hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超薄肉切削鏡面基板を用いたX線望遠鏡の開発

このため、2回目の基板加工を行ない、今後鏡面製作と、光学、X線評価を行なう予定である。円錐内面の金の蒸着についてはタングステンワイヤに金の細線を巻付け通電加熱させる装置を製作した。。アクリル・コーティング面を熱で破壊しないような、蒸着条件を見つけることができた。鏡面の支持・微調機構の製作については、基本設計を行なった。X線評価装置の整備については、X線の細いビームに対して望遠鏡を走査する精密駆動台と、これに連動してX線データを取得するパソコンを用いたシステムを整備した。円錐鏡面基板の旋盤切削による製作については、水溶性接着材層の利用は精度達成のためには有効であるが、分離時間が極端に長いため製作の効率性という点で問題があり、今後さらに改善が必要である。基板形状評価のHPD1.7分角の結果は目標の1分角には及ばないものの、従来の性能(HPD3分角)を改善する可能性は十分にあることが示された点で重要である。今年度は、まず可視光による結像性能評価装置の整備とこれを用いた評価測定を行なった。フォイル・ミラーの形状評価を簡便に高い精度で行なえる評価装置としては、非接触でかつ0.1μmの精度で被測定物までの距離が測れるセンサーを精密移動台(上下)と組み合わせたものを製作した。まず最初にASCAミラーのフォイルをランダムに10枚選び、100mmにわたって軸方向プロファイルを測った。短いスケールでのステージ揺動によるノイズ成分を除き、スロープ分布を求めた結果、RMSは0.52分角,2段のHPDに換算すると1.97分角となり、移動台の精度は必ずしも十分ではなかったが、基準ミラーによる較正により長さ100mmでの鏡面形状評価における有効性が確認された。つぎにアラインメントの精度の向上による結像性能の改良のため「ハウジング中のフォイル形状の評価とアラインメント法の改良検討」のための形状評価専用ハウジングの製作を行なった。これは内側の開いたフォイル2-3枚用のハウジングで専用のアラインメント・バ-を用意しASCAと同様の支持方式でレプリカ・ミラーを組み込んで、直接ミラー形状を評価できるようにするもので、これを用いてアラインメント・バ-の溝幅をどこまで減少できるか、溝の構造を工夫してアラインメント精度を上げられないか、などの検討が行なえるようになった。超薄肉切削鏡面基板の表面粗さについては、今年度新たにアクリルコーティング以外の方法を検討下。これはアルミ面に付けたニッケル面の研磨法でその有効性が確認された。現在は未だフラットな鏡面サンプルであるが、細いX線ビームの反射プロファイルを測定しX線鏡面として十分な表面粗さであることが確認された。
X線ピンホールカメラによる高輝度放射光X線ビームプロファイルの可視化

不可能とされてきたシンクロトロン放射光挿入光源からの強力な光の形状を正確に可視化する。しかも、この可視化は、放射光X線ビームを非破壊で実現しなくてはならない。特にコヒーレンスについては、今後の放射光利用の要となる特性であり、これを非破壊で観察するために、観測装置システム自体の透明性が重要となる。透明でありながら、十分な観測信号を得るという、相矛盾した特性の実現が、本観測装置には課されている。さらに、この透明性の高いプローブ(散乱体)による散乱X線をピンホール光学系で結像し、これをエネルギー分解するため、2次元検出器を用いたデータ収集と、解析アルゴリズムの開発を行い、本計測系を実用化する。
近赤外分光測定装置によるICGを利用した、脳血流測定の基礎的研究

1.目的:ICGは近赤外部に特異的な吸収を持つため、ICG投与後に脳組織におけるスペクトルの経時的変化を測定することにより、様々な状態における脳血流(CBF)の変化を捕えることが可能となる。この方法は、^<133>Xe clearance法等のradioactive materialを必要としないために、ベットサイドにおける簡便なCBF測定法として臨床応用が期待される。今回は基礎的検討として、硬膜上より測定を行った。2.対象及び方法:対象は生後24時間以内の新生子豚。左鎖骨下動脈よりカテーテルを左室内に留置し人工換気を行ない、過換気、低換気の状態と、脱血による低血圧状態におけるCBFを測定した。CBF測定には大塚電子社製IMUC-7000を使用し、右頭頂部の頭蓋骨を除去し硬膜上に光源と受光部のプローベを設置した。そしてICG 0.25mg/Kgを左室内および末梢静脈内投与し、この後0.2秒おきに脳組織のスペクトルを記録し、スペクトルの拡散補正、多成分解析を行い、ICGの増加減衰曲線からfirst order kineticsのone compartment modelにて解析を行ない、増加相と減少相の速度定数を算出し、正常時との比較検討を行った。結果及び考察:(1)左室内投与では、過換気時には正常時と比較し両速度定数の低下を認め、低CO2血症での動脈の収縮によるCBF低下が考えられた。(2)低換気時は増加相の増加と減少相の低下を認め、高CO2血症による動脈の拡張と静脈相の鬱血が考えられた。(3)脱血による低血圧状態では、両速度定数の低下を認めた。(4)末梢静脈内投与においても同様な傾向を認めた。(5)以上の結果から、増加相と減少相はそれぞれ主に動脈相と静脈相を示すと考えられ、ICGを用いた本測定法によるCBFの相対的測定の可能性が実証された。
亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌の光合成機構の研究

