hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
呼気濃縮液を用いた気管支肺異形成の病態解析

出生体重1000g未満の超低出生体重児を対象に呼気濃縮液EBCを採取し、気管支肺異形成BPDとの関連を調査した。BPDの重症度(p=0.77)、ステロイド投与(p=0.36)には有意差を認めなかった。酸素投与期間(r=-0.277、p=0.89)、人工換気期間(r=0.21、p=0.29)、CTスコア(r=0.03、p=0.88)いずれも有意な相関は認められなかった。サイトカインやケモカインをマイクロビーズ法で測定したが、多くが測定感度以下であった。検体量が微量であるため測定法が限定された。気管支肺異形成(BPD)の病因として、酸化ストレスや肺局所のサイトカインの関連が指摘されている。呼気濃縮液は非侵襲的に酸化関連物質や炎症メディエーターの測定が可能である。また、われわれはBPDの画像評価法として、胸部CTを用いたスコアシステムを開発しており、重症BPDであるほどスコアが高いことを示している。平成21年度は、4月以降に当院NICUに入院した、出生体重1000g未満の超低出生体重児を対象とし、修正36週から退院までの間にベッドサイドで呼気濃縮液採取装置を用いて、呼気濃縮液の採取を行った。乳児での採取方法は確立していないため、過去の報告を参考にしながら、シリコンマスクで鼻口腔を密着して採取し、採取時間は20分間とした。現在までに19例の検体が採取できている。測定キットの無駄や測定間のばらつきを抑えるために一括して測定を行う予定である。まずは、気道炎症のマーカーのひとつであるpHの測定を予定している。小児気管支喘息の増悪時やアトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎などではpH値が低下すると報告されている。対象患者の臨床記録や胸部CTによるBPDの重症度スコア、正常コントロールなどと呼気濃縮液中のpHとの関連についての統計解析を行う予定である。その他、サイトカインやケモカインの測定も検討しているが、実際に採取できている検体量が50200μLと少量であるため、測定項目を十分に検討する必要がある。引き続き症例の蓄積を行い、これらの症例を前向きに退跡し、BPDの罹患とその重症度を調査する。また、呼気濃縮液の測定結果とBPDの関連を解析していく。早産児・低出生体重児に認められる呼吸器合併症である気管支肺異形成(BPD)では、酸化ストレスや肺局所のサイトカイン・ケモカインとの関連が病因のひとつであると考えられている。呼気濃縮液EBCは呼気中に含まれるエアロゾルや水蒸気を冷却回路で液化させた物質であり、安静呼吸下で非侵襲的に肺局所の検体を採取することができる。EBCのpHは反応性気道傷害の増悪時に低下すると報告されており、pH値ならびに肺局所のサイトカイン・ケモカインとBPDとの関連を調査した。平成21年1月以降に当院NICUに入院した出生体重1000g未満の超低出生体重児を対象として、退院前にベッドサイドにて呼気濃縮液採取装置(R-tube)を用いて、呼気濃縮液の採取を行った。乳児での採取方法は確立されていないため、過去の報告例を参考にシリコンマスクで鼻口腔を密着して安静呼吸20分間で採取した。27例の検体を採取して、採取時による説明と同意を得た。BPDの臨床像として重症度分類、ステロイド投与の有無、酸素投与期間、人工換気期間、胸部CT所見スコアを選択した。統計学的手法で関連性を解析した。EBCのpH値とはBPDの重症度分類(p=0.77)、ステロイド投与(p=0.36)には有意差を認めなかった。酸素投与期間(r=-0.277、p=0.89)、人工換気期間(r=0.21、p=0.29)、CTスコア(r=0.03、p=0.88)のいずれも有意な相関は認められなかった。またEBCを乾燥濃縮してマイクロビーズ法にてサイトカイン・ケモカインを測定した。一部の病例でIP-10、MCP-1、MIGやIL-8が検出されたが、他の検体と項目はすべて測定感度以下であった。検体量が微量であるため測定方法が限定された。
神経免疫相関とくにニューロン・グリア相互作用機構に関する分子薬理学的研究

脳虚血に伴うストレスに応答して、グリア細胞では一酸化窒素合成酵素(NOS)の誘導などが引き起こされる。NOSにより生成されるNOはニューロンに作用し、ニューロン死に関与することが知られている。今回、グリア細胞におけるNOS誘導機構について検討し、以下の新知見を得た。ラット由来C6グリオーマ細胞において、エンドトキシン(LPS)、インターフェロン-γ(IFN-γ)の両者を同時処理すると著しい発現が起こること、ハービマイシンAによって抑制されることが分かった。LPSは核内転写因子NF-kB (p50、p65のヘテロダイマー)の活性化と核内移行を惹起させ、これはハービマイシンAの前処理によって抑制された。また、IFN-γはJAF-2キナーゼの自己チロシンリン酸化、基質であるstat1 αのチロシンリン酸化、およびstat1 αの核内移行を亢進させたが、ハービマイシンAはこれらすべての活性化を抑制した。さらに、IFN-γはMAPキナーゼの活性化をも引き起こした。このことから、IFN-γはJAK-STAT系にのみ作用するばかりでなく、MAPキナーゼ系にも作用し、両者間のクロストークが存在している可能性が示唆された。つぎに、NOSにより産生されたNOのニューロンに対する作用を検討したところ、NOは少なくとも一部グリセロアルデヒド3ーリン酸(GAPDH)活性の抑制を介し、アポトーシス様の死を引き起こすことを明らかにした。以上のことから、グリア細胞において、LPS/IFN-γの同時処理はNOSを誘導するが、これには核内転写因子NF-kBとstat1 α、両者の活性化が必要であり、さらに、チロシンキナーゼが両者の活性化に関与していることがわかった。また、グリア細胞由来のNOは周囲のニューロンにアポトーシスを引き起こすことが示された。培養C6グリオーマ細胞において、エンドトキシン(LPS)とインターフェロンγ(IFN-γ)を同時刺激することによって誘導型NO合成酵素(iNOS)が発現することを見い出した。その詳細な情報伝達機構を解析するため種々検討した。この二つの薬物によるiNOSの誘導はチロシンキナーゼ阻害薬であるハービマイシンAで抑制されたことから、蛋白質リン酸化が必要であることがわかった。IFN-γはJAK2キナーゼの自己リン酸化(チロシン残基)を引き起こした。一方、LPSは核内転写因子のNF-kBの活性化を引き起こした。この活性化はiNOS誘導を抑制する濃度のハービマイシンAで抑制された。また、LPS刺激は低分子量GTP結合蛋白質のRasを不活性型(GDP型)から活性型(GTP型)にさせた。さらに、この活性化に伴うmitogen-activated proteinkinase(MAPK)の活性化をも引き起こした。この活性化にもチロシンキナーゼが関与していることから、このカスケードも酵素誘導に関与している可能性が示唆された。次に、NOドナー(sodium nitroprusside(SNP),S-nitroso-N-acetylpenicillamine(SNAP))をニューロンモデル細胞(PC12細胞やNG108-15細胞)に作用させると、細胞死の指標の一つである乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)の漏出がおこった。さらには、NG108-15細胞では同時にDNAの断片化も見られた。

