,亜鉛,鉛,水銀については第二次大戦後の高度経済成長期における汚染が顕著であり,これら元素の生産量の歴史トレンドと汚染の履歴はよく一致した.また,琵琶湖堆積物に蓄積している水銀は195060年代に周辺の田圃に大量に散布された水銀系農薬を起源としていることも明らかになった・銅はこれら重金属と異なり,1920年代から琵琶湖堆積物への汚染が始まるが,その起源を特定することはできなかった.本研究における堆積年代の妥当性を評価するために,堆積物中の^<137>Csの分布とその大気からのフォールアウトの時系列を比較,検討したが,それらの歴史トレンドは極めてよく一致した.琵琶湖北湖の4地点で長さ約40cmの柱状堆積物試料を採取した。また,その内の1地点については季節を変えて採泥を行った。γ線スペクトロメトリーによる^<210>Pb法で堆積物の堆積速度と堆積年代を推定した。測定の完了した3地点の堆積速度は堆積物表層でそれぞれ0.196,0.290,0.446cm/yrと推定された。^<210>Pbの鉛直分布から,試料によっては堆積層の途中に混合層を挟むものが認められたが,それを考慮すれば,これらのコアについて堆積年代を同定することができた。推定した堆積年代を評価するために,^<137>Cs及び水銀をマーカーとして用いた。^<137>Csは第二次大戦後の大気圏内核実験によって地球に負荷され,わが国では1963年にフォールアウトのピークがある。一方,水銀はその生産量のピークが1944年と1960年にある。これら物質の堆積物中での鉛直分布は,^<137>Csの場合には深さ5-10cm以浅(堆積年代は1950年以降)で検出され,明瞭なピークを示した後,表層に向かって濃度は低下した。水銀についても^<137>Csとほぼ同様な鉛直分布を示した。このような分布は,これら物質について予想される環境への負荷の歴史トレンドとよく一致していた。また,詳しく観察すると,これらの物質が周辺域に負荷され,雨水等により輸送されて琵琶湖に搬入し,堆積物に除掃,沈積するまでに数年のタイムラグがあることも観察された。堆積物に記録されたこれらの時系列情報を利用することで,重金属元素やダイオキシン類などによる環境汚染の歴史トレンドを解析することが可能となった。琵琶湖の北湖,南湖で採取した柱状堆積物試料25本について主成分,微量成分の22元素を定量した.その分析結果から琵琶湖堆積物の化学的特徴と堆積物質の起源,琵琶湖内における動態について考察した.更に,^<210>Pb法,^<137>Cs法で堆積年代の推定が可能であった北湖のコア4本について,そこに記録されている環境変遷の歴史トレンド解析を行った.

堆積物中の主成分元素の分布を用いたクラスター分析から,琵琶湖堆積物は大きく5つのクラスターに分かれることが判明した.即ち,北湖北部,北湖南部,南湖北部,南湖南部及び赤野井湾である.この中で北湖北部と赤野井湾は琵琶湖の他の地点とは相関関係が低く,その組成は特異的であると考えられた.琵琶湖北湖の堆積物では銅,亜鉛,鉛,水銀の汚染が認められた.その内,亜鉛,鉛,水銀については第二次大戦後の高度経済成長期における汚染が顕著であり,これら元素の生産量の歴史トレンドと汚染の履歴はよく一致した.また,琵琶湖堆積物に蓄積している水銀は195060年代に周辺の田圃に大量に散布された水銀系農薬を起源としていることも明らかになった.銅はこれら重金属と異なり,1920年代から琵琶湖堆積物への汚染が始まるが,その起源を特定することはできなかった.本研究における堆積年代の妥当性を評価するために,堆積物中の^<137>Csの分布とその大気からのフォールアウトの時系列を比較,検討したが,それらの歴史トレンドは極めてよく一致した.
