hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子動力学専用・超高速計算機(MD-GRAPE)の開発と生体膜研究への応用

分子動力学シミュレーション(MDS)は、タンパク質や生体膜の動的構造と機能との関係を原子レベルから研究するための、また、タンパク質工学やドラッグデザインのための必須の計算機実験法として、きわめて重要な位置を占めている。本研究の目的は、MDS専用のカスタムICを開発し、MDSの超高速化を達成すること、さらにそれを使って生体膜研究に応用することであった。具体的には以下の開発・研究を行った。まず、(1)MDS用カスタムLSIの回路設計をおこない、(2)MDエンジン、Ewald用計算ボード、及び、ワークステーション(WS)のインターフェースのためのコントロールソフトウェアの開発、(3)LSIを並べたボードの設計、をおこなった。次に、実際の製作をおこなった。すなわち、(4)LSIのエンジニアリングサンプルの製作、(5)LSIを2個並列に並べた計算ボードの製作、である。現在、10MHzのクロックで駆動し、実効速度にして1Gflops以上が達成できた。(6)さらにこれらのボードを19枚並列に並べたシステムを製作し、12Gflopsの実効速度が達成できた。MDエンジンを用いると、WSのレベルでスーパーコンピュータと同等の計算精度・速度でMDSができるようになった。しかも、演算コストは安価である。特に、WSでは事実上不可能であった生体高分子系の高精度MDSが可能になった。今後は、さらに大きな生体分子系への適用を可能にするために、構成分子数の上限を数十万に引き上げ、それに対応できるような計算方法を開発し速度を高めていきたい。本研究の目的は、(1)分子動力学計算専用の超高速計算機(MD-GRAPE)を開発すること、(2)さらに、現在まできわめて困難であった生体モデル膜の分子動力学計算を行うことによって、その有用性を実証すること、である。具体的には、我々が開発してきた分子動力学計算専用のパイプラインをIC化したものを、多数、並列に並べたボードを作製する。これを、ワークステーションに接続して計算を実行する。本年度は、まず、重力計算用パイプラインをもとにして、分子動力学計算用のパイプラインを作製した。その際、任意の中心力を計算できるようにした。一方、分子動力学計算のためのプログラムAMBERをMD-GRAPE用に書き換えた。このMD-GRAPE用分子動力学計算プログラムを用い、MD-GRAPEをサンマイクロシステムズ社のスパークステーション10に接続して、計算試験をおこなった。ボードを5MHzのクロックで駆動した結果、実効速度にして100Mflops程度の計算速度が達成された。これによって、ボードからカスタムLSIに仕上げるには、何をどこまで含めればよいかなど、概念及び論理設計を行った。次に、周期的境界条件を課するのに必要なEwald和の波数空間部を計算する回路を設計した。実空間部を計算する上記のパイプラインと結合して使用するためには、全体としては、どのような設計にすべきかについて、概念設計を完了した。分子動力学シミュレーション(MDS)は、タンパク質や生体膜の動的構造と機能との関係を原子レベルから研究するための、また蛋白工学やドラッグデザインのための必須の計算機実験法として、きわめて重要な位置を占めている。本研究の目的は、MDS専用のカスタムICを開発し、MDSの超高速化を達成すること、さらに、それを使って生体膜研究に応用することであった。本年はカスタム(1)LSIの回路設計を行い、(2)MD-GRAPE、Ewald用計算ボード、及び、ワークステイションのインターフェイスのためのコントロールソフトウェアの開発、(3)LSIを並べたボードの設計、をおこなった。LSIのエンジニアリングサンプルの製作が3カ月遅れたがそれも完了し、現在LSIを4個並列に並べた、手配線(ラッピング配線)の計算ボードを製作中である。10MHzのクロックで駆動し、実効速度にして1Gflopsを目指している。実用試験には生体モデル膜、タンパク質(種々のカテプシン)、カテプシンへの阻害剤の結合など、経験のあるものを取り上げる。このうち、生体モデル膜は生体の分子集合体の代表としてとりあげる。

これは、周期的境界条件のテスト、圧力制御のテスト(温度、圧力一定のシミュレーションを行うため)を行うために重要である。シミュレーションの結果は、我々の既に得ているスーパーコンピュータによる結果と比較することによって、正確さを確認する。これらの作業を行うのに、さらに6カ月を要する見通しであるが、各研究者のデスクトップ上で、スーパーコンピュータ並のMDS計算速度を実現するという高い目標が達成できる見通しはきわめて明るい。
膝痛を有する中高齢者における痛み自己管理モデルの構築に関する行動科学的研究

強い膝痛を有する中高齢女性は、願望思考、破滅思考、医薬行動といった不適応的な痛み対処方略を頻繁に採用し、活動制限が強められていた。そのため、通信教育型の膝痛自己管理プログラムを開発・実施した結果、痛みや活動制限が改善し、望ましい痛み対処方略を採用する傾向がみられた。さらに、膝痛高齢者に対し3ヶ月間の水中運動プログラムを実施し、痛みや活動制限が改善することに加え、移動能力や脚筋力、健康関連QOLの改善が認められることを明らかにした。本研究の目的は、変形性膝関節症などにより膝痛を抱えている高齢者の痛み自己管理能力を高めるための膝痛改善プログラムを開発するために、まず痛みや痛みに伴う活動制限を規定する要因(痛み自己管理に対する変容ステージ、セルフ・エフィカシー、対処スキルなど)の相互関連性について検討し、痛み自己管理モデルを構築することである。また、それらの成果を活かし、膝痛を有する中高齢者に対する包括的な痛み改善プログラムを開発し、その評価を行うことであった。平成19年度には、膝痛を有する地域在住中高齢者を対象に、痛みや痛みに伴う活動制限を規定する要因を解明するための調査研究を行った。その結果、高齢になるにつれて痛みの程度が強くなり、そのために活動制限も大きくなっていた。また、強い痛みを感じている人ほど、願望思考、破滅思考、医薬行動といった痛み対処方略を頻繁に採用し、結果として活動制限が強められていることが分かった。一方、このような膝痛を抱える地域在住中高齢者を対象に、通信教育による膝痛改善プログラムを開発し、その効果を従来からある教室型の膝痛改善プログラムと比較検討した。その結果、両プログラムともに痛みの程度、活動制限は改善された。また、痛み対処方略に関しては、通信型プログラムでは注意の転換、願望思考、除痛行動、医薬行動が、教室型プログラムでは自己教示、破滅思考、除痛行動、医薬行動が、有意に得点が下がっており、痛みの改善により、これらの対処方略を採用しなくなったことを反映したものと考えられる。平成20年度はこれまでの成果を活かし、膝痛のために活動制限が大きい中高齢者に対してさらに効果的なプログラム(たとえば、水中運動など)を開発し、その効果検証を行う必要がある。本研究では、慢性疼痛、特に膝痛を抱えている中高齢者の痛み自己管理能力を高めるためのプログラムを開発するために、まず痛みや痛みに伴う活動制限に関連する要因を探索し、それらの相互関連性について検討することによって痛み自己管理モデルを構築することを目的とした。また、それらの成果を活かした行動科学に基づく膝痛改善プログラムの開発と評価を行うことを目指した。地域在住の中高齢女性を対象に、痛みの程度や痛みに伴う活動制限に関連する要因として、痛み対処方略に注目し、それらの変数間の相互関連性について検討した。その結果、強い痛みを感じている人は、願望思考、破滅思考、医薬行動といった不適応的な痛み対処行動を頻繁に採用し、痛みによる活動制限が強められていた。以上のことから、不適応的な痛み対処方略を修正するための認知行動療法を、従来の運動療法を中心とした膝痛改善プログラムの中に積極的に取り入れていく必要性が示唆された。そのため、膝痛を有する地域在住の中高齢女性を対象に、運動教室型プログラムと膝痛の自己管理を促す内容を含んだ印刷教材を利用した通信教育型プログラムを実施し、その効果の比較を行った。その結果、運動教室型プログラム、通信教育型プログラムともに、プログラム終了後には痛みの程度や痛みによる活動制限が改善し、望ましい痛み対処方略を採用する傾向が認められ、両プログラムの有効性が示された。さらに、変形性膝関節症などの運動器疾患により慢性疼痛を抱えている高齢者を対象に、筋力強化と有酸素運動を組み合わせた水中運動プログラムを開発し、痛みの側面、身体的側面、心理的側面、行動的側面、運営システム面から総合的に検討することを試みた。3ヶ月間のプログラムにより、痛みの程度や痛みによる活動制限が改善することに加え、機能的移動能力や脚筋力、健康関連QOLの改善が認められることが分かった。
3次元CGの利用が権利者合意形成に与える影響に関する研究

