hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒化物および酸窒化物を固体分解相に用いた無溶媒エポキシ化反応

塩化タンタルを液体アンモニアに溶解させて得られる中間体の組成は[TaCl(NH_3)_4]Cl_4であることが推測された。原料保存および合成時に酸素源としての水を遮断して,中間体を真空中で焼成することによって,タンタル窒化物が得られる。タンタル酸窒化物は,窒化物の合成過程で適量の水を酸素源として添加し,融剤として塩化カリウムを用いて780°C以上で焼成することによって得られる。一方で融剤に塩化ナトリウム,臭化カリウム,および臭化ナトリウムに用いた場合には酸化物が混在する。無溶媒エポキシ化反応に適する固体分散相特徴は,(1)固体分散相自身が固体酸化剤を分解しないこと,および(2)比表面面積が1m^2/g前後かつ粒子径が1ミクロン程度であることである。固体分散相として,既報のフルオロアパタイトおよびハイドロキシアパタイトの他に,二酸化ケイ素,酸化チタン,α酸化アルミニウム,およびフッ化カルシウムが適している。液体アンモニアから合成した第5族窒化物および酸窒化物固体分散相は,これらが固体酸化剤を分解する傾向を有するため無溶媒エポキシ化反応には適さない。酸化チタンを液体アンモニアに浸漬後に真空焼成することで,一部窒化した施した固体分散相は,無溶媒エポキシ化反応における生成物収率が向上した。常温で固体であるオレフィン化合物は,少量の非ハロゲン系溶媒に溶解させて添加・分散させることによって,エポキシ化反応を進行させることができる。第5族窒化物および酸窒化物固体分散相は,シリカおよび活性炭素などの比表面積の大きな固体と組み合わせ,水素化反応に用いる固体分散相の補助材料として適している。Ar雰囲気下,-80-30°Cで液体NH_3にTaCl_5を溶解し,室温で過剰のNH_3を気化させて得られるアミド化合物を,真空加熱処理することにより,Ta_3N_5,Ta_4N_5等の窒化物が得られることを見出した。また,fluxとしてアルカリ金属塩化物の存在下,H_20を添加することによりTaONが得られた。これらの窒化物および酸窒化物固体分散相は,尿素-過酸化水素(UHP)酸化剤を不均化分解するため,WおよびMo系イソポリ酸塩触媒・ヘテロポリ酸塩触媒によるcycloocteneのエポキシ化反応に対して,アパタイト系固体分散相よりも活性が低い傾向を示すが,これらの酸化物であるTa_2O_5はfuluorapatite(FAp)と同様の反応活性を有することを見出した。さらにエポキシ化反応以外に,Ta系窒化物・酸窒化物固体分散相は,Taの同族元素であるVを含有するKeggin型ヘテロポリ酸塩触媒による脱水素的酸化反応における固体分散相として作用することが見出された。FAp分散相,(Bu_4N)_3[PMo_<12>O_<40>]触媒,およびUHPを用いた無溶媒反応システムは、芳香族系および脂肪族系sulfide化合物の酸化反応に応用できることを見出した。この反応システムは-425°C,常圧で進行し,反応基質sulfideに対して等モル量のUHPを使用した場合にはsulfoxide化合物が,2倍量のUHPを使用した場合にはsulfone化合物が,それぞれ選択的に得られた。1.塩化タンタルを液体アンモニアに溶解させて得られる中間体の組成が[TaCl(NH_3)_4]Cl_4に近いこと,および原料保存時における酸素源(主として雰囲気中の水蒸気)を遮断することにより,中間体を真空焼成すればタンタル窒化物が安定に得られることを見出した。2.タンタル酸窒化物を得るためには,窒化物の合成過程に適量の水を酸素源として添加するとともに,融剤として塩化カリウムを用いて780°C以上で焼成すればよい。一方,融剤に塩化ナトリウム,臭化カリウム,および臭化ナトリウムに用いた場合には酸化物が混在する。

3.1および2の傾向が第5族元素のニオブにも当てはまり,また第4族元素にも拡張可能である。4.無溶媒エポキシ化反応に適する固体分散相の一般的特徴として,(1)固体分散相自身が固体酸化剤を分解しないこと,および(2)比表面面積が1m^2/g前後,粒子径が1ミクロン程度であることが必要条件である。5.4に該当する固体分散相として,既報のフルオロアパタイトおよびハイドロキシアパタイトの他に二酸化ケイ素,酸化チタン,α酸化アルミニウム,およびフッ化カルシウム等が該当する。6.液体アンモニアから合成した第5族窒化物および酸窒化物固体分散相は,それ自身が固体酸化剤を分解する傾向を有するため無溶媒エポキシ化反応には適さない。しかし酸化的脱水素反応の触媒兼分散相に応用可能である。特にテルペン類およびベンジルアルコールの酸化的脱水素反応に適応できる。8.酸化チタンを液体アンモニアに浸漬後に真空焼成することで部分窒化または窒素ドープを施した固体分散相は,処理前に比較して,無溶媒エポキシ化反応における生成物収率の向上が認められる。この効果を説明するために,固体分散相としての改善効果と,新触媒としての効果の両面からの探求が予定されている。1.無溶媒エポキシ化反応に適する固体分散相の特徴として固体分散相自身が固体酸化剤を分解しないこと,および比表面面積が1m^2/g前後,粒子径が1ミクロン程度であることが必要条件であり,液体アンモニアから合成した第5族窒化物および酸窒化物固体分散相は,それ自身が固体酸化剤を分解する傾向を有するため無溶媒エポキシ化反応には適さない。しかしながら,水素化ホウ素ナトリウムによる水素化反応に用いる固体分散相の補助材料として適していることを見出した。特にシリカおよび活性炭素などの比表面積の大きな固体分散相との組み合わせに適する傾向が見られた。2.固体分散相として優れた特性を持つフルオロアパタイトと同等の構造を有する複数のハイドロキシアパタイトについて,その化学的特性および物理的特性と固体分散相としての反応活性を比較した結果,平成17年度に報告した二酸化ケイ素,酸化チタン,α酸化アルミニウム,およびフッ化カルシウムと同様な傾向を示すことを明らかにした。粉体としての操作性を勘案した結果,二酸化ケイ素の粒子を成形方法を工夫することによって,より安価な固体分散相を得る可能性を見出した。3.これまで常温で液体であるオレフィンに対するエポキシ化反応を試みてきたが,常温で固体であるオレフィンにおいても,少量の非ハロゲン系溶媒に溶解させて添加・分散させることによって反応を進行させることができることを見出した。
アジア文化に即したアドバンス・ケア・プラニング（ACP）の開発と有効性の検証