さらに、ラット初代培養アストロサイトとNG108-15細胞をco-cultureし、LPSを処理するとNG108-15細胞においてのみDNAの断片化がおこった。このことから、NOは細胞死を引き起こすことがわかった。SNPはglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)とNADとの反応(GAPDHの修飾)を亢進させ、活性の低下をも引き起こした。このGAPDHの阻害薬であるkoningic acidをNG108-15細胞に作用させるとLDH漏出、DNAの断片化が起こったことから、NOによる細胞死のメカニズムの一つにGAPDHが関与することが示唆された。脳虚血に伴うストレスに応答して、グリア細胞では様々な生理反応、すなわち、サイトカインの産生やそれに続く一酸化窒素合成酵素(NOS)の誘導などが引き起こされる。NOSにより生産されるNOはニューロンに作用し、長期抑圧や長期増強などとともにニューロン死に関与することが知られている。今回、グリア細胞におけるNOS誘導機構について検討し、以下の新知見を得た。ラット由来C6グリオーマ細胞において、エンドトキシン(LPS)、インターフェロン-γ(IFN-γ)はそれぞれ単独処理ではNOSを誘導しないものの、両者を同時処理すると著しい発現が起こった。この発現は特異的チロシンキナーゼ阻害薬のハービマイシンAによって抑制された。LPSは核内転写因子NF-kB(p50、p65のヘテロダイマー)の活性化と核内移行を惹起させた。一方、ハービマイシンAの前処理によってこの活性化は抑制された。また、IFN-γはJAK-2キナーゼの自己チロシンリン酸化、基質であるstat1αのチロシンリン酸化、およびstat1αの核内移行を亢進させたが、ハービマイシンAはこれらすべての活性化を抑制した。さらに、IFN-γはMAPキナーゼの活性化をも引き起こした。このことから、IFN-γはJAK-STAT系にのみ作用するばかりでなく、MAPキナーゼ系にも作用し、両者間のクロストークが存在している可能性が示唆された。以上のことから、C6細胞において、LPS/IFN-γの同時処理はNOSを誘導するが、これには核内転写因子NF-kBとstat1α、両者の活性化が必要であり、さらに、チロシンキナーゼが両者の活性化に関与していることがわかった。
帝政ロシアのウクライナ諸県における農業史と家族史・歴史人口統計学的研究

本研究は、比較社会経済史的な視角から、ロシア帝国領のウクライナ革県(西南部と小ロシア)における家族史・歴史人口統計学・農業史を検討しようとしたものである。この研究を遂行するため、サンクト・ペテルブルク(ロシア)のロシア国立歴史公文書館、キエフ(ウクライナ)のウクライナ中央国立歴史アルヒーフ等において史料収集を行った。これらの史料は、(1)個別村落の歴史人口統計学研究の史料(土地台帳等)、(2)政府および政府委員会の各種の集計的な統計資料、(3)家族、土地および相続についての法案作成に関する資料等を含む。本研究では、上記の家族史関係の史料(19世紀前半の土地台帳等)を個人別・家族別・微視的に集計、分析するという作業を実施し、19世紀におけるウクライナ人農村における村落人口の家族史および歴史人口統計学に関する基礎的なデータを得た。またロシアを含む中東欧における比較論的な社会経済史を試みるため家族史・歴史人口統計学的な視角から農村史・農業史の分析を行った。特に政府委員会等の史料に即して、1861年から1914年にかけてロシア中央部諸県からウクライナ諸県にいたる農業地域において人口爆発が生じ、それとともに土地問題(いわゆる「土地不足」または「農村過剰人口」の問題)が社会全体の発展にとって決定的に重要であることが認識されるようになった事情を明らかにするとともに、そうした状況の中で政府がしだいに一種の開発政策的な立場に転換し、土地相続(優先的相続制)に関する立法化に着手するにいたった経過や審議の過程を詳しく明らかにした。平成14年9月から10月にロシア国立歴史アルヒーフ(RGIA)等で19世紀中葉から20世紀初頭におけるウクライナをはじめとするロシア西部地域の歴史人口統計学・家族史研究のための史料を収集し、その分析にもとづく実証研究を行なった。本研究は、近代における東欧・ロシア社会の経済発展の特徴を、家族・人口史のミクロ・レベルにたちいって理解することを目的としているが、今回の調査によっていくつかの成果をあげることができた。その研究成果の一部は、「19世紀前半ロシア帝国領右岸ウクライナにおける土地と農民家族」(新潟大学現社研プロジェクト報告集『社会と文化』、第1号、2003年3月)および「帝政ロシア末期における「農民小所有地」相続法の審議-農業危機と相続法の「ヨーロッパ化」-」(9)『新潟大学経済論集』第74号、2003年3月)に発表予定である。前者の論文では、ウクライナの領地における村落人口の家族と相続のあり方および家族・相続と土地保有との関係をはじめて史料(課税台帳、インヴェンターリ)にもとづいて実証的に明らかにした。これによってウクライナの土地制度と農民家族が西欧の村落で見られたようなフーフェ制と小家族(W.コンツェ)という姿からかなり異なっていること、しかしまた同時に本来のロシアのオプシチーナ制度と大家族という姿とも異なっていることを明らかにした。また後者では、19世紀後半から20世紀初頭のロシア経済が「農業インヴォリューシヨン」(C・ギアツ)の道をたどったにもかかわらず、ウクライナが西欧のパターンとも本来のロシア中央部とも異なり、両者の中間的な性格を持つことを明らかにした。本研究は、18世紀末までポーランド王国領を構成した地域のうち、主にウクライナ人の定住していた地域、とりわけロシア帝国領に編入された地域(西南部および小ロシア諸県)の19世紀における農業史を、家族史および歴史人口統計学の視点から、また中東欧の周辺諸地域との比較論的視角から、捉えなおそうとしたものである。ウクライナは「ロシア帝国内の東エルベ」と言われるように、ドイツ的な農業制度の影響下に近代には領主直営農場の特有な発展をとげた地域であり、多くの点で本来のロシア諸県とは対比的な特徴を持つ地域であったと考えられる。