本研究では、都市整備事業にかかわる権利者を、CGを用いるグループと、パースや平面図といった従来手法を適用するグループとに分けたうえで、実際の計画における権利者説明過程を踏襲した形で、合意形成実験を行い、主に権利者の発言内容の心理学的分析から、計画案に対する情報の受容度の違いや動因の変化を調べ、CGの合意形成に与える影響を調べることが主な目的であった。また、パースとの比較実験を行い、情報の理解度や計画案に対する選好の鋭敏性などを調べ、CGの特性の分離を試みた。研究によって得られた知見を以下に示す。まず、CGの特性を分析する実験では、CGを計画案呈示に利用すると、代替案の選好に対する鋭敏性や疑似体験性が高くなり、住民意向の明確化につながることからスムーズな計画決定が行える可能性が明らかになった。一方、平面図は数的要素の記憶度が高く、CGやパースでは材質や種類の記憶度が高かった。これより、住民に認知を促すべき項目によって有効な媒体は異なることも明らかになった。次に、実際の権利者説明過程に即した合意形成実験では、行動目録法の1つである「カテゴリシステム」を用いて、権利者の全発言について機能と内容の分類を行った。その結果、CGを呈示した群の方が、賛成・反対の双方とも意志表示者が増えることが観察された。これは、最終的な合意形成が賛否いずれになるにせよ、議論の段階が一段進展していることを示す。また、発言内容についても、CG呈示後はより具体的な内容に進んでおり、話題の方向性が統一されていることも観察された。以上より、媒体により伝え得る情報の質や種類はそれぞれ異なるため、伝えたい情報に応じての媒体の使い分けが大切だが、中でもCGは他の媒体より優れた部分も多く今後の積極的な活用が望まれる。
炭酸ガス治療による人工膝関節置換術術後リハビリテーション促進効果の解析

本研究の目的は人工膝関節置換(TKA)術後の疼痛に対する炭酸ガス経皮吸収療法の効果を検討することである。TKA術後7日目より炭酸ガス経皮吸収療法を5日間行い、施行前後での疼痛評価を行った。また、術後16日目の疼痛評価、関節可動域、大腿四頭筋筋力を計測し、ヒストリカルコントールと比較した。炭酸ガス療法後の疼痛は、施行前と比較して有意に改善しており、疼痛緩和に有効である可能性が示唆された。一方、術後16日目での疼痛、関節可動域、大腿四頭筋筋力はコントロール群と比較して有意な差は認めなかった。今後炭酸ガス療法の開始時期や期間を検討して行く必要があると考えられた。これまでの研究にて、炭酸ガス経皮吸収療法により筋力トレーニング後の筋疲労、筋力低下、筋肉痛の改善を報告しており、本研究では、炭酸ガス経皮吸収による人工膝関節置換術術後リハビリテーション促進効果および安全性を検討することが目的である。炭酸ガス治療による筋疲労、筋力低下、筋肉痛の改善は、炭酸ガス経皮吸収における血管拡張、血流増加によると考えられており、人工膝関節置換術術後6日目に下肢静脈エコーにて下肢静脈血栓症がないことを確認した後、7日目より炭酸ガス治療を開始することとした。術後16日目での疼痛視覚的評価スケールを主要評価項目とし、術後関節可動域、有害事象の種類と頻度を副次評価項目として、炭酸ガス治療を行っていないコントロール群と比較検討する予定である。平成27年度は、治験審査委員会(IRB)書類作成、申請、承認、臨床治験保険の契約と炭酸ガス治療群の対象患者の登録を開始している。また、術後炭酸ガス治療行っていないコントロール群における疼痛視覚的評価スケール、術後関節可動域、有害事象の種類と頻度のデータ収集を行った。本年度収集したコントロール群におけるデータと本年度以降の炭酸ガス治療群のデータを比較検討していく予定である。また、人工膝関節全置換術術後のリハビリテーションにおける炭酸ガス経皮吸収療法の有用性をさらに検証するために、本研究によって得られたデータをもとに今後のrandomized control studyを設定してく予定である。治験審査委員会(IRB)書類作成、臨床研究保険の契約に時間を要したが、コントロール群のデータ収集はほぼ完了している。また、炭酸ガス治療対象患者の登録がすすんでおり、おおむね順調に進展していると考える。これまで当施設より、炭酸ガス経皮吸収療法による筋力トレーニング後の筋肉痛、筋疲労、筋力低下の改善効果を報告しており、本研究の目的は人工膝関節置換術術後の疼痛に対する炭酸ガス経皮吸収療法の効果を検討することである。炭酸ガス経皮吸収療法は人工膝関節術後7日目より5日間行い、主要評価項目は術後16日目での疼痛視覚的評価、副次評価項目は、術後関節可動域、有害事象の有無としている。昨年度にIRB承認、臨床研究保険に加入を行い、目標症例数を25症例としている。13症例がすでに治療終了しており、次年度も引き続き炭酸ガス経皮吸収療法対象患者の登録を継続する予定である。目標症例数に達したのち、昨年度に収集したヒストリカルコントロール群と炭酸ガス経皮吸収療法群間における疼痛視覚的評価スケール、術後関節可動域、有害事象の種類と頻度を比較検討する予定である。また、炭酸ガス経皮吸収療法の前後で疼痛視覚的評価を行い、炭酸ガス経皮吸収療法の除痛効果を検討する予定である。これらの結果を踏まえて人工膝関節置換術術後の炭酸ガス経皮吸収療法の有用性を検証するために、今後randomized control studyを設定していく予定である。炭酸ガス経皮吸収療法による人工膝関節置換術術後の疼痛軽減効果は、術後リハビリテーションを促進し、入院期間が短縮することが期待される。また、人工膝関節置換術術後に早期社会復帰できることは医療経済的にも重要と考えられる。IRB承認、臨床研究保険契約の上、目標症例数25症例のうち13症例が終了しており、概ね順調に進展していると考える。今後、目標症例数に達したのち、ヒストリカルコントロール群との比較検討を行う予定である。これまで炭酸ガス経皮吸収療法による筋力トレーニング後の筋肉痛、筋疲労、筋力低下の改善効果が報告されているが、人工膝関節置換術後の疼痛緩和に対する炭酸ガス療法の有効性は不明である。そこで本研究の目的は人工膝関節置換術術後の疼痛に対する炭酸ガス経皮吸収療法の効果を検討することである。対象は当院で人工膝関節全置換術を施行した40歳以上80歳未満とし、文章にて同意を得た上で、人工膝関節置換術の術後6日目に下肢静脈エコーにて深部静脈血栓症を認めていないことを確認した。人工膝関節置換術の術後7日目より炭酸ガス経皮吸収療法を5日間行い、炭酸ガス療法の前後で安静時および運動時の疼痛視覚的評価スケール(VAS)、血圧、心拍数、経皮的動脈血酸素飽和度を計測した。また、術後16日目に安静時VAS、運動時VAS、関節可動域、大腿四頭筋筋力を計測し、ヒストリカルコントールと比較した。炭酸ガス療法後の安静時VASおよび運動時VASは、炭酸ガス療法前の安静時VASおよび運動時VASに比べそれぞれ有意に低値を示しており、人工膝関節置換術の術後疼痛緩和に炭酸ガス療法が有効である可能性が示唆された。また、炭酸ガス療法の前後で血圧、心拍数、経皮的動脈血酸素飽和度の有意な変化は認めなかった。

