hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
走行中のトラックの高架橋上での地震時転倒数値解析法の確立と交通危機管理への応用

2011.3.11東北地方太平洋沖地震や1995 1.17兵庫県南部地震においてトラックの転倒が発生した.風によるトラックの転倒を扱った研究は研究代表者による研究を含め,内外にいくつか発表されているが,地震による路面の揺れがトラックの転倒にどの程度影響するかと扱った研究は内外で皆無であった.そこで,本研究では,高架橋や長大橋梁上でのトラックやトレーラーなどの地震時転倒を対象に研究し,1)模型実験により基礎運動方程式を検証しつつ,数値シミュレーションによる手法を確立させ,曲線部を含めた橋梁上での地震による揺れとトラックの走行時転倒の関係を定量的に明らかにできる数値解析手法を確立し.2)小型振動台を用いた実験を別途行い,シミュレーション手法の検証も行うこととした.昨年度は,トラックのシミュレーションのための方程式を導出し,検証した.また,昨年度から継続して,実際に転倒が発生した,横浜ベイブリッジでの2011.3.11東北地方太平洋沖地震の揺れや道路橋示方書耐震設計入力地震動の揺れを対象にトラックやトレーラーの転倒可能性を検討する.次に車種の違い,車の重心の高さ,ドライバーの運転の挙動,特に急ブレーキや車線変更がどの程度転倒に影響するのかをシミュレーションを通じて定量的に明らかにし,転倒を防止するための運転者へのガイドなどについても知見を得た.それは車線を変えないこと,減速することであり,より広汎な検討結果から一般化することが必要である.そこで本年度は,高架橋の地震による揺れと走行中のトラックやトレーラーの転倒の可能性を地震動との関係において,代表的な首都高速道路の高架部をいくつか選び,広範なシミュレーションを実施し,そのリスクを定量化し,リスク低減策(ドライバーに対するガイド等)を提案する.走行中大型トラックの運動方程式の導出加速,減速し,カーブを切るトラックの地震時走行挙動をシミュレーションするためには8自由度の基礎運動方程式の導出を完成させた.また,2011.3.11東北地方太平洋沖地震において横浜ベイブリッジ下路デッキで走行中に転倒したトラックを対象に,記録されていた桁の地震時応答を用いて,走行安定解析を導出した運動方程式を用いて解析した.なお,首都高速の金港ジャンクション高架部を対象として走行トラックの安定解析を様々なレベルの地震動を対象に行い,結果を得ている.1)首都高速の金港ジャンクション高架部を対象に走行トラックの安定解析を実行する2)首都高速の様々なカーブを想定したシミュレーションを実施する.併せて,速度,ハンドル操作もパラメータに入れて広汎に検討を行う.2011.3.11東北地方太平洋沖地震や1995 1.17兵庫県南部地震においてトラックの転倒が発生した.風によるトラックの転倒を扱った研究は研究代表者による研究を含め,内外にいくつか発表されているが,地震による路面の揺れがトラックの転倒にどの程度影響するかと扱った研究は内外で皆無であった.そこで,本研究では,高架橋や長大橋梁上でのトラックやトレーラーなどの地震時転倒を対象に研究し,1)模型実験により基礎運動方程式を検証しつつ,数値シミュレーションによる手法を確立させ,曲線部を含めた橋梁上での地震による揺れとトラックの走行時転倒の関係を定量的に明らかにできる数値解析手法を確立し.2)小型振動台を用いた実験を別途行い,シミュレーション手法の検証も行う.まずは,実際に転倒が発生した,横浜ベイブリッジでの2011.3.11東北地方太平洋沖地震の揺れやや阪神高速神戸線の1995 1.17兵庫県南部地震時の揺れを対象にトラックやトレーラーの転倒可能性を検討する.次に車種の違い,車の重心の高さ,ドライバーの運転の挙動,特に急ブレーキや車線変更がどの程度転倒に影響するのかをシミュレーションを通じて定量的に明らかにし,転倒を防止するための運転者へのガイドなどについても知見を得る.また,高架橋の地震による揺れと走行中のトラックやトレーラーの転倒の可能性を地震動との関係において,代表的な首都高速道路の高架部をいくつか選び,広範なシミュレーションを実施し,そのリスクを定量化し,リスク低減策を提案する.本年度は,トラックのシミュレーションのための方程式を導出し,検証した.走行中大型トラックの運動方程式の導出加速,減速し,カーブを切るトラックの地震時走行挙動をシミュレーションするためには8自由度の基礎運動方程式の導出を完成させた.また,2011.3.11東北地方太平洋沖地震において横浜ベイブリッジ下路デッキで走行中に転倒したトラックを対象に,記録されていた桁の地震時応答を用いて,走行安定解析を導出した運動方程式を用いて解析した.なお,阪神高速の神戸線の高架部を対象として走行トラックの安定解析はまだ未着手である.2011.3.11東北地方太平洋沖地震や1995 1.17兵庫県南部地震においてトラックの転倒が発生した.風によるトラックの転倒を扱った研究は研究代表者による研究を含め,内外にいくつか発表されているが,地震による路面の揺れがトラックの転倒にどの程度影響するかと扱った研究は内外で皆無であった.そこで,本研究では,高架橋や長大橋梁上でのトラックやトレーラーなどの地震時転倒を対象に研究し,1)模型実験により基礎運動方程式を検証しつつ,数値シミュレーションによる手法を確立させ,曲線部を含めた橋梁上での地震による揺れとトラックの走行時転倒の関係を定量的に明らかにできる数値解析手法を確立し.2)小型振動台を用いた実験を別途行い,シミュレーション手法の検証も行うこととした.昨年度は,トラックのシミュレーションのための方程式を導出し,検証した.また,昨年度から継続して,

