hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極域雪氷中の環境変動シグナル抽出と環境情報復元に関する研究

権威で採取された雪氷試料の解析を実施した。計画していた国内での積雪観測は、研究代表者が冬期に長期海外出張のため中止した。昨年度に引き続き2001年に採取された南極ドームふじコアを解析対象として基本解析を実施した。解析する環境変動シグナルとその環境情報復元要素は、(1)目視層位→堆積状況、(2)密度→雪の圧密氷化過程、堆積速度の基本情報、(3)固体電気伝導度→氷の物性、酸性度(季節変化)、大規模火山。(4)酸素・水素同位体組成→気温変化、水蒸気輸送、季節変動、降水量、(5)化学成分→エアロソル成分、大陸・海洋・大気の状態。基本解析とともに特定解析も実施した。特定研究としては、より詳細な環境変動研究や、宇宙線生成核種や硝酸の解析による太陽活動史の復元を行った。基本的なコア情報となるコアの年代に関しては、火山噴火の痕跡を電気伝導度と非海塩起源硫酸濃度の変動から検出することで概ね5年以内の精度で決定した。このドームふじコアに関しては、1993年に44m離れた地点にて同様な浅層コアが採取されており、この画者の比較から興味ある研究成果が得られた。特に酸素同位体組成の変動に関しては、一様に思われているドームふじの堆積環境が数十m離れてしまうと異なる結果として現れてしまい・、堆積時と堆積後の変化に局所的な影響が大きい。化学成分では同様な変動と異なる変動を示す要素がある。これらを総合的に検討することで、3029mまでの氷床深層コアから得られる環境変動シグナルを過去の環境情報に復元することを、今後早急に研究すべきであると判明した。雪氷表面の堆積過程や積もってから環境変動シグナルが定着するまでの過程を研究することが重要であり、ミクロな視点からマクロな問題の解明、物理的手法と化学的手法の融合を目的とし、雪氷試料から抽出できる環境変動シグナルの、形成過程を研究している。研究対象は南極氷床で4地点、北極及び国内から各1地点であるが、本年度はそのうち南極中流域のYM85氷床コアを解析した。南極・北極で採取した雪氷コアに共通する基本解析を行った。観測方法とその解析からわかる情報を以下に記す。(1)層位:目視及びデジタルビデオ撮影→堆積状況、年層、火山灰、気泡密度。(2)密度:電子天秤→雪の圧密氷化過程、堆積速度の基本情報。(3)通気性解析:真空ポンプ→雪の圧密氷化過程、気泡の形成過程。(4)固体電気伝導度:専用機→氷の物性、酸性度(季節変化)、大規模火山。(5)酸素・水素同位体組成:質量分析計→気温変化、水蒸気輸送、季節変動、降水量。(6)化学成分・金属成分:イオンクロマト、ICP-MS→エアロゾル成分、大陸・海洋.・大気の状態。(7)トリチウム濃度:液体シンチレーション→示準層(核実験)検出での年代決定。現在コアの切り出しを終え、分析中である。また、雪氷試料からの環境変動シグナルの抽出をするため詳細解析の準備を行った。すなわち詳細画像解析装置(現有のマイクロスコープ本体用に周辺機器を新規購入した)によって雪粒子の微細な構造を解析し、また雪粒子の水平分布・垂直分布や氷板の形成状況も詳細に解析する方法を研究している。特に、堆積量の多い地域と少ない地域の雪氷コアの形成過程について比較解析を行っている。なお、国内での積雪観測を計画していたが来年度以降に延期した。将来の極域での氷コア掘削に関しての打ち合わせを数回実施した。またイタリア・ミラノで開催された国際南極雪氷会議にて研究成果を発表した。

雪氷表面の堆積過程や積もってから環境変動シグナルが定着するまでの過程を研究することが氷床コア研究に対して重要であり、ミクロな視点からマクロな問題の解明、物理的手法と化学的手法の融合を目的とし、雪氷試料から抽出できる環境変動シグナルの形成過程を研究している。本年度は南極内陸の涵養量が年間30mm未満であるドームふじ氷床コアを、8月に国内の多数の研究者と共同で集中解析した。南極・北極で採取した雪氷コアに共通する基本解析について、観測方法とその解析からわかる情報を以下に記す。(1)層位:目視観察→堆積状況、年層、火山灰。(2)密度:電子天秤→雪の圧密氷化過程、堆積速度。(3)固体電気伝導度:専用機→氷の物性、酸性度(季節変化)、大規模火山爆発。(4)酸素・水素同位体組成:質量分析計→気温変化、水蒸気輸送、季節変動、降水量。(5)化学成分:イオンクロマト→エアロゾル成分、大陸・海洋・大気の状態。(6)トリチウム濃度:液体シンチレーション→示準層(核実験)検出での年代決定。現在分析中であるが環境変動シグナルの保存される程度がわかりつつある。また、雪氷試料からの環境変動シグナルの抽出をするため詳細解析の準備を行った。詳細画像解析装置に周辺設備を購入し、雪粒子の微細な構造を解析し、雪粒子の水平分布・垂直分布や氷板の形成状況も詳細に解析する方法を引き続き研究している。国内での積雪観測を3月に実施した。極域での氷コア掘削に関しての打ち合わせを数回実施した。また8月から9月にかけて上記研究課題を中国の研究者と共同で研究を進めるため、中国極地研究所にて研究打合せを行った。また、天山No.51氷河にて雪氷気象観測を実施し、高山地域での氷河・氷床掘削のための高度順応訓練も行った。極域雪氷試料を採取する方法にコア掘削技術がある。9月にはドイツにて、氷床深層掘削技術の国際会議に出席して、日本の掘削技術と深層掘削計画を紹介した。極域で採取された雪氷試料の解析を実施した。計画していた国内での積雪観測は、研究代表者が冬期に長期海外出張のため中止した。昨年度に引き続き2001年に採取された南極ドームふじコアを解析対象として基本解析を実施した。解析する環境変動シグナルとその環境情報復元要素は、(1)目視層位→堆積状況、(2)密度→雪の圧密氷化過程、堆積速度の基本情報、(3)固体電気伝導度→氷の物性、酸性度(季節変化)、大規模火山。(4)酸素・水素同位体組成→気温変化、水蒸気輸送、季節変動、降水量、(5)化学成分→エアロゾル成分、大陸・海洋・大気の状態。基本解析とともに特定解析も実施した。特定研究としては、より詳細な環境変動研究や、宇宙線生成核種や硝酸の解析による太陽活動史の復元を行った。基本的なコア情報となるコアの年代に関しては、火山噴火の痕跡を電気伝導度と非海塩起源硫酸濃度の変動から検出することで概ね5年以内の精度で決定した。このドームふじコアに関しては、1993年に44m離れた地点にて同様な浅層コアが採取されており、この両者の比較から興味ある研究成果が得られた。特に酸素同位体組成の変動に関しては、一様に思われているドームふじの堆積環境が数十m離れてしまうと異なる結果として現れてしまい、堆積時と堆積後の変化に局所的な影響が大きい。化学成分では同様な変動と異なる変動を示す要素がある。
非可積分系の純量子論的効果に関する研究

