hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超節水型トイレ対応排水設備配管システムの計画手法に関する研究

その結果、強風時においてはペントハウスの有無によらず、管内に500Pa程度の大きな負圧が生じる可能性を指摘した。また、室内負圧がトラップに及ぼす影響の実験を実施し、300Pa程度の圧力変動が生じた場合に若干の封水変動が見られた。短時間に極端な圧力変動が作用した場合、破封の可能性が考えられるが、一般的な居住環境では、その可能性は低いと考えられるとの知見を得た。節水型トイレが建物内の排水設備システムに設置された場合の衛生性や安全性確保のために、計画設計に資する以下の点を明らかにした。1排水横管内での搬送性能の低下に伴う汚物やトイレットペーパーの搬送距離を予測し、配管設計支援に活用できるシミュレーションツールを開発した。2排水立て管システムの排水能力への影響を実験手的に評価し、節水型トイレの適用の可能性を明確にした。3伸頂通気管部(ベントキャップ)等における外部風速、換気設備等が節水型トイレ等のトラップに及ぼす影響を明らかにした。本研究は、節水型トイレの排水管内での排水特性の変化や搬送性能を踏まえた配管設計を行うためのガイドラインの作成に資する知見を得ること、設計者や使用者に正しい情報や知識を提供することを最終成果としている。特に2年度目の成果は、排水横管での擬似代用汚物を搬送性能のシミュレーションモデルが構築でき、その計算精度が実用レベルに達していることで、学会等の外部評価も実施できたことである。また、トイレットペーパーを用いての排水横管内での搬送性能を実験的に把握したこと、低層の戸建の排水立て管システムの排水能力への影響についても実験的に確認したことが成果である。さらに、研究分担者による外部風圧の影響については、通気管設置位置の違いや強風時におけるCFDのモデル化が概ね完了し、検討段階に進む事ができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。建築学最終年度は、昨年度までの研究成果を国際シンポジウムや査読論文として投稿し、対外評価を受ける。さらに、排水横管内で実際に搬送されるトイレットペーパーを用いた場合の搬送性能を予測するモデルを構築すること、高層排水立て管システムでの排水実験を行い排水能力影響と搬送性能評価を実施することを検討する。また、換気設備の運転や外部風速の影響についても検討する。また、換気設備の運転や外部風速の影響については実験室実験による検討に加え、建物屋上部に設置される障害物等による影響を加味した検討を実施する。以上をもとに、研究成果報告書をまとめる。本研究は、超節水型トイレの排水管内での排水特性の変化や搬送性能を踏まえた配管設計を行うためのガイドラインの作成に資する知見を得ること、設計者と使用者に正しい技術情報や知識を提供することを最終成果としている。そのために、使用者の節水トイレについての必要性などにが明確になったこと、搬送性能に影響を及ぼす器具排水特性を把握し、それをシミュレーション手法により明らかにできたことが成果である。特に実験・解析において、購入備品である光速度カメラも活用して解析が進んでおり、その成果の一部は国内外において学会報告し、そこでの評価も得ている。また、研究分担者による外部風圧の影響についての検討もCFD解析を行い、基礎的な解析を開始し成果を上げている。
ヘルペスウイルスT細胞標的抗原エピトープの解析

ウシヘルペスウイルス1(BHV-1)主要糖蛋白分子上の抗体認識エピトープとT細胞認識エピトープとの異同を調べるため、各糖蛋白に対する中和単クローン性抗体を用いて変異体の分離を試みた。その結果、gBに対する抗体185/1でのみ変異体MV185が選択された。抗体185/2は補体要求性中和抗体であったが、MV185は他の3種の補体非要求性中和抗体との反応性も欠いていた。現在、BHV-1接種牛末梢白血球のMV185感染細胞に対する細胞障害活性を解析している。また、MV185gB遺伝子の塩基配列を決定中である。バキュロウイルスを用いてBHV1gC及びgDを大量発現し、それらを粘膜免疫アジュバントのコレラ毒素Bサブユニットと混合して牛伝染性鼻気管炎に対する経鼻ワクチンを試作した。いずれのワクチンも鼻腔内に噴霧されたウシの鼻汁中にウイルス中和抗体を誘導し、10^<5.0>PFUで経鼻攻撃されたウシからは殆どウイルスは回収されなかった。10^<7.8>PFUで攻撃されたウシでは著しい臨床症状の軽減が認められ、ウイルスの排泄量も低下した。オーエスキー病ウイルス(ADV)糖蛋白gDを発現するプラスミドを鼻腔内に接種されたマウスの気管・肺胞洗浄液中には抗ADV抗体が検出され、致死量のウイルス攻撃に対して抵抗性を示した。gC発現プラスミドを鼻腔内に接種されたマウスでは抗体は検出されなかったが、致死量の攻撃に対して抵抗性を示した。ADVgCは細胞性免疫を誘導して感染防御に寄与するのかも知れない。ヘルペスウイルスのT細胞標的抗原は細胞性免疫を賦活化させることにより本ウイルスの特徴である潜伏感染からの再活性化を抑止することが期待される。本研究ではこのようなヘルペスウイルスT細胞標的抗原の分子構造を解明するため、ウシヘルペスウイルス1型(BHV-1)主要糖蛋白のうちgB、gC、gDの3種を用いてT細胞標的抗原エピトープの解析を実施している。約2週令のホルスタイン雄牛6頭から精巣を摘出して初代培養細胞系を確立し、標的細胞として使用するまで液体窒素に保存した。56か月後、BHV-1 Los Angeles株10^5PFUを各牛に経鼻接種した。何れの牛も数日間にわたるウイルス排泄ならびに有為な抗体上昇を示し、感染が確認された。各々の牛から末梢白血球を採取し、エフェクター細胞として用いるまで液体窒素に保存した。gB、gC、gD遺伝子ならびに各々を34分割した遺伝子断片に6XHisタグを付加してT7 RNAポリメラーゼプロモーター下流に挿入し、発現プラスミドパネルを作出した。これらをヒトサイトメガロウイルス前初期遺伝子プロモーター下でT7RNAポリメラーゼを発現するバキュロウイルスAcCAT7を接種した前出の牛初代精巣細胞にトランスフェクトし、種々の標的細胞を作出した。現在、抗6XHisタグ抗体をプローブとして各々の抗原分子の発現を確認中である。ウシヘルペスウイルス1(BHV-1)主要糖蛋白gB、gC、gDの抗体認識エピトープとT細胞認識エピトープとの異同を調べるため、各糖蛋白に対する中和モノクローナル抗体を用いて変異体の分離を試みた。その結果、gBに対する抗体185/1でのみ、出現頻度10^<-5.5>で変異体(MV185)が選択された。モノクローナル抗体185/2は補体要求性中和抗体であったが、MV185は他の補体要求性中和抗体26/1のみならず3種の補体非要求

