hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北陸新幹線沿線地区での生活環境に関する事前調査

本研究は北陸新幹線が2014年に開通)東京-金沢間)することに先立って、石川県における沿線住民を対象に生活環境に関するアンケート調査および騒音曝露量調査を行った。アンケート回答は950件)回収率59%)得られた。住宅の満足度は満足側の回答)37%)の方が悪い側)15%)よりも多く、地域の好感度は約61%の居住者が地域を好ましく思っていることが確認された。また、騒音のアノイアンスは50-60dBの範囲で鉄道騒音の方が道路交通騒音よりも大きいことが示された。本研究は2014年に開通予定の北陸新幹線沿線地域(東京-金沢間)を対象とした社会調査を実施し、開通する事前の生括環境、騒音による被害について現状を把握することを目的としている。これは将来的に新幹線が整備された後に再び調査を実施することで事前と事後の住環境変化と住民の心理的変化について把握することまでを想定している。調査対象地域には北陸本線と国道159号線などの主要道路があり、本研究ではそれぞれの騒音に暴露されている状況下での住民による騒音・生活環境に対する評価を得て、騒音暴露量との関係について検討し、将来の北陸新幹線開通後の生活環境変化による影響を捉える際の資料を得ようと試みるものである。2007年度は石川県における北陸新幹線沿線住民を調査し、1620件の戸建て住宅を調査対象住宅として抽出した。各住宅に対して1名の回答者を対象に、各世代の生活環境に関するアンケートの回答を幅広く得られるよう配慮している。近年では社会調査の回収率を確保することが非常に難しいが、本研究では事前に依頼文を配布したり、回答・返送しやすいようにアンケート内容や書類等の工夫も行っている。アンケート調査の回収率は59%であり、952件の回答を得ることが出来た。その調査結果を2008年度に建築学会等の学会で報告するために、データの整理・分析を行っている。現時点では男女比は57:43であり、各世代すべてのデータは得られたが50代の回答が最も多く、20代の回答が比較的少ないことが確認された。また、2008年度に実施する騒音測定のための調査地域の選定および予備測定を実施し、本調査の円滑な活動に備えるという2007年度の計画通り研究を推進した。本研究は2014年に開通予定の北陸新幹線沿線地域(東京-金沢間)を対象とした社会調査を実施し、開通する事前の生活環境、騒音による被害について現状を把握することを目的としている。2008年度は2007年度に実施した石川県における北陸新幹線沿線住民を対象とした社会調査を行った住宅の騒音曝露量を把握するための騒音調査を実施した。実測結果から基準点の騒音曝露量と距離減衰予測式を求め、各住宅の騒音曝露量を算出するという従来の調査手法に則っている。音源から1列目の住宅の曝露量と社会調査との関係(平均値)を分析した結果、騒音のアノイアンスに関しては鉄道騒音の方が道路交通騒音よりも同じ騒音レベルにおいて高い反応が得られ、50dBから60dBでは有意差がみられた。この結果は研究代表者が北海道と九州での調査データをもとに行った分析結果と同様の結果であり、鉄道ボーナスの発想とは逆の結果である。また、生活活動妨害との関係では、聴取妨害系では騒音のアノイアンスと同様に鉄道騒音の方が道路交通騒音よりも妨害感が高く、入眠妨害・覚醒では音源間に有意差はみられなかった。さらに本研究ではアンケート質問文のワーディングとして「騒音」と「音」を使用することによる評価の違いについても検討している。前述と同じデータから比較した結果では、「音」の方が「騒音」よりも反応が高い傾向が見られた。これは当初の仮説とは異なる結果であり、今後のデータ分析やさらなるデータの蓄積から再検討する必要がある。アンケート結果により対象地域の生活環境の現状を把握し、さらに騒音曝露量との関係性についても検討することができ、これらを国際学会(ICBEN2008)や建築学会等で成果発表した。
蛋白質・アレルゲンを混入させずアミノ酸・単糖類を穀物から効率的に回収する加工法

本研究は穀物から蛋白質・アレルゲンの混入がなく、高濃度の糖類やアミノ酸を回収するための基盤技術を開発することを目的とした。米粉に加水・加熱して糊化させた後、アミラーゼおよびプロテアーゼで処理して液化した糖化液を遠心すると、上清には蛋白質がほとんど含まれず、蛋白質の36%がアミノ酸として、アミノ酸とペプチドを併せると63%が上清に回収され、澱粉は単糖類としてほぼ定量的に回収された。米粉を原料とした新規食品の開発・実用化および米粉の需要拡大への貢献が期待される。本研究は米をはじめとする穀物から蛋白質・アレルゲンのコンタミなく、高濃度の糖類やアミノ酸を回収するための基盤技術を開発することを目的とする。本年度は、米糖化液を作製する際に、アミラーゼにプロテアーゼを併用することでアミノ酸を回収できること、米糖化液を遠心することでほとんどの蛋白質が除去されることを確認した。また、60G程度の弱い遠心力で蛋白質を含まない透明な上層と白濁した下層に分離できることや、米の塩溶性画分を単離したものは熱を加えても沈殿しないことなどから、観察された蛋白質の除去は、単純な熱変性によるのではなく、不溶成分への吸着によることが実験結果から示唆された。これらの知見は、糖化液を低アレルゲン飲料に応用できる可能性のある成果である。並行して米の塩溶性画分に含まれる蛋白質を二次元電気泳動で展開し、主要な20個のスポットについて内部アミノ酸配列を分析することで、アレルゲンのマッピングを行った。既知のアレルゲンと併せ、いくつかのアレルゲンについては米ではじめて所在が明らかになった。これについて、アレルギー患者血清を用いた2次元ウェスタンブロッティングを実施し、個々の血清によって反応するアレルゲンが異なることを明らかにした。これにより、(個々のアレルゲンを除去した米品種を開発し、これを食品の原料に用いるよりも、)加工によって多くのアレルゲンを一度に除去することの有効性が確認された。食品アレルギーは重篤な症状を引き起こすことがあるが、効果的な治療法はほとんどなく、アレルギー患者はアレルゲンを除去する食事を余儀なくされているのが現状である。そこで、信頼できる原理に基づいたアレルゲンのコンタミを最小化した食品の開発が求められている。今年度は米デンプンの糊化と、その後のアミラーゼおよびプロテアーゼ処理が蛋白質の挙動に与える効果を解析した。これまでの研究により、米粉に加水・加熱して糊化させた後、アミラーゼ処理で液化した糖化液を遠心すると、上清には蛋白質がほとんど含まれないことが明らかになっていた。今年度は、糖化液をさらにプロテアーゼ処理し、遠心後の上清にやはり蛋白質がほとんど含まれないことを電気泳動法により確認した。既報の知見と併せ、デンプン糊化の際に蛋白質がデンプン粒外膜と相互作用すること、また、これがプロテアーゼの作用を受けても維持され、遠心した際には不溶成分として除去できることが推察された。本研究により新しいメカニズムに基づいた米粉の加工処理法についての知見が得られ、これを低蛋白・低アレルゲシ飲料に応用できる可能性のある成果が得られた。さらに、上記蛋白質と澱粉の相互作用が澱粉粒の吸水性にも影響し、その結果、パンなどの加工品をつくる際の米粉生地の物性を変化させることを示唆する知見も得られた。以上めように、米粉加工品の低蛋白・アレルゲン化や米粉生地の物性制御に関する新しい研究成果が得られたことから、米粉を原料とした新規食品の開発・実用化および米粉の需要拡大への貢献が期待される。そこで、信頼できる原理に基づく、アレルゲンのコンタミを最小化した食品の開発が求められている。今年度は、糊化した米デンプンをアミラーゼ/プロテアーゼ処理して得られた糖化液の、遠心後の上清画分の栄養性について、また、米以外の穀物等を原料に同様の処理を行った場合に得られる糖化液との違いについて検討した。米を原料とした場合には、上清画分にアレルゲンや蛋白質はほとんど含まれないが、トリプトファン、スレオニン、リジン、バリン、メチオニン、ロイシン、フェニルアラニン、イソロイシン、ヒスチジンなどの必須アミノ酸がバランス良く、それぞれ理論値の35割程度の高収率で回収されることが示された。