(1)Acidiphiliumの光合成反応中心の単離と特徴Zn-バクテリオクロロフィル(Zn-BChl)を最も多く持つ好気性光合成細菌Acidiphilium rubrum(A.rubrum)より光合成反応中心を単離する方法を確立した。色素分析および電子伝達活性測定の結果から、この反応中心ではZn-BChlがスペシャルペアおよびアクセサリーのバクテリオクロロフィルとして機能していることが確認された。遺伝子の特定と塩基配列決定よりこの反応中心の構造は他の紅色細菌のものに高い類似性を持っているが、スペシャルペアバクテリオクロロフィル周辺の構造に違いがあると考えられた。単離反応中心標品の詳細な分光学的解析からもスペシャルペア分子の配置は他の紅色細菌の場合とは異なることが示され、酸化還元電位あるいはタンパク構造上での要請による変化と考えられた。また、アンテナタンパクにおいてもAcidiphiliumに特徴的と思われるアミノ酸残基の変化が見られ、ペリプラズムの酸性環境に対応した変化である可能性が考えられた。すなわち、本菌は酸性環境下では不安定なMg-BChlに代わり安定なZn-BChlを利用するために進化的適応をしたものと考えられた。(2)亜鉛バクテリオクロロフィル生合成過程A.rubrumにおいてZn-バクテリオクロロフィルがどのように合成されているかを調べるため、クロロフィル合成過程におけるMg挿入段階で働く酵素(Mg-chelatasc)の遺伝子をクローニングし、その機能を調べたところ、この酵素はMgを基質とする活性を持つことが判った。クロロフィル合成の中間体を精査した結果、この段階以降でMgからZnへの置換が起きていることが推定された。(3)Zn-バクテリオクロロフィルの関わる光合成系に関する今後の課題(a)高性能時間分解吸収スペクトルの測定による反応中心内における電子移動速度(効率)の測定(b)電子伝達系構成成分の種類と性質の解明、およびATP合成過程の解明(c)分子生物学的手法による光合成タンパク中の特徴的なアミノ酸残基の機能の解明(d)生細胞に少量存在するMg型バクテリオクロロフィルの存在状態と機能の解明。亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌に関する本年度の成果は以下の通りである。1.光化学反応中心タンパクを可溶化し、各種分画法を用いて単離する事が出来た。この標品では紅色細菌型反応中心の4分子のバクテリオクロロフィルaがすべて亜鉛型に置き換わっていた。閃光照射により特有の吸収変化の見られることから亜鉛バクテリオクロロフィルからなる反応中心もその機能を果たし得ることが判った。2.通常の紅色細菌のものを参考にして作成したDNAプローブを用いて反応中心タンパクおよび光捕集タンパクの遺伝子塩基配列を決定した。遺伝子構造とそれから推定されるタンパクの一次構造は通常の紅色細菌のものと共通性が非常に高かったが、本質的と思われる変化が2個所に見られた。3.バクテリオクロロフィル生合成の各段階の変異体の得られている紅色細菌R.capsulatusの各変異株に対する相補実験よりAcidiphiliumの対応する遺伝子を数種クローニングする事が出来た。このうち亜鉛のポルフィリンリングヘの取り込みに関係すると考えられる3種の遺伝子の塩基配列を決定した。4.亜鉛バクテリオクロロフィルの合成に関して、対数期において光の強度に依存する合成阻害があることが判った。

また、栄養条件を悪くすることによって亜鉛バクテリオクロロフィルの相対合成量が増すことが判った。5.中心金属を変えた多種類のクロロフィル、バクテリオクロロフィルを作成しその蛍光寿命、酸化還元電位、耐酸性を調べた。その結果、亜鉛はほとんビ唯一マグネシウムに代わりうる金属であることが判った。また亜鉛を中心金属とすることにより耐酸性が大きく増すことが判った。6.酸性温泉からの色素生産単離株にも亜鉛バクテリオクロロフィル含有菌を3株見出した。亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌(Acidiphilium)に関する本年度の研究成果の主なものを以下に挙げる。1.本菌の光合成電子伝達系には反応中心結合型チトクロムと可溶性c型チトクロムが存在するなど基本的には紅色光合成細歯と同様のものであることが解った。また反応中心の電子伝達成分としての活性も確認された。2.上記亜鉛クロロフィルを構成色素とする光合成反応中心標品の色素の存在状態について円偏光二色性、磁気円偏光二色性などを用いて調べた結果、通常のMg-バクテリオクロロフィルを持つものの場合に較べて、光化学反応を起こすバクテリオクロロフィル2量体の対称性が低く、電子状態が多少異なることが示唆された。3.本菌における亜鉛クロロフィル合成の中間体として、Mg-protoporphyrin IXとそのメチルエステルは検出されたが、Zn-protoporphyrin IXなどは見出されなかった。Rba.capsulatus色素合成変異株との相補実験より、本菌に存在するMg-chelataseホモログは当該酵素活性を有することが示されたことから、本菌では、まずMgがProtoporphyrin IXに配位し、続くメチル化以後の早い段階で、MgがZnと置換されるものと思われた。4. Mg型およびZn型バクテリオクロロフィルの耐酸性について検討し、Acidiphiliumが棲息するpH3付近では、前者の半減期はわずか数分で、後者(Zn型)は半減期が数年と非常に安定であることが明らかとなった。5.本菌を飢餓条件で光照射するとポリリン酸合成が促進され、本菌の光合成能が意味を持つことが確認された。また菌体内に金属(Fe,Ni,Co)顆粒が認められ、本菌がこれらの金属イオンの還元活性を持つことが示唆された。6.本菌の成長速度および色素合成に対する基質(グルコース)濃度依存性を調べたところ、いずれも0.01%前後で最大値を示し、本菌が薄い基質濃度に適応したものであることが示唆された。亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ好酸性細菌(Acidiphilium)の色素系・光合成系に関する本年度の主たる成果は以下の通りである。1.亜鉛バクテリオクロロフィル(Zn-BChl)の生合成:本菌ゲノム上にprotoporphyrinのマグネシウムキラターゼのホモログが1コピー存在することが明らかとなり、Rba.capsulatusの欠損株との相補性実験から、このホモログはマグネシウムキラターゼの機能を有していることが証明された。
Ocular surfaceの生体防禦機構に関する研究

(1)角膜上皮細胞層ではturn overの早いこと,特有なモザイク状構造を持つことより修復が早く行われるが,範囲と程度によってはその回復に健常な結膜を必要とする.(2)輪部では中央に帯状の明調細胞群があり,障害に際し早期より活発に反応する.(3)結膜のみならず,角膜の上皮欠損部に再生した上皮の中で, Goblet cellは特異的な挙動を示す.2.Bacterialadherenceとsurface mucin:結膜襄内に接種された緑膿菌は上皮表層が障害された際にみられるsurface mucinに補足されmucin thread又は凝塊として,瞬目運動により内眼角部に集簇される.この際に結膜襄内に放出されたものと,与えられた刺激により下方のcellからの分泌が続いて起こる.グアニジン抽出, SepharseCL-2Bよって得られた2つのfractionについて,生化学的な検討を行っている.4.まとめ:Goblet細胞は涙液へmucinを提供するのみでくOcular surfaceの防御に大きな役割を果している.又,角膜輪部,結膜はそれぞれの分担に応じた働きをしているが,互いに連携してOcular surfaceを保持し,特に角膜病変では結膜の占める意義は大きい.(1)角膜上皮細胞層ではturn overの早いこと,特有なモザイク状構造を持つことより修復が早く行われるが,範囲と程度によってはその回復に健常な結膜を必要とする.(2)輪部では中央に帯状の明調細胞群があり,障害に際し早期より活発に反応する.(3)結膜のみならず,角膜の上皮欠損部に再生した上皮の中で, Goblet cellは特異的な挙動を示す.2.Bacterialadherenceとsurface mucin:結膜襄内に接種された緑膿菌は上皮表層が障害された際にみられるsurface mucinに補足されmucin thread又は凝塊として,瞬目運動により内眼角部に集簇される.この際に結膜襄内に放出されたものと,与えられた刺激により下方のcellからの分泌が続いて起こる.グアニジン抽出, SepharseCL-2Bよって得られた2つのfractionについて,生化学的な検討を行っている.4.まとめ:Goblet細胞は涙液へmucinを提供するのみでくOcular surfaceの防御に大きな役割を果している.又,角膜輪部,結膜はそれぞれの分担に応じた働きをしているが,互いに連携してOcular surfaceを保持し,特に角膜病変では結膜の占める意義は大きい.1.ヒト眼のムチンの性状:ムチンの抽出と分析結果は高分子ピークIはヘキソサミン等の糖蛋白でヘキソース・シアル酸を含み血清や結合織のそれとは異った。2.細菌や異物に対するムチンの反応:ムチンの粘着性によるmucus trappingが家兎結膜嚢内の線膿菌及びリステリア菌に対して行われ、瞬目運動とも相まってSurface mucinが物理的なbarrierとして働いた。ミリポアフィルターによるヒト結膜でのbiopsyでは粒状,糸状,膜状のムチンに異物,細菌が捕促され粘膜表層が保護された。又、インディアンインク点眼后のムービーによる観察ではmucous threadの動きが明かで内眼角部への移動は瞬目によって行われた。4.Goblet細胞の病態:胚細胞の発生は必ずしも明かにされていない。障害后回復中の細胞が核内に【H_3】-thymidineがとり込んでいた。又、再生した上皮は結膜由来のものが角膜上皮への転換は容易には起らない。生体で細胞単位の観察が可能なのは本法だけである。特にローズ,ベンガル染色との組合せではbiomicroscopyとして観察を期待される分野である。6.結膜の性状は角膜の透明性の維持には重要な役をはたしていると考えられる。
アリール-酸素結合への一酸化炭素の挿入によるビナフチルカルボン酸類の合成と反応

