hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線CTR散乱法による異種接合半導体表界面の結晶構造評価

本研究では、不純物の高濃度δドーピングで形成される1原子層の結晶構造、II-VI/III-V、III-V/サファイアなどの異種接合結晶成長を行なった場合の界面の結晶構造、あるいは、表面偏析を起こす材料系での結晶表面の組成決定などにX線CTR散乱測定を利用し、その能力を確認することを目的とした。これに対し二年間で、・サファイア基板上に低温成長層を介することで品質の良い結晶が得られるIII族窒化物について、高い格子不整合があるにも関わらず、良質の結晶が得られる理由を解明する為、結晶成長を途中段階で止めた試料を順次測定し、低温成長層が良好なバッファとして働いていること、作製される結晶の方位や、平坦性の変化、サファイア基板表面のチッ化処理が、その上に成長する層に及ぼす影響などを明らかにした。・InGaAs/InP異種接合界面作製時の原料ガス導入シーケンスを変化させた試料を測定し、その変化に応じた、界面構造の変化の観察に成功した。・InP結晶中に6ドーピングされたErの作る結晶構造を解析し、かつ、その拡散の様子を測定し拡散定数を決めた、・ZnSe/GaAs異種接合層の界面の構造を解析し、異種接合層作製時の原料の切替え方により、界面構造が変化することを明らかにした、などの研究成果を得た。これに対し本年度は、・InP結晶中にδドーピングされたErの作る結晶構造を解析し、かつ、その拡散の様子を測定し拡散定数を決めた、・ZnSe/GaAs異種接合層の界面の構造を解析し、異種接合層作製時の原料の切替え方により、界面構造が変化することを明らかにした、・III族窒化物の基板として使用されるサファイア結晶の表面の平坦性が、高温窒素化処理により改善されることを明らかにした、・サファイア基板上に形成されるIII族窒化物の結晶方位、表面構造を明らかにした、などの研究成果を得た。
財政不安と家計消費の実証分析

近年、財政不安が民間消費を抑制しているとの議論がある。しかし、経済学において財政「不安」を定量的・明示的に扱った研究はこれまで存在しなかった。そこで、本研究ではテキストマイニングにより財政不安そのものを指数化し、財政不安が民間経済に与える影響を考察する。具体的には(1)不安指数を説明変数に加えた消費関数の推計、(2)不安指数を変数として含むVARによるマクロ経済分析、の二つを行う。周知のように、テキストマイニングは近年多くの注目を集つめるAI研究の一分野であるが、経済学、特に本研究の属する財政学での活用ほぼ進んでいない。この点において本研究は非常に挑戦的なものと位置付けることができる。
スプライシング・NMD同時制御による抗がんメカニズムの探索

スプライシング・NMD阻害の組み合わせによるがん細胞への影響を次の3項目から明らかにする。NMD抑制下でのスプライシング阻害剤処理で様々ながん細胞に与える細胞障害性がどの程度変化するかを明らかにする。また、NMD阻害下において、スプライシング調節因子であるSRタンパク質の遺伝子発現抑制によりがん細胞に細胞障害性を示すことが可能であるかを明らかにする。最後に、継続的なスプライシング阻害に抵抗性を示したがん細胞について、スプライシング阻害を中止しスプライシングの均衡を崩すことで細胞に障害を与えることが出来るかを明らかにする。
ポリフェノールによる腫瘍幹細胞制御機構の解明

本研究は、食品由来物質であるポリフェノール化合物のレスベラトロール(RSV)を用い、悪性脳腫瘍における腫瘍幹細胞(CSCs)に対する抗腫瘍効果とその分子生物学的機序を、サーチュイン(SIRT)遺伝子群との関連も含めて解析することを目的に実施した。U87培養細胞での形態的変化および発現タンパク質の解析から(1)RSVがCSCsに対し分化誘導作用を呈してCSCsを減らすこと(2) RSVがSIRT遺伝子群(SIRT 1, 2, 3, 6)の発現状態に作用し、SIRT遺伝子群もRSVの抗腫瘍効果において幹細胞成分減少すなわち臨床的悪性度の低減や細胞死の分子機構に関与する可能性があると考えられた。腫瘍幹細胞は自己複製能および未分化性に由来する多分化能を持ち、二次腫瘍を形成することのできる細胞として定義されている。悪性腫瘍の治療において、初回治療後に再発を来すことがしばしば課題となるが、この薬剤や放射線への治療抵抗性を腫瘍幹細胞の性質により説明することが可能と考えられている。腫瘍幹細胞が存在すると考えられている腫瘍のうち、膠芽腫は脳腫瘍のうちで最も悪性度が高い腫瘍の一つであり、特に再発の制御が困難なことで知られている。近年テモゾロミドによりようやく生存期間の改善がみられるようになったものの、依然難題として更なる治療法の開発が望まれている。一方、ポリフェノール化合物であるレスベラトロール(RSV)はこれまでに種々の悪性腫瘍に対して抗腫瘍効果が示されただけでなく、サーチュイン(SIRT)遺伝子にも作用すると言われており、SIRTタンパク群も抗腫瘍効果に関与することが示唆されている。更に、RSVが多くの薬剤の通過を妨げる血液脳関門を通過することは、脳腫瘍研究において特筆すべき性質である。本研究では、このRSVを用いて、膠芽腫の細胞株であるU87細胞に対する抗腫瘍効果を検討した。その結果、RSVはU87細胞の細胞死機構を誘導して細胞数や増殖能を抑えたばかりでなく、腫瘍幹細胞に発現する幹細胞関連タンパクの発現を抑えて細胞を分化傾向に導く作用を示し、腫瘍幹細胞の治療感受性を改善する可能性を示した。RSVは食品由来物質であり、臨床試験においても重篤な副作用は報告されていない。本研究の成果等から、RSVには、一般的な抗腫瘍効果ばかりでなく、再発および治療抵抗性の根源と考えられる腫瘍幹細胞成分に対しても有効であることが示唆される。この成果は悪性脳腫瘍治療において、ポリフェノールという食品由来物質を用いた、身体への負担のより少ない、かつ治療効果を高める補助療法の可能性を呈示した。本研究では、食品に含まれるポリフェノール化合物、特にサーチュイン遺伝子活性化物質であるレスベラトロール(RSV)を用いた腫瘍幹細胞制御機構の解明を目的とする。RSVが血液脳関門を通過できる特性を持つことから、最も悪性度の高い脳腫瘍である膠芽腫を対象とする。膠芽腫は、治療抵抗性の根源である脳腫瘍幹細胞を多く持つと言われ、その制御は最難関の課題である。本研究によりRSVが脳腫瘍幹細胞に与える抗腫瘍効果及びその機序を分子レベルで明らかにし、食品由来物質による、副作用の少ない新たな治療戦略を提示する。平成24年度までの研究では以下の結果が得られた。1)RSV添加による抗腫瘍効果の評価:RSV添加によりU87細胞の増殖抑制及び細胞数の減少がみられた。また、その効果は通常の接着培養と無血清培養の双方に認められた。2)腫瘍幹細胞に関連した腫瘍の性質へのRSVの影響:脳腫瘍では腫瘍幹細胞としてCD133陽性細胞が候補となっている。RSVは、U87でのCD133及びNestinの発現量(未分化マーカー発現量)を減少させることができた。3)抗腫瘍効果とSirtuin ( SIRT )タンパク群との関連:RSVにより、SIRT1はU87で濃度依存性に発現量低下、SIRT2は変化を見せず、SIRT3は発現量が増加した。SIRTタンパクのうち、悪性脳腫瘍においてはSIRT1抑制が抗腫瘍効果を高めるといわれる。SIRT3は他癌腫において腫瘍抑制に働くとされる。SIRT2は細胞周期制御に関与する。ここまでの本研究の結果より、RSVによる抗腫瘍効果はU87及びCD133陽性細胞に対してはSIRT1,3を介して作用している可能性が考えられた。更に、正常神経幹細胞でのSIRT1発現が強くみられるという報告も考慮すると、悪性脳腫瘍に対しRSVが腫瘍幹細胞を標的とできる可能性を示唆すると考えられた。平成24年度までの実験結果より、レスベラトロールが脳腫瘍幹細胞に対して分化誘導を行うことが出来る可能性があることが分かった。