自律会合型中空粒子Nano-PICsomeの粒径制御とタンパク質キャリアへの応用

本研究では、水中で2液を混合する、という単純な手法で、100-400nmで好みのサイズのナノカプセルNano-PICsomeを得る手法を開発した。また、得られたカプセルを生体内で用いるのに十分な安定性を付与することに成功した。Nano-PICsomeには、タンパク質などをその生理活性を保ったまま封入することができた。また、十分に安定化処理したNano-PICsomeは、非常に優れた血中滞留性を示し、薬剤送達カプセルとしての応用が可能であることがわかった。今後のさらなる機能開発が期待される。本研究では、水中での自律会合に基づく高分子集合体の構造の精密制御、特に100nmサブミクロン程度の領域でのサイズの制御を行うことで、生体内での材料応用を目指す。特に、中空ナノカプセルに注目し、内部に機能性タンパク質をパッケージする箱として利用すると同時に、サイズ自体を機能として活用できる材料としての機能評価を行う。最終的には、ドラッグデリバリーシステムの中にあって、さらなる進展が期待されているタンパク質デリバリーシステムへの応用を目的としている。特に、最近申請者らが開発したポリイオンコンプレックス型ベシクルPICsome(高分子電解質部位と生体適合性部位からなるブロック共重合体の自己組織化中空粒子)はタンパウ質キャリアとして有利なポテンシャルを複数有しているため、ナノサイズ領域で高度にサイズ・構造が制御されたNano-PICsomeのシステムを確立することを目指した。本年度は、これまでのPICsomeの弱点を解決する以下の成果を上げた。(1)まず、サイズを制御するファクターを整理し、構造の最適化を行った。この結果、物理的パラメタ、特にポリマー濃度、温度、添加塩濃度がサイズと構造を制御するキーパラメタであることを見出し、ユニラメラベシクルとしてのNano-PICsomeの粒径制御を100-400nmにおいて実現した[J.Am.Chem.Soc.2010,132,1631-1636.]。(2)(1)の結果をふまえて、生理条件下での安定性を賦与する手法を開発した。実際には、Nano-PICsomeにEDCにより架橋をかけることにより、濃縮や凍結乾燥に対する耐性や血液中での安定性を賦与すねことに成功した。(3)さらに、モデル化合物としてデキストランなどの高分子物質を簡便に封入できることも確認し、次年度以降、本格的にタンパク質デリバリーシステムとしての評価を行っていく準備を整えた。本研究では、水中での自律会合に基づく中空高分子集合体として、特に100-400nmでのサイズの精密制御が可能なポリイオンコンプレックス型ベシクルNano-PICsomeを開発し、生体材料応用を目指した。特に、機能性タンパク質を封入し、サイズ自体を機能として活用できる材料としての機能評価を行い、最終的にNano-PICsomeをタンパク質デリバリーシステムへ応用することを目的とした。本年度は、前年度に引き続きNano-PICsomeのさらなる機能化を進めた。これまで、Nano-PICsomeに荷電密度の高い物質を封入することは困難であったが、それを解決する手法として、先に空のNano-PICsomeを作製した後に、内部に物質を封入する『後入れ法』を開発した(特願2010-117821)。特に、物質変換能を有する酵素を封入し、PICsomeの安定化処理の後であっても酵素活性が維持されることを見出した。さらに、Nano-PICsomeの鋭いサイズ制御と長期血中循環能を活かして、マウスにおける体内動態のサイズ依存性を明らかとした。その結果、EPR効果による腫瘍集積だけでなく、脾臓などに集積する閾値も明らかとし、ほとんど非特異的な集積を示さないサイズが存在することも示した。これらは、生体内で用いるナノ材料について、精緻な設計が重要であることを改めて認識させる結果と言える(Chem. Commun., 2011)。さらに、その生理活性で次世代医薬として有望視されるsiRNAを構成成分とするPICsomeも開発し、その有効性を細胞実験により実証した(特願2010-117823)。また、ポリマーに環境応答性を導入し、還元環境で崩壊するPICsomeを開発した(特願2010-168880)。これらの成果は、PICsomeの細胞内導入が可能なこと、また、将来的にPICsome体内から除去できると同時に内容物を放出できることを明瞭に示す結果であった。以上より、タンパク質封入PICsomeを作成し、PICsomeを生体内ナノリアクターや、人工オルガネラとして活用する準備は十分に整えられ、研究目的は首尾よく達成された。
内部状態を考慮に入れた中性子星を含むコンパクト連星の研究