一方、術後16日目での安静時VAS、運動時VAS、関節可動域、大腿四頭筋筋力はヒストリカルコントロールと比較して有意な差は認めなかった。炭酸ガス療法は人工膝関節置換術の術後疼痛緩和に効果を認めていたものの、術後16日目でのVAS、関節可動域、大腿四頭筋筋力はヒストリカルコントロールと有意差を認めておらず、炭酸ガス療法の開始時期や期間を今後検討して行く必要があると考えられた。本研究の目的は人工膝関節置換(TKA)術後の疼痛に対する炭酸ガス経皮吸収療法の効果を検討することである。TKA術後7日目より炭酸ガス経皮吸収療法を5日間行い、施行前後での疼痛評価を行った。また、術後16日目の疼痛評価、関節可動域、大腿四頭筋筋力を計測し、ヒストリカルコントールと比較した。炭酸ガス療法後の疼痛は、施行前と比較して有意に改善しており、疼痛緩和に有効である可能性が示唆された。一方、術後16日目での疼痛、関節可動域、大腿四頭筋筋力はコントロール群と比較して有意な差は認めなかった。今後炭酸ガス療法の開始時期や期間を検討して行く必要があると考えられた。本年度は、40歳以上80歳未満で当院で人工膝関節全置換術を受け、文書にて同意を取得した方を対象に、術後7日より炭酸ガス経皮吸収療法を行い、術後16日日目での疼痛視覚的評価スケール、関節可動域、有害事象の種類と頻度を昨年度収集したヒストリカルコントロール群と比較検討する予定である。昨年度と同様に40歳以上80歳未満で当院で人工膝関節全置換術予定の方を対象に、文章にて同意得た上で、人工膝関節置換術術後7日目より炭酸ガス経皮吸収療法を5日間行い、術後16日目での疼痛視覚的評価スケール、関節可動域、有害事象の頻度をヒストリカルコントロールと比較する予定である。現在目標症例数25症例のうち、13症例が治療終了しており、次年度も引き続き炭酸ガス経皮吸収療法対象患者の登録を継続する予定である。整形外科予定していた炭酸ガスボンベ、ガス詰め替え、ハイドロゲルなどの消耗品の購入費用が計画より少なかったため。予定していた炭酸ガスボンべ、ガス詰め替え、ハイドロゲルなどの消耗品の購入費用が計画より少なかったため。昨年度購入しなかった消耗品を本年度に購入予定である。
『音楽についての対話』(1000頃)の校訂と分析

