hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
留学中の第二言語習得とアイデンティティ：映像ナラティブアプローチの構築に向けて

本研究のねらいは、1第二言語学習者が留学中に撮影した写真資料とライフストーリーインタビューデータの分析を通じて、留学中の第二言語アイデンティティの変容について状況論的観点から考察すること、2写真による映像ナラティブ研究法を開拓すること、にある。研究期間内には、長期留学者の写真の活動場面、被写体の種類、その経年的変化に量的・質的分析を加え、写真に基づくインタビューの分析結果と総合し、比較ケーススタディとしてまとめ、国内外の学会で発表し、学術雑誌に論文を公刊した。また、映像ナラティブアプローチに関心を持つ海外の研究者たちとの共同プロジェクトを開始した。これを土台に国際的研究に発展させていきたい。平成26年度は、映像ナラティブと第二言語習得に関する先行研究の文献を収集し、読み込みを行った。研究集会等への参加を通じて、最近の研究動向を探りつつ、調査計画の精緻化をはかった。本学の留学生と日本人学生からライフストーリーナラティブデータを収集し、インタビュー調査も行った。また、第二言語習得研究に関連する研究の成果を雑誌に公刊し、学会発表を行った。以上の活動を通じて、今後の調査方法にも検討を加えた。平成27年度は、映像ナラティブ、ライフストーリー、留学中の第二言語習得等の文献を収集し、読み込みを行い、調査計画の精緻化をはかった。本学留学生と日本人学生からライフストーリーナラティブデータ及び写真によるナラティブデータの収集を行った。また、学習院大学、国際基督教大学の教員と協力し、第二言語習得とアイデンティティに関するシンポジウムを開催し、最新の研究動向を把握するとともに、今後の共同研究の可能性を探った。また、留学中の第二言語習得に関する研究の成果をまとめ、学会発表を行い、また、論文を学会誌に投稿した。研究内容は概ね実施計画書に記した内容に即しているため。本研究のねらいは、第二言語学習者が留学中に日常的に撮影した写真資料とライフストーリーインタビューデータの分析を通じて、留学中の第二言語習得経験とアイデンティティの変容について状況論的観点から考察を加えること、また、写真資料を活用したナラティブ研究法を開拓することにある。本研究期間内には、特に、1留学中の学習者は目標言語を介してどのような実践コミュニティへアクセスしていくか、2実践コミュニティへの参加のし方はどのように変化していくか、3それに伴って留学中の第二言語アイデンティティはどのように変化していくか、に焦点を当てて研究を行った。平成26年度は、最新の先行研究を精査しつつ方法論を精緻化するとともに、日本に留学中の外国人留学生を対象に横断的及び縦断的データ収集を開始した。平成27年度は、開始した調査を縦断的に継続するとともに、並行してデータ分析を開始した。平成28年度は、これまで収集したデータのデータベース化を図るとともに、データ分析と理論化を試みた。縦断研究では、49年の長期留学者が留学中に撮影した写真データを対象に、写真に表れる活動場面、被写体の種類、その経年的変化に量的・質的分析を加えた。その結果とインタビューデータの分析結果を総合し、ケーススタディとしてまとめた。横断的データはデータベース化し、テーマ分析を行った。この際、オーストラリアの大学の研究者と共同のデータ分析も実施し、国際雑誌に論文を公刊した。さらに、映像ナラティブアプローチに関心を持つ海外の研究者たちと共同で書籍の出版計画を作成し、海外の出版社に投稿、採択をいただいた。本研究の成果を土台として今後国際的研究に発展させていきたい。平成26年度の研究内容は、概ね実施計画書に記した内容に則しているため。前年度からの調査を継続して行う。また、これまでに収集したデータの分析を試みつつ、成果のまとめ、発表を目指す。応用言語学平成26年度に収集したデータの分析を試みつつ、調査を継続して行う。
階層間相互作用モデリングによる非平衡開放系プラズマ構造形成ダイナミクスの研究

本研究は、異なる空間・時間スケールの領域を一貫して矛盾無く解くことを指向した新しいモデリングによる大規模計算機シミュレーション手法を開発し、プラズマ中に生起する構造遷移現象のダイナミクスを調べ、以下の知見を得た。1.2流体モデルによる自己組織化過程非線形、圧縮性Hall-MHD方程式に基づく2流体モデルコードを開発した。従来のMHDモデルと比較し、Hal1効果によって、ダブルベルトラーミ(DB)平衡の特徴である磁場に直交する方向のプラズマ流が形成されること、また、DB平衡にいたる自己組織化過程において、理論が予測する保存量の強圧性が検証された。2.流れをもつトーラスプラズマ中の構造形成流れをもつ高べータトーラスプラズマ中の緩和現象の機構を調べた。修正Grad-Shafranov方程式に基づく数値平衡、反転磁場配位の移送過程に伴うポロイダル流の自発形成、および反磁性回転を含む揚合のそれぞれについて、圧力駆動型不安定性を解析した。流れの存在により不安定モードが選択的に影響を受けることが明らかになった。また、大型ヘリカル装置(LHD)プラズマ中の圧力駆動型不安定性の成長を調べた結果、成長に伴い生成されるトロイダル流が、圧縮性とあいまって成長を抑制する事が明らかになった。3.球状トカマク(ST)における周辺局在モード(ELM)上記の具体例として、STのELMに適用した。その結果、バルーニングモードの非線形発展の様子が、ELMにおけるフィラメント構造の形成過程をよく再現し、またそれが反磁性効果による影響を考慮しても普遍的に記述できる事を明らかにした。4.適合格子法による複層構造形成過程高い空間解像度をもつコンパクト差分法に適合格子点手法を取り入れた計算機コードの開発を行った。この手法がMHDシミュレーションにも有効であることを確認した。プラズマ緩和現象に関する新しい知見を得るため、2流体モデルコードの開発をおこなった。具体的には、非線形、圧縮性Hall-MHD方程式を3次元矩形領域中で解析するシミュレーションコードを開発し、高いエネルギー、ヘリシティーをもった不安定な平衡を初期条件として、非線形ダイナミクスのシミュレーションを行った。MHDシミュレーションの結果と比較すると、Hall-MHD系では、Hall効果によって磁場に直交する方向のプラズマ流が形成される。磁場に直交するプラズマ流はMHDモデルでは見られないダブルベルトラーミ(DB)平衡の特徴の一つである。また、DB平衡にいたる自己組織化過程は、マクロ変数の調整、最小化過程、すなわち、保存量であるエネルギーと電子、イオンの正準ヘリシティーを修正し、揺らぎを表すエンストロフィーを最小化する過程として特徴づけられるが、マクロ変数の時間変化を計算することにより、理論が予測する保存量の強圧性が検証された。また、爆発的・間歇的な緩和現象の機構を解明するために、球状トカマク実験で観測されている周辺部不安定性や電流ホールのシミュレーションを行うための計算機コード開発を行った。大局的な構造と電流層など局所微細構造に関して同時に階層的自己無撞着なシミュレーションをするため、アダプティブ格子点手法を取り入れた計算機コードの開発に着手した。爆発的現象を伴うプラズマ緩和現象に関する新しい知見を得るため、昨年度に引き続き球状トカマクを対象として2流体モデルコードの開発をおこなった。具体的には、Finite Larmor効果を入れた非線形、圧縮性FLR-MHD方程式を3次元トロイダル領域中で解析するシミュレーションコードを開発し、周辺部に大きい圧力勾配をもった不安定な平衡を初期条件として、非線形ダイナミクスのシミュレーションを行った。爆発的・間歇的な緩和現象の機構を解明するために、球状トカマク実験で観測されている周辺部不安定性に特に着目し、シミュレーションを実行した。その結果、Finite Larmor項の効果により短波長の圧力駆動型モードの成長は抑制されるが、長波長の不安定モードが成長を続けることを見出した。

