hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遷移金属酸化物界面における新規強相関電子状態の放射光分光と探索

パルス・レーザー衝撃(PLD)法で作製した薄膜単結晶試料に対する光電子分光実験により,ペロブスカイト型遷移金属酸化物のバンド構造,基板圧力の効果,界面の電子状態を明らかにした.パルス・レーザー衝撃(PLD)法で作製した薄膜単結晶試料に対する光電子分光実験により,ペロブスカイト型遷移金属酸化物のバンド構造,基板圧力の効果,界面の電子状態を明らかにした.原子レベルの精度で制御された表面をもつ酸化物薄膜S_rVO_3,S_rR_uO_3,La_<1-x>Sr<x>MnO<3>,Nd_<1-x>Sr_xMnO_3,Pr_<1-x>Ca_xMnO_3をMBE法により作製し,in-situ角度分解光電子分光を行った,SrVO3に関しては,成長の過程で形成されたと考えられるV^<5+>酸化物表面層が保護層の役割を果たし,極紫外領域の光電子分光でもバルク電子状態を高分解能で観測できることがわかった,このため,従来のバルク単結晶の測定に比べてはるかに明瞭な準粒子ピークのバンド分散が観測され,インコヒーレント部分もわずかに分散することが見出された.LaA10_3基板からの圧力で電荷秩序の抑制されたPr_<1-x>Ca_xMnO_3について光電子分光を行い,バルク結晶で電荷秩序形成のために抑制されていた化学ポテンシャルシフトが復活することを見出した,La_<1-x>Sr_xMnO_3,Nd_<1-x>Sr_xMnO_3に見られていたMn 3dバンドの分散は,電子の局在のために消滅した,電界誘起巨大抵抗変化現象を示すことから注目されているS_rTiO_3/S_rR_uO_3ヘテロ界面の電子状態を調べるために,化学的に急峻な界面をもつヘテロ界面をレーザーMBE法により作製し,そのin-situ光電子分光を行った.その結果,界面スペクトルにおいてもバルクスペクトルと同様,フェルミ準位近傍に明確なコヒーレントピークが存在することが明らかになった,一方,表面スペクトルにはコヒーレントピークは観測されなかった.このことから,界面におけるRu 4d状態は表面に比べてバルクに近い状態を保っていることを示していることがわかった.Lal-xSrxMnO3(LSMO)/NbドープSrTiO3(Nb: STO)のヘテロ界面において生じる界面ダイポールの起源について明らかにするためにLSMO/Nb: STOのバンドダイアグラムの組成依存性を光電子分光法により決定した.その結果,界面ダイボールの大きさはLSMOx=0.4で最大値をとり, x=1.0のSrMnO3/NbSTO界面では界面ダイポールの値が0になることを見出した.この結果は,界面ダイポールの起源として極性不連続が重要であることを示している.LSMOの極性不連続が表面電子状態に与える影響を調べるために,表面電子状態の組成依存性の測定を行った.極性不連続性を解消するために,表面においてはイオンの移動や欠損が起こり,その量は極性が大きくなるにつれて(xが小さくなるにつれて)多くなるという変化を示すことが期待される.しかしながら,表面の析出物(主にSrOx)の量は組成によらず一定であった.この結果は,析出物SrOxはLSMO成長過程のサーファクタントとして働いているだけで,電荷不連続の解消はイオンの移動ではなくMnの価数変化により解消されていることを示している.典型的なフェルミ液体系と考えられているLa-xSrxTiO3の原子的に平坦な薄膜を作製し,光電子分光を行った.内殻光電子分光による試料のキャラクタリゼーシ占ンにより, La置換によりドープされた電子がSrTiO3のTi3dバンドを占有していく様子を調べた.ドープされた電子量がLa置換量より少なく,表面の極性によるポテンシャルの発散を抑制する効果であると解釈した.原子レベル精度で制御された表面をもつ酸化物薄膜SrV03について, 3次元的なバンド・マッピングおよびフェルミ面のマッピングを行った.その結果,高温超伝導銅酸化物に見られるように,フォノンによると思われるキンク構造の他に,高エネルギーキンクに対応すると思われる構造が観測された.・バンド幅制御による金属・絶縁体転移(MIT)の起源を調べるための新たな手法として,酸化物量子井戸構造による次元性制御MITというアプローチを開発した.具体的には,伝導性酸化物であるSrVO3(SVO)超薄膜をSrTiO3(STO)基板上に作製し,その膜厚を原子レベルで制御してその場光電子分光を行った.その結果,元素置換系(Sr,Ca)VO3ではMITが報告されていないペロブスカイトV酸化物において膜厚依存のMITを観測し,その実験結果を理論計算と比較することにより,観測されたMITが次元性の低下(3次元から2次元)に由来したMITであることを明らかにした.・STO基板上にエピタキシャル成長させたSVO厚膜について高分解能角度分解光電子分光測定を行ない,バンド分散とフェルミ面を精密に決定した.その結果,バルクのSVO結晶に比べてバンド分散が弱まり,フェルミ面の体積が増大していることを見出した.これらの変化を,STO基板からの引っ張り圧力と表面における電荷再配分によるものと解釈した.・(La,Sr)MnO3/Nb

:STO界面(LSMO/STO界面)で生じる界面ダイポールの起源を明らかにするために,極性/非極性界面であるLSMO/STO(001)と極性/極性界面であるLSMO/STO(110)についてバンドダイアグラムを決定した.その結果,ショットキー障壁の値は面方位にほとんど依存しないことが明らかになった.
接着斑シグナル分子FAKによる大動脈解離の病態解明と画期的な薬物治療の開発