アミノ酸と可溶性ペプチドの総量を併せると、原料に含まれる全蛋白質から6割程度が回収される。一方、ダイズ、コムギ、ソバなどを原料として糊化後のアミラーゼ/プロテアーゼ処理を行った場合には、1)遠心後の上清を二次元電気泳動で解析するとアレルゲンや蛋白質が顕著に低減するものの、2)糖、アミノ酸の回収率は米には及ばないこと、が明らかになった。以上のことから、3年間にわたる研究期間で「蛋白質・アレルゲンを混入させずアミノ酸・単糖類を効率的に回収する加工法」が開発され、米が最適な原料であることが示された。また、研究過程で明らかになったメカニズムが、製パン性などの加工技術開発にも利用できる知見が得られた。本研究成果をもとに米粉を原料とした新規食品の開発・実用化の促進、および米粉の需要拡大への貢献が期待される。蛋白質・アレルゲンを混入させずアミノ酸・単糖類を穀物から効率的に回収する加工法に関しては当初の計画どおりの知見が得られ、併せて、米粉生地の物性制御に関する知見も得られたことから。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までの研究により、プロテアーゼ処理した糖化液を遠心すると上清には蛋白質がほとんど含まれないことを明らかにしたが、今後は、この上清について栄養成分の向上と蛋白質・アレルゲン成分の低減化についてメカニズムを解明しながらさらに加工法の開発を行い、低蛋白質・アレルゲン食品原料としての妥当性を評価する。本研究課題の最終目標である「蛋白質・アレルゲンを混入させずアミノ酸・単糖類を穀物から効率的に回収する加工法」の基盤技術の開発を完了し、今後の実用化研究のための重要な知見に資する。
車道を対象とした透水性舗装に関する基礎的研究

銑鉄を製造する際に発生する水砕スラグの潜在水硬性を利用した透水性舗装の改良路盤,改良路床を作成した.アルカリ性刺激剤として生石灰や消石灰を用いた場合,十分な強度は得られるが,この路盤,路床に雨水が浸透した場合,強アルカリ性となり実用的ではない.このため刺激剤として粉末化水砕スラグを利用し,水和反応を促進する目的で石膏を添加することにより,十分な強度を得ることが出来た.この様にして出来た路盤,路床材は浸透水のpHも小さく,施工1週間後に酢酸及び酢酸ナトリウムの水溶液を散布することにより石灰を利用した時の1/20以下の浸透水量でpH8.6以下になることが判った.又これらの路盤,路床材料は1つの空隙は小さいが全体では大きな空隙を有し,十分な保水性,透水性を有しており,時間雨量1000mm程度の浸透能力を持ち,さらに50mm程度の降雨により夏期路面温度は晴天時に通常舗装に比べ35°C程度低下し,この効果は約10日程度続く.透水性舗装の表層には通常の排水性舗装に用いられるアスファルト混合物を採用し,基層には変形ステンレス繊維を混合することにより目つぶれ防止に役立つことも判明した.試験施工では2年経過した後でも表面の平坦性は排水性舗装の2倍程度,FWD試験においてもD_0は1/2で路盤の強度増加が続き許容載荷輪数も時間の経過とともに増加が認められた.以上のように透水性舗装が市内に施工されれば排水性舗装の効果に加え雨水の地下水への還元,大量降雨に対しても十分な透水,保水能力があるため排水,下水管あるいは小河川の氾濫か防止に役立つ.街路樹の夏枯れ防止対策となり,保水された水の蒸発散により夏期温度低下などが期待できる.銑鉄を製造する際に発生する水砕スラグの潜在水硬性を利用した透水性舗装の改良路盤,改良路床を作成した.アルカリ性刺激剤として生石灰や消石灰を用いた場合,十分な強度は得られるが,この路盤,路床に雨水が浸透した場合,強アルカリ性となり実用的ではない.このため刺激剤として粉末化水砕スラグを利用し,水和反応を促進する目的で石膏を添加することにより,十分な強度を得ることが出来た.この様にして出来た路盤,路床材は浸透水のpHも小さく,施工1週間後に酢酸及び酢酸ナトリウムの水溶液を散布することにより石灰を利用した時の1/20以下の浸透水量でpH8.6以下になることが判った.又これらの路盤,路床材料は1つの空隙は小さいが全体では大きな空隙を有し,十分な保水性,透水性を有しており,時間雨量1000mm程度の浸透能力を持ち,さらに50mm程度の降雨により夏期路面温度は晴天時に通常舗装に比べ35°C程度低下し,この効果は約10日程度続く.透水性舗装の表層には通常の排水性舗装に用いられるアスファルト混合物を採用し,基層には変形ステンレス繊維を混合することにより目つぶれ防止に役立つことも判明した.試験施工では2年経過した後でも表面の平坦性は排水性舗装の2倍程度,FWD試験においてもD_0は1/2で路盤の強度増加が続き許容載荷輪数も時間の経過とともに増加が認められた.以上のように透水性舗装が市内に施工されれば排水性舗装の効果に加え雨水の地下水への還元,大量降雨に対しても十分な透水,保水能力があるため排水,下水管あるいは小河川の氾濫か防止に役立つ.街路樹の夏枯れ防止対策となり,保水された水の蒸発散により夏期温度低下などが期待できる.透水性舗装の改良路床、改良路盤材には銑鉄を製造する際、副産物として発生する水砕スラグを利用した。この材料の特性である潜在水硬性をアルカリ刺激剤である生石灰などを混合しCBR試験等によりその強度特性を調べた。まず生石灰等や水分、骨材などの最適配合比を求め、この配合による改良路床、改良路盤材料は時間の経過とともに強度は増加し、さらに締固めエネルギーを大きくすれば短時間で強度増加が起こり最少1日養生で舗装要綱の規格値を超すことが確認された。又、空中養生、水中養生の違いによる強度特性も調べ水中養生の方が強度増加が大きくなることも判明した。さらに寒冷地を対象とした凍結、融解に対しても十分耐え得ることも証明した。この改良路床、路盤は透水性が十分であると同時に保水能力にも優れており、この保水の蒸発酸による夏季の路面温度を調べた。その結果、排水性舗装と比較して5゚C10゚Cの温度低下も確認された。尚この改良路床、路盤を通過した雨氷はアルカリ性であり、このままでは、pH12程度の浸透水が地中に入ることとなる。このため生石灰を使用さず、ローラーミル等のアルカリ刺激剤を用いた結果、同様な強度を持ちつつpH9程度まで下げる事が可能となってきている。透水性舗装の表層、基層については空隙率約30%要求されているが(この空隙では通常のアスファルトでは交通荷重に耐えることが出来ず、高粘度の改良アスファルトが利用されている。)この高粘度のアスファルトにおいても表層部分は目詰まり現象、目潰れ現象が発生する。目詰まり現象に対してはいくつかの対策案があるが、基層の目潰れ現象に対する対策も必要である。このため数種の変形ステンレス繊維を混入させ、その凹凸を骨材にからませ骨材の移動を防ぐ試みを行った。