分化誘導が可能であれば、腫瘍の悪性度や治療抵抗性を下げ、現行の治療の効果をより上げることが期待できる。これまでの文献で使用されていた、細胞培養時に添加するレスベラトロールの濃度よりも少量、すなわち、他国で健常者に対するサプリメントとしての臨床試験の結果得られた、通常使用量内服時の血中濃度を模した濃度でも分化誘導効果を確認できたことは、今後この治療が実現する為に大いに有意義であると思われる。研究の初期段階においてこのような有意義な結果が得られたことで、機序の更なる解明や、治療効果を向上するための詳細な条件の検討など、次のステップとなる諸検討を着実に進められることとなった。計画当初は動物実験も行う予定であったが、分化誘導という、予想以上に有意義な効果が培養細胞実験で得られたため、次年度はこの重要な作用の解明に努めることとした。従って、研究計画に変更は生じたが、研究自体はおおむね順調に進展していると考えた。平成24年度までの結果より、レスベラトロールがサーチュインを介した機構も作用させつつ、腫瘍幹細胞の分化誘導を行って、脳腫瘍の悪性度を低下させる可能性を提示した。本研究費の申請時は平成25年度に動物実験も行う予定であったが、培養細胞実験により、レスベラトロールに腫瘍幹細胞の分化誘導作用という重要な機能があることが分かったため、これを中心に更に検証すべく、平成25年度も培養細胞実験を継続することとした。また、分化誘導効果だけでなく、レスベラトロールの抗腫瘍効果の機序として、細胞死の種類(apotpsisやautophasy)も腫瘍株によって異なる傾向がある他、SIRTの血管新生への影響も指摘されていることから、これらに関連する解析も可能な限り展開する。SIRTを介して、どこまでの腫瘍制御が可能であるのか、特に腫瘍幹細胞群への効果がどこまであるのか、in vitroの解析へ重点を移して検証を進める。該当なし
ミュオンスピン回転緩和法による層状コバルト酸化物の全領域電子・磁気状態図の解明

層状構造のコバルト酸化物でコバルト価数を変化させると、高い熱電変換性能、複雑な磁性、超伝導等が出現する。そこで、局所磁気構造に敏感なミュオンスピン回転緩和法を用いて、コバルト価数と温度を変えて状態図を作成した。その結果、絶縁体と予想されていたコバルト価数4の状態は金属であること、層間の磁気的結合は弱いこと、従来手法では困難だった磁性体中のリチウムイオンの拡散を検出できること等を明らかにした。コバルトイオンが2次元3角格子を形成するCoO_2面とアルカリイオン面が、交互に積層する一連の層状コバルト酸化物では、「Co0_2面の構造的な安定性」と「電子間の強い相関」および「3角格子特有の幾何学的な競合(3頂点のスピンを同時に反強磁性整列させられない)」のために、CoO_2面のキャリア濃度(平均価数)の変化に伴い超伝導を含む多様な巨視的現象が発現する。これらを統一的に理解するために、Coの平均価数が34から40の範囲の普遍的状態図を、ミュオンスピン回転緩和(μSR)法により決定することが本研究の目的である。特にアルカリイオンが全て欠損したCoO_2では、Coイオンは4価・低スピン状態(S=1/2)にある。つまり3角格子の格子点がスピン半充填状態になるので、上述の幾何学的競合の観点から、基底状態について多くの議論がなされてきた。しかしNa_xCo0_2からNa_0Co02を合成できないので、実態は不明だった。一方LI_xCo0_2では、Li電池の充電反応を使ってx0までLiを引き抜く事が出来る。そこでLiを引き抜いた試料をまず合成した。これらは大気中では極めて不安定なので、グローブボックス中で専用セルに密封して、μSRスペクトルを測定した。帯磁率測定の結果も併せて考えると、最低温でCoO_2はパウリ常磁性金属状態にあることを明らかにした。これはCo3角格子上での電子相関が、それほど強くない事を示唆した。さらに幾つかのx組成の試料の測定から明らかになったLI_xCo0_2系の状態図は、Na_xCo0_2系とは全く異なった。コバルトイオンが2次元3角格子を形成するCoO2面とアルカリイオン面が、交互に積層する一連の層状コバルト酸化物では、「CoO2面の構造的な安定性」と「電子間の強い相関」および「3角格子特有の幾何学的な競合(3頂点のスピンを同時に反強磁性整列させられない)」のために、CoO2面のキャリア濃度(平均価数)の変化に伴い超伝導を含む多様な巨視的現象が発現する。これらを統一的に理解するために、Coの平均価数が3.4から4.0の範囲の普遍的状態図を、ミュオンスピン回転緩和(μSR)法により決定することが本研究の目的である。特に今期はCoO2面間に2重又は4重岩塩層が含まれる系について実験を行った。2重岩塩層系ではキャリア濃度が低過ぎるので(Co価数は+3に近い)、磁気的な異常は1.8-300Kの範囲で検出されなかった。一方良好な熱電性能を示す4重岩塩層系では、核磁場の影響を排除するために弱縦磁場μSR測定を行い、従来知られていなかった磁気的な異常を60K付近に見出した。これは電気抵抗の温度依存性が極少を示す温度に対応し、磁気的な相関・異常と電子輸送現象との間の強い関係を示唆した。さらにCoO2面と同様の構造を有するNiO2面を含む化合物についても、精力的に研究を行った。世界に先駆けてLixNiO2のx=0から1の全範囲で(つまりNiの平均価数が3から4の範囲で)磁気的な状態図を決定した。更に系統的な実験により、理想的なLiNiO2の基底状態がA型の反強磁性であることを実証した。またCoO2面と同様の構造を有するMnO2面を含む化合物、CoO2鎖が2次元3角格子を組む擬1次元系化合物、Mnが正4面体格子を組むスピネル系化合物、さらにはVがジグザグ鎖を組むV2O4系の擬1次元系化合物についても実験を行い、幾何学的な競合が基底状態や電子輸送現象に与える効果を調べた。コバルトイオンが2次元3角格子を形成するCoO_2面とアルカリイオン面が、交互に積層する一連の層状コバルト酸化物では、「CoO_2面の構造的な安定性」と「電子間の強い相関」および「3角格子特有の幾何学的な競合(3頂点のスピンを同時に反強磁性整列させられない)」のために、CoO_2面のキャリア濃度(平均価数)の変化に伴い超伝導を含む多様な巨視的現象が発現する。これらを統一的に理解するために、層状コバルト酸化物の全領域電子・磁気状態図を、ミュオンスピン回転緩和(μSR)法により決定することが本研究の目的である。

