hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
睡眠時無呼吸患者における心血管病発症・進展メカニズムの解明

睡眠時無呼吸症(SA)は、血液中の酸素の低下を繰り返す病態(IH)を示し、動脈硬化による心筋梗塞の危険因子である。本研究はSAにおける心筋梗塞の予防法を見出すことを目標として始まり、これまでに我々はIHが動脈硬化へ繋がるエピレグリンの増加を引き起こすことを見出したが、そのメカニズムは不明であった。今回の研究では、IHによるエピレグリンの増加に炎症性蛋白質IL-6が関与することが示された。IL-6は様々な炎症と関連しているため、IHによるIL-6の上昇は、SA患者における心筋梗塞等の発症・進展において重要な役割を担っていると考えられ、それらの予防戦略において鍵となる可能性がある。平成26年度の研究結果は以下の通り。1IHによりMAPキナーゼの一部やAktのリン酸化が一過性に促進され、その後normoxiaよりも低下する。また、最終的なリン酸化の低下は転写因子Elk-1でも同様に認めた。2dual specificity protein phosphatase1 mRNAがIHにより増加する。3炎症性サイトカインであるIL-6のmRNAがIHにより誘導される。4アスコルビン酸がIHによる細胞増殖を抑制する。5ラットepiregulinのpromoter領域(+15-1825)にIH応答性の領域が存在する。これらの一部は、新しい知見を示すだけでなく、臨床やin vivoでの報告も支持すると共にSASによる細胞への影響を検討するための我々の実験条件がin vitroモデルとして使用可能であることを示している。現在、4に関してより詳細に検討しているが、最終的にSASによる心血管病の発症予防に繋げること並びにIHに対する普遍的な細胞応答を解明することを目的として、ヒト血管平滑筋細胞を用いた同様の検討も行っている。現在のpromoter領域の検討によりIH応答性の領域や因子が解明されることで、IHへの細胞内応答メカニズムの解明に大きく寄与するだけでなく、これまでの結果を含めたIHによる細胞への影響の全体像の把握へと繋がるものと考える。平成27年度における学会発表は第89回日本薬理学会年会にて行い、睡眠時無呼吸症候群(SAS)によるアテローム性動脈硬化発症の分子メカニズムについてこれまで我々が検討し明らかとなった研究成果を報告した。平成27年度の主な研究結果の詳細は以下の通り。これまでの培養ラット大動脈血管平滑筋細胞を用いた検討を行ってきたが、promoter assay等においてその遺伝子導入効率の低さや本研究が最終的にヒトにおける細胞応答メカニズムの解明を目的としていることから、不死化ヒト血管平滑筋細胞を用いた検討へ移行した。ラットの場合と同様に不死化ヒト血管平滑筋細胞の場合でもSASの特徴とされる間歇的低酸素暴露(IH)により、1epidermal growthfactor familyのepiregulin mRNAの増加を認め、また2epiregulinのプロモーター領域が活性化されることを確認した。一方、epiregulin mRNA増加の要因を検討する中で、その安定性や発現に関与するとされるmicroRNAに関して検討した結果、3一部のmicroRNAの発現がIH暴露により変動することを確認した。現在、IHによる血管平滑筋細胞の増殖を促進するepiregulinの発現増加に寄与する重要な因子としてmicroRNAを標的とした検討を行っている。現在のmicroRNAの検討によりIH暴露で発現変動する蛋白質等を絞り込みその全体像を把握することは、IHに対する細胞応答メカニズムの解明に大きく寄与するものと考える。遅れている理由は大きく2点ある。1つ目は、他の研究を含めた業務の増加である。平成27年度より医学部における担当講義が増え、これにより講義や試験準備等の業務が増えた。また、本研究に加えて別内容の研究を行うこととなり、そちらへの業務も増加した。以上のことから、本研究に対するエフォートが低下した。2つ目は、不死化ヒト血管平滑筋細胞を使用するにあたっての事務手続きによる影響である。本研究はこれまで培養ラット大動脈血管平滑筋細胞を用いた検討を行ってきたが、promoter assay等における遺伝子導入効率が非常に低く試行錯誤しても改善が認められなかったことや最終的にヒトにおけるIHへの細胞応答メカニズムの解明を目的としているため、市販の不死化ヒト血管平滑筋細胞を購入することを決断した。しかしながら、当該細胞はカルタヘナ該当商品であり、その購入や使用に伴う各種申請に関して本学にて承認されるまでに非常に長い時間を要した。閉塞性睡眠時無呼吸による心血管病の発症メカニズムを解明するために、血管平滑筋細胞の間歇的低酸素(IH)に対する応答メカニズムの研究を行なってきた。平成28年度は、IHが主としてepiregulin mRNAを増加させるメカニズムの解明を目的として、ヒト冠動脈平滑筋細胞(CASMC)を用いてepiregulin mRNAの発現に関わるmicroRNAの検討を行った。その後、Interleukin-6 (IL-6)がepiregulin mRNAの発現に影響する結果を得たため、IL-6を主軸としてIH細胞内応答メカニズムの検討を進めた。得られた結果は以下の通り。1検討したmicroRNAのうち、miR-192-5pの発現はIH暴露により有意に減少した。2miR-192-5pに対する阻害剤を用いた検討では、阻害剤による効果において有意な差は得られなかった。3IHのIL-6 mRNAの発現に対する影響を検討した結果、IHのサイクル数依存的にIL-6 mRNAの発現が増加した。4IHによる成熟IL-6の発現への影響を検討した結果、IHのサイクル数依存的に成熟IL-6のcell conditioned medium中への発現が増加した。