その結果、締固めエネルギーを増加させないと所要の密度、マーシャル安定度は確保できないが、曲げ試験や恒圧試験からはステンレス繊維入り供試体の方が高い曲げ強度、変形量の低減などの効果があることが判明した。水が浸透しても十分な支持力が得られる透水性舗装の改良路盤,路床を作成するため,水砕スラグと生石灰及び水砕スラグの微粉末したものを混合した.その結果,潜在水硬性を発揮し,十分な支持力と透水能力を持つ改良路盤,路床を作ることができた.しかし生石灰は発熱による工事の危険性が伴い,また浸透した水のpHが12以上となるためその改善策について検討した.生石灰の代わりに消石灰を加えたものは作成時の危険性はなくなり支持力,透水性は十分に確保出来たが,pHは11程度の下がっただけである.アルカリ性刺激剤としてpHの多少低い水砕スラグの微粉末と水和反応を促進させるため石膏を使用した.その結果,支持力も透水性も十分得られpH値も早い段階で9程度に抑える事が可能になった.この改良路盤,路床材は保水能力にも優れ,飽和した砕石路盤では空隙中の水分は1日で10%程度まで減少するが,改良路床では2週間経過しても50%程度の水分を保有することが可能である.現場実験によれば夏期の舗装表面温度は,通常の舗装の場合外気より20°C程度高くなるのに対し,改良路盤,路床は50mm程度の雨量があれば舗装表面は外気温より1015°C程度しか上昇せず,さらに一度の降雨でその効果が10日間程度持続することが判明した.透水性舗装の表層,基層に使用される開粒度アスファルト混合物の目潰れ防止策として数種類の変形ステンレス繊維を混合させた.その結果,アスファルト混合物の弱点である高温,低速荷重に対して,特に両端突起を持つ形伏のものがクリープ現象に対し効果があることが分った.平成10年に改良路盤,路床(生石灰使用)を用いた試験舗装(C交通供用中)は2年経過しても支持力,透水性とも設計条件をクリアしておりその機能を発揮し続けている.1.銑鉄を製造する際発生する水砕スラグの潜在水硬性を利用し,アルカリ性刺激剤として生石灰等を用いた場合,水砕スラグ生産後1年以上経過したものでも十分な強度,透水性を得ることが可能である.しかし,この路盤材料に雨水が浸透した場合,その浸透水は強アルカリ性となり有害となる.このため,刺激剤としてpHの低い粉末化水砕スラグや水和反応促進剤として石膏を用いた場合,古い水砕スラグを使用すると,所定の強度が得られないことが判明した.この場合,水砕スラグの使用は生産後半年程度であることを確認した.また浸透した雨水がpH8.6以下になるためには生石灰等では1cm^2当り3040lの水の通過が必要であるが,粉末化水砕スラグの場合には5l程度でよく,さらに施工1週間後に酢酸及び酢酸ナトリウムの水溶液を散布することにより2l程度の水でpH8.6以下となることが判明した.2.透水性舗装の補強材として繊維状ペットボトルを混入しその効果を期待したが効果は得られなかった.一方廃車のフロントガラスを粉砕した材料を骨材の代わりに使用した場合,マーシャル,恒圧試験結果から使用可能との結果が得られた.3.改良路盤,路床は時間雨量1000mm程度の浸透能力を有し,一度保水すると2週間程度経過しても空隙中に50%程度の水を保水することが可能である.2日間で80mm程度の雨量があった場合,夏期の舗装表面温度は通常舗装に比べて35°C程度低く,この効果は降雨後1週間程度持続することが判明した.
βおよびγカテニンのチロシンリン酸化によるカドへリン活性の制御機構の解析

カドヘリンの機能(細胞間の接着活性)がいかなる機構で制御されているのかを明らかにする目的で、カドヘリンのみにその細胞間接着性が依存している細胞のモデルシステムを確立した。即ち、ヒト白血病細胞の一つ、K562細胞は、カドヘリンを含む細胞間の接着分子を全く発現いていない。そこで、この細胞にE-カドヘリンの発現ベクターを導入し、E-カドヘリン発現細胞(EK細胞)を得た。EK細胞はE-カドヘリン依存性の細胞間接着性を示し、細胞の凝集塊を形成する。EK細胞の凝集塊を過バナジン酸処理して細胞内タンパク質のチロシンリン酸化レベルを上昇させるとカドヘリンの活性低下が起こり、細胞が解離した。本研究では、過バナジン酸処理によりカドヘリン・カテニン複合体にいかなる変化が起こりカドヘリンの接着活性の低下へとつながったのかを明らかにしようとした。その結果、1)EK細胞を過バナジン酸処理すると、β-およびγ-カテニンのチロシンリン酸化のレベルが上昇し、カドヘリンによる細胞間の接着性が低下すること、2)β-およびγ-カテニンのチロシンリン酸化は両分子のコンフォメーション変化を示し、α-カテニンが複合体から解離すること、3)β-カテニン上のあるチロシン残基を、フェニルアラニン残基に置換した変異β-カテニンをEK細胞で発現させると、過バナジン酸処理により細胞のチロシンリン酸化のレベルを上昇させても、細胞はバラバラになりにくいことが判明した。さらに、この変異β-カテニンからのα-カテニンの解離も著しく抑さえられることが判明した。
合憲解釈による憲法価値の実現に向けた憲法訴訟・行政訴訟理論の日独比較法研究