さらに、非線形効果が卓越する時間領域のある時点において、突然短波長を含む多くのモードが突発的に成長を開始し、短時間のうちにフィラメント状の圧力構造が形成される顕著な現象を見出した。これは、実験のプラズマ周辺部で観測されているblob形成による熱エネルギー放出現象とよばれる突発現象とよく対応している。また、大局的な構造と電流層など局所微細構造に関して同時に階層的自己無撞着なシミュレーションをするため、アダプティブ格子点手法を取り入れた計算機コードの開発を継続しておこなった。広範囲にわたる時空間特性をもつプラズマの挙動解明の手段として、新たな計算機シミュレーション手法の開拓をめざして本研究を遂行した。プラズマには大きく異なる特性時空間スケールの現象が含まれるが、その物理特性はある程度スケール分離された階層構造を持っている。本研究では、従来の階層毎の個別のモデルを用いるのではなく、異なる階層間の空間・時間スケールを一貫して矛盾なくとくことを志向した新しいモデリングによる計算機シミュレーション手法の開発し、それをプラズマ中の構造遷移現象の解析に適用した。本年度は、爆発的現象を伴うプラズマ緩和現象の例として、球状トカマクプラズマに生起する周辺部不安定性に注目して、その詳細な物理過程の解析を行った。従来の抵抗性MHDモデルに加え、有限ラーマ半径効果を含むドリフトモデルを用て解析した。MHDモデルが取り扱う時間・空間スケールは、実験的特性スケールと比べると速くて短いが、ドリフトモデルではそれを補って適当な時空間領域を扱いつつ、MHDモデル・シミュレーションに合理的な形で取り入れることが可能である。シミュレーションコードを開発して実行した結果、通常のMHDモデルと比べて、モード構造の回転の影響により、特に線形長波長モードが抑制されること、および主に短波長モードで決定される非線形時間発展が、殆ど影響を受けないこと等を確認した。また実験結果との詳細な比較により、実験結果をよく説明するような、特徴的なフィラメント上の圧力構造の形成、プラズマの熱エネルギーの系外への対流的な損失、圧力分布の再形成による内部モードの再不安定化、等を確認した。これらの成果は論文の形にまとめ、また夏に行われた国際会議(プラズマ数値シミュレーション国際会議)および秋に行われたワークショップ(日米球状トカマク会合)にて成果発表を行った。異なる時空間特性をもつプラズマの挙動解明の手段として、新たな計算機シミュレーション手法の開拓をめざした研究を遂行した。今年度は、過去3年間にわたり開発してきた手法を具体的な現象に適用したシミュレーションを実行した。対象としたのは球状トカマク(ST)における周辺局在モード(ELM)の崩壊相で、ELMの原因の一つとされるバルーニングモードの非線形時間発展をMHDモデルおよびドリフトモデルを元にした数値シミュレーションにより追跡し、そのダイナミクスを観察した。
KcsAチャネル蛋白質の1分子測定による構造ゆらぎと機能ゆらぎの相関

イオンチャネルの構造ゆらぎと機能ゆらぎの相関を明らかにするためにKcsAカリウムチャネルを対象に1分子の構造変化を回折X線追跡法(DXT法)で、1分子機能測定を脂質平面膜法で行った。単一チャネル電流記録法では脂質平面膜に1分子だけ再構成することにより、通常のゲート特性以外に、サブレベルへの遷移など詳細に解析することができた。一方、DXT法には高輝度放射光施設での実験が不可欠であり、SPring-8(播磨)だけでなく、海外の施設での実験を継続して行った。ESRF(フランス、グルノーブル)とSLS、(スイス、フィリケン)で年間約400時間にわたって実験を行った。この間、(1)ノイズを低減させるための様々な改良、(2)データ取得を効率よくおこなうための基礎的実験、(3)pHジャンプ実験、を行い、それぞれの項目で十分な成果を得ることができた。X線回折像の背景ノイズを低減させるためにX線の特性、サンプルの配置など詳細に検討し、高い信号雑音比を得ることができた。これにより従来ビデオレート(毎秒30フレーム)の測定を5000フレームにまで高速化することに成功し、構造変化の軌跡を詳細にたどることができるようになった。KcsAチャネルは中性pHではゲートが閉じたままであり、閉状態での構造ゆらぎを解析できる、一方、酸性pHで起こすゲーティング中にもその構造変化の軌跡にゆらぎをともなう。現在、これらの構造ゆらぎを定量的に解析中である。構造ゆらぎがどう機能ゆらぎに関連するのか今後検討したい。すでに確立した1分子蛋白質構造変化測定法(DXT法)の原理に遡って、実験法の改善を行った。目的は従来の毎秒30フレームという記録速度を上げることである。本法に不可欠な高輝度放射光施設での実験を国内のSPring-8のみならず、フランス(ESRF:ヨーロッパ放射光施設、グルノーブル)とスイス(SLS:スイス光源施設、ヴィリゲン)に展開した。高速度カメラなどの高精度装置をこれらの施設に持ち込み、各施設に約1週間滞在して実験を行った。各施設とも白色X線源を備えており、さらに、X線の特性を多様にコントロールすることができた。その結果、背景ノイズが減少し、信号雑音比を予想以上に改善することができた。このことで記録速度を毎秒5000フレームにまで上げることに成功した。現在、継続して実験を行い、データを取得中である。一方、脂質平面膜法により、KcsAカリウムチャネルの単一チャネル電流を記録した。平面膜チェンバーなどを改良し、ノイズの改善を図った。pH依存性ゲーティング機構を明らかにするための高精度の実験系を確立することができた。さらに、脂質平面膜にたった一分子のチャネル分子を再構成するのは実験レベルで決して容易ではないが、この困難な実験を行うことによって重要なゲーティングに関する情報を得ることができた。特にpH依存性ゲーティングに関して、2009年に解明されたKcsAチャネルの全長構造を参考にしつつ、その分子機構を検討しつつある。これら構造と機能の1分子測定をもとにチャネルのゆらぎ機構を詳細に解析したい。
病態制御に向けたエンドサイトーシス・タイピングによるマクロファージ特異性の解明