5ヒトCASMCをIL-6 (100ng/mL)で刺激すると、epiregulin mRNAは刺激30分後から24時間後まで有意に増加し、amphiregulin mRNAは刺激3時間後まで経時的に増加した後減少に転じた。上記のIL-6の結果は、IHはIL-6を誘導することでepiregulinおよびamphiregulinを増加させることを示唆している。IL-6は動脈硬化の進展に寄与する因子であることからも、血管壁におけるIL-6の増加はIHによる動脈硬化発症メカニズムの解明に大きく寄与すると考える。睡眠時無呼吸症(SA)は、血液中の酸素の低下を繰り返す病態(IH)を示し、動脈硬化による心筋梗塞の危険因子である。本研究はSAにおける心筋梗塞の予防法を見出すことを目標として始まり、これまでに我々はIHが動脈硬化へ繋がるエピレグリンの増加を引き起こすことを見出したが、そのメカニズムは不明であった。今回の研究では、IHによるエピレグリンの増加に炎症性蛋白質IL-6が関与することが示された。IL-6は様々な炎症と関連しているため、IHによるIL-6の上昇は、SA患者における心筋梗塞等の発症・進展において重要な役割を担っていると考えられ、それらの予防戦略において鍵となる可能性がある。遅れている理由の一つには研究以外の業務の増加がある。医学部における講義でteam based learning (TBL)の担当となったこと、並びに医学部と看護学部の講義において担当内容が増えたことが挙げられる。これらにより講義や試験の準備などの業務が増加した。また、地域医療への貢献を目的とした医療業務の依頼、例えば休日診療所からの定期的な補助の依頼が入ったことが挙げられる。以上のことから、本研究に対してのエフォートが低下した。次に遅れている理由に細胞による影響がある。本来の研究目的では、これまでIHにより細胞増殖やepidermal growthfactor (EGF) family等の発現の変化が認められていた初代培養ラット大動脈平滑筋細胞を用いて研究を進めていくこととなっていたが、reporter assay等の遺伝子導入を伴う研究の際にその導入効率の低さが影響したものである。この問題の解決を試みるに当たり、専用試薬への変更やelectroporation等を試したが突出して改善したものはなく、時間を費やした。現在は、最終的なヒトへの展開も考慮してヒト血管平滑筋細胞を用いた検討へ展開する予定であるが、これまでの結果とヒト血管平滑筋細胞での結果との整合性の確認している。これまでの検討結果とヒト血管平滑筋との整合性が確認できれば、さらに遺伝子の導入効率を確認するとともに種に依存しない普遍的なIHへの応答メカニズムの検討へと展開していく予定である。
家政教育の社会貢献に寄与するためのサービス・ラーニングについての研究

当該年度の前半は昨年度までに実施した、米国のサービス・ラーニングの実態を参考とし、日本で2件の実践の試行を行った。1つは保育系科目における実践であり、社会貢献活動を課題として出題し、授業の中で得た知識を活用させるものである。もう一つは福祉系科目において、入学して卒業するまでに段階別にサービス・ラーニングを実践していくものである。その結果を日本家政学会第70大会でポスター発表および口頭発表を行い、日本国内の研究者と意見交換を行った。さらに、サービス・ラーニングを推進するための施設である、サービス・ラーニングセンターを訪問し、関係者からヒアリングを行った。国内のサービス・ラーニングセンターとして歴史がある立命館大学のサービス・ラーニングセンターにおいて、どのような活動を実施しているのか、学生への働きかけや具体的な活動について取材した。また、米国のサービス・ラーニングセンターとして歴史がある、シアトルパシフィック大学のジョン・ポプキンスセンターを訪問し、学生リーダーにインタビューを行った。また当大学の教員である、シャリーン・カトウ教授に実践についてインタビューを行った。年度末には、4年間の研究の成果を報告するとともに、日本の大学でサービス・ラーニングを実践している大学教員を募集し、事例報告会を企画し開催した。領域は多岐にわたり、外国語系分野や保育系分野、福祉系分野における発表が行われ、一般市民も含めて意見交流を行った。発表を行った教員に原稿を依頼し、実践内容をまとめる報告書を作成し、関係各所に配布した。当初の研究計画の再検討を行い、4年間の計画について米国研究者の意見を電子メールにより聴取した。6月に米国家族消費者科学会年次大会(フロリダ州ジャクソンビル市)へ参加し、研究協力者と今後の打ち合わせを行い、平成28年度に米国におけるサービスラーニングの実践者を対象とした調査を実施すること、平成29年度に日本でサービスラーニングについての講演会とワークショップを行うことを決定した。調査を実施するために、もう一人の共同研究者から、フロリダ州立大学におけるサービス・ラーニングの実施状況についてのヒアリングを行い、氏から提供された資料の分析を行った。一方で日本国内でのサービス・ラーニングの実態調査の準備として国内の研究者へのヒアリングを行い、日本国内では他領域が複合的にかかわる形でサービス・ラーニングが実施されており、その活動が活発化している状況が把握できた。他には、米国実践者が著作した家政教育におけるサービス・ラーニングのマニュアルを入手し翻訳作業を行った。当初の計画通り研究は進捗している。海外の研究協力者と電子メールで連絡を密に取り合い、相談することができており、計画通りに遂行することができた。入手した資料は英文のものが多いが、英語に堪能な研究協力者を得て、学生アルバイトを活用し翻訳することができ、分析作業も計画通り遂行できた。6月にアメリカ家族消費者学会(米国・ワシントン州・ヴェルヴュー市)に参加した。そこで、マリリン・スイーク氏の協力を得て、Kansas州の教育省に所属する教育コンサルタントのゲイラ・ランドル氏に面会した。彼女を通じて米国の家政学研究者および教育者と面会し、サービス・ラーニングのアンケート調査への協力を求めた。また、マリリン・スイーク氏と、来年度のシンポジウムの開催について協議し、講演者として登壇する旨の承諾を得た。さらに、同学会で開催されたTeacher of the Yearに選ばれた家政科教員から教育プログラムの資料提供を受けた。帰国後はスイーク氏やランドル氏と電子メール上で協議しながら、アンケート質問紙を作成し、オンラインサーベイの手法により11月に実施した。同学会においては国際的な教育研究を標榜するグループと課題を共有し、来年度の講演会企画で、コラボレーションを行うことで合意した。さらに、米国のサービス・ラーニングの調査結果をとりまとめ2017年度に東京で開催されるアジア家政学会議の年次大会にアブストラクトを投稿し受託された。その他、米国で得た資料の翻訳・分析や、日本で実施されているサービス・ラーニングの状況調査を並行して行い、学会報告の準備を行った。今期に予定していた米国における調査を計画通りに実施できた。これにより、米国の家政教育における高等・中等教育におけるサービス・ラーニングの概要を把握することができた。また、ここまでの中間報告を国際家政学会議で発表したところ、各国の家政教育学研究者から多くの意見を得ることができた。特に日本の家政学研究者から、研究の必要性を確認する意見を多数得ることができ、今後の参考とすることができた。また、来年度に予定しているサービス・ラーニングについての講演会も、同様に国際的な教育動向についての研究を進めるグループとコラボレーションすることにより、国際会議として開催できることとなった。また、来年度に予定されているアジア家政学会議における口頭発表とポスター発表の投稿も受託され報告の準備を進めることができた。米国におけるサービス・ラーニングの実態を把握するため、前年度に実施した米国の高等・中等教育の研究者及び実践者を対象としたアンケートの取りまとめを行い、8月東京で開催されたアジア家政学会議で学会報告を行った。国際会議において、海外の研究者から多くの質問を受け、日本の諸外国における教育の違いについて、改めて確認した。また国内の研究者から、サービス・ラーニングというものを始めて理解することができたとの感想を得ることができ、日本における啓発活動の一歩を刻むことができた。同時に日本で家政学に関連する福祉領域でのサービス・ラーニングの実践を試行し、その検証結果について、同じくアジア家政学会議でポスター発表を行った。小規模な試行であるが、学生や地域の参加者について、詳しい検証を行うことができ、意義ある教育活動であることを確認し、同時に実施の課題を具体的に把握することができた。

