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灌漑管理統合評価指標の開発～改めて「良い灌漑とは？」

世界における人口と食料需要の増加や、日本国内の農業・農村の構造変化、さらに気候変動に鑑み、今後さらに重要となる灌漑管理の役割の再評価と改善策の検討に必要となる評価指標の開発を進めた。既存の調査研究や改善事業で用いられてきたものを基礎に置きながら、エジプト・ナイルデルタと日本・愛知川地区を主要な事例地区として、灌漑の根幹にある共同管理の意義とその機能を評価する視点から実態を観測・分析する事例考察を重ねた。エジプトでは、共同管理の歴史的形成過程を再現・考察する方法の基礎をも構築した。新たな灌漑管理統合評価指標を開発することを最終的な目標に据え、主に事例対象としたエジプトを中心にして調査研究を進めた。採択が平成24年11月となり、研究期間が限られたため、情報と調査観測体制の整備を重点的に進めた。エジプトでは、ナイルデルタのダカルト地区を重点調査地区に選定し、水資源灌漑省の国立水研究センター・水管理研究所の協力を得て、灌漑管理の概況を調査し、水動態・水配分と作物生育の調査体制を整備し、必要な観測機器の設置を行った。また、アスワンハイダムを根幹とするナイル川の水資源管理の枠組みについて、聞き取りを含めて現地調査を行った。さらに、水管理の基本構造を分析する基礎として、灌漑システムの形成・展開に関する文献資料を収集し、ナイル川の氾濫を利用したベイスン灌漑を再現評価する洪水氾濫モデルの改良を進めている。調査研究の課題と方法を議論するため、12月にカイロで研究分担者・協力者と現地研究者・技術者が集まり、国際ワークショップ「Designing Local Water Management Framework」を開催した。副事例調査地区である滋賀県愛知川地区では、灌漑管理統合評価指標を構成する主要要素となる反復利用程度、水源多様性、水質、生物多様性、節水程度、取水安定性に着目し、水利用と水質を調査した。その結果、酸素水素同位体が反復利用の有力指標となることが示唆された。地域資源管理における共同の実態と意義を広く検討するために、中国の水問題に関する研究データベースを作成した(中国語約500件、日本語約250件、英語約300件)。また、モンゴルの鉱産資源開発に伴う環境問題について国際会議を開き、鉱物等の資源開発が水資源管理に及ぼす影響を明らかにした。モンゴルについては国営農場に関する資料集を作成して、近代的農業開発における灌漑・地域水資源管理の意味を考察した。重点調査地区に選定したエジプト・ナイルデルタのダカルト地区において、前年度の調査及び計器等の設置を踏まえ、同国水資源灌漑省の国立水研究センター・水管理研究所の協力を得て、灌漑管理の実態を調査した。とくに、地区水路系における用水配分と圃場レベルの水動態・作物生育の調査を進め、観測データの集積を行った。これにより、用水供給の「信頼性」に関わる新たな指標を提案できた。また、これまでの様々な灌漑改善事業の比較検討を行い、その成果の一部は国際会議で発表した。さらに、アスワンハイダムを根幹とするナイル川の水資源管理の枠組みについても、既存の「水ストレス指標」の適用を軸にして、開発事業のサステイナビリティ評価を試みた。ただし、平成25年6月の現地の「政変」による政情・治安の不安定化のために、現地における活動が困難となり、現地研究機関の調査・資料収集に依存しなければならなくなり、調査に制約が生じた。国内で行える、水管理の基本構造を分析する基礎としての、ナイル川の氾濫を利用したベイスン灌漑を再現評価する洪水氾濫モデルの改良、その基礎となる古土地利用再構築モデルの開発は進めることができた。参考事例調査地区である滋賀県愛知川地区では、灌漑管理統合評価指標を構成する主要要素となる取水の安定度に注目し、それを構成する基本要素について一定の定量評価ができた。また、地域資源管理における共同の実態と意義を広く検討するために、乾燥地における灌漑の意味や位置づけについて、モンゴルの農業を題材にして文献及び現地調査から考察を行った。重点調査地区に選定したエジプト・ナイルデルタのダカルト地区において、エジプト国立水研究センター・水管理研究所の協力を得て、灌漑管理の実態を継続調査した。とくに、地区水路系における用水配分と圃場の水動態・作物生育の調査を進め、作付体系及び用水需給を中心にして観測データの集積を継続した。また、農家や水管理関係者(行政技術者)からの記録・資料の収集に加え、農家用水組合の用水配分や管理に対する認識や評価に関する意見を聞き取り調査で直接把握することができた。さらに、アスワンハイダムを根幹とするナイル川の水資源管理の枠組みについても、既存の「指標」の適用を軸にして、開発事業のサステイナビリティ評価を試みた。ただし、平成25年6月の現地の「政変」による政情・治安の不安定化の影響は継続し、日本人研究者による現地調査活動には制約が残り、引き続き現地研究機関の調査・資料収集に依存する項目や局面は多かった。

国内で行える、水管理の基本構造を分析する基礎としての、ナイル川の氾濫を利用したベイスン灌漑を再現評価する洪水氾濫モデルの改良は、十分とはいえなかったが進めることができた。参考事例調査地区である滋賀県愛知川地区では、灌漑管理統合評価指標を構成する主要要素となる取水の安定度について継続して検討し、それを構成する基本要素について定量評価ができた。また、地域資源管理における共同の実態と意義を広く検討するために、乾燥地における灌漑の意味や位置づけについて、中国とモンゴルの農業を題材にして文献及び現地調査から考察も継続して進めた。以上の調査分析やモデル解析を総合して,灌漑システムの「総合的な評価指標」の確立を目指したが,収集データの制約から、中心となる用水需給に関する指標の整理と適用に重点を置き、水田稲作の自由な展開が用水配分に大きく影響を与えていることを定量的に評価することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。地域環境工学・農業農村工学26年度が最終年度であるため、記入しない。「灌漑管理統合評価指標」の構築に向けて、基本的な検討の枠組みと事例調査地区における情報・資料の収集を進めている。また、次年度以降の調査研究の体制の整備も進めることができた。課題採択と研究開始が遅くなったことを考慮すると、おおむね順調に進展していると評価できる。「灌漑管理統合評価指標」の構築に向けて、基本的な検討の枠組みと事例調査地区における情報・資料の収集を進めることができた。しかし、エジプトの政情・治安の制約から、現地での調査活動が著期間実施できず、予定していた観測や資料収集・聴き取りに遅れが生じたが、その分、国内での資料分析やモデル開発、一部成果の取りまとめ発表は進めることができた。これらを総合的にみると、現地調査の遅れを踏まえても、「おおむね順調に進展している」と評価できる。研究の第2年度を含め,今後は以下のように研究を進める方針である.1)主要調査対象地域としたエジプトのナイルデルタにおいて、国立水研究センター水管理研究所と協力して、必要な記録資料の収集、現地観測を継続して行う。2)とくに、取水・配水の時空間変動など水利用の実態を、圃場レベルと地区レベルにおいて、適度な精度で把握する。3)農家などの利水者や水管理関係者(行政、技術研究者)からの記録・資料の収集に加え、前年度に準備した聞き取り調査も継続して本格的に実施する。4)水利用の根幹にある共同の歴史的な形成を、考古・歴史資料の分析と、水文・水利モデルの開発適用を組み合わせて再現・考察するための手法を開発し、検討を進める。5)事例調査地区における実態調査の成果を、現地研究者や関係者を含む研究参加者が提示するメカニズム分析を統合して、因果関係チャートとして表現する。6)因果関係チャートとモデル分析で状況を端的に表現することができる項目を試行的に選択・抽出し、その尺度を定めて「灌漑管理統合評価指標」(案)をとりまとめる。7)指標は、中心事例調査地区であるエジプト・ナイルデルタの他、資料の活用できる条件の異なる地域への適用を考察する。必要に応じて、現地調査も行う。
東南アジア小農部門における農業生態系を踏まえた商業的農業の確立に関する研究