性中和抗体9a、41cおよび118eとの反応性も欠くことがわかった。現在、MV185を牛初代精巣細胞に感染させて標的細胞とし、BHV-1感染牛の未梢白血球細胞障害活性を解析中である。また、MV185gB遺伝子の塩基配列の解析を実施している。ネコヘルペスウイルス1(FHV-1)の主要糖蛋白gDをバキュロウイルス-昆虫細胞の系で発現させ、gDがネコ赤血球およびネコ由来培養細胞へ特異的に吸着することを示した。この成績はFHV-1の宿主域決定因子としてgDが重要な役割を果たすことを示唆する。また、FHV-1感染症に対するサブユニットワクチンとしてgDの有用性を示唆した。ウマヘルペスウイルス1(EHV-1)をウマ以外の動物細胞で長期継代することによって、主要ウイルス吸着蛋白であるgCに変異が生じることを明らかにした。EHV-1感染症に対する弱毒生ワクチン株はいずれもウマ以外の動物細胞で長期継代して得られており、不活化ワクチン株の大部分も同様である。現行のワクチンが血中のウイルス中和抗体を誘導するにもかかわらず流産予防効果が殆ど期待できないのは、このようなワクチン株の変異が関与しているのかも知れない。
極小基線長光共振器を用いた動波検出器のための超高感度トランスデューサーの開発

本年度は、FP共振器を構成する鏡の支持法と測定される雑音の関係を重点的に調べた。これは、測定される雑音レベルが鏡の支持法に非常に敏感であったためである。そして、光共振器を構成するアルミニウム製の支持台の形状とそれを支える機械系の改良により、平坦なスペクトルの雑音が得られるようになった。そして、その値自身も1.2×10^<-16>m/√<Hz>という感度で、レーザーを全く安定化しないで得られた感度としては非常に良いものである。しかし、この大きさは原理的な雑音である散射雑音のレベルよりかなり大きいものだったので、その原因をいろいろな方法で探した。そのなかで、測定した機械系の伝達関数の振る舞いに不可解な点が見つかり、現在は、これが雑音を発生しているのではないかと考えている。それは、本来、共振点からはずれた点では、損失を表す伝達関数の虚数成分はほとんど見えないはずのものが、測定ではかなり大きな値を持っている事である。それが、純粋に力学的な損失ならば、散逸揺動定理から分かるように熱雑音が発生する。この現象がマクロな力学系で測定された例は希である。いずれにしろ、非常に短い光共振器を動作させて、きちんと感度を測定したのは初めてのことであり、光学系等の基本動作を確認するという目的は十分に果たされたと考えている。現在、この結果をReview of Scientific Instrument誌に投稿する準備をしている。
短鎖脂肪酸による宿主行動変化の全容とそのメカニズム

本研究では、腸管管腔内の短鎖脂肪酸濃度を上昇させるために、酢酸、プロピオン酸、酪酸がエステル結合された澱粉を含む飼料を作成して、実験を行った。その結果、作成した飼料はマウスの成育を妨げることなく、盲腸内の酢酸、プロピオン酸、酪酸濃度を上昇させた。我々は、その飼料をSPFマウスに与えて、短鎖脂肪酸が宿主の生理機能に及ぼす影響を調べた。しかし、短鎖脂肪酸を含む飼料もしくは含まない飼料を与えたマウスを比較したところ、行動特性に差異を認めなかった。本研究で作成した飼料は、今後、腸内細菌から生成された短鎖脂肪酸が宿主の生理機能に作用するメカニズムを調べるために有用である。近年、宿主に影響を及ぼす栄養成分のうち、食物繊維およびその代謝産物である短鎖脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸)に注目が集まっている。短鎖脂肪酸は主に盲腸・大腸管腔内で生成されるが、その影響は消化管のみならず、他の臓器にも及ぶことが示唆されている。本研究では、短鎖脂肪酸が宿主の情動・行動特性に影響する可能性を考えた。短鎖脂肪酸の機能について調べた先行研究の多くがin vitroであり、in vivoの研究は少ない。その理由として、経口で投与した短鎖脂肪酸は速やかに吸収され、大腸まで到達しないことがあげられる。そこで、我々は各種短鎖脂肪酸をでんぷんにエステル結合させて、飼料内のでんぷんと置換した。この自作飼料の投与により大腸管腔内での短鎖脂肪酸の濃度上昇を可能にした。研究計画に沿って無菌マウスに自作飼料を投与した。無菌マウスは短鎖脂肪酸生成に関与する腸内細菌が存在しないため、普通飼料を摂取する無菌マウスでは大腸管腔内に短鎖脂肪酸は検出されない。自作飼料を投与した結果、無菌マウスにおいても大腸管腔内に短鎖脂肪酸が検出された。しかし、自作飼料による飼育を長期間続けると成長不良を認めたため、行動特性の解析は行わなかった。後に、SPFマウスを用いて検証したところ、自作飼料を摂取したマウスでは胃腸障害が発生していることが判明した。そのため、飼料を改良し、新しく作成した飼料をSPFマウスを対象に投与したところ、成長不良や胃腸障害は認めなかった。このSPFマウスについて10週齢時点で行動特性の解析を行ったが、飼料の違いによる差は認めなかった。飼料の調整に時間を要したが、改良は進んでいる。今後、無菌マウスを対象に実験を行い、大腸管腔内の短鎖脂肪酸濃度の差異が宿主に及ぼす影響を検証していく。自作飼料の改良に時間を要したが、この飼料により腸管管腔内の短鎖脂肪酸濃度を調整できることは改めて確認している。動物実験も予定通り進展している。近年、宿主の健康や身体疾患に影響を及ぼす栄養成分のうち、食物繊維およびその代謝産物である短鎖脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸)に注目が集まっているが、精神健康や精神疾患における短鎖脂肪酸の役割は明らかではない。本研究では、腸内細菌による情動・ストレス反応の変容をもたらす原因物質として短鎖脂肪酸に着目し、宿主への影響およびそのメカニズムを明らかにすることを目的とした。はじめに、大腸の腸管管腔内で短鎖脂肪酸濃度を調整できる飼料の作成および改良を行った。研究当初、自作飼料を無菌マウスに投与したところ発育障害を認めた。腸内細菌の有無が、障害の発生に関与している可能性を検証するため、SPFマウスに自作飼料を投与した。SPFマウスは順調に発育したが、胃腸障害を認めたため、飼料を改良した。飼料の改良により、マウスの発育および胃腸機能に支障なく研究を進めることが可能となった。また、改良飼料でも、腸管管腔内の特定の短鎖脂肪酸濃度が上昇することを確認した。次に、SPFマウスを対象に行動特性(多動性、不安関連行動)の解析を行ったが、現時点では、飼料の種類によって行動特性に有意な差を認めていない。今後、腸管管腔内の各種短鎖脂肪酸が、脳内のモノアミン関連遺伝子発現および神経伝達物質濃度に及ぼす影響を検証する予定である。本研究では、自作飼料により短鎖脂肪酸濃度を腸管管腔内で上昇させることに成功している。今後、腸内細菌が宿主の生理機能に作用するメカニズムを解明するためにも、今回作成した飼料は有用である。研究計画に従い、改良した飼料を用いて、無菌マウスを対象に実験を進める。物品の購入については、計画を事前に吟味し、無駄を省くよう努力する。内科学一般(含心身医学)研究目的を達成するために実験の継続が必要であるため。特殊飼料の作成、実験動物および実験試薬の購入に充てる。
In situハイブリダイゼーションによる骨変異モデルラットの解析