本研究の目的はマクロファージおよび平滑筋における接着斑キナーゼ(focal adhesion kinase:FAK)の機能に着目し、大動脈解離の進展増悪メカニズムを解明することである。我々は浸透圧ポンプを用いたβ-アミノプロピオニトリル、コラーゲン架橋阻害剤、およびアンジオテンシンII(BAPN+AngII)の持続注入により大動脈解離のマウスモデルを作成した。このモデルは、大動脈解離の破裂によって、2週間で約60%の死亡率を示した。マウス解離モデルの解析を行うため、リン酸化FAKおよび平滑筋αアクチンに対する蛍光二重染色を行ったところ、FAKは大動脈解離発生後の平滑筋細胞で主に活性化された。経口投与が可能なFAK阻害剤であるPND-1186の投与は、上行大動脈を含む大動脈弓において大動脈解離の重症度を有意に減少させた。さらに、死亡率はPND-1186の投与により63%から20%に改善させた(P<0.01)。ウエスタンブロットを用いてリン酸化FAKを測定し、解離モデル作成後の時系列別に比較した。解離発症前に相当する解離モデル作成後3日目のFAKで活性化する傾向にあった。PND-1186投与の有無で解離発症前の大動脈組織に対して行ったトランスクリプトーム解析では、PND-1186投与群で造血および免疫系の遺伝子が抑制された。これらの発見は、FAKが大動脈壁に病理学的ストレスを伝達して組織破壊を引き起こすことで、大動脈解離の病因において中心的な役割を果たすことを示した。また、我々は大動脈解離において、炎症応答が外膜強化をきたすことをすでに発見しており、死亡率の低下はFAKが外膜強化に関与している可能性を示唆した。細胞機能に着目した解離病態の解明を行うために、組織特異的ノックアウトマウスを用いて野生型マウスと比較する計画を実行する。マウス解離モデルにおけるFAKの役割を明らかにするためFAK阻害薬を投与し、解離病変長の短縮と大動脈破裂の発症率の低下を認めた。現在は解離発症前の大動脈組織におけるFAKおよびその他タンパクの解析を進めている。マウス解離モデルの解析で、解離刺激が大動脈のFAK活性を亢進することを明らかにした。この知見に基づき、平滑筋細胞およびマクロファージ特異的FAKマウスによる解析を予定しており、必要なマウス導入の手続きを開始した。以上より、解離病態におけるFAKの役割解明は概ね順調に進展していると判断した。大動脈解離の進展・増悪メカニズムへのFAKの関与を明らかにするために、解離発症前の大動脈組織におけるFAKおよびその他タンパクの分子動態を観察する。解離刺激が平滑筋細胞および炎症細胞においてFAKを活性化することが認められたため、当該組織の特異的ノックアウトマウスでFAKの役割を検討する。ヒト解離組織を用いて、マウスで得られた結果がヒト病態に当てはまるかどうかを検証する。

以上より、解離病態におけるFAKの役割解明は概ね順調に進展していると判断した。大動脈解離の進展・増悪メカニズムへのFAKの関与を明らかにするために、解離発症前の大動脈組織におけるFAKおよびその他タンパクの分子動態を観察する。解離刺激が平滑筋細胞および炎症細胞においてFAKを活性化することが認められたため、当該組織の特異的ノックアウトマウスでFAKの役割を検討する。ヒト解離組織を用いて、マウスで得られた結果がヒト病態に当てはまるかどうかを検証する。遺伝子改変マウスの一部は凍結胚の状態であり個体化後の納入が次年度となったため、次年度使用額が生じた。予算の一部を今年度の試薬類に充て研究の加速を図った。次年度使用額は主に遺伝子改変動物およびその解析に充てる予定である。
絨毛癌細胞における増殖・分化の制御機構と癌化

奇胎は胎盤絨毛細胞の過剰増殖さらに高率な絨毛癌化という特異な表現型を示す。本研究では奇胎で示される特異な表現型の決定、さらには高率な癌化の分子機構の解明を通して、正常胎盤絨毛細胞の増殖・分化及び癌化のメカニズムを明らかにすることを試みた。1.絨毛細胞増殖の分子機構:正常絨毛細胞で高発現し、奇胎で発現抑制される6遺伝子を単離した。この中にはJAK/STATシグナルを負に制御するSOCS1遺伝子も含まれていた。同時に正常絨毛及び胞状奇胎絨毛間における細胞増殖シグナルの相違を明らかにするため、マイクロアレイを用いた大容量遺伝子発現変化解析を行った。胞状奇胎絨毛ではRas-MAPK及びJAK/STATシグナル伝達を構成する遺伝子発現の亢進さらには、アポトーシス抑制に機能する遺伝子群の発現亢進が観察された。胞状奇胎は絨毛の過形成をその病理学的特徴とするため、これら遺伝子群の発現亢進が絨毛細胞の増殖に関与すると示唆された。2.絨毛癌抑制遺伝子の単離:正常胎盤絨毛で高発現し、絨毛癌で発現抑制される遺伝子としてNECC1を単離した。NECC1は正常奇胎絨毛及び胞状奇胎絨毛で発現していたが、絨毛癌細胞においてはその発現を消失していた。FISH法及びハイブリッドパネルを用いた解析から4q12領域に残存することが判明した。NECC1発現を欠如する絨毛癌細胞でNECC1を強制発現すると多型で大型の細胞が高頻度に出現した合胞体絨毛細胞の特異的マーカーであるhPLを発現していた、このためNECC1はラングハンス型絨毛細胞から合胞体絨毛細胞への分化過程で機能し、絨毛癌細胞の造腫瘍性抑制することが示唆された。7q11.22領域から絨毛癌抑制遺伝子候補を単離した。現在その機能解析を行っている。
グラフ理論を応用した脳内連結解析によるパーキンソン症候群の診断補助ソフト開発

グラフ理論を用いた構造ネットワーク解析は、従来の萎縮を検出する方法に代わり、パーキンソン病などの変性疾患における異常を早期から検出しうる方法として期待されている。われわれは、最近登場した脳構造の局所的な類似に着目した手法を用いて、疾患毎のネットワークパターンを抽出することで、パーキンソニズムを来す変性疾患の早期診断および鑑別能向上を目指す。さらに健常者におけるネットワーク指標画像のデータベースを構築し、各患者のネットワーク指標画像を入力することによって自動的にパーキンソニズムをきたす変性疾患の鑑別や早期診断を可能とするソフトウェアを開発する。
小細胞肺癌に対するNOTCHシグナリングを標的とした新規免疫放射線療法の開発

小細胞肺癌の治療標的にとして、近年、腫瘍増殖に関係するとされるNotch receptor ligand familyが注目されている。われわれはこの一つであるDelta-like 1 homolog (DLK1)に注目した。少数例を対象とした先行研究では、小細胞肺癌でDLK1が高頻度に発現しており、すでに臨床情報の得られた小細胞肺癌切除例の病理検体を用いて、DLK1発現と、病理学的・分子生物学的因子と、予後因子など臨床的特徴との関連を評価する。さらに、抗DLK1抗体211A複合体を用いて、小細胞肺癌を有するマウスでRadio-Immunotherapyへの応用の可能性を検討する。
魂の救済者セネカのローマ的悲劇の射程