古典極限でカオスを示すような非可積分な量子力学系の性質を、半古典論を用いて解析することによって以下の結果を得た。1.前年度の研究において、量子ビリヤード問題の固有状態を計算する際に用いられる境界要素法(Boundary Element Method)に現れる積分方程式がフレドホルムの第2種の積分方程式の形をしていることを用い、境界要素法の積分核が対応する量子ビリヤード問題の内側固有値問題と外側散乱問題の、それぞれ固有値、散乱S行列の極の情報をすべて持っていることを見つけたが、どこまで内側固有値問題と外側散乱問題が独立とみなせるか?という点に関して検討するため、まず内側固有値問題に対する等スペクトルの問題(M.Kacによって提出された有名な逆問題(太鼓の形を聞くことはできるか?)を平面ビリヤード問題の場合について検討した。平面ビリヤード問題で等スペクトルの反例を見つける方法であるTransplantationの方法を用いることにより、具体的に内側固有値問題と外側散乱問題の比較を行ういくつかの例を構成することに成功した。外側散乱問題に対する等極問題(isoscattering problem)の定式化を検討中である。2.カオスが関与する多自由度トンネル現象を動的トンネリングに対して調べ,カオス系のトンネル現象に重要な複素トンネル軌道と、複素力学系研究の中での中心的概念であるジュリア集合との関係を発見し、多数の複素経路の候補の中から連鎖構造をもつ特徴的な経路のみがトンネル経路として峻別される数理的な背景を明らかにした。(1)量子ビリヤード問題の固有状態を計算する際に用いられる境界要素法(Boundary Element Method)に現れる積分方程式がフレドホルムの第2種の積分方程式の形をしていることを用い、それにもとづいた半古典論を展開した。特に、積分方程式を解くときに現れる行列式が、対応する量子ビリヤード問題の内側固有値問題と外側散乱問題の、それぞれ固有値、散乱S行列の極の情報をすべて持っていることを見つけ、純量子論、半古典論ともにその陽な表式を書き下すことに成功した。この表式をもとに、M.Kacによって提出された有名な逆問題"Can youhear theshape of a drum?(太鼓の形を聞くことはできるか?)に対する新しい側面を議論した。(2)上記、フレドホルムの行列式から導かれる半古典論的なレドホルムの行列式の解析性を、3つの円弧から構成されるビリヤード問題に対して数値的に調べた結果、もともとのフレドホルム行列式がもっていた解析性は、半古典近似を経た結果、失われることをみいだした。(2)複素半古典論を用いることにより、カオスを示す非可積分系のトンネル現象を調べた。古典極限でカオスを内在する系のトンネル現象は、複数のトンネル経路をもって記述されることを見い出し、これまで知られている1次元、あるいは可積分系のトンネル現象とは本質的に異なる、新しい種類のトンネル現象を"カオス的トンネル現象"と名付け、その詳しい発生機構を明らかにした。
チロシンホスファターゼSHP-2の結合基質蛋白質SHPS-1に関する研究

私達は、昨年度、チロシンホスファターゼSHP-2の脱チロシンリン酸化基質蛋白質、SHPS-1の遺伝子クローニングに成功した。SHPS-1は、分子量120kDaの受容体型の糖化膜蛋白質で、複数の免疫グロブリン様構造を細胞外部分に、4個のYXXL/V/Iチロシンリン酸化モチーフを細胞内部分に有している。そこで、本研究計画においては、さらにSHPS-1の生理作用を明らかにしようと試みた。野性型および、チロシンリン酸化部位を欠損させた様々な変異型SHPS-1cDNAを、CHO-IR細胞に発見させ、インスリン刺激によるSHPS-1のチロシンリン酸化とSHP-2の結合を検討した。その結果、SHPS-1のTyr449とTyr473がチロシンリン酸化部位であることが明らかとなった。さらに、野性型SHPS-1の過剰発現により、インスリンによるMAPキナーゼの活性化が、SHPS-1SHP-2複合体の形成の増加に伴い、有意に増強された。インテグリンを介したSHPS-1のチロシンリン酸化は、FAKやSRCキナーゼを欠損する細胞においてはほとんど認められなかった。LPAによるSHPS-1のチロシンリン酸化は、ボツリヌスC3酵素の処理で、ほぼ完全に抑制されRhoの関与が示唆された。免疫グロブリンFc領域との融合蛋白質としてSHPS-1の細胞外ドメインを大量に発現、精製した。これを探子として用いたところ、ラット大脳皮質神経細胞に特異的な結合を認め、現在発現cDNAライブラリーよりSHPS-1のリガンド遺伝子をクローニング中である。本研究により、インスリン、LPA、インテグリンを介した細胞接着刺激によりSHPS-1がチロシンリン酸化を受け、SHPS-1SHP-2複合体が形成され、Rsa-MAPキナーゼの活性化に関与している可能性が示唆された。インスリン受容体キナーゼによって、SHPS-1は直接チロシンリン酸化されるが、イテグリンによるSHPS-1のチロシンリン酸化には、FAK、SRCキナーゼが、重要であり、また、LPAによるSHPS-1のチロシンリン酸化には、Rhoが関与するようで、リガンド刺激によりSHPS-1のチロシンリン酸化の機序も異なるようである。今後さらに、SHPS-1SHP-2複合体によるRas活性化機序の詳細に関し研究を行う予定である。SHPS-1の細胞外ドメインに対する結合分子の遺伝子クローニングについても来年度可能になると考えている。
日中説話文学通史構築のための『太平広記』『容斎随筆』の比較説話学的研究

