hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子核クラスターによる量子凝縮状態の研究

また微視的α凝縮模型波動関数の有用性がαガス状態以外のクラスター状態についても示される等、大きな広がりを持ってαガス状態研究が進んでおり、全体として順調かそれ以上に進展していると考えている。現在明らかにしている、4α凝縮状態のファミリー状態についての成果を論文にまとめた上で、共鳴の境界条件を取り入れた大規模計算を本格的に進めていく。現在模型空間を制限した予備計算結果を得ているが、次年度中に第一段階目の計算結果を出し、レター論文にまとめる予定である。またαガス状態研究の広がりの一つとして、ストレンジネス量子数を持つΛ粒子をα凝縮状態に加えた際の構造変化についても、議論する予定である。これは微視的αクラスター凝縮模型波動関数を用いて行う。次年度使用額は141058円である。今年度8月よりHPCI戦略プログラムの支援員として理研に所属が変わった。HPCIプロジェクトにおける、大規模計算を目指した萌芽的研究課題である原子核クラスター構造に関する研究課題と、αクラスターガス状態に関する本研究課題とで互いに関わりが大きいことから、出張旅費等、研究費の一部をHPCIプログラム予算からねん出した。そのため、前述の次年度研究費が生じたという状況である。次年度申請する研究費と合わせ、二度の国際会議での研究成果発表、国内研究会、学会参加等、旅費に9割使用し、残り1割を研究課題遂行のための書籍費にあてる予定である。
ラフ集合に基づくk-means型クラスタリングに関する研究

(1)RSCM法のクラスター中心決定法を確率的ラフ集合モデルの概念によって改良したProbabilistic RSCM法を提案し,より柔軟なクラスタリングを実現できることを示した.本成果について,1件の国内学会発表を行った.(2)RMCM法において,より詳細な近傍情報を活用するために,クリスプ二項関係をファジィ二項関係に拡張したRMCM法を提案し,クラスタリング精度の向上を示した.本成果について,1件の国内学会発表を行った.(3)対象の属するクラスの情報が部分的に得られている状況下で教師情報を活用して精度の高いクラスタリングを実行するために,半教師ありラフクラスタリングを提案し,その有効性を示した.本成果について,1件の国際会議発表,および1件の国内学会発表を行った.(4)ノイズの影響でクラスター構造を正確に抽出できなくなる問題に対処するため,Rough C-Means (RCM)法にノイズ除去機構を導入したNoise RCM法を提案し,クラスタリング精度の向上を示した.本成果について,1件の国内学会発表を行った.(5)対象と項目を同時にクラスタリングする共クラスタリングにおいて不確実性を考慮した手法について検討し,確率的・可能性的クラスタリング間を繋ぐ段階的可能性アプローチや,ビッグデータへの適用のためのミニバッチ最適化,クラスター数の自動推定法等を提案し,その有効性を示した.これらの成果について,1件の学術論文発表,2件の国際会議発表,および2件の国内学会発表を行った.主に基礎理論の発展からの展開を図った第2年度としては,当初の研究の目的を十分に達成し,また,一部計画以上の成果を得た.以下に,個別の課題における達成状況を述べる.(1)当初,RSCM法に対して可変精度ラフ集合モデルの適用を予定していたが,第2年度では,可変精度ラフ集合を一般化した確率的ラフ集合モデルを適用して定式化を行った.これにより,より一般的かつ柔軟な手法を構築することができた.本成果は当初の予定からより発展させた内容であり,想定を超える成果が得られた.(2)ファジィ二項関係を導入したRMCM法を提案し,数値実験によりクラスタリング精度の向上を示した.この成果は当初に想定した目標を達成するものであった.(3)半教師ありラフクラスタリングを提案し,数値実験により,部分的にクラスラベル情報が与えられた状況下での性能向上を確認した.この成果は当初に想定した目標を達成するものであった.(4)ノイズ除去機構を導入したNoise RCM法を提案し,ノイズを含む実データにおけるクラスタリング精度の向上を示した.この成果は当初に想定した目標を達成するものであった.(5)共クラスタリングにおいて,段階的可能性アプローチ,ミニバッチ最適化,クラスター数自動推定を導入した.本成果は当初の予定には含まれないが,共クラスタリングの実用性を高めるものであり,想定を超える成果が得られた.一方で,共クラスタリングへのラフ集合理論の応用については未着手の状態に留まった.当初の想定通り,最終年度である第3年度では,理論的・応用的側面の両面について展開を図る.理論的側面については,提案手法であるGeneralized RCM (GRCM)法やRSCM法,RMCM法とそれらの発展手法において,実用性を高めるためのアプローチであるノイズ除去機構,半教師あり学習,クラスター数自動決定等の導入を進め,さらに,目的関数に基づく定式化および理論的発展を目指す.ラフクラスタリングにおいては対象空間を粒状化するための二項関係の構成方法が重要な役割を持つ.現在主に取り扱っている近傍ラフ集合モデルによる構成法以外の構成法についても検討および検証を行う.また,本研究のベースとなっているk-means法に類似したアプローチとして,クラスター中心をクラスター内誤差が最小となる対象によって決定するk-medoids法が提案されており,外れ値の影響を低減できることが報告されている.今後,ラフ集合に基づくk-medoids法についても定式化を行い,クラスタリング精度への効果を検証する.応用的側面として,ラフクラスタリングの協調フィルタリングへの応用を検討する.協調フィルタリングでは,あるユーザに対し,嗜好が類似したユーザ群の情報を用いて,ユーザの嗜好にあったアイテムを推薦する.類似ユーザ群の発見にk-means法やFuzzy C-Means (FCM)法を用いるアプローチの有効性が報告されており,今後,ラフクラスタリングによる不確実性を考慮したユーザ群発見により,推薦性能の向上を目指す.さらに,実データを用いた数値実験により,その有効性を検証する.その他の応用として,ラフクラスタリングとファジィクラスタリングの融合や,ラフ集合に基づく共クラスタリングに関する応用を視野に入れる.さらに,医療データ等への適用も視野に入れ,基礎データの収集などを行い,実応用へ向けた検討を行う.本研究ではラフ集合理論に基づくk-means型クラスタリングの開発を通して,従来のk-means法やファジィクラスタリング法を凌駕する分類性能を実現することを目的としている.初年度は基礎理論の整備に関わる展開として,以下の成果を上げた.(1)ラフ集合理論の観点を導入したk-means型クラスタリングであるLRCM法とPRCM法を統合し,一般化ラフC-means(Generalized Rough C-Means, GRCM)法を定式化した.提案法はパラメータ調整によりLRCM法とPRCM法,およびその中間的な状態を表現できる.本成果について,1件の学術論文発表および2件の国内学会発表を行った.