アジア6カ国を中心とした実地調査により各国による自律の考え方とACPの実態を明らかにした上で、アジアにおける、革新的なACP介入を開発し、介入を用いた国際共同研究を実施しその効果を検証する。具体的には以下の手順で実施する。1)欧米豪の研究者から助言を得ながらアジア6カ国を中心に実地調査を行う、2)2020年にリサーチフォーラムを実施し中間評価を行い全体計画を見直す、3)研究会議を複数回行い、新しいアジア型のACP介入を確定し、それを用いた観察研究、介入研究を実施しその効果を検証する、4)本研究の6年間を通して、アジアにおける緩和ケア、終末期の意思決定に関する国際共同研究体制を構築する。
歯根膜の粘弾性に対する線維間基質の役割

1.ラット切歯歯根膜から得られた応力緩和曲線の解析法を検討した。緩和曲線より求めた緩和弾性率Gr(t)は、3つのマックスウェル要素の並列結合モデルに基づく式A_1exp(-t/τ_1)+A_2exp(-t/τ_2)+A_3exp(-t/τ_3)に適合した。ここで、t、A_iおよびτ_iはそれぞれ時間、指数関数の割合および緩和時間(秒)である。このことは、歯根膜の応力緩和過程にはfast,mediumおよびslow componentsが存在することを示唆する。2.歯根膜の強度や粘弾性に対する線維間基質の役割を調べるために、次の実験を行った。(1)ラットやウサギの皮膚において不溶性および可溶性コラーゲンを変動させることが報告されているヒドロコルチゾンをラットに10日間皮下注射(10mg/kg/day)した後、切歯歯根膜の応力-歪曲線および応力緩和曲線を得て解析を行った。その結果、最大剪断応力および緩和時間(τ_1、τ_3)は対照ラットの値と比べ有意に大きいことが判明した。このことは、ヒドロコルチゾン投与により、歯根膜の強度および粘性が増大したことを示唆する。今後、歯根膜の偏光顕微鏡、組織化学および免疫組織学的観察を行う予定である。(2)in vitroでラット臼歯歯根膜標本をトリプシン(110μg/ml)処理した後、歯根膜から得られた応力-歪曲線を解析した。その結果、最大剪断応力、剪断弾性率および破断エネルギーは、トリプシン濃度依存性の低下を示した。走査電顕像においてコラーゲン原線維が露出していたことから、トリプシン処理により線維間基質が除去されたことが示唆された。偏光顕微鏡像においてコラーゲン線維の配列の乱れが観察された。これらの所見から、歯根膜の強度を維持するためには、コラーゲン線維だけでなく線維間物質も重要な役割を果たしている可能性が推察された。今後、同様の標本を用いて応力緩和挙動を調べる予定である。
Gaussの和およびJacobiの和の研究

数論は、数学のあらゆる分野と密接に関連して発展し、近年では、物理学・工学等への応用も見い出されているが、本研究は、代数学、K-理論、偏微分方程式、関数論、確率論の数論への応用という総合的な見地にたって遂行された。研究代表者および分担者全員によって、(1)関連部門の研究集会等への参加・討論(2)関連部門の研究者との緊密なる研究連絡・研究打ち合わせ(3)資料・文献の調査・収集・整理(4)コンピューターをもちいた解析を行った。特に、代数学の数論への応用という観点においては、ガウスの和・ヤコビの和の研究の重要性がますます認識されてきて、研究代表者が従来より行ってきたガウスの和・ヤコビの和に関するいくつかの研究をさらに発展させていく見通しを得た。すなわち、研究代表者によってこれまで得られた主な結果は(1)岩沢の合同式および伊原の合同式の一般化とその応用(2)Jacobiの和の作るHecke指標の導手の決定(weilの問題)(Coleman-McCallumによる結果の数論的証明とl=2のときの解決)(3)(1)の方法によるGaussの和、Jacobiの和を補間する伊原のべき級数Andersonのべき級数の存在証明および明示公式(4)Jacobiの和に関する塩田徹治氏の問題のl部分の肯定的解決の4点であるが、本研究では、さらに素数l分体のイデアル類群のl部分のi(奇数)部分が巡回群であろうという長年の予想(岩沢の主予想にかんするMazur-Wilesの結果をこえるもの)があるが、それが成立するための新しい判定条件をヤコビの和を用いることにより与えることに成功した。その判定条件を用いて、1+2lまたは1+4lが素数の場合にはその予想が成立することを証明した。あたその巡回群の生成元についても分かった。
特定妊婦の生活行動を規定する胎児への愛着の分析

本研究は、厚生労働省が通知している育児に向けて出産前から支援体制の強化を必要とされる特定妊婦に、生活行動に含まれる感情や思考をインタビューし、生活行動を規定する胎児への愛着について明らかにすることを目的とした。研究準備期間は、周産期メンタルヘルスや特定妊婦が抱える課題、胎児への愛着、妊婦の生活行動に関する文献を検討し、関連学会や研修への参加を通して近年の動向や最新の知見を把握した。特定妊婦は心理社会的ハイリスクにおける8つの視点から分類されるが、本研究は、1支援者がいない妊婦(未婚または親族など身近な支援者がいない妊婦)、2望まない妊娠をした妊婦(育てられないもしくはその思い込みがある、婚外妊娠の妊婦、経済的困窮がある妊婦)を対象とした。北海道内の8か所の産科施設に研究依頼したが、対象者の選定および同意に困難を来す等の理由で実施まで至らず、最終的に予定した研究機関を3か月延長し、2か所の産科施設より同意が得られ、1名にインタビューを実施した。インタビューデータを内容分析した結果、特定妊婦に分類される心理社会的ハイリスク妊婦であっても、妊婦を取り巻く家族支援サポートの充実によって胎児の順調な発育に配慮した健康的な生活を維持でき、産後の育児を見据えて生活を整える行動がみられた。このことから特定妊婦に分類されるいずれもが妊娠期から支援強化の必要なハイリスク妊婦ではなく、妊婦を取り巻く家族を中心とした支援体制の査定およびその強化が特に重要であることが明らかとなった。今後は心理社会的ハイリスク妊婦を支える周囲サポートの実態と、サポートの有無による影響、さらにはサポートを強化する支援体制の構築に焦点を当てた研究が必要があると考える。本研究は、厚生労働省が通知している育児に向けて出産前から支援体制の強化を必要とされる特定妊婦に、生活行動に含まれる感情や思考をインタビューし、生活行動を規定する胎児への愛着について明らかにすることを目的としている。平成28年度は、研究計画遂行の準備期間として、周産期メンタルヘルスや特定妊婦が抱える課題、胎児への愛着、妊婦の生活行動に関する文献を検討し、関連学会や研修への参加を通して近年の動向や最新の知見を把握した。「子ども虐待対応の手引き(平成25年8月改訂版)」において特定妊婦は、1すでに養育の問題がある妊婦、2支援者がいない妊婦、3妊娠の自覚がない・知識がない妊婦・出産の準備をしていない妊婦、4望まない妊娠をした妊婦、5若年妊婦、6こころの問題がある妊婦・知的問題がある妊婦・アルコールや薬物依存など、7経済的に困窮している妊婦、8妊娠届出の未提出・母子健康手帳未交付・妊婦健康診査未受診または回数の少ない妊婦の8つの視点から分類されている。このうち本研究対象者は、特に妊娠期からの支援を必要とする、2支援者がいない妊婦(未婚またはひとり親で親族など身近な支援者がいない妊婦、夫の協力が得られない妊婦)、4望まない妊娠をした妊婦(育てられないもしくはその思い込みがある、婚外で妊娠をした妊婦、すでに多くの子どもを養育しているが経済的に困窮している状態で妊娠した妊婦)に該当する初・経産婦とした。インタビューガイドは、妊娠前から現在までの生活における経験あるいは行動、価値、知識と胎児に抱く感情に関する問いから作成した。本研究計画書は所属大学の研究倫理委員会の承認を得て、現在は研究協力施設のピックアップおよび研究対象者のリクルートの段階にあるが、研究対象者の選定基準より該当者が限られており、研究協力施設の依頼範囲を広げるなど検討している。施設への協力依頼の段階で受諾いただけない施設もあり、対象者のリクルートにやや困難を来しており、データ収集まで到達していない状況である。周産期メンタルヘルスや特定妊婦が抱える課題、胎児への愛着、妊婦の生活行動に関する文献を検討し、関連学会や研修への参加を通して近年の動向や最新の知見を把握した。「子ども虐待対応の手引き(平成25年8月改訂版)」において、特定妊婦は、1すでに養育の問題がある妊婦、2支援者がいない妊婦、3妊娠の自覚がない・知識がない妊婦・出産の準備をしていない妊婦、4望まない妊娠をした妊婦、5若年妊婦、6こころの問題がある妊婦・知的問題がある妊婦・アルコールや薬物依存など、7経済的に困窮している妊婦、8妊娠届出の未提出・母子健康手帳未交付・妊婦健康診査未受診または回数の少ない妊婦、の8つの視点から分類されている。本研究計画書は所属大学の研究倫理委員会の承認を得て、現在は研究協力施設のピックアップおよび研究対象者のリクルートの段階にあるが、研究対象者の選定基準の該当者が限られており、研究協力施設の拡充を検討している。研究協力依頼の段階で受諾いただけない施設もあり、対象者のリクルートにやや困難を来している。