説話文学史上の最重要文献の一つである『太平広記』と、中国歴史故事集の金字塔である『容斎随筆』の編纂コンセプトを、明確にした研究である。七千余話に及ぶ『太平広記』説話を十八のカテゴリーに整理し、その全体像の把握を可能にするとともに、日本の説話集との編纂思想の違いとして儒教的要素があることを明らかにした。『容斎随筆』については、作者洪邁の生涯・思想・時代背景を調査し、作品全体を貫く潜在的主題として靖康の変の再検証があることを発見し、日本の歴史故事集とは異なる強い政治性があることを指摘した。『太平広記』『容斎随筆』所収話のデータベース作成を中心に、以下の四点に重点を置いて研究を展開した。(1)『太平広記』『容斎随筆』説話データベースの作成データベースソフトを活用し、『太平広記』『容斎随筆』の所収説話・故事全話を対象とするカード型データベースの作成に着手した。データベースは、報告者が以前に作成した『法苑珠林』『夷堅志』等のデータベースと相互にリンクさせることに留意した。(2)典拠書繕との比較による『太平広記』編纂構造に関する研究『太平広記』所収説話の、典拠書籍との比較調査及び『太平広記』各篇の説話排列の特徴の分析を通して、『太平広記』の編纂構造を明らかにする作業に着手した。その一部である『太平広記』「異僧」篇についての分析結果を、「『法苑珠林』『太平広記』における神異僧伝とその日本への影響」というタイトルで和漢比較文学会特別例会において発表した。(3)洪邁の時代と歴史観の『容斎随筆」への反映に関する分析洪邁の士大夫としての意識と生涯及びその時代背景について、歴史学などの研究成果などを援用しつつ分析し、『容斎随筆』の基本的性格を解き明かす作業を、「靖康の変」に重点を置いて行った。その研究成果に、洪邁のもう一つの代表作である『夷堅志』についての分析を加え、「『夷堅志』「靖康の変」関連説話考」という論文として発表した。また、洪遭が『容斎随筆』において階代の名宰相高穎をどのように論じたかを分析して洪邁の歴史観を探った論文「高顕を巡る説話と言説一『冥報記』前史一」を執筆し発表した。(4)内外の図書館・研究機関における善本調査・学術情報収集『太平広記』『容斎随筆』の和刻本に関する調査を、関東・関西地域の文庫・図書館等を中心に行った。また、中国の北京国家図書館、陝西省立図書館等において『太平広記』『容斎随筆』の善本調査を行った。『太平広記』『容斎随筆』と唐代文献の関わりを中心に、以下の四点に重点を置いて研究を展開した。(1)説話データベースの充実『太平広記』『容斎随筆』説話・故事の話型情報をデータベースに入力し、相互に関連し合う説話カードをリンクさせ、データベースをより立体的な奥行きのあるものへと発展させた。さらに『旧唐書』『新唐書』等の史書、『法苑珠林』等の類書、唐代志怪小説類等の同話・類話情報を付加した。(2)『太平広記』と日本の説話集及び唐代の類書・志怪小説との関連性の分析日本説話と『太平広記』説話の比較研究を、キーワードやモチーフを手がかりに、従来の典拠論とは異なる角度から行うとともに、『太平広記』に多くの佚文を収録する唐代志怪『冥報記』及び『冥報拾遺』の『太平広記』の編纂コンセプトへの影響を分析し、その成果の一部を「『冥報記』と『冥報拾遺』」というタイトルで和漢比較文学会第4回特別例会において発表した。さらに『太平広記』と多くの説話を共有する仏教類書『法苑珠林』との比較分析を行い、その成果の一部を「『法苑珠林』説話にみる仏教的身体観」というタイトルで2011年度輔仁大學日本語文學系國際研討會において発表した。(3)『容斎随筆』説話を通しての洪邁の歴史観の分析昨年度に行った『容斎随筆』への「靖康の変」の影響の研究成果を踏まえ、『容斎随筆』における唐代の「安史の乱」への解釈を分析して、洪邁の歴史観を探り、その成果を「『容斎随筆』における歴朝人物評」というタイトルで、水門の会東京例会において発表した。(4)内外の図書館・研究機関における善本調査・学術情報収集及び史跡調査『太平広記』『容斎随筆』の和刻本や享受に関する資料の調査を、関東.関西・中部の文庫・図書館で行った。また、北京、西安、台北、沖縄等において『太平広記』『容斎随筆』の善本調査及び道廟や仏教寺院の史跡調査を行った。

本年度は当該研究の最終年度であり、これまでの研究内容を総合し、『太平広記』及び『容斎随筆』の全体像を解明することに努めた。(1)データベースの補完各説話カードに関連する日本の説話の情報を付加する他、『太平広記』未収録の六朝から唐にかけての代表的志怪小説作品の説話情報をカード化し、データベースの拡張を図るとともに、申請者が以前に作成した『法苑珠林』『夷堅志』データベースとのリンクを行い、多数の説話を比較する上での利便性を向上させることが出来た。(2)『太平広記』に関する研究及びその成果の公開『太平広記』全五百巻の構成を分析し、その説話配列順序の意味の解明を行った。これにより『太平広記』の全体像の把握が極めて容易になるとともに、『今昔物語集』などの日本の説話集との差異も明確になった。その成果は、台湾大学で開催された和漢比較文学会第5回特別例会において、「説話集の構造における笑話の意味ー『太平広記』と『今昔物語集』ー」という題目の研究発表を行った後、論文化し、『日本女子大学紀要人間社会学』第23号に「『太平広記』の全体構造における笑話の意味」として掲載された。また、これに関連する研究成果を台湾の輔仁大学の発行する学術誌『日本語日本文学』第38輯に「『法苑珠林』「慈悲篇」の説話にみる仏教的身体観」として発表した。(3)『容斎随筆』に関する研究及び研究成果の公開洪邁の生涯及び時代背景についての精査に基づき、『容斎随筆』所収の歴史故事についての解析を行い、この作品の編纂コンセプトについて明らかにすることに成功し、「『容斎随筆』における安史の乱」(『水門言葉と歴史』24号掲載)、「『容斎随筆』における曹操像」(『日本女子大学大学院人間社会研究科紀要』第19号掲載)等の論文において、その内容を公開した。データベース活用による『太平広記』『容斎随筆』の分析は遅滞なく進行しており、その成果に関しても三回の公的な研究発表によって公開できた。さらに学術雑誌の刊行時期の関係で今年度の成果には含むことができなかったが、三回の研究発表のうち、2回分の成果は、すでに査読も合格し、学術雑誌への掲載が確定している。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果を相互に関連づけつつ、比較文学的見地からの『太平広記』『容斎随筆』の全体構造の分析を継続し完成させる。その成果に基づき、説話文学史上における宋代の意義に新見を付与する。
植物体内のホウ素要求量を低下させる分子基盤