ルキニウス・アンナエウス・セネカ(紀元後165)はローマ帝政期を自らの重々しい運命として生きた哲学者である。彼はローマ初代皇帝アウグヌトゥス、二代皇帝ティベリウス、第三代カリグラ、第四代クラウディウスそして第五代ネロの時代を生き、時代との対話において哲学した。この帝政期ローマは共和政期ローマとちがって、自由な言論政治は封ぜられていた。国家統治は宮廷の中でいわば密談でとりしきられていたのである。セネカは30歳あたりから雄弁力でローマ社会で認められ、かつ彼は哲学者としてもその深く鋭い発言で反響をまきおこした。しかし41歳のとき政治の争いにまきこまれてコルシカ島に流されてしまう。8年間に及ぶ追放生活が、しかしセネカの哲学を一層深くかつ温かいものにした。彼は苦しんでいる者、悲しんでいる者を慰めることに、その後哲学の中心を置くようになる。哲学の今日までの2500年の歴史の中で、セネカほど人間の弱さ、苦悩、悲嘆と向き合い、この姿勢で哲学を作っていた哲学者はいない。対話的に同じ次元に彼はいつも立って、行きづまっている者を元気づける。このセネカは、同時に、ローマ最大の悲劇詩人であった。ローマには意外であるが、悲劇の誕生のギリシア以上に大勢の悲劇詩人が出たのであるが、作品が完全な形で残ったのはセネカの作品のみである。それほど彼の作品はすぐれていた。そしてセネカはギリシア悲劇を徹底的に学びながら、それらの受け売り、模倣ではなく、ローマ人の心性を表現する悲劇を作ることに努力し、見事に成功した。本研究は哲学者セネカと悲劇作家セネカの緊張関係を、欧米の入手できる限りの研究書を読んで究明した。そして『ローマ帝政の哲人セネカの世界-哲学・政治・悲劇-』で成果を世に知らしめた。ローマ帝政期の哲学者・政治家セネカは皇帝ネロの教育掛りであり兼政治の相談役で有名である。なお、ネロのローマ元老院の演説はことごとくセネカの書いたもので、セネカはネロのゴーストライターと言われている。このネロはキケローと並んでローマの哲学最大の哲学者であり、ローマの哲学形成を力強く遂行したローマ哲学の恩人である。そしてキケローと共にセネカはヨーロッパ中世においては宗教思想、ルネサンス期には演劇や文章修辞へ、近世フランス(啓蒙主義時代)にあっては人心の内面の省察、自立的精神の造形更に人権や自由思想、その上国家や法の原本についての驚くべき影響を行使した人物である。ヨーロッパ精神史上キケローとセネカの役割と貢献は、研究の進展と共に高く評価されている。さてセネカはキケローと違う顕著な一点を有する。それは悲劇という領域での業績である。ローマには我々の予想とちがって、ギリシア以上に大勢の悲劇作家が輩出したが、執筆作品の凡てが断片でなくまとまって伝達されている作家は殆どセネカのみである。ネロの家庭教師は哲学をいくら教えても乗ってこないネロへ、悲劇作成による文章的人間形成を教えるために、悲劇にむかったとも伝わっている。とにかくセネカはキケロー以上に悩み、悲しみ、絶望し、何の救済もない世に投げ出された個人を骨のずいまで哲学した。この立場この目線からセネカは悲劇を次々と手がけた。ここを追考してきた。ローマ

帝政初期(元首政)の最大の哲学者セネカは哲学、倫理学、論理学、自然学についての顕著な業績のみならず、ラテン語の見事な文芸的精華と目すべき悲劇を,10篇近く作った。ローマにはギリシャ以上に沢山の悲劇詩人が登場したが、不思議なことに作品が部分的でなく完成品のまま伝えられているのはセネカの場合だけである。哲学者としてセネカは他者の魂の苦悩、悲嘆、迷いと相対峙し、切々と諄々と教化・救済的な言葉を作品化していった。そして彼の偉大さはこのことにつきることなく、更に韻文での作品世界・悲劇の創作に向かったところに認められる。狂帝・暴君ネロの教育掛かりそして政治指南役としてセネカはローマの元首の宮廷に関わった。彼は第二代ティヘリウス、第三代カリグラ、第四代クラウディウスそして第五代のネロと、ユリア・クラウディウス家の政治を運命とし生きた。セネカの悲劇作品はことごとく、この背景を持つ政治的意図に貫かれている。セネカはローマの政治の現実に熟視し、奥の奥まで考え詰めることを通して、ギリシャ悲劇をギリシャ人の世界からローマ世界へと持ち上げ、ローマ的味付けで改変したのである。ヨーロッパの演劇・悲劇はルネサンス以後、ギリシャ悲劇ではなく、ローマ悲劇=セネカ悲劇に決定的に影響されたのは歴史的事実である。スペイン、オランダ、イタリア、フランス、ドイツ、北欧、東欧へとセネカ悲劇は驚くことに感化力を発揮していった。このところをとりわけ本年度は欧米の研究文献と相対峙して追考した。尚先達キケローとこのセネカを常に連関させて研究を続けている。セネカはキケローという100年前の哲学者と突き合わせなければ、真に特色の全貌において捉えることはできない。セネカの極めて実存的・宗教的哲学はキケローの極めて政治的・社会倫理的哲学と対比させなければよく見詰めることはできない。しかもキケローはローマ元老院共和政の指導的政治家であり、一方セネカはローマ初期帝政(元首政)の代表的政治家であった。第5代元首ネロの家庭教師そしてやがて政治指南役としていわゆる専政・独裁政を常に見守り、寛容を元首に説いたのがセネカである。彼にはネロを意のままにあやつろうとする母アグリッピナという大問題が煮えたぎっていた。このところを敢えてキケローのカエサルという独裁者への関係、カエサル政治との闘いという観点から立体的に捉えたのが本年度の研究方向であった。数多くの欧米のキケロー、セネカ文献に目を通した。キケローと並ぶローマの大哲学者セネカは,キケロー同様体系的哲学者として自然学,論理学,倫理学の哲学三分野を深くかつ広く学び作品化していった。そしてセネカはこれまたキケローと同じく政治家であった。第5代ローマ元首ネロの少年時代は家庭教師として,ネロが元首に就任してからは政治顧問として,ローマ国政をできるだけ暴政・独裁政から護るべく努力した。しかしネロははじめの5年間だけそれなりの穏和な施政を行ったが,次第に自己抑制のない狂政にのめり込んでいった。セネカは必死に政道をまともに正すぺくネロに勧告したが,ネロは全く聞く耳を持たなかった。ネロは哲学への関心は皆無であったものの,詩や演劇にはなにがしかのセンスを持っていた。セネカは詩作を通して,ネロの政治教育を目指すことを決意した。しかし,それだけを目的としたのではなく,セネカはローマ元首政のそして宮廷の人間模様を活写することで,いかに人の心は情念に支配され,理性的に周辺を見ることに目がくらむかを,この上ない文章力で作品化した。これが彼の悲劇作品であった。彼の悲劇は哲学と深く結びついていること,更にギリシア悲劇を見事にローマ的に改変している。
湖沼における深水層生物学ことはじめ