実際に転倒が発生した,横浜ベイブリッジでの2011.3.11東北地方太平洋沖地震の揺れや道路橋示方書耐震設計入力地震動の揺れを対象にトラックやトレーラーの転倒可能性を検討する.次に車種の違い,車の重心の高さ,ドライバーの運転の挙動,特に急ブレーキや車線変更がどの程度転倒に影響するのかをシミュレーションを通じて定量的に明らかにし,転倒を防止するための運転者へのガイドなどについても知見を得た.それは車線を変えないこと,減速することであり,より広汎な検討結果から一般化することが必要である.そこで本年度は,高架橋の地震による揺れと走行中のトラックやトレーラーの転倒の可能性を地震動との関係において,代表的な首都高速道路の高架部をいくつか選び,広範なシミュレーションを実施し,そのリスクを定量化し,リスク低減策(ドライバーに対するガイド等)を提案する.走行中大型トラックの運動方程式の導出加速,減速し,カーブを切るトラックの地震時走行挙動をシミュレーションするためには8自由度の基礎運動方程式の導出を完成させた.また,2011.3.11東北地方太平洋沖地震において横浜ベイブリッジ下路デッキで走行中に転倒したトラックを対象に,記録されていた桁の地震時応答を用いて,走行安定解析を導出した運動方程式を用いて解析した.なお,首都高速の金港ジャンクション高架部を対象として走行トラックの安定解析を様々なレベルの地震動を対象に行い,結果を得ている.1)阪神高速の神戸線の高架部を対象として走行トラックの安定解析を実行する2)首都高速の様々なカーブを想定したシミュレーションを実施する.併せて,速度,ハンドル操作もパラメータに入れて広汎に検討を行う.3)自由度の高い,セミトレーラを対象にしたモデル化,すなわち運動方程式の導出を行う.振動台を使ったセミトレイラーの簡易振動実験を行い,方程式の妥当性を確認する.4)2011.3.11東北地方太平洋沖地震において横浜ベイブリッジ下路デッキで走行中に転倒したのはセミトレイラーであったので,それを対象をしたシミュレーションを実施する1)首都高速の金港ジャンクション高架部を対象に走行トラックの安定解析を実行する2)首都高速の様々なカーブを想定したシミュレーションを実施する.併せて,速度,ハンドル操作もパラメータに入れて広汎に検討を行う.簡易小型模型による実験を予定していたが,平成30年度以降に予定を変更しました.それに伴い,実験に必要な小型車両模型の購入費,実験に伴う諸経費が発生しないことになり,経費に余裕ができ,次年度に回すこととした.首都高速道路の様々な曲線部高架橋を対象に広汎なシミュレーションを平成31年度に実施を予定している.高架橋の構造モデルの作成には多くの手間が必要であり,そのための人件費が発生するため,平成31年度に繰り越しをした.
認知症高齢者のQOLを高めるための被服行動への介入研究

今後の認知症高齢者に対する被服行動への介入方法を検討するため、まずは先行研究がなかったため現状の高齢者の被服行動についての調査をおこなった。結果から、認知能力に大きな問題がない高齢者については、加齢などによる被服に関する行動の変化は見られないことが分かった。また認知症となることで被服に関する行動は影響を受けて行動が変化することが分かった。しかし認知レベルや援助などによって維持できる行動もあるのではないかということが示唆された。現在の日本では高齢者人口の増加に伴い、認知症高齢者もますます増加していく見込みである。認知症そのものの治療・薬物療法などが確立されていない現状では、その症状の改善や進行を遅らせるために、化粧療法やファッションセラピーなどの非薬物療法が広く行われている。また認知症高齢者へのケアの基本となるのは、その人らしく安心して宏全に暮らせる日常生活への援助であると言われている。これらの観点から認知症高齢煮にとって被服行動がもつ意味は重要であると考える。そこで高齢者が認知症となる以前に自ら行っていた被服行動と、認知症となった後にどのような被服行動をとるようになったのかを調査し、認知症により被服行動に変化があるのかどうか、またそれはどのような違いであるのかを明らかにすることを目的とし研究を行った。研究対象者は認知症高齢者(20歳以上の家族が回答)と一般高齢者(認知症でない60歳以上の高齢者)で、調査票を用いて調査を行った。調査結果から一般高齢者では、若いときからの被服行動を現在もほぼ変わらず続けていることが分かり、加齢に伴う被服行動の変化はほとんどないと考える。また一般高齢者では性別により被服行動に違いがみられた。認知症高齢者では、着替えや脱衣という行動や、衣服の選択という行動などでは行動に変化がみられたが、着替えの頻度など変化があまりない行動もあることが分かった。この結果から、加齢ではなく認知症となったことで被服行動は影響をうけ行動は変化するが、被服に関する行動のすべてがすぐに影響を受けてしまうのではなく、維持し続けることができる行動があることが示唆され、更に調査が必要であると考える。認知症そのものの治療・薬物などが確立しきれていない現状では、その症状の改善や進行を遅らせるために、化粧療法などの非薬物療法が広く行われ効果がみられている。また認知症高齢者へのケアの基本となるのは、その人らしく安心して安全に暮らせる日常生活への援助であるといわれ、そのなかでも被服行動というものは重要な行動であり、被服には多くの役割や効果があることが分かっている。このような現状のなかで、広義では被服行動のひとつである化粧などへの非薬物療法で効果がみられることなどからも、生活の基本となる被服行動を援助することは認知症高齢者が心できる生活づくりにおいて重であるとえたしかし了研究が見当たらなかったため、まずは認知症となる前と後では被服行動に変化があるのかどうか、どのような違いであるのかを明らかにするため研究を行った。研究対象者は認知症高齢者(20歳以上の家族が回答)と一般高齢者(認知症でない60歳以上)で、調査票を用いて調査を行った。結果から一般高齢者では、若い時からの被服行動を現在もほぼ変わらず続けていることが分かり、加齢に伴う被服行動の変化はほとんどないと考えた。認知症高齢者では、衣服め選択や、着替える・脱ぐなどの行動で、認知症となる前と比べると自分では行うことができないという変化がみられた。しかし、変化が見られない項目もあり、認知症山だからとすべてに援助が必要ということではなく、維持し続けられる行動への介入を検討することが必要であると考えた。
ABCトランスポーターABCG2の心血管病における生理的役割の解明

