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炭酸カルシウム形成初期におけるアラゴナイト前駆物質の探求：不純物効果の新解釈

炭酸カルシウムの高圧多形であるアラゴナイトは、最も主要な生体鉱物のひとつであるが、その形成過程は明らかになっていなかった。本研究においては、マグネシウムが形成最初期にどのような影響を及ぼすかを解明するため、炭酸カルシウムクラスターの安定構造を量子化学に基づく計算機シミュレーションにより推定した。その結果、マグネシウムを含むクラスターの構造は、含まない場合の構造とは明らかに異なり、アラゴナイトにより類似していた。このことから、マグネシウムはクラスター形成時から積極的にアラゴナイト形成に関わっており、マグネシウムと水分子との相互作用が多形形成において重要な意味をもつことが示唆された。本研究課題の目的は、最も主要な生体鉱物であるアラゴナイトの形成初期において、不純物、特にMgイオンが果たす役割を決定することである。炭酸カルシウムはさまざまな多形をもつが、その中でもアラゴナイトは生体硬組織を形成する最も一般的な生体鉱物である。アラゴナイトは高圧相であるため、生物が生息する環境において、どのようにしてこの相が形成されるのかは数多くの研究者の注目を集めてきたが、その物理的メカニズムは明らかになっていない。従来、Mgイオンが母液中に存在するとアラゴナイトが生成しやすいことが現象論的に知られてきたが、その形成初期においてMgがどのような役割を果たしているかは、これまでのところ理解されていなかった。本研究課題においては本年度、炭酸カルシウム形成最初期に出現するクラスター(CaCO3)nに関して、量子化学に基づく反応経路自動探索プログラムGRRMにより、その構造の推定を試みた。Mgがこのようなクラスターの構造にどのような影響を与えているのかを考察するため、不純物を含まない系と、Mgを含むクラスターの最安定構造および局所安定構造を探索し、それらの比較を行った。その結果、不純物を含まない系においては、わずか4個のCaCO3を含むクラスターが、安定相であるカルサイトに類似の構造を持つことが示された。さらにMgを含む系ではその構造が大きく異なり、よりアラゴナイトに近い構造を持つことが明らかになった。これにより、Mgはカルサイトの成長を阻害したり、溶解度を変化させるのみならず、炭酸カルシウム形成初期段階において、積極的にアラゴナイトの形成に影響を与えていることが示唆された。炭酸カルシウム多形の一つであるアラゴナイトは、生体硬組織を形成する最も一般的な鉱物であるが、高圧で安定な相であるため、生物が生息する環境において、どのようにして形成されるのかが古くから議論されてきた。従来形成の要因として、Mgの影響が現象論的に注目されてきたが、このイオンが炭酸カルシウムの形成初期にどのような役割を果たしているかは理解されてこなかった。本研究課題は、計算機シミュレーションおよび実験の両面から、アラゴナイトの形成過程において、不純物、特にMgイオンが果たす役割を決定するとともに、炭酸カルシウム多形の形成初期過程における原子レベルの振る舞いを明らかにしようとするものである。計算機シミュレーションにおいては、近年開発された非調和歪追跡法に基づく化学反応経路自動探索プログラムGRRMを用いて、炭酸カルシウム形成初期に出現すると考えられるクラスターの安定構造および形成過程を探索した。不純物を含まない系とMgを含む系において計算を行って比較した結果、Mgは水溶液中では強い水和殻を形成するが、いったん脱水和すれば容易にクラスターに取り込まれ、不純物のない場合とは異なる構造をもつクラスターを形成することが示唆された。Mgが入る系におけるクラスターの構造は、よりアラゴナイトに近く、Mgは形成初期段階から積極的にアラゴナイト形成に関与している可能性がある。ただし現在までの計算は水分子の影響を考慮しておらず、今後水分子を含む計算を行い、その影響を明らかにする計画である。実験においては、塩化カルシウムおよび炭酸ナトリウム溶液を混合し、炭酸カルシウム形成時の過飽和溶液の赤外分光分析を行った。その結果、結晶相や非晶質相のピークとともに、従来報告例のない赤外吸収ピークを確認した。今後シミュレーション結果と比較することにより詳細な構造の検討を行うとともに、Mgを添加してその影響を考察する。前年度に引き続き、炭酸カルシウムの形成初期に出現すると考えられるクラスターの安定構造および形成過程を、量子化学に基づく反応経路自動探索プログラムGRRMを用いてシミュレーションするとともに、本年度は実際に合成実験を行うことで前駆物質の検出を試みた。シミュレーション研究においては、前年度までに探索した不純物のない系およびMgを含む系において形成されるクラスター構造の重合過程を詳細に検討した結果、Mgイオンが存在すれば容易にクラスター中に取り込まれ、その後炭酸カルシウムペアが1つずつ重合していく過程が最もエネルギー的に有利であることを明らかにした。ただし、現在までの結果は水分子としての影響は考慮していないため、今後は水分子を含む系での検討が必要である。実験的研究においては、低過飽和な条件において塩化カルシウムおよび炭酸ナトリウムを混合し、炭酸カルシウムが生成する過程を赤外分光法によってその場観察した結果、安定相であるカルサイト、準安定相であるファーテライト、非晶質相の吸収ピークがほぼ同時に出現した。このことは、過飽和溶液から結晶相が直接晶出する経路と、非晶質相を経由する経路が同時に存在している可能性があることを意味し、これは近年報告された溶液セルを用いた透過型電子顕微鏡によるその場観察結果と調和的である。また、これらのピークでは説明できないピークも確認され、結晶形成初期においては、従来報告されているものとは異なる構造をもつ前駆物質が存在している可能性も示唆される。