肥沃度の低い土壌環境での持続的な植物生産には、成長に必要な無機栄養の要求量を低下させた植物の開発が重要である。本研究では、植物の必須元素のホウ素を対象とし、植物個体のホウ素要求量を低下させる遺伝子変異の同定を目的とした。シロイヌナズナホウ酸輸送体機能欠損株に変異を導入し、「地上部ホウ素濃度は低下したままであるが成長が回復した」ホウ素要求量が低下した抑圧変異株を先行研究で単離し、すでに4株の原因変異が糖転移酵素の変異であることを明らかにした。引き続き、抑圧変異株の原因遺伝子の同定と生理学的な解析を進めた。抑圧変異株#55の原因が、翻訳伸長因子の活性化酵素遺伝子の変異であることを、野生型遺伝子断片を導入した形質転換体の作出によって明らかにした。これまで抑圧変異株の原因として、ホウ素の作用点である細胞壁合成に関連する糖転移酵素遺伝子の機能低下・欠損が同定されてきたが、本変異株#55ではそれらとは全く異なる翻訳過程に関与する遺伝子の変異が原因として見出された。さらに、抑圧変異株#186の原因がヌクレオチド代謝に働くことが予想される酵素遺伝子の変異であることを明らかにした。#186変異株では糖ヌクレオチド代謝を通じた細胞壁変化が推測された。抑圧変異体#156は3番染色体に原因変異が存在することを確定させ、これまでとは異なる新規の遺伝子が原因であることが考察された。既に原因遺伝子が機能未知の糖転移酵素であることが示された変異株#101を対象として、野生型背景植物の細胞壁の解析を行ったところ、ホウ素の結合部位であるRG-IIにおける特異的な糖の減少、ホウ素十分条件での細胞壁ホウ素濃度の減少が認められた。これは、先に解析を行った他の糖転移酵素遺伝子の変異株一株と同様の結果であり、RG-IIの減少がホウ素要求量の減少につながることを支持していると考えられた。計画に沿って、抑圧変異株の遺伝子の原因変異の同定が進み、3株の原因遺伝子の同定に至った。特にこれまで同定された糖転移酵素遺伝子とは異なり、翻訳に関与する遺伝子の変異が原因であることを見出す成果となった。他の抑圧変異株についても原因変異が座上する染色体位置が絞られ、既知の原因遺伝子とは異なる位置であることから、新規の原因変異の同定が期待された。また、原因遺伝子が同定された変異株では、細胞壁に注目をした分析が進み、変異株に共通した性質としてホウ素の結合部位であるRG-II特異的な糖の減少が認められ、RG-IIの減少がホウ素要求量を低下させる機構の中心であることが考察された。ホウ素要求量が低下した分子機構を解明することを目指し、各変異株に対して解析を進める。糖転移酵素の機能低下・欠損が原因である変異体に対しては、ホウ素の作用点である細胞壁に焦点を当てて解析を進める。引き続き、(a)ホウ素濃度の定量、(b)RG-IIのホウ酸架橋率の測定、(c) RG-II特異的な単糖の定量、(d)細胞壁構成単糖の分析、(e)蛍光免疫染色を行い、細胞壁多糖の量と分布の変化を明らかにする。1つの酵素遺伝子については機能解析をさらに進めるため、過剰発現株を作出し、細胞壁の分析を進める。翻訳に関する酵素遺伝子が原因であった変異株に対しては、低濃度ホウ素条件および十分条件で翻訳量解析に取り組み、変異株における翻訳変化を明らかにする。原因遺伝子が絞り込まれた変異株については、T-DNA挿入株の取得を行い、原因変異を同定する。肥沃度の低い土壌環境での持続的な植物生産には、植物の無機栄養の吸収を強化させるだけではなく、成長に必要な無機栄養の要求量を低下させた植物の開発が重要である。本研究では、植物の必須元素のホウ素を対象元素とし、植物個体のホウ素要求量を低下させる新規遺伝子変異の同定を目的とした。シロイヌナズナホウ酸輸送体機能欠損株に変異を導入し、「地上部ホウ素濃度は低下したままであるが成長が回復した」ホウ素要求量が低下した抑圧変異株11株を先行研究で単離した。本年度は本抑圧変異株の原因遺伝子の同定と生理学的な解析を進めた。抑圧変異株#101の原因は機能未知の糖転移酵素遺伝子のミスセンス変異であることを、野生型遺伝子断片を導入した形質転換体の作出によって明らかにした。興味深いことに本遺伝子のT-DNA挿入のホモザイガス株は取得できず、成長に必須な遺伝子であった。#101は低ホウ素栄養条件下で稔実性の改善を示し、生殖成長期においてもホウ素要求量低下によるホウ素欠乏耐性を示した。また、抑圧変異株#175と#180ではT-DNA挿入株が同様の表現型を示すことより、#101とは異なる、機能未解明の糖転移酵素遺伝子のナンセンス変異が原因であることを明らかにした。さらに、#101、#175、#180の原因変異は野生型背景で、単独の変異でホウ素要求量を低下させる効果を示した。他7株は異なる染色体部位にそれぞれ原因変異が座上することを明らかにした。また、既に原因変異が同定されていた1株では、細胞壁のホウ素濃度の減少、ホウ素の作用点であるRG-IIの特異的単糖の減少、RG-IIの相対的な架橋率の維持を明らかにした。本研究により、ホウ素要求量を低下させる新たな原因遺伝子として異なる糖転移酵素遺伝子が同定された。

ホウ素の作用点であるペクチン質多糖の変化がホウ素要求量低下を引き起こすことが考察された。当初の計画に沿って、抑圧変異株の遺伝子の原因変異の同定が進んだ。3株の原因遺伝子の同定に至り、これまで機能が解明されていない遺伝子が原因であることを見出す成果となった。他の抑圧変異株についても原因変異が座上する染色体位置が絞られ、それぞれ異なる位置であることから、新規の原因変異の同定が期待された。また、原因遺伝子が同定された変異株では、細胞壁に注目をした分析を進めた。肥沃度の低い土壌環境での持続的な植物生産には、成長に必要な無機栄養の要求量を低下させた植物の開発が重要である。本研究では、植物の必須元素のホウ素を対象とし、植物個体のホウ素要求量を低下させる遺伝子変異の同定を目的とした。シロイヌナズナホウ酸輸送体機能欠損株に変異を導入し、「地上部ホウ素濃度は低下したままであるが成長が回復した」ホウ素要求量が低下した抑圧変異株を先行研究で単離し、すでに4株の原因変異が糖転移酵素の変異であることを明らかにした。引き続き、抑圧変異株の原因遺伝子の同定と生理学的な解析を進めた。抑圧変異株#55の原因が、翻訳伸長因子の活性化酵素遺伝子の変異であることを、野生型遺伝子断片を導入した形質転換体の作出によって明らかにした。これまで抑圧変異株の原因として、ホウ素の作用点である細胞壁合成に関連する糖転移酵素遺伝子の機能低下・欠損が同定されてきたが、本変異株#55ではそれらとは全く異なる翻訳過程に関与する遺伝子の変異が原因として見出された。さらに、抑圧変異株#186の原因がヌクレオチド代謝に働くことが予想される酵素遺伝子の変異であることを明らかにした。#186変異株では糖ヌクレオチド代謝を通じた細胞壁変化が推測された。抑圧変異体#156は3番染色体に原因変異が存在することを確定させ、これまでとは異なる新規の遺伝子が原因であることが考察された。既に原因遺伝子が機能未知の糖転移酵素であることが示された変異株#101を対象として、野生型背景植物の細胞壁の解析を行ったところ、ホウ素の結合部位であるRG-IIにおける特異的な糖の減少、ホウ素十分条件での細胞壁ホウ素濃度の減少が認められた。これは、先に解析を行った他の糖転移酵素遺伝子の変異株一株と同様の結果であり、RG-IIの減少がホウ素要求量の減少につながることを支持していると考えられた。計画に沿って、抑圧変異株の遺伝子の原因変異の同定が進み、3株の原因遺伝子の同定に至った。特にこれまで同定された糖転移酵素遺伝子とは異なり、翻訳に関与する遺伝子の変異が原因であることを見出す成果となった。他の抑圧変異株についても原因変異が座上する染色体位置が絞られ、既知の原因遺伝子とは異なる位置であることから、新規の原因変異の同定が期待された。また、原因遺伝子が同定された変異株では、細胞壁に注目をした分析が進み、変異株に共通した性質としてホウ素の結合部位であるRG-II特異的な糖の減少が認められ、RG-IIの減少がホウ素要求量を低下させる機構の中心であることが考察された。原因遺伝子が同定された変異株に対しては、ホウ素要求量が低下した分子機構を解明することを目指し、ホウ素の作用点である細胞壁に焦点を当てて解析を進める。具体的には、細胞壁における、(a)ホウ素濃度の定量、(b)RG-IIのホウ酸架橋率の測定、(c) RG-II特異的な単糖の定量、
医学展示における女性の身体表象の実証的研究―ヨーロッパと日本を事例として―