心疾患におけるABCトランスポーターABCG2の役割について、マウスの圧負荷心肥大モデルを用いて検討を行った。ABCG2ノックアウトマウス(KOマウス)では、圧負荷後の心肥大及び心リモデリングの増悪を認めた他、圧負荷後早期の心組織における酸化ストレスの増悪を認めた。圧負荷後のKOマウスにおける表現型は、抗酸化剤の投与により野生型マウスと同等にまで改善した。遺伝子発現パターンの解析から、圧負荷後のKOマウスでは酸化ストレス応答系が障害されていることが示唆された。実際、細胞実験にて、ABCG2が微小血管内皮細胞からの内因性抗酸化物質であるグルタチオンの輸送を制御していることが分かった。以上から、心臓における酸化ストレス応答には微小血管内皮細胞が重要な役割を果たしており、その機能を制御しているABCG2が心肥大の新たな治療標的となりうることが示唆された。また、血管病におけるABCG2の役割について、マウスの下肢虚血モデル、ワイヤー障害モデル、カフ留置モデルを用いて検討を行った。マウスの下肢虚血モデルでは、血管新生において野生型マウスとKOマウスとの間に差を認めなかった。しかし、ワイヤー障害モデルやカフ留置モデルでは、野生型マウスと比較してKOマウスで動脈硬化が抑制された。そのメカニズムに関しては、今後の検討を要する。以上の結果から、ABCG2は心臓及び血管における病的刺激に対する応答に重要な役割を果たしており、心血管病の病態生理に深く関与していることが分かった。まず、免疫組織染色にてABCG2が主に心臓の微小血管内皮細胞に発現していることを確認した。野生型マウス及びABCG2ノックアウトマウス(KOマウス)に圧負荷心肥大を誘導すると、KOマウスでは心肥大及び心リモデリングの増悪を認めた他、圧負荷後早期の心組織における酸化ストレスの増悪を認めた。次に抗酸化剤をマウスに投与した上で圧負荷心肥大を誘導すると、KOマウスにおける心筋細胞肥大及び心線維化は野生型マウスと同等にまで改善した。圧負荷後の酸化ストレス産生系及び応答系の評価を行うと、KOマウスでは酸化ストレス応答系が障害されていた。実際、ABCG2は微小血管内皮細胞からの内因性抗酸化物質であるグルタチオンの輸送を制御していることが分かった。以上から、心臓における酸化ストレス応答には微小血管内皮細胞が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。そして、その機能を制御しているABCG2が心肥大の新たな治療標的となりうることが示唆された。その機序に関しては、ABCG2が動脈壁に存在する組織幹細胞の機能を制御している可能性を示唆する結果を得た。今後、その詳細な機序や病態生理における役割の解明が必要である。以上の結果から、ABCG2は心臓及び血管における病的刺激に対する応答に重要な役割を果たしており、心血管病の病態生理に深く関与していることが明らかとなった。本年度は心疾患におけるABCトランスポーターABCG2の役割について重点的に検討を行った。野生型マウス及びabcg2ノックアウトマウス(KOマウス)に圧負荷心肥大を誘導すると、KOマウスでは心肥大及び心リモデリングの増悪を認めた他、圧負荷後早期の心組織における酸化ストレスの増悪を認めた。

KOマウスの表現型における酸化ストレスの重要性を評価するために抗酸化剤をマウスに投与した上で圧負荷心肥大を誘導すると、抗酸化剤の投与により、KOマウスにおける心筋細胞肥大及び心線維化は野生型マウスと同等にまで改善したため、KOマウスの表現型には酸化ストレスが重要な役割を果たしていることが分かった。圧負荷後の酸化ストレス産生系及び応答系遺伝子の発現を評価すると、酸化ストレス産生系遺伝子の発現は野生型マウスとKOマウスとで差を認めなかったが、酸化ストレス応答系遺伝子の発現はKOマウスで亢進しており、KOマウスにおける酸化ストレス応答系の機能障害の存在が疑われた。さらに、酸化ストレス応答系の評価から、内因性抗酸化物質であるグルタチオンがABCG2の機能発現に関与している可能性が示唆された。ヒト心臓由来微小血管内皮細胞を用いた細胞実験では、ABCG2が血管内皮細胞からのグルタチオン輸送を制御していることが分かった。さらに、血管内皮細胞の条件培地での単離心筋細胞の培養実験により、ABCG2によるグルタチオン輸送が酸化ストレスにより誘導される心肥大の抑制に重要な役割を果たすことが分かった。以上から、心臓における酸化ストレス応答には、血管内皮細胞が重要な役割を果たしていることが分かった。そして、その機能を制御しているABCG2は心肥大の新たな治療標的となりうることが示唆される。以上の成果は論文として報告した。本研究の目標は、心血管病におけるABCトランスポーターABCG2の役割及びそのメカニズムの解明である。現在のところ、心肥大の病態生理におけるABCG2の役割及びそのメカニズムについて解明することができ、本研究の目的の一つは達成できた。ただし、心疾患に重点をおいて解析してきたため、血管病における役割についてはまだ解明できておらず、今後の検討を要する。これまで、一つの理論体系の確立を優先するため、心臓病におけるABCG2の役割の解明に重点を置いて研究を進めてきた。今後、血管病におけるABCG2の役割の解明を中心に研究を進めていく。平成24年度は、血管病におけるABCG2の役割を中心に検討していく。それにあたり、以下の項目について、研究費の使用を計画している。(1)野生型マウス及び遺伝子改変マウスの購入・管理・維持(2)組織学的評価及び遺伝子発現・蛋白質発現の検出(3)細胞実験(1)については、血管病の動物モデルを使用した検証を行うため、マウスの購入・管理・維持の費用を要する。(2)については、血管病におけるABCG2の役割を検討するため、抗体・酵素・プライマーなどの消耗品の購入が必要である。(3)については、詳細なABCG2の発現調節メカニズム、トランスポーター活性制御メカニズム、ABCG2基質の検討のために必要な様々な実験系の稼働に、各種消耗品が必要となる。
大規模文書データベースにおける用例文の高速検索と絞り込み技法の研究