マクロファージ(Mφ)は生体のすべての組織に存在する免疫細胞で、生体に侵入した様々な異物や病原体などを認識し、エンドサイトーシスにより取込んで処理する。現在、Mφは疾患関連Mφ等の多様性やタイピングの議論が活発化しているが、現在のタイピングの方法には限界があり、新たなアプローチが必要とされている。我々は独自の多機能粒子作製技術を駆使しMφのエンドサイトーシスを多角的に検討することでタイピングし、Mφの多様性の解明を進めると共に特異性へと変革することに挑戦する。本研究はMφが関連する感染症やがん、成人病に対してMφ特異性の解明による革新的医療の実現が最終的な目的である。
細胞内トラフィッキング制御に基づいた骨粗鬆症治療の可能性検証

従来RANKLに対する分泌型おとり受容体と考えられていたOPGは、ゴルジ体におけるRANKL生合成段階で既に相互作用しており、OPGと複合体を形成したRANKLがVps33aとの相互作用を介してリソソームへ選別輸送を受けること、およびリソソームに蓄積されたRANKLがRANK刺激依存的に細胞膜表面へ放出されることなどを見出した。RANKL放出過程を制御する分子が新たな創薬標的になると期待される。骨芽細胞に発現する膜リガンドRANKLと、破骨細胞前駆細胞に発現する受容体RANKの結合を起点とするシグナルは、破骨細胞の分化・活性化を惹起する主要な経路である。骨芽細胞におけるRANKL分子の細胞内輸送機構を解明し、骨粗鬆症の新規治療標的探索を目的として検討を行った。まず、ゴルジ体から分泌型リソソームへのRANKL輸送を担うことを我々が見出しているVps33aと、複合体形成して機能すると考えられるVps11, 16, 18に関してRANKLとの相互作用を検討した結果、RANKLとVps16およびVps18との相互作用がVps33aよりも強く検出された一方で, Vps11との相互作用は非常に弱く、RANKL細胞内ドメインと直接相互作用している分子はVps16または18であると考えられた。現在、各Vpsの精製蛋白質を用いて、相互作用様式を詳細に検討している。一方、Vps機能を抑制した際の破骨細胞分化支持能力を詳細に検討したところ、分泌型リソソームへのRANKL移行が阻害され、ゴルジ体にRANKL分子が蓄積する結果、細胞膜表面にリークするRANKL分子の量がむしろ増大することが明らかとなった。そこでさらに探索を進めた結果、分泌型リソソームからの刺激依存性RANKL放出を制御する分子として、Rab27aおよびそのエフェクター分子Slp1, 2-a, Munc13-4部同定した。これらの分子の機能抑制により、RANKLの細胞膜表面への移行は阻害され、破骨細胞分化支持能力は低下することが確認された。現在、Slp1, 2-aのシングル・ノックアウトおよびダブル-ノックアウトマウスの作成を試みており、平成21年度にはこれらの個体の表現系を解析する予定である。骨芽細胞表面に局在するRANKL発現量はシグナル入力強度を決定し、生体における骨吸収レベルを左右する主要因であると考えられるにも関わらず、RANKLの骨芽細胞内挙動とその制御機構の解明は全く進んでいなかった。我々はこの点に着目し、RANKL挙動とその制御因子の探索を細胞系を用いて行りた。その糖細胞においては、ゴルジ体で新規合成されたRANKLの大部分はVps33a依存的にリソソームへと輸送・蓄積されており、細胞膜表面の局在量は僅かであること、およびこの細胞膜表面に局在する少量のRANKLはRANKとの相互作用に伴って骨芽細胞内にリバース・シグナルを伝達するシグナル受容分子としても機能し、このリバース・シグナルによって、リソソームに蓄積されているRANKLの細胞膜表面への放出がトリガーされること、などを見出した。加えて、骨芽細胞に発現するRANKLデコイ受容体OPGは従来、細胞外に分泌された後に細胞膜表面のRANKLと結合することでシグナル伝達を調節していると考えられてきたが、実際には大部分のRANKLはゴルジ体までのタンパク質合成段階で既にOPGと相互作用しており、OPGと複合体を形成したRANKLがVps33aとの相互作用を介してリソソームへの選別輸送を受けていること、およびOPGのRANKL選別輸送制御機能は、デコイ受容体としての機能と同程度あるいはそれ以上に、破骨細胞活性化抑制に寄与していることも明らかとなった。さらに、RANK刺激依存的なRANKL放出過程を制御する分子の探索も行い、低分子量Gタンパク質であるRab27a/bおよびそのエフェクター分子Slp4-a,Slp5,Munc13-4が、RANKLの局在する分泌型リソソームの細胞膜表面への融合過程を制御することが見出された。Munc13-4機能欠損Jinxマウスの骨表現型を解析したところ、野生型に比較して有意な破骨細胞数の減少と骨量増加が観察され、RANKL骨芽細胞内挙動制御機構が、生体レベルでも骨恒常性維持に寄与していることが示された。
eQTL解析によるマツ材線虫病に対するクロマツの抵抗性機構の解明

本研究は、マツ材線虫病に対するクロマツの抵抗性機構を遺伝子レベルで包括的に解明することを目的として、大きく2つのアプローチによって遺伝子発現レベルにおける抵抗性関連遺伝子群の特定と抵抗性遺伝子との制御関係をゲノム上で明らかにする。1つ目のアプローチは、遺伝解析により抵抗性遺伝子座を検出した人工交配家系(F1)を対象にして、遺伝子発現情報を加えた解析を実施することで、抵抗性形質に寄与する抵抗性関連遺伝子群を同定する。2つ目のアプローチは、抵抗性個体群を対象にして、遺伝子発現情報を付加した解析を実施することで、抵抗性形質に寄与する抵抗性関連遺伝子群を同定する。
生物起源有機物の酸素同位体比の測定