この地域における家族史や歴史人口統計学の史料としては、1861年以前については、領主の作成した土地台帳や納税人口調査の資料があり、また1861年以降については、各県の知事から内務省に対して行なわれた報告書、1897年の国勢調査、19世紀後半から20世紀初頭に設置された各種委員会(中央部委員会や農業問題特別委員会など)の統計資料等、1905年以降に西部地方に設置されたゼムストヴォ(地方自治体)の統計調査資料がある。本研究では、以上の諸史料の分析によって、まず1861年の農奴解放以前について、農民家族のミクロ的な分析を試み、また村落共同体と家族との関係、土地と賦役をめぐる領主と村落住民との関係の分析を行なった。家族史の分析おいては、ウクライナの農民家族がいくつかの重要な点でロシア人農民家族と相違することを明らかにした。また1861年以降の領主=農民関係の再編ののち、村落住民の家族に生じた変化、とりわけ土地相続と家族分割の問題を分析し、相続問題が重要な問題となっていたことを明らかにするとともに、人口統計学的な変化がウクライナの経済発展・農業史とどのような関係にあったかを分析した。
ハムスターの日内休眠:環境要因の影響及びメラトニンによる調節機構

ジャンガリアンハムスターは、冬期に日内休眠を示す。そして、体重摂食量などの年周変化と密接な関係をもち、光周期、温度などの環境要因に影響される。そこで、まず第一に準自然環境における種々の生理的パラメーターの変化を調べるために、ハムスターを屋外のベランダにおいた。この結果を、「屋外飼育下におけるジャンガリアンハムスターの年周期性」としてまとめた。次のこの年周期性において、光周期と温度がどのように関与しているかについて解析した。体重、摂食量、食物貯蔵、被毛の色の年周期性において、光と温度がどのような役割を果しているかについては、すでにMasuda and Oishi(1988)において解析しているので、ここではさらに詳しく体成分に対する影響および活動リズムに対する影響について調べた。その結果を「ジャンガリアンハムスターの体成分に及ぼす光周期と温度の影響」および「長日および短日飼育下におけるジャンガリアンハムスターの活動リズム」にまとめた。また、体重の変化と摂食量との関係を明確にするために、制限給餌により調べた。その結果は「制限給餌による体重変化の要因解析」にまとめた。これら種々の生理的パラメーターの変化のもとには内分泌的変化があることを明らかにするために、生殖腺刺激ホルモンおよびそのレセプター、また甲状腺ホルモンについて解析した(Tsutsui et al.,1988,1989;Masuda and Oishi 1989)。さらに、これらホルモンの投与がどのような影響を示すかを検討し、「体重および摂食量の変化におよぼす生殖腺、生殖腺ホルモン、メラトニン、甲状腺ホルモンの影響」にまとめた。日内休眠についてのデータはあまり取れなかったが、日内休眠の研究の基礎となる種々の生理的パラメーターについてのデータが得られた。今後、これらをもとにして、日内休眠のメカニズムを追求していく。自然条件での日内休眠を観察すると同時に.体重の変化及び生殖腺その他の臓器重量測定とするために.ハムスタ-の屋外のベランダにおいた。春、夏.秋.冬のデ-タをとり、血中のホルモン量(テストステロン、甲状腺ホルモン)の測定及びホルモンレセプタ-の測定を行っている。恒温室内における実験として、体重、摂食量に及ぼすテストステロン、メラトニン、甲状腺ホルモン(T_3,T_4)の影響を調べた。雄のハムスタ-を短日条件(8時間明16時間暗)に25週間おき、体重が最低になるようにした。このハムスタ-を次の8つのグル-プに分けた。(1)長日コントロ-ル、(2)短日コントロ-ル、(3)去勢、(4)去勢+テストステロン投与、(5)去勢+テストステロン+メラトニン投与、(6)溶媒投与、(7)T_4投与、(8)T_3投与。短日コントロ-ル以外は長日(16時間明8時間暗)に移した。その結果.去勢グル-プにおいては摂食量の増大にもかかわらず体重の増加は見られなかった。テストステロンを投与したグル-プにおいては体重の顕著な増加が見られた。従ってテストステロンはハムスタ-のエネルギ-消費を抑えているものと思われる。メラトニンはテストステロンを投与したグル-プの体重の増加を抑えたので、おそらく、メラトニンは生殖腺の系とは独立に.多分摂食を抑えることによって体重の増加を抑えたものと思われる。甲状腺ホルモンの投与は摂食量をやや増加させたが、体重の変化は見られなかった。血中テストステロン及びT_3、T_4量はラジオイムノアッセイにより測定し、去勢及びホルモン投与の結果の確認をした。

また、長日及び短日条件にハムスタ-をおき、その活動リズムおよび活動量の変化を赤外線方式のアクトグラフにより測定し、デ-タの解析を行っている。新たに購入したプログラム恒温器はほぼ自然状態と同じ温度変化がシュミレ-トできるので、ハムスタ-の活動および日内休眠に及ぼす温度の影響について調べる準備をしている。自然条件下での日内休眠を観察すると同時に、体重の変化および生殖腺その他の臓器重量を測定するために、ハムスターを屋外のベランダにおいた。春と夏のデータをとり、プラズマ中のホルモン量(テストステロン、甲状腺ホルモン)の測定およびホルモンレセプターの測定を行った。恒温室内における実験として、体重に対するテストステロン、メラトニン、甲状腺ホルモン(T3,T4)の影響をみた。雄のハムスターを短日条件(8時間明16時間暗)に25週間おき、体重が最低になるようにした。このハムスターを次の8つのグループに分けた。(1)長日コントロール、(2)短日コントロール、(3)去勢、(4)去勢+テストステロン投与、(5)去勢+テストステロンとメラトニン投与、(6)溶媒投与、(7)チロキシン投与、(8)T3投与。短日コントロール以外は長日(16時間明8時間暗)に移した。その結果、去勢グループにおいては、摂食量の増大にもかからわず体重の増加は見られなかった。テストステロンを投与したグループにおいては、体重の顕著な増加が見られた。従って、テストステロンはハムスターのエネルギー消費を抑えているものと思われる。メラトニンはテストステロンを投与したグループの体重の増加を抑えたので、おそらく、メラトニンは、生殖腺の系とは独立に、多分摂食を抑えることによって、体重の増加を抑えたものと思われる。甲状腺ホルモンの投与は摂食量をやや増加させたが、体重の変化は見られなかった。血中のホルモンに関しては、ラジオイム/アッセイにより測定し、生殖腺ホルモンは第二次性徴と平行関係を示すこと、T3は冬高い値を示すことを確認した。以上、生殖腺ホルモン、甲状腺ホルモン、メラトニンの体重に対する影響、および血中ホルモン量の変動に関していくつかの知見が得られた。ジャンガリアンハムスターは、冬期に日内休眠を示す。そして、体重、摂食量などの年周変化と密接な関係をもち、光周期、温度などの環境要因に影響される。そこで、まず第一に準自然環境における種々の生理的パラメーターの変化を調べるために、ハムスターを屋外のベランダにおいた。この結果を「屋外飼育におけるジャンガリアンハムスターの年周期性としてまとめた」。次にこの年周期性において、光周期と温度がどのように関与しているかについて、解析した。体重、摂食量、食物貯蔵、被毛の色の年周期性において、光と温度がどのような役割を果しているかについては、すでに解析しているので、ここでは、さらに、詳しく体成分に対する影響について調べた。その結果を「ジャンガリアンハムスターの体成分に及ぼす光周期と温度の影響」および「長日および短日飼育下におけるジャンガリアンハムスターの活動リズム」にまとめた。また、体重の変化と摂食量との関係を明確にするために、制限給餌により調べた。その結果は「制限給餌による体重変化の要因解析」にまとめた。
腸内エコシステムの観点からのフレイルの病態理解と早期バイオマーカーの探索