本研究の目的は、連星中性子星やブラックホールー中性子星連星に含まれる中性子星に関して、内部状態を考慮に入れたモデルを構築し、内部にクラストやコアという構造が存在することが連星系の準平衡段階にどのように影響するかを調べ、物理過程を解明することである。そしてさらに、構成した準平衡解を数値シミュレーションの初期データとして提供し、重力波物理学に貢献することである。本研究では、中性子星内部を中心部分のコアと外殻であるクラストという二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは1つの完全流体として扱うための定式化を行う研究と、そのように構成した中性子星を含む連星系を数値的に解くためのコード開発を行う研究、という二つの研究を遂行する必要がある。今年度は、昨年度に引続き定式化を行った。まず、相対論的弾性体に関する先行研究を確認してクラスト部分について定式化を行った。また、完全流体として扱うコア部分については、今までの私自身の研究での定式化を利用した。次に、クラストとコアの接続部分の扱いについて研究し、定式化を完成することができた。現在は、この定式化を用いた数値計算コード開発に着手したところである。上記の研究と並行して、中性子星全体を完全流体として扱って作成した連星中性子星の初期データを数値シミュレーショングループに提供し、合体シミュレーションの結果を得ている。また、磁場を持った自転する中性子星に関する共同研究も行った。これら二つの研究成果の内、前者は論文雑誌に投稿中であり、後者は投稿準備中である。今年度、当初予定していた研究計画は、(1)中性子星内部をクラストとコアという二つの領域に分割し、クラスト部分は弾性体として扱いコアは1つの完全流体として扱う定式化を行う、(2)クラストに超流体中性子を入れた場合の定式化を行う、(3)連星中性子星の準平衡解を求める数値計算コードを開発する、というものであった。昨年度に引続き、まず(1)の研究計画を推進したが、連星系の場合の扱い、および、クラストとコアの接続部分の取り扱いに時間を取られてしまった。そこで、(2)の研究計画を後回しにして、(3)の数値計算コード開発に取り掛かったが、最終的に連星中性子星の準平衡解を求める段階までは至らなかった。今年度、中性子星内部をクラストとコアの二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは一つの完全流体として扱うという定式化を完成させた。この定式化に基き、連星中性子星の準平衡解を構築するための数値計算コード開発に取り組む。まず、年度の前半を目処にコード開発を行う。必要な場合は適宜定式化の修正を行い、数値計算コードを完成させ、連星中性子星の準平衡解を得る。その後、クラストに超流体中性子を入れた場合の定式化を行う。今年度はまず最初に、重力に関するパラメータを解くための数値計算コード開発に取り組んだ。この研究に最初に取り組んだ理由は、以前行った別の研究で開発を推進した数値計算コードが存在したため、それに改良を施すことで本研究の数値計算コードとして利用できるからである。物質が存在しない状態で、孤立したブラックホールを自転するパンクチャーとして扱い、精度よく解くことができる数値計算コードを開発した。その後、中性子星内部をクラストとコアに分割し、クラスト部分を弾性体、コア部分を完全流体として扱うという定式化に入ったが、年度内では完了することができなかった。現在は、この定式化の完成を目指し研究を行っているところである。上記の研究と並行して、球座標を用いて作成した連星中性子星とブラックホールー中性子星連星の初期データを数値シミュレーショングループに提供し、合体シミュレーションの結果を得ている。また、差動回転する中性子星の共同研究も行った。今年度の研究計画は、1.中性子星内部をクラストとコアという二つの領域に分割する、2.クラスト部分は弾性体として扱いコアは1つの完全流体として扱う定式化を行う、3.連星中性子星の準平衡解を求める数値計算コードを開発する、というものであった。過去に行った研究の数値計算コードを改良することで重力に関係したパラメータを求めることができると考え、まず、数値計算コード開発に着手し、物質が存在しない状況では解くことができる状況になった。しかし、この数値計算コード開発に時間を取られたため、定式化を完了することができず、最終的に連星中性子星の準平衡解を求めるところまで到達できなかった。

本研究では、中性子星内部を中心部分のコアと外殻であるクラストという二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは1つの完全流体として扱うための定式化を行う研究と、そのように構成した中性子星を含む連星系を数値的に解くためのコード開発を行う研究、という二つの研究を遂行する必要がある。今年度は、昨年度に引続き定式化を行った。まず、相対論的弾性体に関する先行研究を確認してクラスト部分について定式化を行った。また、完全流体として扱うコア部分については、今までの私自身の研究での定式化を利用した。次に、クラストとコアの接続部分の扱いについて研究し、定式化を完成することができた。現在は、この定式化を用いた数値計算コード開発に着手したところである。上記の研究と並行して、中性子星全体を完全流体として扱って作成した連星中性子星の初期データを数値シミュレーショングループに提供し、合体シミュレーションの結果を得ている。また、磁場を持った自転する中性子星に関する共同研究も行った。