高性能不斉識別素子として有用な軸不斉1,1'-ビナフチル-2-カルボン酸類の新規合成法の開拓、およびそれらの不斉合成反応への応用を目的とし、研究計画に従って検討を行い、以下の成果を得た。1.安価な2-ナフトールの酸化カップリングで容易に合成できるビ-2-ナフトヒルより、トリフルオロメタンスルホン酸やP-トルエンスルホン酸などのスルホン酸エステルを調整した。これらを種々の遷移金属錯体触媒の存在下で一酸化酸素と反応させ、アリール一酸素結合を切断してカルボニル化することを試みた。遷移金属、配位子、溶媒、スルホン酸の種類、反応温度、圧力などの反応条件を広範鋼板に検討し、合成化学的に有用な収率でビナフチルカルボン酸類が合成できることを見出した。2.上記1のカルボニル化反応を2'-置換-2-ヒドロキシビナフチル類に適用し、同様にビナフチルカルボン酸が得られることを見出した。この反応では2'-位の置換基の効果が大きく、1,1'-ビナフチル-2-カルボン酸は殆ど定量的収率で合成できることが分かった。3.上記1の反応を軸不斉2-ヒドロキシ-1,-1'-ビナフチル類へのトリフラートに適用したところ、全くラセミ化を伴わずにカルボニル化が可能であることが分かった。軸不斉ビ-2-ナフトールは現在最も調整の容易な軸不斉ビアリールであり、これより得られる2'-メトキシ-1,1'-ビナフチル-2-イルトリフラートを用いて、光学純度100%の2'-メトキシ-1,1'-ビナフチル-2-カボン酸を得た。本研究者らは既にこのカルボン酸がアルコールやアミンなどの光学異性体を核磁気共鳴スペクトルや高速液体クロマトグラフィーで識別するための不斉誘導化剤として優れた機能を有することを明らかにしている。本研究の成果によりこの軸不斉ビナフチルカルボン酸化の簡便な合成法が開拓されたことから、不斉識別剤としての用途が一層拡大するものと期待される。
「強誘電体分極の巨大近接効果」の現象としての確立

原子レベルに平坦で清浄な表面を持ち、表面を含めて非常に欠陥が少ない強誘電体単結晶で、不可解な現象に遭った:電場印加で、電極から遠く離れ、電極からの電場が無視できる広域な自由表面で、分極が揃った。この時、超高真空中で光を遮断することで、水分,吸着物,光等の外因性を除去した。このため、静電気学的な解析では全く説明できず、『分極の巨大近接効果』と呼ぶ。本課題は、複数の測定法を組み合わせ、この現象の3次元的な分極分布を詳細に解明することで、『分極の巨大近接効果を現象として実験的に確立』し、機構を解明する。
解析数論とその周辺

1.解析数論グループ(塩川他)、ある種のフラクタルな挙動を示す関数の値の超越性、線形独立性が証明された。またロジャース・ラマヌジャン連分数の有理点での無理性の尺度が計算された。2.微分方程式・力学系グループ(菊地,石井,林他)、3次元多様体M上の非特異力学系によって、Mの"スパイン"と呼ばれる2次元多面体が自然に構成出来ることを示した。またこの力学系から構成したスパインからMの位相的性質を見る方法をいくつか示した。「力学系によるスパイン」をスパイン全体の中で特徴付けることも出来た。3.同上グループ、調和振動子を記述するハミルトン系は各エネルギー曲面が惰円面になるが、この場合すべての自由度が共鳴しなければ自由度の個数、共鳴があれば無限個の周期解がある。惰円面は凸曲面なので、ハミルトン系のエネルギー曲面が凸曲面であればその上に自由度の個数の周期解があるのではないかという予想があるが、その部分的な解答を得ることが出来た。4.関数解析グループ(小泉,石川他)、ヒルベルト変換の拡張に関する研究が行われた。第1にバナッハ空間上の作用素の1径数群【T_t】上のヒルベルト変換が定義され、その性質が調べられた。第2に超関数のヒルベルト変換が定義され、同様に好ましい性貭をもつことが分った。5.多様体上の解析学グループ(小畠,前田他)、クリフォード代数値関数に作用する系のラプラシアンに対する熱方程式やシュレーディンガー方程式の基本解を擬微分作用素やフーリェ積分作用素を用いて構成する試みを行った。ここでその表象がグラスマン代数を用いたもので与えられている。これらの基本解は幾何学的意味が明確になっているために、例えぱラプラシアンの固有値の分布やある種のゼータ関数の性質を調べることに有用ではないかと思われる。
トルコ・韓国・日本における森林資源の高次元多機能経済評価と国際生態系保全政策分析