(2)二項関係に基づく空間の粒状性を考慮し,ラフ集合理論本来の下近似・上近似によりクラスターを大雑把に近似しながらクラスタリングを実行するラフ集合C-means(Rough Set C-Means, RSCM)法を提案し,分類境界の特性や不均衡データおける挙動について詳細な調査を行った.これらの成果について,2件の国際会議発表および1件の国内学会発表を行った.(3)上下近似を生成する過程で算出されるラフメンバシップ値を直接クラスターメンバシップとして利用する,ラフメンバシップC-means(Rough Membership C-Means, RMCM)法を提案し,理論的考察に加え,初期値依存性等について詳細な調査を行った.これらの成果について,1件の国際会議発表および1件の国内学会発表を行った.(4)ラフクラスタリングの研究に付随して,類似したアプローチであるファジィクラスタリングにおけるノイズクラスタリングや可能性的クラスタリングを,対象と項目を同時にグループ化する共クラスタリングの枠組みで応用的研究を展開した.これらの成果について,4件の国際会議発表および7件の国内学会発表を行った.主に理論的側面からの展開を図った初年度としては,当初の研究の目的を十分に達成し,また,計画以上の成果を得た.以下に,個別の課題における達成状況を述べる.(1)ラフクラスタリングの分野では二大手法であるLRCM法とPRCM法について個々に研究が展開され,見通しが悪くなっていた.今回,GRCM法によって両手法を統合することで見通しが良くなり,本手法を基軸としてラフクラスタリング手法が統一的に展開されていく事が期待される.本成果は当初の予定には含まれないが,ラフクラスタリングの展開の基礎として極めて重要な位置づけであり,想定を超える成果が得られた.(2)RCM法およびRSCM法の分類境界を可視化し比較することでそれらの特性を明らかにした.RSCM法では異なる二項関係が異なるラフな分類を生成する.さらに,クラス比率や分散が偏った不均衡データにおけるRSCM法の分類特性を評価し,結果として,境界領域内のクラス比率が一定のルールに従って変化することが確認され,不均衡データを取り扱う際に注意すべき点が明らかになった.これらの成果は当初に想定した目標を達成するものであった.(3)RMCM法が二項関係に基づく近傍内条件付き確率を使用する点を考慮し,無差別の原理に基づく確率的メンバシップを利用するRCM(πRCM)法と比較して,提案法の理論的な優位性を明らかにした.さらに,RMCM法の初期値依存性を調査するため,メンバシップ値のランダムな初期化や非復元抽出によるクラスター中心の初期化,k-means++法による初期化を用いた比較実験を行い,k-means++法による初期化の有効性を示した.これらの成果は当初に想定した目標を達成するものであった.(4)当初の計画には含まれないが,ラフクラスタリングと関連の深いノイズクラスタリングや可能性的クラスタリングを,ファジィ共クラスタリングの枠組みで研究を展開した.これらの成果に関しては,想定を超える成果が得られた.
代数多様体を中心にした多様体の研究

本研究課題は代数多様体を中心にして、多様体の構造研究と、その応用による代数学、幾何学への寄与を目的としたものであった。具体的には代数学、幾何学の両側面から個別的研究を進めると同時に、それ等を総合することにあった。研究代表者・分担者は、代数学の分野から4名、代数的位相幾何学の分野から4名、微分幾何学の分野から2名の計10名から構成されており、〓論的手法による代数多様の研究、位相不変量の計算とそのG-構造への応用、基本解の特異領域の幾何学的構造の解明が具体的なテーマであった。これ等の成果は、日本数学会主催の各分科会、シンポジュウムでの研究表などで公表されると同時に、研究者間の交流、討論への参加などで一定の成果が挙げられた。また、課題に関連するテーマの国際シンポジュウム(イタリヤ等)に参加し、発表・討論等が行われた。代数的な側面からは、半順序集合が働く〓の不変〓の理論、群〓のp正則部分群を中心にした代数的構造の研究の解明について、成果が見られているし、幾何学の分野では、複素射影空間の安定ホモトピー論、微分幾何学の分野ではループ群来、一般ストリング類の特性類の研究等にも成果があった。発表論文は、報告されたもの以外にも、更に4篇の刊行が予定されており、大きな成果であったと考える。これ等論文の成果は、多様体の構造解明と同時に、不変式論への応用、或は微分多様体の特性類の解明といった応用分野の広いものであり、今後もこの方向での一度の解明が期待される。
悪性黒色腫に対するcalreticulin/TRP-2DNAワクチンの開発

DNAワクチンは、ペプチドを用いる方法と異なり、すべてのアミノ酸配列が細胞内で発現しプロセッシングされるため、患者HLAに規定されずに抗原ペプチドとなりうる配列を免疫担当細胞に提示させ得る利点を有している。その抗原性を高める方法として、抗原ペプチドとMHC分子の結合の場である粗面小胞体へのシャペロンとしてcalreticulin (CRT)に注目した。そこで研究代表者らがこれまで研究を行ってきた、悪性黒色腫抗原のひとつであるTRP-2とCRTの融合蛋白を発現し得るプラスミドを作製し、in vivoにおける免疫原性に与える影響についてTRP-2 DNAとCRT/TRP-2 DNAワクチンで比較検討しすることを目的として、初年度においては、まずCRT DNAワクチンとTRP-2 DNAワクチンを作製し、C57BL/6マウスに免疫した。その結果、非ワクチン投与マウスおよびpcDNA3コントロールワクチンで免疫したマウス血清中には、CRT、TRP-2のいずれに対する抗体も誘導されていなかった。また、pcDNA CRTワクチンで免疫したマウス血清中に、抗CRT抗体を測定することはできなかった。しかし、pcDNA3 TRP-2ワクチンを投与されたマウス血清中には、1600倍から3200倍希釈陽性のIgG抗体が誘導されていた。次に、pcDNA3 TRP-2ワクチンによって誘導される免疫応答が、腫瘍拒絶効果を発揮するかについて検討した。TRP-2 DNAワクチンで免疫した後、マウス悪性黒色腫細胞の皮下腫瘍を作製したところ、その腫瘍増殖はコントロールDNAワクチンで免疫した群に比べ、有意に抑制されていた。すなわち、TRP-2が腫瘍拒絶抗原としてDNAワクチンでも有望な抗原であることが確認された。現在CRT/TRP-2融合蛋白を発現できるDNAワクチンを作製中で、より強い抗腫瘍活性を誘導できることを明らかにしていく予定である。
日本列島の地質構造における重力構造運動の効果に関する研究