我々の腸内には,腸内細菌叢と宿主が腸内エコシステムを形成しており,近年,この腸内エコシステムの変調が疾患の発症と大きく関わっていることが報告された.そこで,フレイルが腸内エコシステムの変調によって発症・維持されているのではないかと仮説を立て,特定の腸内細菌やその代謝産物がフレイルの発症や維持を引き起こしているという因果関係を明らかにし,フレイル発症の原因として特定された菌やその代謝産物の生物学的な影響を明らかにし,腸内細菌叢をターゲットとした新たな治療的介入法の開発に繋げる.さらに,腸内のフレイル発症原因菌を増加させる食習慣や運動習慣,これに関連する口腔内細菌叢を明らかにする.我々の腸内には,腸内細菌叢と宿主が腸内エコシステムを形成しており,近年,この腸内エコシステムの変調が疾患の発症と大きく関わっていることが報告された.そこで,フレイルが腸内エコシステムの変調によって発症・維持されているのではないかと仮説を立て,特定の腸内細菌やその代謝産物がフレイルの発症や維持を引き起こしているという因果関係を明らかにし,フレイル発症の原因として特定された菌やその代謝産物の生物学的な影響を明らかにし,腸内細菌叢をターゲットとした新たな治療的介入法の開発に繋げる.さらに,腸内のフレイル発症原因菌を増加させる食習慣や運動習慣,これに関連する口腔内細菌叢を明らかにする.
スパッタ膜作製における低エネルギーイオン照射による膜特性の制御に関する研究

本研究ではスパッタリングプロセスにおけるプラズマからのイオン照射に関連する膜特性への影響を窒化物と酸化物膜において調べた.ターゲットを対向型にすることは従来法の基板をターゲットの正面に置く方式に比べイオン照射が減少する方式であるが、AlN膜作製においてc軸のそろった膜を得ることが難しい.この疎外要因が基板へのイオン衝撃によることを示した.ターゲットの一方を強制的に正にバイアスし,電子をその電極へ流すことを交互に繰り返す方式(交代式スパッタ法)で膜を作製すると,膜のイオン照射を軽減するのに役だった.このことはAlN膜作製において,過度のイオン照射がc軸配向性や結晶粒成長を抑えていることを示すものである.基板前面に網を設置することも膜を衝撃するイオン数と関連しているし,対向ターゲット方式によるスパッタ法では滋界分布も結晶成長に大きく関係してくることを示した.膜特性と飛来するイオンが密接に関連していることを示した.酸化物スパッタ膜作製においては,ZnO膜でもっとも低い抵抗率といわれていた150-200μΩcmの値の膜は単に高速酸素原子の膜衝撃を取り除くだけでは実現できず,イオン衝撃以外の要因が関係していることが明らかになった.ZnO:Al膜においてZn原子の添加が抵抗率の低下に寄与することを示した.膜中の欠陥(確定したものではない)がZn添加により減少することを意味する.結晶成長初期の核形成の増大が原因と考えられる.ITO膜については,(00・2)配向したAlN膜を形成してガラス基板上に(222)配向したITO膜を形成できた.AlN膜上のITO膜はガラス基板上より少し低い抵抗率を示すにとどまった.キャリア密度はかなりの増大がみられたが,これは結晶中の欠陥が減少したことによると考えられる.しかし,キャリア移動度の低下が生じたため抵抗率の大幅な減少は見込めなかった.本研究ではスパッタリングプロセスにおけるプラズマからのイオン照射に関連する膜特性への影響を窒化物と酸化物膜において調べた.ターゲットを対向型にすることは従来法の基板をターゲットの正面に置く方式に比べイオン照射が減少する方式であるが、AlN膜作製においてc軸のそろった膜を得ることが難しい.この疎外要因が基板へのイオン衝撃によることを示した.ターゲットの一方を強制的に正にバイアスし,電子をその電極へ流すことを交互に繰り返す方式(交代式スパッタ法)で膜を作製すると,膜のイオン照射を軽減するのに役だった.このことはAlN膜作製において,過度のイオン照射がc軸配向性や結晶粒成長を抑えていることを示すものである.基板前面に網を設置することも膜を衝撃するイオン数と関連しているし,対向ターゲット方式によるスパッタ法では滋界分布も結晶成長に大きく関係してくることを示した.膜特性と飛来するイオンが密接に関連していることを示した.酸化物スパッタ膜作製においては,ZnO膜でもっとも低い抵抗率といわれていた150-200μΩcmの値の膜は単に高速酸素原子の膜衝撃を取り除くだけでは実現できず,イオン衝撃以外の要因が関係していることが明らかになった.ZnO:Al膜においてZn原子の添加が抵抗率の低下に寄与することを示した.膜中の欠陥(確定したものではない)がZn添加により減少することを意味する.結晶成長初期の核形成の増大が原因と考えられる.ITO膜については,(00・2)配向したAlN膜を形成してガラス基板上に(222)配向したITO膜を形成できた.AlN膜上のITO膜はガラス基板上より少し低い抵抗率を示すにとどまった.キャリア密度はかなりの増大がみられたが,これは結晶中の欠陥が減少したことによると考えられる.しかし,キャリア移動度の低下が生じたため抵抗率の大幅な減少は見込めなかった.平成8年度テーマのなかで窒化物薄膜作製におけるイオン照射の影響について調べた。AlN膜を中心に行ったが、その結果AlN膜の結晶成長にイオンの照射の影響は大きく、圧電膜としての使用に耐える膜作製に大きく影響することが明らかになった。この原因がAlN膜の電子の帯電にともなうイオン衝撃にあることを示した。(これについて1996年度強誘電体応用会議(京都)とIMCTF(サディエゴ)において発表した。)今後はより明確なイオン照射の効果を調べるためホローカソード銃により照射するイオン電流を変化させその影響をみる。第2のグループでは酸化亜鉛系の透明導電膜成長における成分元素のひとつのターゲット以外からの成分供給時の膜特性について調べた。たとえば亜鉛を余分に供給することで結晶化が進み、結晶性に改善がみられ、それによるキャリア密度の増大、移動度の増加により、現在報告されている最も低い抵抗率の薄膜がえられた。条件的にはそれほど厳しいものでないため、この結果は結晶性増大が抵抗率低下に効果があり、その中で亜鉛の過剰供給状態は重要な膜成長要因であることを示している。同様にアルミニウム原子を他のターゲットから供給することも低抵抗化に効果があることを見い出した。当初予想していたカソードルミネッセンスは導電膜では発光しないことが確認され、これによる結晶性評価はできなかった。これらは1996年度IMCTF(サンディエゴ)国際会議とAVSのNational Symposiumで発表した。第3グループのITO膜をc軸配向した窒化アルミニウム膜上に作製してみる実験は、キャリア密度は増大下が、移動度の低下があり、結果2/3程度の抵抗率の減少となった。