琵琶湖において、基礎生産・沈降フラックス・動物プランクトンおよび深水層に生息するヨコエビの調査を行った。その結果、琵琶湖では年平均で基礎生産の20%が湖底へと沈降すること、ヨコエビの現存量は表水層の動物プランクトン現存量とほぼ匹敵することが明らかとなった。ヨコエビの摂食・生長・呼吸量を毎月1回の間隔で野外実験により調べたところ、ヨコエビの個体成長速度は沈降量と正の相関があること、ヨコエビの摂食量は沈降フラックスの50%に及ぶこと、さらに同化された有機物の殆どは呼吸により消費されていることが明らかにされた。これらの結果から、琵琶湖特産のヨコエビ(アナンデールヨコエビ)は琵琶湖深水層の物質代謝において無視できない役割を担っていることが明らかになった。湖沼は、集水域からの生活・産業排水の受け皿として扱われて来た。しかし、生物生産や集水域から流入する有機物の増加が、湖沼自身がもつ有機物の分解-除去能力を越えれば、湖底が嫌気的になり底生生物が死滅することになる。もし、底生生物が有機物の消費・分解に重要な役割を担っているなら、湖底の嫌気化は有機物の分解効率を著しく低下させることになる。このような「自家中毒」を回避するためには、湖沼自身がもつ有機物の分解-除去能力のポテンシャルを見極めることが重要となる。本研究は、深水層におけるプランクトンや底生生物が有機物消費にどのように関わっているかを明らかにし、琵琶湖における有機物分解ポテンシャルの把握をすることを目的としている。本年度は、これまでに得られている琵琶湖深水層の溶存酸素・栄養塩・沈降速度のデータを解析し、深水層における酸素消費速度を推定した。また、定期的に行っている生物調査から、深水層のプランクトン・底生動物の生物量を把握し、これと代謝実験から得れる呼吸量を用いて深水層の酸素消費に果たすプランクトン・底生動物の役割を解析した。その結果、底生動物の現存量は表水層の動物プランクトンに匹敵すること、また深水層における酸素消費の1040%はヨコエビ・貧網類によるものであることが示唆された。
電界効果を用いた非平衡イオン拡散制御による無電力プロトンポンプ

400nm間隔のエアーギャップを持つ二酸化バナジウム(VO2)ナノトランジスタの作製に成功した。多様な湿度環境でゲート電界によるVO2中へのプロトン濃度制御に成功した。また、拡散方程式を用いてプロトン輸送速度・濃度の時空間拡散解析モデルを構築した。その結果、室温においておよそ100nm2/sec.もの高移動度で、プロトンが伝播することが分かり、従来の活性化エネルギーの1000倍以上もの高移動度でプロトンが移動していることが分かった。これは、VO2から新たに発見したHVO2へ結晶構造変化に起因した伝播であり、従来予想を超える高移動度室温伝導プロトン材料への応用に期待できる成果である。MgO犠牲層エッチングを利用したナノスケールの間隔をもつエアーギャップを持つ3次元トランジスタを作製し、エアーギャップへの電界印加によって生じる酸化物への侵入電界を利用した電力フリーなプロトン輸送・貯蔵の前段階実証を行った。その結果、本年度は下記の成果を得た。1)ナノ間隔エアーギャップを有する3次元トランジスタの作製我々は、これまでもMgO犠牲層エッチングを利用した酸化物3次元マイクロ電気機械構造を作製してきた。3次元トランジスタは、これまでの技術を活かし、フォトリソグラフィーによるデバイスパターンと犠牲層エッチングによる400nmナノ間隔を持つエアーギャップの作製に成功した。2)酸化物中のプロトン輸送・貯蔵の電界制御と評価VO2はゲート電界による水素化により、電気抵抗率が大きく変化するため、酸化物のソース-ドレイン間の抵抗値をモニターすることで、水素濃度と拡散度合いを見積もることが出来る最適な材料であり、詳細な評価・解析を行うため、初期のターゲット材料として本材料を用いた。酸化物への水素イオンの挿入は、ナノ間隔エアーギャップ中に存在する吸着水分子の電気分解反応を利用し、湿度変化をパラメータとした電界効果による抵抗変化を測定した。湿度が上がるほど、低ゲート電圧でも水の電気分解が進み、水素がVO2内に取り込まれることが分かった。また、イオンの拡散方程式を用いてプロトン輸送速度・濃度の時空間拡散解析を行った。室温では濃度拡散速度が遅く、侵入電界によるイオン拡散が優位となり、ゲート電界により一方向プロトン輸送制御が出来ることが分かった。おおよそ当初の予定通り本年度は400 nmのエアーギャップを持つ3次元電界効果トランジスタを作製することができた。また、湿度の上昇とともに低ゲート電圧において、容易に水素イオンがVO2チャネルに侵入していくことが分かった。これらの知見は、エアーギャップへの電界印加によって生じる酸化物への侵入電界を利用したプロトン輸送・貯蔵が実証できたことになる。本技術の実証は、無電力でのプロトン輸送・貯蔵や一方向プロトン貫通膜応用への重要な布石となる。MgO犠牲層エッチングを利用したナノスケールの間隔をもつエヤーギャップを持つ3次元トランジスタを作製し、エアーギャップへの電界印加によって生じる酸化物への侵入電界を利用した電力フリーなプロトン輸送・貯蔵の実証を行った。前年度に立てた研究推進方策通り研究を進めそ、本年度は下記の成果を得た。1)無電力プロトン輸送の評価モデルの構築これまでに測定してきたデータを基に、ポアソン方程式と非平衡拡散方程式を組み合わせたモデルを構築を行った。また、VO2格子一つにプロトンが一つ結びつき結晶構造が変化したHVO2という高濃度水素化材料を発見した。また構築したモデルを適応したところ、室温においておよそ100nm^2/sec.もの高移動度で、プロトンが伝播することが分かり、従来の活性化エネルギーでの伝播の100倍以上もの高移動度でプロトンが移動していることが分かった。これは、VO2からHVO2へ結晶構造変化に起因した伝播であり、この結果は、従来予想を超える高移動度室温伝導プロトン材料への応用に大いに期待できる成果である。2)無電力プロトン輸送の評価モデルの構築上記のVO2からHVO2への結晶構造変化による高移動度プロトン材料の発見により、本評価モデルが活性化エネルギー型のみではなく結晶構造変化を伴ったプロトン伝播にも適応できることが分かった。また、単結晶薄膜を用いることで、かなりの確度で評価モデルが適応できることが分かった。今後は、本研究をもとに新規な燃料電池の研究を行っていきたい。1)電界効果による無電力プロトン輸送の評価モデルの構築前年度に測定してきたデータを基に、ポアソン方程式と非平衡拡散方程式を組み合わせたモデルを構築する。このモデル化により、定量的なプロトン輸送速度・濃度を解析できる。また、その解析の定量性を評価するため、酸化物表面上でレーザーラマン分光による測定を行う。