関東構造盆地の成立過程鮮新世中期に,現関東構造盆地全域にわたり,北方傾下の円弧すべり型陥没が生じ,中・北部は沈降し,南端部は隆起した。隆起部も離水せず,海底における崩壊・侵蝕により不整合が形成された。この陥没により上総層群の堆積盆が形成された。上総層群下部の勝浦層・黄和田層は隆起部の内側深所に堆積した砕屑岩より成り,降下火砕岩をはさむ,最下部の黒滝層はその外側に接する隆起部の斜面上に接する崩壊堆積岩及び降下火砕岩より成る。砂・シルトは凹所を埋積した後,隆起部をも覆うに至り,大田代・梅ケ瀬層を形成した。それ以後,砂・シルトの堆積はほぼ全域にわたり,梅ケ瀬層以上の諸層を構成した。降下火山灰は南西方から供給され,海底に沈積して諸層中に夾在する凝灰岩層となった。大田代層などの中の砕屑岩の相層変化,堆積構造は,前記の隆起部の不斉一な上昇を示す。その傾向はさらに市宿層・万田野層等の砂礫岩の分布に顕著に現れる。各層の層厚変化は笠森層及びその上位の下総層群では著しくなく,前記の堆積盆がほぼ埋積され尽し,以後は一様に沈降したことを示すが,下総層群中にも,現東京湾岸地域には局部的な堆積間隙が認められ,沈降が全く均一ではなかったことを示す。下総層群の最終的堆積面は中部更新世末に離水した下未吉面である。下未吉面の変形はさきの上総層群の堆積盆とは異り,北北東ー南南西の軸をもつ緩かな向斜を形成し,その南東縁には勝浦ー大多喜一帯の北北東ー南南西走向の正断層群が顕著である。このように関東構造盆地は相模トラフに平行な軸をもつ陥没盆地と,日本海溝に平行な軸をもつ向斜との組合せから成り,海岸平野の高度分布や最近の地震時の変動もこの傾向を受けついでいる。堆積岩の構造形態を主対象として、西南本州弧外帯の秩父帯・四万十帯及び琉球弧の相当諸帯につき現地精査・採取試料の化石による年代と堆積環境・岩石組成等の解析により、次の諸項がほぼ判明した。1.重力構造運動の過程について:段階的に変化する(1)未固結粒子の移動、(2)未半固結堆積層の滑動、(3)未固結岩石化堆積層に蔽われた基盤の崩壊の3型が認められた。(1)(3)は複合することはあっても、漸移関係をもたない。2.諸過程の発生・進行条件について:周辺地域の調査では水平方向の力を生ずる原因は重力に起因するもの以外は見出されなかった。重力によるプロセスはMass-Wasting、-transbortation、-depositionの諸局面をもつ。その発生条件は地表・海底の起伏と堆積面・堆積物の基底面の増傾斜である。(1)は堆積粒子の、(2)は堆積層の、(3)は斜面、とくに大陸斜面の安息角を超えて斜面が増傾斜したときに発生する。増傾斜運動は連続的に進行しても、(1)(3)の過程は開値を超えた時に急に起こる。3.各過程による変形と規模について:(1)の結果は狭義の堆積構造で、層内層間異常を生じる。水流と純重力の効果は区別し難いものがある。(2)は非対称褶曲とナップを生じるが、その差を生じるのは固結度柔軟度によるもののようである。未固結・含水状態の砂・火山灰の褶曲と注入変形は著しく、またこれらと玄武岩は滑動層となり易い。幅数十数kmの規模のものが多く認められた。(3)は頂部の破断、先端部の褶曲・衝上断層・隆起、中間部の陥没・沈降を特徴とする後方回転を伴う崩壊を生ずる。規模は多様で、関東地方のほぼ全域にわたるもの、四国全域とその周辺に及ぶものなどの巨大なものから、一露頭内で完結しているものまである。関東地方の変動は鮮新世にはじまり現在に及んでいる点でとくに注目される。1.前年度報告のうち重力構造運動の3過程について、西南日本外帯の秩父・四万十帯及び相当帯において検討を重ね、とくに海底斜面の傾斜変化と堆積物・堆積層の変形と滑落の停止との関係に重点をおいて、各過程の行なわれた規模と期間を再検討した。かなりの見通しは得たがこの検討は次年度に継続する。2.1の検討において、とくに南関東の新生界の堆積・構造形態に注目し、主要地域を選んで嶺岡・三浦・佐久間・上総・下総層群と三浦・房総半島の相当層を精査し、(1)各層群の区分を生じた変動の大部分は、続発した前壊による重力構造運動であることが明らかになった。とくに、(2)上総層群の堆積盆の成立は、上総層群基底の黒滝不整合に象徴されている。(3)不整合は関東地方の大部分を一塊とする巨大スランプの先端部に当たり、漸深海底に生じた隆起部に安山岩質火山砕層物が堆積し、さらに低所には泥質堆積物が堆積して形成された。底生有孔虫群集と不整合面下の粘土鉱物から海底で形成された不整合であることは確実である。(4)上記スランプの主滑落嶺は利根川(または構造)構造線付近にある。

黒滝不整合は約2Maに生じ、房総・三浦半島にわたり連続追跡され、その方向は関東構造線、相模トラフと平行である。(5)同時期に房総半島南端部では千倉層クの堆積盆が形成された。(6)同様の変動は古第三紀末・前期中新世末・中期中新世にも起こった。(7)この変動は関東構造盆地形成の第1段階で、その第2段階は更新世中期に日本海溝と平行な隆起帯が房総半島東縁に形成されたものと考えられる。次年度の総括に際しては、検討の継続はほかに、従来、日本のみならず、重力構造運動が軽視されてきた事情や、不整合・変動期と静止期の別・移曲及び断層と広域的広力場の関係・主要な造構力などをも総括的に論評し得るようにする見通しである。関東構造盆地の成立過程鮮新世中期に,現関東構造盆地全域にわたり,北方傾下の円弧すべり型陥没が生じ,中・北部は沈降し,南端部は隆起した。隆起部も離水せず,海底における崩壊・侵蝕により不整合が形成された。この陥没により上総層群の堆積盆が形成された。上総層群下部の勝浦層・黄和田層は隆起部の内側深所に堆積した砕屑岩より成り,降下火砕岩をはさむ,最下部の黒滝層はその外側に接する隆起部の斜面上に接する崩壊堆積岩及び降下火砕岩より成る。砂・シルトは凹所を埋積した後,隆起部をも覆うに至り,大田代・梅ケ瀬層を形成した。それ以後,砂・シルトの堆積はほぼ全域にわたり,梅ケ瀬層以上の諸層を構成した。降下火山灰は南西方から供給され,海底に沈積して諸層中に夾在する凝灰岩層となった。大田代層などの中の砕屑岩の相層変化,堆積構造は,前記の隆起部の不斉一な上昇を示す。その傾向はさらに市宿層・万田野層等の砂礫岩の分布に顕著に現れる。各層の層厚変化は笠森層及びその上位の下総層群では著しくなく,前記の堆積盆がほぼ埋積され尽し,以後は一様に沈降したことを示すが,下総層群中にも,現東京湾岸地域には局部的な堆積間隙が認められ,沈降が全く均一ではなかったことを示す。下総層群の最終的堆積面は中部更新世末に離水した下未吉面である。下未吉面の変形はさきの上総層群の堆積盆とは異り,北北東ー南南西の軸をもつ緩かな向斜を形成し,その南東縁には勝浦ー大多喜一帯の北北東ー南南西走向の正断層群が顕著である。このように関東構造盆地は相模トラフに平行な軸をもつ陥没盆地と,日本海溝に平行な軸をもつ向斜との組合せから成り,海岸平野の高度分布や最近の地震時の変動もこの傾向を受けついでいる。
細胞間接着部位に存在するHB-EGFの発現と卵巣癌増殖機構との間連