有機物の酸素同位体比(〓^<18>O)測定のための試料調整は次の二段階から成る.(1)第一段階は有機物のCO_2, COへの分解である.Ni反応菅中での熱分解法なども実験したが, CO_2の収率と〓^<18>Oの再現性の点で, HgCl_2による塩素化分解反応がより優れていた.セルロース,塩酸d-グルコサミン,石炭などを用いた分解実験の結果,最適な反応条件は有機物の50倍程度の重量のHgCl_2を加え真空の石英封菅中で500°C, 8時間加熱を行うことであった.(2)第二段階はCOの不均化反応である.市販の高純度(99.99%)のNi粉末は未処理では純粋なCOを定量的に不均化せず大きな同位体分別(最高でも90%の回収率で-6〓)を伴うことが分かった.高純度の水素で還元処理したNi粉末上では定量的に不均化が行われたがN_2存在下では行われなかった.さらに活性な細粒Niの調整方法として次の二法を検討し,満足の行く結果を得た.(a)硝酸ニッケルを500°Cで分解し生成したNiOをH_2, 300°Cで還元する.(b)塩化ニッケルとアルカリから生成した水酸化ニッケルを凍結乾燥し,生成したNiOを同様に還元する.上記の方法を用いて化石有機物試料について次に示す二つの結果を得た. (I)通産省地質調査所より入手した北海道産石炭の〓^<18>Oは1113〓の範囲に集中し,起源物質である石炭紀の陸上植物の〓^<18>Oは15〓付近であったことが推定された.これは,この地域の古緯度が現在より低く,温暖な気候にあったことを示している. (II)岐阜県春日地方で採取した熱変成堆積岩に含まれる有機物の〓^<18>Oは520〓と,大きな分散を示した.変成度の最も低い有機物は約5〓で,起源物質である海洋性植物が堆積後の続成作用を受けて10〓以上^<16>Oに富む様になることが初めて観測された.有機物はさらに熱変成作用を受けて,主にH_2OとCH_4そして若干のCO_2を放出し〓^<18>Oを上昇させる.熱変成作用の同位体分別は酸素が最大で,水素,炭素については小さいことが分かった.有機物の酸素同位体比(〓^<18>O)測定のための試料調整は次の二段階から成る.(1)第一段階は有機物のCO_2, COへの分解である.Ni反応菅中での熱分解法なども実験したが, CO_2の収率と〓^<18>Oの再現性の点で, HgCl_2による塩素化分解反応がより優れていた.セルロース,塩酸d-グルコサミン,石炭などを用いた分解実験の結果,最適な反応条件は有機物の50倍程度の重量のHgCl_2を加え真空の石英封菅中で500°C, 8時間加熱を行うことであった.(2)第二段階はCOの不均化反応である.市販の高純度(99.99%)のNi粉末は未処理では純粋なCOを定量的に不均化せず大きな同位体分別(最高でも90%の回収率で-6〓)を伴うことが分かった.高純度の水素で還元処理したNi粉末上では定量的に不均化が行われたがN_2存在下では行われなかった.さらに活性な細粒Niの調整方法として次の二法を検討し,満足の行く結果を得た.(a)硝酸ニッケルを500°Cで分解し生成したNiOをH_2, 300°Cで還元する.(b)塩化ニッケルとアルカリから生成した水酸化ニッケルを凍結乾燥し,生成したNiOを同様に還元する.上記の方法を用いて化石有機物試料について次に示す二つの結果を得た. (I)通産省地質調査所より入手した北海道産石炭の〓^<18>Oは1113〓の範囲に集中し,起源物質である石炭紀の陸上植物の〓^<18>Oは15〓付近であったことが推定された.これは,この地域の古緯度が現在より低く,温暖な気候にあったことを示している. (II)岐阜県春日地方で採取した熱変成堆積岩に含まれる有機物の〓^<18>Oは520〓と,大きな分散を示した.変成度の最も低い有機物は約5〓で,起源物質である海洋性植物が堆積後の続成作用を受けて10〓以上^<16>Oに富む様になることが初めて観測された.有機物はさらに熱変成作用を受けて,主にH_2OとCH_4そして若干のCO_2を放出し〓^<18>Oを上昇させる.熱変成作用の同位体分別は酸素が最大で,水素,炭素については小さいことが分かった.
MMPIのコンピュ-タ化実施法と従来の実施法との等価性の基礎的検討

今年度の主な目的であるMMPIのコンピュ-タ化実施用ソフトは完成した。その概要を以下に述べる。コンピュ-タ化MMPIと在来法との等価性に関する先行研究で問題となっている様々な実施条件の違いに対応可能とするため、教示、反応キ-の変更、反応の修正や「?」反応を許すか、項目の呈示時間を、自由に設定可能とした。また、新しい尺度の追加、採点キ-の変更、翻訳や版の変更にともなう項目の修正・追加も、テスト使用者が自由にでき、広範な研究・実践目的に利用できる。被検者の反応を得る装置は、広範な環境での利用可能性を考慮し、安価で現実的なコンピュ-タ付属のキ-ボ-ドとした。各項目に対する反応時間も測定可能である。項目の呈示文字の大きさを変化させることは、来年度以降の問題として残された。なお、日本版MMPI(三京房)の全面的改定・再標準化の作業の一環として翻訳し直された項目がほぼ完成しており、これを来年度使用する。また、コンピュ-タ化MMPI実施に対する心理的反応を検討するための調査項目を作成した。来年度実施するコンピュ-タ化MMPIと在来法MMPIの比較研究で、等価性の判断基準としてのeffect sizeを以下のように推定した。海外(主にアメリカ)でなされた等価性研究を収集し、統計的手法の1つであるMetaーAnalysisにより、コンピュ-タ化MMPIと在来法の得点の違いから、effect sizeを推定した。さらに、ほぼ等価とされているカ-ド式MMPIと冊子式MMPI間のeffect sizeを同様に求め、この両者のeffect sizeを比較した結果、統計的に差がないことが明らかになった。この検討で得られたeffect sizeを基準とし、来年度の研究で得られたコンピュ-タ化MMPIと在来法との間のeffect sizeが、この基準より小さければ、等価であると結論できることになる(この結果は、日本心理学会第56回大会で発表予定)。
細胞種特異的アダプター(AP)複合体の細胞および個体レベルでの機能解析