近年における東南アジア農業の構造的変化は農業商業化として把握できる。これは技術、制度、経済そして経営における質的量的変化であるが、必ずしもエステート部門の拡大を意味しない。それは伝統的な小農部門において顕著に生じている現象で、その変容過程とインパクトに関する実態分析を踏まえて一層の農業発展方向を検討する必要がある。本研究は商業的農業の展開が著しいタイにおいて、異なるエコシステムの下における農業商業化の実相を持続的農業視点から解明することを目的として3年計画で実施した。本研究では、東北タイのコンケン県、北タイのチェンマイ県、および中部タイのノンタブリ県を実態調査の対象地として、それぞれ2村落、合計300戸の個別農家を選出し、質問表を用いて経営と技術に関するデータを収集した。個別農家のインタビュー調査や県農業局など政府期間における関連調査も実施した。個別農家質問票データは東京農業大学でコンピュータに入力し、共同研究者が各自の分担課題に添ってデータの加工・分析を行った。各自の報告論文は全体として英文報告書に取りまとめ中である。主要な研究成果を要約する。1.小農部門における農業商業化は水田のみならず畑作地帯でも生じている。水田地帯における近年の変化は野菜や果樹など園芸作物への転換である。このためには、水田土地基盤を独特な輪中方式による畑へと転換する必要がある。洪水に見舞われ易いノンタブリ県では当然のことであるが、コンケンやチェンマイにおいても同様な土地基盤整備が農家の自己負担で推進されている。輪中のなかに高広畦を設置するシステムは、雨季・乾季の気象条件が異なる地域では合理的な水利用・管理を可能にする優れた農法である。2.ノンタブリとコンケン両県における調査村では極めて集約的な野菜栽培が行われており、その収益性は稲作に比べて著しく高い。しかし、農薬や液肥など化学的投入財への過度の依存が一般化しており、食品の安全性や農民の健康のみならず水質汚濁など深刻な環境問題を生じつつある。収益性を維持しつつも環境保全型の代替農法の開発が緊急課題となっている。3.チェンマイの水田地帯では労働集約的な伝統的水田多毛作から果樹経営への移行が顕著である。ノンタブリで見られるような輪中方式による樹園地化によって、ロンガンやマンゴ-の導入が進んでいる。これは、チェンマイ果実の高収益性および農外産業への若年労働力の流出による農民の高齢化を反映したものである。4.コンケン県、あるいは広く東北タイの畑作地帯では、1960年代から市場対応型の畑作が展開し、特定作物の単一栽培を特徴としてきた。しかし、単一栽培は価格下落によって壊滅的ダメ-ジを受け、別の作物への転換を余儀なくされたり、エコシステムを破壊し、森林伐採、塩類土壌などの環境問題を生起してきた。現在、キナフ、メイズ、キャッサバに替わる換金作物の導入が模索されているが、作物選択および栽培方法においてエコシステムへの配慮が必要であると指摘できる。以上のように、本研究では農家の実態調査に基づいて、商業的農業の展開に関する土地基盤整備、野菜栽培技術、野菜流通過程、食品加工、経営収支など広範な領域で問題点の解明を行った。稲作の低所得水準を反映して、農業商業化は野菜や果樹への転換という形態で進展していること、その過程で種子の提供や生産物の購入など商人が積極的に介入していることが明らかになった。タイ政府も近年では稲作転作政策を採用し、野菜や果樹を含む経営複合化を奨励している。しかし、先進的な野菜栽培を行う調査村の事例を検討した結果、近代農法を活用した商業的野菜生産では深刻な環境問題が生じ易く、生態系と調和した栽培技術の確立が緊急の課題であると結論できる。

2.ノンタブリとコンケン両県における調査村では極めて集約的な野菜栽培が行われており、その収益性は稲作に比べて著しく高い。しかし、農薬や液肥など化学的投入財への過度の依存が一般化しており、食品の安全性や農民の健康のみならず水質汚濁など深刻な環境問題を生じつつある。収益性を維持しつつも環境保全型の代替農法の開発が緊急課題となっている。3.チェンマイの水田地帯では労働集約的な伝統的水田多毛作から果樹経営への移行が顕著である。ノンタブリで見られるような輪中方式による樹園地化によって、ロンガンやマンゴ-の導入が進んでいる。これは、チェンマイ果実の高収益性および農外産業への若年労働力の流出による農民の高齢化を反映したものである。4.コンケン県、あるいは広く東北タイの畑作地帯では、1960年代から市場対応型の畑作が展開し、特定作物の単一栽培を特徴としてきた。しかし、単一栽培は価格下落によって壊滅的ダメ-ジを受け、別の作物への転換を余儀なくされたり、エコシステムを破壊し、森林伐採、塩類土壌などの環境問題を生起してきた。現在、キナフ、メイズ、キャッサバに替わる換金作物の導入が模索されているが、作物選択および栽培方法においてエコシステムへの配慮が必要であると指摘できる。以上のように、本研究では農家の実態調査に基づいて、商業的農業の展開に関する土地基盤整備、野菜栽培技術、野菜流通過程、食品加工、経営収支など広範な領域で問題点の解明を行った。稲作の低所得水準を反映して、農業商業化は野菜や果樹への転換という形態で進展していること、その過程で種子の提供や生産物の購入など商人が積極的に介入していることが明らかになった。タイ政府も近年では稲作転作政策を採用し、野菜や果樹を含む経営複合化を奨励している。しかし、先進的な野菜栽培を行う調査村の事例を検討した結果、近代農法を活用した商業的野菜生産では深刻な環境問題が生じ易く、生態系と調和した栽培技術の確立が緊急の課題であると結論できる。本研究は3カ年計画でタイにおける小農部門の商業化の実態と問題点を調査し、農業生態系を踏まえた新しい農法の確立方向を探究することを目的としている。初年度である平成5年度には、8月6日から30日までメンバー全員が参加して現地調査を実施した。タイ側共同研究者とともに、ノンタブリ県、チェンマイ県およびコンケーン県の3カ所で予備調査を実施し、各地域2つずつ合計6つの村落を詳細な質問票調査対象村として選出した。調査村は、ノンタブリ県ではバンブアトン郡のバンブアトン村とバンラッパタナ村、チェンマイ県ではチョムトン郡ソッタエ村およびサンパトン郡タ-ワンピァオ村、コンケーン県ではムアン郡ブララブ村およびパッユン郡カンポーン村である。いずれも水稲栽培に加えて、果樹、野菜、畑作物、畜産などの導入が進み、農業経営が多様化し商業化が進んでいる村落である。一部には農産物加工も見られる。予備調査では地域概況調査や農家のインタビュー調査も実施した。これを踏まえて共同研究者全員で農家質問票を作成した。質問票はタイ側共同研究者の責任において、タイ語に翻訳され、バンコクで印刷された。その後、カセサート大学、チェンマイ大学およびコンケーン大学の協力の下で、6つの村落において農家の質問票調査を実施した。調査戸数は各村落50戸ずつで合計300戸に達した。
浸透圧調節系に対する体温調節系からの修飾機構とその生理的意義のの解析