さらに家政教育におけるサービス・ラーニングの理解を日本国内の家庭科教育実践者に深めるため、サービス・ラーニング専門家であるマリリン・スイーク氏(元アメリカ家族・消費者科学会会長)を米国より招聘し、講演会を開催した。講演会は東京で開催し、同時に家庭科のレッスンスタディ研究グループとのコラボレーションにより、スウェーデン・アイルランド・シンガポール・日本(荒井紀子氏:現家庭科教育学会長)の家政教育研究者とのシンポジウムを共同開催し、相互理解を深めた。シンポジウム参加者の関心も高く、今後は日本の参加者を対象としたアンケート調査についても準備を進めている。ここまでの結果により日本の家政教育の分野でのサービス・ラーニングを推進するための資源が必要であることが示唆され、役立つ資源としてサービス・ラーニングガイドを入手し研究代表者・研究分担者の所属大学で資源を作成することを計画した。今年度予定されていた米国講師を招聘しての講演会の実施および国際会議の開催、昨年の調査結果のアジア家政学会議での学会報告など、予定していた計画は予定通り実践した。来年度予定しているサービス・ラーニングに必要とされる教育資源の情報収集などを計画的に実施している。当該年度の前半は昨年度までに実施した、米国のサービス・ラーニングの実態を参考とし、日本で2件の実践の試行を行った。1つは保育系科目における実践であり、社会貢献活動を課題として出題し、授業の中で得た知識を活用させるものである。もう一つは福祉系科目において、入学して卒業するまでに段階別にサービス・ラーニングを実践していくものである。その結果を日本家政学会第70大会でポスター発表および口頭発表を行い、日本国内の研究者と意見交換を行った。さらに、サービス・ラーニングを推進するための施設である、サービス・ラーニングセンターを訪問し、関係者からヒアリングを行った。国内のサービス・ラーニングセンターとして歴史がある立命館大学のサービス・ラーニングセンターにおいて、どのような活動を実施しているのか、学生への働きかけや具体的な活動について取材した。また、米国のサービス・ラーニングセンターとして歴史がある、シアトルパシフィック大学のジョン・ポプキンスセンターを訪問し、学生リーダーにインタビューを行った。また当大学の教員である、シャリーン・カトウ教授に実践についてインタビューを行った。年度末には、4年間の研究の成果を報告するとともに、日本の大学でサービス・ラーニングを実践している大学教員を募集し、事例報告会を企画し開催した。領域は多岐にわたり、外国語系分野や保育系分野、福祉系分野における発表が行われ、一般市民も含めて意見交流を行った。発表を行った教員に原稿を依頼し、実践内容をまとめる報告書を作成し、関係各所に配布した。
バベシア原虫感染防御抗原の発生工学的解析

1.サイトカイン欠損マウスにおけるB.microti感染SR-KOマウスにB.microtiを感染させると、赤血球の減少率や脾臓重量の増加が正常マウスに比較して軽微であり、SRが病態の回復に関係していることが示唆された。誘導性一酸化窒素合成酵素欠損(iNOS-KO)マウスにB.microtiを感染させると、対照マウスと比較して早い感染の立ち上がり、高い赤血球原虫感染率、ヘマトクリット値の著しい低下および原虫排除の遅延が観察され、一酸化窒素が感染初期に原虫の排除に関与していることが示唆された。更に、ガンマインターフェロン欠損(IFN-g-KO)マウスにB.microtiを感染させると、原虫を排除することが出来ず、原虫の排除にIFN-γが重要であることが示された。また、IFN-γ-KOマウスを使用した再感染実験でも、高い赤血球原虫寄生率を示し、再感染に対する防御機構においてもIFN-γが重要であることが明らかとなった。B.rodhainiの細胞表面抗原の一つであるBr26の遺伝子を大腸菌及びバキュロウイルスによって発現させ、2種類の組換え蛋白質を作成した。これらの蛋白質によりBALB/cマウスをフロイントアジュバントと共に免疫するとB.rodhainiに対する感染防御免疫が誘導された。B.microtiに対する5種類のモノクローナル抗体を作製し、このうちモノクローナル抗体1-5Hは58kDaのB.microti抗原を認識するばかりでなく、60kDaのB.rodhaini抗原も認識することが示された。また、1-5Hをマウスに投与することにより、B.microti感染によるに赤血球原虫寄生率の上昇が有意に抑えることが明らかとなった。遺伝子解析により、1-5Hが認識する抗原は1,629塩基からなる遺伝子にコードされ、アミノ酸配列がヒト、マウスのchaperoninと高い相同性を示すことが明らかにされた。4.ウマ及びイヌバベシア原虫抗原の解析B.equiに対するモノクローナル抗体を作製し、本抗体によって部分精製された抗原が、ELISA用の診断抗原として使用できる結果が得られた。B.caballiに対するモノクローナル抗体も作製し、本抗体が認識する抗原(BC48)をコードする遺伝子の塩基配列を決定し、B.caballi感染を診断するためのPCR法を確立した。また、B.gibsoniのp50タンパク質をコードする遺伝子の塩基配列を決定した。更にウマバベシアB.equi(EMA-1,EMA-2)ならびにB.caballi(BC48)やイヌバベシアB.gibsoni(p50)の組換え抗原が診断用抗原として有用であることが示された。1.サイトカインノックアウトマウスの生産