O-Hの振動モードをモニターすることによって、その強度と空間分布を解析結果と比較することで、その定量性を実証する。2)電界効果による無電力プロトン輸送の評価モデルの構築酸化物固体プロトン輸送膜をVO2と同じルチル構造を持つTiO2に代え、同様の実験を行う。TiO2の場合キャリア濃度がVO2と比較して少なく比誘電率が大きいため、電界強度侵入長は長い(数100 nm)と考えられる。TiO2も同様に水素化により電気抵抗率が変化するため上記1)で作成したモデルが適用できると考えている。VO2,TiO2の両者の比較から、定量解析に必要な物質固有のパラメータを導き出し(おそらく、キャリア濃度、比誘電率、イオン拡散係数)、ユニバーサルな定式化モデルを構築するとともに、本手法が、他の材料にも適応できることを実証する。酸化物エレクトロニクス当初予定していたナノインプリントモールドの購入に関しては、現在あるモールドで対応できたことと、購入を予定していた基板については、当初予定していたよりも作製条件出しがスムースにできたので、消費量が減ったことによる。旅費及び、基板購入代にあてる予定である。
モニタリングを促すための他者への説明活動を取り入れた読解学習プログラムの開発

本研究では,上級と中級レベルの日本語学習者を対象に,読解におけるモニタリングの働きを促すため,「他者への説明」を取り入れた読解学習を実践した。文章内容に関する質問作成活動、及び、他の学習者と話し合いながら文章内容を資料としてまとめ、それを発表する「説明活動」を行った。実践の結果,学習者間の説明活動のみでは学習者によって理解度の向上の度合いが異なったが,説明活動に文章構造を意識化するフィードバックを組み合わせることで,より多くの学習者において文章理解度が向上することが示された。本研究は,日本語学習者を対象とした日本語読解において,自己モニタリング(comprehensionmonitoring)の働きを促すための学習法を検討することを目的としている。自己モニタリングとは目的に応じて自分の理解の状態を評価し,それに基づいて読みをコントロールすることであり,文章理解をはじめとする読解の目的遂行に関与する。本研究では,自己モニタリングを促すための学習法として,文章の内容を他者に説明する活動を提案し,これを取り入れた読解学習プログラムを作成することを目指す。平成21年度(研究1年目)は,具体的な検討課題として,学習者が文章内容に関する質問を作る課題を取り上げ,授業内で実践する方法を検討した。本課題を取り上げたのは,文章理解への効果が既に認められていること,個人内での文章理解ではなく他者への働きかけを念頭に置いた活動であることからである。実践授業では,教示が質問の質を左右すると予測し,次の3つの教示を試みた。1)質問に加えて答も作成すること,2)質の異なる質問を同時に作成させること(理解を問うもの,問題意識を問うもの,等),3)明確な目的を与えること(文章の要点理解や文章構造の理解を促すことを目的とする場合,重要な部分を選ぶよう指示)。また,学習者が作成した質問についてフィードバックを行う機会も設けた。授業に参加した学習者の質問を分析した結果,質問作りは文章構造の把握や問題意識の明確化につながる活動であることが確認できた。本研究は,日本語学習者を対象とした読解において,自己モニタリングの働きを促す読解学習方法を検討することを目的としている。本研究では,読解における自己モニタリング技能を促進するための活動として,文章の内容を他者に説明する活動を提案し,この活動を取り入れた読解学習プログラムを作成することを目指している。研究の初年度は上級学習者を対象とした実践を行ったが,2年目は中級前半の日本語学習者を対象として,読解の授業場面において,文章の内容を他者に説明する活動を取り入れた実践授業を行った。学習者の読解に説明活動がどのような影響を及ぼすかについては,説明活動前後の文章理解度の自己評価、理解度テスト,および学習者の説明プロセスの分析により検討した。その結果,読解後に自らの文章理解度を比較的低く評価した学習者は,説明活動の後,理解度が高まる傾向がみられた。一方,自分が文章を理解したと評価する学習者は,説明活動を経ても,文章理解の変化は小さく,誤った理解が修正されない傾向がみられた。このことから理解度の自己評価のしかたが,読解後の説明活動への取り組み方や効果に影響する可能性が示された。学習者の自己評価と授業活動への取り組みとの関連を検討することが今後の課題である。本研究は,日本語学習者を対象とした読解において,理解度の自己モニタリングの働きを促す読解学習方法を検討することを目的としている。研究の最終年度は,読解における自己モニタリングを促進するための活動として,文章の内容を他者と説明しあう活動(読んだ文章の内容を紹介する小ボスターを複数の学習者が協働で作成する活動)を提案し,読解授業においてこの活動を取り入れた活動をどのように行えばよいかを検討した。本活動では、グループでのポスター作成過程およびクラスでの発表の2段階で、他の学習者に読んだ内容を説明する必要がある。中級前半の日本語学習者を対象とした読解授業において、説明活動を2種類の方法で実践した。授業実践としては、(1)読解後にポスターを作成して発表するという流れの授業(実践1)と、(2)読解後にポスターを作成して発表した後、内容のまとめ方(文章構造)に関するフィードバックをクラスで行い、再度ポスターを作成するという流れの授業(実践2)、の2種類を行い、理解度の変化や作成したポスターの内容等を比較した。その結果、実践1では、学習者によって説明活動の影響が異なり、理解度が向上する学習者がいる一方、理解度が下がる学習者もいた。これは、他者の説明を聞くことによって、理解が誤ったり、混乱したりした学生がいたと考えられる。一方、文章内容の構造化を意識化するフィードバックを与えてポスターの再構成を行った実践2では、文章理解の向上が示唆された。適切な読みの視点を与えることと、再度活動を行うことによって、より多くの学習者の理解が促進される可能性が示された。

しかし、実践1・2ともに、自らの理解度を実態よりも高く評価する学習者では活動の効果が見られず、このような学習者に対してどのように理解の修正を促すかが今後の課題である。
腫瘍動体に頑強な四次元放射線治療システムの開発

難治性である肺癌、膵臓癌をはじめとする胸腹部腫瘍に対する放射線治療では、腫瘍の呼吸性移動範囲を包含する照射法が一般的だが、呼吸性移動の大きい腫瘍に対しては正常組織の被曝線量増大による有害事象の発生が問題視されている。四次元の放射線治療計画では腫瘍の呼吸性移動量を四次元CTを用いて定量化し、移動範囲を包含する形で照射野が設定される。強度変調放射線治療は様々な方向から極小照射野を複雑に組み合わせて線量分布の勾配や形状を自由に変化させる照射技法だが、時系列的に不均一に放射線が照射されるため、腫瘍動体下では照射されるタイミングが異なることにより意図せぬ過大線量や過小線量が投与される危険性がある。本研究は、腫瘍動体下における線量分布の不確定性を明らかにすること、および計画時における放射線の三次元強度分布を解析し、腫瘍動体に頑強な照射野の組み合わせとなるよう、多方向からの極小照射野を入れ替えて治療計画を再構築するシステムを開発することを目的とする。平成30年度は、治療計画内の動的装置情報(MU/deg、Dose Rate、MLC形状、Gantry位置、時間)、腫瘍の動体情報(位置、時間)を基に、腫瘍動体が強度変調された線量分布に与える影響を四次元的に評価可能なシステムを開発した。肺癌、膵臓癌患者において、処方線量とArc数の異なるプランに対して、呼吸の初期位相の違いを考慮した患者固有の腫瘍動体が線量分布に与える影響を解析した。その結果、腫瘍動体と装置の動体による誤差は、処方線量、Arc数が増加するほど、分散されて低減されることにより頑強性が向上することを明らかにした。本年度は計画情報から腫瘍動体と装置動体を考慮して線量分布を再計算するシステムを開発し、肺癌、膵臓癌患者における腫瘍動体と装置動体による線量分布の変化を解析した。研究はおおむね順調に進展している。腫瘍動体と装置動体による線量分布の変化の解析に関しては、今後も継続して実施する。次年度は当初の計画通り、初年度で得られた動体下の線量分布不確定性データに基づき、腫瘍動体に頑強な四次元放射線治療システムを開発する。H30年度末に最終使用した英文校正費の残額として、為替変動分を見込んで見積もっていたため、少額の直接経費の残額(1,930円)が生じた。本研究費はH31年度の論文投稿の際に使用する。
細胞内カルシウムストアの膜電位変化による細胞間シグナリング