本年度は、ドイツの公法学説および連邦憲法裁判所・連邦行政裁判所の判例を手掛かりに、合憲解釈(憲法適合的解釈)が後の統治過程に及ぼしうる法的効果の解明を目標に研究を行った。その研究成果は以下のようにまとめられる。憲法適合的解釈の法的効果については、法適用機関と法制定機関とを区別して理解する必要がある。第一に、法適用機関に対する法的効果について、まず、連邦憲法裁判所の憲法適合的解釈は、連邦憲法裁判所法31条1項の拘束力により他の機関を拘束する。すなわち同裁判所は、拘束力の判決理由への拡張・判決主文と憲法適合的解釈との結合を通じ、自身の憲法適合的解釈に拘束力を認めている。次に、一般の裁判所の判決に同法の拘束力は付与されないが、最上級審判決の事実上の拘束性や上訴制度に基づく間接的な拘束力といった制度的担保を通じて、憲法適合的解釈は後の法適用機関を(事実上)拘束していると言える。このように、実定法的・制度的背景によって、後の行政・裁判所は憲法適合的解釈に従った法適用を促されていることが明らかとなった。第二に、法制定機関に対する法的効果について、上述の拘束力は立法者にも及ぶものの、憲法適合的解釈に従った法改正までが義務付けられるとは解されていない。立法者の法改正の不作為に対する損害賠償や、憲法異議を認めようとする学説も一部見られるが、有力化には至っていない。反対に、憲法適合的解釈により民主的過程や法改正が阻害されるという側面が批判されていた。加えて、憲法適合的解釈の考察を深化させるためには、憲法と他の法領域(とくに私法・国際法(EU法))との関係に係る理論的考察が不可欠である。そこで本年度は、ドイツの研究者の日本における講演の翻訳という形で(1クリスティアン・ブムケ「法における自律」、2ハンス・クリスティアン・レール「公法にとっての国際化の挑戦」)、この点について考察を深めた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、ドイツ専門裁判所(連邦行政裁判所)の憲法判決を手がかりとして、合憲解釈(憲法適合的解釈)の方法を実証的に解明することを目標に研究を行った。研究遂行に当たっては、特別研究員奨励費の援助を受けて渡独し現地調査を行った。本研究に係る書籍・裁判例を幅広く調査・収集したのに加え、本テーマに造詣の深いブムケ教授及びレール教授と面談することを通じて憲法学・行政法学の双方の観点から助言を仰ぎ、ドイツの最新の議論状況についてご教示頂くことができた。本年度の研究成果は、以下のようにまとめられる。第1に、専門裁判所による憲法適合的解釈の積極化の背景を解明したことである。この実践の背景には連邦憲法裁判所の判例理論が存在する。すなわち、(1)具体的規範統制の適法性要件の厳格化、及び(2)憲法異議に基づく専門裁判所判決の統制という2つの判例理論である。これにより、憲法適合的解釈の手法を用いた(1)違憲判決回避のための法律の違憲性の是正、(2)法適用レベルでの憲法の顧慮が専門裁判所に義務づけられていることが明らかとなった。第2に、憲法適合的解釈の方法・憲法の機能方法を解明したことである。具体的には、(1)行政作用の適法性審査(行政の判断結果・判断過程の統制)における憲法の援用により行政の法適用・裁量権行使を方向づける、(2)行政裁量それ自体の否定により行政に厳格な要請を課す、(3)憲法判断に基づき法律の適用範囲を限定・拡張する、という3つの仕方で憲法が機能していることが明らかとなった。以上の研究成果を「ドイツ連邦行政裁判所の「憲法判断」の考察(一)(二・完)」と題する論文としてまとめ、『阪大法学』64巻5号、64巻6号(2015年)上に公表した。加えて、第17回ドイツ法フォーラム(2015年3月30日・京都大学)において「行政法の解釈・適用における憲法の機能」と題する研究報告を行った。

反対に、憲法適合的解釈により民主的過程や法改正が阻害されるという側面が批判されていた。加えて、憲法適合的解釈の考察を深化させるためには、憲法と他の法領域(とくに私法・国際法(EU法))との関係に係る理論的考察が不可欠である。そこで本年度は、ドイツの研究者の日本における講演の翻訳という形で(1クリスティアン・ブムケ「法における自律」、2ハンス・クリスティアン・レール「公法にとっての国際化の挑戦」)、この点について考察を深めた。研究実施計画にほぼ準ずる形で研究が進展している。本年度は研究論文の公表および学会報告を行うことができ、研究成果の公表についても順調に進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究を踏まえ、次年度は防御権の枠組では捉えきれない憲法適合的解釈の法的特質の解明に研究を発展させ、当該手法の限界や法継続形成・立法義務付け判決との異同・相互関係について考察を進める。加えて、これらの判決の後の立法・行政・司法過程への(広義の)法的効果についての研究も開始する。本年度の研究を基礎としつつ、ドイツ公法学の文献研究および連邦憲法裁判所・連邦行政裁判所の判例分析により、上述の研究を進めたい。
都市内外の長波放射場の鉛直構造に関する研究