【目的】化学的変異源ENU(N-ethyl-N-nitrosourea)を用いて京都大学動物実験施設で作出されたOune変異ラットは、優性突然変異系統であり尾椎の形成不全を指標として単離された。以前に行った透明骨格標本の解析において頸椎・仙椎・腰椎・尾椎で椎骨の数の減少や椎体・棘突起の欠失や融合が認められている。本研究ではOuneラットの脊椎形成異常における分子メカニズムを解析するため、14,5日胚を用いて組織切片の解析やIn situハイブリダイゼーション(ISH)法を用いて胎仔期の遺伝子発現を調べた。【方法】脊柱形態形成に異常が認められる時期(14.5日胚)の胎仔サンプルを採取し、パラフィン組織切片2を作製した。組織切片での解析はヘマトキシリン・エオジン(HE)染色とISH法を行った。ISH法は組織切片上でRNAプローブを用いて、組織中に発現するmRNAとハイブリダイズさせ、そのシグナルを検出することによって遺伝子発現を調べる方法である。椎骨は胎仔期の体節に由来するので、体節形成に関与する遺伝子群のRNAプローブを作製し、ISH法により発現パターンを解析した。【結果および考察】HE染色法では前半部の体節区分が欠け、尾部の体節も不明瞭だった。体節で発現するPaxl、Uncx4.1、DlllをISH法で解析した結果、Oune/+では体節前半部と尾部で体節形成に関与するUncx4.1、Dlll遺伝子の発現が低下しており、不規則なパターンを示した。以上の実験の結果から、これらの体節における遺伝子発現の異常が脊柱形成不全の原因となっていることが考えられた。体節は原腸陥入直後の傍軸中胚葉が分節化を伴って形成する基本単位であり、その分節化のメカニズムはまだ十分には解明されていない。今回の研究結果はOuneラットの原因遺伝子の変位部位の探索に役立つものと思われ、今後さらに他の関連遺伝子の発現について検索を進めていきたいと考えている。
非晶性高分子における偏光誘起光反応のダイナミックス

本研究では、ガラス領域におけるポリメチルメタクリレート(PMMA)中に分散したフォトクロミック分子を線偏光照射し、反応を誘起した。偏光照射に対するフォトクロミック反応の選択特性と反応動力学をまず明らかにした。さらに、この選択的特性によって形成した光学的異方性の緩和過程を観測することにより、高分子ガラス領域における低分子の極端に遅い再配向緩和を直接測定した。フォトクロミック分子はそれぞれ9-hydroxymethy1-10-{(naphthylmethoxy)methy1}anthracene(HNMA)とCyclophaneを用いた。この2つの分子は類似した化学構造、すなわちアントラセンとナフタレンが3原子からなる短い鎖で連結されるが、HNMAの場合では分子内のコンフォメーション転移が可能であるため、アントラセンの回転緩和をモニターすることができるのに対して、Cyclophaneが環状構造を有するため、分子全体の回転に関する情報が得られた。PMMA中にランダムに分散させ、アントラセン環の吸収二色性の照射時間依存性を追跡し、試料の光学的異方性の形成過程の動力学について検討した。さらに、暗所で試料を加熱することにより、その光学的異方性の緩和からフォトクロミック分子の遅い回転緩和を測定した。得られた結果は次の通りである。1)PMMAのガラス領域では、偏光に対するCyclophaneとHNMAの反応選択性はPMMAのβ-緩和過程(エステ-ル側鎖の回転)過程に支配される。2)Tg以下のPMMA中では、HNMAの回転緩和時間の活性化エネルギーが約7.8Kcal/moleであった。一方、Cyclophaneの場合では、回転緩和の活性化エネルギーは約20Kcal/moleであった。前者はPMMAのγ-緩和(αCH_3基の回転)の活性化エネルギーにかなり近く、後者では、PMMAのβ-緩和に対応している。3)高分子ガラス中に形成した光学的異方性は室温で2年間にわたり約50%しか減衰せず、高い保存安定性を示唆している。本研究で提案した方法を用いれば、ガラス状高分子の屈折率分布を創生・制御できるのみならず、Guest/Host系に基づいて作製した長期的に安定な非線形光学高分子材料の設計指針も与えていると考える。
能動喫煙および受動喫煙の口腔内生体防御機構に与える影響

健常者の喫煙者、受動喫煙者、非喫煙者のデータと、歯周病患者のデータとを統計学的に比較検討、唾液および歯肉溝滲出液の生化学成分および好中球の各機能変化が、喫煙状態、歯周病の病態とどのような関係があるかを調べた。その結果、歯周病に罹患している能動喫煙者、受動喫煙者で好中球能は低下し、唾液中の組織破壊由来の酵素活性が高い傾向が示された。このことは、喫煙の与える影響が歯周疾患罹患者では高まっていることを示唆している。本研究の目的は、能動喫煙者と受動喫煙者の口腔内環境変化を、1)生体防御に関与する好中球の各種の機能変化と、2)唾液中の炎症マーカーなどを含む生化学成分変化の両面から捉え、能動喫煙、受動喫煙が口腔組織の生体防御機構に与える影響を検索することにある。本年度は歯周組織が健康な被験者を喫煙者、非喫煙者、受動喫煙者(後の唾液中コチニンの解析結果から受動喫煙者を判定する)に分け、歯肉溝滲出液(GCF)、全唾液および唾液好中球を採取し、まず唾液好中球の機能(遊走能、貪食能、殺菌能)を検索した。さらに、GCF中のエラスターゼのレベル、唾液中のコチニン量、乳酸脱水素酵素(LDH)、アルカリホスファターゼ(ALP)、アスパラギン酸トランスフェラーゼ(AST)、そして遊離ヘモグロビン(f-Hb)などを検査した。唾液中のコチニン量からは受動喫煙経験の有無を知り、コチニンが検出された非喫煙の被験者を受動喫煙者、検出されなかったものを真の非喫煙者として定義した。以上のように本年度は、これらの歯周組織が健常な喫煙者、受動喫煙者、非喫煙者からの各データの採取と解析を行ったが、最も重要な成果としては、唾液中コチニン濃度からの受動喫煙者の判定方法、GCF中のエラスターゼの解析方法および喫煙との関連の検索方法の確立であった。これらの手技に基づき、来年度以降は歯周組織健常者のデータを引き続き入手すると共に、歯周疾患患者での検索へ移行する予定である。本研究の目的は、能動喫煙者と受動喫煙者の口腔内環境変化を、1)生体防御に関与する好中球の各種の機能変化と、2)唾液中の炎症マーカーなどを含む生化学成分変化から捉え、能動喫煙、受動喫煙が口腔組織の生体防御機構に与える影響を検索することにある。昨年度は歯周組織が健康な被験者を対象としたが、本年度は歯周疾患罹患者を対象に加え、喫煙者、非喫煙者、受動喫煙者(後の唾液中コチニンの解析結果から受動喫煙者を判定する)に分け、歯肉溝滲出液(GCF)、全唾液および唾液好中球を採取し、まず唾液好中球の機能を検索した。さらに、GCF中のエラスターゼのレベル、唾液中のコチニン量、アスパラギン酸トランスフェラーゼ(AST)などを検査した。唾液中のコチニン量からは受動喫煙経験の有無を知り、コチニンが検出された非喫煙の被験者を受動喫煙者、検出されなかったも被験者を真の非喫煙者として定義した。以上のように本年度は、これらの歯周疾患を有する被験者を対象に喫煙者、受動喫煙者、非喫煙者からの各データの採取と解析を行ったが、初年度の研究成果である唾液中コチニン濃度からの受動喫煙者の判定方法、GCF中のエラスターゼの解析方法および喫煙との関連の検索方法の確立を利用して、データを蓄積することに成功している。最終年度は、これらの手技に基づき、歯周疾患患者のデータを引き続き入手すると共に、最終段階としてデータ解析を行い能動喫煙、受動喫煙の歯周組織に与える影響を考察する。本年度は、最終データのとりまとめと、データ解析とを行う。歯周病と診断された被験者を喫煙者、非喫煙者(後の唾液中コチニンの解析結果から受動喫煙者を判定)に分け、全唾液および唾液好中球を採取し、それぞれ検査を行った。具体的方法として、被験者は全身疾患を伴わないが口腔内に歯周病を有する10名で、うち喫煙者5名非喫煙者5名とし、インフォームドコンセントを確立した。喫煙歴や家族の状況などを含む生活習慣を聴取後、ガム刺激で5分間全唾液を採取するとともに、唾液より好中球を分離採取した。その後唾液好中球の機能(遊走能、貪食能、殺菌能)、唾液中の酵素等を検索した。唾液からある一定量のコチニンが検出された非喫煙の被験者を受動喫煙者、検出されなかったものを真の非喫煙者として定義した。