本研究は、厚生労働省が通知している育児に向けて出産前から支援体制の強化を必要とされる特定妊婦に、生活行動に含まれる感情や思考をインタビューし、生活行動を規定する胎児への愛着について明らかにすることを目的とした。研究準備期間は、周産期メンタルヘルスや特定妊婦が抱える課題、胎児への愛着、妊婦の生活行動に関する文献を検討し、関連学会や研修への参加を通して近年の動向や最新の知見を把握した。特定妊婦は心理社会的ハイリスクにおける8つの視点から分類されるが、本研究は、1支援者がいない妊婦(未婚または親族など身近な支援者がいない妊婦)、2望まない妊娠をした妊婦(育てられないもしくはその思い込みがある、婚外妊娠の妊婦、経済的困窮がある妊婦)を対象とした。北海道内の8か所の産科施設に研究依頼したが、対象者の選定および同意に困難を来す等の理由で実施まで至らず、最終的に予定した研究機関を3か月延長し、2か所の産科施設より同意が得られ、1名にインタビューを実施した。インタビューデータを内容分析した結果、特定妊婦に分類される心理社会的ハイリスク妊婦であっても、妊婦を取り巻く家族支援サポートの充実によって胎児の順調な発育に配慮した健康的な生活を維持でき、産後の育児を見据えて生活を整える行動がみられた。このことから特定妊婦に分類されるいずれもが妊娠期から支援強化の必要なハイリスク妊婦ではなく、妊婦を取り巻く家族を中心とした支援体制の査定およびその強化が特に重要であることが明らかとなった。今後は心理社会的ハイリスク妊婦を支える周囲サポートの実態と、サポートの有無による影響、さらにはサポートを強化する支援体制の構築に焦点を当てた研究が必要があると考える。今後は対象者のリクルートとともに、得られたデータから分析を進めていく。特定妊婦の生活行動の観点から胎児への愛着を推察し、保健指導等の場で心身両面から健やかな母児関係形成のための支援を検討する。研究結果は関連学会で報告する予定である。今後は研究対象者のリクルートを進め、得られたデータから分析する。特定妊婦の生活行動の観点から胎児への愛着を推察し、心身両面から健やかに母児関係形成を構築できるための支援を検討する。対象者のリクルートが進まずインタビュー実施できていないため、人件費・謝金が執行されていない。昨年度計画していた研究遂行が滞り予算執行されなかったため、引き続きデータ収集・分析、学会発表等で執行する予定である。研究の進捗状況に伴い、計画通り人件費・謝金の執行に充てる予定である。
肝移植後拒絶反応におけるKupffer細胞の役割の解明

[背景および目的]異系ラット間肝移植モデルにおいて、リポソーム包埋を投与し、クッパー細胞・マクロファージを消去・減少させることの生着延長効果を検討し、アロ肝移植後免疫におけるクッパー細胞・マクロファージ系細胞の役割を解析した。[方法と結果]実験群として、無処置肝グラフトを移植するA群、クッパー細胞除去肝グラフトを移植するB群、クッパー細胞除去肝グラフト移植後リポソーム包埋クロドロネートを2回投与するC群、無処置肝グラフト移植後レシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを2回投与するD群、無処置肝グラフト移植後レシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを少量頻回するE群の5群を作成し、生存期間を観察した。その結果、C群で、5例中3例が150日以上の生着期間を示し、他の群に比し有意に生着延長した。この生着延長した2例に、2次グラフトとして皮膚移植を行った結果、死亡するまで生着した。生着延長の認められたC群では、拒絶反応が術後12病日までに出現するが、以後消退し、血清ビリルビンの低下や細胞浸潤の減少が認められた。一方、門脈周囲の線維化が著名に出現した。他の群では、活性化した単球・マクロファージを認識する抗体ED1、ED2の両陽性細胞が多数出現し、増加し続ける。これに対し、C群ではこれらの細胞は2週目以降は減少する。[結論]これらの実験結果より、ドナー由来のクッパー細胞・マクロファージを減少させる操作のみでは、拒絶反応の抑制はできなかった。しかし、この操作にレシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを術後投与することにより、レシピエント由来肝内浸潤するマクロファージ系細胞を減少させることが、肝グラフトの生着期間を有意に延長させることが示された。<目的〉>我々は、肝移植後拒絶反応におけるクッパー細胞(Kc)の役割を解明するために、ラット肝移植モデルを用いて実験を行った。<方法>本実験においては、DAをドナー(D)に、LEWをレシピエント(R)に用いた。リポソーム包埋クロドロネート(LE-Cl_2MDP)を静注することによりKcや牌マクロファージを消去し得ることが報告されており、ドナー肝のKcの有無による生存期間の変化を観察するために、以下の実験群を作成した。A群;D、R共に無処置、B群;術前2日前にDにLE-Cl_2MDPを投与、C群;Kc消去グラフトを移植し術後Rに3、6病日にLE-Cl_2MDPを投与、D群;無処置グラフトを移植し、術後Rに0から6病日にLE-Cl_2MDPを連日投与。また、各群における病理学的、生化学的検討を行った。<結果>1.生存期間はC群で、5匹中3匹が150日以上生存し、A、B群に対し有為に延長した。2.移植肝の病理学的所見では、A、B群では、術後単核球浸潤が著明となり拒絶されるが、C群では、単核球浸潤が2週間目をピークにその後次第に消退し、グリソン梢周囲の線維化が残存した。免疫染色において、浸潤細胞の多くはマクロファージ系の細胞であった。3.血清ビリルビン値の変化は、A、B群はほぼ経時的に上昇したが、C群では12病日がピークで14.4mg/dlであり、30病日では8.4mg/dlと下降した。<結論>