体温調節系と浸透圧調節系は密接に関連しあって機能している。我々はヒトにおいて体温の上昇が浸透圧調節系の機能を浸透圧依存性に亢進させることを明らかにしてきたが、ラットを用いた実験モデルを作成してそのメカニズムを更に明らかにすることを目的とした。ラットを用いた実験モデルを作成するにあたって、先ずラットの浸透圧刺激性飲水パターンを明らかにするための実験を行った。ラットの側脳室内に高張性の人工髄液を持続注入して飲水量を測定した。また、容量刺激による飲水のパターンと浸透圧刺激性の飲水パターンを比較するため、利尿剤であるfurosemideを投与した際のラットの飲水量も測定した。浸透圧刺激は直ちに飲水を惹き起こしたのに対し、容量調節系の飲水の発現は、浸透圧刺激性の飲水に比べて有意に遅れ、更に長時間にわたって持続することが明らかとなった。この実験よりラットの飲水パターンは、イヌ等の動物と比べヒトのそれに近く、実験のモデル動物として妥当であることが明らかになった。しかし、ラットは、浸透圧刺激によりナトリウム利尿が起こって浸透圧調節に働く点はヒトとは異なる反応を示した。体温上昇の浸透圧刺激飲水に対する影響を明らかにするためにラットに浸透圧刺激を加えた後の飲水量を高温環環境下(32°C)とラットにおける中性温度域である24°Cの環境温下で比較した。室温32°Cの環境下でラットの体温は、0.5°Cから1°C上昇し、飲水量は体温の上昇により約30%低下した。この結果は、ヒトにおける反応とは異なった。体温の上昇によりラットの行動量が低下したことが飲水行動の抑制を惹き起こしたものと考えられる。現在、血漿バゾプレッシング濃度の測定を行っており、血漿バゾプレッシングの反応よりラットにおける体温上昇による飲水量の低下が、浸透圧調節系に対する抑制なのか行動の抑制であるのかが明らかになると期待される。また、ラットの体温の上昇を環境温の上昇にではなく、thermodeを用いて上昇させる実験も計画中である。
電子線ビームによる中重ラムダハイパー核の研究

2005年6月より、米国Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jlab)にて、(e, e'K+)反応を用いたラムダハイパー核分光実験を行った。(e, e'K+)反応によるハイパー核分光は、近年その利用が技術・質の両面で実現可能が示された開拓的研究分野であり、且つクォークハドロン物理にとって基本的重要性を持っている。本実験の目的は、1:Jlab Hall C既設のスペクトロメータに代わり、我々が新たに開発した高分解能・大立体核我々が新たに開発した高分解能・大立体角K+中間子スペクトロメータを導入、2:既設の散乱電子スペクトロメータを、粒子分散面に対して垂直上方に傾ける「Tilt法」を採用し、バックグラウンド因子となる制動放射起因電子を劇減させることにより、中重質量領域に至るまでのΛハイパー核の質量スペクトルを、世界最高水準の分解能・統計で測定することである。更に、様々な原子核について、核内に束縛されるΛ粒子の単一粒子状態を精度良く決定し、原子核内部におけるΛ粒子の振舞い、Λ粒子核子間相互作用を究明することを目的としている。申請者は「Tilt法」の具体的なパラメータ、すなわち磁石の傾き角度、分散平面に対する磁石のオフセットの最適化を行い、本実験においては散乱電子スペクトロメータの検出面に於ける粒子の到達レートが、同位置に配置される位置検出器の検出限界を超えないことが確認された。また、実験遂行に必要なあらゆる検出器及び回路の性能検査、データ解析プログラムの開発及び試験等の最終検査を行った。本実験中は、実験シフトのコアメンバーを担いつつ、散乱電子側の光学計算を平行して行った。特に質量スペクトルを算出するために欠かせない、スペクトロメータの光学パラメータの最適化を、現地の実験協力者らと議論しつつ推し進めた。2005年6月より、米国Thomas Jefferson National Accelerator Facility(Jlab)にて開始される、(e,e'K+)反応を用いたラムダハイパー核分光実験に向けた、検出器の最終性能確認、解析プログラムの開発・検証を行った。(e,e'K+)反応によるハイパー核分光は、近年その利用が技術・質の両面で実現可能が示された開拓的研究分野であり、且つクォークハドロン物理にとって基本的重要性を持っている。申請者は「Tilt法」の具体的なパラメータ、すなわち磁石の傾き角度、分散平面に対する磁石のオフセットの最適化を行った。また最適化されたtiltパラメータ条件において、散乱電子スペクトロメータの検出面に於ける粒子の到達レートが、同位置に配置される位置検出器の検出限界を超えない結果を確認した。

本実験中は、実験シフトのコアメンバーを担いつつ、散乱電子側の光学計算を平行して行った。特に質量スペクトルを算出するために欠かせない、スペクトロメータの光学パラメータの最適化を、現地の実験協力者らと議論しつつ推し進めた。
石炭産業と地域社会一1930～50年代における地域間比較一