卵巣癌は婦人科悪性腫瘍の一つで、タキサン系・プラチナ系抗癌剤によりQOLの改善を認めるものの、その予後は未だ不良である。新たな抗癌剤開発が困難な現状では、卵巣癌に対する標的治療薬の開発が切望されている。しかしながら、現在まで、EGFRを中心にして分子標的治療の開発が行われているが、有効な卵巣癌治療薬は開発されていない。そこで、我々は、卵巣癌への新たな分子標的治療の開発を目的に、本研究において標的分子の同定およびその特異的抑制剤を用いた治療開発を行った。卵巣癌腹水中にはLPA(Lysophosphatidic acid)が高値に存在し、癌増殖活性化因子として作用していることが報告されている。LPAはEGFRリガンドを分泌型に変換し卵巣癌細胞増殖の中心的役割を担うEGFRを活性化する。したがって、EGFRリガンドの標的分子の可能性について明かにする目的で、腹水中および卵巣癌組織中ではEGFRリガンドの発現を検討した。その結果、HB-EGFが他のEGFRリガンドに比較し著明に発現が亢進していることを明らかにした。また、1)HB-EGFの発現を抑制すること2)HB-EGF分泌型にすることを抑制することで卵巣癌細胞のヌードマウス上での腫瘍形成が著明に抑制されることを明らかにした。これらの結果から、HB-EGFは卵巣癌における標的分子であるあることを同定した。さらに、HB-EGFの特異的抑制剤であるCRM197投与がヌードマウス上での腫瘍形成を抑制することを証明した。このことから、無毒でありヒトへの投与可能であるCRM197は、卵巣癌分子標的治療薬として臨床応用可能であることを明らかにした。卵巣癌は最も発生頻度の高い婦人科悪性疾患で、タキサン系・プラチナ系抗癌剤の開発によりQOLは改善しているものの5年生存率は30-40%と臨床的にも極めて予後不良である。近年、加速度的に分子標的治療の開発が行われているが、卵巣癌増殖機構が十分に理解されていないことにより、有効性の高い治療が未だ開発されていないのが現状である。現在まで、卵巣癌増殖機構において(1)卵巣癌増殖因子としてLPA(Lysophosphatidic Acid)(2)EGFRの発現が重要であること、が明らかにされている。LPAはEGFRリガンドを膜型から分泌型に変換してEGFRを活性化する(Transactivation)ことから、本研究の目的は、EGFRリガンドを標的として新たな分子標的治療の開発を行うことである。現在までの本研究の成果は、(1)卵巣癌患者の腹水中に卵巣癌早期よりHB-EGFがamphiregulin, TGF-αなどの他のEGFRリガンドに比較し著明に高い濃度で含まれていること(2)卵巣癌患者の組織内でのEGFRリガンドの発現量をReal-Time PCRにて解析した結果、HB-EGFが特異的に高発現していること(3)卵巣癌細胞株を用いた実験により、HB-EGFに対するsiRNA遺伝子の導入によりヌードマウス上での腫瘍の抑制を認め、HB-EGFが卵巣癌増殖機構を制御していること(4)HB-EGFの特異的抑制剤CRM197の投与によりヌードマウス上での腫瘍の消失を認めた、である。以上の結果から、(1)卵巣癌の分子標的治療としてHB-EGFを標的とする妥当性(2)CRM197が卵巣癌標的治療薬として活用できる可能性、が明らかとなった。

しかしながら、現在まで、EGFRを中心にして分子標的治療の開発が行われているが、有効な卵巣癌治療薬は開発されていない。そこで、我々は、卵巣癌への新たな分子標的治療の開発を目的に、本研究において標的分子の同定およびその特異的抑制剤を用いた治療開発を行った。卵巣癌腹水中にはLPA (Lysophosphatidic acid)が高値に存在し、癌増殖活性化因子として作用していることが報告されている。LPAはEGFRリガンドを分泌型に変換し卵巣癌細胞増殖の中心的役割を担うEGFRを活性化する。したがって、EGFRリガンドの標的分子の可能性について明らかにする目的で、腹水中および卵巣癌組織中ではEGFRリガンドの発現を検討した。その結果、HB-EGFが他のEGFRリガンドに比較し著明に発現が亢進していることを明らかにした。また、1) HB-EGFの発現を抑制すること2) HB-EGF分泌型にすることを抑制することで卵巣癌細胞のヌードマウス上での腫瘍形成が著明に抑制されることを明らかにした。これらの結果から、HB-EGFは卵巣癌における標的分子であるあることを同定した。さらに、HB-EGFの特異的抑制剤であるCRM197投与がヌードマウス上での腫瘍形成を抑制することを証明した。このことから、無毒でありヒトヘの投与可能であるCRM197は、卵巣癌分子標的治療薬として臨床応用可能であることを明らかにした。
ペプチドトランスポートソームの実体解明と発現・局在調節における生理的意義

我々はこれまで、ペプチドトランスポータPEPT1の臓器分布、輸送特性、活性調節機構、発現変動機構などについて検討を行うとともに、数理学的モデルに基づくPEPT1輸送シミュレータの開発を進めてきた。しかし、PEPT1の細胞膜局在化機構については未だ不明な点が多い。本研究ではPDZ蛋白質に着目し、PEPT1の細胞膜局在におけるPDZ蛋白質の役割について検討を加えた。PEPT1は肝臓において細胞膜ではなくライソソームにおいて機能している可能性が報告されていることから、まず培養ヒト肝がん細胞HepG2を用いて検討したところ、HepG2細胞にはPEPT1 mRNAの発現が認められたものの、細胞への取り込み活性は全く認められなかった。また、HepG2細胞にEGFP-PEPT1融合蛋白質を発現させたところ、細胞膜ではなくライソソームと考えられる細胞内への局在を示じた。PDZK1またはPDZK2を共発現させてもその局在に変化は認められなかったことから、PDZK1,PDZK2が肝臓におけるPEPT1の局在化には関与していないものと考えられた。次に培養腸上皮細胞Caco-2を用いて検討を行ったところ、Caco-2細胞にはPDZK1,PDZK2が発現していることが示された。そこで、RNA干渉法を用いてPEPT1,PDZK1,PDZK2それぞれをノックダウンしたところ、PEPT1をノックダウンした場合には輸送活性の低下が認められたのに対し、PDZK1,PDZK2をノックダウンしてもPEPT1の活性には変化が認められなかった。従って、PDZK1,PDZK2はPEPT1の局在・活性調節には関与していないことが示唆された。予備的検討からPEPT1を含むトランスポートソームの生理機能の一つとして細胞膜局在化に関与する可能性を見いだされたことから、本研究ではPEPT1と相互作用する蛋白質の同定に着手した。PEPT1のC末端側細胞質内部位とグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)との融合蛋白質を作成し、腎臓および小腸組織由来の試料を用いてプルダウンアッセイを行ったところ、PEPT1と特異的に結合する蛋白質が複数検出された。現在、PEPT1結合蛋白質の解析を進め、PEPT1の細胞膜局在に果たす役割の解明を試みている。さらに、PEPT1のヒト組織における発現を定量的に解析するとともに、PEPT1の小腸特異的な発現には転写因子Cdx2が関与し、Cdx2と他の転写因子Sp1の相互作用が重要であることを明らかにした。また、絶食によりPEPT1の小腸における発現が亢進するが、その発現調節にペルオキシソーム増殖因子活性化受容体α(PPARα)が関与していることを示した。さらに、PEPT1の発現量の違いによる輸送活性の変化を予測するシミュレーターの開発に成功しており、今後はこれらの発現調節因子や膜局在の制御因子を組み込んだシミュレーターの構築にも取り組み、PEPT1やPEPT1結合蛋白質の発現変動によるPEPT1活性変動の予測法の開発に取り組む予定である。
環境配慮型ライフスタイルの双方向的影響：国際比較とペアデータ調査による検討