これに関してはTrans.of the Materials Research Soc.of Japan,Vol.20,1996,pp.554-557で報告した.本研究ではスパッタリングプロセスにおけるプラズマからのイオン照射に関連する膜特性への影響を窒化物と酸化物膜において調べた.ターゲットを対向型にすることは従来法の基板をターゲットの正面に置く方式に比べイオン照射が減少する方式であるが,A1N膜作製においてc軸のそろった膜を得ることが難しい.この疎外要因が基板へのイオン衝撃によることを示した.ターゲットの一方を強制的に正にバイアスし,電子をその電極へ流すことを交互に繰り返す方式(交代式スパッタ法)で膜を作製すると,膜のイオン照射を軽減するのに役だった.このことはA1N膜作製において,過度のイオン照射がc軸配向性や結晶粒成長を抑えていることを示すものである。基板前面に網を設置することも膜を衝撃するイオン数と関連しているし、対向ターゲット方式によるスパッタ法では磁界分布も結晶成長に大きく関係してくることを示した.膜特性と飛来するイオンが密接に関連していることを示した.酸化物スパッタ膜作製においては,ZnO膜でもっとも低い抵抗率といわれていた150-200μΩcmの値の膜は単に高速酸素原子の膜衝撃を取り除くだけでは実現できず,イオン衝撃以外の要因が関係していることが明らかになった.ZnO:Al膜においてZn原子の添加が抵抗率の低下に寄与することを示した.膜中の欠陥(確定したものではない)がZn添加により減少することを意味する。結晶成長初期の核形成の増大が原因と考えられる.ITO膜については,(00.2)配向したAlN膜を形成してガラス基板上に(222)配向したITO膜を形成できた.AlN膜上のITO膜はガラス基板上より少し低い抵抗率を示すにとどまった。キャリア密度はかなりの増大がみられたが,これは結晶中の欠陥が減少したことによると考えられる。しかし、キャリア移動度の低下が生じたため抵抗率の大幅な減少は見込めなかった.
低濃度Rh触媒による合成ガスから低級アルコールの選択的合成法に関する研究

1.Ir-Mo-(Rh)触媒の作用機構。Ir、Mo単独触媒では活性が低くC2以上のアルコール生成も認められないが、Ir-Mo触媒では著しい活性の向上が見られ、C2以上のアルコールの生成も認められるようになる。そこで、各触媒のXRD測定を行ったところ、Moは単独の場合にはMoO_2の状態であるが、Ir-Mo(Rh)触媒ではMoが金属にまで還元されていることがわかった。これは、Irが水素をスピルオーバーし、その活性な水素がMoを低温で還元していることが示唆された。また、TPR実験からIrはCOもスピルオーバーしてMo上に供給し、金属Mo上で反応が起こっていることが示唆された。2.Ir-Mo-Rh系触媒の組成比などの影響。Ir-Mo-Rh触媒において、金属担持順序の影響を調べたところ、担持順序によって活性が大きく異なりIrを後から担持した方が活性が高くなることが分かった。また、触媒組成比を変化させて活性向上を試みた結果、触媒活性はIr担持量に対してリニアに増加し、Mo担持量に対してはMo/Irモル比=約0.5に最適値があることがわかった。3.担体及び第4成分添加効果。Ir-Mo-Rh触媒の担体効果と第4成分添加によってC_<2+>アルコール選択性の向上を図った。担体としてジルコニアを用いた場合と、第4成分としてLiを添加した場合にC2以上のアルコール選択率が非常に高くなることがわかった。4.マイクロエマルションを利用した新規触媒調製法。この方法は、マイクロエマルション中で触媒超微粒子を作製し、その微粒子を凝集することなく担体に担持させるというものである。この方法を用いてRh触媒の高活性化すなわちRh担持量の低減化について検討した結果、この方法で調製した触媒は従来の含浸法によるものよりも触媒金属粒子径がはるかに小さく、従来法触媒よりもCO水素化活性が著しく高かった。また、アルコール選択率も比較的高くアルコール生成の観点からのRh担持量の低減化を図ることができた。本研究は、低Rh濃度においても高活性を示すことを先に見いだしているIr-Mo-Rh系触媒の活性発現機構を解明するとともに、その知見を活用してC_2≦アルコール合成に高い選択性を有する新規な低Rh濃度触媒の開発を目的としている。本年度は特に活性向上法について検討を行った。(1)Ir-Mo-Rh系触媒の触媒調製法・組成比などに関する検討シリカ担持Ir-Mo-Rh触媒において、触媒調製法(金属担持順序)の影響を調べたところ、Ir^*Rh/Mo>Ir/Rh^*Mo>Ir^*Mo/Rh>Mo^*Rh/Ir>Mo/Ir^*Rh>Ir^*Mo^*Rh>Rh/Ir^*Moの順で活性が高くなり、一般にIrを後から逐次的に担持した方が活性が高くなることが分かった。なお、^*は同時担持、/が逐次担持を表している。また、これらの触媒のキャラクタリゼーションをXRD、TEMにより行ったところ、触媒活性には、Ir粒子径と何らかの相関性があることが認められたが、これに関しては現在検討中である。