また受動喫煙者と判定された者には現状を速やかに本人に報告し、喫煙対策を指導した。最終的に、健常者の喫煙者、受動喫煙者、非喫煙者のデータと、歯周病患者のデータとを統計学的に比較検討、唾液中の生化学成分および唾液中好中球の各機能変化が、喫煙状態、歯周病の病態とどのような関係があるかを調べた。その結果、歯周病に罹患している能動喫煙者、受動喫煙者で好中球能は低下し、唾液中の組織破壊由来の酵素活性が高い傾向が示された。このことは、喫煙の与える影響が歯周疾患罹患者では高まっていることを示唆している。
金融エリートと日本の銀行業の近代化―大蔵省・日本銀行・財閥系銀行―

研究最終年度にあたる今年度は、本プロジェクトの研究成果のとりまとめに向け、研究代表者のサバティカル期間を利用して、ウプサラ大学において約2ヶ月間の在外研究を実施し、金融エリート史研究に精通している同大学のMikael Wendschlag博士と国際共同研究を遂行しつつ、同氏から専門的知識の提供も受けて、それらとともに、これまでの研究で明らかとなった諸事実を組み合わせ、国際比較の観点を主眼におきつつ、論文化及び著書化を進めた。研究の結果、日本の銀行監督トップを務めた金融エリートの歴史には、日本と同じ官僚国家であるスウェーデンと比較して、主に次のような異同があることが明らかとなった。共通点:11990年代金融危機における機能不全、2特定の学歴保有者の優遇、3大手銀行と比較して低サラリー。相違点:1日本における天下り慣行とスウェーデンにおける定年勤務、2日本における汚職(収賄)とスウェーデンにおける高いシビル・サーバント意識、3日本における新規学卒採用(金融機関勤務未経験)とスウェーデンにおける金融機関勤務経験者の採用慣行。本年度は、日本の金融エリートのうち、主に大蔵省金融検査部長(銀行検査課長を含む)に関わる事項の調査収集を進めた。すなわち、歴代大蔵省金融検査部長のキャリアパス・部長としての在籍期間・プルーデンス理念・天下り先の変遷・天下り先地方銀行における経営パフォーマンスなどの事項について、官報(英語版を含む)・人事興信録・大蔵省職員録(人事録を含む)・地方銀行の社史・有価証券報告書・日本銀行の月次データベース・自伝や回顧録(私家版を含む)などの史資料を利用して、分析を進めた。主に、国立国会図書館および東京大学経済学部図書館にアクセスした。また、2014年8月にはイギリス・エジンバラに出張し、日本の金融エリートに歴史的影響を与えたシャンドとパース銀行に関する史料(貸出日記帳など)を収集した。さらに、日本銀行についても調査収集に着手した。暫定的な研究結果を含むが、以下のような事実が明らかとなりつつある。1)大蔵省金融検査部長は、大蔵省のキャリアパスとしては、最高のものではなかった(最終的に大蔵省事務次官へ昇格した者ゼロ)。2)大蔵省金融検査部長としての在籍期間は平均で13カ月程度だが、戦後復興期については2倍程度に延長された。3)従来メディアやアカデミズムでイメージ・指摘されてきたよりも、大蔵省金融検査部長経験者は手堅い地方銀行経営を行った(例:常陽銀行)。研究成果の一部については、経済史の国際学会としてImpact Factorが最高峰のEconomic History Society Annual Conference 2015(於、イギリス)において、イギリス及びスウェーデンの研究者とパネルを組んで発表した(2015年3月)。なお、2014年10月に、イギリス及びスイスから研究者を招聘し、本研究テーマと関連する国際会議を横浜国立大学で主催した。研究年度第2年目にあたる本年度は、日本の金融エリートに関わる資料収集の作業を継続しつつ、データの解析に注力し、研究成果の一部についてその公開を進めた。資料収集に関しては、歴代日本銀行考査局長を対象に、教育的背景・キャリアパス・考査局長としての在籍期間・プルーデンス理念・天下り先の変遷・天下り先地方銀行での経営パフォーマンスなどの事項について、国立国会図書館および東京大学経済学部図書館などにおいて情報を集めた。加えて、初年度から分析を続けている歴代大蔵省金融検査部長についても、特に天下り後の銀行経営パフォーマンスに関わるデータを追加的に収集した。データ解析も順次進めた。分析の結果、以下のような事実が明らかとなりつつある。1)歴代日本銀行考査局長のキャリアパスは相対的に良いものであり、約3人に1人が総裁・副総裁・理事・監事という役員会メンバーにまで昇進している。2)約半数は非金融セクターへ天下りしており、金融機関との接点が多い日本銀行という特質に鑑みると、意外である。3)従来メディアやアカデミズムでイメージ・指摘されてきたよりも日本銀行考査局長経験者は手堅い地方銀行経営を行った(例:大分銀行)。4)日本銀行考査局長としての在籍期間は平均で約24ヶ月であり、歴代大蔵省金融検査部長(約13ヶ月)より長い。研究成果については、2016年3月にヨーロッパ銀行史学会のワーキングペーパーとして英文で公表したほか、2015年8月に世界経済史会議(於、京都)において、セッションを組織して、その中で発表を行っている。なお、2015年11月に、本研究テーマと関連する学術論文を学内紀要において公表した。本研究は、日本の金融エリートの歴史のうち、主に大蔵省金融検査部長・日本銀行考査局長・財閥系銀行審査部長を対象としている。研究実績の概要で記したように、大蔵省金融検査部長および日本銀行考査局長に関わる部分については、研究はかなりの程度まで進捗している。また、初年度に残された課題としていた天下り先金融機関の経営パフォーマンスについても、主に地方銀行分(なお、都市銀行への天下りは多くない)については分析を進めることができ、天下りを受け入れていない地方銀行との比較検討も進めつつある。さらに、研究成果の一部について、査読付きの英文ワーキングペーパー(EABH Papers No.16-01)として公表することができた。このような進捗状況は、当初の研究計画におおむね沿うものであり、4年間の研究プロジェクトの折り返し地点としては、十分なものであると思われる。研究年度第3年目にあたる今年度は、これまでに収集したデータを整理・精査した上で、必要となる研究作業を適宜進めた。