本研究では、1930年代1950年代における石炭産業の展開について、北海道、および九州の地域間比較を軸としっっ、分析した。戦前期において北海道と九州の石炭労働市場を比較すると、大分異なる様相を呈していた。これは、機械化の進展や、炭鉱の規模のほか、地域社会との関係による部分が大きかった。戦後石炭産業に関しては、労働争議による減産、電力利用などについて、新たな論点を提示した。本年は、研究対象地域のうち、主として北海道に関して研究を進め、そのうち両大戦間期における炭鉱労働者の雇傭状況について成果を報告し、論文として公刊した。本年度の研究において明らかになったのは、以下の諸点である。第一に、1920年代においては、北海道と筑豊地域における鉱夫賃金の格差が大きかったが(北海道が高く、筑豊が低い)、昭和恐慌期の過程において、解消する(北海道の賃金が、筑豊並みに低下する)。この傾向は、大炭鉱企業について筑豊・北海道それぞれに所在する炭鉱を比較してみても同様であった。第二に、本稿が対象とした事例(三菱鉱業株式会社美唄砿業所・大夕張砿業所)においては、1920年代における鉱夫の属性は、従来の研究が描いてきた「渡り鉱夫」像(出身地は東北と朝鮮が中心であり、前職は鉱夫が多く、移動率が高い)に近いものであった。しかし、これは昭和恐慌期に大きく転換する。1930年代には北海道・東北出身者が中心を占め、前職については農業出身者が多数となった。他方で勤続年数については、長期勤続者の数も漸増するものの、昭和恐慌期における(自発的、および非自発的)離職者の不補充があった後に、33年から新規採用を増加させたため、1930年代半ばにおける勤続年数の構成に関しては、短期勤続者が中心となっていた。こうした劇的な変化の背後に、三菱美唄・大夕張両砿業所における積極的な機械導入があったことを指摘した。地域間比較の観点からみると、筑豊や三池では上記のような変化が生じなかった背景として、これらの地方においては当該期に保護鉱夫、および囚人労働の廃止問題があり、労働力需要のあり方が北海道とは異なっていたことを強調した。前年度は、主として戦前期(1930年代)における労働市場の地域間比較を中心として研究を進めたので、当年度は1930年代における炭鉱経営の地域間比較、および戦後期、とりわけ1950年代における北海道・九州地方における石炭産業の展開について、検討を進めた。研究に際しては、当初予定した通り、三井文庫、三菱史料館、九州大学記録資料館などにおける文書資料の閲覧を中心とし、新資料の発掘に努めた。これまで利用されてこなかった北海道炭礦汽船、三菱鉱業などにおける炭鉱職員・労働者の回顧録、および主として1950年代後半における大手炭鉱の生産に関する内部統計などを入手し、整理した。当年度における具体的な研究の成果としては主として2つである。1つは、1930年代における炭鉱経営についてである。同時期における炭鉱経営のあり方は、北海道と九州(筑豊)とで大きく異なった。筑豊炭鉱互助会を中心とする中小炭鉱、および九州の地揚大手が、財閥系を中心とする中央資本と競合していた九州と異なり、北海道では、財閥系の三社(三井鉱山・三菱鉱業・北炭)が大きなシェアを占めた。同時に、それぞれが炭鉱合併を進めたが、その背景には九州との流通諸費用の差、および当該期におけるカルテル対策があった。こうした炭鉱経営のあり方が、労働市場の相違とも相俟って、両産炭地域における地域社会としての性格の違いを生じさせていると思われる。もう1つは、1950年代末60年代前半における大手炭鉱の生産状況についてである。特に当該期においては、北海道を中心に、労働争議による減産が相当な量を占めることを資料によって実証し、また炭鉱における自家発電が、北海道の大手を中心にかなり進められていたことを指摘した。これらから、戦前期における地域間の相違を前提としつつ、戦後期についても様々な角度から地域間比較を行う必要があることを示唆した。
細胞増殖因子ポリアミンの量的変化とその調節機序

1.スペルミジン取り込み系のエネルギー供給に関与するPotAを均一に精製し、その性質を検討した。その結果、ATPaseの活性中心はN-末端側にあり、膜貫通蛋白質(PotB及びPotC)との相互作用にはC-末端部分が関与していることが明らかとなった。また、Cys54とVal135はATPase活性に必須であった。2.スペルミジン取り込み系のペリプラズムに存在する基質(スペルミジン)結合蛋白質のスペルミジン結合部位を、X線結晶構造解析及び1アミノ酸残基置換変異PotD蛋白質の活性測定より同定した。その結果、4分子の酸性アミノ酸残基、3分子のTrp残基及び3分子のTyr残基がスペルミジン結合に関与していることが明らかとなった。なかでもNH基を認識するAsp257が最も重要であった。また、スペルミジン[NH_2(CH_2)_4-NH(CH_2)_3NH_2]のアミノプロピル基を認識するアミノ酸残基(Glu171及びTrp255)がPotDによるスペルミジン認識に強く関与していた。3.プトレスシン排出を行うPotEの構造と機能を解析した。PotEはプトレスシンが細胞内に過剰蓄積すると、プトレスシン/オルニチンアンチポ-タによりプトレスシンを排出した。プトレスシンに対するKm値は73μMであり、反応はエネルギーを必要としなかった。一方、PotEはプトレスシンを取り込むこともできた。この場合はエネルギー源として膜電位を必要とし、プトレスシンに対するKm値は1.8μMであった。PotEのトポロジーをPotEの長さの異なるN-末端部分にアルカリフォスファターゼ(AP)またはβ-ガラクトシダーゼ(β-gal)を融合し、活性を測定することにより決定した。APはペリプラズムに存在する場合のみ活性を示し、β-galは細胞質に存在する場合のみ活性を示す。この活性測定より、PotEは12ヶ所の膜貫通領域を持ち、N末端側とC末端側は共に細胞質側に位置することが明らかとなった。また、PotEの活性中心は細胞質側に存在し、Glu77、207、433が活性発現に必須であった。大腸菌のスペルミジン優先取り込み系は基質結合蛋白質(PotD)、ATP結合部位を有する膜表在性蛋白質(PotA)、及び2種のチャンネルを形成する膜貫通蛋白質(PotB及びPotC)より構成されるABCtransporterの一種である。このうちのPotAとPotD蛋白質を均一に精製し、酵素化学的性質を検討すると同時に、site-directed mutagenesisによりアミノ酸置換蛋白質を作製しその性質を検討した。1)精製したPotA蛋白質はATPase活性を示し、その比活性は400nmol/min/mg proteinであり、基質ATPのKm値は385μMであった。ポリアミン輸送欠損株NH1596のPotA蛋白質は135番目のバリンがメチオニンに変異しており、ATPase活性を欠損していた。この系によるポリアミン取り込みがSH阻害剤により阻害されることから、PotA蛋白質中に存在する3個のシステイン残基(C26、C54及びC276)を変異させた結果、54番目のシステイン残基が活性発現に必須であった。従って、PotA蛋白質はN末端側にATPaseの活性中心が存在することが明らかとなった。2)PotD蛋白質のX線結晶解析より、ポリアミン結合に関与するアミノ酸残基が同定されたので、それらを変異させたPotD蛋白質を作製し、ポリアミン結合活性と輸送活性を測定した。その結果、結合活性と輸送活性はほぼ相関しており、4分子の酸性アミノ酸残基(E36、D168、E171、D257)、3分子のトリプトファン残基(W34、W229、W255)、及び3分子のチロシン残基(Y37、Y85、Y293)が基質スペルミジンとの相互作用に関与していた。特にスペルミジンのジアミノプロパン部分と相互作用するE171、W255及びD257の変異により活性が著しく低下することが明らかとなった。