これら二つの研究成果の内、前者は論文雑誌に投稿中であり、後者は投稿準備中である。今年度、当初予定していた研究計画は、(1)中性子星内部をクラストとコアという二つの領域に分割し、クラスト部分は弾性体として扱いコアは1つの完全流体として扱う定式化を行う、(2)クラストに超流体中性子を入れた場合の定式化を行う、(3)連星中性子星の準平衡解を求める数値計算コードを開発する、というものであった。昨年度に引続き、まず(1)の研究計画を推進したが、連星系の場合の扱い、および、クラストとコアの接続部分の取り扱いに時間を取られてしまった。そこで、(2)の研究計画を後回しにして、(3)の数値計算コード開発に取り掛かったが、最終的に連星中性子星の準平衡解を求める段階までは至らなかった。始めに、中性子星内部をクラストとコアの二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは一つの完全流体として扱う定式化を行う。さらに、平成30年度の研究であるクラストに超流体中性子を入れた場合も同時に定式化する。この定式化は次年度の前半を目処に完了させる。その後、すぐに連星中性子星の準平衡解の構築を行うための数値計算コード開発に取り組み、年度内に完成させる。今年度、中性子星内部をクラストとコアの二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは一つの完全流体として扱うという定式化を完成させた。この定式化に基き、連星中性子星の準平衡解を構築するための数値計算コード開発に取り組む。まず、年度の前半を目処にコード開発を行う。必要な場合は適宜定式化の修正を行い、数値計算コードを完成させ、連星中性子星の準平衡解を得る。その後、クラストに超流体中性子を入れた場合の定式化を行う。今年度は研究に遅れが生じたため、2台購入する予定であった計算機を1台にした。そのため、助成金の全額を使用することができず、計算機1台分の金額を次年度に繰り越すことになった。次年度は、遅れている研究を挽回するため、3台の計算機を購入し、専門的知識を提供してくれる研究者を招聘する予定である。
強度近視による失明予防の研究

1.強度近視の遺伝子の検討:家族歴のある高度近視(-6D以上)70検体に対して、遺伝子座が連鎖分析により証明されている、染色体18p上の領域に対して、positionalな候補遺伝子アプローチを行い、強度近視の患者に特異的に発現している遺伝子を検討した。その結果,候補となる遺伝子変異(Titin:骨格筋に存在する蛋白質)が見いだされたが、当該家系が小家系であっため、segregationは十分できず、意味のある遺伝子変異であることを証明することはできなかった。3.強度近視眼の視機能の検討:強度近視眼の血管新生黄斑症に対して、黄斑移動術を行った後の読書能力に関して、読書チャートによる検討を行った。その結果、手術後読書能力が視力と共に改善することが示され、本手術がQuality of Visionの改善に有効であることが示された。強度近視眼において、近視化の増強因子となる核白内障について、波面センサーによる検討を行った。その結果、核白内障では負の球面収差が有意に増加しており、核白内障眼の光学系の劣化が他覚的に示された。調節系の過緊張により強度近視となる調節けいれん眼を、波面センサーで調べると、負の球面収差が有意に増加しており、本疾患の診断に波面センサーが有用であることが示された。1.実験的近視眼における眼軸延長防止法の検討.発育途上のひよこの眼を遮蔽することにより、近視化するモデルにおいて、フリッカー刺激が近視化を抑制することが報告されている。また以前われわれは、近視化した遮蔽眼において、網膜電位図の律動様小波の振幅が低下することを報告した。さらに、網膜を電気刺激すると、神経保護作用が見られることも報告した。このような背景をふまえて、網膜を電気刺激することにより、眼軸の延長が抑制されるか否かを検討した。孵化後6日目のひよこに対して経角膜的に2相性パルス(刺激強:150uA,パルス:0.5mec,刺激頻:20Hz,刺激時間:1時間)により網膜を電気刺激した。この刺激により、ひよこの後頭葉に埋め込んだ電極から電気的誘発電位が得られた。電気刺激の後、半透明のゴーグルで6日間遮蔽した後、電気刺激せずにゴーグルで6日間遮蔽した眼と、眼軸長および屈折度を比較したが、両者に有意な差は認められなかった。現在、埋め込み式の電極を用いて、遮蔽下で電気刺激可能なシステムを開発中である。2.近視化と波面収差の関係の検討調節痙攣による近視化した眼および、核白内障により近視化が進行した眼の波面収差を臨床的に検討した。

その結果、調節痙攣眼では、負の球面収差が見られ、治療により痙攣が正常化すると、球面収差は正に変化することが確認された。従って調節痙攣による近視化は、球面収差の測定により診断される可能性が示唆された。また、核白内障眼では、負の球面収差が見られ、これは水晶体中央部の硬化と関係することが示唆された。また、核白内障眼で、ものが三重に見える単眼三重視の症例では、負の球面収差の増大と共に、3次の収差の1つである矢状収差の増大が認められた。これらの収差は白内障の手術後、正常眼と同程度に減少し、三重視は消失した。したがって、核白内障において、球面収差および矢状収差が増大することが、三重視の原因と考えられた。