本研究は、「科学的」とされる医学分野において女性の身体がどのように表象されてきたのかを考察することを目的とし、ヨーロッパの医学博物館と日本の秘宝館について検討したものである。主な分析対象は、フランス、イタリア、オーストリアの医学博物館にある解剖学用ヴィーナスおよび日本の秘宝館に展示されていた医学模型や女性の蝋人形である。複製身体がまなざされる対象となる過程の考察もおこない、ジェンダー研究や医学史の観点から検討をおこなった。本研究は、科学的とされる医学分野において、女性の身体がどのように表象されてきたのかを、ヨーロッパと日本の事例をもとに考察するものである。ヨーロッパに関しては特に、「フローレンティン・ヴィーナス」と呼ばれる女性の解剖学用蝋人形を対象としている。2014年度は、医学史に関する文献や博物館に関する資料を集め、調査を開始した。初年度である当該年度は、海外の医学博物館の予備調査をおこなう計画を立てていた。その計画に基づいて、本研究にとって重要な解剖学用蝋人形があるフィレンツェのラ・スぺコラを訪問し、翌年度以降の本格的な調査のための準備をおこなった。また、パリ第五大学医学部のデルマス・オルフィラ・ルヴィエール博物館に所蔵されていた「スピッツナー・コレクション」にも分析対象が含まれているが、移転先のモンペリエ大学医学部の担当者と連絡をとり、翌年度以降の調査のための準備を開始している。日本における医学模型の展示に関しては、1972年開館(2007年閉館)の元祖国際秘宝館伊勢館に展示されていたムラージュや「胎内十月」の展示に注目している。そのため、日本におけるムラージュの歴史や、かつて開催されていた衛生展覧会についても調べている。本年度の成果の意義は、予備調査を通して課題や仮説に至る手がかりを得て、国際比較研究への道筋を立てたことである。本年度の成果の重要性は、医学史を通して女性へのまなざしや女性の身体表象を明らかにしていくための理論化の一助となることである。本研究は、医学展示の場を通して女性の身体がどのように構築されてきたのかを、歴史的・実証的に明らかにするものである。そこには、社会史的背景や国による文脈が反映されていると考えられるため、それも併せて研究する。ヨーロッパと日本の事例を分析の対象としている。特にヨーロッパの調査では、「フローレンティン・ヴィーナス」と呼ばれる女性の解剖学用蝋人形を対象とする。2015年度は、医学史に関する文献を収集するとともに、海外調査を実施した。ボローニャ大学のパラッツォ・ポッジ博物館を訪問し、資料を収集した。また、かつてパリ第五大学医学部のデルマス・オルフィラ・ルヴィエール博物館に所蔵されていた医学展示群「スピッツナー・コレクション」(現在は一部がモンペリエ大学医学部に所蔵されている)については、過去にブリュッセルの美術館で展覧会が開催されており、当時の展示状況を調べるために美術館を訪問した。当該展覧会のカタログを分析し始めている。国内では福岡市美術館を訪問し、日本における女性の身体表象についての調査をおこなった。本年度は昨年度に引き続き、女性の身体の展示についての文献を検討し、イタリアやフランスにおける解剖学用蝋人形の歴史や文化的背景を読み解く作業を続けている。展覧会のカタログなど文化的背景に迫る資料の分析を始めたことも意義の一つである。本年度の研究成果の重要性は、医学史を通して女性の身体へのまなざしがいかに作られていったのかを明らかにするための理論化の一助となったことである。実務との関係で、出張に出ることが難しかった。本研究は、医学展示の場において女性の身体がいかに表象されてきたのかを歴史的に考察し、日欧比較をおこなうものである。ヨーロッパの調査では、主に「フローレンティン・ヴィーナス」と呼ばれる解剖学用蝋人形を対象とした。最終年度の2016年度に実施した研究の成果は、次の通りである。前年度までの成果を、第64回北海道社会学会大会で発表した。また、これまでの研究成果の一部を愛媛大学人文学会公開講演会で講演した。海外調査は、イタリアとオーストリアの医学博物館におけるヴィーナスの調査、フランスの医学博物館やドイツの衛生博物館における医学展示の調査、オランダとチェコにおける複製身体の展示についての調査をおこなった。さらに、ヴィーナスの研究をおこなっているオーストラリアの研究者を訪問し、学術的な議論をした。国内調査としては、生人形に関する調査をおこなった。研究期間全体を通じて実施した研究の成果としては、イタリア、フランス、オーストリアのヴィーナスの調査をおこない、比較検討をした。特に、モンペリエ大学医学部の博物館にある「スピッツナー・コレクション」のヴィーナスに関心を寄せ、ベルギーで開催された展覧会のカタログなど展示の周辺にあるものの分析も進めてきた。日本の医学展示については、日本で初めての秘宝館である元祖国際秘宝館伊勢館に展示されていた医学模型と、医学的要素が以後の秘宝館で除去されていった過程について考察した。秘宝館の歴史から「医学の大衆化」を考察し、やがて医学が専門家のものとなっていった過程にも注目した。本研究の意義は、医学史、文化資源学、ジェンダー研究を結ぶ学際的研究として、医学展示における女性の身体表象を考察した点にある。日欧比較研究から、医学展示を通して日本文化を考察したり、日本における余暇の社会史を知ることができる重要性も持っている。女性の身体表象に関する研究を今後も継続する。

本研究は、「科学的」とされる医学分野において女性の身体がどのように表象されてきたのかを考察することを目的とし、ヨーロッパの医学博物館と日本の秘宝館について検討したものである。主な分析対象は、フランス、イタリア、オーストリアの医学博物館にある解剖学用ヴィーナスおよび日本の秘宝館に展示されていた医学模型や女性の蝋人形である。複製身体がまなざされる対象となる過程の考察もおこない、ジェンダー研究や医学史の観点から検討をおこなった。医学史の文献調査と海外の医学博物館についての調査を開始した。海外調査を継続するとともに、国内調査も進め、研究をまとめる。社会学今後の2年間は、国内調査を進めるとともに、海外はモンペリエ、ボローニャ、フィレンツェなどの博物館を中心に調査をおこなう。海外での調査が予定回数よりも少なくなったことが主な理由である。翌年度は海外調査と国内調査を実施する。翌年度は海外調査に力点を置く年度であるとともに、文献調査にも費用を必要としている。署名記事:妙木忍「失われゆく文化遺産、秘宝館」『週刊読書人』2014年5月30日、妙木忍「消えゆく秘宝館時代を映した鏡」『朝日新聞』2014年6月16日夕刊、妙木忍「残るはわずか1館「秘宝館」消滅の危機!」『新潮45』2015年2月号、妙木忍「アート万華鏡聖/俗秘宝館の記憶信仰とユーモアの世界共存」『北海道新聞』2015年3月30日朝刊。
有機導体の高圧下合成による分子配列制御と新物性の創生