プトレスシンに対するKm値は73μMであり、反応はエネルギーを必要としなかった。一方、PotEはプトレスシンを取り込むこともできた。この場合はエネルギー源として膜電位を必要とし、プトレスシンに対するKm値は1.8μMであった。PotEのトポロジーをPotEの長さの異なるN-末端部分にアルカリフォスファターゼ(AP)またはβ-ガラクトシダーゼ(β-gal)を融合し、活性を測定することにより決定した。APはペリプラズムに存在する場合のみ活性を示し、β-galは細胞質に存在する場合のみ活性を示す。この活性測定より、PotEは12ヶ所の膜貫通領域を持ち、N末端側とC末端側は共に細胞質側に位置することが明らかとなった。また、PotEの活性中心は細胞質側に存在し、Glu77、207、433が活性発現に必須であった。1.スペルミジン取り込み系のペリプラズムに存在する基質(スペルミジン)結合蛋白質のスペルミジン結合部位を、X線結晶構造解析及び1アミノ酸残基置換変異PotD蛋白質の活性測定より同定した。その結果、4分子の酸性アミノ酸残基、3分子のTrp残基及び3分子のTyr残基がスペルミジン結合に関与していることが明らかとなった。なかでもNH基を認識するAsp257が最も重要であった。また、スペルミジン[NH_2(CH_2)_4-NH(CH_2)_3NH_2]のアミノプロピル基を認識するアミノ酸残基(Glu171及びTrp255)がPotDによるスペルミジン認識に強く関与していた。プトレスシン排出を行うPotEの構造と機能を解析した。PotEはプトレスシンが細胞内に過剰蓄積すると、プトレスシン/オルニチンアンチポ-タによりプトレスシンを排出した。
次世代ゲルマニウムデバイスの実現に向けたゲートスタック技術の研究

近年の情報化社会の基礎を担う大規模集積回路の高集積化・高性能化は、その基本構成要素であるMOSFETの微細化により達成されてきた。しかし、従来のシリコンをベースとしたMOSFETの物理的限界を考慮すると、微細化とは異なる手法でデバイスの高性能化を実現する必要があり、チャネルの高移動度化が有望な技術として期待されている。本研究では、シリコンよりも高い移動度を有するゲルマニウム(Ge)に着目し、Ge-MOSデバイスの実現に向けた技術課題の背景にある物理現象を解明すると共に、デバイス応用に向けた要素技術の研究に取り組んできた。昨年度は、良質なGeO_2/Ge界面特性とGe_3N_4膜の高い安定性に注目して、極薄GeO_2膜表面をプラズマ窒化することによりGe酸窒化(GeON)膜を作製し、シリコン酸化膜換算膜厚(EOT)1.7nmの薄膜領域においても優れた界面特性を有していることを見出した。本年度は、Ge基板上に形成した極薄GeON膜をゲート絶縁膜として用いたp型Ge-MOSFETを作製し、そのトランジスタ特性を評価した。その結果、Ge-MOSFETの正孔移動度のピーク値は414cm^2/Vsであり、従来のSi-MOSデバイスの移動度特性と比較して2.4倍の移動度を得ることができた。このように高い移動度を実現できたことは、デバイスの高速化という観点から大変重要である。また、EOTが小さくなるほど界面準位密度は増大し、様々な散乱機構の影響を受けることで実効移動度が劣化する傾向があるが、報告されているEOTと実効移動度のトレンドと比較して、本研究で作製したMOSFETの大きな優位性を確認した。パッシベーション膜やhigh-k膜を用いることなく、薄膜領域で高い移動度を得ることができたが、この結果はGeONの高い安定性と優れた界面特性を裏付けている。この研究内容は国内外の学会で高く評価された。Si-MOSデバイスを凌駕する高移動度Geデバイスの実現に向けたゲートスタック構造の作製を目的として、本年度では、Ge-MISデバイスにおける有望な絶縁膜であるが形成が困難とされている純窒化膜の成膜プロセスを確立し、その詳細な物性についての解析を行った。まず、窒化初期におけるGeの表面状態を独自の超高真空表面分析装置を用いて観察した結果、プラズマ窒化プロセスの初期反応において炭素不純物が除去される現象を確認し、ドライプロセスにおけるプラズマ窒化を応用した低温Ge表面清浄化技術を提案することに成功した。この研究成果について、英文論文誌Applied Surface Scienceに投稿し、受理された。続いて、高密度窒素プラズマを用いてGe表面を直接窒化することにより、酸素を含まない純窒化膜の作製に成功した。こうして作製した窒化膜の基礎物性を評価した結果、Ge酸化膜と比較して耐熱性及び耐湿性に優れており、窒化膜がGeチャネル上の絶縁膜として、あるいは高誘電率(High-k)膜との界面層として有望であることが分かった。この研究結果については、英文論文誌Japanese Journal of Applied Physicsに掲載されている。また、窒化膜の電気特性を評価した結果、非常に良好な絶縁膜であり、Ge基板との界面特性にも優れていることが分かった。加えて、フッ素イオン注入による窒化膜と基板の界面特性向上効果を見出した。これらの研究結果を国内外の学会で発表し、高い評価を受けている。さらに、各種High-k材料(A1系及びZr系酸化物)を導入した新規ゲートスタック構造の作製とその物性及び電気特性評価を現在行っており、第一原理計算に基づく窒化膜/Ge界面における物性の詳細な解析と合わせて、最終目標である窒化膜をベースとしたGe-MISデバイスの実現に向けての研究を進めている。超LSIの性能向上はその心臓部を担うMOSFETの高性能化によって達成されており、今日に至るまで比例縮小則に従った微細化によって高集積化と性能向上を実現してきた。しかし、微細化に伴うゲート絶縁膜の薄層化によって、消費電力の増大や長期信頼性の面でデバイス特性に深刻な影響を及ぼしている。そこで微細化に依存せずに大きい駆動電流を得るための「ポストスケーリング技術」が求められており、チャネル移動度の向上が最も直接的なアプローチである。本研究では、シリコンで培ってきたトップダウン技術を応用でき、シリコンと同族のIV族半導体であるゲルマニウムに着目し、ゲルマニウムMOSデバイスの実現に向けた要素技術の研究に取り組んできた。昨年度は、高密度プラズマ窒化技術を応用したゲルマニウム表面の低温清浄化技術の確立、およびゲート絶縁膜としてのゲルマニウム純窒化膜の作製とその物性・電気特性評価を行った。本年度は、デバイスへの応用を考慮し、絶縁膜のさらなる薄層化と界面特性の向上を目指し、ゲルマニウム酸窒化膜の作製とその評価に取り組んだ。薄酸化膜(約2nm)をプラズマ窒化してゲルマニウム酸窒化膜を作製することで、酸化膜表面の清浄化と酸化膜のプロセス耐性向上に加え、薄膜領域においても優れた絶縁特性や界面特性を示すことを見出した。こうした酸窒化膜作製の独創的なアイディアと優れた成果によって、Applied Physics Lettersに英文論文誌が受理され、国内外の学会でも高い評価を受けている。さらに、米スタンフォード大学に約40日間留学し、半導体の先端研究に触れることで多くの刺激を受けるとともに、今後の研究に有意義な議論を活発に行うことができた。現在、高誘電率絶縁膜(high-k膜)を有したゲートスタック構造を提案し、これまでの要素技術を取り入れたトランジスタの作製及び評価に取り組んでいる。