IFN-γを欠損させたキメラマウスをそれぞれBALB/cマウスに7代バッククロスし、BALB/cマウスと同じ遺伝的背景を持つIFN-γノックアウトマウスを生産した。また、TNFRp55遺伝子を欠損させたキメラマウスをC57BL/6Jマウスにバッククロスし、C57BL/6Jマウスと同じ遺伝的背景を持つTNF-a-Rノックアウトマウスを生産した。これらのサイトカイン遺伝子が欠損していることをPCRを用いて確認し、感染実験に用いた。2.サイトカインノックアウトマウスにおける感染実験IFN-γノックアウトマウスおよびワイルドタイプのBALB/マウスcにB.microtiを感染させると、BALB/cマウスでは感染後3週間で原虫は血液中にみとめられなくなり、再攻撃感染に対して強い免疫能を示した。しかし、IFN-γノックアウトマウスでは感染40日後も原虫が血液中に認められ、感染防御効果も示されなかった。TNFRp55ノックアウトおよびびワイルドタイプのC57BL/6JマウスにB.rodhainiを感染させると、C57BL/6Jは感染後2週間で全例死亡したが、肝臓で巣状の壊死が認められた。しかし、TNFRp55ノックアウトでは半数のマウスが生残し、生き残ったマウスの肝臓の構造は正常であった。B.rodhaini原虫の防御抗原をコードする遺伝子をPCRにより増幅し、大腸菌、バキュロウイルスに組み込み、リコンビナント防御抗原を産生させた。これらの抗原はB.rodhaini免疫血清と反応した。現在、これらの抗原でマウスを免疫し、その感染防御効果を検討中である。C57BL/6および誘導性一酸化窒素合成酵素欠損(iNOSノックアウト)マウスにB.microtiを感染させると。iNOSノックアウトでは、C57BL/6マウスに比較して、早い感染の立ち上がりと高い赤血球感染率および原虫排除の遅延が観察された。また、最高赤血球感染率が認められた時期に、iNOSノックアウトでは、C57BL/6マウスより、著しいヘマトクリット値の低下が認められた。B.rodhainiの細胞表面抗原の一つであるBr26の遺伝子を大腸菌及びバキュロウィルスに組み込むことにより、2種類のリコンビナント蛋白質を発現させた.これらの蛋白質はB.rodhainiに感染したマウスの血清により認識された。また、これらの蛋白質で免疫するとBALB/cマウスでB.rodhainiに対する特異抗体が産生され、その抗体価は免疫2回後には2,000倍にも達した。Br26により感染防御能が獲得されるか否かを、パラシテミア及び生存率によって検討すると、サポニンと共に免疫しても抵抗性は得られなかった。しかし、フロインドアジュバントと共に免疫するとパラシテミアの低下及び生存率の上昇(40%,または60%)がみられた。リコンビナント蛋白質の発現系による効果の違いを比較すると、大腸菌発現蛋白質の方がより効果的で、生存率がバキュロウィルス発現蛋白質では40%であったのに対し、大腸菌発現蛋白質では100%もしくは60%であった.しかし、どちらの蛋白質での免疫もIFN-γノックアウトマウスでは効果がなかったことから、IFN-γの重要性が示唆された。1)IFN-γノックアウトマウスにおけるB.microti感染の経過BALB/cおよびガンマインターフェロン欠損(IFN-γKO)
前庭性眼振はリスティングの法則に従うか

眼球運動の自由度を減少させ、その制御の複雑さを回避するための機構として、リスティングの法則が存在する。すなわち、眼球は、眼球中心を通り視軸に直角に交わる平面(リスティング面)内にある任意の線を軸として起こる。この法則は、覚醒時の眼球運動に適応されるが、前庭性眼振はこの法則に従うのか不明である。それを解明することが今回の研究の目的であるが、これは単に眼球運動の生理的意味を知るだけでなく、病的意味を含めた前庭性眼振の意義を理解することに結びつく。眼球の正確な解析を無侵襲に行うには、ビデオ画像を三次元解析する方法が優れている。しかし、一般のビデオ画像はsamplingが30Hzであり、眼球の急速な運動(サッケード)の解析はできない。そこで、はじめは研究開発を進めてきた4倍速CCDカメラ(120Hz)を用いて研究を行い、一定の成果を上げることができた。しかし、このカメラでもサッケ一ドの解析には不十分で、次にsamplingが240Hzの高速度CCDカメラを用いてシステムを構築した。このカメラはある程度の重量があるために、被検者の頭部に固定することはできず、台座に固定したカメラに被検者の頭部(眼球)を固定する方式を採用した。これによって、サッケードの解析が十分可能なことが実証され、健常者のサッケードがこの記録解析システムによってリスティングの法則に従うことも証明された。最終的には、頭部固定のまま被検者の外耳道を冷水によって刺激し、誘発した温度眼振(前庭性眼振)を記録解析した。これによって、代表的な前庭性眼振である温度眼振の急速相(サッケードの一種)とリスティングの法則との関係が明らかになりつつある。本研究の目的は、眼球運動の一種である前庭性眼振は、果たしてリスティングの法則(眼球運動の自由度を3から2に減少させるように作用している)に従うか否かを検証するものである。今年度は、その準備段階として、それがビデオ画像を用いた三次元解析システムで検証できるか否かという基本的な面での研究年度になる。そのため、既に開発を進めてきた4倍速(120Hz)ビデオカメラを改良し、同時に解析ソフトの改善をはかることを目的として研究をすすめた。その結果、4倍速ビデオカメラとその画像解析に一定の結果が得られ、2003年の第104回日本耳鼻因喉科学会総会でその一部を発表した。すなわち、解析速度を4倍に上げることによって、より急速な眼球運動が正確に解析されることが検証できた。実際の検証は、視刺激を用いる前段階として健常者で温度眼振を誘発し、その眼球運動を通常のビデオ録画と4倍速ビデオ録画を行い、録画画像をわれわれの開発した、現有の眼球運動解析装置を用いて三次元解析することによって得た。更に、直径140cmで、被験者の眼の位置から視標が一定の距離になるように凹面になっている視刺激装置を用いて眼球運動を惹起し、4倍速ビデオ撮影とその解析を行う実験を開始したところである。研究2年度目には、更に高速撮影が可能なビデオカメラを導入し、健常者を先の視刺激装置で刺激することによって得られる眼球運動を解析する。また、解析結果を新しいソフトウエアを用いて二次元展開し、その眼球運動がリスティング面内で起こっているか否かを検証する。更に高速の画像記録とその解析を可能にするソフトウエアの改良も同時に行う。これらの結果が期待通りに進行すれば、その後の前庭性眼振の解析に結びつく。生理的な前庭性眼振としては、回転眼振(重力軸回転、非垂直軸回転)と温度眼振を用いる予定である。