特に今期はCoO_2面間に水を挿入することにより超伝導が発現するNa_<0.35>CoO_2系について、系統的な実験を行った。その結果、打ち込んだ正ミュオンがオキソニウムイオン的な[H_2μO]^+を形成することが明らかとなった。すなわち、水和Na_<0.35>CoO_2超伝導体中の水の一部がオキソニウムイオンとして存在することが証明された。さらに水和Na_<0.35>CoO_2ではキャリア濃度により、超伝導相I、磁性相、超伝導相IIが出現するが、両超伝導相の微視的磁性には本質的な相違がないことも明らかとなった。以上により、本研究課題である全領域電子・磁気状態図は解明された。さらにリチウム電池正極材料として用いられている層状コバルト酸化物、Li_xCoO_2(x=0.73,0.53)のμsR測定により、150K以上でLiイオンが拡散することを見出した。Li拡散頻度から見積もった自己拡散係数(D_<Li>)は、第1原理計算の予測値と一致した。一方D_<Li>の測定に通常用いられる核磁気共鳴(NMR)法は、磁性元素を含む化合物のD_<Li>を数桁以上過小評価してしまう。正極材料は充電に伴うLi脱離を電荷補償するため、必ず磁性のある遷移金属元素を含む。すなわちμSR法は今後のLi電池の研究・開発のツールとなることを明らかにした。
情報集約による日常生活の構造的理解のための情報処理システムの開発

本研究では、社会に薄く広く存在しているために統計的な分析による問題把握が困難である対象に関して、各環境における重要な特徴は保持しつつデータを集約して分析可能なソフトウェアの開発を行った。具体的には、GIS技術をベースとした現象記録機能、適切な写像を可能とする状態空間の設計機能、状態空間表現を用いた問題構造モデリング機能、データ集約による分析と個別環境へのリマップ機能から構成されるソフトウェアである。介護施設の浴室での事故やヒヤリハットを対象に、複数施設のデータを1つの標準的な地図上で重ね合わせることで、異なる施設であっても共通して起きている問題を把握することが可能であることを確認した。本研究では、社会に薄く広く存在しているために統計的な分析による問題把握が困難であった対象に関して、それぞれの環境における重要な特徴は保持しつつデータを集約して分析可能なシステムを開発することで、認識されていない問題、稀な現象と誤認されている問題、潜在的な問題を発見することを支援することを目指している。初年度は、主にデータ入力・分析用のソフトウェアの開発を行った。ソフトウェアは、GIS技術をベースとした現象記述機能、適切な写像を可能とする状態空間の設計機能、状態空間表現を用いた問題構造モデリング機能、データ集約による統計分析と個別環境へのリマップ機能の4つの機能から構成される。データの入力に関しては、個別環境の間取りや配置してあるモノなどを定義して地図を作成し、その上にそこで起きた現象を記録できるシステムとした。入力した状態では、個別環境で起きた起きた情報になってしまい、統合やリマップができないので、複数環境で共通した表現系での表現に変換するための状態空間の設計・モデリング機能を開発した。具体的には、環境やその環境に配置されたモノが持つ特徴や空間的な特徴からユーザが選択することで状態空間の設計を行う。その際、その状態空間が適切かの評価はそのままではできないため、設計した状態空間で表現されたデータを用いてモデリングまで行い、そのモデルに基づいてデータの統合や他環境へのリマップを行うことで評価を行うことができるように、状態空間の設計からデータの統合・リマップまでを一貫して行える機能を開発した。モデリングに関しては、ベイジアンネットワークモデル構築用の外部ソフトウェアと連携することで機能を実現している。データを統合して、ある標準フォーマット(標準環境)に集約したデータに関して、空間的なクラスタリングを行うことで、統計的な分析を行う機能を実装した。本研究では、社会に薄く広く存在しているために統計的な分析による問題把握が困難であった対象に対して、それぞれの環境における重要な特徴を保持しつつデータを集約して分析可能なシステムを開発することで、認識されていない問題、稀な現象と誤認されている問題、潜在的な問題を発見することを支援することを目指している。2年目は、初年度開発したソフトウェアに具体的な現場のデータを入力して分析することで、問題点の把握が可能であるかを検証した。具体的には、複数の介護施設の浴室での事故やヒヤリハットのデータをソフトウェアに入力し、各浴室の特徴を保持したまま集約して分析を行った。その結果、例えば「シャワーで体を流した後に立ち上がらせようとしたときに、シャワーホースを掴んで立ち上がろうとし、シャワーが破損したり、転倒する」という状況の事故が複数個所で起きていることが分かった。また、類似した状況で「浴槽内から立ち上がる際に、蛇口を掴んでしまい、蛇口の破損や熱いお湯の配管を触ってしまう」という事故状況も複数個所で見られた。また、「石けんなどの泡や水が排水溝に流れていく部分が、移動経路上にあると転倒する」という状況の事故が異なる環境で共通して起きていることが分かった。このような、同種の環境で共通して起きる事故を把握して対策することはもちろん重要であるが、現場で事故データを活用しやすくするには、他の施設で起きた事故データを自分の施設の環境に合わせて提示できることが有用であるとの現場からの意見を参考に、現場の環境特徴を定義することで、他の施設で起きた事故データを検索してマッピングするシステムの開発も行った。このように研究者や分析者が使えるシステムだけでなく、現場にフィードバックを返せるシステムにすることで、データ入力の意味が現場で感じられるようになる、という社会実装する上で重要なシステムを開発することができた。データマイニング,コンピューターサイエンス初年度の目標は、データ入力・分析可能なソフトウェアを開発することが主であり、それを十分に達成している。また、今までに収集してきた、家庭内での子どものヒヤリハットデータを実際にソフトウェアに入力して、機能の動作確認まで行えているため。2年目の目標の1つ目は、初年度にソフトウェアの検証に用いたドメイン以外のデータを用いて、データ入力から分析まで行い、特定のデータのみに有効なシステムではなく、汎用性があるシステムであることを検証する。主に介護施設における事故やヒヤリハットのデータを扱うことを計画している。