都市は人間活動の最大の集積場であり、自然環境の最大の変質場である.都市では自然面の人工面化・都市構造の高密化に伴い,熱・放射エネルギ-の再配分の改変と人工熱・水分・汚染物質の大量放出がみられる.都市の長波放射場は複雑な都市面構造と都市の高温多湿汚染大気とによる上下2段階の遮蔽効果の影響下にあるという「都市の長波放射場モデル」を提案し実証中である.本年度は,都市内の長波放射場の鉛直構造の実態をまず明らかにし,さらに都市面構造(ビルの遮蔽度と壁面・窓面温度)の影響や温度場・湿度場の鉛直構造との関係を野外観測に基づき考察した.また、長波放射場の水平構造についてもあわせて考察を進めた.(1)鉛直構造の定点観測は筑波研究学園都市において寒候季の晴天静穏の昼夜間(5分間平均値の連続観測)を通して実施した.観測はビル壁面近傍と都市キャニオン中央部で,各々,キャニオン内の5高度と屋上面での正味放射量(Rn)の鉛直分布,及び3高度と屋上面での上向(R↑)・下向(R↓)放射量の鉛直分布観測を計9日間行った。その結果,都市キャニオン内の放射場の鉛直構造の全日の振舞いを捉えることができた.例えば,Rnの日総量はキャニオン中央では全層で負(放熱)になるのに対し壁近傍ではほぼ正(蓄熱),夜間の|Rn|の各層での時間変化はほぼ一定であるが上層ほど|Rn|が常に大きい,日中のRnの極大層は時間経過に伴い下層へ移行していく,そしてRnの変化はR↑よりもR↓によって決められている等が判明した。(2)各測定高度において魚眼レンズを用いて計測した上面・下面の遮蔽率とビル構成面の温度特性から,殊に夜間の各層での放射収支成分の振舞いを説明できる.日中の放射の挙動には日射の侵入の時間変化が大きく関与している.また,同時観測した温度場・湿度場の鉛直分布との興味ある対応もみられた.(3)3都市同時の移動観測(2夜間・8回)を行い,都市の長波放射場の水平構造の特性をさらに明確に捉えることもできた.都市は人間活動の最大の集積場であり、自然環境の最大の変質場である.都市では自然面の人工面化・都市構造の高密化に伴い,熱・放射エネルギ-の再配分の改変と人工熱・水分・汚染物質の大量放出がみられる.都市の長波放射場は複雑な都市面構造と都市の高温多湿汚染大気とによる上下2段階の遮蔽効果の影響下にあるという「都市の長波放射場モデル」を提案し実証中である.本年度は,都市内の長波放射場の鉛直構造の実態をまず明らかにし,さらに都市面構造(ビルの遮蔽度と壁面・窓面温度)の影響や温度場・湿度場の鉛直構造との関係を野外観測に基づき考察した.また、長波放射場の水平構造についてもあわせて考察を進めた.(1)鉛直構造の定点観測は筑波研究学園都市において寒候季の晴天静穏の昼夜間(5分間平均値の連続観測)を通して実施した.観測はビル壁面近傍と都市キャニオン中央部で,各々,キャニオン内の5高度と屋上面での正味放射量(Rn)の鉛直分布,及び3高度と屋上面での上向(R↑)・下向(R↓)放射量の鉛直分布観測を計9日間行った。(2)各測定高度において魚眼レンズを用いて計測した上面・下面の遮蔽率とビル構成面の温度特性から,殊に夜間の各層での放射収支成分の振舞いを説明できる.日中の放射の挙動には日射の侵入の時間変化が大きく関与している.また,同時観測した温度場・湿度場の鉛直分布との興味ある対応もみられた.(3)3都市同時の移動観測(2夜間・8回)を行い,都市の長波放射場の水平構造の特性をさらに明確に捉えることもできた.
Development of a novel gait rehabilitation system  in combination of  functional electrical stimulation and robotic system for hemiplegic patients after stroke

本研究は、非侵襲機能的電気刺激(FES)デバイス、分割ベルトトレッドミルと骨盤制御サブシステムを統合し、回復期脳卒中片麻痺患者への歩行リハビリのための新たな歩行訓練システムを開発した。システムは、歩行運動機能を回復するために、片麻痺患者を積極的に機械的な訓練に誘導することを目指した。歩行訓練中に、前脛骨筋(TA)と内側腓腹筋への電気刺激は、トレッドミル歩行システムによって自動的に起動され、大腿四頭筋とハムストリングへの電気刺激が骨盤制御ロボットによって自動的にトリガされた。ロボットシステムとFESの組み合わせで下肢の運動学習の適用性を実験で検討することであった。本研究は、非侵襲機能的電気刺激(FES)デバイス、分割ベルトトレッドミルと骨盤制御サブシステムを統合し、回復期脳卒中片麻痺患者の歩行リハビリのための新たな歩行訓練システムを提案した。提案された調査は、最終的に設計されたトレーニングの練習の周期で可能な限り正常に近い片麻痺下肢の歩行機能の改善することに目指している。新たなシステムは、協調運動の練習中下肢の運動機能に直接的なコントロールを可能にした。一方、片麻痺下肢の運動学習の一連のロボットシステムとFESの組み合わせの適用性を検証することであった。骨盤の動きデータを得るために、下肢の各セグメントに関連する表現は、運動学的モデルで得られるべきである。したがって、下肢の運動学的モデルを最初に取得する必要があるため、下肢のモデルパラメータと、歩行時の骨盤および下肢の間の運動学的関係は、マーカシステム及びコンピュータ支援ビデオモーション分析システムによってアルゴリズムが検出され、計算されることができた。平成27年度で実施した本研究は、非侵襲機能的電気刺激(FES)デバイス、分割ベルトトレッドミルと骨盤制御サブシステムを統合し、回復期脳卒中片麻痺患者の歩行リハビリのための新たな歩行訓練システムを提案した。システムは、歩行運動機能を回復するために、片麻痺患者を積極的に機械的な訓練に誘導することができることであった。協調運動の練習中下肢の運動機能に直接的なコントロールを可能にした。FESを用いる目的は、瞬時に歩行パターンに影響を与えることによって、歩行の質を改善することであった。トレッドミル歩行システムおよび骨盤制御システムと、4つ(大腿四頭筋、ハムストリング、前脛骨筋( TA)、および内側腓腹筋)筋肉に刺激を送るために分離された4チャネルを有するFESを統合した。歩行訓練中に、TAと内側腓腹筋への電気刺激は、トレッドミル歩行システムによって自動的に起動され、大腿四頭筋とハムストリングへの電気刺激が骨盤制御ロボットによって自動的にトリガされた。全体的に、本研究では、提案された回復期脳卒中患者の歩行リハビリテーションのための適合性を実証することであった。提案された新たなシステムは、協調運動の練習中下肢の運動機能に直接的なコントロールを可能にすた。従って、本研究のもう一つの目的は、片麻痺下肢の運動学習の一連のロボットシステムとFESの組み合わせの適用性を検証することであった。一方、研究成果としての二つ国際会議の論文を発表した。本システムシステムは、歩行運動機能を回復するために、健常者の片麻痺に模擬した実験で積極的に機械的な訓練に誘導することができると検証された。生命理工学本年度には、構築した骨盤制御ロボットシステムとFESを組み合わせることである。トレッドミル歩行システムおよび骨盤制御システムと、4つの筋肉4つの主要な筋肉(大腿四頭筋、ハムストリング、前脛骨筋( TA)、および内側腓腹筋)に刺激を送るために分離された4チャネルを有するFESを統合したリハビリテーションシステムの適用性を検証する。TAと内側腓腹筋への刺激は、以前に成功に実現されていたので、ここでは主に大腿四頭筋とハムストリングの筋肉を組み合わせたシステムで活性化させる。歩行訓練中に、TAと内側腓腹筋への電気刺激は、トレッドミル歩行システムによって自動的に起動され、大腿四頭筋とハムストリングへの電気刺激が骨盤制御ロボットによって自動的にトリガされる。また、提案システムの優位性と有効性を確認するために、従来の治療法から、他のトレーニング結果と比較する予定である。本年度には、提案された新たなシステムは、協調運動の練習中下肢の運動機能に直接的なコントロールを構築し、主にトレッドミル歩行システムおよび骨盤制御システムと、指定の筋肉に刺激を送るために分離された4チャネルを有するFESを統合し、実験結果によりも構築したシステムを一部改善する。提案した歩行リハビリテーションシステムを構築するために、必要とされている歯車やロボットシステムのモータなどを購入する予定である。
神経障害性疼痛におけるグリア機能の解明