大蔵省及び日本銀行の金融エリートと日本の銀行業の近代化に関わっては、安定成長期における金融エリートの天下りの方向性、すなわち相互銀行の地方銀行化などの各種金融機関の同質化と競争激化との関連での民間金融機関への実質的トップとしての再就職と関連する1970年代以降の金融自由化について、日本銀行アーカイブで一次史料を収集するとともに、二次資料を東京大学経済学部図書館及び国立国会図書館等で調査・収集した。史資料分析の結果、戦後初のマイナス成長を受けた国債の大量発行開始という財政上の理由や証券化の開始という金融革新それに伴う金利自由化という時代背景、さらには郵便貯金(政府)の躍進による大蔵省・日本銀行の相対的地位の脅かしといった国内的な事情が、先行的に金融自由化を導いており、そこに1980年代以降のアメリカを中心とする外圧が加わったことが明らかとなった。このような時代の流れを銀行監督関係の金融エリートたちが主体的にリードして、天下りの必要性を増大させた証拠は見つからなかった。安定成長期における天下りの主眼は、あくまで同族経営や縁故貸出といった経営問題を是正することにあったといえよう。なお、研究成果の一部について、イタリア・フィレンツェのEuropean University Instituteで開催された国際会議において、招待報告を行った。さらに、東海銀行の前身である名古屋第十一国立銀行の研究と関連して、初代頭取・役員や初代支配人等と東海地方の銀行業の近代化との関連についても研究を行った。その成果の一部は、地方銀行会館の月例研究会において報告し、学術論文として公表した。大蔵省及び日本銀行の金融エリートについては、これまでの国際会議発表等でとりわけ関心を惹いた安定成長期における相互銀行等の各種金融機関への天下りと関わって、同時代に進展した金融自由化と関連付けることで、新たな知見を得るとともに、天下り=即悪ではないというこれまでの結論を補強することもできた。さらに、地方の金融エリートにまで分析の射程を広げることもできた。これらの研究成果の一部については、国際会議で招待報告の機会を得たり、学術論文として公表することができた。一方、シャンドとパース銀行の一次史料の調査・収集及び金融エリートの国際比較分析については、秋以降本格的に研究を進める予定であったが、11月以降の国際情勢の不安定化で海外出張の予定が組みにくくなった上、12月以降は研究代表者が所属する経済学部の改組と教務厚生委員を務めていた時期が重なってしまうなど校務が想定外に多忙となったため、残念ながら次年度の課題として残された。以上の研究の進捗状況をトータルで考えた結果、概ね順調に進展していると評価した。研究年度第4年目にあたる今年度は、本研究プロジェクトのとりまとめに向けて、追加的な一次史料および二次資料の収集を進めるとともにデータ分析を行い、それらをもとにして論文化及び著作化を進めた。一次史料の収集と関わっては、イギリス・エディンバラのRBSアーカイブに出張し、金融エリートとして日本の銀行業の近代化に多大な影響を与えたアレクサンダー・シャンドが、晩年に(執行)役員を務めたパース銀行の各種委員会の日誌を中心に収集した。
省エネルギー型液晶表示を実現する革新的複合ナノ粒子の開発

液晶表示素子は、私たちの生活に不可欠なものとなっているが、東日本大震災以降、その消費電力の低減について大きな注目を集めている。我々の研究グループでは、最近シクロデキストリン保護ZrO2ナノ粒子を液晶に添加することで、低電圧駆動を示すことを予備的に見出したが、実用化に向けより高い性能が要求されている。本研究では、ナノ粒子の複合化および構造制御による高機能化と、カラーフィルターなしのフィールドシークェンシャルカラー液晶表示素子による省エネルギー型液晶表示の開発を目的とする。垂直配向(VA)液晶は、電圧がかかっていない時の液晶分子をガラス基板に対して垂直に配置し、電圧をかけて液晶分子を倒すことで光量を制御する。無電圧時に黒を表現するため、画像のコントラストを高めることができる特徴があり、現在の液晶テレビでは主流の方式である。しかし、低温での応答に課題が残されており、その解決が望まれている。本研究室では、低温高速駆動液晶材料の開発に取り組んでおり、最近ポリ(γ-シクロデキストリン)(PγCyD)保護ZiO2ナノ粒子が有効であることを見出した。一方、BaTiO3は、極めて高い比誘電率を持つことから、セラミック積層コンデンサなどの誘電体材料として広く使用されている。本研究では、PγCyDを保護剤とする新規BaTiO3ナノ粒子を創製し、これを添加したVA液晶の特性について検討した。PγCyDで保護されたチタン酸バリウム(PγCyD-BaTiO3)ナノ粒子は、Ba(OC2H5)2とTi(OC2H5)4のテトラエチレングリコール溶液をマイクロ波/超音波照射することで調製した。キャラクタリゼーションは、透過型電子顕微鏡(TEM)観察と紫外可視吸収スペクトル(UV-Vis)を用いて行った。TEM観察の結果、280 °Cで調製したPγCyD-BaTiO3ナノ粒子の平均粒子径(標準偏差)は3.8 nm(0.9 nm)で、比較的均一であった。Dandらは、最近BaTiO3ナノ粒子の超音波法による合成を報告しているが、粒子径が170 nmとかなり大きく、超音波とマイクロ波を同時に照射する本合成法は、均一なナノ粒子合成に極めて有効である。得られたナノ粒子を実用VA液晶(DIC(株))に添加した液晶デバイス(LCD)を作成し、その電気光学特性を、応答時間とコントラストで評価した。VA液晶pureの応答時間6.1 secに対し、ナノ粒子添加で、応答時間5.2 secに、改善率は14.8%に達した。この低温における応答時間の短縮は、寒冷地対応車載液晶へのナノ粒子応用の端緒を掴んでいると期待される。液晶表示素子(LCD)は、身近な製品に使用されているが、応答速度、消費電力等に課題が残されており、その解決が望まれている。近年、その解決策として液晶に様々なナノ材料を添加することで、機能改善が試みられている。本研究では、マイクロ波/超音波照射法と加熱還流法の異なる合成法により、PβCyDで保護したZrO2ナノ粒子を調製し、これを添加した液晶の電気光学特性について比較検討した。PβCyD-ZrO2ナノ粒子の調製は、PβCyDを保護剤に用い、ジルコニウム(IV)エトキシドのテトラエチレングリコール溶液を加熱還流および、マイクロ波/超音波照射することにより行なった。ZrO2ナノ粒子の平均粒子径は、1.6 nmで、シングルナノオーダーの均一な粒子であった。一方、加熱還流法を用い反応温度240 °Cで調製したものは3.7 nmであった。調製したナノ粒子添加液晶の駆動電圧は、ナノ粒子未添加の1.16 Vに対し、若干の低電圧シフトを示した。応答時間は、液晶に電圧をかけて立ち上がり始めてから暗表示になるまでのtonと、電圧を切り液晶が元に戻り始めてから明表示に戻るまでのtoffで評価した。加熱還流法で調製したZrO2ナノ粒子は、応答時間の改善は観られなかったのに対し、マイクロ波/超音波照射法で調製したものは、ton+toffの値が62.4 msecで5CB単体(73.8 msec)と比較し、15.5 %応答時間が短縮した。この調製法の異なるZrO2ナノ粒子のXRD測定を行なった結果、加熱還流法で調製したナノ粒子は菱面体晶と立方晶との混合物であったのに対し、マイクロ波/超音波照射法で調製したものは正方晶であった。マイクロ波/超音波照射法は、均一な種粒子が一瞬に生成するものとしてナノ粒子合成に極めて有効であると思われる。近年、金属の微細な粒子を有機物で保護したナノ粒子を液晶へ添加することで、その機能改善が試みられている。以前、我々は、シクロデキストリンで保護したジルコニアナノ粒子を液晶に添加することで液晶表示素子(LCD)の応答速度が高速化することを報告した。本研究では、架橋シクロデキストリンで安定化した金/ジルコニア複合ナノ粒子を創製し、これを液晶に分散させ、その電気光学特性について評価した。