1992年の生物多様性条約採択以降、生態系保全政策のグローバルな影響への関心が高まっている。このような保全政策はある地域の政策が他の地域の生産活動に及ぼす影響を考慮しながら、地域レベルの生態系サービス(多次元的な財)の生産調整を行う必要がある。その結果、地域的あるいは国際的に効果的・効率的かつ実行可能な保全政策を展開することが可能となる。本研究では、トルコ、韓国、日本を中心に、森林資源から供与される多次元的な財の中で、特に生息地供与機能、侵略的外来種防止機能、美的景観供与機能を特定するモデルを開発し、森林資源・生態系管理に対する時空間最適化モデルの構築により、それら機能を定量的に明らかにした。森林資源は我々の生活基盤となる様々な機能・サービスを提供しているため,この森林資源の多面的な機能を持続的に利用していくことは,持続的な社会を形成する上での課題である.本研究では,社会経済構造及び資源利用環境の異なるトルコ,韓国,日本において,その多面的な機能を特定し,それらを"多次元的な財"と捉え,その動態を定量的に把握する.そして,国際開発・生態系保全政策の動向に伴う森林資源利用変化の"財"への影響を地域的な利用及び国際的な貿易の枠組みを用いて,"多次元的な財"の需給動態の関係を描写できるモデル,及びそれらのモデルを統合する部分空間均衡モデルを構築し,開発と生態系保全を両立できる生態系保全政策の探求,分析及び提言を行う.平成22年度の研究成果は以下の通りである.1)トルコ・韓国・日本の各国において,データ収集とその利用可能性および地域の生態系サービスについて明らかにした.2)分析の基盤となる森林成長モデルについては,ベイズ統計を用いて不十分な観測データしか得られない場合においても予測可能な成長モデル推定法を確率した.3)生態系シミュレーションについては,セルオートマンモデルを用いて侵略的外来種の空間的分散パターンをシミュレーションできるモデルを構築した.4)政策シミュレーションモデルのプロトタイプとして,マルチエージェントモデルを構築し,土地利用における保全政策のシミュレーションを行った.また,REDD等温暖化対策の政策に関するシミュレーションを行うとともに電力政策についても日本及び欧州について文献・資料を中心にまとめ,比較分析を行った.本研究では,社会経済構造及び資源利用環境の異なるトルコ,韓国,日本において,森林資源の多面的な機能を特定し,それらを"多次元的な財"と捉え,その動態を定量的に把握する.そして,国際的な開発・保全政策の動向に伴う森林資源利用変化の"財"への影響を地域的な利用及び国際的な貿易の枠組みを用いて,"多次元的な財"の需給動態の関係を描写できるモデル,及びそれらのモデルを統合する部分空間均衡モデルを構築し,開発と生態系保全を両立できる生態系保全政策の探求,分析及び提言を行う.平成23年度の研究成果は以下の通りである.1)韓国において,昨年度収集したデータおよび,ベイズ法を応用した成長モデルをもとに,ランドスケープレベルの森林伐採計画最適化モデルを構築し,最適な空間伐採パターンを探求した.2)日本において九州地方を中心に1)同様のランドスケープレベルの森林伐採計画最適化モデルの構築を行った.また,沖縄本島北部のデータをもとに野生動物の生息地適性モデルと森林伐採最適化モデルの統合を行い,生態系サービスの経済評価の可能性を検討した.3)また,分析の基盤となる森林成長モデルについては,北海道・富良野で蓄積されたデータをもとに,森林成長モデルの構築を行った.4)森林成長3-D可視化モデルの構築に向け,新しい3次元位置測定装置の導入および枝の曲がりや,新芽の枯死メカニズムを導入した3-D可視化モデルを応用し,林分密度の最適化モデルを構築した,プロトタイプの構築を行った.5)昨年度開発した不十分な観測データしか得られない場合におけるベイズ法の応用による成長モデルについて改良を加えた.本年度は、侵略的外来種拡散モデルと時空間的土地利用最適化モデルを統合したプロトタイプのモデルを構築し、生態系サービス維持に対する外来種による被害関数導入の基礎モデルを開発した。具体的には、防御などの管理に対して拡散速度だけでなく、飛散する種子の数も減少しながら、実施される管理の空間配置に対して拡散の時空間パターンが反応する、外来種拡散モデルを時空間的土地利用最適化モデルに結合したプロトタイプモデルである。これまでは、一様に隣接セルにのみ拡散する単純な拡散モデルであったが、本研究で構築した最適化モデルの利用により、これまで評価できなかった外来種拡散に対する空間管理の効果を分析することが可能となる。森林の3次元可視化モデルについては、東北、関東、九州の各地域で3次元データの収集と3次元モデルの構築を行った。また、森林資源の3次元データ収集の効率化を図るため、試験的に3次元フォトグラメトリの技術の導入や遠隔誘導式小型回転翼機による空撮を試みた。

今後、森林生態系の3次元可視化による景観効果を生態系サービス供給モデルに組み込む上で、これらの技術の導入による資源測定が3次元データ収集の効率化において重要な役割を果たすものと考える。生態系サービス需要に関して、様々な野外活動を行う際の人々の景観に対する選考についてアンケート調査を行った。この調査結果は、最適レクリエーションルート探索、あるいは過度な利用箇所の特定などの解析を行う上での基礎情報となり、景観の維持と好ましい景観を効率的に巡回することが可能なレクリエーション利用管理の探索が可能となる。資源管理におけるリスク分析については、自然災害データ(標高・斜度など)に対して、ロジスティック回帰および多項ロジット回帰を行いリスク要因の特定を行った。今後はリスク要因が場所(軽度・緯度など)によって連続的に変化するようなモデルを考察する。本研究では,社会経済構造及び資源利用環境の異なるトルコ,韓国,日本において,森林資源の多面的な機能を特定し,それらを“多次元的な財"と捉え,その動態を定量的に把握する.そして,開発・保全政策の動向に伴う森林資源利用変化の“財"への影響を地域的な利用及び国際的な貿易の枠組みを用いて,需給動態の関係を描写できるモデルを構築し,開発と生態系保全を両立できる生態系保全政策の探求,分析及び提言を行う.平成24年度の研究成果は以下の通りである.1) “多次元的な財"の1つである文化的サービスの経済評価について,美的景観評価をもとに,森林レクリエーションパスの最適化モデルを構築した.2)“多次元的な財"の1つである調整サービスの評価については,侵略的外来種拡散モデルおよび病虫害伝播モデルのシミュレーションモデルと管理シミュレーションモデルと結合し,シナリオ分析を行った.特に,侵略的外来種拡散モデルはlong distance dispersalのメカニズムを取り入れたシミュレーションを行った.3)調査フィールドの一つである東京大学北海道演習林において収集・蓄積された標準地データをもとに,一般化線形混合モデルおよび地理的加重回帰モデルによってトドマツ更新木の空間的な分布パターンの解析を試みた.4)自然災害リスク評価法として,ロジスティック回帰および多項ロジット回帰分析におけるモデル選択手法の適用を行った.冠雪害における実解析を行い,リスク要因を特定した結果,様々な先行研究における分析と同様の結果が得られ,本手法がリスク解析において有用であることを示すことができた.5)森林成長3-D可視化モデルの構築に向け,生育環境条件の異なる様々な樹種について,3次元位置測定装置による運動解析システムを導入し,フィールド調査を実施した.また,立木の空間配置を再現できる3次元可視化モデルに改良した.本年度は、土地利用の空間配置パターンの最適化において、連続性などより複雑な空間構造を考慮できる新たなモデル構築を行った。
広範なエネルギーのあらゆる粒子に対応したはじき出し損傷モデルのための実験的研究