発生初期胚の網膜神経上皮では細胞内CaストアからのCa放出により細胞間で同期したCaオシレーションが起こる。細胞内Caストアを構成する核膜を電位感受性蛍光色素でラベルし、高速共焦点スキャナと光電子倍増管を用いて蛍光測定することにより、高周波数のバースト状膜電位変動が周期的に生じることを明らかにした。この膜電位変動が核膜と細胞膜の容量を介した電気的結合を可能にすると考えられる。本研究代表者は、小胞体と核膜から構成される細胞内カルシウムストアの膜電位がオシレートすることを発見し、カルシウムオシレーションの新規メカニズムとして'luminal potential model'を提唱した(Yamashita, FEBS Lett.,2006)。本研究はカルシウムオシレーションが多細胞間で同期化する機構を、発生初期の鶏胚網膜を実験対象として、電気生理学的、および、小胞体膜、核膜の膜電位を光学的に測定することにより解明することを目的とする。まず、活動電位の同期化により細胞外からのカルシウム流入が同期して起こる可能性について、艀卵5日目(網膜神経節細胞が分化する時期)の網膜を用いて検討した。細胞内電位記録による電気生理学的な解析により、神経上皮細胞、および、分化直後の網膜神経節細胞において活動電位は生じないことが判明し、カルシウムオシレーションの同期化に活動電位は関与しないことが明らかになった。また、電位依存性カルシウムチャネルの活性化による細胞外からのカルシウム流入もカルシウムオシレーションに関与しないことを明らかにした。次に、電位感受性蛍光色素[DiOC_5(3)]を用いて小胞体膜と核膜の膜電位変化を測定した結果、カルシウムストアの膜電位変化が網膜神経節細胞と神経上皮細胞との間で同期化することを明らかにした。カルシウムストアの膜電位変化を共焦点蛍光顕微鏡の光路からフォトマルチプライアを用いて高速測定したところ、DiOC_5(3)の蛍光強度のオシレーションは、繰り返しバースト状に起こる高周波数の変動であることが判明した。この高周波数変動はビデオカメラでは検出できなかったものであり、本年度の研究成果としてもっとも新規性をもつ発見である。本研究代表者は、小胞体と核膜から構成される細胞内カルシウムストアの膜電位が、自発的、かつ、周期的にオシレートすることを発見し、カルシウムオシレーションの新規メカニズムとして'luminal potential model'を提唱した(Yamashita, FEBS Lett.,2006)。本研究はこのカルシウムオシレーションが多細胞間で同期化する機構を、発生初期の鶏胚網膜神経上皮を実験対象として、電気生理学的、および、小胞体膜、核膜の膜電位を光学的に測定することにより解明することを目的とする。オルガネラを特異的に染色する電位感受性蛍光色素[DiOC_5(3)]を用いて小胞体膜と核膜をラベルし、ニポウディスク型共焦点蛍光顕微鏡の接眼ポートからフォトマルチプライアを用いて蛍光強度変化を高時間分解能で測定したところ、DiOC_5(3)の蛍光強度のオシレーションは、バースト状に起こる高周波数の膜電位変動が繰り返し生じるものであることが判明した。本年度では、この高周波数の膜電位変動の周波数スペクトラムを解析し、300Hz以上の周波数にピークを示すことが明らかになった。このような高い周波数の膜電位変動が細胞間で同期して生じることはこれまで報告されておらず、本研究によって新規に見いだされた重要な発見である。平成21年度では、この周波数スペクトラムのピークの変遷を解析し、高い周波数の膜電位変動によって発生する容量性電流を細胞外から検出することを試みる。発生初期胚の神経上皮では細胞間で同期したCaオシレーションが起こる。しかし、その同期化機構は不明であった。そこで、発生初期鶏胚の網膜神経上皮組織において細胞内電位記録、及び、Ca蛍光測定を行った結果、神経上皮細胞とニューロンに分化直後の網膜神経節細胞では脱分極刺激を与えても活動電位が起きないこと、また、神経上皮細胞と網膜神経節細胞において自発的なCaオシレーションが細胞間で同期して起こり、このCaオシレーションは細胞内CaストアからのCa放出により生じることを明らかにした。さらに、細胞内Caストアを構成する核膜を電位感受性蛍光色素でラベルし、高速共焦点スキャナと光電子倍増管を用いて時間的に高い分解能で蛍光測定することにより、これまでビデオカメラで記録していたCaストアの周期的な膜電位変化は、高周波数(>200Hz)のバースト状膜電位変動が周期的に生じるものであることを明らかにした。これらの結果からCaオシレーションの細胞間同期化メカニズムについて新規なモデルを提唱した。従来は、ギャップ結合、或は、細胞外伝達物質を介してCaオシレーションが細胞間で同期化すると想定されてきたが、本研究では神経上皮細胞の形態的特徴、即ち、細胞内Caストアを構成する核膜が細胞膜に密着する点を指摘し、これらの膜を介した容量性電流による電気的結合モデルを提唱した。Ca放出に伴う細胞内Caストアの膜電位変動により容量性電流が発生し、細胞間で同期したCaオシレーションが起きると考えられる。さらにこの容量性電流は、シナプス入力が未形成な時期に細胞間で同期したスパイク発射を起こすメカニズムにもなりうることを示唆した。
動的適応性をもつモジュラー型基盤ソフトウェア技術の研究