神経障害性疼痛発症における脊髄後角でのグリア機能について検討し、次の結果を得た。1アストロサイト特異的に活性化する分子群をトランスクリプトーム解析により同定した。2これらを行動薬理学的に解析し神経障害性疼痛に深く関与する転写因子STAT3を得た。3STAT3について、ミクログリア活性化との関連性を時系列で解析し、神経障害性疼痛との関係を明確にした。4脊髄での痛み伝達解明に使用するために、脊髄in vivoイメージング技術を確立した。5ATP放出に重要な小胞型ヌクレオチドトランスポーター(VNUT)が神経障害性疼痛へ深く関与することを明らかにした。本年度は、詳細なトランスクリプトーム解析のための基礎情報として神経障害後マウスの脊髄内遺伝子発現情報をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析した。術後1、3、10日目に損傷側、非損傷側の遺伝子発現を解析したととろ、STAT3を含む遺伝子群25個で一過性または時間依存的な発現増加が認められた。神経障害性疼痛におけるアストロサイトSTAT3シグナルが細胞増殖を通じて重要であることを我々はラットで示してきたので(Brain, 2011)、マウスでも同様の検討を行ったところ、末梢神経損傷後マウスではアストロサイトの細胞増殖はまったく認められなかった。遺伝子改変マウスを使用して実験を進める必要性から、マウスにおけるアストロサイトの基礎的なデータを集積しなければならないと考えた。現在、マウスでのアロディニアのタイムコース、GFAPの発現増加やアストロサイトの形態的な変化などのデータ収集に務めている。一方、アストロサイトのマイクロダイセクションをするにあたり、アストロサイトに色素を注入した結果、これまでGFAP染色によって観察していたものは単なる骨格に過ぎず、実体はもっと広範囲に突起を張り巡らしていることが分かった。このようなアストロサイトの複雑な形態を考えると、パソコン画面上で領域を指定してアストロサイ,トだけを手動で切り出すマイクロダイセクション法は不適切と考えざるを得ない。今後はセルソーターを用いてアストロサイトを選択的に回収後トランスクリプトーム解析を行うこととした。神経因性疼痛発症時におけるP2X4受容体の細胞内局在の変化を検討した結果,神経因性疼痛に関係が深いCCL2およびCCL12がP2X4受容体のリソゾームから細胞膜分画への移行を促進することがわかった。さらに,その発現増加はCCL2の中和抗体により抑制された。ミクログリアにフィブロネクチンを処置するとCCL2の放出が起こる事もわかり,放出CCL2が自らの受容体CCR2に作用し,P2X4受容体の細胞膜への移行を促進していると考えられる。今後、CCL2を介したアストロサイトとの関係が注目される。昨年度、アストロサイト特異的STAT3欠損マウスでは損傷後10日目から神経障害性疼痛に著明な減弱が見られ、また、正常マウスにアストロサイト特異的に恒常的活性化型STAT3を遺伝子導入することでアロディニアが発症することを明らかにした。そこで今年度は、このJAK-STAT3系シグナルに深く関連する遺伝子を明らかにするために、神経損傷後14日目にDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、野生型マウスにおいて神経損傷側の脊髄後角において発現増加した64遺伝子中、アストロサイト関連遺伝子の上位5遺伝子が全てアストロサイト特異的STAT3欠損マウスでは発現増加の抑制が見られた。また、神経障害性疼痛モデル動物の脊髄後角では、アロディニア発現の時間経過に呼応してケモカインCCL3とその受容体CCR5の発現増加をリアルタイムPCRで確認した。CCL3をラット髄腔内に投与した結果、投与後1時間目をピークとする初期の痛みがまず発現し、それが消失した後、再度痛みが出現し、これは投与後7日間も持続した。この2相性の痛みのうち、前者の初期疼痛はCCR1阻害剤BX513により抑制され、後者の持続するアロディニアはCCR5阻害剤Maraviroc(抗エイズ薬)によって抑制された。さらに既に形成された痛みに対する効果も、CCR1阻害剤は初期疼痛のみを抑制し、CCR5阻害剤は長期的疼痛のみを抑制した。また、末梢神経障害後のアロディニアはCCL3の中和抗体の髄腔内投与で抑制された。さらにin situ hybridizationを行った結果、CCR1は主に神経細胞に、CCR5はミクログリアに発現することがわかった。CCL3の発現増加が脊髄ミクログリアで確認された。本年度は、アストロサイト特異的なSTAT3欠損マウスを作製するにあたりGFAP-Creを用いたCre/loxPシステムを利用することにした。レポーターマウスを用いた検討から、GFAP-Creマウスは無処置および神経損傷後いずれの時間帯においてもアストロサイト特異的にCreリコンビナーゼ活性を示すことが明らかとなった。このマウスを用いてアストロサイト特異的STAT3欠損マウスを作製し各種疼痛行動の解析を行ったところ、慢性炎症性疼痛や急性の侵害刺激に対する疼痛行動は野生型のマウスとアストロサイト特異的STAT3欠損マウスで有意な変化は見られなかった。一方で、末梢神経損傷後のアロディニアに関しては、野生型マウスに比べてアストロサイト特異的STAT3欠損マウスで損傷後10日目から有意な回復が見られ、さらに疼痛が元の閾値に回復するまでの期間が短縮していることが明らかとなった。以上の結果から、アストロサイトSTAT3シグナルは神経障害性疼痛への特に維持期への関与が示唆される。

今後は、DNAマイクロアレイ解析を用いてアストロサイトSTAT3依存的に変化している因子を特定し、検討を進めていく予定である。脊髄内で発現増加するケモカインシグナル関連遺伝子としてケモカイン受容体CCR5と、そのリガンドとなるケモカインの数種の発現増加に着目し、発現増加をリアルタイムPCRで確認した。その中でケモカインの一つであるCCL3タンパク質をラットの髄腔内に投与したところ、一過性の強い痛み行動と共に、数日持続する痛み行動が観察された。また、CCL3タンパク質に対する中和抗体を髄腔内に前処置することで末梢神経障害後の疼痛形成を抑制することを見出した。今後、アストロサイトSTAT3シグナルとCCL3の関係性が注目される。脊髄後角アストロサイトの機能解明のため、脊髄アストロサイト特異的遺伝子導入法の確立を試みた。脳アストロサイトへの指向性が高いと報告されているアデノ随伴ウイルスベクターを作製し、椎弓(椎骨の一部で、椎体の両側から後方に出ている橋状の部分)にある極めて小さな間隙からマウス腰髄実質内にシリンジを導入しこのベクターを投与したところ、脊髄後角アストロサイト特異的に目的遺伝子が導入されることが確認された。また、この方法は椎弓切除を必要とせず、炎症反応・グリオーシス・神経細胞の脱落などを伴わない低侵襲的な優れた方法であることが明らかとなった。これを用いて、脊髄アストロサイト特異的にドミナントネガティブSTAT3を遺伝子導入したところ、末梢神経損傷後におけるアロディニアは、神経損傷後10日目から14日目にかけて有意に抑制された。また神経損傷に伴うアストロサイト関連遺伝子の発現増加が著明に抑制された。この結果はアストロサイト特異的STAT3欠損マウス(GFAP-Cre/STAT3f/f)と同様の結果を示したことから、脊髄アストロサイトSTAT3シグナルが神経障害性疼痛維持に特異的に関与していることがさらに支持された。独自に設計した生体インプラントチャンバーを利用したin vivo脊髄イメージング法の確立にも成功した。この方法とアデノ随伴ウイルスベクターによるカルシウム感受性タンパク発現系を組み合わせ、末梢侵害刺激に応じた脊髄後角アストロサイトのCa2+応答を見出した。また、切片標本の脊髄神経C線維を電極刺激したところ、脊髄表層アストロサイトのCa2+応答を観察することができた。さらに、脊髄後角アストロサイトへと伝達される侵害シグナルはTRPV1陽性神経線維を経て、アストロサイトのIP3R2を介したものであることが明らかになった。既に確立している脊髄アストロサイト特異的遺伝子導入法を用いて、脊髄アストロサイトに恒常的活性化型STAT3を遺伝子導入したところ、アロディニアが誘発された。昨年度までの結果と併せて、低侵襲的な脊髄後角への遺伝子導入法の有用性を示した。次に、in vivoにおいて脊髄後角アストロサイトの機能制御を可能とする系の確立を試みた。
カルシウムイオンによる高次細胞機能の調節機構