急性拒絶反応において、Kcの存在の有無は生存期間に大きな影響が認められなかったが、移植前後にわたりマクロファージ系細胞細胞を消去することが移植肝の拒絶反応の抑制に重要であることが示唆された。<今後の展開>各実験群におけるグラフト内浸潤細胞の解析やサイトカインの発現の検討を行うことにより、Kcと浸潤細胞の相互作用を解明し、さらに、大動物における同様の実験を行い、Kc抑制剤の臨床応用への検討を行いたい。異系ラット間肝移植モデルにおいて、リポソーム包埋クロドロネートを投与し、クッパー細胞・マクロファージを消去・減少させることの生着延長効果を検討し、アロ肝移植後免疫におけるクッパー細胞・マクロファージ系細胞の役割を解析した。実験群として、無処置肝グラフトを移植するA群、クッパー細胞除去肝グラフトを移植するB群、クッパー細胞除去肝グラフト移植後リポソーム包埋クロドロネートを2回投与するC群、無所置肝グラフト移植後レシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを2回投与するD群、無処置肝グラフト移植後レシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを少量頻回するE群の5群を作成し、生存期間を観察した。その結果、C群で5例中3例が150日以上の生着期間を示し、他の群に比し有意に生着延長した。この生着延長した2例に、2次グラフトとして皮膚移植を行った結果、死亡するまで生着した。生着延長の認められたC群では、拒絶反応が術後12病日間で出現するが、以後消退し、血清ビリルビンの低下や細胞浸潤の減少が認められた。一方、門脈周囲の線維化が著名に出現した。他の群では、活性化した単球・マクロファージを認識する抗体ED1,ED2の両陽性細胞が多数出現し、増加しつづける。これに対し、C群ではこれらの細胞は2週目以降減少する。これらの実験結果より、ドナー由来のクッパー細胞・マクロファージを減少させる操作のみでは、拒絶反応の抑制はできなかった。しかし、この操作にレシピエントにリポソーム包埋クロドロネートを術後投与することにより、レシピエント由来肝内浸潤するマクロファージ系細胞をげんしょうさせることが、肝グラフトの生着期間を有意に延長させることが示された。
脳梗塞における活性型プロテインCの血行動態に関する研究

脳梗塞の急性期には凝固性の異常が認められることが知られており、活性型プロテインC濃度(APC)は血液凝固素子因子として重要な働きをしている。従来、血漿APCは絶対量を表したものではなく、活性%で示されており、絶対量で測定した報告は本邦では急性心筋梗塞を対象とした報告があるのみである。本研究の目的は急性期脳梗塞症例におけるのAPCの絶対量を初めて測定し、その意議を検討することにある。対象は発症24時間以内に東海大学大磯病院に入院した急性期脳梗塞47例で、内訳はアテローム血栓性脳梗塞(ATI)21例(平均年齢73歳)、ラクナ梗塞(LI)15例(平均年齢70歳)、心原性脳塞栓症(CE)11例(平均年齢73歳)である。試験方法として(1)発症後24時間の超急性期(2)発症後4-7日の急性期(3)発症後8-14日の亜急性期(4)発症後30日の慢性期の4つの時期に採血を行い、APC濃度を測定した。APC濃度の測定はEnzyme capture assayの原理を用いた方法で行った(帝人)。APC濃度の測定と同時にTAT、D-dimerなどの凝固・線溶マーカーも各時期に測定した。結果は発症24時間以内のAPC濃度はATIでは3.3±0.9mg/ml、LIでは2.5±0.8ng/ml、CEでは3.1±1.1ng/mlでATIで最も高値を示した。ATIとLIでのAPC濃度の間には統計学的に有意差を認めた(p<0.01)。APCの濃度の時間的推移を見ると、時間経過とともに減少する傾向を示した。APCと凝固系、線溶系マーカーとの相関をみると、CEにおいてAPC濃度とprothrombin fragment1+2との間に推計学的に有意な相関(p<0.05)を認めた。重症度についてはAPC濃度とGOS、NIH Stroke Scale、Barthel Indexいずれも相関を認めなかった。穿通枝領域の脳梗塞と皮質枝領域の脳梗塞に分けてAPC濃度を比較したが、有意差は見られなかった。今後APCの補充療法は急性期の治療の一つとして期待できるが測定時期や感度についてはさらに検討を有する。脳梗塞急性期および慢性期には血小板、凝固、線溶系の異常が生じ、血小板凝集能、血液凝固能の亢進がみられる。プロテインCはビタミンK依存性蛋白の一つで、血管内皮細胞のトロンボモデュリンに結合したトロンビンにより活性化され、活性型プロテインCとなる。活性型プロテインCは凝固系の活性型第VIII因子と活性型第V因子を抑制し、血液凝固阻止因子として働き、その欠乏および機能異常は血栓症に関連するとされている。従来の血漿プロテインC濃度は活性%で表され、絶対量を表したものではない。本研究の目的は急性期脳梗塞症例における活性型プロテインC濃度(APC)の絶対量を測定し、その意義を検討することにある。APC濃度の測定はEnzyme capture assayの原理を用いた方法で行った。