本研究では、これまでの先行実験で得られた多くの知見(溶媒の封入法、溶媒の凝固圧、高圧セルの電極導入法など)を基に、次のステップである「高圧下電解合成法の確立」を目指した。現在、内径14mmφの大型高圧セルにおいて、新たに考案した電極導入法をテストしているが、この年度の技術研究において、この手法をほぼ確立した。確立した手法を、電荷移動錯体の一種である(BEDT-TTF)_2IBr_2に適用した。この系は、同じ組成で二種類の多系が存在する。そこで、電解による結晶成長における圧力の役割を明らかにするために、圧力下では、どの系の結晶が成長するかを調査した。溶媒の種類や濃度などの合成条件を低充填相(b-型)が出来る条件にして、高圧下合成を行ったところ、(a'-型)の結晶が得られた。合成は何度か行ったが、高圧下では高充填構造が選択的に得られる結果が得られた。このように、電解合成における圧力の役割を抽出できつつある。今後は、さらに他の系にも応用し、新物質の開発なども念頭において研究を推進していきたい。本研究では、まず、本研究研究課題を開始する以前の先行実験で得られた多くの知見(溶媒の封入法、溶媒の凝固圧、高圧セルの電極導入法など)を基に、次のステップである「高圧下電解合成法の確立」を目指した。これらの技術研究と平行して、合成の効率化を目指す取り組みも行った。具体的には、主軸となる装置である大型圧力セルを新たに導入し、同時進行的に研究を進めるための準備を行った。この研究の最初の候補物質は、(BEDT-TTF)_2I_3である。この系には、同じ組成で異なる分子配列を持つ4つの相が存在する。これらの中には、充填率などの違いにより、高圧下でより安定なものが存在するはずであり、印加圧力による相の作り分けができる可能性がある。成功すれば、圧力というパラメーターの結晶化における役割が浮き彫りになるであろう。もう一つの候補としては、トリハライドアニオンを持つBEDT-TTF塩におけるβ-相とβ'-相の問題である。この系では、アニオンのサイズを小さくしていくと、結晶系が、β-相からβ'-相へと変化するが知られているが、そこでは、結晶の充填率が大きく増大している。この構造変化に本研究手法を適用し、常圧ではβ-相しかできない組成に対して、圧力下合成によってβ'-相を作り出したい。以上のような候補物質の合成の準備(原料の合成など)も、今年度に行い、首尾よく必要な原料の準備合成に成功している。
「知性の源泉」の追求～前頭前野の発生・発達・進化

分泌性因子Fgf8は、大脳皮質領域を前方化するオーガナイザー分子であることが明らかにされている。本研究では、大脳皮質の中でも特に前頭葉の領域化におけるFgf8の役割を明らかにした。胎生期のマウス終脳前端部においてFgf8を電気穿孔法により過剰発現させると、前頭葉の背内側領域(前帯状皮質および前辺縁皮質)が拡大し、背外側領域が縮小した。前頭葉腹側(下辺縁皮質、眼窩皮質)は欠損した。嗅球が肥大化するとともに、前頭葉と嗅球の組織は連続し、それらの境界は不明瞭となった。Fgf8は前頭葉背側を内側化していると考えられるとともに、嗅球の発生においても重要な役割を担っていることが示唆された。マウスの大脳皮質前頭前野へ電気穿孔法により効率良く遺伝子導入をするため、新しい3極電極を開発した。左右の前頭前野に遺伝子導入できることを確認したが、今後さらに改良を続ける。従来の2極電極では、左右両方の前頭前野へ遺伝子導入することは、不可能ではないが非常に難しかった。この新手法の開発は、当初の計画にはなかった予想外の進展であり、前頭前野への遺伝子導入が簡便となり研究が進むことが期待される。また、Fgf8aおよびFgf8bをマウス前頭前野領域において強制発現させたところ、劇的な形態学的変化は見られなかった。今後、より詳細な組織学的変化を調べる予定である。ドーパミンシグナリングに関しては、レセプターD1RおよびD2Rに対するshRNAを設計し、発現ベクターの構築を行った。また、D1RおよびD2Rの発現ベクターの作成を早く終えたため、生後の大脳皮質錐体細胞においてレセプターを強制発現させる実験を行った。D1Rを強制発現させた場合、樹状突起が短くなる傾向が見られた。これに対し、D2Rを強制発現させた場合、樹状突起が長くなると同時に直線的になる傾向が見られた。以上の結果は、思春期や成体の時期ではなく、生後間もない発生初期のイベントである樹状突起の形態形成にドーパミンシグナルが関与している可能性を初めて示唆したものである。今後、多くの錐体細胞について統計的な解析を行い、形態変化を定量化していく。分泌性因子Fgf8は、発生の早いステージにおいて、脳原基の最も前側で発現がみられる。これは予定前頭前野領域の近傍である。前頭前野の発生にFgf8シグナルがどのように関与しているかを明らかにするため、分泌性因子Fgf8を予定体性感覚野領域において異所的に発現させる実験を行った。すると、その周囲に前頭前野マーカー遺伝子の発現が誘導された。今後、さらに様々な前頭前野マーカー遺伝子の発現変化や組織学的検索を行い、前頭前野の発生におけるFgf8の役割について明らかにしていく予定である。また、前年度は、ドーパミンシグナルが大脳皮質錐体細胞の形態形成に関与している可能性を示唆する結果が得られたが、より詳細に錐体細胞の形態を調べるため、ごく少数の細胞をラベルする方法について検討した。電気穿孔法によって蛍光タンパク質遺伝子等を強制発現させると、極めて多くの神経細胞がラベルされてしまい、1つの神経細胞の形態を解析することは難しい。そこで、Thy1プロモーターによって少数の神経細胞をラベルする方法(Ako et al., 2011)とTet-Onシステムを組み合わせた方法を試みた。これにより、目的遺伝子の発現を制御しつつ1つの神経細胞の形態を解析することを可能にした。今後、この方法を用いて、大脳皮質錐体細胞の形態形成に対するドーパミンシグナルの影響を解析する。さらに、電気穿孔法によって予定前頭前野領域に効率良く遺伝子導入をするため、3極電極の改良を行った。まばら発現システムとTet-Onシステムを組み合わせた方法が有用であることがわかった。また、Fgf8の異所的発現実験により非常に興味深い結果が得られた。本研究はおおむね順調に進展している。前頭前野の発生にFgf8シグナルがどのように関与しているかを明らかにするため、分泌性因子Fgf8をマウス終脳前端部において強制発現させる実験を行った。胎生11.5日で遺伝子導入をしてから24時間後、Fgfシグナルのターゲット遺伝子であるSpry1およびSpry2の発現が誘導された。しかし、Fgf17およびFgf18の発現は誘導されなかった。これは48時間後でも同様であった。出生直後において、脳の形態・組織学的解析を行ったところ、嗅球が肥大化するとともに、前頭葉腹側と嗅球の組織は連続し、それらの境界は不明瞭となった。前頭葉で発現するマーカー遺伝子の発現変化を調べると、背内側領域(前帯状皮質および前辺縁皮質)が拡大し、背外側領域が縮小した。前頭葉腹側(下辺縁皮質、眼窩皮質)では、各種マーカー遺伝子の発現が乱れ、組織構築の異常が認められた。Fgf8は、前頭葉背側を内側化していると考えられるとともに、嗅球の発生においても重要な役割を担っている可能性が示唆された。また、Thy1プロモーターによって少数の神経細胞をラベルする方法とTet-Onシステムを組み合わせた方法を前頭前野領域に適用した場合、この方法は効率良く機能しなかった。