近年の情報化社会の基礎を担う大規模集積回路の高集積化・高性能化は、その基本構成要素であるMOSFETの微細化により達成されてきた。しかし、従来のシリコンをベースとしたMOSFETの物理的限界を考慮すると、微細化とは異なる手法でデバイスの高性能化を実現する必要があり、チャネルの高移動度化が有望な技術として期待されている。本研究では、シリコンよりも高い移動度を有するゲルマニウム(Ge)に着目し、Ge-MOSデバイスの実現に向けた技術課題の背景にある物理現象を解明すると共に、デバイス応用に向けた要素技術の研究に取り組んできた。昨年度は、良質なGeO_2/Ge界面特性とGe_3N_4膜の高い安定性に注目して、極薄GeO_2膜表面をプラズマ窒化することによりGe酸窒化(GeON)膜を作製し、シリコン酸化膜換算膜厚(EOT)1.7nmの薄膜領域においても優れた界面特性を有していることを見出した。本年度は、Ge基板上に形成した極薄GeON膜をゲート絶縁膜として用いたp型Ge-MOSFETを作製し、そのトランジスタ特性を評価した。その結果、Ge-MOSFETの正孔移動度のピーク値は414cm^2/Vsであり、従来のSi-MOSデバイスの移動度特性と比較して2.4倍の移動度を得ることができた。このように高い移動度を実現できたことは、デバイスの高速化という観点から大変重要である。また、EOTが小さくなるほど界面準位密度は増大し、様々な散乱機構の影響を受けることで実効移動度が劣化する傾向があるが、報告されているEOTと実効移動度のトレンドと比較して、本研究で作製したMOSFETの大きな優位性を確認した。パッシベーション膜やhigh-k膜を用いることなく、薄膜領域で高い移動度を得ることができたが、この結果はGeONの高い安定性と優れた界面特性を裏付けている。この研究内容は国内外の学会で高く評価された。
酸化物超伝導体の特性評価と高電流密度線材化の基礎研究

酸化物超伝導体の臨界電流密度を微小交流磁界重畳法等によって評価してピンニング機構や異方性を明らかにし、線材の長尺化や安定化についての課題等を検討した。以下テ-マ毎に結果を報告する。(1)MPMG法によって方向性凝固させたYBaCuOバルク材から結晶軸が揃った領域を切り出して、臨界電流密度の磁界依存性、異方性、温度依存性を測定した。測定した温度領域4.280Kの範囲で、C軸に垂直方向と水平方向の臨界電流密度に59倍程度の異方性があること、また、C軸に垂直な方向では77K,1Tの磁界中でも数100A/cm^2程度の臨界電流密度に達することが明らかになった。このことは、MPMG法で作製した試料では粒界が非常に少なく、その電気的接触もかなり改善されていることを示している。さらに、特に4080Kの比較的高温領域においては大きな常伝導析出物をピンニング中心とした理論的考察で実験結果が良く説明されることから、この領域では211相の分散粒が有効なピンニング中心であることが示唆された。(2)比較的簡便に薄膜を作製できるスピンコ-ト熱分解法を用いてBi(Pb)SrCaCuO薄膜特性の向上を図っている。今回は、焼結時における膜成分の蒸発を抑制するための“前熱処理"のプロセスを新たに加えることによって高温相からなるBi系超伝導膜を作製できた。得られた膜は平坦で滑らかな表面を持ち、Tc onset=107.0Kという良い特性を示した。(3)複合超伝導テ-プにおける高導電性金属と超伝導体との接触抵抗が線材の冷却安定性に及ぼす影響を最小伝播領域(MPZ.クエンチに必要な最短の常伝導領域)を用いて検討している。今回は、線材に流しうる最高の電流密度を与える安定化条件としてMPZ=0を採用し、熱方程式と等価回路方程式を連立して近似的に解析して許容される線材の電流密度の上限値と接触抵抗率との関係を導いた。
高周波プラズマ溶射法による高温固体燃料電池の一貫作成プロセス開発

高周波プラズマ溶射法の特徴を明確にする為、まず、SMAC法をベースとして溶融粒子の変形・凝固に関する数値計算を行った結果、凝固がほぼ変形後に始まること等を明らかにした。また、従来のプラズマ溶射法と比較して、接合界面で単位面積あたりの熱移動量が十倍程大きくなり、高温固体電解質ZrO_2-Y_2O_3(YSZ)溶射における接合・密着性における有利性を明らかにした。。Z、最適溶射粒子サイズ決定の為、溶射変形された板状粒子径Dと注入粒子径dの比(D/d)をパラメータとし、トーチ下端からの距離(L)・入力・溶射粒子の粒径等との関連について検討し、粒径75μm前後の粒体が適していることを見出した。更に、Ar-H_2プラズマ(入力50kw)により、平均粒径75μmのYSZ皮膜を堆積した場合、密度の5%程度の立方晶単相皮膜が得られた。今後更に高入力にFDSでの実験が強く要望される。また、溶射粒子-金属間の接合性を検討した結果、基板裏面温度400°C程度での最良の接合が得られた。これらのYSZ-金属間異種接合強度を測定する為、ニードルタイプの引っかき試験機により荷重を変化させ溶射粒子の剥離現象の検討により、応力的な数値評価は今後の課題であるが、相当高い総合力が得られることが見出された。界面のTEM観察によれば、異種接合の成因は、界面付近のYSZ微細化による歪緩程によるものと思われた。今後の課題として、粒子速度を任意に制御した研究が必要であるためハイブリッドプラズマの溶射への適応も検討した。予備実験によりかなり高密度な溶射層形成が可能であることを既に見出したので、今後系統的な実験を開始する予定である。又、溶射中又は冷却中のクラック発生等の欠陥検知法開発はSOFC一貫作成プロセスでは是非とも必要な技術で、現在AE波の溶射プロセスモニターへの応用を検討中である。。
スケッチに基づくベクタ画像検索システムの実用化