まず昨年度に引き続き『音楽についての対話』(1000年頃)を伝える写本史料の校合作業を行ない、これまでに存在を確認した63写本のうち、近世以降に書写された4写本を除く全ての写本について確認作業を終えた。その結果をもとに、次に本文を校訂した。校訂作業と同時に、本エディションに基づく日本語による全訳も試みた。現在は、写本の系統ごとにヴァリアントの見直しを進めながら、apparat critiqueを作成している。本研究で作成したエディションを、これまで一般に用いられてきたMartin Gerbert (1784)およびLucia Ludovica de NardoによるGerbert版の改定版(2007)を比較したところ、後者が依拠しているドイツ語圏で書き換えや加筆がなされたsourcesには予想以上に多くの加筆や書き換えが含まれていることが明らかになった。例えば、『対話』理論の特徴としてしばしば言及される各楽音と旋法の対応表(Gerbert, p. 264)は、イタリア系写本には含まれておらず、史料ごとの差異が際立っていることから、もともと『対話』には含まれておらず、後から加筆されて流布したと考えられることが明らかになった。また今後、ヴァリアントを見直すことで、『対話』の伝搬経路や受容だけではなく、地域ごとの音楽教育の伝統が明らかになると期待される。校訂作業と並行して、11-12世紀にフランスで書写された『対話』写本の受容と伝搬について検討した。その結果、譜線記譜法への移行期に南フランスから北フランスにかけての広い地域で、『対話』やアレッツォのグイドによって確立された実践的な新しい音楽理論を、古代ギリシアに由来する伝統的な音楽理論と融合する試みがなされたことが明らかになった。当初の計画では、研究目標の一つとして、『対話』の中で曲例として言及されている典礼聖歌レパートリーを各地の典礼写本と比較し、地域や時代別に音楽実践の伝統を明らかにすることを挙げた。しかし写本史料の校合作業に想定以上の時間が取られていること、複写物の解像度の問題から音符の解読が難しい史料の数が少なくないこと、さらに批判的校訂版の作成という第一の目的とは直接関係しないことから、曲例の研究については当初の計画を見直し、『対話』が執筆されたとされるミラノ近郊固有のレパートリー、および特定の写本にみられる地域固有のレパートリーについてのみ随時、エディションの注で解説することとした。そうした点から、やや遅れていると判断した。最終年度にあたる本年は、apparat critiqueを見直し、『音楽についての対話』の新エディションを完成させる。完成したエディションおよび日本語の全訳は、ウェブ上で公開する。同時に音楽理論や曲例など本文の内容に関する注と全体の解説を執筆しながら、出版の可能性を探る。1000年頃に北イタリア(ミラノ近郊)で執筆された『音楽についての対話』は、中世ヨーロッパの音楽理論および音楽教育実践の歴史に変革をもたらした重要な著作である。それにもかかわらず現代の研究者による批判的校訂版が作成されることがこれまでなく、いまだに18世紀に出版された印刷本の形で一般に知られている。この18世紀のエディションは、ドイツ語圏で作成された写本群に従っており、曲例をはじめ多くのヴァリアントを含んでいる。本研究では、『音楽についての対話』を収めた一次史料の状況を確認した上で、全史料を比較校合し、新しい批判的エディションを校訂することを目的とする。今年度は、パリのテキスト研究所(IRHT)などで行った調査で所在が確認された63写本のうち53写本について、各地の図書館から取り寄せたマイクロフィルムをもとにテキストの比較校合を行った。またフランス国立図書館(ラテン語3713番、7311番、7369番、7461番)およびトロワ市立メディア館(2142番)においてオリジナル写本の調査を実施し、複写物上で判読が難しいパッセージを確認した。このうちトロワ写本は、モンプリエ写本、ライデン写本、トリアー写本と同じヴァリアントを数多くふくむことが確認された。この4写本では、原文の語順を初学者向けに並べ替えるなどといった教育的な配慮が認められる点で興味深い。まだ10点の写本の校合が残されているが、それらはいずれも13世紀以降の史料であり、本文の校訂そのものに今後大きな変更が生じることは無いと判断し、本文および註の作成にとりかかった。同時に各行のヴァリアントを検討しながら、写本史料のグループ分けを行っている。1年間で53写本を確認できた点は、順調といえる。しかし当初予定していたオリジナル史料の現地調査(特にイタリアの図書館)をほとんど実施できなかった。また註および解説に取りかかる準備がようやく整ったところであり、出版を考慮するとやや遅れていると判断される。

例えば、『対話』理論の特徴としてしばしば言及される各楽音と旋法の対応表(Gerbert, p. 264)は、イタリア系写本には含まれておらず、史料ごとの差異が際立っていることから、もともと『対話』には含まれておらず、後から加筆されて流布したと考えられることが明らかになった。また今後、ヴァリアントを見直すことで、『対話』の伝搬経路や受容だけではなく、地域ごとの音楽教育の伝統が明らかになると期待される。校訂作業と並行して、11-12世紀にフランスで書写された『対話』写本の受容と伝搬について検討した。その結果、譜線記譜法への移行期に南フランスから北フランスにかけての広い地域で、『対話』やアレッツォのグイドによって確立された実践的な新しい音楽理論を、古代ギリシアに由来する伝統的な音楽理論と融合する試みがなされたことが明らかになった。当初の計画では、研究目標の一つとして、『対話』の中で曲例として言及されている典礼聖歌レパートリーを各地の典礼写本と比較し、地域や時代別に音楽実践の伝統を明らかにすることを挙げた。しかし写本史料の校合作業に想定以上の時間が取られていること、複写物の解像度の問題から音符の解読が難しい史料の数が少なくないこと、さらに批判的校訂版の作成という第一の目的とは直接関係しないことから、曲例の研究については当初の計画を見直し、『対話』が執筆されたとされるミラノ近郊固有のレパートリー、および特定の写本にみられる地域固有のレパートリーについてのみ随時、エディションの注で解説することとした。そうした点から、やや遅れていると判断した。次年度は、校合を行っていない10写本について夏までに校合を行う。また複写物では判読できない写本をリストアップし、順次オリジナル史料の調査を行う。同時にapparat critiqueおよび本文註の作成に取り掛かる。最終年度にあたる本年は、apparat critiqueを見直し、『音楽についての対話』の新エディションを完成させる。完成したエディションおよび日本語の全訳は、ウェブ上で公開する。同時に音楽理論や曲例など本文の内容に関する注と全体の解説を執筆しながら、出版の可能性を探る。
ガンマ線バースト用X線偏光検出器GAPOMの開発

H14年度は、ガンマ線バースト用偏光計(GAPOM)の部分モデルである、1セルモデル、および評価モデルである八角シンチを製作した。両装置とも実験室のX線発生装置および高エネルギー研究所のフォトンファクトリでX線を照射し、測定値とシミュレーションで求めた設計値の比較を行った。検出効率、各イベントの分岐比、偏光検出能力はほぼ計算通りであることが確かめられた。H15年度は、散乱体としてセグメントプラスチック・シンチレータを用い位置検出能力を持たせる実験を行った。これはプラスチック・シンチレータを52本のマッチ棒状にセグメント化したもので、ここでのコンプトンロスを測定することで位置情報を読み出す。一方で、Geant4モンテカルロシミュレーションを導入し、今までに得られた実験データと比較した。計算されたX線検出効率は実験データと良く一致した。H16年度は、エネルギー分解能を上げるため、散乱X線の検出器部分に用いているNaIシンチレータやCsIシンチレータに換えて、CdTe半導体を16素子用いたCdTeヘッドの製作を行った。高エネルギー研究所フォトンファクトリで80keVの偏光X線を照射して、スペクトルを取得した。散乱分布が最高になる方向では1山のスペクトルであるのに対し、散乱分布が最低になる方向では2山のスペクトルになることが分かった。ここでもGeant4モンテカルロシミュレーションで示されたことが実験的に確かめられた。また測定された偏光検出効率はシミュレーションの通りモジュレーションパラメタM=0.67という高い値であった。また大面積化を測るためH8500フォトマルを用いた8×8セグメントプラスチックシンチレータも製作した。これを10台ほど並べて大面積偏光検出器を構成することで気球実験の目処がたった。ガンマ線バースト用偏光計(GAPOM)の部分モデルである。1セルモデル、および評価モデルである八角シンチを製作した。同結果は宇宙科学研究所主催の宇宙科学シンポジウムで発表された。1セルモデルは、GAPOMの基本ユニットである。1つの散乱体の周りに6つのシンチレータを配置し、散乱体に当たって散乱されたX線の角度分布を測定する。そのイベント数の異方性が入射X線の偏光方向を表している。読み出しは位置検出型フォトマル1本で行った。散乱体やシンチレータは取換え可能である。八角シンチレータはシンチレータにNaIを利用した高発光率タイプである。しかしNaIは潮解性があるのでアルミ筒の中に密閉されていて、交換不能の一体型モデルである。散乱体としては円筒型プラスチックシンチレータを真ん中に配置し、入射X線を散乱させる。散乱体の周りは8本の角柱型NaIシンチレータで取り囲んであり、散乱X線はのいづれかのNaIで吸収される。そのイベント数分布により偏光方向と偏光度が測定される。散乱体を突き抜けたX線は底面に置かれているBaF2シンチレータで全部吸収される。これら10個のシンチレータの信号は1つの位置検出型フォトマルで一括して読み出される。プラスチックイベントとBaF2イベントは中央で、NaIイベントはそれを取り囲む八角形の頂点上で起こるので、発光位置で区別される。プラスチックイベントとBaF2イベントは、信号のライズタイム(蛍光の減衰時間)で区別される。実験を行い、実際に10種類のイベントが区別できることが示された。