理由は不明であるが、前頭前野領域への遺伝子導入は他の領域に比較して難易度が高く、導入効率が悪いためではないかと推測された。分泌性因子Fgf8は、大脳皮質領域を前方化するオーガナイザー分子であることが明らかにされている。本研究では、大脳皮質の中でも特に前頭葉の領域化におけるFgf8の役割を明らかにした。胎生期のマウス終脳前端部においてFgf8を電気穿孔法により過剰発現させると、前頭葉の背内側領域(前帯状皮質および前辺縁皮質)が拡大し、背外側領域が縮小した。前頭葉腹側(下辺縁皮質、眼窩皮質)は欠損した。嗅球が肥大化するとともに、前頭葉と嗅球の組織は連続し、それらの境界は不明瞭となった。Fgf8は前頭葉背側を内側化していると考えられるとともに、嗅球の発生においても重要な役割を担っていることが示唆された。現在までに、新手法を開発することができた。また、D1R・D2Rの発現実験により非常に興味深い結果が得られた。本研究はおおむね順調に進展している。まばら発現システムとTet-Onシステムを組み合わせた方法により、大脳皮質錐体細胞の形態変化について詳細に解析する。また、Fgf8を異所的に強制発現させ、様々な前頭前野マーカー遺伝子の発現変化や組織学的検索を行い、前頭前野の発生におけるFgf8の役割について明らかにする。神経発生学引き続き3極電極を改良し、マウス前頭前野への遺伝子導入法を確立する。また、Fgf8aおよびFgf8bをマウス前頭前野領域において強制発現させ、より詳細に組織学的変化を調べる。ドーパミンシグナリングに関しては、レセプターD1RおよびD2Rに対するshRNAの発現ベクターの有効性について検討する。阻害剤や条件変異マウスの利用も考える。D1RおよびD2Rの強制発現させた時の形態変化について、Neurolucidaなどの解析ソフトを用い、多くの錐体細胞について統計的な解析を行い、形態変化を定量化していく。当初、大脳皮質錐体細胞の形態を観察するため、抗体を購入し免疫染色をする予定であったが、蛍光タンパク質によって形態の観察が可能だったので、抗体を購入する必要がなくなった。したがって、次年度使用額が生じた。3極電極の開発に費用がかかることが予想されるので、次年度使用額はこの開発費用のために使用する予定である。
キャピラリーレンズを用いた高輝度単色マイクロＸ線源の開発

陽子線準単色X線を利用した新しい方式のマイクロX線蛍光分析装置を開発した.2.5MeVの陽子ビームを照射した銅薄膜裏面に発生する8keVの準単色X線をポリキャピラリーレンズにより集束してマイクロX線ビームを生成した.このX線ビームを用いてX線蛍光計測を行い,銅基板上に蒸着したコバルトに対し2.3ngの検出下限値を得た.250ミクロン程度の空間解像度のもと基板上に形成されたコバルト薄膜のマイクロパターンの再構築に成功した.45度偏向電磁石を用いた生体試料用のX線照射スタンドを構築し,濃度500ppmのコバルト水溶液で栽培されている浮き草の葉に含まれるコバルト濃度のその場測定に成功した.陽子線準単色X線を利用した新しい方式のマイクロX線蛍光分析装置を開発した.2.5MeVの陽子ビームを照射した銅薄膜裏面に発生する8keVの準単色X線をポリキャピラリーレンズにより集束してマイクロX線ビームを生成した.このX線ビームを用いてX線蛍光計測を行い,銅基板上に蒸着したコバルトに対し2.3ngの検出下限値を得た.250ミクロン程度の空間解像度のもと基板上に形成されたコバルト薄膜のマイクロパターンの再構築に成功した.45度偏向電磁石を用いた生体試料用のX線照射スタンドを構築し,濃度500ppmのコバルト水溶液で栽培されている浮き草の葉に含まれるコバルト濃度のその場測定に成功した.平成23年度は,金属薄膜を用いた準単色X線の発生実験,キャピラリーレンズを用いたX線集束実験,45度ビーム偏向電磁石の設計・製作を行った。薄膜標的には銅を使用し,これにタンデム加速器からの2.5MeVの陽子ビームを照射することで準単色のX線を発生した。X線のエネルギースペクトルをCdTe半導体検出器で測定し,銅から出る8keVの特性X線が支配的であることを確認した。また,発生X線量の銅薄膜厚さへの依存性を調べるために,様々な厚さの銅薄膜標的を製作した。薄膜が薄い場合は,陽子ビームが貫通し,測定に影響する恐れがあるため,銅薄膜の後ろにアルミニウム薄膜を加えた。アルミニウム薄膜の厚さは陽子ビームがちょうど貫通しない程度とし,アルミニウムによるX線の吸収が最小限になるようにした。CdTe検出器で測定したエネルギースペクトルから発生X線量を見積もり,数値シミュレーションの結果と比較した。その結果,薄膜厚さが20μm程度の時に発生X線強度が最大となることが分かった。次に,薄膜直後にキャピラリーレンズを配置し,X線の集束実験を行った。キャピラリーレンズの出口から様々な距離におけるX線の2次元強度分布をイメージングプレートにより測定し,設計通りの焦点距離が得られていることを確認した。これらと並行して,45度ビーム偏向電磁石の設計・製作を行った。最大で3MeVのエネルギーの陽子ビームを使用することを想定し,軌道半径350mm,中心磁場強度0.72Tとした。平成25年度は,前年度までに整備された45度偏向電磁石を用いた準単色のマイクロX線ビームの照射装置を構築し,原理実証実験を行った。具体的には,陽子線をX線に変換するための金属薄膜標的およびビームモニター用の各種計測器を保持するための真空チャンバーを新規に設計・製作した。また,発生した蛍光X線をその場観測するためのシリコンX線検出器,分析用の試料を保持するための3次元微動ステージ,試料を光学観測するための長ワーキングディスタンスの顕微鏡を設置し,微量元素分析システムを構築した。これにより,例えば,液中に置かれた細胞などの試料にマイクロX線ビームを照射し,そこから発生する蛍光X線をその場観測することが可能になった。装置の有用性を示すデモンストレーション実験として,水耕栽培された浮き草(Lemna minor)を観測対象に選び,水中に人工的に付与したコバルト元素が浮き草が吸収される様子を調べた。X線変換用の金属標的には銅を用い,銅のK X線をポリキャピラリーレンズを通して浮き草の葉の表面に集光・照射した。その結果,浮き草に吸収されたコバルト元素から発生する蛍光X線の検出に成功し,その信号強度の時間変化を定量的に測定することができた。吸収されたコバルト元素の濃度は葉脈部と葉のその他の部分で大差はなかったが,経過時間とともに徐々に飽和値に近づくことが明らかになった。この測定において,植物に含まれるカリウムやカルシウムと言った他の主要元素による蛍光X線はほとんど見られず,単色X線を一次励起光源として用いることで特定の元素濃度を高感度で測定できることを実証した。平成24年度は,まずキャピラリーレンズによる準単色X線の集束試験を行った。厚さ30μmの銅薄膜に2.5MeVの陽子ビームを照射して裏面に放出される8keVの単色X線をキャピラリーレンズにより集束し,X線ビームの集束径をナイフエッジ法により測定した。20μm厚のタンタル薄膜をX線ビームに対して垂直に設置し,それを微動ステージにより25μm刻みで動かしながら,後方に透過するX線の強度をCdTe検出器により測定した。その結果,X線ビームの集束径は約250μmであることが分かった。