マイクロOSとして,汎用リアルタイムOSのTOPPERS/JSPカーネル,実時間分散処理向けOSのLP49,センサネットワーク用OSのTinyOSを対象に加えて,動的適応システムへの適用法について検討を行った.マイクロノード間の通信を行う上で安定した通信を行なえる無線アドホックルーティングプロトコルの評価を行い,DSRが有効であることの見通しを得た.ソフトウェアの動的更新機能として,(1)LP49のプロトコルを動的に切り替える機能,(2)TinyOSが制御するデバイスを動的にオンオフする機能,を実装しその検証を行った.(2)については,マイクロノードの実機としてセンサネットワークシステムのMOTEを用いた.LP49がサポートする機能の動的脱着を行う汎用機構の実現に必要となるマルチサーバ化の方式について検討を進めた.これらによりマイクロOSの高機能化の見通しを得た.センサネットワークにおけるデータ取得制御方式の詳細化を進めた.本方式の検証を実機で実施するには限界があるため,複数センサネットワークをコンピュータ上で模擬する環境の設計を行い,実装を進めた.これにより大規模センサネットワークシステムにおけるデータ取得、管理の効率化の確認が容易になる.動的適応システムの応用例として,(1)児童見守り防犯システムの提案とプロトタイプの評価,(2)交差点周辺において歩行者の移動支援を行う方式の提案と基礎評価,を行った.(1)では地域適応プログラムを既存のものと置き換えることで,環境の変化に適応し正常にサービスを提供できることを確認をした.(2)では,自動車や二輪車等の移動体及び歩行者の位置情報と移動履歴の情報を用いることにより,(a)歩行者を適当な経路に誘導する,(b)信号機の切り替えタイミングを動的に変更する,ことにより,交差点における移動体と歩行者の待ち時間を削減する.マイクロOSとして,汎用リアルタイムOSのTOPPERS/JSPカーネル,実時間分散処理向けOSのLP49,センサネットワーク用OSのTinyOSを対象に加えて,動的適応システムへの適用法について検討を行った.マイクロノード間の通信を行う上で安定した通信を行なえる無線アドホックルーティングプロトコルの評価を行い,DSRが有効であることの見通しを得た.ソフトウェアの動的更新機能として,(1)LP49のプロトコルを動的に切り替える機能,(2)TinyOSが制御するデバイスを動的にオンオフする機能,を実装しその検証を行った.(2)については,マイクロノードの実機としてセンサネットワークシステムのMOTEを用いた.LP49がサポートする機能の動的脱着を行う汎用機構の実現に必要となるマルチサーバ化の方式について検討を進めた.これらによりマイクロOSの高機能化の見通しを得た.センサネットワークにおけるデータ取得制御方式の詳細化を進めた.本方式の検証を実機で実施するには限界があるため,複数センサネットワークをコンピュータ上で模擬する環境の設計を行い,実装を進めた.これにより大規模センサネットワークシステムにおけるデータ取得、管理の効率化の確認が容易になる.動的適応システムの応用例として,(1)児童見守り防犯システムの提案とプロトタイプの評価,(2)交差点周辺において歩行者の移動支援を行う方式の提案と基礎評価,を行った.(1)では地域適応プログラムを既存のものと置き換えることで,環境の変化に適応し正常にサービスを提供できることを確認をした.(2)では,自動車や二輪車等の移動体及び歩行者の位置情報と移動履歴の情報を用いることにより,(a)歩行者を適当な経路に誘導する,(b)信号機の切り替えタイミングを動的に変更する,ことにより,交差点における移動体と歩行者の待ち時間を削減する.検証環境の構築と,基本方式(マイクロOSと集合ノードシステムの制御)の検討を並行して進めた.1.検証環境の構築・複数のPCに仮想ハードウェア(ノード)を擬似するソフトウェアを導入し,これらをLANで結合したシミュレーション環境(マイクロOS検証環境)の構築を進めた.・機能を単純化したマイクロカーネルでオープンソースとして公開されているものを調査し機能の比較検討を進めた.またマイクロOS用に追加・変更すべき機能についての検討を進めた.・実デバイス(マイクロノード)の例として無線センサネットワークデバイスを導入し,マイクロOS導入の可能性について評価した.2.基本方式の検討(a)マイクロOSに関し,下記の技術について検討を進めた.・マイクロOSが環境の変化と新たな機能が要求されていること検出し,更新情報を持つデータベースサーバの発見により自律的にソフトウェアを更新する技術.・バージョン管理情報により更新後も既存の機能と状態を保存し,元の状態に随時復帰できることを容易にする技術.・置き換えと追加は細かい粒度で行い,ネットワークの伝送容量に応じてスケジューリングすることにより効率的に更新を行う技術.(b)集合ノードシステムの制御方法に関し,下記の技術について検討を進めた.・連携すべきマイクロノードを発見するための探索発見技術・マイクロノードの関係を動的に変化させる自己組織化技術・マイクロノードを自律分散方式で知的にかつ協調的に自己制御する技術・マイクロノード間でソフトウェアを転送する技術・マイクロノードの自己修復技術1.基本技術の高度化とシミュレーション環境での評価検証環境の高度化と,基本方式(マイクロOSと集合ノードシステムの制御)の評価を並行して進めた.検証環境として,VMware Serverを導入し,複数のマイクロノードの同時シミュレーションを容易に行える環境を構築した.TOPPERS/JSPカーネルをベースとしたリアルタイムOSを用いた擬似マイクロノードの構築を進めた.基本技術を実デバイス上で実装し,実環境での動作確認を行う準備段階として,マイクロノード間の通信を行う上で安定した通信を行なえる無線アドホックルーティングプロトコルの評価を行った.

評価したルーティングプロトコルを実機に移植する前段階として,アプリケーションを含めたプロトコルの動作確認を行うためのシミュレーション環境を作成した.また,そのシミュレーション環境上に複数のマイクロノードを疑似的に動作させた.2.アプリケーションの考案本技術の有効性の具体的な評価を行うために,本技術を活用した具体的なアプリケーションの検討を進めた.具体的には,目的とする動的適応性の有効性を検証するため,防犯システムプロトタイプのシミュレーションを行った.ユーザの移動端末が仕様の異なる他の地域に移動した場合,現在のプログラムでは機能・要求条件を満たせなくなる.この際,MSC(Micro Software Component)と想定する地域適応プログラムを既存のものと置き換える.これにより,環境の変化に適応し正常にサービスを提供できるようになる.シミュレーションにより,この方式が環境の変化に対応し機能・要求条件を満たすことができるようになっているかの確認を行った.さらにセンサネットワークにおけるデータ収集方式について新たな方式を考案した.マイクロOSとして,汎用リアルタイムOSに加え実時間分散処理向けOSのLP49,センサネットワーク用OSのTinyOSを対象に加えて,動的適応システムへの適用法について検討を進めた.ソフトウェアの動的更新機能として,(1)LP49のプロトコルを動的に切り替える機能,(2)TinyOSが制御するデバイスを動的にオンオフする機能,を実装しその検証を行った.(2)については,マイクロノードの実機としてセンサネットワークシステムのMOTEを用いた.LP49がサポートする機能の動的脱着を行う汎用機構の実現に必要となるマルチサーバ化の方式について検討を進めた.これらによりマイクロOSの高機能化の見通しを得た.昨年度提案したセンサネットワークにおけるデータ取得制御方式の詳細化を進めた.本方式の検証を実機で実施するには限界があるため,複数センサネットワークをコンピュータ上で模擬する環境の設計を行い,実装を進めた.これにより大規模センサネットワークシステムにおけるデータ取得・管理の効率化の確認が容易になる.動的適応システムの応用例として,交差点周辺において歩行者の移動支援を行う方式の提案を行い,基礎評価を行った.本方式は,自動車や二輪車等の移動体及び歩行者の位置情報と移動履歴の情報を用いることにより,(1)歩行者を適当な経路に誘導する,(2)信号機の切り替えタイミングを動的に変更する,ものである.これにより,交差点における移動体と歩行者の待ち時間を削減することが期待できる.
レーザーアブレーションによるラジカルビーム生成と表面素過程のレーザー分光計測