本研究では、他者の行動の認知である記述的規範やコミュニケーションが環境配慮型ライフスタイルに及ぼす影響を文化間で比較する。そのために、大学生を対象とした国際比較調査を日本、中国、ドイツ、アメリカにおいて実施した。また、友人との相互の影響過程を検討するため、ペア・データ調査を行った。その結果、個人的行動では同じ大学の学生の規範が、集合行動では地域での規範が行動に影響を及ぼしていること、いずれの国でもマス・メディアよりも身近な他者とのコミュニケーションの方が環境意識への影響が大きいことなどが示された。本研究では、他者との環境コミュニケーションや他者の行動認知(記述的規範)が環境配慮型ライフスタイルの伝播に及ぼす影響に焦点を当て、文化間でそれらのプロセスにどのような違いがあるのかを明らかにする。24年度前半には、文化間での比較調査のため、日本語、英語、ドイツ語、中国語の質問紙を作成した。各国の共同研究者とそれぞれ協議して各質問紙のチェックを行い、最終版を確定した。日本では北海道、東北、関東、中部、関西の5地域、7大学において調査を実施した。対象者は、各大学の学生とした。中国は大連外国語大学、ドイツはマルティン・ルター大学、アメリカはカリフォルニア州立大学においてそれぞれ調査を4ー7月に実施した。各大学において共同研究者が質問紙を配布・回収し、調査者へ回答済み質問紙を送付した。回答数は、国内分が合計662、海外分が合計590であった。回収した質問紙のデータ入力を行い、分析を行った。回答者へのフィードバックのための速報を作成し、国内の調査協力者より各大学の学生に配布した。日本国内でも地域ごとに相当数の回答が集まったため、東日本大震災の影響が見られるか、地域ごとの分析を行った。その結果、震災後の節電行動に関しては、地域ごとに比較すると、関東が最も高く、東北が次いで高かった。重回帰分析の結果、公共の場所での節電の認知が、節電行動に影響を及ぼしており、記述的規範が行動に影響を及ぼした可能性が示唆された。7月には大連外国語大学において共同研究者の李東輝らと打ち合わせを行い、中国の大学生の環境への意識、環境配慮行動の実態について情報交換を行った。中国では環境問題についての報道が多くなっているため、環境問題に関心を持つ学生が増えていることが検討された。これまで、日本、中国、アメリカ、ドイツの大学生を対象としてアンケート調査を実施した。日本国内においては北海道、東北、関東、中部、関西の5地域、7大学において調査を実施した。回答数は、国内分が合計662、海外分が合計590の計1252である。25年度には、主に日本のデータの分析を用いて、アメリカ心理学会、ドイツ環境心理学会、日本社会心理学会において研究成果の発表を行った。分析の結果、東日本大震災後の節電行動は関東が最も高く、公共施設での節電の認知や近所の人の実行度認知が記述的規範として行動に影響を及ぼしていることが示された。またマス・メディアよりも身近な人とのコミュニケーションの方が影響が強かった。ドイツ環境心理学会において、ドイツ、アメリカの共同研究者と結果についての討議と今後の分析方針について打ち合わせを行った。国際比較調査の詳細についてまとめ、環境社会心理学研究19巻として発行した。大学生を対象としたペア・データ調査について、共同研究者の大沼進と打ち合わせを行い、質問項目についての検討を行った。またペア・データ調査についての先行研究の検討を行った。また今年度には、イギリスのCharles Obungodeと共同で、気候変動に関する意識の国際比較調査を実施し、日本でのデータ収集を担当した。英語で作成された質問紙を日本語に翻訳し、大学生を対象として質問紙を配布した。これまでの一連の環境配慮行動の国際比較研究について、環境情報科学センターより学術論文奨励賞を受賞した。本研究では、他者との環境コミュニケーションや他者の行動認知(記述的規範)が環境配慮型ライフスタイルの伝播に及ぼす影響に焦点を当てる。また文化により、それらのプロセスにどのような違いがあるのかを明らかにする。23年度前半には、予備調査として、日本と中国(大連)において大学生を対象とした質問紙調査を実施した。その結果、中国の大学生においても環境問題に関する関心はかなり高く、深刻度認知、個人的規範などの認知変数は中国の方が日本よりも有意に高くなっていた。行動変数については、省エネ、3R行動では差が見られず、市民活動のみ中国の方が日本より高くなっていた。相関分析では、友人の実行度認知は日本と中国の両方で行動と関連が見られ、地域での実行度認知は中国でのみ環境配慮行動との有意な相関が見られた。中国の方が地域での規範を意識しやすいと考えられる。日中での予備調査の結果を社会心理学会(9月)、及びインドネシアで開催されたThe Second International Conference of Indigenous and Cultural Psychology(12月)において報告し、内外の研究者よりフィードバックをもらった。また2011年10月に、共同研究者であるGundula Huebner氏が来日したため、本研究に関する研究打ち合わせを行い、質問紙の内容などについて確認を行った。また奈良女子大学において'Workshop on Sustainable Lifestyles and Energies'を開催し、Huebner氏に最近の研究を報告してもらった。23年12月からは、予備調査の結果を参考に、質問紙に修正を加え、再度日本での予備調査を実施した。