研究初年度に行った4倍速ビデオ撮影とその解析によって、急速眼球運動の一つである前庭性眼振(温度眼振)の急速相の分析が行われた。その結果、4倍速のシステムは、ハード、ソフトの両面から、十分信頼のおけるものであることが証明された。すなわち、通常ビデオ(30Hz)では不可能であった眼振急速相の分析が、生理学的特性(振幅と速度の関係、振幅と持続時間の関係)の検証から、4倍速ビデオ(120Hz)の分析によって可能であることが分かった。この結果は、英文誌(Auris Naus Larynx)で現在印刷中(in press)である。一方、更に記録の精度を上げるために、240Hzのサンプリング頻度を有する高速度撮影装置による記録と解析が開始された。この研究では、被検者が動く視標を固視することによって発現する急速眼球運動を記録・解析するものである。視刺激装置は厚生科学研究費で設置されたもので、直径140cmのスクリーン装置で、被検者の眼の位置から視標が一定の距離になるように凹面になっている。その凹面の中に、視覚が5度ずつで45度間隔に発光ダイオードが埋め込まれていて、これを随意に点滅させることができるような装置である。これらの視標を順次注視した時の眼球運動を、高速度CCDカメラで撮影し、解析している。今年度は、この自発眼球運動のがリスティング面内で起こっているか否かを検証する研究を実施している。その結果の一部は、第63回日本めまい平衡医学会(群馬)で発表した。この結果を受けて、前庭性眼球運動の高速度カメラによる記録・解析を行う。高速度カメラは、重量と大きさの点から被検者の頭部に装着することは不可能である。そこで、前庭性眼振としては温度刺激を用い、被検者を座位で前述のカメラと頭部固定装置を用いて記録・解析する準備を進めている。研究初年度・2年度に行った4倍速ビデオ撮影とその解析によって、急速眼球運動の一つである前庭性眼振(温度眼振)の急速相の分析を行なった。その結果、4倍速のシステムは、ハード、ソフトの両面から、十分信頼のおけるものであることを証明した。この結果を、2005年に英文誌(Auris Naus Larynx)に報告した。一方、更に記録の精度を上げるために、240Hzのサンプリング頻度を有する高速度撮影装置による記録を行いその解析結果を検討した。この記録結果を解析し、自発眼球運動がリスティング面内で起こっているか否かを検証する研究を実施している。その結果、解析ソフトウエアを改良する必要が生じ、現在その作業を行っている。また、その結果の一部は、第64回日本めまい平衡医学会(東京)で発表した。研究の最終年度である次年度は、前庭性眼球運動の高速度カメラによる記録・解析を行う予定である。
進化的同時最適化法によるメトリック空間最適化

最適化では,解候補(設計変数)の良好さを定量化する評価関数(目的関数)が必要である.しかし,実問題では,十分に信頼できる評価関数が得られないことも多い.本研究では,十分に信頼できる最良かつ単一の評価関数を見出す試みから離れ,常に最良とはいえなくとも,ある程度は信頼できる複数の評価関数が利用可能であるとの仮定下において有効な最適化法を見出そうと試みる.また,具体的な接近法として,進化型計算に基づく最適化法「進化的同時最適化法」を提案する.最適化では,解候補(設計変数)の良好さを定量化する評価関数(目的関数)が必要である.しかし,実問題では,十分に信頼できる評価関数が得られないことも多い.本研究では,十分に信頼できる最良かつ単一の評価関数を見出す試みから離れ,常に最良とはいえなくとも,ある程度は信頼できる複数の評価関数が利用可能であるとの仮定下において有効な最適化法を見出そうと試みる.また,具体的な接近法として,進化型計算に基づく最適化法「進化的同時最適化法」を提案する.
独自形成法が創出する有機ナノ単結晶デバイス

研究計画は,(A)材料設計と合成,(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討,(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価に沿って進めた。(A)材料設計と合成:本年度は前年度の結果をフィードバックし,各種ドナー・アクセプタの中から最適な電子構造を持つ材料を選び出し,微小単結晶作製に用いた。磁気機能デバイスでは,これまで実績のある中心金属がスピンを持つ金属錯体類(フタロシアニン類等)を適用し,ナノ結晶化を試みた。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討:(i)位置選択型成長条件の検討:本年度は主に5 μmギャップのマルチギャップをリソグラフィで作製し,ナノ電解法の交流の電解によってナノ単結晶を架橋成長させた。いずれの材料でも交流の電解によってナノ単結晶はギャップ部分に成長することが分かった。(ii)平面均質型成長条件の検討:光機能デバイスに向けた,基板表面に一様な結晶成長を実現するため,直流の電解を行ったところ,一定面積までは一様な成長が可能であることが分かった。(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価:昨年度に引き続き,トランジスタ・磁気機能デバイスでは,ナノ単結晶で架橋された2つの電極をソース・ドレイン電極としてそのまま利用し特性評価した。本年度は電流-電圧特性の電場依存性(電界効果)の評価を行い,弱いながら外部電場に依存する結果が得られた。光機能デバイスでは,引き続き光電変換素子の作製を試みた。(A)材料設計と合成については,適切な材料選択・合成を行うことが出来ており。順調に進展している。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討,及び(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価については,各種有機ドナー,アクセプタへと展開し,電場効果の詳細を検討したところ,興味深い結果を得た。磁気機能デバイスについても,一部の材料でナノ単結晶の位置選択的作製に成功した。光機能デバイスにおいては平面均質型成長条件の検討を引き続き行った。以上から,研究は概ね順調に進展していると考えている。(A)材料設計と合成:30年度に引き続き,各種ドナー・アクセプタの中から最適な電子構造を持つ材料を選び出し,微小単結晶作製に用いる。磁気機能デバイスでは,これまで実績のある中心金属がスピンを持つ金属錯体類(フタロシアニン類等)を適用し,機能発現を目指す。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討:(i)位置選択型成長条件の検討:ギャップ間隔の狭小化による微小化・集積化を検討するための微小電極を作製する。500100 nm以下程度のものを作製する。これまでに10 nm幅程度のナノ単結晶の作製に成功しており,狭小化したギャップ部分へのナノ単結晶の作製も可能であると見込んでいる。得られたナノ単結晶については構造解析を試みる。(ii)平面均質型成長条件の検討:30年度の結果を基に,結晶の微細化・高密度化を目指すと同時に成長面積の拡大(大面積化)の可能性を検討する。そのための電気分解条件(電流電圧,電解時間)あるいは光結晶成長条件(光照射強度,照射時間)の最適化を行う。(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価:トランジスタでは電界効果測定を行う。加えて微小化由来の効果も検討する。磁気機能デバイスでは強磁場下での電流応答評価も行い,局在スピンがデバイス特性に与える効果を検討する。また,磁場・電場双方の電子特性への効果も検討するため,電界効果磁化スイッチング特性の測定を行う。光機能デバイスについては,光電変換素子を作製し機能評価を行う。適宜プローブ顕微鏡による物性評価なども採り入れ,多方面から構造と物性の相関を検証することで,物性・特性の向上を図る。(A)材料設計と合成:29年度は,磁性・非磁性の微小単結晶を作製して磁気機能導入の効果を比較検討した。ナノ電解法では,フタロシアニン類に加え,TTFやTCNQ等のドナー,アクセプタ類を用いた。光誘起導電性結晶成長法においては,これまでに微小単結晶作製の手掛かりが得られたジシアノ金属テトラベンゾポルフィリンアニオン塩を用いた。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討:(i)位置選択型成長条件の検討:微小化が求められるトランジスタ・磁気機能デバイスでは,ピンポイントでの作製が求められる。そこでリソグラフィで基板上にギャップ電極を作製し,ナノ電解法の交流の電解によってナノ単結晶による架橋構造を作製した。また,光誘起導電性結晶成長法でも光照射範囲の制限による位置選択作製を試みた。29年度は材料毎に成長条件の最適化を中心に行った。(ii)平面均質型成長条件の検討:大面積化が求められる光電変換素子のような光機能デバイスには基板表面に一様な結晶成長が必要であるため,ナノ電解法では直流電解も利用し,電解条件の検討を行った。光誘起導電性結晶成長法では光照射で一様な結晶成長が可能な条件を検討した。(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価:トランジスタ・磁気機能デバイスでは,電気分解によりナノ単結晶が架橋している電極をソース・ドレイン電極としてそのまま利用し特性評価した。29年度は電流ー電圧特性の評価により,素子構造の妥当性を検証した。