神経細胞および上皮細胞という、高等多細胞生物に特徴的であり、かつ高次機能の一端を担う細胞群の機能を、それぞれの細胞種に限局して発現しているAP複合体を中心に、細胞および個体レベルで解析した結果以下のような成果が得られた。1.腸管間質に発現する転写因子、Foxl1欠損マウスでは胃酸分泌障害が認められる。静止時の胃壁細胞では、プロトンポンプであるH,K-ATPaseが細胞内顆粒に留まっているが、胃酸分泌刺激時には顆粒が細胞膜と融合してH,K-ATPaseが細胞表面に移行することにより酸分泌が起こる。Foxl1欠損マウスでは野生型マウスに比較してSNAP25の発現のみが著明に減少しており、その結果として胃酸分泌障害の主な原因となっていることが示唆された。2.神経細胞特異的輸送制御因子、AP-3B複合体欠損マウスを樹立解析した結果、(1)てんかん様の可逆性けいれん発作が認められること、(2)シナプス終末およびシナプス小胞の形態および数が異常であること、(3)抑制性神経伝達物質であるGABAの放出障害が認められること、(4)GABAトランスポーターであるVGATのタンパク量が減少していること、(5)電気生理学的検討の結果、神経興奮伝達が異常に亢進していること、が明らかとなった。したがって、AP-3B欠損マウスの脳では抑制系の障害の結果神経伝達が異常亢進し、結果としててんかん発作を発症すると考えられた3.培養細胞レベルでの研究では、AP-2は細胞の生存そのものには必須ではないと考えられていた。しかし、これらの実験ではAP-2が完全に欠失しているわけではなく、細胞の生存にはこの残されたAP-2で十分という可能性がある。そこで、AP-2遺伝子欠損マウスの樹立を試みたところ、発生ごく初期に致死であることから、AP-2は細胞の生存に必須であることが明らかとなった。トランスゴルジ網、エンドソーム、リソソーム、そして細胞膜などのオルガネラ間を結ぶ蛋白輸送は、AP(adaptor protein)複合体ファミリーとクラスリンから形成される輸送小胞によって行われる。本研究では、神経細胞および上皮細胞という、高等多細胞生物に特徴的であり、かつ高次機能の一端を担う細胞群に限局して発現しているAP複合体ファミリーの機能を、細胞および個体レベルで解析することを目的とした。・yeast 2-hybrid法によるμ3B結合分子の同定μ3Bの全長、及びC末端部分をbaitとして脳由来cDNAライブラリーのスクリーニングを行い、μ3Bに特異的に結合する分子としてCRMPファミリー同定した。・μ3A/B積み荷蛋白質候補・ZnT3の輸送制御の解析ZnトランスポーターであるZnT3は6回膜貫通蛋白質であり、μ3A/Bの積み荷蛋白である可能性がある。そこで、種々のZnT3変異体を作成し、PC12細胞に発現させてその局在を検討した結果、N末端およびC末端の両方に細胞内局在を決定するシグナル配列が存在する可能性が示唆された。・変異体を用いたμ1Bの機能解析LDLRやTfRの側底面シグナルのμ1Bによる認識の分子機構は不明である。そこで一連の変異μ1B遺伝子を作成し、これらを安定発現した上皮細胞株を樹立した。これらの細胞にLDLR、TfRおよびコントロールとしてチロシンモチーフを持つ分子を一過性に発現させ、免疫染色法により細胞膜局在を検討中である。・μ1B欠損マウス・細胞の樹立・解析μ1Bの対立

遺伝子のエキソン4-5の両側にloxP配列を挿入した細胞を確立し、これを用いてμ1BKOマウスを樹立した。またこのES細胞を用いて、もう一方の対立遺伝子にも欠失を導入し、μ1B欠損ES細胞を樹立した。ES細胞を浮遊培養すると最外層が上皮細胞に分化したembryoid body(EB)を形成する。μ1B欠損ES細胞のEBは野生型ES細胞のEBに比較して異常に大きくなることから、μ1Bは上皮細胞の形成過程二以上をもたらすことが示唆された。μ3B欠損マウスはGABA作動性ニューロンのシナプス小胞の数が少なく大きさもやや小さいこと、GABAの遊離が少ないことがわかった。また電気生理学的検討からも、神経興奮性が増大し、GABA遊離の障害が示唆された。したがって、GABAによる神経抑制の破綻がμ3B欠損マウスにおけるてんかんけいれんの原因と考えられる。μ3B欠損マウスの異常の分子機構を明らかにする目的で、μ3B欠損マウスおよび野生型マウス脳から抽出したRNAを用いて、マイクロアレイによる遺伝子発現プロファイル解析を行った。現在μ3B欠損マウスおよび野生型マウスで発現の異なる遺伝子群の解析を進めている。AP-3Bのリガンドに関しては、シナプス小胞の膜上に存在するGABAトランスポーターであるVGATおよび亜鉛トランスポーターであるZnT3をその候補として解析を進めた。VGAT、ZnT3は、ともに複数回膜貫通蛋白質でN末・C末とも細胞質側に存在する。これらのN末およびC末の細胞質ドメインのキメラ蛋白質を作製し、免疫染色にて細胞内局在を検討した結果、VGAT、ZnT3の両者ともN末、C末の両方にジ・ロイシンシグナルという細胞内局在シグナルを持つことが明らかとなった。現在その細胞内局在機構を詳しく検討中である。μ1B欠損マウスは胎生致死の可能性を考えCre-loxP系により、組織特異的欠損の導入を可能にしてある。本年度は、Cre-Tgマウスと交配することにより、μ1B欠損をヘテロに持つマウス、neomycin耐性遺伝子のみを欠失したマウスを得た。現在腸管特異的Cre-Tgと交配することにより、腸管特異的μ1B欠損マウスを作成中である。また、μ1BのX線結晶構造解析のため、μ1Bの輸送シグナルとの結合部位を含むC末2/3領域の大腸菌での蛋白質発現系を樹立し、蛋白質の大量発現・精製を試みている。本研究の目的は、神経細胞および上皮細胞という、高等多細胞生物に特徴的であり、かつ高次機能の一端を担う細胞群に限局して発現しているAP複合体ファミリーの機能を、細胞および個体レベルで解析することである。そこで上皮細胞特異的に発現するAP-1B複合体の個体レベルでの役割を明らかにする目的で、AP-1Bのサブユニットμ1Bの遺伝子欠損マウスの樹立を試みた。その結果、AP-1B欠損マウスは多くが生後1日以内に致死であることがわかった。生存したAP-1B欠損マウスも体重増加が野生型の約半分程度であり、生後数週10週で死亡するようである。生存したAP-1B欠損マウスは腸管が長くかつ肥大しており、組織レベルでは上皮細胞が1層ではなく重層しており、極性が損なわれていることが示唆された。神経特異的に発現するAP-3B複合体に関しては、エンドソームからのシナプス小胞の新規産生に寄与すること、AP-3B複合体のサブユニットμ3Bの遺伝子欠損マウスがてんかん発作を起こすことを示してきた。
クラウドソフトウェアのための関心事分離に基づくプロダクトライン構築方式