本研究班は細胞応答の共役物質としてのCaイオンの分子レベルの作用機序を解明し、種々の細胞における生理および病態生理機能をより明確にする為に研究班を組織したものである。本年度の研究成果として、栗山班員はC-kinaseの活性薬としてのTPAの収縮蛋白におよぼす効果を正常およびskinned musclesで観察し、短縮速度から推定したactinとmyosinのcrossbridgeのcyclingrateは、一定Ca存在下でTPAによって促進されるという結果を得た。平班員は単離心筋細胞を用いてCaチャンネルにおよぼすCa拮抗薬の郊果を観察し、dihydropyridine誘導体とverapamilやdiltiazemとは異なる作用機序によって抑制するという結果を得た。清水班員は、Leucotrienがarachidonic acidから生成されるが、Leucotrien【B_4】の生成にはCaイオンは5-lipoxygenaseの段階で作用することを明確にした。小沢班員は筋小胞体からCa結合蛋白質を精製し、筋小胞体におけるCa取り込みと放出にCa結合蛋白質の集合と可溶化サイクルが関与していることを説明した。吉田班員はneuroblastoma X glioma hybride NG 105-15細胞を用いて、bradykinin受容器におよぼすTPAの効果について観察し、bradykinin受容体活性化によって生じたDGがprotein kinase Cを活性化してbradykinin受容体活性化反応を抑制的に調節しているという結論を得た。川崎班員は、Ca依存性動物レクチンの一種である肝mannan結合蛋白質(肝MBP)の一次構造をcDNA塩基配列より決定し、本レクチンの糖結合部位の一部であるO-領域がCaイオン結合部位の一部を形成しているものと推定した。これら班員の研究成果と共に鈴木不二男,近藤洋一,尾形悦郎,白川茂,加藤聖,水上茂樹の各公募班員の研究を含め各方面から細胞の機能調節におよぼすCaイオンの効果について、実りある研究成果が得られつつあり、充実した第三年度の研究を持つことができるものと考えている。
材料プロセス用高気圧プラズマの電子状態計測

本研究では、電子密度のモニタが可能なマイクロ波共振器プローブに着目し、大気圧などの高圧力プラズマなどの材料プロセスプラズマへの適用を目指したプローブの機能拡張を試みた。マイクロ波共振器プローブで得られる共振スペクトルは、高圧力プラズマでは電子密度とともに拡がり、電子密度のモニタに利用できることを示唆する結果が得られた。そして測定精度向上に、プラズマが生成されていないときの共振幅を考慮することの有効性を示した。また機能拡張として、繰り返しパルス放電プラズマでの高精度測定を行うための条件や、プローブ先端に光ファイバーを組み込み、電子密度と中性の反応性粒子の同時モニタリングの可能性を明らかにした。超LSIなどの電子デバイスでは大容畳化などの要求が強く、0.1ミクロン以下の超微細加工などに関連した技術開発が盛んに進められている。量産レベルで所望の特性を得るにはプラズマを常に一定の状態に保つ綿密な制御が必要であり、それに対応できる高感度なプラズマモニタリング法の開発が進められている。特に電子は、ラジカルやイオンなどのプロセスに不可欠な粒子を生成する上で主要な役割を果たすため、電子状態のモニタリング技術が重要である。そのような背景のもと、電子の状態として、電子密度と電子温度に着目し、それらのモニタが可能と考えられるマイクロ波共振器プローブを採用し、電磁界解析等により共振スペクトルを得ながら、高圧力プラズマでの共振特性を検討した。今年度は特に、密度測定における高精度化に着目した研究を中心に行った。その結果、測定精度向上のためには、プラズマが生成されていないときの共振幅を考慮して差し引いたり、プローブ材料として導電率が低くかつその温度依存性が小さな銅などの材料を選定することが有効であることを明らかにした。また大気圧マイクロ波プラズマに本プローブを適用したところ、共振スペクトルの幅が広がることを確認でき、本研究で得たシミュレーション結果の妥当性が確かめられた。超LSIなどの電子デバイスでは大容量化などの要求が強く、0.1ミクロン以下の超微細加工などに関連した技術開発が盛んに進められている。量産レベルで所望の特性を得るにはプラズマを常に一定の状態に保つ緻密な制御が必要であり、それに対応できる高感度なプラズマモニタリング法の開発が進められている。そのような背景のもと、今年度は実際のプロセスで想定されるプラズマに本プローブを適用することを想定し、その場合の測定精度を高めるための諸条件や、プローブ機能の拡張のための試みを行った。まず基材表面におけるプラズマダメージの緩和やプラズマ自体の低温化に向けて用いられる繰返しパルス放電プラズマで測定精度を向上させるための条件を検討した。パルス放電での電子状態は時間的に急激な変化を伴っていることが多い。したがって、高精度な測定を行うのに不可欠な正確な共振スペクトルを得るためには、ネットワークアナライザで共振スペクトルを取得するために行う周波数掃引をパルス放電に同期させること、さらにネットワークアナライザでのデータ取得時間に対するパルス放電の繰返し周期が整数倍になっていることが重要であることを明らかにした。次に本プローブにおける電子状態のモニタリング機能を拡張させることを検討したところ、プローブヘッド部に極細の光ファイバを組み込むことが可能であったことから、分光解析機能を付加できることを実証し、ラジカルなどの反応性粒子のモニタリングを同時に行えることを明らかにした。その結果、マイクロ波共振器プローブで得られる共振スペクトルは、高圧力プラズマでは電子密度とともに拡がり、電子密度のモニタに利用できることを示唆する結果が得られた。またその結果を国内学会にて発表し、大きな反響を得た。大気圧マイクロ波プラズマをプローブに曝したときに共振幅が広がることを実験的に確認できたことから、シミュレーションを用いて本研究で得られていた内容が妥当であること示唆され、測定法の確立に向けて大きく前進したと考えられる。また電磁界シミュレーションによって測定精度の観点から有効な技術のいくつかを明らかにできた点で、実際のプラズマに曝した状況を想定した内容の情報が得られ、工学的にも有用な成果が得られた。一方、それらの測定精度に関して実験的な検証が不十分なので、それが平成25年度の課題と考えられる。