大規模文書データベースの検索で問題となるのは,キ-に多彩なの検索条件(名詞+の+名詞,場所概念+を,を+飲むなど)のように複数の検索条件を同時に与えたとき,目的とする用例文が高速に絞り込まれること,また,キ-に対する文番号列が非常に長くなる場合でも,同様に高速な検索が必要であるので,本研究では,次の点を明らかにした.1.全用例に対する文番号を文番号ベクトルとして構成し,各索引に対する文番号列を(文番号に対応する位置のビットを1とする)で表現した.2.文番号の比較による絞り込みは,文番号ベクトルの効率的な論理積で実行できるが,このベクトルは非常に長く,しかもスパースであるので,多段階の圧縮するデータ構造を提案し,対応する検索法も提案した.3. 1億用例の文書データベースに対して,数百万以上の文番号列が存在しても,約数秒以内で検索と絞り込みができることを実験で確認した.従来の研究では,キ-に対応する文番号列を逐次比較する手法であったので,検索条件数に比例して,絞り込み時間が長くかかっていた.しかし,本研究では,この検索条件が多くなるほど絞り込み速度は加速されるので,従来の手法の欠点をまったく覆す特色と独創性をもつ検索手法が実現する.また,提案手法は,二次記憶から補助記憶に大量の文番号列を転送する必要がなくなり,ディスクアクセスの高速化も同時に実現でき,従来では数分必要であった検索時間が数秒で実現できた.これらの成果は,大量に構築された電子化文書から目的とする文書データを処理する特許文書,辞書管理,社内文書など高速に検索と絞り込みに広く利用できることができるので,研究成果が与える社会的意義は非常に大きいといえる.大規模文書データベースの検索で問題となるのは,キ-に多彩なの検索条件(名詞+の+名詞,場所概念+を,を+飲むなど)のように複数の検索条件を同時に与えたとき,目的とする用例文が高速に絞り込まれること,また,キ-に対する文番号列が非常に長くなる場合でも,同様に高速な検索が必要であるので,本研究では,次の点を明らかにした.1.全用例に対する文番号を文番号ベクトルとして構成し,各索引に対する文番号列を(文番号に対応する位置のビットを1とする)で表現した.2.文番号の比較による絞り込みは,文番号ベクトルの効率的な論理積で実行できるが,このベクトルは非常に長く,しかもスパースであるので,多段階の圧縮するデータ構造を提案し,対応する検索法も提案した.3. 1億用例の文書データベースに対して,数百万以上の文番号列が存在しても,約数秒以内で検索と絞り込みができることを実験で確認した.従来の研究では,キ-に対応する文番号列を逐次比較する手法であったので,検索条件数に比例して,絞り込み時間が長くかかっていた.しかし,本研究では,この検索条件が多くなるほど絞り込み速度は加速されるので,従来の手法の欠点をまったく覆す特色と独創性をもつ検索手法が実現する.また,提案手法は,二次記憶から補助記憶に大量の文番号列を転送する必要がなくなり,ディスクアクセスの高速化も同時に実現でき,従来では数分必要であった検索時間が数秒で実現できた.これらの成果は,大量に構築された電子化文書から目的とする文書データを処理する特許文書,辞書管理,社内文書など高速に検索と絞り込みに広く利用できることができるので,研究成果が与える社会的意義は非常に大きいといえる.本研究の目的は,多属性キ-の効率的検索エンジンを開発して,大規模文書データベースに対して,効率的部分マッチと範囲検索を実用化できることを目的とし,7年度は次の項目に重点をおいて研究を進めた.1.多属性キ-検索に対するトライ検索アルゴリズムの考案多属性キ-を検索するためのトライ検索アルゴリズムを提案し,多属性キ-の種類数を配列の次元数と捉えたときに,各次元を表現する効率的データ構造を提案した.2.部分マッチと範囲検索の実現検索者が部分的に指定した一部のキ-属性に対しても,対応する項目を部分マッチする検索技法を1.のトライ検索上と多次元配列の論理演算で実現する.また,年代の1990年から1993年までの項目などのように範囲検索を実行できるアルゴリズムをトライ検索上の遷移探索で実現した.3.大規模文書データベースにおける実用化への評価大規模文書データベースに対して,キーワード,作成者,意味分類,作成年月の多属性キ-を抽出し,開発された多重キ-検索エンジンを試作評価した.大規模文書データベースの検索で問題となるのは,キ-に多彩なの検索条件のように複数の検索条件を同時に与えたとき,目的とする用例文が高速に絞り込まれること.また,キ-に対する文番号列が非常に長くなる場合でも,同様に高速な検索が必要であるので,昨年度までの研究成果に引き続いて,開発された検索と絞り込み技法に対して,実際の大規模文書データを実験対象として,次の研究を進めた.1.大規模文書データの構築日本電子化辞書研究所の文書ファイル,岩波書店の広辞苑辞典のテキストファイル,その他研究室で収集した約10年間の,卒業研究,修士研究,博士研究の論文ファイルなどを約数百メガバイトを補助記憶に格納し,既に開発されている形態素解析システムを利用して,キーワードと対応する文番号列情報を収集した.2.大規模文書データベースに対する文番号ベクトルの検討7年度に開発した検索システムを以上の大規模文書データベースに応用し,評価する.まず,抽出されたキーワードに対する文番号列の長さを測定し,文番号ベクトルの圧縮効果を確かめる.この確認により,文番号ベクトルを分割する最適なブロック長を決定した.3.大規模文書データベースに対する検索と絞り込みの実験と評価

2.で決定されたブロック長で文番号ベクトルを多段階に圧縮して,検索と絞り込み時間の評価を,指定する検索条件の数,分割された文番号ブロック長の転送回数,文番号列の長さをパラメータとして,実施した.大規模文書データベースの検索で問題となるのは,キ-に多彩な検索条件(名詞十の十名詞,場所概念十を,を十飲むなど)のように複数の検索条件を同時に与えたとき,目的とする用例文が高速に絞り込まれること.また,キ-に対する文番号列が非常に長くなる場合でも,同様に高速な検索が必要であるので,本研究では,次の点を明らかにした.1.全用例に対する文番号を文番号ベクトルとして構成し,各索引に対する文番号列を(文番号に対応する位置のビットを1とする)で表現した.2.文番号の比較による絞り込みは,文番号ベクトルの効率的な論理積で実行できるが,このベクトルは非常に長く,しかもスパースであるで,多段階の圧縮するデータ構造を提案し,対応する検索法も提案した.3.1億円例の文書データベースに対して,数百万以上の文番号列が存在しても,約数秒以内で検索と絞り込みができることを実験で確認した.従来の研究では,キ-に対応する文番号列を逐次比較する手法であったので,検索条件数に比例して,絞り込み時間が長くかかっていた.しかし,本研究では,この検索条件が多くなるほど絞り込み速度は加速されるので,従来の手法の欠点をまったく覆す特色と独創性をもつ検索手法が実現する.また,提案手法は,二次記憶から補助記憶に大量の文番号列を転送する必要がなくなり,ディスクアクセスの高速化も同時に実現でき,従来では数分必要であった検索時間が数秒で実現できた.これらの成果は,大量に構築された電子化文書から目的とする文書データを処理する特許文書,辞書管理,社内文書など高速に検索と絞り込みに広く利用できることができるので,研究成果が与える社会的意義は非常に大きいといえる.
下顎頭軟骨の特異性における抗酸化ストレス能のエピジェネティック制御