次に,銅基板上にコバルトを格子状に真空蒸着したサンプルを作成し,マイクロX線ビームを用いた蛍光X線分析(XRF)法に基づく,2次元元素マッピングのデモンストレーションと検出下限値の決定を行った。コバルト薄膜の厚さはRBS法により事前に約42nmと測定された。コバルトのKX線の強度とバックグラウンドノイズのレベルから,検出下限は約2.3ngと見積もられた。サンプルをX-YステージによりマイクロX線ビームに対して動かしながら,発生する蛍光X線をSi検出器により測定し,サンプル上の元素分布を再構成した。2次元元素分布は蒸着されたCoの分布をよく再現し,その空間分解能は200300μmであった。これはX線ビームの集束径とほぼ一致する。上記と並行して,前年度に製作した45度偏向電磁石をビームラインに設置し,磁場の印加試験を行った。当初の設計通り,磁極中心で0.6-0.7Tの磁場を発生できることを確認した後,陽子ビームの偏向試験を行い45度方向に十分な強度の陽子ビームが輸送されることを確認した。前年度までに開発したポリキャピラリーレンズを用いた蛍光X線分析装置を用いて,浮き草を対象とした2次元元素マッピング測定を行った.Coを500ppmの濃度で含む水溶液で栽培した浮き草の葉肉部と葉脈部をそれぞれ分析し,浮き草内のCo濃度が時間とともに上昇し,約1000ppmで飽和することがわかった.また,葉肉部と葉脈部ではCo濃度の差は見られなかった.一次X線の強度から浮き草の照射部での被爆線量率が0.1mGy/s程度であり,24時間の連続照射でも浮き草の形態に変化がないことを明らかにした.測定時間短縮のためのビーム電流の増強に向けて,タンデム加速器からの陽子線のビームエミッタンスを測定し,その結果を用いてCu標的上のビーム径を見積もり測定結果と良く一致することを見出した.このことから,偏向・集束用電磁石内部でビーム輸送が設計通りに行われ損失がほとんどないことを確認した.以上から,本研究課題において開発を進めているキャピラリーレンズを用いた高輝度単色マイクロX線源の原理実証に成功し,分解能や検出感度といった基本性能の向上のための技術的課題や装置改良の設計指針を得ることができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。イオンビーム応用工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り,高エネルギー陽子ビームを用いた準単色X線の発生実験やキャピラリーレンズを用いたX線の集束実験を行った。また,本研究の遂行に必要な要素技術を開発や偏向電磁石等のインフラの整備もほぼ予定通り完了した。予定より若干遅れ気味であった単色X線照射装置の構築を平成25年度半ばまでに完了し,それを用いた応用研究の一例として,浮き草の葉に吸収されたコバルト元素の微量元素分析を行った。これにより本研究課題で提案・開発した単色のマイクロX線ビームを用いた分析手法の有用性を示すことができた。この成果は,国際会議(ECAART11)で報告され,国際的に高い評価(Best Poster Prize)を得た。研究協力者として参加している博士課程学生の献身的な努力もあり,本研究課題は当初の予定通り順調に進展している。当初の計画では,平成24年度はキャピラリーによる準単色X線の集束メカニズムについて詳細に調べ,キャピラリー形状の最適化を行う予定になっていた。しかし,既製品のキャピラリーレンズが十分な性能を持つことが分かったためこのプロセスを省略し,平成25年度に予定していたマイクロX線ビームによる蛍光X線分析の試験を前倒しで行うことが出来た。一方で,45度偏向電磁石を用いたX線照射スタンドの建設が当初の予定より若干遅れており,使用する真空容器等の設計・製作を現在急ピッチで進めているところである。
流れ場の解析による風力エネルギー実用化に関する数値的研究

本研究の主要目的は乾燥地における揚水用風車まわりの流れを解析して基礎的なデータを集め、既存の風車の改良や新型の風車の提案を行うことにある。そこで、平成12年度は構造が簡単で流れの特徴もつかみやすいサボニウス風車に限定して、サボニウス風車まわりの流れの解析を行った。基礎方程式として2次元非圧縮性ナビエ・ストークス方程式を用い、風車とともに一定角速度で回転する回転座標系において基礎方程式を表現した。解法はMAC法を用い、高レイノルズ数流れに対応するため、ナビエ・ストークス方程式の非線形項は3次精度上流差分法で近似した。得られた計算結果を、流速ベクトルや等圧線を用いて可視化して、回転角による流れ場の差を詳しく調べた。平成13年度は遮蔽板を置いた場合のサボニウス風車まわりの流れを計算し、遮蔽板によって2倍以上の効率が得られることを明らかにした。さらに、今までは風車が定常回転を行った後の計算であったが、より実用的な計算を行うために、風車が静止状態から定常回転なるまでを計算可能な計算法を考案した。また、前年度の成果をもとに、計算の3次元化を行い、より現実に近い状況での流れ場の解析を行った。具体的には、サボニウス風車のブレードの上下端に取り付けられている端板の影響の評価や風車の横幅と高さの比が風車の効率に及ぼす影響の見積もり等を行った。14年度はサボニウス風車以外の垂直軸・効力型風車であるクロスフロー風車について、まず2次元、3次元のシミュレーションを行って流れ場やトルク係数などに関する情報を集めた。一方、風力発電用の風車に対しても今までに本研究で開発した数値計算法を適用し、基礎的なデータを収集した。具体的には垂直軸揚力型のジャイロミル風車まわりの2次元計算やダリウス風車、プロペラ風車まわりの流れの3次元計算も行った。本研究の主要目的は、乾燥地における揚水用の風車まわりの流れ場を数値シミュレーションにより解析して風車実用化に対する問題点を明らかにし、さらに改良を行う上での基礎データを得ることにある。本年度はこの点を踏まえて、サボニウス風車まわりの2次元流れ場の解析を行った。2次元ナビエ・ストークス方程式を風車とともに回転する座標系で表現し、標準的なMAC法およびフラクショナルステップ法で解いた。両者とも同様の結果となったが、計算時間の点で後者が有利であった。トルク係数やパワー係数は既存の実験データをよく再現するものであった。サボニウス風車の効率は、周速比やブレードの重なり比に依存するため、これらのパラメータを変化させて流れ場のデータを集めた。また、コンピュータグラフィックスを用いて、圧力場の時間変化を可視化して、風車のトルクの大小と圧力場の関係を視覚的に捕らえた。サボニウス風車は2枚のブレードで構成され、回転中に1枚は風のエネルギーを得るが、もう1枚は回転の抵抗として働く。そこでサボニウス風車前方に、抵抗を少なくするための衝立を立てた場合の影響についても調べ、風車の効率向上に大きく寄与することも数値的に示された。この場合、衝立は回転しないため、数値計算においては領域分割法を用いて、回転部分と非回転部分とにわけて計算ステップごとにつなぎ合わせるという方法を用いた。流れ場の解析から、この計算法は妥当な結果を与えることが明らかになり、数値計算法の開発という点からも成果が得られた。