本年度は、先年度の実験結果を解析する一方で、散乱体としてプラスチック・シンチレータを用い位置検出能力を持たせる実験を行った。まず、プラスチック・シンチレータの最小エネルギー測定の実験を行ない、Fe55の5.9keVのX線が83%の効率で検出されることを確かめた。これで基礎設計が固まり、物理学会(2003秋期総会)や高エネルギー宇宙物理連絡会第4回研究会で発表した。次に、プラスチック・シンチレータを52本のマッチ棒状にセグメント化したものを製作し、位置情報を読み出す試みを行った。読み出し用に64chのマルチパッドフォトマルを購入した。多チャンネル処理のため専用のプリアンプを製作した。また、読み出しもVMEデジタイザを用いた新方式を採用した。最後にエネルギー分解能を上げるため、散乱X線の検出器部分に用いているNaIシンチレータやCsIシンチレータに換えて、CdTe半導体を16素子用いることにし設計、購入した。一方で、前年度最後に行った高エネルギー研究所フォトンファクトリでの実験データを精密に解析した。新たにGeant4モンテカルロシミュレーションを導入し、実験データと比較した。計算されたX線検出効率は実験デーダと良く一致した。偏光検出効率は、20%の不一致が見られ、原因を究明中である。精密解析中に設計段階では考慮しなかったBaのKエスケープX線が、偏光検出性能を25%程度悪化させているなどの発見があった。それは今年度製作したセグメント・プラスチック・シンチレータにフィードバックされ、改善して設計された。以上の結果は、2004年2月にアメリカ・スタンフォード大学で開かれたX-ray polarimetry conferenceで発表した。本年度は、散乱体としてプラスチック・シンチレータを用い位置検出能力を持たせる実験、およびシンチレータの代わりにCdTe半導体検出器を並べて散乱スペクトルを精密に測定しシミュレーションと比較すること、また大面積化の試みを行った。プラスチック・シンチレータを52本のマッチ棒状にセグメント化したもの(セグメントプラシンチ)を64chのマルチパッドフォトマルで読み出した。読み出しには、手作りプリアンプおよびVAチップを用いた64chの多チャンネル読み出し回路を購入して用いた。一方で、前年度までに製作・評価した八角シンチレータのNaIシンチレータに変えて16素子のCdTe半導体を円筒形に並べたCdTeヘッドを製作し、高エネルギー研究所フォトンファクトリで80keVの偏光X線を照射して、スペクトルを取得した。散乱分布が最高になる方向では1山のスペクトルであるのに対し、散乱分布が最低になる方向では2山のスペクトルになることが分かった。Geant4モンテカルロシミュレーションで示されたことが実験的に確かめられた。また測定された偏光検出効率はシミュレーションの通りモジュレーションパラメタM=0.67という高い値であった。以上の結果は、金田亜希子卒業論文(東京理科大学)にまとめられ、2005年3月に日本物理学会で発表予定である。また大面積化を測るためH8500
未分化急性白血病における骨髄ペルオキシダ-ゼ遺伝子の検索

塗抹標本で骨髄ペルオキシダ-ゼ(MPO)陰性と判定される急性白病には、骨髄系抗原(CD13やCD33抗原)を発現するものがある。これらには、抗原発現が乏しく急性未分化白血病とされるものと一応定型リンパ球系腫瘍としての抗原群を発現し、上記骨髄系抗原を重複発現するものが含まれる。これら塗抹MPO陰性で骨髄系抗原発現のある急性白血病の細胞起源を正常造血分化地図上で解釈することは造血細胞の分化の理解には必須である。最近単離されたMPO遺伝子を用い、MPO発現を遺伝子発現のレヴェルで検索し、この問題の理解に資するのが本研究の目的である。前駆B細胞ALLにCD13・33を重複発現する症例17例を収集した。15例は、電顕及ぴRNAでもMPO陰性であった。2例では、電顕及ぴRNAレヴェルでMPO発現を認めたが、塗抹標本では検出感度以下であった。他の抗原でこれら2群は、共らHLA-DR陽性であったが、MPO陰性例では、HLA-DQ陽性、しかしMPO陽性では、HLーDQはほぼ陰性な程低率なのが異なる。T細胞腫瘍については、CD1,3,4,5,8などを発現し細胞質CD3検出の容易な12例では骨髄球系抗原の重複発現さえ、全く認められなかった。より未分化段階(CD7、7+5,7+2,7+5+2、のみ発現)の9例では、全例に骨髄球抗原の発現を認め、内3例では、電顕・RNAのMPO陽性であり、その内2例ではCD3・RNAを検出可能であった。未成熟な程度とMPO発現との関係が明瞭かのが、T細胞腫瘍での特微であり、T細胞腫瘍のAML転換との関係で極めて興味深い。MPO発現を〓進させるサイトカイン・化学物質を特定できなかったが、γIFNによりMPO遺伝子発現が抑制される事が判明し、この事象については内外の文献に未記載であり貴重な観察である。成人の前駆B細胞ALL48例を検索し、13例に骨髄球系抗原(CD13・33)の重複発現を認めた。13例の内、12例が塗抹標本・電顕でMPO(骨髄ペルオキシダ-ゼ)陰性であり、MPO・RNA陰性であった。13例中の1例は、新鮮細胞で不明瞭であったMPO発現が、株化細胞(Tahr87)では塗抹標本で認められた。成人前駆B細胞のCD13・33を重複発現する例のほぼ全例は、MPOについては、RNAレベルでも発現の無いことが分かった。例外的に希かも知れないが、Tahr87のようにMPOの完全な発現と前駆B細胞としての形質が共存し得ることも分った。一方、T細胞ALL(ないしリンパ芽球リンパ腫)の18例の内、2例でCD13・33の重複発現を認めた。これら2例では、経過中にCD13・33抗原の発現増強があり、しかも初診時塗抹標本では認められなかったMPOを、極く小数(2400に1個)の細胞に認めるようになり、更に電顕では全細胞に確認され、当然、MPO・RNAも認めた。従って、T細胞ALLの場合は、CD13・33の重複発現する例では、MPOを発現する方が一般的である可能性が残った。