2つ目は、システムを用いて分析した結果の提示方法や活用方法について検討し、どのようなアウトプットの出し方が、問題の把握、対策の考案、ガイドラインの作成、教育プログラムの作成に役立つのかを検討する。
経験的エントロピー関数による最小複雑性に基づいた帰納推論とその計算生物学への応用

分子進化系統樹の作成方法がこれまで数多く提案されているが、決定的なものはいまだ出現してない。最も統計的に厳密な最尤法も樹型の選択、特に多重分枝の推定において誤差が多い。本研究で、我々は帰納推論で使用されている最小複雑性原理(MBC)に基づくことによって、より広い情報論の枠組から新しい分子進化系統樹構築法を提案し、以下のような研究結果を得られた。1.理論の構築:我々は経験的なエントロピー関数という名称で有限の連続変量から計算できるエントロピーを定義し、これはn→∝の時、Shannonのエントロピーに収束する。このエントロピー関数を基礎として分布間の擬距離を与える経験的KL情報量を定義した。そしてデータの持つモデル準拠複雑性を、モデルを前提とした時のデータの経験的KL情報量とモデルそのもののエントロピーの和として定義し、これを最小とするモデルを最適なモデルとした。2.数値シミュレーション:我々は人工的な分子進化を仮定して、これに乱数を使った遺伝子配列をシミュレーションによって作成し、本方法を始めとして伝統的な最尤法とAIC法を適用して、元の分子進化モデルの復元の精度を検討した。その結果は、(1)有根系統樹では最尤法とAIC基準と比べれば、MBC法は多重分岐(3分岐以上)がある場合、あるいは対象とする核酸配列が一定の長さ(3000bp以上)の場合、優れた結果を得た。(2)無根系統樹では、最尤法は二分木に偏りすぎで内部枝長が推定誤差枝長以内でも殆ど二分木として推定した。AIC法とMBC法は真の内部枝長が推定誤差付近で三分木と二分木が50%程度になり多重分岐があった場合における分子進化系統樹推定の不偏性が確証された。ここで、AICはより二分木的で95%古典的統計検定に相当し、MBC法は99%の有意水準で分岐への慎重な傾向を示した。平成九年度では、我々は経験的エントロピー関数(Empirical Entropy)あるいは経験的複雑性(Empirical Complexity)をその性質に関して詳細に展開し経験的エントロピー論に基づく帰納推論方法を構築した。これは実現されたn個のデータの間の隣り合う区間距離I_kから経験的確率密度を推定するもので、これは隣り合うデータ間の距離が短い座標値では経験的密度関数も高いことに基づく。このエントロピー関数を基礎にして次に2つの経験的分布の距離を示す経験的KL情報量を定義する。我々の帰納的推論法では、この経験的KL情報量とモデルエントロピーの和によって、モデル準拠複雑性(Model-based complexity)を定義し、それを最小にするモデルが最良のモデルとして選択される。分子進化系統樹構成においてモデル準拠複雑性は、(1)系統樹のトポロジー、(2)個々の枝長の長さ、(3)進化に伴う塩基置換確率をマルコフ遷移確率行列で表わし、分子進化系統樹モデルが正しいとした時の現在のDNA配列を出現する確率の対数、の3つの和で与えられる。この経験的複雑性を使用して分子進化系統樹を推定したら、これまでの最尤法とか近隣結合法ては、実現できなかった多重分岐進化系統樹の推定が可能であった。これまで我々は、分子進化系統樹作成法の開発において、経験的複雑性法という新しい系統樹構築理論を提案しただけではなく、経験的複雑性法に基づいてプログラムパッケージも開発した(パッケージ名未定)。

今回我々はこのプログラムを使ってエイズウイルスの進化解析を行った。その結果から二つのことが分かった。まず、二つの系統樹とも、三回目分離した配列は(WMJ3)二回目分離した配列(WMJ2)より最初の配列に近い距離を示したことから、この三つの配列は直行的、つまりWMJlからWMJ2、WMJ2からWMJ3に進化してきたではなく、平行的に進化してきたということ。もう一つ、これはウイルス進化において重要な意味を持つが、ウイルスの進化過程は中立進化マルコフモデルだけで説明するのは不十分であること。非同義置換と同義置換の比率は直線的に増加したことから、その時期に遺伝子が正の選択(positiveselection)を受けて加速進化したのではないかと考えられる。我々はウイルスの進化には探索期ともいえる時期すなわち広範に分岐する時期と、正選択進化といえる時期すなわち適合的な配列形式を得て正の選択を受けて一気に進化する時期の二つの時期がある(非一様性)と提案する。今度分析したデータはこの加速進化時期の証拠だと考えられる。これからは、より多くウイルスの配列について解析を行い、非一様性マルコフ進化モデルの正確性をさらに証明する予定である。
イネ・スクロース輸送担体のカエル卵母細胞を用いた機能的発現

光合成反応によって固定・生産された炭水化物はスクロースに変換された後、他の器官へ転流される。この際、スクロースは分子量約5万5千の膜タンパクであるスクロース・トランスポーターを介して輸送される。動物においてはグルコースが生体内で植物におけるスクロースの役割を果たしており、細胞膜表面に存在するグルコース輸送担体がスクロース輸送担体と同様の機能を有している。グルコース輸送担体の遺伝子はジーンファミリーを形成し、互いに構造的に類似しているが器官特異的な発現を示す7種類のcDNAが同定されている。スクロース輸送担体についても組織特異的な複数の遺伝子の存在が想定されている。それぞれのcDNAに由来するスクロース輸送担体のV-maxやKm値を特定し、機能より詳細な解析を進めるためには、酵母の発現系では不十分で、動物のグルコース輸送担体の解析において用いられたカエルの卵母細胞の発現系を確立することが重要である。予備実験としてヒトのレニンのcDNAを発現ベクターに組み込み、試験管内でRNAを合成し、カエルの卵巣より摘出したステージVの卵にRNAを微量注入した。その卵から得た膜画分のタンパクをSDSポリアクリルアミドゲルによって電気泳動したところ、予想されるレニンのタンパクに相当する所に顕著なバンドが見出された。さらに、抗レニン抗体を用いて免疫沈降反応を行ったところ、新たに出現したバンドのみが検出された。このことは、微量注入したRNAがカエルの卵母細胞において発現することを示し、この実験系が確立したことを示している。さらに、イネのスクロース由来のcDNAを発現ベクターへ組み込み、RNAの微量注入を試みたが、現在のところ機能的発現には至っていない。
内視鏡的手法による粘膜下性状の新しい映像法