これらの結果は、炭酸カルシウムの形成初期に関して重要な意味をもつものであり、国際会議において招待講演を行っている。これらのことから、順調な進捗状況であると言える。本研究の目的は、最も主要な生体鉱物であるアラゴナイトについて、その形成初期過程における不純物、特にMgイオンの影響を決定することである。近年、水溶液からの鉱物の形成過程において、従来の理論とは異なるnon-classicalな形成パスが注目を集めており、本研究はその文脈の中で、形成初期過程における不純物の及ぼす影響を明らかにすることを目指すものである。これまで、近年開発された量子化学に基づく化学反応経路自動探索法により、アラゴナイト形成初期に形成されるクラスターの安定構造に及ぼすMgイオンの影響を考察してきた。その結果、Mgを含むCaCO3クラスターは、アラゴナイト構造に近い構造を取ることが示され、Mgは炭酸カルシウムの形成初期段階から、積極的にアラゴナイトの形成に関与していることが示された。今年度はさらにH2O分子の影響を考察するため、炭酸カルシウムの水和物であるモノハイドロカルサイトにMgが含まれる場合、その近傍の構造がどのように変化するかを第一原理計算により考察した。その結果、通常Caが入るモノハイドロカルサイトの陽イオンサイトは8配位であるが、Mgが入ると、その近傍のCO3が移動・回転することにより、6配位の構造に変化することが明らかになった。これは、研究代表者によって明らかにされている、Mgがアラゴナイト表面に取り込まれる際の局所構造の変化と類似した結果である。Mgは水溶液中では6配位の強固な水和殻中に存在しており、その1部をCO3で置換した6配位のクラスターとして結晶に取り込まれている可能性も考えられる。さらに、Mgを主成分とする炭酸塩の合成実験を行ったところ、非晶質相が初期生成物として形成した後、水和物が出現した。ただし、その形成プロセスは条件によって複雑に変化することが明らかになり、ここからもMgと水の相互作用が重要な役割を果たしていることが示唆される。炭酸カルシウムの高圧多形であるアラゴナイトは、最も主要な生体鉱物のひとつであるが、その形成過程は明らかになっていなかった。本研究においては、マグネシウムが形成最初期にどのような影響を及ぼすかを解明するため、炭酸カルシウムクラスターの安定構造を量子化学に基づく計算機シミュレーションにより推定した。その結果、マグネシウムを含むクラスターの構造は、含まない場合の構造とは明らかに異なり、アラゴナイトにより類似していた。このことから、マグネシウムはクラスター形成時から積極的にアラゴナイト形成に関わっており、マグネシウムと水分子との相互作用が多形形成において重要な意味をもつことが示唆された。本年度においては、CaおよびCO3イオンのみを含む(CaCO3)nクラスターの構造を、量子化学に基づく反応経路自動探索プログラムGRRMにより決定した。
Dーアルギニンの生合成と光学選択性を持たないアルギニンキナーゼに関する研究

環形動物類のケヤリの生体内にはD-及びL-アルギニンを共に基質として利用し,D-及びL-アルギニンリン酸を合成することのできる特異なアルギニンキナーゼが存在している。本研究では,このケヤリ・アルギニンキナーゼのアミノ酸置換変異体を多数作製し,その酵素活性の変化を検討することで,触媒機能に関与するアミノ酸残基の特定を行った。その結果,54位のアミノ酸残基が酵素触媒反応に関与すること,64,89,320位のアミノ酸残基は基質認識に関与することが示された。環形動物類のケヤリの生体内には高濃度で遊離D-アルギニンと,そのリン酸化合物である遊離D-アルギニンリン酸が存在し,また,D-及びL-アルギニンを共に基質として利用することのできる特異なアルギニンキナーゼが存在している。今までの研究によりこのケヤリ・アルギニンキナーゼの立体構造とその基質結合部位の予測から,64,89,320位のアミノ酸残基の基質認識と酵素触媒反応への関与が示唆された。そこで,これらのアミノ酸残基におけるアミノ酸置換変異体を作成し,その酵素活性の比較を行ってみることにした。アミノ酸置換変異体は大腸菌を用いたリコンビナント酵素として発現され,精製され,その酵素活性が測定された。その結果,L64,Y89,N320へのアミノ酸置換変異体は酵素活性を大きく増減させ,これらのアミノ酸が酵素触媒反応に関与することが明らかとなった。特に,320位のアミノ酸残基は,L及びDアルギニンの認識に関与することも予想された。これにより,鏡像異性体であるD-およびL-アルギニンのアルギニンキナーゼによる光学認識の解明への足かがりが得られた。今後はこれらのアミノ酸残基の光学認識への関与についてをさらに探ると共に,他の基質認識に関与するアミノ酸残基の特定を進める予定である。環形動物類のケヤリ(Sabellastarte indica)の生体内には高濃度で遊離D-アルギニンと,そのリン酸化合物である遊離D-アルギニンリン酸が存在している。また, D-アルギニン及びL-アルギニンを共に基質として利用し, D-アルギニンリン酸及びL-アルギニンリン酸を合成することのできる特異なアルギニンキナーゼが存在している。アルギニンキナーゼはフォスファゲンキナーゼファミリーに属する酵素で,無脊椎動物に広く存在するが,ケヤリ以外の生物に存在するアルギニンキナーゼはL-アルギニンのみを基質とし, D-アルギニンを利用することはできない。本年度の研究により,このケヤリ・アルギニンキナーゼの54, 64, 89, 320位のアミノ酸残基の重要性が確認された。これらのアミノ酸残基へのアミノ酸置換変異体を用いた酵素機能の比較によると, 54位のアミノ酸残基は酵素触媒反応に関与すること, 64, 89, 320位のアミノ酸残基は基質認識に関与することが示された。また,他の生物から単離されたアルギニンキナーゼやフォスファゲンキナーゼファミリーの他の酵素を用いたアミノ酸置換変異体による研究でも, 89位のアミノ酸残基が基質認識に関与することが示された。これらの研究成果に基づき,今後はL-アルギニンまたは, D-アルギニンのみを基質とするケヤリ・アルギニンキナーゼの作製により,人工的な光学特異性の導入を目指す予定である。
レーザー照射にアパタイト噴射を併用した新たな窩洞形成技術の開発

報告者はすでに歯質にレーザー照射を行うことで耐酸性が得られるなどの、歯質強化に関する有益な結果を得ている。さらに一定条件下でリン酸カルシウム塩のペーストを象牙質に塗布しレーザー照射をすることで象牙質表層ならびに象牙細管内にリン酸カルシウムを熔着できることを確認している。しかし、この方法では従来の回転切削後にリン酸カルシウム塩のペーストを塗布し、レーザーを照射する必要があり、さらにペースト作製には水分が不可欠であるため、水に対して吸収性を有するレーザーを用いた場合には照射エネルギー減弱の原因となっている。本研究の最終的な目的は、生体硬組織に類似した組成のリン酸カルシウム塩(アパタイト)噴射を用いて感染歯質を選択的に除去し、併せてレーザー照射を行うことで象牙質およびアパタイトの転化反応を利用し歯質の強化をすることである。平成16年度はα-TCP、β-TCP、HAPとマイクロエッチャーを用いて歯質切削効率について検討した結果、健全な象牙質はほとんど切削されず、軟化した象牙質は切削されることが確認され、感染歯質の選択的な除去の可能性が示唆された。また切削された試料面は粗造になり、用いたアパタイトが表面に残存することが確認された。本年度はアパタイト噴射後の試料表面にレーザーを照射し、その表面性状の変化を構造的および結晶学的に観察した。その結果、試料表面に残留したアパタイトが、レーザーの熱エネルギーによって象牙質表面に比較的強固に熔着し、結晶性が向上することが観察された。またこの変化はα-TCP、β-TCP、HAPを用いたいずれの試料でも観察された。これら結果から、この技術をう蝕除去後の窩洞に応用することにより、修復処置後の二次う蝕を予防できる可能性や、高齢化社会をむかえ増加している露出歯根面のう蝕や、その予防処置にも応用できる可能性が示唆された。感染歯質の除去、修復治療のための窩洞形成は従来より回転切削器具で行われていた。しかし、接着性修復材料とその技術の進歩、また歯質保存的な修復方法のコンセプトの定着により、機械的保持形態を持つ窩洞を形成する必要がなくなり、いかに効率的に感染歯質のみを除去できるかということがう窩の修復治療で重要な意味を持つことになってきた。新たな歯質除去方法として噴射切削やレーザーの応用が検討されている。しかし噴射圧や距離により、その切削量は大きく変化し、最適な条件を決定するにはさらに検討が必要である。また切削された試料面は粗造になり、用いたα-TCPなどが表面に残存することが確認された。来年度はこの残存したα-TCP等にレーザーを照射することでどのような歯質との反応を示すのかを観察する予定である。