一般的に顎関節症は若年者で好発するが、高齢者では若年者に比較して重症化しやすく変形性顎関節症となりやすい。長管骨関節軟骨は圧縮力耐性が高いが、下顎頭軟骨はチンキャップによる矯正治療が示すとおり圧縮力反応性があることはよく知られている。膝軟骨では過大な圧縮力により酸化ストレスが増加し、それが細胞・組織傷害因子であるとする報告がある。研究代表者らは予備実験で抗酸化ストレス酵素発現制御マスター因子Nrf2が、下顎頭軟骨において膝軟骨の約1/10しか発現していないデータを得ている。本研究課題では、下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティック発現抑制を受け抗酸化ストレス耐性が低いと仮説を立て、その検証をin vivo, in vitroにおいて行う。本研究課題では仮説として「下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティックな発現抑制を受けておりそれにより抗酸化ストレス酵素群発現が総じて低下し抗酸化ストレス耐性が下顎頭軟骨では低くなっている」を想定しており、次の3つを具体的な研究目標として設定し、その検証を動物実験・器官培養実験を用いて遂行する。1)下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群メチル化の比較。2)上記メチル化・発現と関節破壊病態との関連解明。3)加齢下顎頭軟骨におけるNrf2活性化によるメカニカルストレス耐性向上の可否解明。このうち、平成30年度は、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しhigh resolution melting curve法を用いてNrf2プロモーター領域のCpGアイランドについてメチル化の程度を比較した。その結果、脛骨成長板に比較して下顎頭軟骨で高いメチル化が観察された。今年度、high resolution melting curve法解析ソフトウェアを購入し、実験条件だしをまず行った。つぎにサンプル間の比較を行い、十分比較できるだけのデータが得られている。平成31年度は次の部分を遂行する予定である。・下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群発現解析。LMDにて回収したRNAサンプルを用いてリアルタイムRT-PCRを行い遺伝子レベルでの発現解析を行う。また、組織切片に対して特異抗体を用いた免疫組織染色を行い、発現の比較を行う。このうち、平成28年度は、1)について研究を遂行した。具体的には、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しメチル化比較を行うべくその条件出しを行った。平成28年度は、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しメチル化比較を行う予定であったが、以下の理由で進捗としてやや遅れている。1)学内レーザーマイクロダイセクション装置の故障レーザー発振器が破損したため使用できない状況であり、横浜市立大学でレーザーマイクロダイセクション装置を使用させてもらえるよう手続きを行う必要があり、その手続きで時間がかかったため。2)申請予算よりも交付金額が大幅に少なかった申請金額は866万円であり、そのうち約600万円が機器購入費であった。交付額が650万円と、研究遂行に必須の機器購入を行うと、消耗品がほとんど購入できずそのためにスムーズな研究の遂行が滞ってしまった。

1)下顎頭軟骨と他の軟骨でのNrf2ならびに抗酸化ストレス酵素群メチル化の比較。2)上記メチル化・発現と関節破壊病態との関連解明。3)加齢下顎頭軟骨におけるNrf2活性化によるメカニカルストレス耐性向上の可否解明。このうち、平成29年度は、1)について研究を遂行した。具体的には、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しパイロシークエンス法を用いてNrf2プロモーター領域のCpGアイランドについてメチル化の程度を比較した。その結果、脛骨成長板に比較して下顎頭軟骨で高いメチル化が観察された。平成29年度は下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸(RNA)を抽出し逆転写後にリアルタイムRT-PCR法にて抗酸化酵素群の発現比較を行う予定であったが、以下の理由で進捗としてやや遅れている。・学内レーザーマイクロダイセクション(LMD)装置の故障レーザー発振器が破損したため使用できない状況であったが幸い横浜市立大学でLMD装置を使用させてもらえることとなった。しかしながら、片道2時間近くかけて通う必要があり、装置の予約状況も混み合っていることからなかなかスムーズにサンプル回収が行えなかった。一般的に顎関節症は若年者で好発するが、高齢者では若年者に比較して重症化しやすく変形性顎関節症となりやすい。長管骨関節軟骨は圧縮力耐性が高いが、下顎頭軟骨はチンキャップによる矯正治療が示すとおり圧縮力反応性があることはよく知られている。膝軟骨では過大な圧縮力により酸化ストレスが増加し、それが細胞・組織傷害因子であるとする報告がある。研究代表者らは予備実験で抗酸化ストレス酵素発現制御マスター因子Nrf2が、下顎頭軟骨において膝軟骨の約1/10しか発現していないデータを得ている。本研究課題では、下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティック発現抑制を受け抗酸化ストレス耐性が低いと仮説を立て、その検証をin vivo, in vitroにおいて行う。本研究課題では仮説として「下顎頭軟骨においてNrf2がエピジェネティックな発現抑制を受けておりそれにより抗酸化ストレス酵素群発現が総じて低下し抗酸化ストレス耐性が下顎頭軟骨では低くなっている」を想定しており、次の3つを具体的な研究目標として設定し、その検証を動物実験・器官培養実験を用いて遂行する。このうち、平成30年度は、下顎頭軟骨と脛骨成長板から核酸を抽出しhigh resolution melting curve法を用いてNrf2プロモーター領域のCpGアイランドについてメチル化の程度を比較した。今年度、high resolution melting curve法解析ソフトウェアを購入し、実験条件だしをまず行った。
ファジィ推論を用いた経路選択行動分析に関する研究

本研究では、ファジィ推論を用いた経路選択モデルに関して、具体的な方法論の開発と交通情報提供への応用について検討した。各年度の研究手順にしたがって、主要な研究成果を整理すると以下のようである。1)都市道路網の道路利用者の経路選択現象を把握するために簡単な経路選択に関する意識調査を行った。さらにこの調査結果に基づき、ファジィ推論を用いた経路選択モデルを作成した。ここでは交通情報との関連を考慮した経路選択要因を抽出するとともに、言語表現された経路選択に関する知識をルール群として構成した。既存研究におけるT-ノルム・非ファジィ化に関する検討結果を参考として基本モデルを作成した。2)つぎにファジィ推論モデルの実用的な改良を試みた。経路交通量などの推計効率を向上させるために、「簡略推論法」による演算の高速化を図った。また人間の段階的な意思決定過程を表現できる「多段推論」を利用したモデル改良も行った。これらのモデル改良手順を経て、経路選択現象の記述に適するファジィ推論モデルの形式を導出するとともに、経路選択に関する交通情報の影響程度について考察した。3)ファジィ推論モデル構築上の問題点であるメンバシップ関数の合理的推定に関して検討した。このとき、ファジィ推論は非線形で不連続な演算プロセスを持つため、パラメータ推計に「遺伝的アルゴリズム」を利用すること提案した。このとき、前年度に作成された推論モデルに対して、実績値との整合性を考慮した最適化を実行することで、メンバシップ関数決定のためのパラメータ推計を行うことができることが示された。4)ファジィ推論によって、曖昧性を持った経路選択の意思決定過程の記述が可能となった。また経路交通量などの実用的な推計量を予測するためには、非ファジィ量としての妥当な推計法が必要である。その意味で、誤差伝播法(BP)による修正過程を持つ「ニューラルネットワーク」の利用を検討した。具体的には、ファジィ推論の後件部にニューラルネットワークによる補正過程を持つハイブリッドモデルを構築した。5)これまでに提案した各方法を「ソフトコンピューティング」の意味から整理して、交通行動モデル構築上の有効性について考察した。また各モデルの交通情報管理上の有効な利用方法について検討した。すなわち、具体的な交通情報形態の変化、情報提供方法の構成による経路交通変化を分析した。さらに、この結果をもとに、今後の都市道路網における道路利用者への適切な交通情報提供方法について検討した。6)最終的には、本研究で得られた成果を整理するとともに、関連研究に対する研究討議を行い今後の研究課題について整理した。さらにこれらの研究成果は土木学会および関連する国際学会等で研究報告を行っている。平成7年度は初年度として人間の経路選択行動を経験的知識を利用したファジィ推論モデルとしての記述を中心に研究を進めた。なかでも多様な推論過程の記述に対応したモデル表現形式を導出した。