本研究はベクタ画像検索システムの構築を目標としている。2年間の研究期間で、(1)ベクタ画像内のオブジェクト領域抽出法の開発、(2)ベジェ曲線の制御点情報を利用したベクタ画像の類似性判定法の開発、を主として行った。さらに実用化へ向けて、これらの手法を類似商法図形検索へと適用し、高速な検索が実現できることを示すと共に、検索精度を向上させるために必要な課題を明らかにした。平成19年度は、ベクタ画像検索のために必要な前処理(物体領域抽出法)の開発と評価および検索処理部を実現する上で必要となる要素技術の研究開発を目的として研究を行い、以下の成果を得た。(1)ベクタ画像から物体領域を抽出するために、物体領域の輪郭領域と背景領域とのL*a*b*色差に着目し、物体領域の輪郭線を計算機で認識させる方法を提案した。また、複数の物体領域が存在するベクタ画像に対し、物体領域間の内包関係関係をグラフにより表現し、部分領域検索へと応用する方法論を提案した。(2)ゲシュタルト知覚論において定性的に示されている人間の知覚特性を計算論的に定量化し、計算機処理可能な物体領域抽出モデルを構築し、スポーツ映像中の字幕領域の意味推定へと応用した。(3)スケッチから得られる構図と、ベクタ画像から得られる構図とのマッチング法として、ベクタ画像を構成する複数図形要素に対し、重み付き特徴点を抽出し、ベクタ画像の検索問題を、重み付き特徴点集合間の類似度評価問題へと帰着させて解く方法を提案した。ベクタ画像からの重み付特徴点抽出では、図形要素を表現しているベジェ曲線の第一、第四制御点を特徴点として定義し、さらに、各特徴点における曲率変化を特徴点の重みと定義した。重み付き特徴点集合間の類似度評価には最適輸送コストモデルを用いて、評価計算の高速化を実現した。本研究は、ベクタ画像検索の実用化へ向けて、人間の知覚特性を考慮した検索システムの実現を目的としてきた。その中で特に、(1)ベクタ画像内オブジェクト領域の認識法の構築(平成19年度)および(2)ベクタ画像の類似判定法の構築(平成20年度)を主な目標としてきた。平成20年度は、人間の知覚特性を考慮したベクタ画像の類似判法の構築へ向けて、ベクタ画像を定義している3次ベジェ曲線から、制御点の位置および曲率を特徴量として抽出し、PTD(Proportional Transportation Distance)と呼ばれる距離尺度を応用して、ベクタ画像間の類似性を評価する手法を提案、評価した。提案手法はイラスト表現のために利用されているベクタ画像に特化した検索手法であり、一般的な写真等で利用されているラスタ画像への適用は考慮していない。しかし適用範囲を限定したことで、既存の検索手法-ベクタ画像をラスタ化し、ラスタ画像検索の枠組みを用いる手法-に比べ、高速処理が可能となった。さらに、ベジェ曲線の制御点の情報を特徴量として抽出することで、部分的に隠れて見えないオブジェクトに対し、主観的輪郭が検出可能となり、その結果、人間の知覚特性がより考慮され、部分画像に対する検索も可能となった。この特徴は既存手法にはなかったものである。また、実用化へ向けた応用として、提案手法を類似商標図形検索へと適用し、検索精度向上に必要な課題を明らかにした。
蓄積された多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊と宇宙元素合成の環境

本研究は宇宙で起こっている元素合成過程をよりよく理解するために,不安定核のベータ崩壊を宇宙により近い,現実的な環境で観測するものである。具体的には,高エネルギー多価イオン状態RIを蓄積リングに入射,蓄積し,飛行中にベータ崩壊を観測する。我々はドイツGSI研究所において,核子あたり400MeVの水素様多価イオン電子状態142Pmを蓄積リングESRに貯蔵し,電子捕獲崩壊を観測した。また,この研究を日本で進めるために,理研RIBFの稀少RIリングにおいて,共鳴ショットキーピックアップ,速度選択型チェレンコフ検出器,ファイバーシンチレーション検出器およびデルタ線による蓄積リング周回モニターを開発した。多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊は元素合成過程の理解に非常に重要である。星の高温高圧状態では、中性原子状態のベータ崩壊には見られない特異な現象が現れる。本年度はドイツGSI研究所において、多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊の寿命精密測定を行った。重イオンシンクロトロンSISにて約600MeV/uに加速された152Smをベリリウム標的に照射し、入射核破砕反応によって水素様電子状態の142Pmを生成した。142Pmは核破砕片分離装置FRSによって純化され、400MeV/uにて蓄積リングESRに入射された。蓄積リングの超高真空ビームパイプを約1分間周回させ、その間の電子捕獲崩壊を共鳴型ショットキーピックアップにて測定した。共鳴ショットキーピックアップは単一粒子にも感度がある。実験では1回の入射で約10個の142Pmを入射し、単一粒子の崩壊を精密測定した。ビームタイムは約2週間におよび大量のデータが得られている。目下データ解析中である。また、理研の蓄積リングで同様の研究を進めるために、新しい蓄積リング用重イオン位置検出器を開発した。蓄積リング中でベータ崩壊するとき、一部の粒子はリングのアクセプタンスからはずれ周回できなくなる。そこで、リング内に位置検出器を導入して、多価イオン状態のベータ崩壊をとらえることができる。今回、新しい検出原理として、重イオンビームがシンチレータを通過したときに発生する光子の空間分布を利用して位置を得る方法を開発した。放医研にて原理検証実験を行い十分な性能を得た。次年度以降、検出器実機を製作する。多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊は宇宙で起きている元素合成過程の理解に非常に重要である。星のなかの高温高圧状態では、中性原子状態のベータ崩壊には見られない特異な現象が現れる。142Pmは核破砕片分離装置FRSによって純化され、400MeV/uにて蓄積リングESRに入射される。入射された142Pmは蓄積リングの超高真空ビームパイプを約1分間周回し、その間、電子捕獲崩壊する。崩壊事象は共鳴ショットキーピックアップを用いて測定した。ビームタイムは約2週間におよび大量のデータが得ることができた。平成27年度にデータ解析を完了し、質のよい崩壊曲線を得た。シンチレータをビームが通過するとき、発生する光子の空間分布を測定し位置を得る。原理検証に成功し、結果を投稿論文に発表した。また、蓄積リング内でデルタ線を利用したトリガー検出器を製作、ビーム試験を行った。さらには蓄積リングの個別入射のために不可欠な高速伝送線を設計、製作した。これによって、コミッショニングに成功し、Kr1次ビームを最高4秒蓄積することができた。コミッショニングでは2次ビームの入射、蓄積、取り出しにも成功した。ドイツGSI研究所での実験が完了し良いデータが得られている。さらには理研の蓄積リングのための検出器群、装置開発にも成功し、ビームを使ったコミッショニングもうまくいった。星の中の高温高圧状態では、原子核は多価イオン状態にあるが、通常の実験室で測定される時は中性原子状態であるため、星の中とは環境が異なる。蓄積リングを用いると多価イオンに現れる特異な現象を観測することができる。本研究ではまずドイツGSI研究所において、多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊の寿命精密測定を行った。実験では1パルスの入射で約10個の142Pmを入射し、単一粒子の崩壊を精密測定した。

