非致死性運動エネルギー射撃体（Non-Lethal Kinetic Projectiles、NLKP）は、法執行および公共安全の活動に広く使用されていますが、その衝撃による頭部損傷のリスクは十分に理解されていません。本研究は、NATO標準AEP-103に基づき、実験と数値シミュレーションを組み合わせた方法で、非致死性運動エネルギー射撃体の頭部への衝撃による力学的応答規則および損傷リスクの差異を体系的に明らかにしました。まず、NATO力壁試験方法に基づき弾丸モデルを検証し、試験とシミュレーションのF-t曲線の傾向が良く一致し、検証コリドーとも良好な整合性が見られました。次に、マネキン頭部物理モデルへの衝撃試験を実施し、後頭大池における最大瞬時頭蓋内圧（TICP）を取得し、頭部有限要素モデルのパラメータ最適化および信頼性検証に用いました。シミュレーションと実験の最大誤差はいずれも15％未満であり、両者のTICPピーク値はNATO標準AEP-103の検証コリドー内に位置しており、本頭部有限要素モデルの信頼性と有効性を実証しました。最後に、前額部、側頭部および頭頂部における異なる衝撃速度（60〜80 m/s）で数値シミュレーション解析を行いました。研究結果は、弾丸速度の上昇に伴い、接触力、頭蓋骨応力および内エネルギー、頭蓋内圧が著しく増加し、分布は明確な領域感受性を示したことを示しました。側頭部および頭頂部は60 m/s以上の衝撃時に応力ピークが頭蓋骨骨折閾値上限（50〜100 MPa）を大きく超え、深刻な頭蓋骨損傷レベルに達しました。また、三部位の衝撃点近傍には、重度脳損傷の閾値235 kPaを大幅に上回る瞬時高圧が存在しました。TICPピーク値はNATO損傷リスク評価の有効な判定基準であり、60〜70 m/sの衝撃条件では頭蓋内出血と意識消失を引き起こす可能性があり、80 m/sの側頭部および頭頂部への衝撃時には脳損傷程度が最高リスクレベルに達し、これらの部位が高リスク損傷領域であることを明らかにしました。さらに、部位別の損傷リスク差異は局所的な頭蓋骨の支持能力、構造特性および頭蓋内圧波の伝播メカニズムと密接に関連していることが示されました。本研究は非致死兵器の安全使用境界の設定、防護装備の最適化および損傷評価基準の改善に重要な理論的根拠および定量的参照を提供します。

非致死運動エネルギー弾;NATO基準;頭部有限要素モデル;力学的応答;脳損傷