すなわちAPCのreversible inhibitor、すなわちベンザミンを含む抗凝固剤を用いて採血し、酵素活性を阻害しない固相化抗体で選択的にAPCをcaptureした。その後に洗浄操作によりreversible inhibitorを除去し、captureしたAPCのAmidolytic activityを測定した。これと同時にTAT、D-dimerなどの凝固・線溶マーカーも測定した。APC濃度の測定は発症24時間以内の超急性期、発症後4-7日の急性期、発症後8-14日の亜急性期と発症後30日の慢性期の4つの時期に行った。対象はラクナ梗塞(LI)15例(平均年齢70歳)、アテローム血栓性脳梗塞(ATI)10例(69歳)、心原性脳塞栓症(CE)10例(73歳)である。発症24時間以内のAPC濃度はLI、ATI、CEそれぞれ1.0±0.1、1.1±0.3、1.4±0.4を示し、CEでもっとも高値を示した。APCは時間経過とともに減少する傾向を示した。凝固マーカーとの関連ではCEにおいてAPC濃度とTATとの間に推計学的に有意な相関(p<0.05)を認めた。活性化プロテインC濃度は心原性脳塞栓症で他病型に比べ高値を示したが、今後、測定系の感度、採血時期など検討を要する。プロテインCはビタミンK依存性蛋白の一つで、血管内皮細胞のトロンボモデュリンに結合したトロンビンにより活性化され、活性型プロテインCとなる。活性型プロテインCは凝固系の活性型第VIII因子と活性型第V因子を抑制し、血液凝固阻止因子として働き、その欠乏および機能異常は血栓症に関連するとされている。従来の血漿プロテインC濃度は活性%で表され、絶対量を表したものではない。本研究の目的は急性期脳梗塞症例における活性型プロテインC濃度(APC)の絶対量を測定し、その意義を検討することにある。対象はラクナ梗塞(LI)15例(平均年齢70歳)、アテローム血栓性脳梗塞(ATI)21例(73歳)、心原性脳塞栓症(CE)11例(80歳)である。APC濃度の測定はEnzyme capture assayの原理を用いた方法で行った。すなわちAPCのrevesible inhibitor、すなわちベンザミンを含む抗凝固剤を用いて採血し、酵素活性を阻害しない固相化抗体で選択的にAPCをcaptureした。その後に洗浄操作によりreversible inhihibitorを除去し、captureしたAPCのAmidoytic activityを測定した。発症別時間以内のAPC濃度はLI、ATI、CEそれぞれ2.5±0.8、3.3±0.8、3.1±1.1を示し、CEでもっとも高値を示し、CEとLIとの間に有意差を認めた。凝固マーカーとの関連ではCEにおいてAPC濃度とprothrombin fragment 1+2との間に有意な相関(p<0.05)を認めた。APC濃度とNIH stroke scaleとの間には有意な相関を認めなかった。血管支配別の検討では穿通枝と皮質技領域ではAPC濃度に有意差を認めなかった。今後、APCの補充療法は急性期治療の1つとして期待できるが、測定系の感度などさらに検討を要する。
ウェーバーの問題と岩澤理論

研究員は、本年度も引き続き、ウェーバーの問題に関する研究を行った。ウェーバーの問題とは、素数pに関し、有理数体の円分的Z_p拡大の全ての中間体の類数が1であるのか、という問題である。この問題に関して、特に、pと異なる素数lについて、類数のe_非可除性に焦点をおいて取り組んだ。研究員はこの問題に対し、円単数の評価を行うことで研究を行ってきた。これまでは、この円単数に対し、そのMahler測度を計算することで、ある条件を満たす十分大きな素数lに対するl_非可除性を証明した。今年度においては、単数に対する別の高さを用いることで、よりよい評価を得ることができた。その評価を用いることで、これまでにないl_非可除性に関する結果を得た。例えば、p=2の場合には、Fukuda-Komatsuにより、lがmod32で±1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_2拡大の全ての中間体の類数はlでは割れない、ということが示されているが、我々の結果を用いると、lがmod64で士1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_2拡大の全ての中間体の類数はlでは割れないという結果を得ることができる。これは、同志社大学の岡崎龍太郎氏との共同研究で、現在、論文投稿準備中である。また、特にp=3の場合に関しては、p=3の特性を用いてさらに精密な計算を行うことで、よりよい評価を得ている。この評価を用いることで、lがmod81で±1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_3拡大の全ての中間体の類数はlでは割れない、ということを示した。この内容に関しては現在論文を執筆中である。一般のpに対し、これまでに得られていた結果に関し、よりよい結果を得ることができた。その結果を用いることで、これまで計算できなかったタイプの素数に関しても、類数の非可除性を示すことにも成功しており、おおむね順調に進展しているといえる。今後は、まず、評価対象となる円単数の取り方をかえることで、よりよい評価を行う。また、有理数体上に限らず、有限次アーペル拡大体上のZ_p拡大などにも焦点をあてていく。また、イデアル類群の場合に限らず、1-Selmer群やTate-Shafarevich群の1-partに関しても、類似の問題を考えていく。そのために、まずは有理数体上の楕円曲線のSelmer群などを考える。これに対し、これまでWeberの問題に取り組むために用いてきた手法を適用してアプローチしていく。研究員は本年度、有理数体の円分的Z_p拡大におけるウェーバーの類数問題に関する研究を行った。この問題に関して、堀江氏は、円分体の整数環から円単数群のある部分群への作用を調べることで、有理数体の円分的Z_p拡大の中間体の類数の非可除性についての結果を得ている。研究員は、この手法を用い、さらに、ある円単数のマーラー測度を上から評価することによって、堀江氏の結果、及び、以前の研究員本人の結果を改善することに成功した。この結果に関して、p=3の場合については、学術雑誌に論文を投稿中であり、一般のpに関しては、同志社大学の岡崎氏との共著論文を作成中である。また、堀江氏は、有理数体の円分的Z_p拡大のみならず、いくつかのpに関する円分的Z_p拡大の合併体に関しても、その中間体の類数の非可除性についての結果を得ている。研究員は、この拡大に関しても、マーラー測度を導入し、用いる円単数群の部分群を精密化することによって、堀江氏の結果を改良することに成功した。その結果に関しても現在、論文を作成中である。研究員は本年度、岩澤理論におけるグリーンバーグ予想に関する研究も行った。特に、有理数体の円分的Z_2拡大、及び、円分的Z_3拡大の中間体の円分的Z_p拡大に関するグリーンバーグ予想が成立することを判定するための、体系的な判定法を求め、実際に計算機を用いて計算することで、グリーンバーグ予想が成立する体の無限族を得ることに成功した。この判定法を求めるにあたっては、ウェーバーの類数問題に現れる手法を用いた。この結果に関しては、早稲田大学の小松氏と日本大学の福田氏との共著論文を、学術雑誌に投稿中である。研究員は本年度、ウェーバーの類数問題に関する研究を行った。ウェーバーの類数問題とは素数pに関し有理数体の円分的Z_p拡大の全ての中間体の類数が1であるのか、という問題である。この問題に関して、特にpと異なる素数lについて、類数のl-非可除性に焦点をおいて取り組んだ。一般の奇素数pに関しては、素数lがpベキの円分体における分解の様子に対して十分に大きい値である場合には、類数を割らない、という結果を得た。この定理の証明には、Mahler測度、Schinzelの不等式、Minkowskiの格子点定理を用いた。p=3の場合には、研究員はよりよい結果を得ている。まず、Mahler測度の計算をより精密に行うことで、上述の結果を精密化した。また、Mahler測度をL_1-ノルムと見て、一般のL_m-ノルムに拡張し、特にm=2の場合を適用することでよりよい結果を得ている。研究員はp=2の場合の研究も行った。研究対象である類数は単数群と円単数群の商群の位数という形で現れる。そのため、単数群の構造をよく知る必要がある。