架橋シクロデキストリン(PCyD)を安定化剤に用い、ジルコニウム(IV)エトキシドのテトラエチレングリコール溶液を超音波・マイクロ波照射することにより、PCyDで安定化されたジルコニア(PγCyD-ZrO2)ナノ粒子分散液を調製した。このPγCyD-ZrO2ナノ粒子分散液に塩化金酸(III)を添加すると金イオンが還元され、PγCyD-Au/ZrO2複合ナノ粒子が得られた。過型電子顕微鏡観察観察の結果、PγCyD-Au/ZrO2複合ナノ粒子の平均粒子径(標準偏差)は2.8 nm (0.6 nm)であった。調製したナノ粒子を実用液晶(DIC(株))に混合後、LCDを作成し、Photal LCD-5200(大塚電子(株))を用いて、駆動電圧と応答時間で評価した。調製したナノ粒子添加液晶の駆動電圧は、ナノ粒子未添加の1.99 Vに対し、若干の低電圧シフトを示した。応答時間は、液晶に電圧をかけて立ち上がり始めてから暗表示になるまでのτonと、電圧を切り液晶が元に戻り始めてから明表示に戻るまでのτoffで評価した。PγCyD-Au/ZrO2複合ナノ粒子を添加したτon+τoffの値は、10.4 msecで、ナノ粒子未添加液晶の応答時間12.8 msecと18.9 %応答時間が短縮した。この応答時間の短縮は、ZrO2と金を複合化させた効果によるものと思われる。ナノ材料化学本研究室では、低温高速駆動液晶材料の開発に取り組んでおり、昨年度.最近ポリ(γ-シクロデキストリン)(PγCyD)保護ZiO2ナノ粒子が有効であることを見出し、さらに、今年度BaTiO3ナノ粒子でも有効であることを見出したため。ナノ粒子を合成する特注のマイクロ波/超音波照射装置が故障し、装置の改造・ナノ粒子の再現性などに時間を要した。現在は復旧したので、来年度以降、新規ナノ粒子を合成し、これを添加した液晶の電気光学特性について、今年度以上のスピードで評価していく予定である。種々のナノ粒子添加で、液晶の応答時間の短縮を見出したので、この機構解明を行う。ナノ粒子添加液晶の、回転粘性率、弾性率、誘電率、などの諸物性を測定し、ナノ粒子添加液晶系の機構解明を完成する。1)平成25年度以降は、ナノ粒子の保護剤を種々の包接化合物(カリックスアレーン、ククルビットウリル、シクロファン等)に拡大する。直近の研究で、ククルビットウリルを保護剤に貴金属イオンを還元するとナノワイヤーが得られることを見出した。物質が液晶状態をとるためには、その物質が異方性を示す形をしていることが重要であるため、ナノワイヤーは、その異方性によりナノ粒子にない新奇な効果が期待される。2)電気光学的特性は、ナノ粒子を液晶に添加したねじれネマティックタイプ液晶表示素子を作成し、その電圧/透過率曲線および応答速度で評価する。ナノ粒子添加による消費電力の低減や応答速度の向上は、ナノ粒子を添加することで、液晶の配向構造に乱れを生じ、系が柔軟になっているためと予想される。ナノ粒子添加液晶の、回転粘性率、弾性率、誘電率、などの諸物性を測定し、ナノ粒子添加液晶系の機構解明を行う。H24年にナノ粒子の調製を行うマイクロ波と超音波とを同時に照射する装置の超音波発生部分の大幅改造に時間を要したため、H24年に予算執行が当初より遅れる形になり、それに従い予算の執行が遅れる形となった。
磁性流体の非線型界面現象のイメ-ジセンシング