その後、海外の共同研究者らと打ち合わせを行いながら、質問項目の検討を行った。本研究では、他者との環境コミュニケーションや他者の行動認知(記述的規範)が環境配慮型ライフスタイルの伝播に及ぼす影響に焦点を当て、文化間でそれらのプロセスにどのような違いがあるのかを明らかにする。26年度には、他者と相互に影響を及ぼし合って環境配慮行動が広まるプロセスを検討するため、大学生を対象としてペア・データ調査を実施した。対象者には2組の質問紙の入った封筒を配布し、うち1組の質問紙を親しい友人に渡して回答してもらうよう依頼した。2組の質問紙は同じ封筒に入れて回収し、ペアの組み合わせが判別できるようにした。調査は5、6月に国内の4大学で実施し、回収数は計128組(256人)であった。ペア・データの分析方法について検討し、APIM(Actor-Partner Interdependence Model)を用いた分析を行った。その結果、省エネ行動について、ペアの友人の実行度認知が自身の実行度に影響を及ぼしていることが示された。またペアの友人との会話が多いほど友人の実行度認知が高かった。共同研究者の大沼とは札幌において、Gundula Hubnerとは東京、Wesley Schultzとはカリフォルニアにおいてそれぞれ研究打ち合わせを実施し、国際比較調査の分析方法、今後の論文の執筆方針について検討を行った。27年度には、国際比較調査の結果を、他者の行動の認知である記述的規範の効果が国ごとに個人主義-集団主義の軸によって異なるかを分析した。集団主義傾向が強い個人にとっては、集団規範が行動に影響を及ぼしやすいと考えられる。記述的規範はその集団の規範を表すものであるため、集団主義傾向が強い個人にととっては、記述的規範の影響が強くなると予測できる。それぞれの国ごとに集団主義得点の高低で2群に分けて分析を行った結果、日本では集団主義得点高群の方が低群よりも記述的規範と節電行動の相関が強かった。中国、ドイツ、アメリカにおいても相関係数の差は有意ではなかったが、同様に集団主義得点高群の方が記述的規範と節電行動の相関が高い傾向が見られた。この結果を、アジア社会心理学会において発表した。また、26年度に実施したペア・データ調査をAPIM(Actor Partner Interdependent Model)を用いて分析を行った。その結果、ペアの友人との会話が友人の環境配慮行動の実行度認知に影響を及ぼし、それが主観的規範を媒介して自身の環境配慮行動に影響を及ぼすプロセスが確認された。友人との会話は、直接にも自身の環境配慮行動に影響を及ぼしていた。また、実際の行動同士の関連は市民活動でのみ有意であった。
生業活動の多様性と変遷過程にみる人―里山関係の動態に関する生態人類学的研究

本研究は和歌山の木炭生産地を事例に、生業活動の変遷過程から人-里山関係の動態を明らかにするものである。現在、炭焼きの中心となる5、60代以上は、(1)燃料革命以前から今日まで木炭生産だけを専業としてきた人、(2)かつて専業であったが昭和3、40年代に新たに梅栽培業をはじめて兼業となった人、に分けられる。いずれも、第二次世界大戦や燃料革命という一見、木炭生産に不利にも思われる出来事を生かして、以下のように転身をとげた。かつて炭焼きの多くは、自らは山林を所有せずに「賃焼き」の「焼き子」として、山林を所有する「親方」に雇われて炭を焼いていたが、昭和3、40年ごろをさかい親方から独立して自身が経営者となる「自営」へと経営形態を変えた。これは、燃料革命を機に彼らと競合していた他の炭焼きや親方の数が激減しまた薪炭林の経済的な価値が下がったことで、かつて焼き子であった人びとが直接、薪炭林という資源にアクセスできるようになったことに関連している。そして里山の雑木林の一部を梅畑へと転換することができたのも、燃料革命と無縁ではなかった。その際、まず炭焼きは薪炭林の「立木権」(材の伐採・利用権)や山の一部を梅畑に開墾して使用する権利を、他の所有者から買うことからはじめた。その資金は、当初は木炭問屋から借り入れるか従軍時の賃金によってまかなわれていたが、自営の炭焼きや梅栽培による収益があがりはじめると、それを立木権購入や、さらには一部の薪炭林や梅畑の所有権購入の資金とした。また、自営となった炭焼きは薪炭林の伐採方法について所有者と交渉することができるようになり、近年は集材機や車の普及、窯の定置化に伴って、山林でも利用される/されない場所があらわれはじめた。このように人びとは、時代の変化に対応して他生業を導入し、また木炭生産のあり方そのものを変えながら山林とのかかわり方をも変化させていた。この点については、他生業を営む別の地域などのケースと比較しながら、その個別性と一般性を吟味する必要があると思われ、この点を今後の課題としたい。本年度は和歌山県日高地域の木炭生産世帯を中心に、昭和20年代以降、各世帯が営んできた生業活動の内容や組みあわせの実態およびその変遷について調査をおこない、以下の点を明らかにした。昭和30年代の燃料革命をさかいに、木炭生産をやめた世帯は少なくないが、その多くは以前から農業との兼業であり、自身で水田や畑を所有していたために、他生業への移行が比較的容易であったと考えられる。一方、木炭生産業をつづけてきた世帯も、その多くは昭和3040年代に日高地域に導入された梅栽培という新たな生業を受け入れて、専業から兼業へと変わり、現在に至る。また、現在、木炭生産をおこなっている世帯をさらに詳しくみると、それらは上述のように、(1)かつて専業だったが、昭和3040年代に他生業(梅栽培)を導入して兼業となった世帯、のほかに、(2)燃料革命以前から今日まで、(日高地域において)木炭生産だけを専業としてきた世帯、(3)昭和3040年代に一度、木炭生産をやめて別の生業に変わったが、最近になって再び木炭生産業に戻った世帯、などに分けられる。また、第二次世界大戦終了後(昭和20年代)には日高地域に多くの木炭生産者が集中していたといい、その時期に、同地域から生産者があまりいなかった県内の他地域に移り住んで木炭生産をつづけ、現在では若い生産者を育成しながら大規模に木炭生産業を営む人もいる。このように、調査ではさまざまな形で炭を焼いてきた人びとのライフヒストリーの収集をおこなったが、それらについてはわたしたちの暮らしにおける木炭の位置づけの変化(例えば、昭和30年代の燃料革命や近年の木炭ブーム、輸入木炭の増加など)や調査地域における新たな生業の導入とそれが広がる過程、および各世帯における家族構成の変化といった経済的・社会的な背景との関連から、現在、分析をすすめており、各世帯の生業選択の要因についてさらに検討をおこなっていく予定である。

その際、まず炭焼きは薪炭林の「立木権」(材の伐採・利用権)や山の一部を梅畑に開墾して使用する権利を、他の所有者から買うことからはじめた。その資金は、当初は木炭問屋から借り入れるか従軍時の賃金によってまかなわれていたが、自営の炭焼きや梅栽培による収益があがりはじめると、それを立木権購入や、さらには一部の薪炭林や梅畑の所有権購入の資金とした。また、自営となった炭焼きは薪炭林の伐採方法について所有者と交渉することができるようになり、近年は集材機や車の普及、窯の定置化に伴って、山林でも利用される/されない場所があらわれはじめた。このように人びとは、時代の変化に対応して他生業を導入し、また木炭生産のあり方そのものを変えながら山林とのかかわり方をも変化させていた。この点については、他生業を営む別の地域などのケースと比較しながら、その個別性と一般性を吟味する必要があると思われ、この点を今後の課題としたい。
実測モデルによる大腸がん検診の費用効果分析