またこの変化はα-TCP、β-TCP、HAPを用いたいずれの試料でも観察された。これら結果から、この技術をう蝕除去後の窩洞に応用することにより、修復処置後の二次う蝕を予防できる可能性や、高齢化社会をむかえ増加している露出歯根面のう蝕や、その予防処置にも応用できる可能性が示唆された。
離乳期の食育環境が摂食行動および母子関係に与える影響の解明

】本研究は、新生仔ラットの栄養摂取方法(母乳栄養と人工栄養)および栄養摂取時における食環境(母獣・同金ラットと一緒か分離か)によって、摂食機能発達の過程での食行動および社会行動の変化を観察・検討する。また、それらの行動を司る中枢神経系の神経活動変化についても検討し、離乳期の栄養摂取方法、食環境が離乳後の食行動や社会的行動に与える影響を行動学的・免疫組織学的に解明する。ラット用摂食・飲水モニターシステムを用いて、母子分離を行った場合の食行動・社会的行動を観察・検討する。実験に際しては、人工栄養を行うラットで「完全母子分離」「摂食時母子分離」「日常母子分離」「母子共同飼育」の実験群を設定する。通常、ラットでは近くにいる母獣の乳首を探索して哺乳を行う。また、生後16日前後から固形食を自食可能となる。これらのラットの食行動が、離乳期の母子関係が変化することでどのような影響を受けるかを観察することで、食事の自立における母子関係が果たす役割を解明する。上記の実験群ラットにおいて、研究協力者め弘中祥司(口腔衛生学)、井上富雄(口腔生理学)と共同で食行動や社会的行動を司る中枢神経系の変化を免疫組織学的手法(DAB法)を用いて観察・検討する。人工栄養飼育により、摂食機能に関連する中枢神経核における神経活動が変化することが報告されている。本研究では、摂食行動の発現に関連する視床下部弓状核および外側野、食欲の認知や母子関係に関連する海馬において、FosタンパクおよびニューロペプチドYを指標としたdouble labelingによって神経活動の変化を観察する。
高温超伝導体の高温でのスピンダイナミクスのド-ピングレベル依存性

La_<2-X>Sr_XCuO_4系については最適ホールドープ領域であるx=0.15,金属絶縁体転移近傍の金属相に属するx=0.06,過剰ドープ領域にあると考えられるx=0.20の3種の試料について高温領域(900Kまで)の^<63>Cu核スピン-格子緩和時間T_1を測定し,以前から得ていた母絶縁体化合物x=0の結果と比較検討した.その結果,高温領域のT_1^<-1>はド-ピング量の増加とともに増大し,明らかなド-ピングレベル依存性が存在することが分かった.また,x=0.15やx=0.20の高温領域ではT_1^<-1>が温度上昇とともに増大する成分を持つことが分かった.これらの結果は,以前に指摘されていた,T_1^<-1>がド-ピング量や温度に依存せず,高温領域のスピンダイナミクスが絶縁体相のスピンダイナミクスと同等であるとされた結果と一致しない.やはり金属相は局在モーメントを持つ絶縁体相とは異なるスピンダイナミクスを示すと結論される.我々は,x=0.15のT_1^<-1>の温度依存性が軽ドープ高温超伝導体YBa_2Cu_4O_8と似ていることから,この系と同様な解析をし,軽ドープ域の反強磁性相関の温度低下による成長を反映する成分(T_1^<-1>)_<AF>を評価した.(T_1^<-1>)_<AF>は高温領域で負のワイス温度(θ)を持つCurie-Weiss(CW)的振る舞いから正のθを持つCW的振る舞いへと変化する.これらの成果を論文として公表した.この異常な振る舞いの理論的解釈が待たれる.YBa_2Cu_3O_X系についてはx=6,x=7の試料を作成し,絶縁体相と金属相のT_1^<-1>の違いを調べることを目指した.まず,絶縁体相x=6のCu(2)サイトの信号を探索したが,現段階では検出されていない.Cu(1)サイトの信号は得られたので,高温領域までT_1^<-1>を測定し,異常な温度依存性を示す結果を得た.この結果は絶縁体相のスピンダイナミクスを反映しているものと考えられ,現在公表準備中である.X=7の金属相については現在測定中である.La_<2-X>Sr_XCuO_4系については最適ホールドープ領域であるx=0.15,金属絶縁体転移近傍の金属相に属するx=0.06,過剰ドープ領域にあると考えられるx=0.20の3種の試料について高温領域(900Kまで)の^<63>Cu核スピン-格子緩和時間T_1を測定し,以前から得ていた母絶縁体化合物x=0の結果と比較検討した.その結果,高温領域のT_1^<-1>はド-ピング量の増加とともに増大し,明らかなド-ピングレベル依存性が存在することが分かった.また,x=0.15やx=0.20の高温領域ではT_1^<-1>が温度上昇とともに増大する成分を持つことが分かった.これらの結果は,以前に指摘されていた,T_1^<-1>がド-ピング量や温度に依存せず,高温領域のスピンダイナミクスが絶縁体相のスピンダイナミクスと同等であるとされた結果と一致しない.やはり金属相は局在モーメントを持つ絶縁体相とは異なるスピンダイナミクスを示すと結論される.我々は,x=0.15のT_1^<-1>の温度依存性が軽ドープ高温超伝導体YBa_2Cu_4O_8と似ていることから,この系と同様な解析をし,軽ドープ域の反強磁性相関の温度低下による成長を反映する成分(T_1^<-1>)_<AF>を評価した.(T_1^<-1>)_<AF>は高温領域で負のワイス温度(θ)を持つCurie-Weiss(CW)的振る舞いから正のθを持つCW的振る舞いへと変化する.これらの成果を論文として公表した.この異常な振る舞いの理論的解釈が待たれる.YBa_2Cu_3O_X系についてはx=6,x=7の試料を作成し,絶縁体相と金属相のT_1^<-1>の違いを調べることを目指した.まず,絶縁体相x=6のCu(2)サイトの信号を探索したが,現段階では検出されていない.Cu(1)サイトの信号は得られたので,高温領域までT_1^<-1>を測定し,異常な温度依存性を示す結果を得た.この結果は絶縁体相のスピンダイナミクスを反映しているものと考えられ,現在公表準備中である.X=7の金属相については現在測定中である.
可視化計測による粒状層の界面近傍における動的乱流構造の解明