結局、電顕MPOが陰性でMPO・RNAを検出できた症例は無かったが、試験管内で適切な誘導条件(サイトカインなど)を与えた上で、発現される場合、それでも発現されない場合を区別する必要がある。種々のサイトカインを調べた結果、γIFNが、MPO発現をRNAレベルで発現抑制することが判明した。γIFNは、発現調節機構が十分には分かっていないMPOについて初めて判明した発現抑制シグナルである。一方、発現昂進シグナルは種々の実験にも拘わらず、未だに検索途上である。以上、急性未分化白血病の形質分類上でMPO遺伝子発現検索の有意性は十分に明らかにされた。平成2年度に、塗抹MPO陰性である急性白血病(一般的には急性リンパ性白血病、即ちALL)及びリンパ腫の合計28例を検索した。前駆B細胞ALLに骨髄系抗原(CD13/CD33)が重複発現している追加例は、5例認めた。内1例で、塗抹標本にてMPO発現を認めた。研究開始時点から渉獵できた、前駆B細胞ALLに骨髄系抗原と重複発現した症例は、合計17例である。その内、MPO発現を認めたのは結局2例である。1例は、研究の端緒となった株化細胞「Tahr87」の由来患者である。一方、T細胞系統症例は、8例で、試験管内誘導を含め、骨髄系抗原の発現を認めたものは、1例あったが、MPO遺伝子発現を認めなかった。T細胞系統では、MPO発現重複症例は、2例のままである。しかし、形質検索で未熟T細胞段階(CD7、CD7+5,それぞれだけ発現)に限れば、背景となる母集団が少数であるため、2/9となり、低い頻度ではない。未熟T細胞腫瘍のAML(急性骨髄性白血病)転換は一貫して継続報告されていて、AML転換との関係で、前駆B細胞ALLにおける骨髄系抗原の重複発現に加えMPOを重複発現する症例の記載と比較して、より有意な可能性がある。γIFNによるMPO遺伝子発現の抑制は、Tahr87のみでなく、HL60でも認め、反復確認した。MPO遺伝子発現昂進を来すシグナルは見出せなかった。結論として、前駆B細胞ALLでは骨髄系抗原の重複発現は希でなく認められ、そしてごく希にMPOをも発現としているものがある。そして未熟段階のT細胞腫瘍(CD7、CD7+5,だけそれぞれ発現)では,統て骨髄系抗原を重複発現し、その中である低い頻度でMPOの発現がある。γIFNはMPO遺伝子発現を抑制する。
ヒト単球群による移植腎拒絶のメカニズムと特異的免疫抑制法の研究

シクロスポリンの登場により、死体腎移植をふくめた腎移植成績は大きく飛躍した良好な結果が得られるようになった。一方、シクロスポリンの限界も明らかになった。すなわち、腎毒性を有すこと、そして本剤をもってしても制御しえない拒絶反応が存在すること、である。今後、新たな免疫抑制法の開発のためには、拒絶反応のメカニズムが解明されることが必要である。本研究は、これまで拒絶反応に関わりをもつであろう単球群について、新らしく発見し開発したinvitroのassdy法,SPFC-MLC法およびSPFC法を用いて単球と拒絶反応との関係を検討することを目的とした。invitroにおいて、自己赤血球とロゼット形成能を有すT細胞が、SPFC産生を促進する細胞として作用、一方、自己血球ロゼット形成単球と自己血球ロゼット非形成T細胞は抑制的に作用すること、外来抗原としてインフルエンザウイルス,大腸菌,そして同糖抗原もこのSPFC産生に影響を与えることが明らかにされた。拒絶反応との関係について、術前にドナーと施行したMLC-SPFC法により得られたinvitroのSPFC産生能は、移植腎拒絶中の浸潤細胞中に等しく同一反応パターンが再現されていること、そして、移植腎生着率もSPFC非反応群は100%の3半生着率を示し、反応陽性群は高反応例が80.2%,低反応群34.1%と不良であり、シクロスポリン免疫抑制法のもとでも、一定の有意な傾向が認められた。以上の結果から、単球のうち、SPFC陽性単球の動態は、拒絶反応に関わりを有すことが示唆され、今後の免疫抑制法開発の基礎をなすものと判断された。
骨誘導因子を用いた歯周組織再生におけるセメント質形成の解析と新しい再生療法の開発