本研究の目的は、エキシマーレーザーアブレーションによって物質表面から瞬間的に各種ラジカルビームが発生することに着目し、それにレーザー誘起蛍光法(LIF)を適用して、発生したビームを表面との相互作用の研究を行なうものである。これまで我々はYBCO高温超伝導膜生成プロセスに適用し、Y,Ba,Cu,YO,BaO,CuO等のビームのふるまいについて研究してきた。これらの成果をもとに、各種ラジカルビームの生成に本方法を適用してゆく。本年度行なった研究は以下の通りである。1)YBCOアブレーションプロセスについては、YOラジカルビームについてO_2緩衡ガスとの衝突のダイナミックス、基板との相互作用、微粒子の発生についてより詳細な観測を行なった。2)アルミナセラミックスをアブレイトした時に発生するAl原子ビームのTOF速度分布計測を行ない、酸素との反応について研究した。3)各種ポリマーのアブレイトを試みたが今のところC_2ラジカルビームのみしか観測していない。今後はさらに多原子のラジカル(CH,CH2,CF等)の観測を行なってゆきたい。LIF観測系についても次年度は現在のアレイディテクターからCCDカメラに換え、2次元のTOFイメージングを試みる予定である。
水素および炭素の放射性および安定同位体動態解析のための試料処理法の研究

環境中の水素、炭素同位体の動態解析を発展させるために試料処理技術について研究した。得られた結果は以下の通りである。1.環境水試料中の低トリチウム濃度を測定するためにはそれらの試料を電解濃縮することが必要不可欠である。そのために、試料セルと標準セルを直列に接続して電解濃縮し、試料セルで電解後のトリチウム濃度等を測定すると共に標準セルで装置定数kまたは回収率Rを測定し、試料のトリチウム濃度を算出した。これら二つの方法は環境水中のトリチウム濃度を推定するのに等しく効果的であることが実証された。この結果は2001年つくば市で開催された第6回トリチウム科学技術に関する国際シンポジウムで発表した。2.^<14>C試料の化学処理は多くの時間を要し、従来の方法では1週間に2つの試料を処理できるだけであった。そこで、この化学プロセスについてバナジウム触媒を活性化する装置、チリウムカーバイドを生成する装置およびアセチレンとベンゼンを合成する装置の3つに分割した。その結果、3つの工程を同時に運転するならば、1週間に4つの^<14>C試料を処理できるようになった。3.近年、^<14>C年代は炭素同位体の分別補正および暦年代への較正をおこなうことが求められている。我々は木炭試料について幾つかの例を八戸工業大学紀要21巻、2002に報告した。4.八戸地域で交通状況が異なる幾つかの場所に生育しているタンポポの葉の中の^<14>C濃度を調査し、タンポポの^<14>C濃度は局所的な交通条件に呼応していることを確認した。5.本学のキャンパス内で2000年1月から2001年12月まで、一雨ごとに採取した降水中の水素安定同位体比、δDについて調査した。そして、δDの季節変化は温度効果、"やませ"の効果および降水の発達場所という3つの因子によって説明した。1.電解濃縮したトリチウムを含む試料水の初期トリチウム濃度を正確に求める方法として電解前後の重水素濃度比とトリチウム濃度比から装置定数を求め、これを用いて他の試料水中の電解前のトリチウム濃度を推定する方法に関する実験的検討をおこなった。すなわち、2個の電解濃縮装置を直列に接続し、一方から装置定数を求め、これを用いて他方の試料水に関する電解前後の重水素濃度と電解後のトリチウム濃度から電解前のトリチウム濃度を算出し、実測値との比較から推定精度を調べた。この結果は平成13年11月つくば市でおこなわれた、第6回トリチウム科学技術に関する国際シンポジウムで発表した。2.放射性炭素試料の試料処理の効率化については試料工程のうち、一部処理工程を同時進行できるように改良し、独立して操作できるようにした。その結果、これまでは1週間に2試料しか処理できなかったのが、1週間に4試料の処理が可能となった。この試料処理に関する改良をまとめて本学紀要に発表した。また、十数年に渡って使用してきたアセチレンからベンゼン合成までをおこなうガラス製特注装置について、配管、バルブ、真空計の不具合を抜本的に補修、改良した。3.八戸地方で採取した降水のδDとpHの相関、環境試料の^<14>C比放射能に対するdead carbonの影響について第38回理工学に関する同位元素・放射線研究発表会で発表した。また、^<14>C年代の炭素同位体分別補正および暦年代への較正についてまとめを本学紀要に発表した。平成14年度において実施した研究実績について、交付申請書に記載した「研究目的・研究実施計画」に対応させて記載する。

1.濃縮時の試料水中の重水素濃度変化を利用した濃縮率算出方法について2つの電解素子を直列に接続して一方の電解槽に高濃度の標準水試料を、他方に濃度を知りたい試料水を入れて電解濃縮実験を繰り返した。その際、電解素子の電気容量の測定に基づき、2つの電解素子の電極間距離をなるべく近い値に調整した。その結果、電解濃縮による重水素濃度変化を利用する方法によってトリチウム濃度を求めた場合と従来からおこなわれている試料水の重量変化から求めた場合の値がほぼ一致し、重水素濃度変化を利用した方法の有用性が確認されたので、学会発表をおこない本学研究所紀要に投稿・発表した。2.植物試料の放射性炭素濃度測定のための試料処理法の改良について植物試料を燃焼して発生させた炭酸ガスを液体窒素で固化しこれを溶融リチウム金属と反応させてカーバイドを生成する方法はアンモニア水を必要としない点で環境に配慮した方法である。この方法を実施するための試料処理装置の構造、配管等を検討した。また、従来の方法でタンポポについて試料処理をおこない、タンポポが自動車排ガスに関する大気環境指標とすることが出来ることを確認し、本学研究所紀要に論文を発表した。3.八戸地域における降水中の水素安定同位体比の測定2000年から2001年までの2年間の結果についてその季節変化の類似点について考察し、日本地球化学会第49回年会で発表し、本学研究所紀要に報告した。また、酸素安定同位体比測定のための水試料前処理装置を設計製作中である。