1)都市道路網の道路利用者の経路選択現象を把握するために簡単な経路選択に関する意識調査を行った。このとき三角型ファジィ数(TFN)を利用して、交通情報の記述が容易となった。また意識データを用いて、運転者の意思決定要因の抽出、言語表現での意思決定過程の記述が可能となった。2)ファジィ推論を用いた経路選択モデルを作成した。交通情報との関連を考慮した経路選択要因を抽出し、言語表現された経路選択に関する知識をルール群として構成した。マムダニ法を基本とするT-ノルム・非ファジィ化に関する検討結果が整理された。本研究では、これらの成果を参考として基本モデルを作成した。3)ファジィ推論モデルの実用的な改良を試みた。経路交通量などの推計効率を向上させるために、「簡略推論法」による演算の高速化を図った。この手順によれば、既存構成ルール群や前件部の表現方法に変更を生じないため、推計精度を低下させず、モデル構造の簡略化が可能であることがわかった。ここでロジェットモデルなど既存モデルに対するファジィ推論モデルの特徴を整理した。4)人間の段階的な意思決定過程を表現できる「多段推論」モデルを作成した。特にニューラルネットワークとの結合(ファジィニューロモデル)により多経路洗濯の記述が可能となり、交通情報による運転者の状況認識、これらを統合化した経路選択の意思決定過程が段階的に表現できる。その意味で、交通情報による運転者行動変化を具体的認知表現から検討することができることがわかった。5)これらのモデル改良手順を経て、経路選択現象の記述に適するファジィ推論モデルの形式を導出するとともに、経路選択に関する交通情報の影響程度について考察し、今後の研究方法についての検討を行った。本年度は、本研究の最終年度にあたる。ここではファジィ推論に関連する計算機工学手法を援用して、ハイブリッド型モデルを作成した。これより経路選択現象の詳細記述、推計モデルとしての有効性の向上を検討した。1)ファジィ推論モデル構築上の問題点であるメンバシップ関数の合理的推定に関して検討した。このとき、ファジィ推論は非線形で不連続な演算プロセスを持つことから、パラメータ推計には「遺伝的アルゴリズム」の利用が有効である。前年度に作成された推論モデルに対して、実績値との整合性を考慮した最適化を実行することで、メンバシップ関数決定のためのパラメータ推計を行った。2)つぎに、ファジィ推論のルール構成法について検討した。妥当なルール構成は運転者の判断記述に有効であり、この場合も実績値との整合が必要である。各ルールの採否を決定する過程を考えると組合せ最適化問題とできるので、ここでも「遺伝的アルゴリズム」の利用が可能である。これらの検討によりファジィ推論関連手法の応用面での比較検討が可能となった。3)ファジィ推論によって、曖昧性を持った経路選択の意思決定過程の記述が可能となった。
古代天皇の食事に関する発展的研究

最終年度である今年は、思いがけない大きな発見があった。由緒ある某文庫より、天皇の日常生活を記した史料(近世写本)が発見され、発見者のご好意により、マイクロフィルム焼付写真を閲覧、調査の機会が与えられた。その結果、同史料は摂関期にかかるものであると結論したが、これは発見者の精緻な研究とも一致する見解であった(詳細は発見者により公表される予定)。この結果、本研究で追求してきた朝干飯御膳の全貌がついに判明することとなった。なお、この調査に先立ち、今年度は慶応大学魚菜文庫所蔵の厨事類記も写真版を入手して調査していた。一方、別の史料より、8・9世紀の天皇の日常的座具に階段がついていたことが判明、天皇をとりまく室礼が予想以上に中国的であることが知られた。また、古代における食事用の座具に座る際の作法が、少なくとも中世の後醍醐天皇まで引き継がれていたことも確認できた。以上と並行して、調理機関である内膳司を中国の調理機関と比較すべく検討し、日本の令制官司体系が、中国と異なり、天皇に直接的に仕える構造となっていたこと、その変化の時期が9世紀末一10世紀初頭であることを明らかにできた。これは食事の変化と一致するものであった。官僚システムもまた、同時期に変容していたのである(現在、雑誌に2分割して投稿中)。こうした成果をもとに、今年度は博士論文を執筆し、2006年11.月に東京大学に提出、これにより翌年2月に博士号を授与された。この博士論文は、今後、本研究の成果をさらにとりいれ、2008年2月に東京大学出版会より刊行される予定である。また2009年には、本研究の内容を一般読者向けに書き下ろした選書が、大手出版社より刊行されることが決定している。本研究の成果を広く公開する機会にしたい。本研究では、はじめに次のような方針を立てた。第一は、これまで概観的にしか検討を加えられていなかった天皇の食事作法-食器・座具・細かな作法-を復元すること。この点につき、初年度である今年度は、座具と細かな作法について一定の新知見を得ることができた。すなわち、10世紀以降、天皇がその上に座って食事をとることになる「畳」について、その成立過程を考察し、「畳」が7世紀以前からの座具・座法が発展して生まれてきたものであることを明らかにすることができた。また細かな作法については、天皇が食事のたびに白飯を少量だけ別皿にとりわけ、自らの分身たる人形(「ヒヒナ」)に供じることを明らかにしえた。ちなみに、この「ヒヒナ」はいわゆる「雛人形」につながるものである。第二に、食材に関する零細な史料の収集を課題に掲げた。この点については、試行錯誤の上、本年度は学習院大学の史料館が所蔵する浜島家文書(近世文書)に注目した。いまだ詳細な検討をなしえていないが、近世文書から古代史に関する情報を抜き出す作業を試みている。同様の試みは、慶応義塾大学の図書館が所蔵している魚菜文庫についても、所蔵者の許可を得て行う予定である。浜島家は内膳司をつとめ、魚菜文庫の文書群を伝えた高橋氏は御厨子所をつとめた家であるから、これまで特に不明点の多かった朝干飯御膳の復原が可能になるかもしれない。今年度は、四つの角度から研究を進めた。第一は、天皇の食事が行われた空間のより正確な理解を求めて、建築学の成果や絵画史料から得られる情報を総合し、平安時代の内裏の空間構成の検討を進めた。その結果、天皇の居住空間である清涼殿の室礼等について、従来とは異なるかたちで復原できることとなった。その成果は、東京大学教養学部美術博物館において5月17日-6月12日に行われた「王朝貴族の装束展」にて解説・パネル展示された。第二は、昨年度来の課題であった、浜島家文書(学習院大学史料館所蔵)の調査を行った。これにより朝干飯御膳の実態が明らかになる期待ももたれたが、残念ながらその点に関する成果は得られなかった。しかし朝夕御膳の関係史料が多数発見されることとなり、現在検討中である。調査にあたっては所蔵機関の温かい配慮を被ることができた。残る魚菜文庫文書の検討は来年度の課題である。第三は、中国・朝鮮と比較を行うため、特に韓国資料の収集に努めた。幸い今年度中には、朝鮮食事史の大著が邦訳され、さらに韓国在住の韓国人研究者の協力を得て、彼地の生活史博物館の図録や資料を入手し、これによってようやく朝鮮との比較がわずかずつではあるが可能になってきた。そのなかで、現在の伝統的朝鮮料理の食器・食事作法には、相当、隋唐様式の食事文化が残っていることが知られた。御飯だけが蓋のついた金属器に盛られることなどは、その最たるものである。第四は、平安時代初期の一般的な食事の様相を検討するため、延暦寺内の生活を生々しく伝える「延暦寺禁制式」の史料的分析を行った。その成果は論文として公表することができた。以上の研究を前提に、来年度には成果を博士論文としてまとめたいと考えている。