1.イヌに3壁性および2壁性歯周組織欠損を作製し、欠損内にリコンビナントヒトBone Morphogenetic Protein-2(rhBMP-2)を、ポリ乳酸ポリグリコール酸共重合体ゼラチンスポンジ(PGS)を担体として埋植した。治癒期間後に組織標本を評価したところ、3壁性欠損モデルで、rhBMP-2の埋植により骨形成が促進された。2.ビーグル犬の下顎左右第4前臼歯において、水平性歯周組織欠損を作成し、エナメルマトリックス抽出物(EMD)塗布群と何も塗布しない群(対照群)に分けて処置した。歯根周囲にPGSを担体としてrhBMP-2を埋植した。セメント質、歯根膜の再生はEMDの有無によって差が認められなかったが、骨性癒着の抑制効果が認められた。3.遺伝子レベルで骨芽細胞分化を調節する転写因子であるCore Binding Factor Alpha-1(Cbfa1)を、歯周組織欠損に存在する細胞に強制発現させることで、骨欠損の治癒、再生に促進的に作用するか否かを検討した。イヌ6頭に水平性の骨欠損を作製し、実験側にCbfa-1遺伝子を組み込んだアデノウイルスを吸着させた多孔質βTCPブロックを埋入した。埋植材の露出により、効果の判定が困難であった。今後は、アデノウイルスの濃度等、条件を変えて研究を進める必要がある。4.rhBMP-2の担体として検討予定のリン酸カルシウムセメントを、上記1)と同様の3壁性欠損モデルに埋植した。脱灰標本を作製し、組織計測を行ったところ、新生骨の高さ、新生セメント質形成量、新生結合組織付着形成量は、対照群と比較して実験群でいずれも有意に大きい値を示した。リン酸カルシウムセメントの埋植が歯周組織再生に有効であったことから、今後rhBMP-2の担体としての検討を進める。1三壁性骨欠損、二壁性骨欠損モデルビーグル犬の上顎左右犬歯近心に3壁性骨欠損を、下顎左右犬歯近心に2壁性骨欠損を作製し、欠損内にリコンビナントヒトBone Morphogenetic Proteirr-2(rhBMP-2)を、ポリ乳酸ポリグリコール酸共重合体ゼラチンスポンジ(PGS)を担体として埋植した。治癒期間後に欠損領域を含む周囲組織を切除し、組織標本を作製した。得られた標本において再生結果を評価中である。2エナメルマトリックス抽出物の併用モデルビーグル大の下顎左右臼歯部において、粘膜骨膜弁を剥離し、セメントエナメル境(GET)から5mmの高さまで、歯槽骨を削除した。第1、第2、第3前臼歯および第1後臼歯を抜歯し、第4前臼歯の露出した歯根面を、セメント質が完全に除去されるまで徹底的にルートプレーニングした。掻爬した歯根表面をリン酸にて脱灰し、エナメルマトリックス抽出物(EMD)塗布群と何も塗布しない群(対照群)に分けて処置した。その後、歯根周囲にポリ乳酸ポリグリコール酸供重合体・ゼラチンスポンジ(PGS)を担体としてrhBMP-2を埋植し、埋植物を完全に被覆して歯冠頂部をわずかに露出させるように、粘膜骨膜弁を縫合した。治癒期間後に手術部位を一塊で切除し、組織標本を作製した。3リン酸カルシウムセメント等を担体としたモデル

まず、rhBMP-2の担体として使用する予定のリン酸カルシウムセメントのみを、上記1と同様の三壁性骨欠損モデルに埋植した。現在、その組織標本を作製中である。1)イヌに3壁性および2壁性歯周組織欠損を作製し、欠損内にリコンビナントヒトBone Morphogenetic Protein-2(rhBMP-2)を、ポリ乳酸ポリグリコール酸共重合体ゼラチンスポンジ(PGS)を担体として埋植した。治癒期間後に組織標本を評価したところ、3壁性欠損モデルで、rhBMP-2の埋植により骨形成が促進された。2)ビーグル犬の下顎左右第4前臼歯において、水平性歯周組織欠損を作成し、エナメルマトリックス抽出物(EMD)塗布群と何も塗布しない群(対照群)に分けて処置した。歯根周囲にPGSを担体としてrhBMP-2を埋植した。歯周組織再生結果はEMDの有無によって差が認められなかった。3)遺伝子レベルで骨芽細胞分化を調節する転写因子であるCore Binding Factor Alpha-1(Cbfa1)を、歯周組織欠損に存在する細胞に強制発現させることで、骨欠損の治癒、再生に促進的に作用するか否かを検討した。イヌ6頭に水平性の骨欠損を作製し、実験側にCbfa-1遺伝子を組み込んだアデノウイルスを吸着させた多孔質βTCPブロックを埋入した。現在評価のための準備中である。4)rhBMP-2の担体として検討予定のリン酸カルシウムセメントを、上記1)と同様の三壁性欠損モデルに埋植した。脱灰標本を作製し、組織計測を行ったところ、新生骨の高さ、新生セメント質形成量、新生結合組織付着形成量は、対照群と比較して実験群でいずれも有意に大きい値を示した。リン酸カルシウムセメントの埋植が歯周組織再生に有効であったことから、今後rhBMP-2の担体としての検討を進める。1.イヌに3壁性および2壁性歯周組織欠損を作製し、欠損内にリコンビナントヒトBone Morphogenetic Protein-2 (rhBMP-2)を、ポリ乳酸ポリグリコール酸共重合体ゼラチンスポンジ(PGS)を担体として埋植した。2.ビーグル犬の下顎左右第4前臼歯において、水平性歯周組織欠損を作成し、エナメルマトリックス抽出物(EMD)塗布群と何も塗布しない群(対照群)に分けて処置した。セメント質、歯根膜の再生はEMDの有無によって差が認められなかったが、骨性癒着の抑制効果が認められた。3.遺伝子レベルで骨芽細胞分化を調節する転写因子であるCore Binding Factor Alpha-1(Cbfa1)を、歯周組織欠損の存在する細胞に強制発現させることで、骨欠損の治癒、再生に促進的に作用するか否かを検討した。埋植材の露出により、効果の判定が困難であった。今後は、アデノウイルスの濃度等、条件を変えて研究を進める必要がある。4.rhBMP-2の担体として検討予定のリン酸カルシウムセメントを、上記1)と同様の3壁性欠損モデルに埋植した。
“逆転の島”の中心核の構造解明：異分野共同による挑戦