陽子線治療用加速器などの金属材料の照射損傷評価を対象とした、照射損傷計算モデルの検証のため、高エネルギー(20MeV1GeV)陽子照射に対する金属の照射損傷の測定手法を開発した。その結果、様々な加速器施設で利用可能な小型極低温照射装置の開発に成功し、照射中、銅のナノΩオーダーの電気抵抗増加を測定可能とした。実験値は、国際原子力機関IAEAの共同研究活動「初期の放射線損傷断面積」に活用され、その中間とりまとめ報告の中で採用された。本研究は、粒子輸送計算コードPHITSの金属材料の照射損傷計算手法の検証を行うために、測定データが全くない20-1000MeVの高エネルギー陽子照射による金属のはじき出し断面積を測定することを目的としている。はじき出し断面積の実験値は、照射欠陥に伴う金属材料の電気抵抗の増加と粒子フルエンスから求まる。その際、試料を10K以下の極低温の状態にし、照射欠陥の微小な熱運動を止める必要がある。さらに、様々な加速器施設でデータ収集を行うために、コンパクトな極低温照射装置を開発する必要がある。初年度は、極低温照射装置とデータ収集システムを開発した。冷凍機には取扱が簡便な小型GM冷凍機を採用した。照射中の試料を熱伝導により冷却するために、冷凍機の先端(4K第2ステージ)に熱伝導率に優れたアンカー(無酸素銅とアルミニウム棒)を接続し、さらにその先端は試料を埋め込む構造とした。試料として、純度99.9%、長さ3mm、厚さ0.2μmの銅を熱伝導率・電気的絶縁性に優れた窒化アルミ板へスパッタリングにより蒸着し、銅と窒化アルミ板の間の熱接触の向上に努めた。耐放射線性に優れ、極低温で校正されたセルノックス温度計を窒化アルミ基板上に固定した。電気抵抗測定法として、4端子法を採用した。製作した極低温冷却装置を、真空照射チェンバーに上部から挿入し、装置先端がビーム中心の位置になるようにした。装置の冷却試験を実施したところ、2時間で試料を7.4Kまで冷却することに成功した。京都大学原子炉実験所FFAG加速器施設のビームラインにおいて、125MeV, 1nAの陽子を試料に照射した。その結果、照射中に温度8K以下を達成し、かつ3.7Ω程度の銅の抵抗に対し±10μΩの高精度な測定に成功した。粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、照射損傷量DPA値を計算できる機能を実装しているが、高エネルギー領域(20MeV-1GeV)の陽子照射について、実験データは存在しない。そこで本研究では、極低温の環境下ではじき出し断面積と関連する、陽子照射欠陥に伴う電気抵抗増加を測定するための装置を開発することを目的とする。本年度は、サンプル作成手法とビームフルエンス測定手法の改良を実施した。サンプルは、純度99.999%の銅線(直径250μm,長さ152mm)を、2枚の高熱伝導度及び絶縁性を持つ窒化アルミ基板で挟み込む構造とし、1,000°Cで1時間かけて焼鈍した。その後、冷却用アンカー(無酸素銅)とGM冷凍機を介した熱伝導により、サンプルを冷却した。試料の抵抗は、四端子法を用いて±10mA出力の電流源とナノボルトメータの組み合わせにより計測した。ビーム電流量は、ビームダンプからの信号とアルミニウム箔を用いた放射化法により求めた。京大炉FFAG施設において開発した照射装置を用いて、125MeV陽子を極低温下12Kで照射した。その結果、照射前の銅線の電気抵抗29.41μΩに対し、照射欠陥に伴う1.53μΩの微小な電気抵抗の増加を精度よく測定できた。また、PHITSコードを用いて欠陥生成効率を考慮した銅のはじき出し断面積の計算値と、電気抵抗率変化の測定結果から導出した値との比較を行った。その結果、PHITSの計算値は、エネルギー100MeV以上の陽子照射による銅のはじき出し断面積を定量的に再現することがわかった。粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、照射損傷量DPA値を計算できる機能を実装しているが、検証に必要な高エネルギー領域(20MeV-1GeV)の陽子照射に関する実験データは存在しない。本研究では、極低温の環境下ではじき出し断面積と関連する、陽子照射欠陥に伴う電気抵抗増加を測定するための装置を開発することを目的とする。前年度までに、GM冷凍機を用いた小型照射装置を開発し、京大炉FFAG施設において125MeV陽子照射による銅のはじき出し断面積の測定に成功した。本成果を原子力材料の専門誌Journal of Nuclear Materialsへ投稿した。しかしながら、研究期間全体を通じて、1小型の極低温陽子照射装置の開発、2125MeV陽子照射に対する銅のはじき出し断面積の測定、3国際会合や論文投稿による成果の公開を実施し、当初の目的を達成できた。今後の研究展開として、他の加速器施設における異なるビームエネルギー、ビーム種、材料を用いた照射試験を継続し、PHITSのモデルを改良して、加速器施設における照射損傷量予測の大幅な向上に繋げる。

実験値は、国際原子力機関IAEAの共同研究活動「初期の放射線損傷断面積」に活用され、その中間とりまとめ報告の中で採用された。高エネルギー陽子に対する極低温照射試験の手法を確立でき、かつ成果を論文発表できたため。原子力学本年度の目標であった小型冷凍機を用いた電気抵抗測定装置の製作と性能試験を達成するとともに、次年度に予定していた照射試験も実施できたため。加速器運転のスケジュールにより、アルミニウムに対する照射試験を行わなかったため。平成25年度の装置開発の問題点として、1粒子フルエンスの測定手法の未確立、2スパッタリングによる金属材料の形状の不確かさがあげられる。1については、照射チェンバー内の試料近傍に小型のビーム電流測定用ファラデーカップの設置、放射化法による測定の検討を実施する。2については、今回形状を正確に測定できなかったため、形状や材料特性が明らかなバルク状の金属材料に変更することを考える。平成26年度は、1及び2の問題を解決し、さらに精度良いはじき出し断面積を得る手法を確立する。国際ワークショップにおける発表のための出張費とアルミニウムに対する極低温照射試験に使用する。申請時に購入を計画していた小型GM冷凍機を京都大学から借用できたために、次年度使用額が生じた。京大炉FFAG加速器施設における照射試験の旅費・滞在費及び金属試料の追加購入に使用する。
前を腺がんに対するLH-RHアナログ剤と抗アンドロゲン剤の併用療法に関する基礎的研究