メッシュ構造タングステン電極を用いた放射線検出器の開発

本研究ではガスを用いた増幅機構を担う高電場を与えるためにメッシュ構造のタングステンワイヤーをアノード電極として使用することで多線式比例計数管の利点を生かしつつ既存の検出器に比べ低コストの放射線位置検出器の実現可能性を探った。電場計算、放電試験などを経て30メッシュ/インチの工業用メッシュを電極とした検出器を試作し、シンチレータと同期する信号を観察することで動作確認を行った。放電のため長時間の安定な動作には至らなかったため改善方法を電場計算により検討した。平成25年度は24年度に引き続きメッシュ構造体の沿面放電事象の検討を行った。構造としてはワイヤー径16um、開口率50%のタングステンメッシュを使用しガスはAr+CH4(50%:50%)を使用した。沿面放電対策としてFR4部での電場を下げるために凸凹(ガイシ)構造を製作し、強電場有効面積を減らすことで沿面放電の確率をさげることは出来たが、まだ完全に防いでいる状況ではない。次に放電開始電圧の再現性および連続放電印加によるメッシュの破壊について試験を行った。部分的なタングステン線の切断を確認したが放電開始電圧に対しては大きな影響は見られなかった。ただ一度破断箇所が生じると同じ場所が放電しやすくなることはMWPC(比例計数管)と同じであった。読み出し回路については1V/pCのチャージアンプを用いていたが増幅率が十分ではなかった。これはメッシュ開口率50%ではメッシュ表面でもRPC(平行極板型位置検出器)と同程度の強電場領域しか得られないことによると考えられる。つまりメッシュ素材の表面積とメッシュ面での電極面積が同等であるためにワイヤー表面での電気力線密度として見た場合大きな差にならない。このためより"開口率/メッシュ径"が大きくなる素材を検討している。またメッシュ積層に関する検討ではメッシュ面間で強電場を与え、その部分での増幅を目指す装置の設計を現在進めている。これはマイクロメガスに近い電場構造になるが昨年と同様に連続放電による破壊の影響、信号の均一性などを確認したいと考えている。平成24年度においては一層でのタングステンメッシュ構造検出器の試作及び試験を中心に行った。最初に試験するメッシュは購入可能なワイヤー径16μm、開口率が約50%のものを想定しており、本試験ではNBCメッシュテック社製のタングステンメッシュを用いた。また構造体部分はギャップ形成部分をFR4、グランド電極部分をアルミ板としメッシュワイヤーによる増幅信号を1V/pCの増幅率のチャージアンプで読みだした。使用したガスはAr(50)+ C2H6(50)の混合ガスでガスギャップなどこれらのパラメータは実績のあるMWPC(Multi Wire Proportional Chamber)を基本として設定した。24年度での試験ではメッシュ端部における沿面放電が発生するという問題が起こったために放電を回避するためのスタディに時間を大きく割く必要があった。これはメッシュ端部での電場がメッシュ中心に比べ相対的に大きくなることから予想はしていたがエポキシ樹脂による積極的な絶縁処理が必要となったために構造体の製作のやり直しなどが主なものである。またメッシュの開口率の違いによる検出器動作の違いについては25年度に改めて行うことにした。連続放電試験ではワイヤーの破断などによる動作不安定な状況は発生せず、メッシュ構造の有意さは確かめることができた。当年度の試験でのメッシュ構造検出器1台あたりの製作コストは5万円程度必要であったが台数を増やすと半分程度に収まりそうである。これは研究計画で期待したものよりは多少高いがそれでも他のMPGD装置にくらべ優位に安価に製造できることを確かめた。25年度までの入手可能なメッシュでは電極の間隔が狭いためにアノード表面におけるガス増幅を可能にする表面電場を得ることができないことは電場計算および試作によって確認していた。そのため研究計画での代替案であるアノード面とカソード面間で増幅させる手法で動作確認を行った。26年度にはガス増幅に最適なワイヤー径30umで約0.9mm間隔にワイヤーを並べた構造のものを製品として仕入れることが可能となったためこれを用い試作試験を行った。この電極の平面におけるワイヤーの占有率は約10%程度でありメッシュは平織。これをアノード電極としてアノード・カソードギャップ5mmの検出器の試作を行い、宇宙線を用いてシンチレータと同期する信号によって動作を確認した。しかしながらガス増幅を契機にアノード電極の振動と思われる事象が確認された。これについては複数回試作を行ったがアノード電極のテンションによって振動を多少抑えることはできたがこの影響は完全には抑えることはできなかった。本研究での目的は安価に電極を製作でき、現在研究が進んでいるMPGDに匹敵するガス検出器を試作・試験することにあった。今回使用した電極は10cm角で約1万円程度で入手できたので安価に製造するという点は満たしている。