粒状層界面近傍における,上部流と間隙流の相互作用,強せん断層の変化や乱流量の分布とその時間変化特性について,画像流速計測法を用いて明らかにした.強せん断層は上部流の加速位相で深く,減速位相で浅くなり,その結果として間隙部では上部流が減速する位相で逆流が生じている.また,非線形乱流モデルによって粒状層界面近傍および間隙部の乱流量の分布が再現可能であることが明らかとなった.本研究では粒状層の上部流れと間隙部の流れとの相互作用を定量的に把握し,粒状層界面を通じた運動量や物質交換のメカニズムを精査し,粒状層の上部流から間隙流までを統一的に表現可能な乱流のモデリングを行うことを目的としていた.計画では,初年度は上部流と下部間隙流との基礎的な関係を,その遷移域も含めて実測し,各乱流量や平均運動量の相関関係の時間発展や,上部流の大規模渦によるイベントの頻度との関係について明らかにし,また粒状層近傍の流れを解析する数値モデルを開発する事としていた.これらは概ね計画通りに進行した.2年目には,粒状層界面における乱流量の分布から間隙率の変化がもたらす影響について検討し,粒状層の上部流から間隙流までを統一的に表現可能な乱流モデルの構築を目指して,既に充填層流れでその有効性が検証された非線形乱流モデルの適合性を検証するとしていた.振動流中に設置された粒状層の近傍における流動計測実験より,レイノルズ数およびKC数を変化させた際の,乱流エネルギーやレイノルズ応力といった乱流量の粒状層界面における分布特性を解明した.特に振動流のように非定常な流れにおいて,低速度の位相と高速度の位相,また加速度位相と減速位相で,間隙部の流れと上部流の間に形成される強いせん断領域,すなわち境界層の発達度合が異なり,それが間隙内流動と上部流の間の位相遅れをもたらし,さらに乱流量の発達過程にも影響を及ぼしていることが示された.こうした実測に基づく粒状層近傍の流動および乱流量の知見は貴重で,粒状層近傍の流動のモデリングに有用である.実際,レイノルズ応力と速度勾配項の分布の対応から充填層流れとの類似性も示された.現段階では上部流の代表速度などのマクロな物理量と,粒状層間隙部の乱流量との関係を明快に説明するまでには至っていないが,今後は本研究で得られた計測結果の検証をさらに続けていく予定である.粒状層界面近傍における,上部流と間隙流の相互作用,強せん断層の変化や乱流量の分布とその時間変化特性について,画像流速計測法を用いて明らかにした.強せん断層は上部流の加速位相で深く,減速位相で浅くなり,その結果として間隙部では上部流が減速する位相で逆流が生じている.また,非線形乱流モデルによって粒状層界面近傍および間隙部の乱流量の分布が再現可能であることが明らかとなった.23年度は粒状層界面における基礎的な乱流構造の解明を目的として,開水路の一方向流場に敷設された固定粒状層近傍の流れを対象に可視化流速計測(PIV)を行った。また、粒状層近傍の流れを解析可能な数値モデルの構築を図ることが本研究のもう一つの目的であり、23年度はIB法を用いた複雑境界周りの3次元流れ解析モデルの構築を行い、その精度検証を行った。水槽実験は大阪市立大学所有の20m水槽を用いて行い、底部に代表径2.9cmの礫を6cm厚で敷き詰めて粒状層を作成した。この時の上流側の水深を10cmから30cmまで変化させた際の流動場の計測を、IDT社製の高速度カメラM3を用いて200500fpsの間隔で流動場を計測した。また、画像計測結果の比較検証と長時間計測結果からの乱流イベント頻度の把握のためにADV流速計を用いた点計測も実施した。時間平均操作から乱流量を定義し、その異方性をもった鉛直分布特性を示した。また、流れの可視化結果の目視により、粒状層間隙から3次元性の強い渦流が間欠的に生じる様子が観察されており、乱流量の分布からも粒状層近傍では平均流と同程度の乱れが生じていることが示された。数値実験は、複雑境界周りの3次元流れ解析モデルの構築を23年度の目標とし、その達成を単一球に作用する抗力や多孔質体を通過する流れの摩擦係数に関するErgan式の再現性で確認した。これは24年度に行う粒状層上部流の乱流解析を行う際の再現性を保証するものである。粒状層近傍の流れについては、土砂輸送のみならず水生生物の生育環境評価など水質問題との関係も深い。にもかかわらず、本研究のように面的計測から基礎的なメカニズムを明らかにしようとする試みは希少であり、23年度の研究成果が示す乱流量の分布特性は、24年度に実施する非定常性の強い粒状層界面近傍のせん断流れ場の乱流モデリングにおいて大変有用となる。研究の計画段階には、高解像度なPTV解析法を用いて、粒状層近傍の密な流速分布を計測する予定であった。しかし、実際に実験を行ってみると予想よりも高速な流れと光源の出力不足により、必ずしも理想的な条件で実験を遂行することができなかった。高速な流れを計測しようとするとシャッター速度を早くする必要があるが、そうすると光量が不足するため、両者はトレードオフの関係にある。大出力の光源は非常に高価であるため、予算内で購入することはできなかった。