SaaSレベルのクラウド化を支援するミドルウェアの差異を吸収するためのプラットフォームコードのアスペクト指向アーキテクチャをコア資産の中心に据えて,PLSEを行うための仕様モデル,アプリケーションフレームワーク,ホットスポットカスタマイゼーションのためのコンポーネントを定義し,それらのツール化とともに特定の要求に応じた特定のアプリケーションフレームワークの自動生成の可能性を確認した.これらをアスペクトとしたプロダクトラインアーキテクチャをコア資産の核と位置付け,プロダクトライン開発のモデルを定義し,アーキテクチャの整合性を保証する手段として,モデル検査に基づいた検証方法を提示した.クラウドソフトウェアのためのプロダクトライン構築方法論を具体化するにあたり,SOAアプリケーションプラットフォームのプロダクトラインを構成した.SOAアプリケーションプラットフォームは,メッセージ変換やサービスレジストリなどのSOAシステムを動作させるための基盤となる機能を提供する.本研究では,特定製品のミドルウェアや特定技術に依存しない,アプリケーションプラットフォームの開発環境の基盤を確立した.研究成果として,「横断的関心事の抽出とプロダクトラインアーキテクチャ」「変動点の分析と仕様モデルの定義」「仕様モデルとアーキテクチャの対応付け」「フレームワークの定義」があげられる.また,網羅性と同時性に着目した検証手法を提案した.「横断的関心事の抽出とプロダクトラインアーキテクチャ」では,SOAシステムにおける標準アーキテクチャと品質に関する国際基準として,Viwes & Beyond,S3 ArchitectureおよびISO09126を用いて横断的関心事を分析して,非機能特性と機能特性を考慮したプロダクトラインアーキテクチャを構築した.「変動点の分析と仕様モデルの定義」では,Bachmannらによるバリエーションポイントの分類に従って整理し,変動点と不動点が支配的分割に大域的にまたがる横断的な関心事であることを確認した.「仕様モデルとアーキテクチャの対応付け」では,仕様モデルの変動点としての関心事の候補値とアーキテクチャ上のコンポーネントの対応関係を整理し,仕様モデルとアーキテクチャのコンポーネントが多対多の関係であることを確認した.「フレームワークの定義」では,ホットスポットにミドルウェアを適合させるための再利用コンポーネント群を用意した.特定のホットスポットに対して統一仕様を定義して再利用コンポーネントと対応づけることにより,ミドルウェアの差異を吸収した.SaaSレベルのクラウド化を支援するミドルウェアの差異を吸収するためのプラットフォームコードのアスペクト指向アーキテクチャをコア資産の中心に据えて,PLSEを行うための仕様モデル,アプリケーションフレームワーク,ホットスポットカスタマイゼーションのためのコンポーネントを定義し,それらのツール化とともに特定の要求に応じた特定のアプリケーションフレームワークの自動生成の可能性を確認した.これらをアスペクトとしたプロダクトラインアーキテクチャをコア資産の核と位置付け,プロダクトライン開発のモデルを定義し,アーキテクチャの整合性を保証する手段として,モデル検査に基づいた検証方法を提示した.クラウドやSOAに基づくソフトウェア構築方法論,ソフトウェアアーキテクチャ設計,アーキテクチャ設計知識管理,ソフトウェア可変性解析などの技術について調査を行い,研究課題,(a)クラウド関心事の分離と記述,(b)追跡性管理とコア資産化,(c)アーキテクチャの正当性検証について,以下の研究成果を得た.(a)クラウド関心事の分離と記述の研究では,SOAミドルウェアの差異に着目して,アプリケーションプラットフォームのプロダクトラインを構築して,アーキテクチャ記述方式の基本的なアイデアを確立した.コア資産としてのプロダクトラインアーキテクチャは,非機能要求を関心事として抽出し分離して,アスペクト指向アーキテクチャとして定義した.非機能要求をアスペクトと対応させて可変性をフィーチャモデルを用いて記述した.SOAアプリケーションプラットフォームのためのフレームワークと,そのホットスポットに適用する再利用コンポーネントをアーキテクチャに対するアダプタとして定義した.(b)追跡性管理とコア資産化の研究では,アスペクト指向ソフトウェアの設計支援を目的として,コンポーネントとコネクタで表されたアスペクト指向アーキテクチャとオブジェクト指向によってアスペクトの実現方法を示した設計の関係を整理して,カタログとしてまとめた.アーキテクチャデザインマップを拡張することにより,要求から実現への追跡性を確保し,アスペクト指向アーキテクチャから設計への自動化の基礎を得た.(c)アーキテクチャの正当性検証の研究では,並行・分散システムの振舞い検証を行うためのモデル検査に関する先行研究や支援ツールの調査を行った.(a)における事例を対象として,アーキテクチャ記述から振舞いに関する記述をプロセス代数CSPに変換してモデル検査器FDRを用いて検証を行い,振舞い検証の自動化の基本的なアイデアを得た.SaaSレベルのクラウドを実現するミドルウェアとしてSOAプラットフォームを設計実現した。そのさい、プラットフォームのプロダクトライン化を試み、前年度までに識別した横断的関心事を組み合わせたアスペクト指向アーキテクチャを、プロダクトラインのコア資産の最も重要なコンポーネントと位置づけて構築した。一方でプラットフォームへの要求に応じてプラットフォームファミリーから特定のプラットフォームの構築支援のために、その仕様モデルを定義した。アーキテクチャの実現であるアプリケーションフレームワークを半自動生成する仕組みを示し、さらにホットスポットの形式仕様記述支援を行う枠組みを提案した。実用的なソフトウェアの開発に提案したプロダクトライン構築方式を適用し、その実用性を確認した。前年度までに整理してきた事項、すなわち、SOAプラットフォームのアスペクト指向アーキテクチャ、仕様モデル、ならびにアプリケーションフレームワークのホットスポットカスタマイゼーションのためのコンポーネントの形式仕様、を総括し、コア資産としてアーキテクチャ、仕様モデル、アプリケーションフレームワーク、ホットスポットコンポーネントを定義した。特定の要求に応じた特定のアーキテクチャとその実現であるアプリケーションフレームワークの自動生成の可能性を確認した。今後、できる限りの自動生成支援を行うPLSEE (Product-Line Software Engineering Environment)の設計と試作を行い、ソフトウェア工学的な位置づけとその実用性を確認する。

ソフトウェア工学今年度は,クラウド上で稼働するソフトウェアのプロダクトラインを構築するための基盤となる,アプリケーションプラットフォームのプロダクトラインを構築した.本研究の目的を達成するためのプロダクトライン化の技術的な課題として「SOAシステムにおける横断的関心事の整理」「適切な視点と粒度の変動点と不動点の識別」「モデル間の追跡性」「ミドルウェア間の差異を吸収するメカニズム」が挙げられる.アプリケーションプラットフォームのプロダクトライン化を通して,上記の課題を解決するための基盤技術を確立した.ソフトウェアプロダクトラインを構築するためには,ソフトウェアプロダクトに対する可変性分析と追跡性管理が重要となる.すなわち,ソフトウェアを構成する部品を可変部,不変部に分類し,それらの要求仕様との間の意味関係を明確にする必要がある.今年度開発したアスペクト指向技術を適用した横断的関心事の分析法と,機能特性と非機能特性を考慮したプロダクトラインアーキテクチャの構築法が可変性分析と追跡性管理の基盤技術として有効であることを確認した.仕様上のモデルのコンポーネントとアーキテクチャ上のコンポーネントを分離して対応関係を明確にすることにより,特定技術に依存しないソフトウェアの構築技術を提示した.特定技術の差異を吸収してアーキテクチャに適合するためのフレームワークが,コア資産の追跡性に有効であることを確認した.また,部品単体での振る舞い,システム・サブシステムとして統合した場合の振る舞いについてその正当性をあらかじめ保証する必要がある.アーキテクチャの系統的な振る舞い検証を実現するために,CSPを用いて,網羅性と同時性を考慮した検証法を提示することにより,アーキテクチャ検証の基盤を確立した.今年度は,我々のこれまでの研究成果であるネットワークやユビキタスシステムを題材として,クラウド関心事の分離と部品化,追跡性管理,モデル検査手法について基本的なアイデアを確立することを目標とした.
シロイヌナズナの葉面特異的分化器官の3次元形状計測と形質定量化