また連続放電などの負荷試験を行ったがアノード電極の破断などはなく、カソード電極の変質(おそらくカーボンの堆積)が先に発生した。このためガス増幅に用いる電極として耐放電性においてはこの電極は優位にあると思われる。しかしながら振動の影響を研究期間中には解決できなかったため今後このメッシュをFR4板に設置し振動の影響が出ない構造でカソードに印加される鏡像電荷信号による読み出しでの試作を計画している。素粒子実験放電対策については概ね目途はついてきたがよりガス増幅の効率の高いメッシュを手に入れる必要があり業者と相談している。研究実績の概要でも述べたが放電に対する追加処理が必要となり構造体の見直しが必要となったため。1層での増幅によるメッシュについてはメッシュ開口率の高い素材を仕入れる必要がありそれを入手次第昨年度と同様の試験を行って比較をする。また積層による増幅(平行極板型)は平行して進めて最適なギャップを調べる。1層構造でのメッシュの構造確定後、メッシュ積層工法を試験する。また検出効率95%、高頻度動作(10kHz/cm2)を達成できた試作機に対しては宇宙線を用いた長期安定性試験を行う。さらに長期安定性の保証のため高頻度放射線源を用いた放電劣化試験(aging)や二次元X-Yステージ上に検出器を設置して線源でスキャンすることによる信号応答のUniformityのチェックも行う。特に放電事象が今回発生したため検出器応答の一様性の確認は最重要であると考えている。現在より増幅効果の高いメッシュ形状の検討を行っておりそのための新しいセットアップの設計を進めている。このため前年度予定していた予算分はこれに当てる予定である。設計が固まり次第、メッシュおよび構造体の製作を行う。また読み出し用エレクトロニクスもそれに合わせて購入する予定である。メッシュ検出器構造体については24年度準備したので主には信号読み出しのための設備(読み出し回路)、道具とその解析のための機器を揃える予定である。
定速度ひずみ状態における腐食電位振動の解析

塑性変形を生じている荷重域では、ひずみ速度が大きいほど腐食電位振動の発生頻度が大きかった。ただし、電位振動の発生頻度と微小き裂や微小食孔の生成の間に、直接的な相関はなかった。また、電位振動の発生時間は、ひずみ速度に関わらずポアソン分布に従っていた。したがって、個々の電位振動(つまり、対応する局部アノード溶解)は、互いに独立した事象と推定される。以上の結果は、電位振動が多数生じたとしても、対応するアノード溶解量が一様に小さければ、微小き裂や微小食孔の生成には至り得ないことを示唆している。この点を明らかにすることを目的として、個々の電位振動から、対応する局部アノード電流を推定する方法を創案した。まず、自然浸漬状態において発生した電位振動波形をA/Dコンバータを用いて測定する。ついで、D/Aコンバータを用いて波形を再生し、ポテンショスタットを介して、同じ実験条件下にある試験片に電位振動を逆設定する。この際、試験片と対極の間で生じる電解電流は、自然状態において生じている局部アノード電流に等しくなる。この方法を用いて解析をおこなった結果、推定された局部アノード電流の-の電気量に相当する溶解量と、実際に生じた微小食孔(半径10μm以下)の体積とは良い一致を示すことが判明した。さらに、微小食孔の生成に対応している電位振動は、従来から報告されてきた変動パターン(Type I)ではなく、卑側電位で一定の停滞時間を有している電位振動(Type II)であることを見いだした。鋭敏化した試験片に、定速度ひずみを付与して同様の測定をおこなったところ、実際に応力腐食割れが生じる場合においてのみ、き裂発生の前段階でType IIの電位振動が発生することが確認された。
ケアマネジャーの専門的行為の抑制をもたらすモラルディストレスを構成する要素の検討

平成19年度に23名のケアマネジャー(介護支援専門員)に行ったインタビューを質的帰納的に分析した結果をもとに、平成20年度に「ケアマネジャーに倫理的ジレンマをもたらす要素の検討に関する調査」として質問紙を作成し全国調査を行った。その結果をSPSS(Var.17)にて因子分析した結果、ケアマネジャーに専門的行為の抑制をもたらすモラルディストレスの要因は4因子、モラルディストレスの反応は5因子で構成されていた。本研究は平成19年9月から研究を開始した。1年目である昨年度の研究目標は,ケアマネジャーの専門的行為の抑制をもたらすモラルディストレスを構成する要素を,文献検討およびケアマネジャーの実践経験から導出し,質問紙を作成することであった。そのためにまず,国内外の在宅看護,在宅ケア,訪問看護,地域看護,及びソーシャルワーク領域等における倫理的ジレンマやモラルディストレスに関連する文献レビューを行った。次に,平成19年11月,千葉大学看護学部倫理委員会の承認を得て,千葉県,福島県に在住する在宅介護支援センター,地域包括支援センター所属のケアマネジャー(介護福祉士,社会福祉士,薬剤師,管理栄養士,生活相談員)24名に,専門的行為の抑制をもたらしたモラルディストレスの経験について半構成的インタビューを行った。