本研究は,水平交流磁場作用下での容器内の磁性流体界面波の理解のために,界面波の計測と安定性理論を用いた解析により不安定波の発生限界に及ぼす磁場分布,表面張力,粘度等の影響について明らかにすることを目的とする.本研究から以下のことが明らかになった.1.かく乱の波数が特定の値をとる場合の限界曲線が得られた.非粘性の場合に比べて粘性減衰によって限界曲線が上方に移動し,不安定のための最小磁場振幅が増加し系は安定化する.不安定波の波数は非粘性の場合に比較して小さくなる.2.表面張力の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,不安定のための最小磁場振幅が増加し,系を安定化させる.粘性の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,同時に系を安定化させる.磁化率の増大は系を不安定化させ,不安定領域を広げる,界面磁場こう配の絶対値が大きいほど系を不安定化させる.3.かく乱の波数が一定の場合,磁場の印加方向のみのかく乱が最も励起され易い.また波数の多いかく乱ほど励起される最小磁場振幅が大きく,最も励起され易い振動数も大きい.4.いろいろな波数をもつかく乱に対する限界曲線とかく乱の波数と周波数の関係について実験値と計算値を比較した結果,両者は比較的良く一致した.本研究は,水平交流磁場作用下での容器内の磁性流体界面波の理解のために,界面波の計測と安定性理論を用いた解析により不安定波の発生限界に及ぼす磁場分布,表面張力,粘度等の影響について明らかにすることを目的とする.本研究から以下のことが明らかになった.1.かく乱の波数が特定の値をとる場合の限界曲線が得られた.非粘性の場合に比べて粘性減衰によって限界曲線が上方に移動し,不安定のための最小磁場振幅が増加し系は安定化する.不安定波の波数は非粘性の場合に比較して小さくなる.2.表面張力の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,不安定のための最小磁場振幅が増加し,系を安定化させる.粘性の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,同時に系を安定化させる.磁化率の増大は系を不安定化させ,不安定領域を広げる,界面磁場こう配の絶対値が大きいほど系を不安定化させる.3.かく乱の波数が一定の場合,磁場の印加方向のみのかく乱が最も励起され易い.また波数の多いかく乱ほど励起される最小磁場振幅が大きく,最も励起され易い振動数も大きい.4.いろいろな波数をもつかく乱に対する限界曲線とかく乱の波数と周波数の関係について実験値と計算値を比較した結果,両者は比較的良く一致した.本研究は,水平交流磁場作用下での容器内の磁性流体界面波の理解のために,界面波の計測と安定性理論を用いた解析により不安定波の発生限界に及ぼす磁場分布,磁化率,表面張力,粘度等の影響について明らかにすることを目的とする.本研究から以下のことが明らかになった.1.かく乱の波数が特定の値をとる場合の限界曲線が得られた.非粘性の場合に比べて粘性減衰によって限界曲線が上方に移動し,不安定のための最小磁場振幅が増加し系は安定化する.不安定波の波数は非粘性の場合に比較して小さくなる.2.表面張力の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,不安定のための最小磁場振幅が増加し,系を安定化させる.粘性の増大は最もかく乱が励起され易い振動数を増加させ,同時に系を安定化させる.磁化率の増大は系を不安定化させ,不安定化領域を広げる.界面磁場こう配の絶対値が大きいほど系を不安定化させる.3.かく乱の波数が一定の場合,磁場の印加方向のみのかく乱が最も励起され易い.また波数の多いかく乱ほど励起される最小磁場振幅が大きく,最も励起され易い振動数も大きい.4.いろいろな波数をもつかく乱に対する限界曲線とかく乱の波数と周波数の関係について実験値と計算値を比較した結果,両者は比較的良く一致した.
二酸化炭素を排出しない亜鉛の高温生産プロセスに関する化学熱力学的研究

溶銅を反応媒体として用い,亜鉛硫化精鉱との反応によって直接的に金属亜鉛を採取する「二酸化炭素を排出しない亜鉛生産プロセス」に関して,基礎データとして重要な硫化亜鉛ー硫化銅をベースとする混合硫化物系の高温状態図を作製し,硫化亜鉛の活量係数が6.7-16の非常に大きな値となることを明らかにした。これらの活量係数を用いて算出した亜鉛の平衡蒸気圧は1200°Cの温度で0.1気圧前後とかなり大きく,本プロセスにより亜鉛を効率的に採取する可能性が示された。一方,硫化鉛と溶銅との反応よって示される鉛蒸気圧はかなり小さく,鉛の収率を高めるためには本プロセスの改良が必要とされることが分かった。これらの化学熱力学データに基づいて,本プロセスの物質収支および熱収支を検討した。この結果,反応炉の過熱を避けるため装入鉱石の重量の60倍程度の溶融硫化銅を系内に循環させる必要があり,このような多量の高温融体を循環させる技術と所要エネルギーの評価が重要であること,プロセスの不足熱を炭材の燃焼で補うことは二酸化炭素の発生という点で望ましくなく,高濃度の酸素を富化した空気を吹錬ガスとして用いることによってプロセスの不足熱が賄われること,排ガス顕熱が膨大になるので,その回収と有効利用が重要であること,分別的な凝縮工程を導入することによって亜鉛蒸気から直接的に精製亜鉛を得る可能性が有ること,などが明きらかとなった。さらに,金や銀などの貴金属は溶銅中に効率的に回収されるが,ヒ素やアンチモンなどの有害成分も溶銅に蓄積することが予測されるので,これらの成分の除去法の開発が別途必要になることが窺われた。溶銅を反応媒体として用い,亜鉛硫化精鉱との反応によって直接的に金属亜鉛を採取する「二酸化炭素を全く排出しない亜鉛生産プロセル」に関して,基礎データとして重要な硫化亜鉛-硫化銅をベースとする混合硫化物系の状態図を1473Kの温度で作製した。この結果,硫化亜鉛-硫化銅-硫化鉛系では,融体中への硫化亜鉛の溶解度が10%以下とかなり小さく,本プロセスにおいて鉱石中の硫化亜鉛を効率的に溶解するためには,かなり多量の硫化銅を熱媒体として用いる必要があることが分った。また,測定された状態図に基づいて混合硫化物融体中の硫化亜鉛の活量係数を導出し,6.716の非常に大きな値となることを明らかにした。これらの活量係数値を用いて算出した亜鉛の平衡蒸気圧は0.1気圧前後とかなり大きく,本プロセスにより亜鉛を効率的に採取する可能性が示された。一方,硫化鉛と溶銅との反応により示される鉛蒸気圧はかなり小さく,鉛の収率を高めるために本プロセスの改良が必要であることが窺われた。硫化亜鉛を含有するマットやスラグの熱含量,高温相関係,活量,分配係数などの化学熱力学データを実験によって集積し,これに基づいて,溶銅を反応媒体として,また,溶融硫化銅を熱媒体として用いる二酸化炭素を排出しない亜鉛の高温生産プロセスの物資収支および熱収支を検討した。また,硫化亜鉛と溶銅との反応によって亜鉛の大きな蒸気圧を達成できるので,プロセスの高効率な操業が期待できる。

しかし,硫化鉛と溶銅との反応で生じる鉛の蒸気圧はかなり小さいので,硫化亜鉛鉱石中に含まれる鉛を揮発によって効率的に回収することはかなり困難と考えれる。また,金や銀などの貴金属は溶銅中に効率的に回収されるが,ヒ素やアンチモンなどの有害成分も溶銅に蓄積することが予測されるので,これらの成分の除去法の開発が別途必要になるものと考えられる。
半導体コンプトンカメラによる放射性同位体の「３Ｄ」可視化技術の確立と展開