電磁界解析を中心としたシミュレーションが中心ではあるが、高圧力プラズマにおける電子密度の変化をモニタできる可能性を示し、かつその成果発表を行うことができた点で、重要なステップをクリアできたものと考えられる。ただ実験としての実証がまだ不十分であり、それが平成24年度の課題である。・プローブの測定結果の信頼性を検証するために、発光分光法などの他の方法との比較や、シミュレーション結果との比較を通じて、絶対密度の精度などの検証を行う。・プラズマに曝しながら、温度などプローブ自体の状態をモニタし、プラズマ環境で生じるプローブの状態変化と、それが測定結果及ぼす影響を調べる。・上記の内容を踏まえて、精度よく安定に測定するためのプローブ材料を検討する。・マイクロ波プラズマ以外の大気圧プラズマとして、誘電体バリア放電への適用も試みる。・電磁界解析の結果では、電子密度の変化とともに共振幅が変化すると同時に、共振周波数もわずかに変化することが示唆されており、今年度は共振周波数の変化と電子状態との関係を明らかにする。・マイクロ波共振器プローブの共振スペクトルを観測しながら、周囲に高圧力プラズマを生成し、そこでの共振周波数の変化や共振スペクトル幅を調べることを実験的に行い、これにより電磁界解析での結果を実証する。・プロープのアンテナ長やスリット幅などのアンテナ形状を変えながら共振周波数や共振スペクトル帰を調べ、共振スペクトルに及ぼすスリット形状の効果を明らかにする。・プラズマの大きさやプローブとの相対的な位置関係を変えながら共振スペクトルを測定し、プローブにおける共振周波数と共振スペクトル幅に及ぼす畿何学的な効果を検証する。・プラズマ内に材料系のガス等を導入して実際の材料プロセスに近い状況を作り、そのようなプロセスガスの混入が引き起こす共振スペクトルの変化について調べる。・高圧力プラズマを生成するために必要な放電ガス等の消耗品やプラズマ容器における保守部品の購入に使用する。・プラズマに曝して材料プロセスに近い状況を作るための各種材料の購入に使用する。・電磁界解析を次年度も引き続き行うと同時に、プラズマまで含めたシミュレーションも行うため、ソフトウェアの保守のために使用する。・平成24年度の研究を効率よく進められだ結果、消耗品等の支出が予定より少額となった。このため平成24年度に予定していた物品の購入は、平成25年度研究計画の予算と合わせて行うこととした。高圧力プラズマを生成するために必要な放電ガス等の消耗品やプラズマ容器における保守部品の購入に使用する。プラズマに曝して材料プロセスに近い状況を作るための各種材料の購入に使用する。電磁界解析を次年度も引き続き行うと同時に、プラズマまで含めたシミュレーションも行うため、ソフトウェアの保守のために使用する。
超耐放射線電磁石を用いた超大強度二次ビームラインの設計

大強度加速器の標的装置近傍においては、ビームライン機器の内、真空チェンバーがビームの最も直近に設置されるがゆえに、その受ける熱量、放射線は莫大なものとなり、技術的にもっとも設計困難な要素のひとつとなっている。そこで発想を大転換し巨大な真空チェンバー中で磁石を運転する事により、真空ダクトそのものをビーム付近から完全に廃する事を着想した。これを検証するため、真空中で大型超耐放射線電磁石を運転しうることを、実物大の模型を準備して実証した。一連の成果はJ-PARCハドロン実験施設において実用機の設計、施工、運用に生かされた。さらに2009年に開催された電磁石技術国際会議において口頭発表に選ばれた。標的装置近傍に設置されるビームライン機器の内、真空チェンバーはビームの最も近傍に設置されるがゆえに、その受ける熱量、放射線は莫大なものとなる。そのため、十分な冷却方法を講じなければたちまち溶融してしまうし、また強力に水冷したとしても、その中での莫大なトリチウム生成という問題を抱え込む事になる。そこで真空ダクトを標的付近から完全に廃する事を考える。すなわち発想を大逆転し、巨大な真空チェンバー中で磁石や標的本体を運転する事を考える。しかしそんなことは本当に可能なのだろうか?本研究の目的は、二次粒子生成標的の直下流で運転するビームラインシステムとして、真空中で超耐放射線(=完全無機)電磁石等を運転するシステムを設計し、かつその実物大模型を試作し、これらが「システム」として動作する事を実証することである。そのため、十分な冷却方法を講じなければたちまち溶融してしまうし、また、強力に水冷したとしても、その中での莫大なトリチウム生成という問題を抱え込む事になる。そこで真空ダクトを標的付近から完全に廃する事を考えた。すなわち発想を大逆転し、巨大な真空チェンバー中で磁石や標的本体を運転する事を考えた。しかしそんなことは本当に可能なのだろうか。本研究の目的は、二次粒子生成標的の直下流で運転するビームラインシステムとして、真空中で超耐放射線(=完全無機)電磁石等を運転するシステムを設計し、かつその実物大模型を試作し、これらが「システム」として動作する事を実証することである。そこで平成18年度(初年度)の研究は次の手順で行われた。1.真空中での超耐放射線電磁石(完全無機電磁石)の運転のための実証装置を、既存の小真空槽並びにプロトタイプ(試験用)電磁石を用いて構築し、試運転を行った。2.大強度二次ビームラインの最上流部(生成標的の直下流部分)の大型真空槽の設計を、上記試運転の結果を反映させながら行なった。また、その中で使用する超耐放射線電磁石(完全無機電磁石、DとQ)の設計を実施した。3.大型真空槽への励磁電流(3000A)並びに冷却水(200リットル毎分)の導入装置に関する設計、試作にも着手した。4.システムとしての大強度二次ビームラインの最上流部(標的直下流部)の設計を完了させた。以上のことをふまえて、次年度にはより実機に近い(できれば部分的にでも実機を用いて)試験を続行する予定である。H19年度は昨年度までに準備したパーツ類を真空チェンバー中に設置して、長期の試運転(実証試験)を行った。そのため、昨年度準備した真空中運転対応の超耐放射線電磁石コイルを鉄芯に組み付け、真空運転対応の電磁石本体のプロトタイプを完成させ、当該電磁石を別途用意した試験用真空チェンバー中に設置し、試験励磁を実施した。