そのために、単数群の二つのFiltrationを考える。一方はGalois群を用いて作られるFntrationであり、もう一方はイデアルによる合同式を用いて作られるFiltrationである。研究員はこの二つのFiltrationが一致することを示した。また、相異なる素数p1、...、ps、lに対し、有理数体の円分的Z_p1×...×Z_ps拡大の中間体の類数のl-非可除性問題を考え、上記と同様の結果を得ている。この問題は近年J.Coatesによって提唱されているZ^拡大についての予想に関わる問題である。研究員は、本年度も引き続き、ウェーバーの問題に関する研究を行った。ウェーバーの問題とは、素数pに関し、有理数体の円分的Z_p拡大の全ての中間体の類数が1であるのか、という問題である。この問題に関して、特に、pと異なる素数lについて、類数のe_非可除性に焦点をおいて取り組んだ。研究員はこの問題に対し、円単数の評価を行うことで研究を行ってきた。これまでは、この円単数に対し、そのMahler測度を計算することで、ある条件を満たす十分大きな素数lに対するl_非可除性を証明した。今年度においては、単数に対する別の高さを用いることで、よりよい評価を得ることができた。その評価を用いることで、これまでにないl_非可除性に関する結果を得た。例えば、p=2の場合には、Fukuda-Komatsuにより、lがmod32で±1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_2拡大の全ての中間体の類数はlでは割れない、ということが示されているが、我々の結果を用いると、lがmod64で士1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_2拡大の全ての中間体の類数はlでは割れないという結果を得ることができる。これは、同志社大学の岡崎龍太郎氏との共同研究で、現在、論文投稿準備中である。また、特にp=3の場合に関しては、p=3の特性を用いてさらに精密な計算を行うことで、よりよい評価を得ている。この評価を用いることで、lがmod81で±1と合同でない素数の場合には有理数体の円分的Z_3拡大の全ての中間体の類数はlでは割れない、ということを示した。この内容に関しては現在論文を執筆中である。p=3の場合には、これまで得られていたほぼ全ての結果に対し、それ上回る結果を証明することができた。また、一部の結果に関しては、その手法を奇素数pに対して一般化することにも成功している。計算機によって計算するためのアルゴリズムも改良され、これまでよりも速く計算がでるようになり、上述の結果とあわせることで新たな結果を得ることにも成功しており、おおむね順調に進展しているといえる。一般のpに対し、これまでに得られていた結果に関し、よりよい結果を得ることができた。その結果を用いることで、これまで計算できなかったタイプの素数に関しても、類数の非可除性を示すことにも成功しており、おおむね順調に進展しているといえる。まずは、一般の奇素数pに対して、その平方を法として原始根になる素数lに注目し、有理数体の円分的Z_p-拡大の全ての中間体の類数がlで割れないことを示す。そのためには、ある特殊な単数についてもっと深く知る必要がある。これまでは、その道具としてMahler測度を用いてきたが、これからはL_mノルムなど他の測度を用いてこの問題に取り組んでいくつもりである。
長基線レーザー伸縮計ネットワークによるサブミリヘルツ帯の固体地球物理現象の探究

本研究は東海・中部地域の3つの観測サイト(神岡、犬山、船明)に独立に建設されている長基線レーザー伸縮計を最新技術の導入により検出分解能や長期安定性などの性能向上を図り、世界最高性能の歪観測網として統合して運用し、ミリヘルツを超える低周波(サブミリヘルツ帯:<10^(-3)Hz)の地動を高い分解能((1100)ピコストレイン:10^(-12)10^(-10))で観測する手法を確立させる。この時間スケール・分解能の新たな観測領域において、既知の現象の観測の精緻化を行うだけでなく、理論上予測された未検出の現象を抽出し、サブミリヘルツ帯における固体地球物理現象の探究・物理過程の解明を行う。本研究の計画は、レーザー伸縮計の観測網の構築、それを用いた連続観測、データ解析の3つの段階より構成される。神岡KAGRAサイトの1500mレーザー伸縮計が性能面・運用面で優れており、H29年度に犬山と船明のレーザー光源を更新し神岡と同等の性能を持つ観測システムを立ち上げた。H30年度は当初計画に沿って、観測網としての運用を開始した。神岡のレーザー伸縮計(100m、1500m)とともに犬山(30m)および船明(400m)の運用を統一的に行うため、レーザー制御やデータ取得の仕様を揃え、リモートからネットワーク経由で装置の動作状態をモニターできるようにした。また、各観測点のデータについて初期解析の波形を表示できるシステムを構築した。データの初期解析については、神岡の1500mレーザー伸縮計について、観測されたひずみ記録と周辺のGNSS観測網の変位記録を比較し、1年程度の長期的な変化について整合していることを確認した。地震時のひずみステップについては、複数のレーザー伸縮計での同時観測記録(2018年6月18日に起こった大阪北部地震など)が得られ、地震観測から求められた震源モデルとの比較など解析を進めた。当初計画ではH30年度は観測網としての運用を開始することになっており、神岡・犬山・船明の各観測点において同等の性能が得られるように整備を行った後、連続観測を開始した。また、長期変動や共通イベントなどの初期解析を実施し、当初計画通り研究を進めることができた。H31年度は本研究の最終段階として、前年度までに取得されたデータを既存の観測網のデータとともに統合的に解析し、さまざまな時空間スケールの現象の抽出を試みる。データの配信についても継続して進める。最初の段階である観測網の構築については、H29年度に、3つのサイトの伸縮計を同等の性能に近づくように整備した。神岡のKAGRAサイトの1500mレーザー伸縮計が性能面・運用面で優れており、他のサイトはこれに準じるシステムに改良した。犬山の30mレーザー伸縮計については、レーザー光源の経年劣化がみられたため修理し、真空排気装置の更新やネットワーク経由でデータ監視ができる収録系を整備した。船明の400mレーザー伸縮計に関しては、光源を他のサイトと同様の532nmレーザーに替え、光学素子を当該波長用のものに交換し干渉計として動作させた。当初計画ではH29年度に観測網の構築をすることになっており、具体的には3つのサイトの伸縮計を同等の性能に近づくように整備する計画であった。神岡はほぼ定常観測状態が維持され、犬山と船明は光源を更新し、神岡と同等の性能を持つレーザー伸縮計の観測システムを立ち上げることができた。

H30年度は当初計画に沿って、観測網としての運用を開始した。神岡のレーザー伸縮計(100m、1500m)とともに犬山(30m)および船明(400m)の運用を統一的に行うため、レーザー制御やデータ取得の仕様を揃え、リモートからネットワーク経由で装置の動作状態をモニターできるようにした。また、各観測点のデータについて初期解析の波形を表示できるシステムを構築した。データの初期解析については、神岡の1500mレーザー伸縮計について、観測されたひずみ記録と周辺のGNSS観測網の変位記録を比較し、1年程度の長期的な変化について整合していることを確認した。地震時のひずみステップについては、複数のレーザー伸縮計での同時観測記録(2018年6月18日に起こった大阪北部地震など)が得られ、地震観測から求められた震源モデルとの比較など解析を進めた。当初計画ではH30年度は観測網としての運用を開始することになっており、神岡・犬山・船明の各観測点において同等の性能が得られるように整備を行った後、連続観測を開始した。また、長期変動や共通イベントなどの初期解析を実施し、当初計画通り研究を進めることができた。当初計画に沿って、H30年度は観測網としての運用を開始する。並行して、既存の地震観測網、GNSS観測網のデータを取得し、各観測サイトの観測性能を評価するとともに、共通イベントの探査など観測網から得られたデータを用いた初期解析を実施する。H31年度は本研究の最終段階として、前年度までに取得されたデータを既存の観測網のデータとともに統合的に解析し、さまざまな時空間スケールの現象の抽出を試みる。データの配信についても継続して進める。
南米アンデス地域におけるワリ期の社会動態の研究