内視鏡応用として考えられる粘膜下性状の映像化は,粘膜下腫瘍の診断やガンの壁深達度の計測等においてきわめて有効となる.本研究では,この映像化を目的として内視鏡光学系を改良し,いくつかの良好な結果を得た.まず最初に改良方法として,(1)偏光フィルタを組み合わせて粘膜面の表面反射光を除去する方法,(2)電子内視鏡にビーム投影光学系を組み込んで粘膜下性状を反映した散乱光強度パターンを画像化する方法,の2点を考えた.本年度は(1)の方法について実験を行い,(2)については次年度以降に引き続き研究を進めることとした.以下に(1)の実験内容と得られた結果について報告する.改良光学系では,内視鏡先端において,照明光学系と撮影光学系それぞれに,偏光フィルタを互いに直交させて配置する.これにより粘膜表面で直接反射する光を遮断し,粘膜内部に一度入射し,屈折・散乱を経て,再度粘膜面より出てくる光のみを観察することが可能となる.この方法の効果を実験によって確認した.テスト物体として,ハードコピー出力した正弦波パターンの上にうすい食用肉切片を乗せたものを用いた.肉切片を粘膜とみなして,粘膜下の情報(すなわち正弦波パターン)が,提案手法によって如何に高コントラストで撮影できるかを調べた.実験において電子内視鏡からの画像データの取り込み,およびその処理にパーソナルコンピュータを用いた.実験の結果,表面反射光が効率よく除去され,内部の情報が顕著に現れるのを確認できた.この方法は粘膜色の色の情報も安定的に取得できることも明らかにした.さらに,この改良はステレオ画像対に対する対応点検出にも有効であること,フィルタ導入によって増加するノイズは軽微であることもあわせて明らかにした.本研究で得られた成果は応用物理学会秋季講演会で口頭発表し,また詳細を論文誌Optics Communicationsで発表した.内視鏡応用として考えられる粘膜下性状の映像化は,粘膜下腫瘍の診断やガンの壁深達度の計測等においてきわめて有効となる.本研究では,この映像化を目的として内視鏡光学系を改良し,いくつかの良好な結果を得た.まず最初に改良方法として,(1)偏光フィルタを組み合わせて粘膜面の表面反射光を除去する方法,(2)電子内視鏡にビーム投影光学系を組み込んで粘膜下性状を反映した散乱光強度パターンを画像化する方法,の2点を考えた.本年度は(1)の方法について実験を行い,(2)については次年度以降に引き続き研究を進めることとした.以下に(1)の実験内容と得られた結果について報告する.改良光学系では,内視鏡先端において,照明光学系と撮影光学系それぞれに,偏光フィルタを互いに直交させて配置する.これにより粘膜表面で直接反射する光を遮断し,粘膜内部に一度入射し,屈折・散乱を経て,再度粘膜面より出てくる光のみを観察することが可能となる.この方法の効果を実験によって確認した.テスト物体として,ハードコピー出力した正弦波パターンの上にうすい食用肉切片を乗せたものを用いた.肉切片を粘膜とみなして,粘膜下の情報(すなわち正弦波パターン)が,提案手法によって如何に高コントラストで撮影できるかを調べた.実験において電子内視鏡からの画像データの取り込み,およびその処理にパーソナルコンピュータを用いた.実験の結果,表面反射光が効率よく除去され,内部の情報が顕著に現れるのを確認できた.この方法は粘膜色の色の情報も安定的に取得できることも明らかにした.さらに,この改良はステレオ画像対に対する対応点検出にも有効であること,フィルタ導入によって増加するノイズは軽微であることもあわせて明らかにした.本研究で得られた成果は応用物理学会秋季講演会で口頭発表し,また詳細を論文誌Optics Communicationsで発表した.
中立型むだ時間非線形システムの制御系設計法とその設計支援ツールの開発

本研究は,むだ時間を含む非線形システムの制御系設計法,とりわけ中立型むだ時間非線形システムに対する制御系設計法を確立することを目的としている.2年度に亘る研究を通じ得られた成果は以下の通りである.(1)状態むだ時間非線形システムに対し,有限次元系におけるフロベニウスの定理を微分差分方程式系に拡張することにより,静的フィードバックによる有限極配置が可能であるための必要十分条件を導出した.さらに,中立型むだ時間システムが有限極配置可能であるための必要条件の導出を行った.(2)むだ時間システムのパラメータ変動やモデル化誤差に対するロバスト制御法として,スライディングモード制御による安定化手法を提案した.また,いわゆるマッチング条件の導出を行い,さらにマッチング条件を満足しない摂動の下においても安定性が保たれるための条件を,Lyapunov-Razumikhin関数を用いることにより導出した.さらに,導出した条件に基づいた切り替え面の設計法を提案した.提案した手法は,時変むだ時間システムに対しても有効であることを示した.(3)システムの定性的な制御系設計法として,むだ時間非線形システムに対し,受動性に基づく制御系設計法を提案した.状態むだ時間システムに対して受動性の概念を導入し,Kalman-Yakubovitch-Popov補題の拡張形を導出した.さらに導出した結果を用いて,システムの受動性に基づく安定化手法を提案した.(4)むだ時間非線形システムの制御系設計のための支援ツールとして,数式処理ソフトMathematicaを用いた設計ツールを開発している.以上のように,2年間の研究期間において,むだ時間非線形システムに対する多様な制御系設計法を開発することができた.今後は,実システムにおいてこれらの有効性を検証していく必要がある.本研究は,むだ時間を含む非線形システムの制御系設計法,とりわけ中立型むだ時間非線形システムに対する制御系設計法を確立することを目的としている.具体的な中立型むだ時間非線形システムに対する制御系設計法として,本研究では,中立型むだ時間非線形システムの状態むだ時間非線形システムへの変換を行い,さらに研究代表者らが開発した状態むだ時間非線形システムに対する有限極配置法を用いた安定化設計を拡張することで,制御系設計を行うアプローチを開発することを目標にしている.本年度に得られた成果は,次の通りである.(1)状態むだ時間非線形システムに対し,静的フィードバックによる有限極配置が可能であるための必要十分条件の導出を行った.この結果を用いることにより,中立型むだ時間システムが有限極配置可能であるための必要条件が求めることができた.(2)むだ時間システムのパラメータ変動やモデル化誤差に対するロバスト制御として,スライディングモード制御による状態むだ時間非線形システムの安定化法を提案した.また,スライディングモードにおけるシステムの挙動を解析することにより,外乱及び不確かさのマッチング条件を導出した.一方,定性的な制御系設計法として,受動性に着目したむだ時間非線形システムに対する制御系設計法も開発した.(3)むだ時間非線形システムの制御系設計支援ツールを,数式処理ソフトMATHEMATICAを用いて開発している.以上の通り,本年度は中立型むだ時間非線形システムを状態むだ時間システムに帰着させた後の制御系設計法の理論整備と手法の拡張を中心に研究を進めた.次年度においては,中立型むだ時間非線形システムを状態むだ時間非線形システムに変換可能であるための条件の導出を終え,本年度得られた成果と組み合わせることにより,中立型むだ時間非線形システムに対する有限極配置法の設計アルゴリズムを導出する.本研究は,むだ時間を含む非線形システムの制御系設計法,とりわけ中立型むだ時間非線形システムに対する制御系設計法を確立することを目的としている.2年度に亘る研究を通じ得られた成果は以下の通りである.(1)状態むだ時間非線形システムに対し,有限次元系におけるフロベニウスの定理を微分差分方程式系に拡張することにより,静的フィードバックによる有限極配置が可能であるための必要十分条件を導出した.さらに,中立型むだ時間システムが有限極配置可能であるための必要条件の導出を行った.(2)むだ時間システムのパラメータ変動やモデル化誤差に対するロバスト制御法として,スライディングモード制御による安定化手法を提案した.また,いわゆるマッチング条件の導出を行い,さらにマッチング条件を満足しない摂動の下においても安定性が保たれるための条件を,Lyapunov-Razumikhin関数を用いることにより導出した.さらに,導出した条件に基づいた切り替え面の設計法を提案した.提案した手法は,時変むだ時間システムに対しても有効であることを示した.(3)システムの定性的な制御系設計法として,むだ時間非線形システムに対し,受動性に基づく制御系設計法を提案した.状態むだ時間システムに対して受動性の概念を導入し,Kalman-Yakubovitch-Popov補題の拡張形を導出した.さらに導出した結果を用いて,システムの受動性に基づく安定化手法を提案した.(4)むだ時間非線形システムの制御系設計のための支援ツールとして,数式処理ソフトMathematicaを用いた設計ツールを開発している.以上のように,2年間の研究期間において,むだ時間非線形システムに対する多様な制御系設計法を開発することができた.今後は,実システムにおいてこれらの有効性を検証していく必要がある.
微弱なガンマ線源を利用するアダマ-ル変換型メスバウアー分光法