その結果、同史料は摂関期にかかるものであると結論したが、これは発見者の精緻な研究とも一致する見解であった(詳細は発見者により公表される予定)。この結果、本研究で追求してきた朝干飯御膳の全貌がついに判明することとなった。なお、この調査に先立ち、今年度は慶応大学魚菜文庫所蔵の厨事類記も写真版を入手して調査していた。一方、別の史料より、8・9世紀の天皇の日常的座具に階段がついていたことが判明、天皇をとりまく室礼が予想以上に中国的であることが知られた。また、古代における食事用の座具に座る際の作法が、少なくとも中世の後醍醐天皇まで引き継がれていたことも確認できた。以上と並行して、調理機関である内膳司を中国の調理機関と比較すべく検討し、日本の令制官司体系が、中国と異なり、天皇に直接的に仕える構造となっていたこと、その変化の時期が9世紀末一10世紀初頭であることを明らかにできた。これは食事の変化と一致するものであった。官僚システムもまた、同時期に変容していたのである(現在、雑誌に2分割して投稿中)。こうした成果をもとに、今年度は博士論文を執筆し、2006年11.月に東京大学に提出、これにより翌年2月に博士号を授与された。この博士論文は、今後、本研究の成果をさらにとりいれ、2008年2月に東京大学出版会より刊行される予定である。また2009年には、本研究の内容を一般読者向けに書き下ろした選書が、大手出版社より刊行されることが決定している。本研究の成果を広く公開する機会にしたい。
二重標識水法を用いた小児の日常生活におけるエネルギー消費量の評価

本研究は,二重標識水法(DLW法)を用いて幼児の1日総エネルギー消費量(TEE)を,呼気ガス分析により安静時代謝量(REE)を,TEEとREEより活動エネルギー代謝量(PAEE)を算出し,この時期のエネルギー消費量について評価することを目的とした.測定は3歳から5歳までの園児男女60名を対象とし,人体計測,皮下脂肪厚,身体組成測定,DLW法によるTEE,呼気ガス分析によるREEを測定した.本研究の結果,TEE,REE,PAEEには有意な性差はみられず,それらは身体組成とも関係性を示さなかった.本研究で定量された幼児期のエネルギー消費量は,TEE1374.5±223.8kcal/day, TEE/体重74.3±10.4kcal/kg/day, PAEE353.7±194.3kcal/day, PAEE/体重19.1±10.5kcal/kg/day,であり,この年代の基準値を提示できたものと考える.本研究は,二重標識水法(DLW法)を用いて幼児の1日総エネルギー消費量(TEE)を,呼気ガス分析により安静時代謝量(REE)を,TEEとREEより活動エネルギー代謝量(PAEE)を算出し,この時期のエネルギー消費量について評価することを目的とした.測定は3歳から5歳までの園児男女60名を対象とし,人体計測,皮下脂肪厚,身体組成測定,DLW法によるTEE,呼気ガス分析によるREEを測定した.本研究の結果,TEE,REE,PAEEには有意な性差はみられず,それらは身体組成とも関係性を示さなかった.本研究で定量された幼児期のエネルギー消費量は,TEE1374.5±223.8kcal/day, TEE/体重74.3±10.4kcal/kg/day, PAEE353.7±194.3kcal/day, PAEE/体重19.1±10.5kcal/kg/day,であり,この年代の基準値を提示できたものと考える.二重標識水(Doubly Labeled Water ; DLW)法は, 1980年以降に用いられるようになった比較的新しい測定法で, 1990年代後半より研究報告は増加し,海外では食事摂取基準算定のためのエネルギー消費量算出のために利用されている.しかし,幼児から児童を対象とした研究は,海外ではいくつか報告されているが,我が国では我々が報告した1日総エネルギー消費量(Total Energy Expenditure ; TEE)のみであり, 1日総エネルギー消費量を安静時代謝量と活動エネルギー代謝量に分けて検討した報告は皆無である.従って,社会的背景から考えると,小児期おけるTEEをDLW法を用いて明らかにするとともに, TEEを安静時代謝量(Resting Energy Expenditure ; REE)活動エネルギー代謝量(Physical Activity Energy Expenditure ; PAEE)に分けて検討することが必要である.本研究は, DLW法を用いて小児期におけるTEEを算出し,呼気ガス分析によりREEを, TEEとREEよりPAEEを算出し,この時期のエネルギー代謝について評価することを目的として研究を行った.平成20年度の研究実績は,研究準備,測定であった.測定は宮崎県延岡市の保育園において,平成21年1月2月の期間に実施した.対象者は保育園に在籍する3歳から5歳までの園児男女60名とし,人体計測,皮下脂肪厚,身体組成測定, DLW法によるTEE,呼気ガス分析によるREEを測定した. TEEは,尿サンプルを安定同位体比質量分析計を用いて算出した.平成21年の研究予定は,サンプルの分析,データ整理,学会・論文等による公表である.二重標識水法(DLW法)を用いて幼児期を対象にエネルギー消費量を評価した研究は国内では我々が報告した1日総エネルギー消費量(TEE)のみであり,1日総エネルギー消費量を安静時代謝量と活動エネルギー代謝量に分けて検討した報告は皆無である.小児期の体力低下は既に乳幼児期から生じているという指摘もされ,肥満傾向の幼児にも注意が必要とされている社会的背景から考えると,幼児期おけるTEEをDLW法を用いて明らかにするとともに,TEEを安静時代謝量(REE),活動エネルギー代謝量(PAEE)に分けて検討することが必要である.本研究は,DLW法を用いて幼児のTEEを算出し,呼気ガス分析によりREEを,TEEとREEよりPAEEを算出し,この時期のエネルギー消費量について評価することを目的として研究を行った.測定は保育園に在籍する3歳から5歳までの園児男女60名を対象とし,人体計測,皮下脂肪厚,身体組成測定,DLW法によるTEE,呼気ガス分析によるREEを測定した.TEEは,尿サンプルを安定同位体比質量分析計により算出した.
高分子鎖の包接現象と包接に伴う結晶化による分子認識