このため、水理実験においては当初の予定よりも解像度の低い2次元の流速分布の情報とADV流速計による点計測結果で考察を行った。とはいえ、可視化計測実験の最適撮影条件については、検討が進んでおり、粒状層近傍の流れによるエントレインメント構造の基礎的解析も進んでいる。また、点計測結果を利用した乱流イベント頻度の解析から可視化計測の効率的な実施のための方針も定まっている。2台目の高速度カメラを購入した24年度においては、これらの知見を踏まえて、当初の目的である流れの3次元計測から乱流構造をより多面的に明らかにしていく予定である。一方、IB法を実装した数値計算モデルによる検討については、従来の2次元流れのモデルから3次元流れのモデルへと拡張が済んでおり、その精度検証も行われている。この進捗状況は予想以上である。この数値モデルを用いて、今後は水理実験では困難な流れの条件における検証が可能となっている。24年度には数値モデルを用いた粒状層周りの流れの解析が、やや情報の不足が見られる水理実験の知見を補足・強化する上で重要な役割を果たす。以上、水理実験においては当初の想定よりも計測解像度に問題があるものの、乱流構造の検討は可能である。また数値解析モデル開発の進展もあり、粒状層近傍の乱流構造解明という目的達成にむけて概ね順調に進んでいると考えられる。24年度には屈折率整合法を用いた水理実験により、粒状層間隙部の流動と上部流の同時計測を行い、特に上部流と間隙流の相互作用について明らかにしていく。ここではステレオ撮影による3次元流動の計測も想定しているが、光学的条件の検討によって達成が困難であると判断された場合には、平面2次元計測をそのまま拡張した多面同時計測による検討も視野に入れている。ステレオ3次元計測では3次元空間の流速場を直接計測できる点、が、多面同時計測ではステレオ3次元計測よりも高解像度な計測結果が得られる点がそれぞれメリットとして挙げられる。また、先に「現在までの達成度」で述べたように、23年度の水理実験を行った結果から類推すると、当初計画していた移動層を含む流れ場の計測は光学的条件から非常に困難で挑戦的な課題であると考えられる。このため、移動層流れにおける乱流構造については、計測に取り組むと同時に、23年度に開発が進んだ数値モデルを積極的に活用して明らかにしていく。数値モデルに導入する乱流モデルは、研究代表者がこれまでに多孔質体通過流に対して妥当性を検証してきた空間平均操作に基づく非線形乱流モデルである。モデルのパラメターは空間平均領域のスケールとモデル係数であり、これが多孔質体流れにおいては概ね一意に決められることを示している。粒状層の流れにも同様に適用した場合、どこまで再現性があるかを検証し、porous flowからclear flowまで統一的に表現可能な乱流モデルを構築する。先に「現在までの達成度」で述べたように、現在の画像計測システムでは、撮影条件に光学的な限界があり、さらなる精度向上を図ることが困難である。そこで、計測システムの性能向上と実験の効率化のために、計測システムの制御コンピュータに画像解析ソフトウェアの導入を行う。次年度の研究費にはそのための物品費として予算を執行する予定である。また、当初の研究計画通り、本研究の成果を国際ジャーナルや土木学会誌へ投稿する費用として予算を執行する予定である。
流入水のエネルギ-を利用した円形固液分離槽の流れ特性及び処理効率の向上について

1.研究目的本研究は、円形槽内で水を旋回させたときに槽底面付近と水面付近に発生する二次流れ、すなわち槽中心方向の流れを利用して運搬水から固形物を除去する施設の研究開発を目的としている。2.実験装置研究は実験室規模の装置と実際の施設を用いて実施した。実験室規模の装置は、内径50cmおよび75cmの円形槽に、それぞれ直径10cmおよび15cmの回転円筒を備えており、回転数は任意に設定できる。槽への流入水は円形状の外壁の接線方向から流入させている。流出口は流入位置から270°回転したところに位置し、浮上物質を除去する場合には潜りオリフィスとした。実施設の調査には、高松市東部ポンプ場の雨水吐に設置した浮上物質除去施設と本宮町舘町ポンプ場の円形沈砂池を用いた。これらの施設の大きさは、それぞれ、槽直径9m、有効水深3.5m、回転円筒直径2mおよび槽直径12.5m、有効水深3.4m、回転円筒直径2.5mである。3.結果研究結果を列挙すると以下のようになる。(1)槽底面付近の二次流れの中心方向の速度は、その位置の水面勾配の1/2乗に比例する。水面付近では、正確な流速測定ができなかったが、中心方向の流速は底面付近と同じに、水面勾配の1/2乗に比例すると考えられる。(2)外周から接線方向に流入させ、さらに回転体を回転させることにより、槽内の水面勾配は半径にかかわらずほぼ均一となる。(3)流出口を潜りオリフィスとすることにより、浮上した物質はほぼ完全に除去することができる。(4)回転体の下部では上昇流が発生するので、槽中央部に掻寄せられた沈砂は、水流により常に掃流されて絡み着いている有機物を洗い落とすので、有機物含有量の少ない砂を得ることができる。1.室内実験による検討室内実験では、装置の都合上直径50cm円形槽を用いて検討した。(1)水槽への流入条件には、流入水量と流入速度とがある。この場合、流入断面積が決まれば上記の2項目は1つの関係となる。従って種々の流入条件が考えられるので、流入水のエネルギ-を流入水量と流入速度を加味した仕事率(Watt)で評価した。その結果、流入水の仕事率と槽内の円周方向の流速との間には、片対数で2次曲線の関係があることを明らかにした。(2)回転体を回転させたときの回転体表面の速度と槽内の流速との間には、半径をを関数とした関係式があることを明らかにした。(3)槽底面上0.1cmにおける中心方向の流速は水面勾配の1/2乗に比例することを実測により明らかにした。このため、流入水と回転体による仕事率が、それぞれ、5Wattおよび1Watt程度の条件で沈殿物を効率的に中央に集めることができる。(4)水面付近の流速は、主流の流速のほぼ0.9倍であることを実験結果から明らかにした。(5)沈降速度の異なる3種の沈殿性トレ-サ-を用いて、沈降速度が除去率に与える影響について測定した。しかし、実験回数の不足のため、相似則を加味した除去率の関係式を求めるには至らなかった。2.実施設での測定(1)高松市の雨水ポンプ場の吐き口に設置した直径9mの実施設において、流速分布を測定し、中心方向の流れが発生していることを確認した。しかし、水量の不足から、測定を途中で断念せざるをえず、流入速度等を変えた測定はできなかった。

(2)砂の除去量および除去された砂の槽底面の分布およびその粒度分布を求めた。1.研究目的本研究は、円形槽内で水を旋回させたときに槽底面付近と水面付近に発生する二次流れ、すなわち槽中心方向の流れを利用して運搬水から固形物を除去する施設の研究開発を目的としている。2.実験装置研究は実験室規模の装置と実際の施設を用いて実施した。実験室規模の装置は、内径50cmおよび75cmの円形槽に、それぞれ直径10cmおよび15cmの回転円筒を備えており、回転数は任意に設定できる。槽への流入水は円形状の外壁の接線方向から流入させている。流出口は流入位置から270°回転したところに位置し、浮上物質を除去する場合には潜りオリフィスとした。実施設の調査には、高松市東部ポンプ場の雨水吐に設置した浮上物質除去施設と本宮町舘町ポンプ場の円形沈砂池を用いた。これらの施設の大きさは、それぞれ、槽直径9m、有効水深3.5m、回転円筒直径2mおよび槽直径12.5m、有効水深3.4m、回転円筒直径2.5mである。3.結果研究結果を列挙すると以下のようになる。(1)槽底面付近の二次流れの中心方向の速度は、その位置の水面勾配の1/2乗に比例する。水面付近では、正確な流速測定ができなかったが、中心方向の流速は底面付近と同じに、水面勾配の1/2乗に比例すると考えられる。(2)外周から接線方向に流入させ、さらに回転体を回転させることにより、槽内の水面勾配は半径にかかわらずほぼ均一となる。(3)流出口を潜りオリフィスとすることにより、浮上した物質はほぼ完全に除去することができる。(4)回転体の下部では上昇流が発生するので、槽中央部に掻寄せられた沈砂は、水流により常に掃流されて絡み着いている有機物を洗い落とすので、有機物含有量の少ない砂を得ることができる。
モダニズムの大衆化と英米プリント・カルチャーの戦略の関係についての研究