(2)新規調製法による単独金属触媒の検討。本研究室では、コロイド状金属ゾルを担体に固定化して触媒を調製する方法を確立しつつある。そこで、この新規調製法によりシリカ担持Rh触媒を調製しCOの水素化反応を行った。この方法により調製した触媒は、含浸法触媒に比べて著しく高い活性を示し、反応速度定数にして最高100倍程も活性が高くなることを見いだした。今後詳細に検討していく予定である。
多職種協働プレパレーションモデルの開発：プレパレーションの定着を目指して

医療処置を受ける子どもに最善の利益を保証するために、子どもと関わるすべての職種が協働して、プレパレーションを行う必要がある。本研究では、「多職種協働プレパレーションモデル」の開発を目指しており、これまでに、1先駆的に多職種が協働してプレパレーションを行っているクリニックの見学、医師、保育士へのインタビューの実施。2平成25年より継続しているプレパレーション検討会(代表:流郷千幸)に、多職種協働プレパレーションを実施しているクリニックスタッフやHPS、CNSを招聘し、多職種との協働について情報提供していただいた。さらに、プレパレーション検討会において、多職種協働プレパレーションの促進要因、阻害要因から採血場面に関するプレパレーションモデル案を検討中である。3小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等のプレパレーションの理解、実践内容、捉え方を把握するために質問紙調査を実施し、その一部を第6回APCPNで発表した。4日本小児看護学会第27回、28回学術集会において「多職種協働プレパレーション」についてテーマセッションを行なってきた。当初の計画では、H30年度は、多職種協働プレパレーションモデル案を作成し検証する予定であったが、計画に若干遅れが生じたため、多職種へのインタビューについて再度倫理委員会に研究期間の延長を申請しているところである。今後、質問紙調査、インタビューの結果から、多職種プレパレーションの課題(促進要因、阻害要因)を検討し、プレパレーションモデル案を作成する予定である。また、小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等への質問紙調査の結果については、現在、論文投稿の準備中であり、多職種へのインタビューは倫理委員会による承認を得てさらにデータを追加予定である。最終年度は、倫理委員会の承認後、多職種へのインタビューを追加し、研究協力者らとともに多職種協働プレパレーションの課題を明確にする。また、プレパレーション検討会においても意見をもらいながら、採血場面におけるプレパレーションモデル案を作成することを目指す。そのために1プレパレーション検討会参加者が所属する施設において平常時の採血場面のデータを収集し、モデル案完成後に比較できるよう準備を進める。日帰り手術のモデル案については、今後の進捗により検討する。2これまでの研究成果として、多職種へのプレパレーションに関する質問紙調査の結果及びインタビュー結果について、論文投稿の準備をする。3多職種協働プレパレーションを先駆的に行っている看護師、医師、医療保育士によるシンポジウムを開催(8月10日開催予定)し、プレパレーション推進に課題を抱えている方々と意見交換を行う。近年、小児看護領域においては、子どもへのプレパレーションの必要性は広く認知されるようになったが、スタンダードケアとしては定着していない。その理由の1つに看護師のみがプレパレーションに関わっていることが挙げられる。医療処置を受ける子どもに最善の利益を保証するためには、子どもと関わるすべての職種が協働して、プレパレーションを行う必要がある。そこで、本研究では、多職種が協働して実践できる「多職種協働プレパレーションモデル」を開発することを目的とした。研究の第1段階は、小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等のプレパレーションの理解、実践内容、捉え方を把握することである。そのため、今年度は平成25年度より開催しているプレパレーション検討会に、先駆的に医師や保育士と協働してプレパレーションを実施しているA子どもクリニックの看護部長を招聘し、多職種との協働について情報提供していただいた。A子どもクリニックのスタッフは、医師、看護師、栄養士、保育士、臨床心理士など20名であり、多職種が協働してプレパレーションを行っている。その経過や工夫などの示唆が得られた。さらに、研究者らはA子どもクリニックのプレパレーションの実際を見学し、医師、保育士、看護師の意見を伺った。現在は、医師、検査技師、放射線技師、看護師、保育士のプレパレーションの理解や実践内容を把握するため質問紙調査、インタビューの準備を行っている。当初の計画では、初年度に1先駆的に多職種協働プレパレーションを実施している施設の見学、2小児医療に関与している多職種の従事者を対象としたプレパレーションの認識と実施に関する質問紙調査及びインタビューを実施する予定であった。1についてはA子どもクリニックへの見学を行い、医師や保育士の意見を聞くことができた。また、研究者らが企画・運営しているプレパレーション検討会にAクリニックの看護部長を招聘し、参加者へ情報提供することができた。2については、現在、倫理審査会に申請中であり、承認後実施の予定である。医療処置を受ける子どものプレパレーションをスタンダードケアとしては定着させるためには、子どもと関わるすべての職種が協働して、プレパレーションを行う必要がある。そこで、本研究では、小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等のプレパレーションの理解、実践内容、捉え方を把握し、プレパレーションの促進要因と阻害要因を検討し、多職種が協働して実践できる「多職種協働プレパレーションモデル」を開発することを目的としている。1年目には、先駆的に多職種協働プレパレーションを実施しているAクリニックの見学と医師、保育士へのインタビューを行った。また、プレパレーション検討会(H25年より継続)に、Aクリニック看護部長とスタッフを招聘し、プレパレーションの実施内容等を情報提供していただき、促進要因と阻害要因について検討した。2年目には、1年目に得た内容を日本小児看護学会のテーマセッションにおいて発表し、プレパレーション検討会にはHPSの資格を有する看護師を招聘し、HPSの立場から多職種協働について情報提供したいただいた。