平成5年度に行った抗androgen剤TZP-4238とLH-RH analog剤ICI-18630の併用実験ではflare up時に血中Testosterone(T)上昇を抑制する効果はみられなかった。原因としてTZP-4238の投与用量、間接効果である間脳下垂体系へのnegative feed backの弱さが考えられた。平成6年度にはTZP-4238を増量し、また、より間接効果の高いChlormadinone acetate(CMA)を検討に加えた。さらに、近年使用され始めた非Storoid型の薬剤ではflare up抑制効果をを不良とする報告がみられる。そこで非Storoid型のFlutamide(FL)についても検討した。予備実験により至適なLH-RH剤の投与量、血中Tの上昇極期、ratのstrain、週齢を確認しWistar rat15週にleuprolide acetateE 0.3mg/kg投与後2時間で採血した。抗androgen剤投与群としてTZP-42386mg/kg、CMA 12mg/kg、FL90mg/kgを7日ないし0日間投与後、leuprolideを投与し2時間後に血清Tを測定した。さらに3日間抗androgen剤投与を続け前立腺、下垂体を摘出、重量と前立腺のPCNA染色により増殖能を検討した。この結果、1)LH-RH単独投与群では血清T、前立腺重量、PCNAのL.I.が上昇した。2)Storoid型の2剤では血清T上昇は抑制されず、前立腺重量、PCNAのL.I.は抑制された。3)非Storoid型のFLでは7日間投与群でControl群以上に血清Tが上昇したが前立腺重量、PCNAのL.I.は抑制された。以上よりLH-RHによるflare upがhormondata上のみならず実際に細胞増殖を伴うことが確認された。一方、併用群の血清TはStoroid型では抑制効果がみられず、非Storoid型の7日間投与群では増悪する事が示された。両型とも継続投与の直接作用で前立腺増殖は抑制されたが、Storoid型では投与量をさらに増量する必要があり、非Storoid型では前投与を短期化する必要があるものと考えられた。平成5年度の研究は、前立腺癌の内分泌療法の1つとして最近普及しつつあるLH-RHアナログ剤の特異的な副作用であるflare up現象を軽減させるための動物実験を行った。雄コペンハーゲンラットにLH-RHアナログ剤と抗アンドロゲン剤を併用投与し、投与後短期間の血中ホルモン値の変動、標的臓器の重量の変化および組織学的変化の有無を検討した。すなわちLH-RHアナログ剤としてICI118630、抗アンドロゲン剤としてTZP4238を用い、両者併用群を3群に分け、LH-RHアナログ剤投与日、第3、14、28日目に血中LH,FSH,testosterone,5α-dehydrotestosterone(DHT)の測定を行い、各時点で5匹ずつ屠殺し、前立腺、精のう、精巣の重量と組織学的変化をみた。その結果は、LH-RHアナログおよび抗アンドロゲン剤併用群と、LH-RHアナログ単独投与群の間で、血中ホルモンデータ、および組織重量に有意の差は認められなかった。また組織学的にも特徴的な所見は得られなかった。

この結果より、flare up現象の抑制にはLH-RHアナログ投与後に抗アンドロゲン剤を投与するのではなく、抗アンドロゲン剤を先行投与する必要があると思われた。また抗アンドロゲン剤として使用したTZP4238の薬理学的活性に問題があったことも考えられ、新たな実験計画を作成し、それを遂行中である。すなわち、抗アンドロゲン剤として既に臨床応用されているステロイド型のChlormadinone acetate(CMA)と非ステロイド型のFlutemide(FL)を使用する。そして抗アンドロゲン剤はLH-RHアナログ剤投与日の1週間前より先行して投与開始する。LH-RHアナログ剤投与後第3、14日目に各群10匹を屠殺し、血中LH,FSH,testosteroneを測定し、各標的臓器重量を測定し、組織学的所見を観察する。なお、Dunning R3327株を用いた移植腫瘍による実験計画は、同株が入手できず断念した。平成5年度に行った抗androgen剤TZP-4238とLH-RH analog剤ICI-18630の併用実験ではflareup時に血中Testosterone(T)上昇を抑制する効果はみられなかった。原因としてTZP-4238の投与用量、間接効果である間脳下垂体系へのnegative feed backの弱さが考えられた。平成6年度にはTZP-4238を増量し、また、より間接効果の高いChlormadinone acetate(CMA)を検討に加えた。さらに、近年使用され始めた非Storoid型の薬剤ではflare up抑制効果をを不良とする報告がみられる。そこで非Storoid型のFlutamide(FL)についても検討した。予備実験により至適なLH-RH剤の投与量、血中Tの上昇極期、ratのstrain、週齢を確認しWistar rat15週にleuprolide acetateE 0.3mg/kg投与後2時間で採血した。抗androgen剤投与群としてTZP-4238 6mg/kg、CMA 12mg/kg、FL 90mg/kgを7日ないし0日間投与後、leuprolideを投与し2時間後に血清Tを測定した。さらに3日間抗androgen剤投与を続け前立腺、下垂体を摘出、重量と前立腺のPCNA染色により増殖能を検討した。この結果、1)LH-RH単独投与群では血清T、前立腺重量、PCNAのL.I.が上昇した。2)Storoid型の2剤では血清T上昇は抑制されず、前立腺重量、PCNAのL.I.は抑制された。3)非Storoid型のFLでは7日間投与群でControl群以上に血清Tが上昇したが前立腺重量、PCNAのL.I.は抑制された。以上よりLH-RHによるflare upがhormondata上のみならず実際に細胞増殖を伴うことが確認された。一方、併用群の血清TはStoroid型では抑制効果がみられず、非Storoid型の7日間投与群では増悪する事が示された。両型とも継続投与の直接作用で前立腺増殖は抑制されたが、Storoid型では投与量をさらに増量する必要があり、非Storoid型では前投与を短期化する必要があるものと考えられた。
パイプラインバックプロパゲーションを用いたディープラーニングプロセッサ