本研究の第一の成果は、アメリカの出版社がモダニズム文学出版の際に採用した戦略や、当時の雑誌で展開された作家と写真家の共同作業などの分析を通し、文学が作家と出版社との戦略的相互依存関係に基づいていることを示したことである。第二の成果は、大戦間のプリントカルチャーで重要な役割を果たしたリトルマガジンにおいて、大西洋にまたがる文化圏を形成しようとする動きがあったことを具体的に明らかにしたことである。京都府立大学において2度の研究会を開催し、それぞれの進捗状況を確認した。また、研究会での意見交換の結果、最終年までにそれぞれの目指す方向性を再確認した。研究代表者金澤はFaulknerを中心にHemingway, Fitzgeraldのモダニズム性とプリントカルチャーとの関連を、特に編集者の役割を中心に検討している。今年度はFaulnerとRandom House社のSaxe Comminsとの関係およびFaulknerとSaturday Evening Post誌との関係について調査を行い、フォークナー短編の「商業性」と「モダニズム性」について考察した。研究分担者山本は、Henry LuceとTime誌およびFortune誌がJames Ageeをはじめとするモダニスト作家たちをどのように扱ったか、逆にAgeeらがFortuneの編集方針をいかに利用しまたそれに抵抗したかについて調査を行った。同じく研究分担者出口は、モダニズムの文化形成におけるリトル・マガジンの役割について調査を行い、T. S. Eliotとリトル・マガジンの関係について資料を確認するとともに、リトル・マガジンに関する先行研究の書誌を作成した。2度にわたる研究会では、それぞれの調査を踏まえながら意見交換を行った。そのなかで、特に30年代から50年代にかけてモダニズムが商業化・規範化する流れとその主なメディアがリトル・マガジンから学術的文芸誌へと転換していく動向との関係が指摘され、この研究がアメリカ文学研究の制度化自体の歴史と深く関わるものであることが指摘された。代表者および分担者2名の役割が再確認され、それぞれ具体的な調査を進めている。また、当初のテーマがさらに大きな文学史的テーマと関連することが明らかになってきた。研究代表者金澤は、日本アメリカ文学会関西支部例会において「ウィリアム・フォークナーと1930年代のプリント・カルチャー」と題する口頭発表を行い、当時モダニズム作品の出版に乗り出した各出版社の戦略およびそれに対する作家の対応を具体的に検証した。具体的には、ランダムハウス社が『ユリシーズ』アメリカ版を出版するに当たって採用した宣伝戦略とモダニズム文学との親和性を指摘する一方、フォークナーがランダムハウス社に移って最初に出版した『アブサロム、アブサロム!』に付した地図と年代記の意義を、出版社の戦略への協力とずらしという観点から解明した。研究分担者山本裕子は、日本アメリカ文学発行の『アメリカ文学研究』に論文を発表し、フォークナーの第一作である『兵士の報酬』が英米での出版時にそれぞれ受けた扱いの違いを指摘して上で、英米プリント・カルチャーにおける「戦争神話」というものの存在を明らかにした。また写真家ウォーカー・エヴァンズが当時の写真週刊誌で果たした役割を踏まえ、エヴァンズを軸にフォークナーあるいはヘミングウェイと当時の雑誌メディアとの関係を解明した。同じく研究分担者出口菜摘は、日本T.S.エリオット協会で口頭発表を行い、エリオットの詩作とリトルマガジンとの関係を検討し、モダニズムという文学運動におけるリトルマガジンというメディアの重要性を指摘した。研究代表者および分担者2名が議論を重ねながら得た知見を、それぞれ論文あるいは学会発表によって公表している。それらの成果により、従来ほとんど指摘されることのなかった英米モダニズムとトランスアトランテックなプリント・カルチャーとの相互交渉の実態を解明しつつあるため。本研究の目的は1モダニズム文学を芸術至上主義的孤高の文学としてとらえる見方を脱し、英米モダニズム文学と出版社の販売戦略との密接な関連を明らかにする2英米モダニズム作品の出版過程などに注目することで、大戦間に環大西洋プリント・カルチャーが生成していく過程を具体的に明らかにする、の2点であった。3年間の共同研究を経て、1については十分に達成し、2についても一定の具体例を明らかにし、全体像に至る目途はつけることができた。まず研究代表者金澤は、英米モダニズム文学を代表する作家ジェイムス・ジョイスとウィリアム・フォークナーとアメリカの出版社ランダムハウス社の関係を調査し、モダニズム文学の大衆化に出版社が果たした大きな役割を明らかにすると同時に、モダニズム文学という制度が作家と出版社の経済的・戦略的共生関係に基づいていることを示した。研究分担者出口は、モダニズム文学と英米リトルマガジンの関係を調査し、リトルマガジンが大戦間期における文学伝統の見直しの場として機能することで、モダニズムの発展に重要な役割を果たしたことを確認するとともに、リトルマガジンと深い関係を持つT.S.エリオットが『荒地』において戦略的に大西洋を横断した文化圏を形成しようとしたことを明らかにした。研究分担者山本は、ジェイムズ・エイジーなどのモダニスト作家とウォーカー・エヴァンズら写真家との関係を調査し、写真とモダニズム・テキストの共生が生み出した新しいプリントカルチャーの意義および雑誌メディアの販売戦略とモダニズム文学との間に存在した緊張関係を明らかにした。