モデル植物であるシロイヌナズナを3次元形状計測し、コンピュータ上で「変異体スクリーニング」を行う手法の確立を目指して研究を進めている。先に使用していた3次元形状計測装置は、レーザで表面形状を測定するもので解像度や測定範囲は固定されている。よって対象形質は播種から2週間ほどのStageでのロゼット葉形質に限られ、よりミクロな形質や成体レベルのマクロ形質は計測が不可能であった。本研究では、μX線CT装置を利用してシロイヌナズナ個体の3次元立体形状計測を行い、葉面特異的分化器官であるトライコームの形質の定量化を試みた。具体的には、μX線CT装置を使ったシロイヌナズナ形状計測のための条件探索を行なった。トライコームの抽出には、シロイヌナズナの本葉をデータとして抽出すれば良いが、非破壊にするため子葉も含む個体全体の形状を計測した。次に計測した3次元画像(ボクセルデータ)から3次元表面形状データを生成し、植物体の3次元表面形状モデルを再構築した。特に植物体の表面形状を抽出するための、ボクセル値の閾値を調査した。再構築モデルを生成すると、全体形状から接続関係を調べてノイズの部分を除去し、植物個体の3次元表面形状モデルを生成した。この個体から本葉部分を抽出し、画像処理アルゴリズムを応用してトライコーム形状の形質定量化を行った。試験撮影や条件探索については、2005年3月の植物生理学会にて発表を行った。8月には変異体スクリーニング手法についてSABRAOで発表を行った。12月には第28回日本分子生物学会年会のWorkshop「モデル植物ゲノム研究の新展開」にてトライコーム抽出の発表を行った。トライコーム抽出までの内容は、論文へ投稿準備中である。現在使用している3次元形状計測装置は、レーザで表面形状を測定するが、解像度や測定範囲は固定されている。本研究では、μX線CT装置を利用して、シロイヌナズナ個体の3次元立体形状計測を行い、葉面特異的分化器官の形質の定量化を試みる。計測されたボクセルデータから3次元表面形状データを生成することで、植物体の3次元表面形状モデルを再構築する。この3次元表面形状モデルに対して3次元画像処理アルゴリズムを応用することで、トライコーム形状の形質定量化を目指す。初年度(平成16年度)では、μX線CT装置を使ったシロイヌナズナ形状計測のための条件探索を行った。従来装置であるレーザ測定と異なり、μX線CT装置では解像度が可変であるため、シロイヌナズナ個体の対象サイズが変わる毎に解像度や電流・電圧などの測定条件を変更する必要がある。よって対象サイズごとに最適な測定条件を探索する必要がある。そこで、まず最小サイズの測定条件を探索するため、野生型の乾燥種子の計測を試みた。次に、計測装置の出力データであるスライス画像から3次元モデルを再構成する画像処理プログラムをMATLABで開発した。種の試験撮影と条件探索については、2004年12月の第27回日本分子生物学会年会のWS「形態情報のバイオインフォマティクス」にて発表を行った。
多重免疫・多重スクリーニング法を用いた犬T細胞型リンパ腫の抗体医薬標的分子の同定

犬T細胞型リンパ腫に対する抗体医薬の開発を目的に、犬リンパ腫腫瘍細胞株に特異的なモノクローナル抗体を作製した。得られたクローンのうち3個について、犬リンパ腫細胞株、犬リンパ腫症例由来腫瘍細胞、健常犬末梢血リンパ球に対する反応性を検討した。犬リンパ腫腫瘍細胞株については、一部に対して陽性を示し、健常犬末梢血リンパ球に対しては陰性を示すクローンが得られたが、症例由来腫瘍細胞のフローサイトメトリーによる解析では、症例数が少ないため最終結論は出せないが、陽性を示すものはほとんどなかった。またえらえた抗体は、パラフィン包埋組織ブロックを用いた免疫染色に用いることができないことが明らかとなった。初年度は、浮遊細胞を用いた細胞ELISAのスクリーニング方法を樹立した。当初条件検討などに戸惑ったが、通常の付着細胞を用いたスクリーニングと同様の系を確立することができた。内容としては、犬リンパ腫細胞株を用いて、培養プレートをある試薬によってコートすることにより、細胞を付着状態にし、それによって浮遊細胞ELISA系として確立できた。また同時に予定にあった細胞傷害性を示す抗体のスクリーニング方法も確立した。また、当初の予定であったリンパ腫を用いた多重免疫を実施する前の、preliminaryな実験として、犬悪性黒色腫細胞株を複数用いた多重免疫を実施し、用いた細胞株に共通に反応する抗体の取得に成功した。これらも同時に解析中であり、本来の研究計画にはなかった犬悪性黒色腫細胞に対する抗体療法も本研究計画が終わるまでに確立できる可能性がでてきた。実績のところにあるように、条件検討に戸惑ったため当初より若干遅れているが、すでに現在スクリーニングに入るところであり、それほど大きな遅れにはなっていない。これまでの計画通り、スクリーニングをするところであり、そこから得られた抗体の認識する抗原の同定などを実施していく予定である。獣医腫瘍学実績のところにあるように、多少の遅れが生じているので、スクリーニングに使用する予定の試薬代が次年度に繰り越しになった。計画にあるように、若干の遅れなので、予定どおり使用する。
炭素のナノコーティングとMgの展性によるMgB2超伝導線の臨界電流密度改善