ビームタイムは約2週間におよび大量のデータが得ることができた。H27年度までにデータ解析を完了し、質のよい崩壊曲線を得た。並行して理研の蓄積リング、稀少RIリングで同様の研究を進めるために、重イオンビーム位置検出器を開発した。シンチレーション光子の空間分布を利用して位置情報を得る新しい検出器で、原理検証に成功し、結果を投稿論文に発表した。また、蓄積リング内でデルタ線を利用したトリガー検出器を設計製作し、オンラインでビームの周回観測に成功した。これら開発した検出器によって、これまで3度のコミッショニングに成功している。すなわち、Krビームの長時間蓄積、48Caビーム破砕片の個別入射の成功、238Uビームの核分裂破砕片の質量測定である。寿命測定の準備も整った。本研究は宇宙で起こっている元素合成過程をよりよく理解するために,不安定核のベータ崩壊を宇宙により近い,現実的な環境で観測するものである。具体的には,高エネルギー多価イオン状態RIを蓄積リングに入射,蓄積し,飛行中にベータ崩壊を観測する。我々はドイツGSI研究所において,核子あたり400MeVの水素様多価イオン電子状態142Pmを蓄積リングESRに貯蔵し,電子捕獲崩壊を観測した。また,この研究を日本で進めるために,理研RIBFの稀少RIリングにおいて,共鳴ショットキーピックアップ,速度選択型チェレンコフ検出器,ファイバーシンチレーション検出器およびデルタ線による蓄積リング周回モニターを開発した。予定どおりドイツGSI研究所において加速器実験を行い、精度の良いデータを得ることに成功した。蓄積リング用の新しい位置検出器の原理検証が出来た。ドイツの研究は完了したので、平成28年度は理研の蓄積リングの整備に集中する。リング内で用いるデルタ線を利用したトリガー検出器を開発しつつ、ビームを用いたコミッショニング実験を続ける。特に開発要素であった共鳴ショットキーピックアップが非常にうまく動作したため、不安定核の寿命測定が可能になりつつある。ビームによるテスト実験を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。原子核物理学(実験)H26年度ドイツGSI研究所の蓄積リングESRで得られた多価イオン状態142Pmの電子捕獲ベータ崩壊のデータを解析し、物理として纏め上げる。また平行して、理研の蓄積リング稀少RIリングのコミッショニングが予定されているため、検出器や電子回路の整備を進める。とくに多価イオン状態ベータ崩壊の実験を視野に入れ、新しい検出器の設計製作を進める。理研の蓄積リングのコミッショニングにおいて非常によい成果が得られた。将来理研にて寿命測定を行うべく必要な検出器の開発に重点をおいた。そのため新型のショットキーピックアップの開発は平成28年度に行う。理研蓄積リングの超高真空内で使用する検出器の開発を行っている。新しい検出器の原理検証が出来たが、実機の製作はH27年度に予定されているコミッショニングで蓄積リングの性能を評価した後、最適なものを設計製作する必要があるため。理研の蓄積リングのコミッショニングを続け、現在のショットキーピックアップで寿命測定が可能か検証する。
高度データベース応用の為の対象指向永続的並列データベースプログラミングシステム

永続的プログラミング言語、オブジェクト指向データベースなどの実装では、二次記憶上における永続参照(永続ポインタ)の表現形式(OID)は、仮想メモリポインタと異なる形式を使用することが多く、主記憶内でポインタ書き換え(Pointer Swizzling)と呼ばれる技術が利用される。主記憶中の参照を全て仮想アドレスポインタに書き換える方式は、仮想空間を浪費する可能性がある。一方、永続参照をそのまま主記憶中で使用することは、実行速度の低下につながる。本研究では、サロゲートOIDと呼ぶ主記憶中での永続参照の表現形式を用いたポインタ書き換え方式を確立した。本方式は、ウィルソンらのページフォールト時ポインタ書き換え方式とウィスコンシン大学Exodus/Eに於ける発見時ポインタ書き換え方式の中間の方式に相当する。本研究ではC言語を基にして、パ-システント変数の宣言を可能とするP3Lなる新しい言語を設計するとともに、GCCに手を加えることにより、そのコンパイラを作成した。P3LはサロゲートOIDをサポートするとともに、コンパイラはオブジェクトのレジデンシーチェックの効率化を図る様、最適化処理を施した。サロゲートOID方式による性能向上についてCattle001ベンチマークにおける前方探査を実施し、96ビットのポインタを主記憶で利用する場合に比べて30%40%程度の高速化を達成し、その有効性を定量的に明らかにすることが出来た。永続性を有するデータを取り扱うシステムは、ファイルシステムからデータベースシステムへと発展を遂げてきた。この過程で永続データ操作のインタフェースを高度化し、データモデルと操作言語を設定することにより、アプリケーションプログラミングを容易にするとともに、プログラムとデータベースの独立性を高める努力がなされてきた。しかしながら、操作言語はデータモデルに依存し、データモデルは現時点では関係モデルが主流であるが、極めて単純な構造しか支援しておらず、より複雑なアプリケーションを作成しようとすると、大きな困難がある。このことからプログラミングから直接永続変数を操作できる、より原始的な言語システムに対する要望が強くなった背景から、本研究ではP3Lと名付けた新しい永続プログラミング言語を開発している。永続性を実現する基本メカニズムとして,参照した値を2次記憶との間でトランスペアレントに移動するポインタスイズリング方式が核となるが、本研究では、従来のレイジー、イーガーの両者の中間的な新しいスイズル方式を提案し、実装するとともにその評価を進めた。木構造を有するデータを走査するプログラムにより評価することにより,スイズリングオーバヘッドを極めて小さくおさえることが出来ることを確認した。現時点ではC++コンパイラを修正することにより実装しているが、より完成度の高いシステムへと研究を進めてゆく予定である。又、より大規模なアプリケーションを記述し、その有効性を確認してゆきたい。本研究ではC言語を基にして、パーシステント変数の宣言を可能とするP3Lなる新しい言語を設計するとともに、GCCに手を加えることにより、そのコンパイラを作成した。