第二の成果は、大戦間のプリントカルチャーで重要な役割を果たしたリトルマガジンにおいて、大西洋にまたがる文化圏を形成しようとする動きがあったことを具体的に明らかにしたことである。1年目の成果を踏まえ、それぞれ具体的な調査を深めていく予定である。これまでの成果の中間報告として、研究代表者および分担者が個別に学会で口頭発表をする準備を進めている。計画最終年にあたる本年では、代表者金澤が日本英文学会全国大会においてウィリアム・フォークナーと1930年代のプリント・カルチャーについて口頭発表を行い、全体の総括を行う。研究分担者2名もそれぞれ、自己の進めてきた研究について適宜発表あるいは論文執筆を行い、代表者の成果を補足する。その後、代表者金澤はフォークナーとプリント・カルチャーの関係をフォークナーにおける「作者」の問題としてとらえ直し、数年以内に著書の執筆を行う予定である。アメリカ文学購入する予定で発注した洋書の入荷が遅れ、いったんキャンセルしたため。研究代表者の予定した海外調査が、申請時以後の資料の新たな出版により、必要性が薄れてきたため。入荷遅れのため発注をキャンセルした洋書をあらためて発注・購入する。予定した海外調査に代わり、新規資料の購入に充てるほか、成果公表のための国内旅費に充てる予定である。具体的には、10月に鹿児島大学で開催される日本アメリカ文学会全国大会へ参加するための旅費として用いる。
B型肝炎ウイルスcccDNAを標的とする分子機構の解析

B型肝炎ウイルス(HBV)持続感染者は国内で110140万人と推定されており、感染を放置すれば慢性肝炎、肝硬変、肝がんへと進行するおそれがある。HBV持続感染では、cccDNAと呼ばれる環状ウイルスDNAが、宿主細胞の核内に維持されウイルス複製の鋳型となる。cccDNAを除去する有効な治療法は無く、B型肝炎の根治が難しい理由となっているが、現在のところcccDNAを標的とする分子機構の知見は極めて少ない。本研究では、HBV cccDNAの形成・維持に関わる新たな宿主因子の同定及び分子機構について解析を行い、B型肝炎克服への手がかりを得ることを目指している。本年度は、その酵素活性の特性からcccDNA形成に関わると推定し研究を進めたDNA修復因子FEN1について、昨年度までの研究成果を論文として報告した。また、当初計画通りの予備実験で見出した新たな候補因子について、CRISPR-Cas9による遺伝子ノックアウト細胞の樹立、siRNAによるノックダウン実験、新規に確立した無細胞cccDNA形成実験系を用いて解析を行い、cccDNA形成における必要性を検討している。先のFEN1の経験から解析手法が確立され、比較的順調に研究が進行している。現在のところ、この新規因子の発現量低下に伴ってcccDNA量の特異的な低下が見られ、無細胞系においては候補の組換えタンパク質の添加がcccDNA形成に寄与していることを示す結果が得られている。さらに、一般的なDNA修復機構から類推されるFEN1関連因子との相互作用についても併せて検討を試みている。HBV cccDNA形成に関与する因子として本研究開始時に有力候補としていたFEN1についてまとめ、論文として報告した。この過程で確立した方法論によって、新たな候補について解析を進めている。HBV産生細胞及びHBV感染細胞を用いたCRISPR-Cas9やsiRNAによるloss-of-function実験では、この候補因子がcccDNA形成に関わっている可能性が示唆された。このように本研究は当初の予定通り、複数のcccDNA形成関連因子の同定が見込まれ、順調に研究が進行している。本年度新たに有力候補となったcccDNA形成に関わる宿主因子についてさらに詳細な解析を進める。既報の因子との相互作用も検討する。また、cccDNAにC-to-U変換を導入すると考えられるAPOBECsと塩基除去修復因子の作用について明らかにしたいと考えている。B型肝炎ウイルス(HBV)持続感染者は国内で130150万人と推定されており、感染を放置すれば慢性肝炎、肝硬変、肝がんへと進行するおそれがある。本年度は、cccDNA形成に関わると推定している宿主因子であるFEN1タンパク質について、その作用の解析を主に進めた。これまでCRISPR-Cas9によるFEN1ノックアウトでは-/-クローンが得られなかったため、+/-の2クローンに対してshRNAによるノックダンを組み合わせたところ、細胞内でのcccDNA形成の低下が確認された。さらに初代ヒト肝細胞へのHBV感染実験においてFEN1阻害剤によるウイルス複製抑制が確認された。これらのことから本研究開始当初有力候補であったFEN1のcccDNA形成への関与が示されたと考え、現在論文を投稿中である。また、新規に開発したin vitro cccDNA formationアッセイの改良を進め、細胞溶解物を用いたcccDNA形成、それに対する阻害剤の効果を検討した。現在結果の得られた複数の候補についてさらなる解析を進めている。cccDNA形成に関わる因子はDNA修復因子が想定されており、これは培養細胞実験下ではcell growthにも影響しうるため、実験結果の解釈が複雑である。本研究で進めている、チューブ内でcccDNA形成能を検討するin vitrocccDNAformationアッセイにより、新たな側面からの解析が可能となると考えている。また、本研究開始時に有力な候補としていたFEN1のcccDNA形成への関与を示唆するデータが蓄積された。

現在のところ、この新規因子の発現量低下に伴ってcccDNA量の特異的な低下が見られ、無細胞系においては候補の組換えタンパク質の添加がcccDNA形成に寄与していることを示す結果が得られている。さらに、一般的なDNA修復機構から類推されるFEN1関連因子との相互作用についても併せて検討を試みている。HBV cccDNA形成に関与する因子として本研究開始時に有力候補としていたFEN1についてまとめ、論文として報告した。この過程で確立した方法論によって、新たな候補について解析を進めている。HBV産生細胞及びHBV感染細胞を用いたCRISPR-Cas9やsiRNAによるloss-of-function実験では、この候補因子がcccDNA形成に関わっている可能性が示唆された。このように本研究は当初の予定通り、複数のcccDNA形成関連因子の同定が見込まれ、順調に研究が進行している。当初の予測していたDNA修復因子のHBV cccDNA形成への関与が示されたので、予定通り関連する他の因子について解析を続ける。本年度新たに有力候補となったcccDNA形成に関わる宿主因子についてさらに詳細な解析を進める。既報の因子との相互作用も検討する。また、cccDNAにC-to-U変換を導入すると考えられるAPOBECsと塩基除去修復因子の作用について明らかにしたいと考えている。組み換え酵素購入頻度が増えることが見込まれる次年度に使用することが効率的であると考えたため。次年度には消耗品購入等にあてる。本年度に見出した新たな候補因子について、解析を重点的に行う次年度に使用することが効率的であると考えたため。本年度は一部研究成果を論文としてまとめ、プレスリリースを行った。
縦偏極ビームの生成と核反応におけるスピン回転の測定