本研究では、次世代MRI装置の超伝導マグネットの材料候補である二硼化マグネシウム(MgB_2)線材の超伝導特性を改善する方法の探究と確立を試みた。その結果、芳香族炭化水素のピレン粉末添加により、MgB_2の結晶格子が歪み、超伝導応用の重要な指標となる不可逆磁場の向上が明確になった。さらに、この添加剤の気化による炭素の拡散とMgの展性を利用することにより、磁場下の臨界電流密度の著しい増大が明らかになった。MgB_2材料、特に、リンゴ酸(C_4H_6O_05)などの炭素化合物を添加した線材は、超伝導応用の重要な指標となる臨界電流密度(Jc)が高い値を示すため、次世代のMRI装置等への応用に期待が持たれている。しかし、現在、その線材の作製には、高価な非晶質の瑚素粉末が必要不可欠であり、製造コスト低減への一つの課題となっている。そこで、本研究では、安価で製造できる結晶質の瑚素を、ピレン(C_<16>H_<10<)ガス中で熱処理した粉末と、粗大なマグネシウム粉末を使用することにより、Jcの増大を試みた。まず、前段階として、ピレンガス処理を行わずに、従来の方法から、ピレンの固体粉末と非晶質の瑚素粉末を原材料として、MgB_2線材を作製し、その炭素化合物の添加効果を調べた。リートベルト解析と第一原理計算から、格子定数aは収縮し、格子定数cはわずかに伸長することがわかった。この格子変化は、MgB_2の瑚素格子上に空孔を形成させ、非常に大きな格子歪みを引き起こすことが明確になった。この構造変化は、不可逆磁場を改善し、磁場下のゐを増大させた。よって、ピレンは、MgB_2の超伝導特性改善に有効な添加材料であることがわかった。次に、ピレンをガス化させ、そのガス中で熱処理した結晶質の棚素粉末と粗大なMg粉末から、MgB_2線材を作製した。その磁場下のJcは、前処理しない線材に比べて著しく増大し、さらに、非晶質の瑚素粉末から作製した線材とほぼ同等であることがわかった。これは、ピレンガスが棚素粉末へ均質に分散し、また、Mgが通電電流方向へ伸長したためである。棚素粉末に対して、ピレンガスの量を0.5,1.0,2.0 wt%と増やすことにより、磁場下のJcが増減した。これは、棚素の炭素コーティング膜厚が、変化したためであると考えられる。以上より、結晶質の棚素粉末からでも十分高いJcをもつ線材を作製できることが明確になった。
D-^3He核融合用イオンビームコライダー実験

月面に堆積している^3Heと水中のDを燃料にして、将来の環境破壊に結び付かないエネルギー源となる^3He-D核融合炉の適切な方式を開発していくことを目的に本研究を遂行した。ここでは、新たに考案した方式であるイオンコライダーを実験的に調べ、解決すべき問題点を抽出することを課題としてきた。この方式では、軸磁場と径方向の電場で高エネルギー粒子に対する実行的ポテンシャル井を形成し、軸付近にあるプラズマ柱よりイオンを引き出し、加速し閉じ込める。閉じ込められたイオンは互いに対向衝突して融合反応を起こす。研究は計算機によるシュミレーションによる炉としての成立要件の検討と、実験による基礎的な検討を行った。これから、以下のことが判った。(1)炉としての可能性を2Dフォカープランクコードで調べ、電子温度が保持できれば可能性がある。特に、軸方向にエネルギーの低いイオンを逃がすことが反応性を高める。(2)軸付近のプラズマ柱はヘリカルモードのヘリコン波を励起して定常的に形成することが出来る。(3)プラズマ柱は磁場絶縁法を用いて径方向に高い静電ポテンシャルに維持でき、これからイオンビームを引き出すことが出来る。(4)引き出したイオンの軌道はポテンシャル井戸内の計算軌道と非常によい一致をしており、対向衝突は予想通りに発生する。(5)径全体を破壊するような不安定性は現段階では見いだしていない。用いた実験装置は最大磁場が3KGと低くて、対向衝突による融合反応は観測できなかった。この実証には大口径の高磁場装置の設置をまたねばならない。月面に堆積している^3Heと水中にあるDを燃料にして、将来の環境破壊に結び付かないエネルギ-源となるDー^3He核融合炉に適切な方式を開発していくのが本計画の目的である。具体的には、軸磁場と径方向電場でできる実効的なポテンシャル井戸で、燃料となるイオンを加速・閉じ込める方法を研究開発しつつある。この方法では、イオンは互いに対向衝突をして融合反応をする。本年度においては、以下のような結果を得た。1.イオン源としてのプラズマ柱の長時間持続生成方法:13.6MHzのヘリカルモ-ドのヘリコン波を励起して、高密度水素プラズマをつくり、中性ガス成分を差動排気によって減らし、磁場に沿って拡散させる方法を採用して、0.6secの長時間にわたって2kGの軸磁場内にプラズマ柱を持続形成することが可能になった。2.イオンビ-ムの引出し・加速:プラズマ柱からのイオン引出しとその加速の為に必要な径方向電場ポテンシャルは、磁場強度から決まる限界値3kVまで加えることが出来ることを確認した。また、電場は、装置の制約からくる50msまで、径方向の絶縁破壊なしに、印加できることができた。これは、採用している磁場絶縁方法が有効に働いているからである。3.コライダ-としてのイオン軌道:加速されたイオンの軌道は、微小可動ファラディカップで測定して、加算予測と良い一致をみた。即ち、対向衝突軌道をとっている。4.今までの実験では、系を破壊する不安定性は見つかっていない。次年度においては、磁場の強度を上げてイオンエネルギ-を10keV以上にして、DーDもしくはDー^3He核反応を発生させる実験をすすめる予定である。月面に堆積している^3Heと水中のDを燃料にして、将来の環境破壊に結び付かないエネルギー源となる^3He-D核融合炉の適切な方式を開発していくことを目的としている。ここでは、新たに考案した方式であるイオンコライダーを実験的に調ベ、解決すベき問題点を抽出することを主たる課題としてきた。この方式では、軸磁場と径方向の電場で形成する高エネルギー粒子に対する実効的ポテンシャル井戸でD及び^3Heイオンを加速し閉じ込める。

本年度は、前年度から継続して得られた各要素的実験結果と理論的予測との比較を踏まえ、^3He-D核融合用イオンコライダーについて以下のような見通しを得ることが出来た。(1)ヘリカルモードのヘリコン波を励起して高密度のプラズマコアをつくり、長時間持続するイオン源とすることが出来る。このコアは磁場絶縁方法で高い径方向の静電ポテンシャルに維持できる。(2)プラズマコアからは強度のイオンビームが引き出せる。(3)イオンビームは磁場によってサイクロイド軌道を描き、互いに対向衝突する。この軌道は計算予測と非常によい一致をみる。(4)系全体を破壊するような不安定性は現段階ではない。(1)(4)は総合的に作動させたときにも言える。現用の実験装置は最大磁場が0.3Tであり、イオンエネルギーは3keVが上限である。このため、対向衝突による核融合反応は観測にかからない。しかし、この方法により少なくとも核融合反応を起こしうることは確実である言える。その実証には、大口径の高磁場装置の設置を待たねばならない。