メスバウアー分光法の測定の効率化を実現するために,アダマ-ル変換を導入しマルチプレックス化試み,計算機によるシュミレーションを行い,試作のための検討を行った。信号成分が背景雑音に比べて弱い場合と測定時間が短くてS/N比が小さい場合の両方を同時に含む様な信号強度を表すパラメーターqを定義し,このようなqに対応するスペクトルをアダマ-ル変換型メスバウアー分光器で測定する時に得られるスペクトルのパラメーターを,非線形最小自乗法により推定することによりアダマ-ル変換の効果を調べた。計算には主として98nofeSX/Tを用いた。アダマ-ル逆変換して得られたスペクトルのノイズ成分の標準偏差はアダマ-ル変換の次数に比例して減少していることからモデルが正しいことが分かった。推定されたパラメーターの元のパラメーターに対する変位からアダマ-ル変換の効果は信号強度qの小さな場合に明白に現れた。qが大きい場合には単一のスリットで検出される通常の測定方式と比較して大きな効果は認められなかった。従ってアダマ-ル変換の効果は吸収率の小さなスペクトルの場合と測定時間の短い場合に著しいことが判明した。すなわち測定時間の短縮に有効である。つぎにドップラー速度Vの他にVcosθを持つガンマ線を利用することによりアダマ-ル変換型分光器を試作する際の問題点を検討した。他の分光法に使われている巡回行列形アダマ-ルマスクをもった周期的なスリットを連続的に移動させる方法はメスバウアー分光に導入すると、同心円状のスリットの開口部の半径を測定チャンネル毎に変化させる必要があり,大きな次数のマスクの使用は困難であることが判明した。本研究において確認されたアダマ-ル変換によるノイズ除去の効果は文字認識などのデータ処理の問題にもにも応用された。メスバウアースペクトル測定における微弱な信号に対処するため、信号成分が背景雑音に比べて弱い場合と測定時間が短くてS/N比が小さい場合の両方を同時に含む様な信号強度を表すパラメーターqを定義し、このようなスペクトルをアダマール変換型メスバウアー分光器で測定することをシミュレーションした。ローレンツ型ピークを持ち、各チャンネルにおける計数は、その平方根に等しい標準偏差で平均値のまわりで変動させ、非線形最小自乗法によりメスバウアースペクトルのパラメーターを推定することによりアダマール変換の効果を調べた。計算にはパーソナルコンピューター98noteSX/Tを用いた。アダマール逆変換して得られたスペクトルのノイズ成分の標準偏差はアダマール変換の次数に比例して減少していることからモデルが正しいことが分かった。推定されたパラメーターの元のパラメーターに対する変位からアダマール変換の効果は信号強度qの小さな場合に明白に現れた。従ってアダマール変換の効果は吸収率の小さなスペクトルの場合と測定時間の短い場合に著しいことが判明した。すなわち測定時間の短縮に有効であることが分かった。つぎにアダマール変換型分光器を製作するための検討をおこなった。他の分光法に使われている巡回行列型アダマールマスクをもった周期的なスリットを連続的に移動させる方法をメスバウアー分光に導入すると、同心円状のスリットの開口部の半径を測定チャンネル毎に変化させるという複雑な操作を必要とする。これを解決するため変換の次数に等しい枚数のスリットをモーターに取り付けチャンネル毎に回転することを試みた。この場合大きな次数を使用できないこと、光学系の軸合わせの精度、回転に必要な時間を無視できないことなどの問題点を残した。

前年度までの計算機によるシュミレーションの結果,メスバウアー分光法の測定の効率化を実現するために,アダマール変換を導入しマルチプレックス化を行うことは,吸収率の小さなスペクトルの測定の場合と測定時間が短くS/Nが悪い場合に著しいこと,すなわち測定時間の短縮に有効であることが明らかになった。本年度は主として,通常のドップラー速度Vの他にVcosθ_1,Vcosθ_2,...でエネルギー変調されたガンマ線を利用することにより線源光量を増加させ,アダマール変換型分光器を設計する問題に取り組んだ。他の分光法に使われているように,巡回行列の要素に対応する同心円状のアダマールマスクを備えたスリットを線源と試料の間に置き,アダマール変換されたスペクトルを測定する方法である。しかしながら,スリットの開口部の半径を固定すれば,測定チャンネル毎にVcosθ_1とVcosθ_2の差は異なり,この方法による測定では正しいアダマール変換は行われないことが判明した。従って,このような方式では測定チャンネルごとにスリットの開口部の半径を変化させる必要があり,大きな次数のマスクの使用は困難になる。このようなスリットをガンマ線を透過させない材料で作製することも容易ではないと思われる。本研究において確認されたアダマール変換によるノイズ除去の効果は文字認識などのデータ処理の問題にも応用された。
日本人にとって西洋芸術音楽はどこまで異文化なのか