本プロジェクトの主要設備である超伝導ソレノイド+クライオスタット+冷凍機は昭和62年7月に総合テストを京大理学部で行い,同年8月に設置場所である大阪大学核物理研究センター(全国共同利用研)に持込み,サイクロトロン本体室内のビーム・ラインに組込んだ.同年12月に65MeV陽子ビームをソレノイドを通し,テスト実験が行われた.その結果スピン回転角は予期通り,ソレノイド電流40Amp,まで電流に比例して増大し約220°に達した.このソレノイドでスピン回転角を90°に設定してN実験室に導き,縦偏極ビームを得てこれを^<40>Caで弾性散乱させスピン回転パラメタ(A)の測定に成功した.この結果従来測定されていたスピン回転パラメタ(R)と比較して,理論との比較が直接的なQパラメタを求め,従来の値とよい一致が得られた.又(R)のみからは一意的に決定されなかった角度に対して(この場合は2つの可能性が残った)一意的な値を得ることが出来た.このことは従来の偏極スペクトログラフによる実験のコンシステンシィを示すと共に弾性散乱においてすらこの縦偏極ビームの有効性を示したといえる.(非弾性散乱において特に有効)尚この結果はこの春の日本物理学会第43回年会で発表される.この実験に際しての液体ヘリウムの消費量は極めて小さく一度の充填で約300時間使用出来,目標のメインテナンス・フリーを完全に実現した.尚本装置を使用しての実験計画は当面以下の3つで既に採択されていて本年(昭和63年)中に実行される予定である.2.異常パリティ状態への陽子非弾性散乱に於ける偏極移行の測定3. ^<166>Erの弾性,非弾性散乱のKz^<x′>の測定本年度は三年計画の第一段階として、超電導ソレノイド及びクライオスタットの設計、発注及び製作を行った。当初、これらは英国CCL社に発注の予定であったが、最終段階になって当方の予定価格を大巾に上まわる見積り額を示してきた為、近年技術力の向上が著しい国産メーカーでスピン回転超電導ソレノイドで実績のある真空冶金K.K.に発注先を変更した。この為多少遅れ気味ではあるが、本年度分は二月末になって納入された。冷凍機まで含めた総合テストは第二年度目の交付を受けてからになる。これと並行して、データ転送系の強化の為に、パラレル・ブランチドライバーと高速コンピューターを内蔵した前置処理器を購入し、現在それを用いた応用プログラムを開発している。共同利用研のビーム時間の割当の都合で、新しい高速転送系を用いた本格的な測定実験は5月になるが、全体としてはほぼ予定通りの進行状況と言えよう。上記開発及び製作と並行して、横偏極ビームによる弾性散乱、非弾性散乱に於けるスピン回転パラメーターの測定は順調に進行している。その中間段階の成果は1985年の偏極現象国際会議でも報告し、各国の注目を集めたが、その後の解析により、実験を説明するスピン軌道力は核内のベクトル密度とスカラー密度の動径微分に比例しているらしいことがわかってきた。これは原子核の内部場に対する重大な新しい知見であり、非弾性散乱での縦偏極ビームによるスピン回転パラメーターと合わせた総合的な解析が期待されている。超電導ソレノイド+クライオスタット+冷凍機の総合テストが工場において昨年10月に終了し、3.0Tm(最大磁場6.01T)が発生し、又予冷に要した液量は63lであり、且つ蒸発量も450cc/h(通電時)と少なく、所期の性能を得た。昨年11月に京大へ納入された。一方設置場所である核物理研究センターの0°コースの検討が同センターのスタッフと相談して進められており、本年2月に最も合理的な場所について合意がえられ、設置のための準備作業が始った。本年夏のサイクロトン運転休止期間中に搬入、ビームラインに取付けを終了し、実験が始められるだんどりとなる。本プロジェクトの主要設備である超伝導ソレノイド+クライオスタット+冷凍機は昭和62年7月に総合テストを京大理学部で行い,同年8月に設置場所である大阪大学核物理研究センター(全国共同利用研)に持込み,サイクロトロン本体室内のビーム・ラインに組込んだ.同年12月に65MeV陽子ビームをソレノイドを通し,テスト実験が行われた.その結果スピン回転角は予期通り,ソレノイド電流40Amp,まで電流に比例して増大し約220°に達した.このソレノイドでスピン回転角を90°に設定してN実験室に導き,縦偏極ビームを得てこれを^<40>Caで弾性散乱させスピン回転パラメタ(A)の測定に成功した.この結果従来測定されていたスピン回転パラメタ(R)と比較して,理論との比較が直接的なQパラメタを求め,従来の値とよい一致が得られた.又(R)のみからは一意的に決定されなかった角度に対して(この場合は2つの可能性が残った)一意的な値を得ることが出来た.このことは従来の偏極スペクトログラフによる実験のコンシステンシィを示すと共に弾性散乱においてすらこの縦偏極ビームの有効性を示したといえる.(非弾性散乱において特に有効)尚この結果はこの春の日本物理学会第43回年会で発表される.

この実験に際しての液体ヘリウムの消費量は極めて小さく一度の充填で約300時間使用出来,目標のメインテナンス・フリーを完全に実現した.尚本装置を使用しての実験計画は当面以下の3つで既に採択されていて本年(昭和63年)中に実行される予定である.2.異常パリティ状態への陽子非弾性散乱に於ける偏極移行の測定3. ^<166>Erの弾性,非弾性散乱のKz^<x′>の測定
ミクロ空間を反応場とする色素増感半導体光触媒の設計

色素ロ-ダミンB(RhB)をミクロ孔やメソ孔を有するゼオライト(ZSM-5、MCM-41)に吸着させ、担体の変化に伴うRhBの光物理化学特性の違いについて検討した。RhBの分子径よりも小さい細孔を有するZSM-5ゼオライトに吸着したRhBは蛍光寿命がnsオーダーのものに加え数百psオーダーの蛍光寿命を示し、RhBがゼオライトの外表面に、モノマー種およびダイマー種として存在することが解った。一方、RhBの分子径より大きいメソ細孔を有するゼオライトに吸着したRhBの蛍光寿命はnsオーダーの長い寿命成分のみが観測され、モノマー種のみでダイマー種の存在は見られないことが解った。すなわち、メソ細孔を持つゼオライトを用いて機能性色素を孤立した分布状態で吸着できることが解った。さらに、Ti種が四配位構造で高分散状態で固定化されているTi-MCM-41ではTi種とRhBが相互作用することにより、高い吸着量の範囲まで孤立した分布状態でRhBが存在できることを見出し、光増感型光触媒系の設計に適した反応場を構築できることが解った。また、Ti-MCM-41触媒は光照射下NOを選択性良くN_2とO_2に分解し、主にN_2Oを生成する粉末TiO_2光触媒とは異なった反応性を示した。以上の結果は、RhB-Ti-MCM-41が可視光照射下で機能し、粉末TiO_2光触媒系と全く異なる触媒選択性を有する色素増感光触媒として作用する可能性を強く示唆するもので、新規な光触媒の設計に重要な知見を与えるものである。