また、子どもと関わる医師、検査技師、放射線技師、看護師のプレパレーションの認知や実施状況を把握するために、質問紙調査とインタビューを行った。現在、質問紙調査の結果を分析・考察中であるが、多職種が捉えるプレパレーションの概要について学会発表の準備を進めている。インタビューは今後も継続する予定である。今年度に、多職種への1質問紙調査と2インタビュー、及び3多職種協働プレパレーションを先駆的に行っている医師等を招聘し、シンポジウムを実施する予定であった。1については、実施し結果を分析、考察中であり、一部については学会発表予定である。2については、対象を増やしてデータ収集中である。3についても調整中である。医療処置を受ける子どもに最善の利益を保証するために、子どもと関わるすべての職種が協働して、プレパレーションを行う必要がある。本研究では、「多職種協働プレパレーションモデル」の開発を目指しており、これまでに、1先駆的に多職種が協働してプレパレーションを行っているクリニックの見学、医師、保育士へのインタビューの実施。2平成25年より継続しているプレパレーション検討会(代表:流郷千幸)に、多職種協働プレパレーションを実施しているクリニックスタッフやHPS、CNSを招聘し、多職種との協働について情報提供していただいた。さらに、プレパレーション検討会において、多職種協働プレパレーションの促進要因、阻害要因から採血場面に関するプレパレーションモデル案を検討中である。3小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等のプレパレーションの理解、実践内容、捉え方を把握するために質問紙調査を実施し、その一部を第6回APCPNで発表した。4日本小児看護学会第27回、28回学術集会において「多職種協働プレパレーション」についてテーマセッションを行なってきた。当初の計画では、H30年度は、多職種協働プレパレーションモデル案を作成し検証する予定であったが、計画に若干遅れが生じたため、多職種へのインタビューについて再度倫理委員会に研究期間の延長を申請しているところである。今後、質問紙調査、インタビューの結果から、多職種プレパレーションの課題(促進要因、阻害要因)を検討し、プレパレーションモデル案を作成する予定である。また、小児科医師、臨床検査技師、病棟保育士等への質問紙調査の結果については、現在、論文投稿の準備中であり、多職種へのインタビューは倫理委員会による承認を得てさらにデータを追加予定である。今年度は1倫理審査承認後、プレパレーションに関与する他の医療従事者、保育士等へ聞き取り調査を行い、その結果を踏まえ質問紙調査を実施する。2第27回小児看護学会学術集会において、「多職種協働プレパレーション」についてテーマセッションを行い、プレパレーションの定着や普及に課題を抱えている人々と情報交換を行う。3小児看護に関わる医療者を対象にプレパレーション検討会主催の講演会「多職種協働プレパレーションの促進/阻害要因」を開催する。
ゲル・コーティングによる高品位光磁気酸化物薄膜生成に関する研究

ビスマス置換希土類鉄ガーネット(Bi:RIG)薄膜は青色波長域で大きな磁気光学効果をもち,次世代の超高密度光磁気記録媒体として注目されている.また,光通信技術の急激な発達に伴って,光アイソレータ等の高性能光波制御薄膜素子の開発が嘱望されている.われわれは,この目的にBi:RIG薄膜を用いたフォトニック結晶の有効性を理論的に示したきた.この二つの技術開発のキー・テクノロジーは高品位のBi:RIG薄膜の低温生成であり,本研究で以下のように実験的検証を行った.1.高品位Bi:RIG薄膜の生成・・・Bi:RIG薄膜は,グリコール・ゲル化法あるいは高周波スパッタ法でも作製可能である.それぞれの作製法で光学的に平滑,良好な磁気および磁気光学特性をもつ高品位Bi:RIG薄膜の作製条件を明らかにした.2.赤外線間歇照射による高速熱処理によるBi:RIG薄膜の低温生成・・・この熱処理方法は光磁気記録媒体にBi:RIG薄膜を実用化に供するにはポリカーボネイト・プラスチック基板に成膜することが望まれる.またガーネット微細結晶で結晶配向性の揃った薄膜試料を得るのに有用である.また,Bi:RIG薄膜を用いた磁性フォトニック結晶を多層膜構造を壊すことなく作製でき有効性が確認できた.3.(SiO_2・Ta_2O_5)×5(Bi:RIG)(Ta_2O_5・SiO_2)×5構造の磁性フォトニック結晶を作製し,理論と定量的に一致した磁気光学特性の巨大エンハンスメントと高透過率をもつ素子が作製できることを実証した.4.磁性フォトニック結晶を用いた波長λ=1.3μmの光アイソレータの試作を行っている.ビスマス置換希土類鉄ガーネット(Bi:RIG)薄膜は青色波長域で大きな磁気光学効果をもち,次世代の超高密度光磁気記録媒体として注目されている.また,光通信技術の急激な発達に伴って,光アイソレータ等の高性能光波制御薄膜素子の開発が嘱望されている.われわれは,この目的にBi:RIG薄膜を用いたフォトニック結晶の有効性を理論的に示したきた.この二つの技術開発のキー・テクノロジーは高品位のBi:RIG薄膜の低温生成であり,本研究で以下のように実験的検証を行った.1.高品位Bi:RIG薄膜の生成・・・Bi:RIG薄膜は,グリコール・ゲル化法あるいは高周波スパッタ法でも作製可能である.それぞれの作製法で光学的に平滑,良好な磁気および磁気光学特性をもつ高品位Bi:RIG薄膜の作製条件を明らかにした.2.赤外線間歇照射による高速熱処理によるBi:RIG薄膜の低温生成・・・この熱処理方法は光磁気記録媒体にBi:RIG薄膜を実用化に供するにはポリカーボネイト・プラスチック基板に成膜することが望まれる.またガーネット微細結晶で結晶配向性の揃った薄膜試料を得るのに有用である.また,Bi:RIG薄膜を用いた磁性フォトニック結晶を多層膜構造を壊すことなく作製でき有効性が確認できた.3.(SiO_2・Ta_2O_5)×5(Bi:RIG)(Ta_2O_5・SiO_2)×5構造の磁性フォトニック結晶を作製し,理論と定量的に一致した磁気光学特性の巨大エンハンスメントと高透過率をもつ素子が作製できることを実証した.4.磁性フォトニック結晶を用いた波長λ=1.3μmの光アイソレータの試作を行っている.ビスマス置換希土類鉄ガーネット薄膜は,青色波長領域で大きな磁気光学効果をもつため,次世代の超高密度光磁気記録媒体として注目されている,しかしこれを実用に供するには,以下の問題を解決する必要がある.(1)結晶粒径が記録ビット・サイズに比べて十分小さいこと(0.1μm以下).(2)結晶性がよく,かつ角型性がよい垂直磁化をもつこと.(3)記録媒体に利用するには,ポリカーボネイト・プラスチック基板上に成膜すること.ガーネット結晶を得るには通常500°C以上の加熱を必要とし,プラスチック基板を利用することはできない.また,高速加熱による熱処理は結晶性および結晶粒の微細化に有効であることが過去の研究で分かっている.これらの問題点を一挙に解決するため,赤外線導入加熱装置を用い,赤外線ビームを光チョパーで,周期の短い間欠光で繰り返し試料表面を照射し超高速度結晶化させる。ただし,下地基板の熱損傷を避けるため,基板背面を水冷する.実際の素子構造は,石英膜の下打ち層,金属反射層および熱吸収層をつけた多層構造を用いる,現在予備実験として軟ガラス上にゲル・コーティング膜を上記の方法で熱処理して高品位ガーネット膜が作成できることを確認している.更に今後,ガーネット薄膜を誘電多層膜でサンドイッチした磁気フォトニック結晶を作製し基本特性を調べてゆく予定である.ビスマス置換希土類鉄ガーネット(Bi:RIG)薄膜は青色波長域で大きな磁気光学効果をもち,次世代の超高密度光磁気記録媒体として注目されている.また,光通信技術の急激な発達に伴って,光アイソレータ等の高性能光波制御薄膜素子の開発が嘱望されている.われわれは,この目的にBi:RIG薄膜を用いたフォトニック結晶の有効性を理論的に示してきた.この二つの技術開発のキー・テクノロジーは高品位のBi:RIG薄膜の低温生成であり,本研究で以下のように実験的検証を行った.