インタビューは介護支援専門員の職務の妨げにならないよう配慮し,書面及び対面により研究の主旨を説明し,調査参加の意思を確認したうえで,介護支援専門員のプライバシーが確保できる場所,希望する場所へ研究者が訪問した。インタビュー内容は許可を得てICレコーダーへ録音し,録音したデータは鍵のかかる書庫へ保管し個人情報の保護を厳守した。次に,インタビュー内容は業者に依頼して逐語に文字起こしを行い,語られた内容を質的帰納的に分析した。その結果,モラルディストレスの要素として,《利用者の価値観》《家族の介護力》《家族員間の関係性》《サービス利用に関する家族の価値観》《施設内医療職者の在宅介護に対する認識》《サービス提供者の力量》《サービス提供者間の連携》《介護保険制度運用上の利用制限》《財産管理上の問題》が導出された。研究期間が6ヶ月ということもあり,分析結果から質問項目を作成しプレテストを行い,その結果をもとに修正を加え,モラルディストレスのレベルを測定する質問紙を作成することについては,本年度引き続き実施する予定である。本研究の初年度である平成19年内には,在宅介護支援センター,地域包括支援センター所属のケアマネジャー(介護福祉士,社会福祉士,薬剤師,管理栄養士,生活相談員)24名に,専門的行為の抑制をもたらしたモラルディストレスの経験について半構成的インタビューを行った.そのうち家族の要因に焦点をしぼった結果を平成20年9月に目本家族看護学会第15回学術集会にて発表した。今年度はそれらの結果をもとに,「ケアマネジャーに倫理的ジレンマをもたらす要素の検討に関する調査」として質問紙を作成し全国調査を行った.質問内容はケアマネジャーの属性のほかにケアマネジャーとしての経験24項目,ケマネジャーとしての思い18項目,ケアマネジャーとしての行動38項目,ケアマネジャーのストレス26項目である.福祉保健医療情報ネットワークシステム(WAMNET)から全国の居宅介護支援事業所を検索し層化法により1,000ヶ所を抽出し,郵送による無記名自記式調査を実施した.回答数は544票(回答率54.4%),ケアマネジャーの所属事業所(複数回答有)は,居宅介護支援事業所521名(95.7%),在宅介護支援センター37名(6.8%),地域包括支援センター8名(1.5%),事業主体は社会福祉法人148ヶ所(27.2%),医療法人147ヶ所(27%),株式会社68ヶ所(12.5%)であった.属性として男性103名(18.9%),女性435名(79.9%),年齢50代181名(33.3%),40代171名(31.4%),30代132名(24.3%),経験専門職(複数回答有)は介護福祉士265名(48.7%),看護師137名(25.2%),ホームヘルパー121名(22.2%),ついで相談員,社会福祉士,歯科衛生士,栄養士と多岐にわたっていた.ストレスに関しては「制度の改正で振り回されるのは腹が立つ」67.4%,「家に帰ってからも仕事ことが頭から離れない」50.3%,「ケアマネジャーとして力不足を感じる」54.4%,「利用できるサービス提供者に限りがある」48.9%,「疲れてぐったりすることがよくある」47.0%の割合で「いつも」あるいは「しばしばそう思う」と答えていた.
大型浅吃水船舶の開発

1、まえがき中国大陸では重要な交通、貨物輸送の手段として河川を航行する船舶が多数用いられている。これらの船舶は航路の制約から、一般に幅広浅吃水となるために抵抗推進や操縦性能が悪い。また、縦強度を大きく取れないため、造船所から稼働する河川への移動時に外洋を航行すると損傷事故を生ずる危険性が高い。本研究では抵抗推進性能と操縦性能に優れた大型浅吃水船を開発するために日中共同の研究開発を行なった。2、派遣及び招聘状況本年度は「大型浅吃水船舶の開発」の最終年度であるので、日中両国の浅吃水船舶に係わる研究成果の交換と研究のとりまとめ等のため、日本側研究者4名を上海交通大学に派遣し、浅喫水船舶の操縦性能、耐航性能、及び船舶設計について中国の研究状況を調査した。この派遣による調査では、上海交通大学船舶海洋工程系の研究施設の見学や、同大学の紹介で無錫にある中国船舶研究中心も見学し、大型浅吃水船舶の開発に関して関係者と討論し、研究状況を調査した。また、日中両国で協力して実施した河川用大型船舶の概略設計についての上海交通大学船舶海洋工程系の研究者と意見交換を行なった。さらに、中国側の研究者2名の招聘を行ない、日本国内における浅喫水船舶に関する水槽実験技術を調査学習することを主な目的とし、東京大学工学部をはじめ、運輸省船舶技術研究所、石川島播磨重工技術研究所、住友重機械工業技術研究所、三井造船昭島技術研究所等を訪問し、関係者と討論した。これらの訪問調査により、大型浅吃水船舶の開発に係わる水槽実験技術のみならづ、船舶海洋工学全般に係わる日中両国の最近の情報交換もできた。3、大型浅吃水船舶の流力弾性応答解析大型浅吃水船舶は深さに比べて幅広となるので、相対的に剛性の小さい浮体となる。極端な例として、深さが幅の1/100以下の浮体について波浪中における構造変形も考慮した応答解析を領域分割法を用いて行った。