シクロデキストリンと種々の種々のポリマーとの包接錯体を調製した。α-シクロデキストリンとポリ-ε-カプロラクトン、ポリエチレンアジペ-ト、ポリブチレンアヂペ-トのようなポリエステル、β-シクロデキストリンとポリプロピレン、γ-シクロデキストリンとポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレンとの錯体を合成した。シクロデキストリンの水溶液中にポリマーを加え、加温しながら超音波を照射する事により錯体を調製した。この錯体の構造を粉末X-線や固体の核磁気共鳴スペクトルにより検討した。その結果、シクロデキストリンとこれらのポリマーとの錯体は化学量論的であり結晶性でシクロデキストリンが円筒状のカラムを形成し、シクロデキストリンが形成するトンネルの中にこれらのポリマーが取り込まれていることがわかった。シクロデキストリンとテトラエチレングリコールジブロミドやヘキサエチレングリコールとの包接錯体の単結晶のX線構造解析を行った。結晶中で隣り合うシクロデキストリンの2級水酸基同士が水素結合で結合し、1級水酸基同士は1分子の水を介して水素結合を形成トンネルを形成していることがわかった。このような強固な水素結合のネットワークの形成により、トンネル構造が安定化している事が明かとなった。そのトンネルの中にエチレングリコール鎖が取り込まれている事が明らかになった。このようにシクロデキストリンは種々のポリマーを選択的に取り込み、特徴的な包接錯体を形成することが明らかになった。
多芯超伝導線におけるフィラメントの細線化と超伝導特性

商用周波数の交流での利用を目指し、交流損失の発生を抑えるため、マトリクスに高比抵抗を有するCuNiを使用したフィラメント径dfが1μm以下に極細線化された超伝導線の開発が現在進められている。本研究では、将来実用が期待されるフィラメント径0.1μm以下のNbTi極細多芯超伝導線について重点的にフィラメント径の超伝導特性に及ぼす効果を実験及び理論の両面から追求した。得られた結果は、次の通りである。1.フィラメント径dfが0.1μm以下に極細線化されたNbTi線材の臨界電流密度Jcは、従来線と同様に熱処理して製作された線材と比較して著しく増加する。しかしながら、磁場依存性が強く、また温度上昇に伴うJcの低下は大きい。これらの結果は、極細多芯線を交流機器で使用する場合、温度や磁場変化に対する安定性が従来線に比較して劣ることを示唆する。2.測定されたほとんどの多芯線材は、Tc近くの高温度になると低磁場で異常な高Jc特性を示し、磁束ピンニング機構が、Tc近傍では大きく変化する可能性が認められる。3.格子そのデバイ周波数ωdが異なる超伝導層が交互に積層した超伝導体の上部臨界磁場Bc2は、各層のωdの比が1からずれるにしたがって、その異方性は増大する。このBc2の振舞は、BCS結合定数が変化して場合と類似している。今後、極細多芯線の磁束ピンニング機構を明らかすると共に、磁場依存性および温度依存性を改善する必要があろう。商用周波数で利用できる交流用超伝導線を開発するためには、交流損失の低減化と臨界電流密度および上部臨界磁場の向上が重要な課題である。本研究では、将来実用が期待されるフィラメント径0.1μm以下の極細多芯超伝導線について重点的にフィラメント径の超伝導特性に及ぼす効果を研究する。線材の組織や構造と超伝導特性との反応を適切に評価するため、短尺試料および長尺試料を用いて特性の均一性を求める。これらの成果を元に極細多芯線のフィラメント径の低下によって引き起こされる臨界電流密度、ピンニング特性、さらに上部臨界磁場の変化などを追究する。本年度は、フィラメント径の異なる数種類の高芯超伝導線の短尺試料と長尺試料の臨界温度を測定し、フィラメント径に対する依存性や測定上の問題点を探った。以下に、その結果を要約して示す。フィラメント径が0.1μm前後のNbTi線材の短尺試料について、電気抵抗法により臨界温度を測定した。その結果、フィラメント径が低下するにつれて臨界温度が下がるが、0.07μm付近あたりから、急激な低下が見られることが明らかとなった。また、同一フィラメント径の試料でも、熱処理を施したものでは遷移温度幅は著しく増大しており、超伝導フィラメントに何らかの変化が生じたものと推測される。長尺のコイル試料に関する測定を実施した結果、既設の測定用試料ホルダーに長いコイル試料をセットした場合、温度分布が生じることが明らかとなった。試料内に温度分布が生じると、特性の空間的な均一性を正確に評価できない。そのため、試料各部に温度差の生じない試料ホルダーを新に設計する必要がある。本研究では、将来実用が期待されフィラメント径0.1μm以下の極細多芯超伝導線について重点的にフィラメント径や線材構造の超伝導性に及ぼす影響を実験的に検討するとともに、物性論的な解析法により上部臨界磁場の線材構造に関する知見を得ることを目的とする。本年度も、直流4端子抵抗法により臨界温度T_cおよび臨界電流密度J_cさらにその温度依存性を測定した。また、フィラメントがサブミクロンサイズの試料を測定し、比較した。

これらの結果に基づき、極細多芯超伝導線の特徴を検討した。また、層状超伝導体における各層の諸物性が上部臨界磁場B_<c2>に与える効果を理論的に検討した。以下に、それらの結果を要約して示す。1.フィラメント径が低下するにつれて一般に臨界温度は下がるが、0.07μm付近あたりから、急激な低下が見られる。しかしながら、同一フィラメント径の試料でも、熱処理を施したものでは遷移温度幅は著しく増大する。また、線材構造の影響も見られ、同一フィラメント径でも、フィラメント間隔がひろがったり、Cuバリアー材の試料になると臨界温度は低下する。2.0.1μm以下のCuNiバリアー材試料の臨界電流密度は、低磁場では、10^6A/cm^2台の著しく高い値を示すが、磁場依存性が従来線に比較して大きく、磁場上昇と共に急激に低下する。また、強い温度依存性を示す。3.格子のデバイ周波数ω_Dが異なる超伝導層が交互に積層した超伝導体の上部臨界磁場B_<c2>は、各層のω_Dの比が1からずれるにしたがって、その異方性は増大する。このB_<c2>のふるまいは、BCS結合定数が変化した場合と類似している。