IoTデバイスの低エネルギ画像認識の需要は様々な分野に拡大している.画像解像度の向上は処理すべき画像データ量の増大を意味し,メモリの面積・電力消費の増加を伴う.実際イメージプロセッサの電力の40%以上はメモリが消費している.画像処理プロセッサではマルチスレッド処理を行うために複数の演算コアがSRAMへ同時アクセスを要求する.マルチポートメモリは並列アクセスに適しており,実時間処理が求められる画像アプリケーションに適している.デュアルポートSRAMは専用の読み出しアクセスポートを持ち,ディスターブフリーな読み出し動作を実現している.プリチャージ方式を用いた“0"データ読み出しの場合,ビット線(RBL)の引き抜き電流発生によりRBL充放電エネルギがサイクル毎に消費される.一方“1"データ読み出しの場合,RBLからソース線(SL)への電流は遮断される.このため入力データ中の“1"データ数を増やすことができればRBL充放電エネルギを削減し動作エネルギ効率を向上させることができる。しかしビット反転に多数決ロジックを用いると多数決回路と追加のフラグビットが必要となり,回路面積が増大しプロセッサ全体のコストが増加する.提案Dual-port SRAM with MSB-based inversion logicでは多数決ロジックにおける追加のフラグビットを排除し,入力データのMSBを基準にビットデータの反転を判断する.これにより8ビットの従来型多数決ロジックにおいて従来回路に必要な12.5%の面積オーバヘッドを0.6%まで削減した.提案SRAMは28-nmFD-SOIプロセス技術によって実装され,Dual-port SRAM with MSB-based inversion logicにより画像データの読み出し動作にかかるエネルギを14.76%削減可能であることを確認した.さらに,VGG-F畳み込みニューラルネットワーク(CNN)での画像処理を考慮した場合,電力削減効果は17.31 %であり,読み出しエネルギ304.81fJ/サイクルを達成した.2018年度は回路特性・電力・面積コストを考慮したディープラーニングプロセッサ専用低消費電力SRAMの新規メモリセル技術の提案を行うことを目標とし、Dual-port SRAM with MSB-based inversion logicを開発した。提案Dual-port SRAM with MSB-based inversion logicをVGG-F畳み込みニューラルネットワーク(CNN)での画像処理に用いた場合、電力の削減効果として17.31%が得られ,読み出しエネルギ304.81fJ/サイクルを達成した.面積オーバヘッドは0.6%のみである。このように2018年度は提案SRAMの低エネルギ動作と省面積性能を確認することができ、おおむね順調に進展しているといえる。2019年度にはディープラーニングプロセッサアーキテクチャを開発し、分散メモリフローを確立する。提案アーキテクチャを実現するためのデバイス特性・動作マージン・アクセスパターンを考慮した周辺回路とSRAMの協調設計を行う。メモリアクセス数の低減をそのままSRAM消費電力の低減に反映させ、さらにSRAM自体の動的・静的電力を削減することで従来比の10倍以上の電力性能を達成することを最終目標とする。2019年度には上述の技術を搭載したSRAMをシリコンチップとして設計する。2020年度には試作チップの性能を評価することでSRAMの低消費電力性能・動作信頼性を検証する。そのSRAMを提案アーキテクチャに実装したときのシステムとしての処理速度や低消費電力性能の実証も行う。

提案Dual-port SRAM with MSB-based inversion logicをVGG-F畳み込みニューラルネットワーク(CNN)での画像処理に用いた場合、電力の削減効果として17.31%が得られ,読み出しエネルギ304.81fJ/サイクルを達成した.面積オーバヘッドは0.6%のみである。このように2018年度は提案SRAMの低エネルギ動作と省面積性能を確認することができ、おおむね順調に進展しているといえる。2019年度にはディープラーニングプロセッサアーキテクチャを開発し、分散メモリフローを確立する。提案アーキテクチャを実現するためのデバイス特性・動作マージン・アクセスパターンを考慮した周辺回路とSRAMの協調設計を行う。メモリアクセス数の低減をそのままSRAM消費電力の低減に反映させ、さらにSRAM自体の動的・静的電力を削減することで従来比の10倍以上の電力性能を達成することを最終目標とする。2019年度には上述の技術を搭載したSRAMをシリコンチップとして設計する。2020年度には試作チップの性能を評価することでSRAMの低消費電力性能・動作信頼性を検証する。そのSRAMを提案アーキテクチャに実装したときのシステムとしての処理速度や低消費電力性能の実証も行う。
インドーユーラシアプレート境界における巨大活断層系の運動様式に関する研究

・平成18年度に実施したネパール中南部ブトワル市でのトレンチ掘削調査の学会発表および論文投稿準備年代測定結果をふまえて、この地域におけるヒマラヤ前縁帯活断層の最新活動について検討し、最新活動時期が1630AD790BCであること、スリップ量が約8mであることを明らかにした。この結果について、地球惑星連合大会にて発表し、現在論文の投稿準備を行っている。これまでヒマラヤ前縁帯活断層の最新活動に関するデータは、ネパール西部および東部で解明されてきたが、本研究によって両者の空白域である中部に関するデータを付与することができ、長大な逆断層系活断層の挙動の解明に貢献した。またこれまでヒマラヤ前縁帯活断層は地表に生じていないとする見解も、この調査によって改められることになった。・インド・アッサム州におけるトレンチ調査および地形地質調査の実施平成19年12月から翌年1月にかけて、インドアッサム州テズプール市北部においてヒマラヤ前縁帯活断層の最新活動の時期や活動量を解明するため、ショベルカーを用いたトレンチ調査およびレーザー測距による地形調査を実施した。その結果、最新活動時の断層変位を示唆する高さ10mの断層崖が認められ、トレンチ掘削調査によって表層の未固結河川性堆積層を切る明瞭な断層が認められた。これまで、この地域でのヒマラヤ前縁帯活断層に関するデータは全くなかったが、本調査により、最新活動時期や変位量に関する新しいデータを得ることができた。本年度は,インド「ユーラシアプレ憎ト境界における活断層系の運動様式の解明を進める目的で下記の2点について研究を実施した.(1)CORONA偵察衛星写真の判読に基づくパキスタン地震の起震断層の発見と公表世界ではじめて,2005年10月に発生したパキスタン地震の地震断層をCORONA偵察衛星写真の判読から明らかにし,学会誌に公表した.本断層をバラコット-ガリ断層と命名し,詳細な断層変異地形の記載と,他の手法で求めた地殻変動モデルと比較し,極めて調和的な結果が得られた.(2)ヒマラヤ前縁帯活断層のトレンチ掘削地点の選定及び現地調査これまで活動歴が明らかになっていなかったネパール中部ブトワル周辺を対象に,トレンチ掘削調査候補地を3箇所選定した.現地では,それぞれの候補地へ予備調査をおこない,活断層地点が明瞭に認定でき,細粒な堆積層が想定されるブトワル市内1箇所をトレンチ地点として選定した.引き続き,選定地点にてトレンチ掘削調査を,ショベルカーを用いて実施した.トレンチ壁面からは,未固結堆積層中に明瞭な断層面が認められた.地層の年代測定の結果から,この断層は約3000年前以降に最新活動時期があること,1回の地震で約8mずれたことが明らかとなった.これは,ヒマラヤに発達する最も長大な巨大活断層系の運動様式を解明する上で,特筆すべき成果となり,来年度国際学会等で発表する予定である.・平成18年度に実施したネパール中南部ブトワル市でのトレンチ掘削調査の学会発表および論文投稿準備年代測定結果をふまえて、この地域におけるヒマラヤ前縁帯活断層の最新活動について検討し、最新活動時期が1630AD790BCであること、スリップ量が約8mであることを明らかにした。
細菌胞子の発芽時に作用する酵素の活性化機構に関する研究