本研究では、研究期間の途中で申請者の所属が変わるという、開発環境の大きな変化があったが、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(ISAS/JAXA)の研究協力者と、沖縄科学技術大学院大学(OIST)の所属長の理解を得て、研究開発を継続することが出来た。最終的に2台のコンプトンカメラユニットを完成させ、OISTの放射線管理区域にインストールした。本研究は、OIST、ISAS/JAXA、東京大学工学部、3者の共同研究へと発展している。放射性同位体からのガンマ線を検出し3次元位置を再構成する技術は、核医学や放射性物質のモニタリングなど、研究分野を超えて応用できる基本的な技術である。これまで、コリメータを用いる手法が採られてきたが、コリメータがガンマ線に対して透明になる200keV以上の帯域で感度を失うため、高エネルギーガンマ線放出核種の位置決定は、依然として困難なままである。本研究では、申請者らが次期X線天文衛星用に開発を進めてきた宇宙ガンマ線検出器技術を基礎として、コンプトンカメラによる放射性同位体「3D」可視化技術の確立と、実用の現場への展開を目的とする。平成26年度には、この研究の核となるプロトタイプ装置の製作を開始した。このプロトタイプは、将来的には医療イメージング分野における応用を目指すものであり、2台のコンプトンカメラを近距離対向配置したオリジナルのデザインになっている。撮像中に被写体の周囲を回転させることで、コンプトンカメラによる「3D」再構成アルゴリズムを研究する上で、良質の多角度投影データを収集する計画である。プロトタイプに用いるコンプトンカメラは、我々のグループが独自に開発した、SiとCdTe半導体の両面ストリップ検出器で構成する。大幅な開発期間の短縮と製造コストの削減を達成するために、元々は福島における放射性物質の可視化実証実験用に製作したものを、あらたに本課題の専用機として改造を進めた。加えて、医療イメージングでは、空間分解能を向上させるために、如何に被写体までの距離を小さくできるかが重要になる。そのため、新たな検出器ハウジングとして、ペルチェもしくは水冷式の冷却ポートを備えた、ベリリウムウインドウ付き小型真空容器を開発した。放射性同位体からのガンマ線を検出し三次元位置を再構成する技術は、核医学や放射性物質のモニタリングなど、研究分野を超えて応用できる基本的な技術である。これまで、コリメーターを用いる手法が採られてきたが、コリメーターがガンマ線に対して透明になる200keV以上の帯域で感度を失い、高エネルギーガンマ線放出核種の位置決定は、依然として困難なままである。本研究は、申請者らが次期X線天文衛星用に開発を進めてきた宇宙ガンマ線検出器技術を基礎として、Si/CdTeコンプトンカメラによる放射性同位体「3D」可視化技術の確立と、実用の現場への展開を目的とする。平成27年度には、試作したコンプトンカメラの動作試験を進めた。高精度の「3D」可視化のためには、良質の多角度投影データを取得する必要があり、そのためには、複数台のコンプトンカメラを精度よく配置した上で同時に動作せさることが不可欠である。当初の研究実施計画に記したように、2台のコンプトンカメラを対向配置した実験セットアップを構築し、双方のカメラを動作させ、較正線源からのガンマ線の信号とイメージを得ることに成功した。2台のコンプトンカメラの読み出し系には、共通クロックを配信して、時刻同期を行うことで、対消滅ガンマ線を放出する22Naを用いた装置アライメントのキャリブレーションができるように工夫した。装置の性能は、対向配置への統合を行う前に単体カメラで評価した性能と同等であることを確認し、コンプトンカメラを用いた「3D」撮像を実現するためのハードウェア構成に関する、技術的な見通しを得ることができた。本研究は、申請者自身が開発してきた最先端の宇宙ガンマ線検出器技術を用いて、コンプトンカメラの提案から30年あまり経った今、世界で初めてSi/CdTeコンプトンカメラ方式による、「3D」可視化技術を確立、核医学と放射線モニタリングの両面で実用化を図る点に特徴がある。複数台のコンプトンカメラを同時に動作させて、良質の多角度投影データを取得することが研究の肝であり、これまでに2台のコンプトンカメラを開発し、それらを対向配置して正常に動作させることに成功した。実験は当初の研究実施計画に記載した通りに進んでいる。これまで、コリメーターを用いる手法が採られてきたが、コリメーターがガンマ線に対して透明になる200 keV以上の帯域で感度を失い、高エネルギーガンマ線放出核種の位置決定は、依然として困難なままである。本年度は、これまでに製作したプロトタイプ機を用いて、実践的な実証研究を進めた。沖縄科学技術大学院大学(OIST)の放射性同位体(RI)管理区域における、線源の使用変更申請を原子力規制庁に申請し承認された。これにより、大学構内で非密封線源を用いた実践的な研究が行えるようになり、飛躍的に研究を進めることができた。プロトタイプ機2台をRI管理区域に新設したイメージング装置開発室に設置した。

111-Inや125-Iといった液体線源からファントムを製作し、対向配置したプロトタイプ機で撮像実験を行った。これまで開発してきた独自の再構成ソフトウェアを用いることで、互いに14 mm離れた複数の111-In点線源を3次元空間の中で、分離することができた。現在、空間分解能のエネルギー依存性の詳細評価を進めているところである。コンプトンカメラを用いた3次元可視化技術を確立し、その展開に向けて大きな足がかりを得た。本研究では、研究期間の途中で申請者の所属が変わるという、開発環境の大きな変化があったが、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(ISAS/JAXA)の研究協力者と、沖縄科学技術大学院大学(OIST)の所属長の理解を得て、研究開発を継続することが出来た。最終的に2台のコンプトンカメラユニットを完成させ、OISTの放射線管理区域にインストールした。本研究は、OIST、ISAS/JAXA、東京大学工学部、3者の共同研究へと発展している。本研究は、申請者自身が開発してきた最先端の宇宙ガンマ線検出器技術を用いて、コンプトンカメラの提案から30年あまり経った今、世界で初めてSi/CdTeコンプトンカメラ方式による「3D」可視化技術を確立、核医学と放射性物質モニタリングの両面で、実用化を図る点に最大の特色がある。この研究の核となるのが、新しいプロトタイプ装置であり、コンプトンカメラによる初めての、実用的な、「3D」再構成アルゴリズムを研究するための実データを取得する。現在、このプロトタイプ装置を精力的に開発中である。これまでに、システムの核である医療イメージング用途のコンプトンカメラの製作、近接撮像を実施して良質なデータを取得するために必要となる小型真空容器ハウジングの製作をおこなった。これらを組み合わせた試験を進めている。これは当初の計画の通りである。高精度「3D」可視化技術を実証するための、プロトタイプ検出器の製作に成功し、多角度投影データを取得するための実験セットアップはほぼ整った。今後は、非密封線源ファントムや小動物を用いた実践的な撮像実験が必要になる。申請者は、平成27年7月に沖縄技術大学院大学に異動し、現在、非密封線源を使った実験を行うために必要な規制庁への申請や、管理区域内での実験設備を整えつつある。今年度中に、当初予定していた小動物を用いたデータ取得まで研究をすすめる計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。放射線計測現在開発中のプロトタイプ装置を完成させ、平成27年度中には「3D」可視化のための実践的な研究を開始する予定である。非密封線源ファントムやラット等の小動物を用いた実験を、群馬大学医学部や理化学研究所と共同して進める。小動物の取り扱いや投入薬剤の選択に関しては、生物系や医学系の研究者と綿密な打ち合わせを行い、慎重に実験をすすめる。群馬大学医学部や理研には、最新鋭の小動物撮像用PETやX線CTなどのイメージング装置が導入されている。従って、同一の撮像対象を用いて、既存のイメージング法との比較が可能であるという、他の研究機関には無い利点がある。このメリットを生かしつつ、コンプトンカメラの優位性を実証する。