研究成果1.費用効果分析のバラメーター(1)効果と期待生存年数研究地域での198694年の全大腸癌症例1,145例の1998.1.1時点での生存状況は532例が大腸癌死亡例で,臨床診断例(病院群)と検診発見例(集検群)における治癒不能症例はそれぞれ10.3%,26.8%と算出され,これらにそれぞれ1.85年,1.54年の生存年数を与えた。他の症例は生命表により生存年数を与えた。(2)大腸癌罹患率と病期別割合,および初回治療費199497年の青森県での罹患数は2,526例で,検診群は360例であった。病期別割合はstageO+I,II,III a,III b,IVが両群でそれぞれ28.0,19.7,28.7,12.8,10.8%(病院群),63.6,13.3,18.1,4.2,0.8%(検診群)であった。これにより罹患率を一般住民(4079歳)の年齢階級別に求めた(基準人口718,480人:1997年)。198993年の間に弘前大学第一内科に入院した大腸癌患者の治療費を保検レセプトより求めた(3)感度・特異度偽陰性の定義を陰性の検査後1年以内に診断された癌とすると,感度は82.5%,特異度は96.6%であった。2.費用効果分析上記パラメータにより検診を行わなかった場合に対する行った場合の限界費用は,全体として807,287円/year of life savedであり,年齢階級別の概数でみると男女で4049歳ではそれぞれ186,172万円,5059歳では67,78万円,6069歳では36,90万円,7079歳では44,65万円と50歳以上で優れていたが,40歳代でも他のがん検診の報告に比し,優れていた。<結論>大腸がん検診の死亡率減少効果の示された研究地域において同検診は救命のための費用効果比が高く,特に50歳代以上で顕著であると示された。本年度の研究で下記の結果をえた。1.研究地域での1986-1994年の全大腸がん罹患例1145例について、当初の計画のエンドポイントをのばして1998,1,1時点における生存状況をがん登録、死亡小票、地域の協力によって調査した。死亡は600例でうち501例は大腸がん死亡と診察録で確認しえ、更に31例が大腸がん死亡と推定された。他に68例の死亡例があり、他病死と確認あるいは推定された。以上の不明例についてさらに診療録調査を継続中である。2. 1992-96年の青森県全域での大腸がん罹患例は3159例で、うち388例が検診発見例(Sc群)であった。

これらの病期の分布はstageO+IがSc群で64%、臨床診断例(Ho群)で28%(P<0.0001)とSc群で高かった。一方、stageII-IVではいずれもHo群で割合が有意に高く(P<0.0005)、とくにstageIVでは差が大きかった(1%vs13%)。組織型では低分化型のがん、粘液がんおよび印環細胞がんの合計の割合に差があったが両群の予後の差を説明するものではなかった。3.全罹患例1145例中、年齢等の理由で大腸がん検診の受診チャンスのない例を除く1053例中、さらに診断日や死亡日あるいは発見動機の不明なものを除く1005例の受診歴から、偽陰性の定義を陰性のスクリーニング結果から3年以内の診断がんとすると、感度は66%であった。4.大腸がんの病期別治療費を弘前大学医学部附属病院の入院患者229例から求めた。stageI-Vでの平均費用はstageと共に137,828点から270,253点に増大した。以上求めたパラメータと各市町村の人口構成や、大腸がん罹患例の診察録調査により確定した予後データを用いて、大腸がん検診の費用効果分析を平成11年度に行い結果をだす。下記の実測パラメータを得て,費用効果分析を行った。パラメータ(1)効果と期待生存年数研究地域での198694年の全大腸癌症例1,145例の1998.1.1時点での生存状況は532例が大腸癌死亡例で,臨床診断例(病院群)と検診発見例(集検群)における治癒不能(5年生存を達成できない)症例はそれぞれ10.3%,26.8%と算出され,これらにそれぞれ1.85年,1.54年の生存年数(既報による)を与えた。他の症例は生命表により生存年数を与えた。(2)大腸癌罹患率と病期別割合,および初回治療費安定したデータを得るために研究地域から県全体に拡大して199497年の青森県での罹患率を一般住民(4079歳)の年齢階級別に求めた(基準人口718,480人:1997年)。この間の罹患数は2,526例で,検診群は360例であった。病期別割合はstageO+I,II,IIIa,IIIb,IVが両群でそれぞれ28.0,19.7,28.7,12.8,10.8%(病院群),63.6,13.3,18.1,4.2,0.8%(検診群)であった。(3)感度・特異度偽陰性の定義を陰性の検査後1年以内に診断された癌とすると,感度は82.5%,特異度は96.6%であった。費用効果分析上記パラメータにより検診を行わなかった場合に対する行った場合の限界費用は,全体として807,287円/year of life savedであり,年齢階級別の概数でみると男女で4049歳ではそれぞれ186,172万円,5059歳では67,78万円,6069歳では36,90万円,7079歳では44,65万円と50歳以上で優れていたが,40歳代でも他のがん検診の報告に比し,優れていた。検診の感度(50100%),特異度(90100%)大腸癌罹患率(0.53倍)により,感度分析を行ったが基本的に上記結果は支持された。また,病期別割合についても時期による差を考慮して,198697年の罹患例を前・後半あるいは過去4年間について検討したが,同様の結果であった。〈結論〉大腸がん検診の死亡率減少効果の示された研究地域において同検診は救命のための費用効果比が高く,特に50歳代以上で顕著であると示された。検診の対象年齢は現行の40歳以上から,欧米と同様に50歳以上とするのが費用効果上優れていると示された。
プラズマ支援触媒イオン化法によるセシウムフリー負イオン源の新展開