特別研究員として三年目となる今年度は、前年度までの基礎的調査を総括し、学術雑誌や学会の場で発表することに力を注いだ。まず、明治・大正期の日本の民謡運動にも大きな影響を与えたドイツの哲学者ヘルダーの民謡概念について、初年度(2002年)に国際学会で英語で口頭発表した原稿に大きく加筆修正するかたちで、日本音楽学会編『音楽学とグローバリゼーション』(2004年11月)に発表した。また、東洋音楽学会で2004年4月に行われた「音楽における日本主義」に関連する口頭発表に対して、独自の視点からコメントを執筆し、公表した(東洋音楽学会『東日本支部だより』第5号、2004年5月)。これまで三年間の研究のなかで、近代日本の音楽文化の西洋偏重を象徴するものとして《音楽の国ドイツ》という観念の存在が浮上してきた。音楽における「ローカルなもの」の抑圧は、なにも日本に限られた現象ではなく、イギリスやフランス、アメリカでも、ドイツ音楽を規範として受け入れた時点で同じような問題が生じていたことが明らかになった。すなわち「異文化」としての西洋芸術音楽の意味と価値を問い直し、音楽における「ローカルなもの」と「ユニヴァーサルなもの」の緊張関係を考察しようとする本研究は、日本だけを対象とした研究には収まらず、ヨーロッパやアジア諸国の近代化の過程を視野に入れた比較文明論的研究に発展せざるを得なかった。こうした見地から、今年度には《音楽の国ドイツ》の表象についての思想史的考察を行った。この研究はすでにまとめ上げられており、近日中に単行本として公刊される予定である。またその骨子をフランス語に訳したものが『Horizons philosophiques』誌の次号に掲載予定(現在投稿中)である。特別研究員に採用されて一年目である今年度は、研究課題の大きな方向性を定めるべく基礎的調査を行い、また研究全体の骨子となる議論を組み立てることに努めた。そのうちもっとも代表的な成果には、第71回日本音楽学会・東洋音楽学会合同例会(12月7日)のシンポジウム「「国楽」と国楽-概念とその歴史的実相」で発表した論文「「国楽」の理念からみる日本の近代-「雅俗ノ差」の超克と「国民」の創造」がある。そこで示されたのは、明治期の日本で盛んに議論された「国楽national music」の理念が、旧来の封建制度を超克するという明確な政治的目的を伴っていながらも、その現実的基盤に欠いていたことであった。これは当時の日本ではそもそも「国民nation」の根拠が曖昧でしかなかったことを物語る、というのがそこで得られた知見である。また「国楽」の理念の源流となった「民謡Volkslied」の概念についても研究を進めた。その成果は日本音楽学会国際大会(11月3日)において英語で発表した論文「J.G.Herder's Conception of Volkslied and an Invention of the Universal Taste」に示された。そこでは一八世紀ドイツの社会と政治のなかで「民謡」の美学がどのように登場してきたかを論じ、明治期日本の思想的状況との類似性を確認することができた。また会場でのディスカッションを通じて、この問題の重要性を多くの国の研究者と共有することができた。なおこの論文はすでにフランス語に翻訳されており、カナダの学術雑誌『Horizons philosophiques』の次号に掲載される予定である。特別研究員に採用されて二年目の今年度は、諸学会誌での研究発表を通じて議論の焦点を明確にすることに努めた。まずカナダの哲学雑誌『Horizons philosophiques』(四月発行)には、ヘルダーの民謡概念についての考察(昨年度に英語で口頭発表)を新たにフランス語で加筆修正して掲載した。ヘルダーの民謡概念に潜んでいた政治性、イデオロギー性に関してはいま世界中で再考が進められているが、近代日本の音楽運動に大きな影響を与えた点でも本論にとって重要な主題である。この論文を通じてフランス語圏の研究者と問題意識を共有できたことで、私の研究の妥当性が国際的な見地からも確認された。また日本シェリング協会の機関誌『シェリング年報』(七月発行)に掲載した論文ではヘルダー、ホフマン、ヴァーグナーの音楽論のなかで「ドイツ的なもの」がいかに表象されているかを比較検討した。彼らはドイツ音楽を「普遍性」の名において価値付け、擁護したが、この観念はそのままドイツ音楽を受け入れた側(日本を含めて)の音楽美学のなかに継承されている。日本人にとって西洋音楽が果たして「自文化」なのか「異文化」なのかという本論の主題にとって、西洋音楽の本場であるドイツで音楽がどのような文化として理解されてきたかについては考察は必須である。またこの問題に答えるための一つの手がかりとして、国立音楽大学編『研究紀要』にドイツの国民的音楽文化(オペラ)の成立過程に関する論考を執筆しており、この三月に刊行予定である。

また、東洋音楽学会で2004年4月に行われた「音楽における日本主義」に関連する口頭発表に対して、独自の視点からコメントを執筆し、公表した(東洋音楽学会『東日本支部だより』第5号、2004年5月)。これまで三年間の研究のなかで、近代日本の音楽文化の西洋偏重を象徴するものとして《音楽の国ドイツ》という観念の存在が浮上してきた。音楽における「ローカルなもの」の抑圧は、なにも日本に限られた現象ではなく、イギリスやフランス、アメリカでも、ドイツ音楽を規範として受け入れた時点で同じような問題が生じていたことが明らかになった。すなわち「異文化」としての西洋芸術音楽の意味と価値を問い直し、音楽における「ローカルなもの」と「ユニヴァーサルなもの」の緊張関係を考察しようとする本研究は、日本だけを対象とした研究には収まらず、ヨーロッパやアジア諸国の近代化の過程を視野に入れた比較文明論的研究に発展せざるを得なかった。こうした見地から、今年度には《音楽の国ドイツ》の表象についての思想史的考察を行った。この研究はすでにまとめ上げられており、近日中に単行本として公刊される予定である。またその骨子をフランス語に訳したものが『Horizons philosophiques』誌の次号に掲載予定(現在投稿中)である。
薬剤性肺障害ウサギモデルを用いた病理組織とCT画像の対比