後610世紀に台頭したワリ国家はペルーの広い範囲を支配下に治めた。本研究はペルー北高地カハマルカ地方に位置するエル・パラシオ遺跡を事例として、ワリ国家の征服に伴い在地の社会にどのような変化が生じたかを考察した。2008年、2010年に実施した発掘調査の結果、同遺跡がワリ国家の大行政センターであることが判明した。カハマルカ地方がワリ国家の直接的支配下に置かれた一方で、在地の土器様式などの伝統は継続し、政治的支配と文化変化が必ずしも連動しないことを確認した。インカ帝国で知られるアンデス地域には、1万年以上の人類の歴史がある。本研究ではインカ帝国の祖型と見なされるワリ国家に焦点を当てる。特にペルー北部高地を事例として、ワリの台頭によってどのような変化が生じたのかに注目する。パレドネス遺跡の出土遺物の詳細な分析を行い、エル・パラシオ遺跡の発掘調査を実施し,両遺跡の出土遺物を比較検討し、この時期の社会動態を明らかにする。それを通じ、アンデスにおける国家、都市の特徴を考察する。2006年8月、9月の3週間にペルー北部高地に位置するパレドネスにおいて発掘調査を実施した。2007年8月、9月には6週間ペルー共和国に滞在し、同遺跡の出土遺物整理を行った。出土土器の全てをタイプ分類し、破片数を数えた。代表的な土器サンプルを抽出し、写真撮影、実測図の作成を行った。日本において実測図のトレース作業を開始した。石器や金属器など、土器以外の遺物については写真撮影のみを行い、実測図の作成は未了である。また予定していたヘケテペケ川上流域の遺跡分布調査は実施しなかった。パレドネス遺跡の調査によって、ワリ期(A.D.700-900)のカハマルカ地方に生じた社会変化を示す重要なデータが得られた。ワリ期にヘケテペケ川中上流域にチュルパと呼ばれる地上墳墓が現れることが確認できたが、それがどこに系譜がたどれるかは未確認である。出土土器の大半はカハマルカ文化のものであり、カハマルカ中期(A.D.550/600-900)の土器編年を精緻化する事ができた。またティティカカ湖南岸を中心に繁栄したティワナク文化の特徴を有した土器が出土したが、これは現在知られている最北の事例である。従来ワリ期には、ペルー南高地を中心に台頭したワリ国家と、ティワナク国家が競合関係にあったといわれていたが、そうしたモデルを再考する必要がある。ティワナク文化の土器のみならず、ペルー北海岸系の土器や中央海岸系の土器が出土しており、この時期に人間集団の移動があったと考えられる。インカ国家をモデルとすれば、ワリやティワナクといった大規模な政体の支配下でとられた政策である可能性がある。周辺地域で遺跡分布調査を実施し、周辺諸遺跡とパレドネス遺跡のデータを比較検討することが今後の課題となる。2008年8月、9月にペルー北部高地カハマルカ地方に位置するエル・パラシオ遺跡の発掘調査を約1ヶ月間に亘って実施した.その結果、同遺跡の多くが牧草地の下に埋もれており、その広まりは少なくとも10ヘクタール以上に及ぶこと、カハマルカ中期B・C(A. D. 700-900)からカハマルカ後期(A. D. 900-1200)のはじめの遺跡であること、建築は壁が直行する設計のワリ様式のものであること、少なくとも4時期の建築フェイズが認められることなどが確認された。堆積は最大で2メートル以上に及び、大量の土器、獣骨、石器が出十したこと、および人骨が出十したことから、他の地域における行政センター的なワリ文化の遺跡とは異なり、恒常的に人間が生活する都市型の遺跡であると考えられる.また土器の大部分はカハマルカ文化のものであるが、少数ながらペルー南高地、ペルー北海岸の土器、カハマルカ地方には存在しない黒曜石などが出土しており、インターアクションが活発な時期であったことが明らかである。また地元の業者に委託して、遺跡の地形測量を実施した。従来、ワリ文化の遺跡の調査が不十分であったため、ワリ国家がペルー北部においてどのような活動を行ったのか研究者の間で意見が分かれていた。しかしエル・パラシオ遺跡の調査結果によれば、約200年に亘りカハマルカ地方を支配下に置いていたと考えられる.アンデス考古学における最近の大きな発見の一つである。時間の都合上遺物整理は行っていない。2009年度の課題である。2008年に発掘調査を実施したペルー北部高地カハマルカ地方に位置するエル・パラシオ遺跡の出土遺物の分析を行った。全ての出土土器片を分析しタイプ分類を行い、写真撮影を行った。