1.高品位Bi:RIG薄膜の生成・・・・・・・・・Bi:RIG薄膜は,グリコール・ゲル化法あるいは高周波スパッタ法でも作製可能である.それぞれの作製法で光学的に平滑,良好な磁気および磁気光学特性をもつ高品位Bi:RIG薄膜の作製条件を明らかにした.2.赤外線間歇照射による高速熱処理によるBi:RIG薄膜の低温生成・・・・・・・・・この熱処理方法は光磁気記録媒体にBi:RIG薄膜を実用化に供するにはポリカーボネイト・プラスチック基板に成膜することが望まれる.またガーネット微細結晶で結晶配向性の揃った薄膜試料を得るのに有用である.また,Bi:RIG薄膜を用いた磁性フォトニック結晶を多層膜構造を壊すことなく作製でき有効性が確認できた.3.(SiO_2・Ta_2O_5)×5(Bi:RIG)(Ta_2O_5・SiO_2)×5構造の磁性フォトニック結晶を作製し,理論と定量的に一致した磁気光学特性の巨大エンハンスメントと高透過率をもつ素子が作製できることを実証した.4.磁性フォトニック結晶を用いた波長λ=1.3μmの光アイソレータの試作を行っている.
超音速クラスタービームを用いた高温プラズマ中における密度揺動励起に関する研究

本研究では、核融合プラズマへの新たな燃料供給手法である超音速ガスパフ1超音速クラスタービーム入射法の特性を高温プラズマに適用し評価を行い、この手法の利点を生かしてプラズマ中に密度揺動を外部励起することで、その揺動が乱流へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。超音速ガスパフとは、高圧の燃料水素ガスを、ラバールノズルを介して噴出することで、収束した超音速ガス流をプラズマへ供給するものである。前年度実験では、超音速ガスパフの特長を活かした高繰り返し入射実験を行い、プラズマ周辺部に密度変調をかけること密度揺動を外部励起することを試みる実験を行った。将来の核融合炉を見据えた場合、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減することが、重要課題の1つであり、この制御法の確立が急がれている。超音速ガスパフの密度変調によって、このパルス的熱負荷を大きく減少させる現象を発見した。今年度の実験では、このパルス的熱負荷を減少させる要因の1つとして、プラズマ周辺部密度を変化させることであるかを検証するための実験を行った。実験では、このパルス的熱負荷が発現しているプラズマにおいて周辺部密度を超音速ガスパフの1パルス入射によって微小変化させることで、パルス的熱負荷を軽減させる実験結果を得た。これにより、パルス的熱負荷を軽減させる上で、プラズマ周辺部密度を制御することが重要であることが示唆された。超音速ガスパフの高繰り返し入射によって、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減する実験結果とその検証実験を行った。この成果は、将来の核融合炉で求められる周辺プラズマ制御の手法としての適用可能性を示唆している。超音速ガスパフを用いたプラズマの制御手法の確立につながる成果であることから、本研究は、おおむね順調に進展している。高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を、プラズマ周辺部密度を微小変化させることで軽減させる実験結果を得たことから、今後は、パルス的熱負荷と周辺部密度の関連をより詳細に明らかにする研究を行う。これにより、超音速ガスパフを用いた周辺プラズマ制御手法の確立につなげる。本研究では、核融合プラズマへの新たな燃料供給手法である超音速ガスパフ/超音速クラスタービーム入射法の特性を高温プラズマに適用し評価を行い、この手法の利点を生かしてプラズマ中に密度揺動を外部励起することで、その揺動が乱流へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。平成23年度に実施した研究では、超音速ガスパフ/超音速クラスタービームを大型ヘリカル装置(LHD)に適用し、粒子供給特性を調べる実験を行った。実験では、LHDに設置されている詳細な分布計測を用いて、プラズマ密度の径方向分布変化を解析し、超音速ガスパフの供給効率は、入射前のプラズマ密度が低い場合には、ラバールノズルを用いない通常のガスパフより、2倍程度高いことを明らかにした。さらに、超音速ガスパフの特長を活かした、高繰り返し入射実験も進め、プラズマ周辺部に密度変調をかけ、密度揺動を外部励起することを試みる実験も実施した。将来の核融合炉を見据えた場合、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減することが、重要課題の一つであり、この制御法の確立が急がれている。超音速ガスパフの密度変調によって、このパルス的熱負荷を大きく減少させえる現象を発見した。この成果は、求められる周辺プラズマ制御の手法としての適応可能性を示唆している。本研究以外でも、平成23年度のLHD実験において、超音速ガスパフ装置は、多くのプラズマ放電に使用され、プラズマ実験の進展に大いに貢献した。超音速ガスパフの高繰り返し入射によって、プラズマ周辺部に密度変調をかけ、揺動を励起する実験を行った。その実験結果は、将来の核融合炉で求められる周辺プラズマ制御の手法としての適用可能性を示唆している。

超音速ガスパフを用いたプラズマの制御手法の確立につながる成果であることから、本研究は、おおむね順調に進展している。超音速ガスパフの高繰り返し入射によって、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減する実験結果とその検証実験を行った。この成果は、将来の核融合炉で求められる周辺プラズマ制御の手法としての適用可能性を示唆している。超音速ガスパフの高繰り返し入射を用いた周辺プラズマの密度変調実験を続けて行い、プラズマへ与える影響を詳細に調べる。さらなる高周波の密度変調を行うために、装置の改良とノズルを組み合わせた実験等を計画している。それらの知見から超音速ガスパフを用いた周辺プラズマ制御手法の確立につなげる。高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を、プラズマ周辺部密度を微小変化させることで軽減させる実験結果を得たことから、今後は、パルス的熱負荷と周辺部密度の関連をより詳細に明らかにする研究を行う。これにより、超音速ガスパフを用いた周辺プラズマ制御手法の確立につなげる。