Bacilluscereusの発芽時に特異的な胞子コルティクス分解酵素(SCLE)の部分アミノ酸配列を決定して、それらに基づき4組のPCR用プライマーを合成した。このうち一組のプライマーによってBacillus cereus染色体DNA(鋳型)から692bpのPCR産物が得られ、増幅されたDNAは先に決定されたSCLEのアミノ酸配列をコードしていた。得られたPCR産物をプルーブとして全構造遺伝子のクローニングを行い塩基配列を解析したところ、本酵素は前躯体を持たず休眠胞子中に成熟タンパク質として存在することが示唆された。これは、先にクローニングされたClostridium属のSCLEが発芽時にプロテアーゼによる限定分解を受けるのと異なり、発芽時のSCLE活性化機構が種により違うことが考えられた。また、SCLEはその酵素活性がSH修飾剤により阻害されることからシステイン残基が活性に重要であると予測されていた。そこで、wild type SCLE、および遺伝子構造から推定されたアミノ酸配列中SCLEに唯一存在した258残基目のシステインをグリシンに置換した組み替えタンパク質を大腸菌に発現させ、その酵素活性を比較検討したところ、変異体も低いながら活性を保持しておりシステイン残基は酵素活性には必須ではないものと推察された。さらに、本酵素の遺伝子の塩基配列及びアミノ酸配列をもとに、類似する酵素が他の胞子形成細菌にも存在するかどうかについても検討した結果、枯草菌にSCLE相同遺伝子が存在する可能性が示唆され、現在当該遺伝子のクローニングを試みている。
六方晶型チタン酸バリウムの逐次相転移

六方晶型チタン酸バリウムは、To=222K及びTc=74Kで構造相転移を起こし、74K以下では間接型の強誘電体となる。この遂次相転移機構を解明する目的で、誘電率、比熱、ラマン散乱実験を行い以下の成果を得た。1.高圧下での誘電率の振る舞い:222K転移についてはセラミックス試料で誘電率の圧力効果の実験がなされているが、74K転移については詳しいことは分かっていない。今回、単結晶試料を用い、c軸方向の誘電率について、4.2K300Kの温度域で静水圧依存性(1bar8kbar)を調ベた。Toでのカスプ状の誘電異常は圧力の増加と共に低温側に単調に移動していくのに対し、Tcでの発散的異常は急激に減衰していき、ついには完全に消失してしまうことが分かった。また、圧力-温度相図が決定された。2.比熱測定:溶融固化法で作成した多結晶試料について、断熱型熱容量測定装置を用い、液体He温度から室温までの比熱を測定した。To=222Kで比熱異常が検出された。この比熱異常は大きさ形ともに、以前粉末試料で得られた結果と一到している。Tc付近について注意深い測定を行ったが粉末試料での結果と同様に今回も異常比熱は検出されなかった。3.偏光ラマン散乱:これまでに報告されているラマン散乱の結果は222K以下の温度域で発生する双晶について何等注意が払われておらず、偏光特性などの詳しいことは分かっていない。今回、厚さ0.3mm程度の薄いa板、b板を試料として用いた。この薄い試料について、双晶がどのように発生するか調ベた結果、中間相ではほとんど単分域に近い状態が実現していることが分かった。これは、研磨時にかかったストレスが残留応力として試料表面に残っていて、それが222K以下の温度で発生する双晶に影響したものと考えられる。測定の結果、中間相でのラマンスペクトルの偏光依存性が明かとなると共に、Tc転移での異常な振る舞いが見いだされ、興味深い知見が得られた。六方晶型チタン酸バリウムは,222KでEzuモ-ドのソフト化による構造相転移をする。更に,低温の74Kで,真性強弾性転移を起こし,74K以下では間接型の強誘電体となる。このような,強弾性・強誘電相転移を示す物質は余り例がなく,誘電率などの物理量が転移点近傍でどのような温度変化をするのか興味がもたれる。しかし,相転移に伴い双晶が複雑に発生するため,各結晶軸方向についての詳しい測定はほとんど行われていない。そこで双晶の発生を制御した試料について,誘電率,ラマン散乱の測定を行うこと及び74K転移での比熱異常を検出することを目的に実験に着手した。これまでに得られた知見を以下にまとめる。1.中間相での双晶の制御:b軸方向に軸性の応力を印加し冷却することや,厚さ約1mm以下の薄片状のa板やb板試料にすることで,対掌関係にある双晶を除けば,単分域化できることが分かった。また,軸性応力と電場の同時印加で対掌関係にある双晶を動かすことができた。2.誘電率の測定:様々な条件下で誘電率の測定を行った。

通常の誘電率の測定では,双晶がお互いにクランプし合って,束縛状態の誘電率に近い値を示すことが分かった。3.比熱測定:設備備品を購入し,交流法による比熱測定装置を作成した。予備的測定の段階であり,本格的な測定はこれからである。断熱法による比熱の測定を,東工大で行ってもらったが,現在のところ,セラミック試料,単結晶試料ともに70K付近での比熱の異常は検出されていない。4.ラマン散乱測定:中間相でほとんど単分域である薄片状試料をもちいて偏光ラマン散乱の実験を行った。昇温に伴い,222Kに向かってソフト化していく二つの光学モ-ドの低振動数側のモ-ドだけが,74Kの強弾性相転移点で僅かなソフト化を示すことが分かった。また,その偏光依存性が調べられ,音響モ-ドと光学モ-ドの結合に関する興味深い結果が得られつつある。六方晶型チタン酸バリウムは、To=222K及びTc=74Kで構造相転移を起こし、74K以下では間接型の強誘電体となる。この逐次相転移機構を解明する目的で、誘電率、比熱、ラマン散乱実験を行い以下の成果を得た。1.高圧下での誘電率の振る舞い:222K転移についてはセラミックス試料で誘電率の圧力効果の実験がなされているが、74K転移については詳しいことは分かっていない。今回、単結晶試料を用い、c軸方向の誘電率について、4.2K300Kの温度域で静水圧依存性(1bar-8kbar)を調べた。Toでのカスプ状の誘電異常は圧力の増加と共に低温側に単調に移動していくのに対し、Tcでの発散的異常は急激に減衰していき、ついには完全に消失してしまうことが分かった。また、圧力-温度相図が決定された。2.比熱測定:溶融固化法で作成した多結晶試料について、断熱型熱容量測定装置を用い、液体He温度から室温までの比熱を測定した。To=222Kで比熱異常が検出された。この比熱異常は大きさ形ともに、以前粉末試料で得られた結果と一致している。Tc付近について注意深い測定を行ったが粉末試料での結果と同様に今回も異常比熱は検出されなかった。3.偏光ラマン散乱:これまでに報告されているラマン散乱の結果は222K以下の温度域で発生する双晶について何等注意が払われておらず、偏光特性などの詳しいことは分かっていない。今回、厚さ0.3mm程度の薄いa板、b板を試料として用いた。この薄い試料について、双晶がどのように発生するか調べた結果、中間相ではほとんど単分域に近い状態が実現していることが分かった。これは、研磨時にかかったストレスが残留応力として試料表面に残っていて、それが222K以下の温度で発生する双晶に影響したものと考えられる。測定の結果、中間相でのラマンスペクトルの偏光依存性が明かとなると共に、Tc転移での異常な振る舞いが見いだされ、興味深い知見が得られた。