この解析においては、まず、剛体としての解析を従来通りの波浪中動揺解析法で行い、次に、浮体の変形を考慮するために浮体の下面を再分割した流体領域を設定し、それぞれの流体領域での接続条件から速度ポテンシャルを求め、流力弾性問題としての応答解析を行った。前者の解析においては、計算精度を維持するために固有関数の級数項を多くするなどの改良を行い、後者については、それに加えて、更に多くの境界条件を満たすための制約条件式が多くなるなどのために計算精度の維持が困難であること等が分かった。2種類の解析法の数値計算結果から、このような超浅吃水船舶の場合には、通常の船舶に対して従来行われていたような、剛体としての波浪中動揺の応答よりも、弾性体としての構造応答の方が大きくなることなどが分かった。しかし同時に、本研究で主な対象としている船舶においてはそれほど問題とはならないことも示された。また、浅吃水船の流力弾性応答計算においては、深さ方向の近似を行う平面上での圧力分布法や厳密な3次元解析を今後進める必要がある。4、大型浅吃水船舶の抵抗推進、操縦性能大型浅吃水船舶は深さに比べて幅広となるので、操縦性能上や吃水制限から一般的には2軸船が適しており、上海交通大学等における2軸船に関する水槽実験結果等を参考にして、船型の線図のあり方を研究した。2軸船は推進器まわりの形状が、船体抵抗や自航要素に大きく影響し、推進性能を左右するとともに、操縦性能にも影響するので、それらを十分勘案して定める必要がある。推進器まわりの伴流を少なくし、なおかつ操縦安定性を増すために、船体中央部のかットアップは少なくし、両舷に向かってカットを大きくして、推進器部への流入をスムースにする船尾形状が抵抗推進、操縦性能上良いことなどが分かった。本研究によって抵抗推進性能と操縦性能に優れた大型浅吃水船を日中共同で研究開発できた。

これらの訪問調査により、大型浅吃水船舶の開発に係わる水槽実験技術のみならづ、船舶海洋工学全般に係わる日中両国の最近の情報交換もできた。3、大型浅吃水船舶の流力弾性応答解析大型浅吃水船舶は深さに比べて幅広となるので、相対的に剛性の小さい浮体となる。極端な例として、深さが幅の1/100以下の浮体について波浪中における構造変形も考慮した応答解析を領域分割法を用いて行った。この解析においては、まず、剛体としての解析を従来通りの波浪中動揺解析法で行い、次に、浮体の変形を考慮するために浮体の下面を再分割した流体領域を設定し、それぞれの流体領域での接続条件から速度ポテンシャルを求め、流力弾性問題としての応答解析を行った。前者の解析においては、計算精度を維持するために固有関数の級数項を多くするなどの改良を行い、後者については、それに加えて、更に多くの境界条件を満たすための制約条件式が多くなるなどのために計算精度の維持が困難であること等が分かった。2種類の解析法の数値計算結果から、このような超浅吃水船舶の場合には、通常の船舶に対して従来行われていたような、剛体としての波浪中動揺の応答よりも、弾性体としての構造応答の方が大きくなることなどが分かった。しかし同時に、本研究で主な対象としている船舶においてはそれほど問題とはならないことも示された。また、浅吃水船の流力弾性応答計算においては、深さ方向の近似を行う平面上での圧力分布法や厳密な3次元解析を今後進める必要がある。4、大型浅吃水船舶の抵抗推進、操縦性能大型浅吃水船舶は深さに比べて幅広となるので、操縦性能上や吃水制限から一般的には2軸船が適しており、上海交通大学等における2軸船に関する水槽実験結果等を参考にして、船型の線図のあり方を研究した。2軸船は推進器まわりの形状が、船体抵抗や自航要素に大きく影響し、推進性能を左右するとともに、操縦性能にも影響するので、それらを十分勘案して定める必要がある。推進器まわりの伴流を少なくし、なおかつ操縦安定性を増すために、船体中央部のかットアップは少なくし、両舷に向かってカットを大きくして、推進器部への流入をスムースにする船尾形状が抵抗推進、操縦性能上良いことなどが分かった。本研究によって抵抗推進性能と操縦性能に優れた大型浅吃水船を日中共同で研究開発できた。中国大陸では重要な交通、貨物輸送の手段として河川を航行する船舶が多く用いられている。これらの船舶は航路の制約から、一般に幅広浅吃水となるために、抵抗推進や操縦性能が悪い。また、縦強度を大きくとれないために、外洋を航行すると損傷事故を引き起こす危険性が高く、外洋を航行または曳航するには、限られた海象条件の下で行われなけらばならない。本研究は、中国における小型船ではあるが河川用船舶の多くの実績と、日本の大型船舶に関する造船技術を結合させ、大型浅吃水船舶の開発を行うものである。本年度は、このために、日中両国の浅吃水船舶に関わる研究状況の交換と研究計画の実施に向けての研究体制作り等のために、研究代表者の派遣及び中国側研究分担者2名の招聘を行った。さらに、日中教育協会の援助により中国側研究分担者を横浜国立大学工学部客員研究員として12カ月間受け入れ、研究課題に関する共同研究を実施した。これらの派遣と招聘により、研究体制の確立と、河川用大型浅吃水船舶の開発のための船型計画を行った。概略設計は最適化手法を用い、河川用船舶としては実績のない大型で、浅吃水の15万トン級船舶を設計した。