進行した線維化に至る画像所見の推移には、大別して、二つのパターンが認められた。浸潤影や不均一なすりガラス影及びそのいずれかを経て線状・網状影を生じるパターンと均一なすりガラス陰影のみが、経過中に出現し、線状・網状影を生じるパターンである。不均一なすりガラス影の範囲は初期の線維化を示唆する可能性が示唆され、抗線維化薬の効果判定に応用できる可能性がある。ウサギを用いたブレオマイシン気管内投与により作成した薬剤性肺障害モデルによる、経時的変化解析を含んだ本研究では、MPR-CT画像での前述の各所見の断面に占める割合が、どの程度局所の最も強い病理組織的変化を反映するかに関しては、浸潤影の範囲及び線状網状影の範囲は、それぞれ、病理組織での炎症スコア及び線維化スコアと軽度の相関を呈した。不均一なすりガラス影の範囲は、病理組織での線維化スコアと良好な相関を、又炎症スコアと軽度の相関を呈した。線維化スコアはブレオマイシン気管内投与後7日後及び14日後においてピークとなり、21日後及び28日後よりも、ともに有意に高値となった。病理組織で確定した進行した線維化に相当する領域における、線維化に至る画像所見の推移には、大別して、二つのパターンが認められた。薬剤投与直後に均一なすりガラス影が認められ、その後の経過中に浸潤影や不均一なすりガラス影及びそのいずれかを経て線状・網状影を生じるパターンと、薬剤投与直後には、いかなる陰影も認めない領域に、その後の経過中に均一なすりガラス陰影のみが、経過中に出現し、線状・網状影を生じるパターンである。線維化スコアがピークとなった時期が、過去の報告より1, 2週間早く出現していること、不均一なすりガラス影の範囲が線維化スコア及び炎症スコアのいずれとも相関していることより、不均一なすりガラス影の範囲は初期の線維化を示唆する可能性が示唆され、抗線維化薬の効果判定に応用できる可能性がある。
不安定核のミュオン原子X線観測実験に向けた放射性物質制御の基礎研究

核電荷半径は核構造に関する有効相互の情報が得られる基本的な物理量であり、ミュオン原子X線測定はそれが得られる実験手法の一つである。我々はミュオン原子の生成効率を飛躍的(約10万倍)に高める重水素薄膜法の開発に成功し、これを不安定核実験にも適用しようとしている。この方法では、対象核を重水素薄膜に注入しRamsauer-Townsend効果を利用することで生成効率を向上させている。しかし、それでもなお、相当量の不安定核(RI)を要するため、特に、薄膜中に残存するRIの制御等に関する知見は必須である。本研究では、重水素薄膜に代わりドライアイス薄膜を用い、そこにISOLからのRIを注入する体系を構築し、薄膜昇華時における、薄膜中のRIの挙動や回収に関する研究が行われた。実験では、薄膜の形成条件(冷却基板への炭酸ガスの吹付早さ、吹付総量、単層/多層など)を変え、薄膜に注入されたRIがドライアイスの昇華に伴い炭酸ガスと共に放出された後、冷却トラップ側で回収される効率が測られた。回収法に関しては、高くはないが何れのRUNでも同程度の回収効率が得られており、効率の薄膜形成条件の依存性は小さく、主にトラップ側の幾何学的効率が効く見通しが得られた。しかし、全RUNにおいて、ドライアイス昇華後の基板上にもRI(La-146の娘・孫核種)の残留が認められた。La-146イオン(E=27 keV)のドライアイス中での飛程は約27 nmであり、各RUNでは視認できる薄膜が形成され十分な厚さがあるにも関わらず、昇華後における基板上のRI残留は想定外であった。現時点においては、1)不完全な薄膜の形成、2)昇華過程における冷却基板材表面と注入原子間の化学的作用などが原因として考えられているが、2)に因る場合、不安定核の実験に向けた重水素薄膜法の開発に対して、新たな検討課題を抽出できたことになる。原子核の電荷密度分布を探る一つの方法として、ミュオン原子X線測定は有効であるが、不安定核を対象とした実験は殆ど進展していない。最近、我々は、安定核を用いた研究において、ミュオン原子の生成効率が10^510^7倍も高い重水素薄膜法の開発に成功した。そして、次の段階として、薄膜に注入された放射性核種(RI)の取扱いに関する技術開発が、京都大学原子炉実験所の研究用原子炉に附置されているオンライン同位体分離装置(KUR-ISOL)のRIビームを用いて進められている。これまでの一連の研究においては、重水素薄膜の模擬としてドライアイス薄膜が用いられ、その生成機構等を組み込んだ実験装置をISOLビームラインの末端に設置し、重水素薄膜法がRIに適用された場合の状況を再現し、薄膜に注入された放射性物質の回収に関する有効な手法を示すことができた。本課題では、さらに効率的に実験が進むよう上述の装置を改良し、薄膜やその周辺における放射性物質の振舞や注入された放射性物質の回収方法に関する、より詳細なデータを積み重ねることを目的としている。平成27年度においては、研究用原子炉に対する新規制基準への適合審査が継続され研究炉は運転されなかった。従って、RIビームを利用した実験は行われず、課題申請時に計画されたように、現有の装置の改良についての検討がなされた。主たる検討事項は、真空中で液体窒素温度に冷却されたドライアイス生成装置等の主要部の温度を短時間で昇温させ、実験の1サイクル当りの時間(現状では約3時間)を短縮し、様々な条件での実験を繰り返せるようにすることであり、主要部を1直接電熱線で加熱する方式と2液体窒素の流路に温風(熱風)をフローさせる方式について、技術的検討がなされた。その結果、申請時には即暖性の観点から方式1が念頭にあったが、安全性及び仕組みの単純さから、方式2を採用することとなった。本課題の目的は、重水素薄膜法の放射性核種(RI)への展開に向け、重水素薄膜にRIビームが注入される体系における、放射性物質の注入・リリース時の挙動及びその回収システムの開発やその有効性を検証することである。これまでの研究において、KUR-ISOLのビームラインにドライアイス薄膜を模擬ターゲットとしたRIビームの注入体系を構築し、ドライアイス薄膜に注入された放射性物質に対する有効な回収方法を示すことができた。本課題においては、さらに、注入時のRIの散乱やドライアイス解凍時の拡散に関するより詳細な知見を得ることを目的としており、当該年度においては、様々な条件における実験を、効率的に繰り返し実施できるよう装置を改良することであったが、その方法について、当初のアイディアを再検討し新たな方法を決定するのに時間を要したため、実際に装置実機への改良はなされなかった。原子核の電荷分布は、核物理黎明期以来の研究テーマであるが、不安定核に対する研究は近年ようやくその端緒に着いたところである。ミュオン原子X線測定はその実験的手法の一つであり、我々はこれを不安定核へ展開しようとしている。最近、我々は、安定核での研究において、重水素薄膜法を開発しミュオン原子の生成効率を飛躍的に高め、不安定核ミュオン原子X線測定の実現可能性を示した。現在、その基盤技術の開発が、京都大学原子炉実験所の研究用原子炉に附置されているオンライン同位体分離装置(KUR-ISOL)のRIビームを用いて進められている。