「逆転の島」と呼ばれる魔法数20近傍の中性子過剰核は、魔法数の性質を失い、変形しているという報告以来、様々なグループによって研究が行われてきた。我々はスピン偏極した原子核のβ崩壊の非等方性から娘核のスピン・パリティを決定できるという独自の手法で構造解明を進めてきた。しかし、その中心核である32Naは生成が難しいことから、基底状態の超微細構造でさえいまだ決定できていない。本研究では、毎秒100個以下という非常に少ない生成量の不安定核でも超微細構造を測定可能な新奇レーザー分光法の開発を行った。この手法の確立により、中性子過剰核の測定限界を安定核からさらに遠くへと広げることができる。本研究の最初の目的である32Na原子核の基底状態の構造を明らかにするため、まず、32Naの超微細構造を測定し、次に偏極ビームを開発する、という実験の申請書をカナダのTRIUMF研究所に6月に提出した。申請書作成にあたり、原子物理の専門家であり、本研究の研究協力者であるTRIUMF研究所のLevy氏・Pearson氏、日本側の連携研究者である松尾氏(法政大)・畠山氏(東京農工大)とテレビ会議やメールで議論し、具体的な実験手法や方法などを決定していった。提出した実験申請書の審査会が7月実施され、その内容が高く評価されて実験はプライオリティAで認められた。今回の実験で問題となるのは、ビーム量が毎秒100個程度と少ない点である。このビーム条件でも効率よくNa原子にレーザー照射後に放出される蛍光を測定するため、集光系と検出系を新たにデザインし、製作した。大阪大学の学生1名がTRIUMF研究所に約2週間滞在し、現地の研究協力者と議論しながら設計を進めた。おおまかな原案ができて帰国した後は、テレビ会議やメールで議論しながら、詳細部分を詰めていった。検出系である蛍光モニターは日本の業者に詳細図面の作成と製作を依頼した。集光系であるミラーアセンブリは、球形ミラーの製作が大変難しいため、製作可能な日本の業者が見つからず、TRIUMF研究所にお願いした。同研究所の設計部門が我々の原案をもとに詳細図面を完成させ、工作部門が製作を行った。2016年の4月はじめに安定核23Naのビームタイムが設定され、設計を担当した大阪大学の学生1名と東京農工大学の学生1名がTRIUMF研究所に3月はじめから滞在し、新しく製作したシステムのテストや実験場所での設置、レーザー系の準備などを行った。学生2名はこのまま4月の実験終了までTRIUMF研究所に滞在予定である。当初、少ないビーム量に対応するための新しい集光系や検出系の製作は来年度行う予定であった。しかし、実験方法の確立とこれらシステムのテストは同時に行う方がよりよい結果が得られると考え、予定を変更した。そのため、来年度に予算を組んでいた集光系・検出系のシステムを今年度に製作するため、予算の前倒し申請を行った。また、これらシステムの設計・製作に時間がかかったため、今年度に予定していた、安定核23Naビームを用いたテスト実験は来年度に実施することになった。トータルとしては、来年度予定していた実験準備を今年度に実施し、また、今年度に予定していたテスト実験を来年度に行うという点で、時間的にも予算的にも2年間というスパンで考えるならば、大旨順調に進展している。「逆転の島」の中心核の構造解明のため、生成が難しく収量の少ない中性子過剰核の超微細構造を測定する新奇手法を開発してきた。まず、2015年に超高感度測定を目指し、新型の球面ミラーと蛍光モニターシステムを新たに設計・製作した。2016年4月に安定核ナトリウム23原子を用いてシステムの性能テスト実験を行い、十分な性能を確認できた。そこでいよいよ、超高感度レーザー分光法開発実験を2017年1月に実施する予定であったが、TRIUMFの新しい施設の工事のため急遽中止となり、科研費を繰り越し、2017年7月に実験を行った。この手法は、照射するレーザーの波長と異なる波長の脱励起光を検出することで、バックグラウンドとなる大量の散乱レーザー光の影響を取り除くものであり、アルカリ金属やその周辺核原子を対象とする。以下の2種類の開発実験を実施した。1種類目は、330nmのレーザーを照射し、異なる波長の589nmの脱励起光を検出する方法である。残念ながら、それでも散乱レーザーがバックグラウンドとして存在することが判明した。そこで、粒子と脱励起光の同時測定でこれを除去し、毎秒約1,000個のビームで測定可能であることを示した。2種類目は、589nmのレーザーを照射し、ドップラー効果によるわずかに異なる波長の脱励起光を検出する方法である。散乱レーザーによるバックグラウンドは依然として大きく、粒子と脱励起光の同時測定に加えて、1nm幅のバンドフィルターを導入し、除去することに成功した。さらに、円偏光レーザーを用いた場合、毎秒100個のビームでも、2本中の1本の共鳴ピークならば、検出できることを示した。最終的に、超高感度レーザー分光法と我々独自の偏極核のβ崩壊非対称性の測定を組み合わせ、毎秒100個以下のビームでも超微細構造を測定できる超感度測定法の開発に成功した。

我々が2015年度から開発を進め、2016年4月に性能テスト実験を行った球面ミラーと蛍光モニターシステムは非常に性能良く働き、TRIUMFの旧システムと比較して、約3.4倍も大きい相対検出効率を得ることができた。新しい超高感度蛍光モニターシステムを用いて、当初、2017年1月に非常に少ないビーム量(毎秒100個以下)での超微細構造測定の開発実験を実施予定であったが、TRIUMFの新しい施設の工事のために延期された。しかし、そのおかげで、超微細構造測定の手法について議論や検討を重ね、実験準備に十分な時間を持つことができ、2種類の手法で、それぞれの特徴を精査できるような開発実験を行うことができた。当初の予定よりも半年近く遅れて進んではいるが、非常に良い結果が得られたことより、「おおむね順調に進展している」といえる。「逆転の島」の中心核の構造解明のため、生成が難しく収量の少ない中性子過剰核の超微細構造を測定する新奇手法を開発してきた。2017年7月に超高感度レーザー分光法の開発実験を安定核ナトリウム23原子を用いて実施した。この手法は、照射するレーザーの波長と異なる波長の脱励起光を検出することで、バックグラウンドとなる大量の散乱レーザー光の影響を取り除くものであり、アルカリ金属やその周辺核を対象としている。その結果、毎秒1000個のビーム量での測定に成功した。さらに円偏光レーザーを用いれば、毎秒100個のビーム量でも2本中の1本の共鳴ピークを検出できることを示し、最終的に、この手法と我々独自の偏極核のβ崩壊非対称性測定を組み合わせることで、毎秒100個以下のビームで超微細構造を測定できる結果が得られた。本申請の目的は達成したが、次に、理想的環境下では1個の粒子検出で超微細構造を決定可能な画期的手法の開発実験を行った。これは、TRIUMFの将来計画の1つになっているレーザー共鳴イオン化法と呼ばれる手法である。2本の異なる波長のレーザーを同時に照射し、イオン化ポテンシャルを越えて電子を励起させ、イオン化した粒子を電場で分離して検出する方法である。2017年11月に、TRIUMFで超微細構造測定用として初めて実験を実施し、この手法の完成を目指したが、毎秒1000個のビーム量が今回の測定限界であった。しかし、理想的な実験環境作りのための課題を今回の実験で徹底的に洗い出すことができ、今後、TRIUMFの5カ年将来計画プロジェクトとして、ビームラインの大がかりな改良のための基礎データを我々の実験で手に入れることができた。本申請課題の研究目的である毎秒100個以下でアルカリ金属やその周辺核原子に対する超微細構造測定の手法は確立し、今後原子核構造研究への応用を目指すことになる。「逆転の島」と呼ばれる魔法数20近傍の中性子過剰核は、魔法数の性質を失い、変形しているという報告以来、様々なグループによって研究が行われてきた。我々はスピン偏極した原子核のβ崩壊の非等方性から娘核のスピン・パリティを決定できるという独自の手法で構造解明を進めてきた。しかし、その中心核である32Naは生成が難しいことから、基底状態の超微細構造でさえいまだ決定できていない。本研究では、毎秒100個以下という非常に少ない生成量の不安定核でも超微細構造を測定可能な新奇レーザー分光法の開発を行った。この手法の確立により、中性子過剰核の測定限界を安定核からさらに遠くへと広げることができる。4月はじめに安定核23Naビームを用いて、今年度に製作したミラーアセンブリと蛍光モニターの動作テストを行い、かつ、少ないビーム量での実験手法を確立する。