中性粒子入射加熱用のセシウムフリー負イオン源開発の一環で,プラズマ支援触媒イオン化法における負イオン生成機構の解明を行った.プラズマ支援触媒イオン化法とは,放電プラズマ中の水素正イオンを金属に照射すると,照射裏面より負イオンを生成する手法である.ここで,Ni多孔体,各種金属材質のグリッド,単孔Alプラズマグリッドを用いて,負イオン生成を行った.高速正イオンが吸着水素原子への衝突に伴う脱離イオン化による負イオン生成ではなく,低速正イオンが金属表面からの電子遷移による負イオン化が優勢であることを明らかになった.セシウムフリー負イオン源開発の一環で,プラズマ支援触媒イオン化法の機構解明を行った.放電により水素プラズマを生成して,負電圧が印加された触媒に対して正イオンを加速・照射させた.照射裏面より正負イオンが生成され,電場による引出測定を行った.負イオン生成に最適なプラズマ照射条件,触媒構造,触媒材質などについて調べた.(1)触媒材質の効果:触媒形状が平板形の多孔体またはグリッドを用いることによって,比表面積の違いから触媒を通過する正イオンとの触媒表面相互作用の頻度を変化させた結果,比表面積が大きいほど負イオン生成量は増加することが明らかになった.また,触媒材質の依存性を調べたところ,仕事関数及び電気陰性度が低いほど負イオン/正イオン生成比率が大きくなることが明らかになった.(2)円筒形触媒:円筒形多孔体触媒を用いて,無磁場と有磁場それぞれについて正負イオン生成特性を明らかにした.触媒壁を通過してではなく,円筒口から侵入した通過正イオンが円筒内壁に衝突することによって,大部分の正負イオンは生成されることが明らかになった.また,円筒内部空間の空間電荷により電位構造が自発的に形成されていると思われ,正イオンの侵入が抑制されて生成される正負イオン電流は大幅に減少することが明らかになった.長い円筒形状は正負イオンの生成に不利なので,触媒形状は再検討を要することが明らかになった.(3)負イオンの生成機構解明:計画当初は負イオンの生成機構は不明であったが,高速正イオンが触媒表面に吸着する水素原子に衝突して生成される場合(脱離イオン化)と,低速正イオンが触媒表面から電子を受け取って生成される場合(共鳴電子遷移)の2通りある可能性が見えてきた.セシウムフリー負イオン源開発の一環で,プラズマ支援触媒イオン化法の機構解明を行った.ここで,金属グリッド(Ni 100 mesh等)またはプラズマグリッドPG(Al製,直径1.3 cm単孔引出,厚さ1 cm)を用いて,負イオン生成機構の解明に取り組んだ.(1) 100 meshのグリッド材質を変えた場合に,水素正イオン照射裏面方向で測定されるイオン引出電流ー電圧特性を測定した.グリッドを通過した正イオンを,電場によってエネルギー制御を行った.低エネルギー(数十eV)の正イオンがグリッド表面と相互作用して,負イオン生成されることが明らかになった.負イオンが生成されないヘリウム正イオン照射実験との比較を行ったところ,高エネルギー(数百eV)の正イオン衝突によって二次電子放出しており,生成される負イオンよりも多いことが明らかになった.なお,負イオン生成特性は,材質に依存している.CuとMoはNiと似た負イオン生成特性であり,AlとTiは低エネルギー領域でのみ負イオン生成されており,Feは負イオン生成されないことが明らかになった.(2) Al-PGの正イオン照射裏面方向に,電子偏向除去磁場を印加した引出電極とコレクタ電極を用いて,電子と正負イオンの分離計測を行った.引出電場によって通過正イオンのエネルギーを制御して,負イオン生成量を測定した.200 eV程度以下の正イオンが負イオン化でき,15-20 eVの正イオンエネルギーが最も負イオン化され易い.最大負イオン電流密度は1.2 mA/cm2(正イオン照射電流密度15 mA/cm2)であった.正イオンの金属表面への入射角が大きい(面平行方向に近い)ことが,負イオン生成における仕事関数依存性の低さにつながっている可能性が明らかになった.中性粒子入射加熱用のセシウムフリー負イオン源開発の一環で,プラズマ支援触媒イオン化法における負イオン生成機構の解明を行った.プラズマ支援触媒イオン化法とは,放電プラズマ中の水素正イオンを金属に照射すると,照射裏面より負イオンを生成する手法である.ここで,Ni多孔体,各種金属材質のグリッド,単孔Alプラズマグリッドを用いて,負イオン生成を行った.高速正イオンが吸着水素原子への衝突に伴う脱離イオン化による負イオン生成ではなく,低速正イオンが金属表面からの電子遷移による負イオン化が優勢であることを明らかになった.セシウムフリー負イオン源開発の一環で,プラズマ支援触媒イオン化法の機構解明を行った.直流アーク放電により水素プラズマを生成して,負電圧が印加されたNi多孔体触媒に正イオンを照射した.照射裏面より正負イオンが生成され,イオン性プラズマが生成される.ラングミュアプローブの正負イオン飽和電流測定によって,正負イオン生成量の正イオン照射条件依存性を明らかにしようとした.結果として,プラズマの準中性が満たされるように,生成された正負イオンフラックスがシースによって自己制御される.そのため,プローブ飽和電流測定は必ずしもイオン生成量を反映していないことが明らかになった.

そこで触媒表面に電界を印加して,正イオンまたは負イオンを選択的に触媒表面から引出して,イオン電流の測定を行った.イオンのエネルギー分析を行ったところ,照射された正イオンの一部が多孔体触媒を透過した正イオンと,触媒表面から生成された正負イオンの存在が明らかになった.これらイオンの持つエネルギーは異なることを利用して,各イオン電流を分離計測できるようになった.正負イオンの生成バランスは正イオン照射エネルギーに依存しており,正負イオンの生成量は正イオン照射電流密度に依存することが明らかになった.触媒材質が正負イオン生成に及ぼす影響について調べた.触媒能はバルクではなく,表面材質が重要である.マグネトロンスパッタリングによりZr, Ti, Ta, Niの薄膜をNi多孔体触媒の両面に成膜した.同様に負イオン生成量を測定したところ,生成量はNi > Zr > Ta Tiであることが明らかになった.Niを除けば,触媒金属の電気陰性度が低いほど負イオン生成量は多い傾向であることが明らかになった.正イオンの照射電流密度と照射エネルギーを制御して触媒に照射して,生成された正負イオン電流密度の各種パラメータ依存性を明らかにして,プラズマ支援触媒イオン化機構を明らかにすることを目的としている.平成24年度当初の実施計画項目は,(1)円筒形多孔体触媒を用いた負イオン生成,(2)正イオンパルス照射などによる負イオン生成機構の解明である.(1)については,異なる長さの円筒5種類を用いて正負イオンの引出しを行った.円筒形触媒を用いると正負イオン生成量が大幅に減少することを明らかにした.これは期待に反しているが,新たな知見が得られたといえる.(2)については,パルス照射を実施しなくても,負イオン生成機構の解明が進展した.イオンエネルギー分析が詳細に行えるようになったことに伴い,当初想定していなかった2種類の負イオン生成機構の可能性を見出した.なお,部分的ではあるが,イオンの質量分析も実施できるようになった.生成される正イオンは,原子状だけでなく分子状の正イオンが多く生成されることも明らかになった.これも当初想定していなかった新たな知見である.以上のように,想定していた通りの結果が得られたわけではないが,次の新たな展開につながる知見が得られたため,おおむね順調に進展していると評価した.平成23年度の実施計画項目は,(1)ターゲット触媒材質表面を持つ多孔体の製作,(2)平板形多孔体によるプラズマ支援触媒イオン化機構の解明,(3)触媒表面の不純物除去・活性化である.(1)については,Zr, Ti, Ta, Niの表面を持つ多孔体を製作して,それらの正負イオン生成特性を明らかにした.(2)については,計測手法の進展によりイオン成分,イオンエネルギー,各イオンの分離計測が可能となったことから,イオン化機構の一端が明らかになった.(3)については,装置の整備を行って実現できるようになった.具体的には,高真空下で水素ガスを導入した環境(10^-2 Pa)において,800°C程度4時間以上で多孔体触媒の加熱処理を行い,不純物除去と触媒活性化を行えるようになった.平成25年度当初の実施計画においては,多数の円筒形触媒を束ねて用いることにより,総負イオン電流を高めることを狙っていた.しかし,円筒形触媒では負イオン生成効率が低いことが明らかになった.