光機能デバイスでは,光電変換素子を作成を試みた。(A)材料設計と合成については,適切な材料選択・合成を行うことが出来ており。順調に進展している。電子機能デバイス,光機能デバイスともにナノ単結晶の作製条件の最適化により,デバイスの作製に成功している。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討,及び(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価については,平板形状のフタロシアニン類において電場効果の詳細を検討し,今後につながる結果を得た。磁気機能デバイスについても,これまでに電子機能デバイスで得られた条件を基にナノ単結晶の作製を行った。一方,光機能デバイスにおいても平面均質型成長条件の検討を行った。以上から,研究は概ね順調に進展していると考えている。研究計画は,(A)材料設計と合成,(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討,(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価に沿って進めた。(A)材料設計と合成:本年度は前年度の結果をフィードバックし,各種ドナー・アクセプタの中から最適な電子構造を持つ材料を選び出し,微小単結晶作製に用いた。磁気機能デバイスでは,これまで実績のある中心金属がスピンを持つ金属錯体類(フタロシアニン類等)を適用し,ナノ結晶化を試みた。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討:(i)位置選択型成長条件の検討:本年度は主に5 μmギャップのマルチギャップをリソグラフィで作製し,ナノ電解法の交流の電解によってナノ単結晶を架橋成長させた。いずれの材料でも交流の電解によってナノ単結晶はギャップ部分に成長することが分かった。(ii)平面均質型成長条件の検討:光機能デバイスに向けた,基板表面に一様な結晶成長を実現するため,直流の電解を行ったところ,一定面積までは一様な成長が可能であることが分かった。(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価:昨年度に引き続き,トランジスタ・磁気機能デバイスでは,ナノ単結晶で架橋された2つの電極をソース・ドレイン電極としてそのまま利用し特性評価した。本年度は電流-電圧特性の電場依存性(電界効果)の評価を行い,弱いながら外部電場に依存する結果が得られた。光機能デバイスでは,引き続き光電変換素子の作製を試みた。順調に進展している。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討,及び(C)デバイスの電子・磁気・光特性評価については,各種有機ドナー,アクセプタへと展開し,電場効果の詳細を検討したところ,興味深い結果を得た。磁気機能デバイスについても,一部の材料でナノ単結晶の位置選択的作製に成功した。光機能デバイスにおいては平面均質型成長条件の検討を引き続き行った。(A)材料設計と合成:29年度の結果をフィードバックし,各種ドナー・アクセプタの中から最適な電子構造を持つ材料を選び出し,微小単結晶作製に用いる。磁気機能デバイスでは,これまで実績のある中心金属がスピンを持つ金属錯体類(フタロシアニン類等)を適用し,機能発現を目指す。(B)デバイス構造の作製に適した結晶作製条件の検討:(i)位置選択型成長条件の検討:ギャップ間隔の狭小化による微小化・集積化を検討する。
集積反応場の多元的機能の開発

本特定研究「集積反応場」は化学的安定性に欠ける生体機能材料にかわって実用性に富んだ機能性材料を開発し、その複合組織化により構成された集積反応場の機能を評価し、多面的に利用する方策を見出すことにより、新しい応用化学の基礎を築くことを目指して発足したものである。この目的達成のため、3年間における本特定研究は、1)集積反応場の機能設計、2)集積反応場における分子識別、3)人工酵素、4)選択的分子輸送、の4研究班の構成をとり、初年度は各研究者の研究志向の相互理解にもとづく研究展開の基礎づくりに重点をおいた。また、研究の活性化と効率化を図るために公募研究者にも該当する班に参加を求め、計画研究班員と公募研究者が協力して研究を推進できるような運営形態をとった。昭和61年度の公開シンポジウムは神田学士会館において11年10日、11日の両日にわたって開催した。各班長は担当班の研究の総括講演を行い、また各班から3名づつ、合計12名の研究者による講演とこれに対する活発な討論が行われ、班員以外にも多数の一般参加者があったことは本特定研究に対する興味と関心の高さを示すものといえよう。この他、各班毎に泊りこみで研究発表と班会議を行い、班内での各分担者の研究方針の相互理解と班としての研究の整合性を図った。また、この班会議には総括班からも参加し、活発な討論が繰り広げられたことは極めて有益であった。総括班としては合計4回の会議を開催し、本特定研究の推進ならびに運営について種々の論議を行い、また、ニュース(No.1,2),シンポジウム要旨集ならびに昭和61年度成果報告書を発行した。とりまとめた研究成果報告書の内容からも明らかなように、計画研究班員、公募班員ともども、初年度としては予期した以上の成果をあげることができた。
チューナブル半導体超短光パルス発生器の試作