図面作成は未了である。土器の特徴を基に、同遺跡における建設活動がカハマルカ中期B(A.D.600-700)に始まり、カハマルカ中期C(A.D.800-900)に他地域とのインターアクションが活発になり、カハマルカ後期(A.D.900-1200)のはじめまで建設活動が行われたことが明らかになった。その後、カハマルカ後期の中盤(A.D.1000)以降建築物は埋められ、二次埋葬用の場として利用されたことも確認された。A区の建造物はカハマルカ後期に建設が始まり,その後放棄された。遺跡の中核部にあたるB区では半地下式の墓室が検出され、内部はその周囲には副葬品が確認でき、ペルー南高地、北海岸起源の土器が含まれていた。この共伴関係によって他の地域の編年とのクロスチェックができた。C区では建造物は検出されなかったが最下層からワリ様式の遺物が出土することが確認できた。また壁の接合面の観察と、土器の出土状況に基づき5つの建築フェイズを設定した。B区の墓は3時期目に対応する。石器、金属器、獣骨、人骨の分析は未了であり,写真撮影のみ行った。エル・パラシオはワリの支配下で建設が開始され、また支配の終焉とともに放棄されたことが判明した。40ヘクタール以上ある都市遺跡である。これまでワリ国家とペルー北部高地の関係が曖昧であったが、エル・パラシオ遺跡の発見により、カハマルカ地方がワリ国家の直接的支配下にあったことが明らかになった。8月の国際シンポジウムで発表し、世界の研究者にその存在を報告した。8月から10月にかけて約2ヶ月間、ペルー共和国北部高地カハマルカ地方にあるエル・パラシオ遺跡の第二次発掘調査を行った。標高約2700メートルの平らな場所に位置している。発掘面積は約230平方メートルであり、無遺物層まで約2メートルの深さを掘り下げ、建築の時期的変遷を詳細に把握し、各時期の建築に共伴する遺物を大量に収集した。2011年1月にペルー文化省に発掘の概要を記した報告書を提出した。同遺跡はペルー南高地のワリ遺跡を首都として台頭したワリ国家(A.D.600-1000)の地方行政センターと考えられる。同遺跡はそれまで利用されていたかった土地にA.D.700頃に新たに建設されており、ワリ国家の支配が終わるA.D.1000頃に放棄された。遺跡の大部分は地下に埋もれているが、その広まりは50ヘクタール以上と考えられる。同遺跡の発見により、ペルー北部高地がワリ国家の直接支配下にあったことが確実になった。重さ1トン以上の出土土器の多くは在地のカハマルカ文化の土器であり、ワリ様式の土器は非常に限定されていた。従って、ワリ国家の政治的支配下でもカハマルカ文化はその土器伝統を維持したと言える。ラクダ科動物の骨、および農耕具と考えられるT字形石器が大量に出土しており、ワリ国家の時代に農耕と牧畜が活発化したことが明らかとなった。また、建築の作り替えが行われる際、壁の下に埋葬を行うというパターンを確認した。今回の発掘区では水をためるための施設、水路が確認され、水のコントロールが重要であったことが判明した。さらに、地域間交流の実態を示す重要なデータである黒曜石やウミギク貝製品など、外来の物資が出土した。発掘調査と平行して、2008年の第一次発掘調査の出土遺物の図化作業を進めた。
炭化ケイ素の照射欠陥－高温水腐食相関解明とその防食の実証

原子炉の事故耐性を飛躍的に高めるため、炭化ケイ素(SiC)で炉心構造材(チャンネルボックスや燃料被覆など)を作る試みがある。しかし、SiCが中性子照射に晒される環境では、冷却水として使用される高温高圧水による減肉を伴う腐食が加速されること(照射加速腐食)が課題になっている。本研究では、照射によるSiCの加速腐食について、その原因の学術的解明とそれに基づいた耐食表面の開発を目標としている。より具体的には、照射によって導入された欠陥(空孔などの格子欠陥)に由来する表面構造の変化(原子配列構造やそれに伴うバンド構造の変化も含む)が加速する方向に変化させた、とこれまでの研究結果から予測しており、これを証明することを目的として設定した。初年度に単結晶3C-SiCを対象に電気化学試験(cyclic voltammetry)を室温HF中で実施し溶解挙動を調べたところ、腐食電流が照射線量の増大(つまり格子欠陥量の増大)に伴い増加する傾向を明確に捉えた(現段階では腐食電流と欠陥の材料中への蓄積量が1対1で相関があるのかは調査中)。30年度は本手法をほとんど絶縁体である多結晶材料に拡張するため電気化学セルと電極形状の開発を行った。現在、例えばターフェルプロットなどでは再現性の良い曲線が得られるに至っており、単結晶と同様の傾向が観測された。また、加速腐食が単結晶よりも顕著であり、粒界周辺でのカソード反応(溶存酸素の還元)が照射後に顕著に大きくなることがその原因であることを示すデータが得られている。これらの結果を鑑み、溶存酸素の還元の実体である溶存酸素からの正孔注入(より正確には注入された正孔の表面蓄積)を緩和すべく、正孔空乏層を形成するように表面をp型にしたSiCを作製した。オートクレーブでの腐食結果では著しい腐食速度の低減が認められており、これが狙ったメカニズムに由来するのか今後確認していく予定である。本研究開始前は照射前のSiCの基礎的な電気化学データでさえなかったことを考えれば、その多結晶体を含めて測定手法の確立ができたこと、および徹底的に電気化学特性を評価し熱力学的観点からデータを揃えられたこと。また、セラミックスの表面処理により防食の顕著な兆候が得られたことは、本研究分野以外にも波及する結果であり「順調に進展している」といえる。最終目標である照射が及ぼす電気化学特性への効果は未だ明確にはできていないものの、当初の目的であった「原因の学術的解明」の第一歩である照射線量ー腐食電流相関が取得できたことと防食が可能であることを示した点は、この研究の方向性に今のところ矛盾が無いことを示しており、研究方針の大幅な変更が必要ないことを示すものである。また、当初は2年目以降に予定していたイオン注入実験を初年度に前倒しして開始できだことにより、その他の表面改質法への試みが可能となるような時間的余裕が生まれている。現段階で得られた結果から考案した照射による腐食速度加速のメカニズムは、当初の予測の範囲内であるが、溶存酸素の還元がカソード反応であることが明らかになるなど新しい知見も既に得られており、実験結果とともに論文としてまとめ出版した。現時点では当初の計画通り進行しており推進方策の大きな変更はないが、初年度および本年度でも実施したようにいくつかのテーマを併進させ、学術研究としての単結晶SiCを用いた電気化学試験・工学研究としての多結晶SiCを用いたオートクレーブによる腐食試験をそれぞれ中心に実施していく予定である。つまり、電気化学試験で腐食加速メカニズムの真理に漸近しつつ、現段階の知見で考えられる防食表面処理を実施し耐食性能の実証試験を行う予定である。これにより、時間短縮とよりインパクトの高い研究成果となることを期待している。原子炉の事故耐性を飛躍的に高めるため、炭化ケイ素(SiC)でチャンネルボックスや被覆管を作る試みがある。しかし、SiCが中性子照射に晒される環境では、高温高圧水腐食が顕著になることが課題になっている。本研究では、照射によるSiCの腐食加速について、その原因の学術的解明とそれに基づいた耐食表面の開発を目標としている。より具体的には、照射によって導入された欠陥(空孔などの格子欠陥)に由来する局在準位が表面電位を変化させ、バンド湾曲を腐食が加速する方向に変化させた、とこれまでの研究結果から予測しており、これを証明することを最初の目的として設定した。まず、照射欠陥の導入量と腐食速度の相関を得るため、加速器施設(京大エネ理工研DuET)によって5.1MeVの重イオンを材料(単結晶3C-SiC)に対し多様な線量(9.4×10^122.8×10^16 ions/cm^2)で照射して欠陥導入量の異なる試料を作製した。これらの試料に対し、電気化学試験(cyclic voltammetry)を室温HF中で実施し溶解挙動を調べたところ、腐食電流が照射線量の増大に伴い増加する傾向を明確に捉えた。その傾向は点欠陥の蓄積傾向と同様ではあるが、現段階では腐食電流と欠陥の材料中への蓄積量が1対1で相関があるのかは不明である。現在は欠陥量と種類の同定を、主としてDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法により試みておりその成果が待たれる。並行して、多結晶CVD-SiCを対象にイオン注入(これは上述のイオン照射とは異なり、より低エネルギーでドーパントを欠陥が入らないように表面層に注入するもの)による表面改質も試みている。