光による大容量情報通信の最先端は時間軸ないし波長軸に信号を多重化して詰め込むTDM(時分割多重)とWDM(波長分割多重)の組合わせであり、評価用パルス光源には(a)パルス幅1ピコ秒程度,(b)波長可変幅30100nmが望まれる。本研究では(1)外部鏡モードロック半導体レーザにおけるチャーブ特性と動作安定性;(2)高品質、広帯域反射防止膜の設計・製作法;(3)1.3ミクロン帯および1.5ミクロン帯のチューナブル半導体能動モード同期レーザシステムの試作と評価、を取り上げた。第1にチャープ特性の理論的な検討をおこない次のことがわかった。(1)能動モードロックのレッドシフトチャープ特性は利得領域αパラメータで支配されている。(2)受動モードロックのブルーシフトチャープ特性は吸収領域のαパラメータで支配されている。(3)キャリア加熱過程はチャープ量を増大させる可能性がある。第2に高性能の広帯域反射防止膜を形成するための新しい設計アルゴリズムを開発した。設計の指針として従来のように光学アドミッタンマッチング条件を中心波長に課するのではなく、一定波長範囲において許される反射率以内にあることを条件として課することとした。設計パラメータ空間においてバンド幅を評価関数として最適条件を探す。実際に酸素イオンビームアシスト電子ビーム蒸着装置を用いて試作した4層膜の反射率は^<>の帯域幅が約30nmとなった。第3レーザチップに2層反射防止膜をつけ、評価した。その結果波長1322から1352nmまで約30nmの範囲にわたりパルス幅20ps以下を常時実現することができた。1.[ハイブリッドモードロックレーザの特性予測]半導体レーザから超短パルスを発生する方法のうち従来は能動モードロック方式が外部制御のしやすさから早く開発され、実用の域に達していたが、可飽和九州領域を有する半導体レーザに逆バイアス下で高周波信号を注入するハイブリッドモードロック動作について理論的な検討を行い、既発表の実験結果と比較することによって同方式が優れたチャープ特性をもつことの必然性をあきらかにした(研究発表1、2)。2.[ハイブリッドモードロックレーザの外部同期実験]モノリシック集積化されたモードロック半導体レーザレーザは繰り返し周波数を高くすることが可能であるが、その外部同期には電気回路の高周波化の困難がともなうことが問題であった。33GHzの繰り返しで発振するモードロックレーザに対してその1/2、1/3、および1/4の分周波で外部同期を試みたところ、同期実験に成功した。これをもとに外部共振器構造モードロックレーザについてもサブハ-モニック同期が可能かを検討中である。3.[半導体レーザ増幅器の端面反射率制御実験]外部共振器構造ではレーザチップの片端面を無反射処理駿必要がある。精密に反射率を制御するために2層膜での制御を試み、1.5ミクロン帯での最適条件を見出した。4.[1.5ミクロン帯受動モードロックレーザの構築と予備実験]可飽和吸収領域を持つレーザチップを試作し、光学ベンチ上に外部共振器光学系を組み、受動モードロック実験を試み、発振に成功するとともに、回折格子による波長制御も確認した。5.[波長可変機構の設計]波長可変機構を有するハウジングの設計を行った。(1)チューナブルなモードロック半導体レーザを組み込んだ光源を試作する準備として次の検討を実験的、理論的におこなった:(a)受動ないしハイブリッドモード同期動作可能な多電極構造半導体レーザマスク設計と外部機関協力による素子試作;(b)高品質無反射(AR)コーティングを可能とする二酸化シリコン、酸化チタン積層構造用電子ビーム蒸着装置の精密な条件設定;

(c)回析格子回転機構を持つチューナブル外部共振器型モード同期半導体レーザ用ハウジングの改良設計と外部発注による試作。(2)広帯域に動作可能な無反射コーティング層の形成技術を改良するとともに新しい設計手法の提案を行い、これを1.5ミクロン帯半導体レーザに適用し、2層構造によって反射率10の-3乗以下を達成した。(3)超短光パルスを用いた全光学型超高速光スイッチである非線形光ファイバループミラースイッチの多波長動作におけるウ-オクオフ効果のチューナブルパルス光源による評価の予備実験を実施した。(4)1.3ミクロンパルス光源の準備のために、最適なARコーティング条件を設定し、蒸着を行い、レーザ増幅器を試作中である。光による大容量情報通信の最先端は時間軸ないし波長軸に信号を多重化して詰め込むTDM(時分割多重)とWDM(波長分割多重)の組合わせであり、評価用パルス光源には(a)パルス幅1ピコ秒程度,(b)波長可変幅30100nmが望まれる。本研究では(1)外部鏡モードロック半導体レーザにおけるチャープ特性と動作安定性;(2)高品質、広帯域反射防止膜の設計・製作法;(3)1.3ミクロン帯および1.5ミクロン帯のチューナブル半導体能動モード同期レーザシステムの試作と評価、を取り上げた。第1にチャープ特性の理論的な検討をおこない次のことがわかった。(1)能動モードロックのレッドシフトチャープ特性は利得領域のαパラメータで支配されている。(2)受動モードロックのブルーシフトチャープ特性は吸収領域のαパラメータで支配されている。(3)キャリア加熱過程はチャープ量を増大させる可能性がある。第2に高性能の広帯域反射防止膜を形成するための新しい設計アルゴリズムを開発した。設計の指針として従来のように光学アドミッタンスマッチング条件を中心波長に課するのではなく、一定波長範囲において許される反射率以内にあることを条件として課することとした。設計パラメータ空間においてバンド幅を評価関数として最適条件を探す。実際に酸素イオンビームアシスト電子ビーム蒸着装置を用いて試作した4層膜の反射率は10^<-4>の帯域幅が約30nmとなった。第3にレーザチップに2層反射防止膜をつけ、評価した。その結果波長1322から1352nmまで約30nmの範囲にわたりパルス幅20ps以下を常時実現することができた。
東南アジアの経済的・社会的発展にかんする国際環境比較研究ー北東アジアとの対比においてー

東南アジア諸国の近代化経済発展の現状分析と、東アジア諸国の経済発展との比較研究を試みた。本研究グル-プは、昭和63年度に実施した本重点領域研究で、競争原理に立脚した「西欧的近代化」と、協調原理に支えられた「東洋的近代化」とを比較対照しながら研究をすすめた。厚母浩の研究成果は「ASEAN諸国の経済発展過程について」(『広島経済大学経済研究論集』の12巻4号、13巻1号)にまとめられているが、そこでは、東南アジア諸国の経済発展パタ-ンを、工業化、輸出振興といった側面から取りあげ、各国の相違が比較され、それらと東アジア諸国との国際比較をも加えた。仁平耕一の研究成果は、「東アジアNIES諸国の経済発展に果した日本の役割」(金子敬生・安元泰編『東アジアの経済発展』(渓水社刊)にまとめられているが、そこでは、東アジアNIES諸国の経済発展について評価を試み、すすんで東洋的近代化発展にも目を向けている。同名は、日本経済の発展パタ-ンにかんしても、明治以降の近代化発展をとりあげ、東アジア諸国の発展パタ-ンとの比較をも試みている。金子敬生の研究成果は、インドネシアの工業化発展に焦点を合わせたもので、そこでは、大企業と中小企業の二重構造の存在を統計的に裏づけ、この国の経済発展に対して、下請関連企業の果す役割が大きいことを主張している。上に述べたように、本研究グル-プは、最初に設定した研究テ-マにしたがって東南アジアの経済発展の国際環境比較を実証的に試みることに成功を収めたものと言えよう。
強力パルスイオンビーム入射によるFRCプラズマ電子加熱と閉じ込め向上

本年度は、磁場絶縁型・大電流パルスイオンビームダイオードで生成されるプロトンを軸方向からFRCプラズマに入射した場合、この入射プロトンがプラズマ中を通過中にそのエネルギーをディポシットする割合(energy deposite rate)、すなわち、入射プロトンのプラズマ加熱効率を単イオン軌道計算から算出した。また、我々が提案してきたFRCプラズマ閉じ込め古典拡散にもづくスケイリング則を実証する目的で、アスペクト比ε(:プラズマ長(l_s)÷プラズマ直径(2r_s))が極端に大きなプラズマを生成するFRCプラズマ実験装置を製作した。イオンビーム入射による加熱効率計算に際して、入射イオンはプロトンそして、入射エネルギーは50keVとした。プラズマ閉じ込め磁場は10kGとした。閉じ込め磁場配位としては、一次元粒子・捕捉磁束輸送計算で求めたP(φ)を二次元平衡計算に導入して、より現実的な配位を採用した。n_e=510x10^<15>cm^<-3>、Te=50100eV、プラズマの実効電荷値を1.52.0とした場合、セパラトリックス内のプラズマに対する加熱効率は1050%となることが判明した。この値は前年度にHill's Vortexモデルを用いて求めた値に比べ若干小さくなった。また、上記のパルスイオンビームダイオードで、ビーム電流が2kA、パルス幅が10μs以上(主力エネツギ-1kJ以上)の性能が実現されると、現実の実験室プラズマでは顕著な加熱効果が期待できることが判明した。プラズマ生成装置は、コイル長が150cm、コイル径が22cmであり、既存のOCT装置を発展させたものである。FRCプラズマ生成用θピンチ磁場は立上り時間が1.6μsで、最大値で8kGである。これによって、r_s=4.5cm、l_s=120cm(ε=14)、n_e=5x10^<15>cm^<-3>、Te=100eV、Ti=100eVのプラズマ生成が可能で、上述のようにFRCにおけるプラズマ輸送機構の解明が期待できる。また、このプラズマはパルスイオンビーム入射による加熱実験のターゲットプラズマになる。本年度は、FRCプラズマ(電子)加熱を目的とした磁場絶縁型・強パルスイオンビームダイオードを製作し、その初期運転と性能試験を行った。また、軸方向入射プロトンビームがFRCプラズマを通過中にそのエネルギーをディポジットする割合(energy deposite rate)、すなわち入射イオンのプラズマ加熱効率、を単イオン軌道計算から算出した。その結果から、実験プラズマパラメータ領域においては1080%のディポジット効率が期待できることが判明した。上記イオンビームダイオードの半径は11cmである。その有孔アノード電極とカソード電極の曲率半径は30cmであり、この幾何学的効果により高密度イオンビームを集束する。前者の実効的面積は200cm^2である。後者は1cm間隔に配置された厚さ0.2cm、幅1cmの22本の板電極からなり、これらを平行に流れる電流によって両電極間に24kGの絶縁磁場が発生され、これによって高電圧印加時の電極間放電破壊が防止される。現在50kVの加速電圧でビーム電流は0.5kA、パルス幅は12μs程度である。これは出力が25MW、出力エネルギーが60Jに相当する。実験でのFRCプラズマで顕著に加熱効果を見るには、入力で100MW、エネルギーで2kJ程度必要である。そこで、イオン源プラズマを生成するZピンチガンの電源容量の増強、カソード電極位置の最適化、運転条件の最適化等によりビーム電流とパルス幅をそれぞれ数倍にする改良を行っている。イオン軌道計算から算出した50keVのイオンビームのプラズマへのenergy deposite rateはTe=50100eV、n_e=510x10^<15>cm^<-3>において、プラズマイオンの実効的電価数が1.52.0の範囲で2080%となり、現実的なFRCプラズマ加熱が期待出来ることが明らかになった。現在、イオン軌道計算に利用しているFRC磁場配位モデルをより現実的なものにする改良を行っている。

また、上記のパルスイオンビームダイオードで、ビーム電流が2kA、パルス幅が10μs以上(主力エネツギ-1kJ以上)の性能が実現されると、現実の実験室プラズマでは顕著な加熱効果が期待できることが判明した。プラズマ生成装置は、コイル長が150cm、コイル径が22cmであり、既存のOCT装置を発展させたものである。FRCプラズマ生成用θピンチ磁場は立上り時間が1.6μsで、最大値で8kGである。これによって、r_s=4.5cm、l_s=120cm(ε=14)、n_e=5x10^<15>cm^<-3>、Te=100eV、Ti=100eVのプラズマ生成が可能で、上述のようにFRCにおけるプラズマ輸送機構の解明が期待できる。また、このプラズマはパルスイオンビーム入射による加熱実験のターゲットプラズマになる。本年度は、磁場絶縁型・大電流パルスイオンビームダイオードで生成されるプロトンを軸方向からFRCプラズマに入射した場合、この入射プロトンがプラズマ中を通過中にそのエネルギーをディポシットする割合(energy deposite rate),すなわち、入射プロトンのプラズマ加熱効率を単イオン軌道計算から算出した。また、我々が提案してきたFRCプラズマ閉じ込めの古典拡散にもづくスケイリング則を実証する目的で、アスペクト比ε(:プラズマ長(l_s)/プラズマ直径(2r_s))が極端に大きなプラズマを生成するFRCプラズマ実験装置を製作した。イオンビーム入射による加熱効率計算に際して、入射イオンはプロトンそして、入射エネルギーは50keVとした。プラズマ閉じ込め磁場は10kGとした。閉じ込め磁場配位としては、一次元粒子・捕捉磁束輸送計算で求めたp(φ)を二次元平衡計算に導入して、より現実的な配位を採用した。n_e=510×10^<15>cm^<-3>、Te=50100eV、プラズマの実効電荷値を1.52.0とした場合、セパラトリックス内のプラズマに対する加熱効率は1050%となることが判明した。この値は前年度にHill's Vortexモデルを用いて求めた値に比べ若干小さくなった。また、上記のパルスイオンビームダイオードで,ビーム電流が2kA、パルス幅が10μs以上(主力エネルギー1kJ以上)の性能が実現されると、現在の実験室プラズマでは顕著な加熱効果が期待できることが判明した。これによって、r_s=4.5cm、l_s=120cm(ε=14)、n_e=5×10^<15>cm^<-3>、Te=100eV、Ti=100eVのプラズマ生成が可能で、上述のようにFRCにおけるプラズマ輸送機構の解明が期待できる。