hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成熟過程のニュータウンにおけるリノベーション手法に関する研究

さらに、リノベーションの個々の取り組みの事例として、歴史遺産としてのポートサンライト、ハックニー(ロンドン)、カムデン(ロンドン)、ヒューム(マンチェスター)、パークヒル(シェフィールド)、グリードレスバレー(シェフィールド)を訪問し、リノベーションの実態について捉えた。現在これらの調査報告をまとめている段階である。今後、日本における現状と海外事例における取り組みについて、比較検討を行い、来年度でリノベーションの手法の在り方について検討と考察を行う。1・各ニュータウンにおけるリノベーション実体の把握前年度に引き続き、千里、高蔵寺、多摩ニュータウン、筑波研究学園都市とし、リノベーションの実態を把握する調査を試み、1)都市レベルニュータウン建設当初には、計画にあがっていなかった都市機能に関する追加項目の把握2)地区レベル住宅地区、センター地区等における施設機能の変化の把握3)住宅レベル住宅地及び住戸レベルにおけるリノベーションの実態把握の3視点からリノベーション事例をピックアップし、整理と、問題点の抽出を行った。2・イギリスにおけるリノベーションの事例調査の整理前年度8月-9月にかけてイギリスにおける事例調査のまとめを以下のように行った。1)ニュータウン以前の事例ボンビル2)前期ニュータウン開発事例ウェルウィンガーデンシティ3)後期ニュータウン開発事例テルフォード、ミルトンキーンズ4)リノベーションを個々で行っている事例ポートサンライト、ハックニー(ロンドン)、カムデン(ロンドン)、ヒューム(マンチェスター)、パークヒル(シェフィールド)、グリードレスバレー(シェフィールド)を訪問し、リノベーションの実態について調査報告まとめた。3・報告書の作成上記の調査、分析を受けて今年度はニュータウンのリノベーションに関する基礎データの整理を行い、今後の整備方針に関する検討項目の提示を試み、報告書をしてまとめた。
在宅の要介護高齢者と家族介護者への補完代替療法として有効な看護介入モデルの開発

人口の高齢化に伴い、身体機能低下やや認知機能障害を有する要介護高齢者の増加が社会的に問題となっている。特に、認知機能障害を有する高齢者にBPSD(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia)がみられる場合や睡眠障害を有する場合は、高齢者本人のQOLの低下のみならず、介護者の負担にもつながる。しかし、在宅で生活する要介護高齢者の生活の様子や夜間の睡眠状態に関する報告は少なく、睡眠・覚醒リズムの実態は明らかになっていない。そこで、本年度は、介護サービスを利用しながら在宅で生活する高齢者の生活の様子を把握する目的で予備調査を行った。対象施設は、介護老人福祉説(特別養護老人ホーム)で、通所サービス事業を提供している1施設とした。通所サービスを使用している高齢者および、その家族に聞き取り調査を行った。通所サービスを利用している高齢者の多くに認知機能の低下が認められた。家族と同居中の高齢者も対象者の候補として挙げられたが、その他にも、認知症の診断を受け独居生活を続けている高齢者の家族が、現状で大きな問題に直面している訳ではないが、夜間の様子がわからないため睡眠・覚醒リズムを知りたいという希望があるケースがあった。また、認知機能の低下はほとんどないが、自分自身の睡眠・覚醒リズムに関心があり研究に参加したいと研究への参加を希望されるケースもあった。睡眠・覚醒リズムの測定に使用する機器に不具合が生じ調査を開始する時期が遅れた。当初予定した通所サービスを利用している高齢者の睡眠・覚醒リズムの実態調査を開始するとともに、在宅で要介護高齢者を介護している家族の調査に着手する。本年度は学会発表に参加できなかったことや、睡眠・覚醒リズムの調査が進まなかったため当初の予算を使い切れなかった。次年度は、在宅で生活する高齢者の睡眠および在宅で要介護高齢者を介護している介護家族の睡眠・覚醒リズムの調査を行い、調査員の人件費に研究費を使用する計画である。
Helicobacter pylori感染の腫瘍免疫への影響の解析

Helicobacter pylori(HP)はヒトの胃粘膜に感染し、慢性胃炎・消化性潰瘍・胃癌の誘因となる。しかし、HP感染がどのような機構を介してこれらの病態を形成するのかについては不明な点が多い。特に、発癌を誘導する機構は全く解明されていない。そこで、それらの機構の解明を目的に胃粘膜局所におけるHPと宿主の間の「宿主-寄生体相互関係」の解析を行った。特に、胃粘膜における局所免疫の動態に注目し、HPの長期持続感染による胃粘膜局所における宿主の腫瘍免疫活性の変化の検討を行った。その結果、以下のような成績を得た。1. HPの胃粘膜上皮細胞に対する付着の解析を行った。様々な病態の患者より分離された菌株を用いたところ、その付着活性が菌株によって大きく異なることが判明した。しかし、付着の強弱と疾患との間に特定の関連は認められなかった。2.様々な病態の患者より分離されたHPのリポ多糖の抗原性の解析を行ったところ、胃癌由来のリポ多糖がその他のものに比べて抗原性が低いことが判明した。3. HPの持続感染によって、胃粘膜組織中のNK細胞が減少することが確認された。4.胃癌由来の株化細胞を標的としてHP陽性者と陰性者のリンパ球のNK活性を比較した。末梢血リンパ球を用いた場合、陽性者と陰性者の間でNK活性の差は認められなかった。一方、胃粘膜組織から分離されたリンパ球を用いた場合、HP陽性者のNK活性は陰性者に比べ有意に低かった。以上の結果はHP感染による多様な病態が、HPと宿主の間の「宿主-寄生体相互関係」の結果として生じる可能性を強く示唆している。しかし、その「宿主-奇生体相互関係」はかなり多様性に富んだ複雑なものであり、さらなる解析が必要である。Helicobacter pylori(HP)はヒトの胃粘膜に感染し、慢性胃炎、胃潰瘍、胃癌の誘因となる。しかし、HPがどのような機構を介して上記の病態を起こすのかについては不明な点が多い。また、HPは必ず持続感染の形をとることから、HPに対するヒトの免疫応答は「微生物が感染し、免疫応答が起こり、微生物が除かれる」といった古典的な感染症での免疫応答とは異なった様相を呈する。本研究において、HP感染が胃粘膜において腫瘍免疫に与える影響の解析を目的に、ヒトとHPとの間の「宿主-寄生体相互関係」の解析を行ない、以下のような成績を得た。1.HP感染の最初のステップである胃粘膜上皮に対する付着をin vitroで迅速に定量するための方法を開発した。本法を用いて、様々な疾患より分離された菌株の付着活性を測定したところ、その付着活性が菌株によって大きく異なることが判明した。2.上記の実験の過程で、いくつかの化学物質がHPの付着を阻害することを確認した。現在、これらの物質のHP感染症の治療薬としての有効性について検討中である。3.HPの感染が自己免疫様の神経炎を起こした症例を報告した。4.様々な疾患より分離されたHPのリポ多糖の抗原性の解析を行なった。その結果、HPのリポ多糖の抗原性は多様性に富み、胃癌患者由来のHPのリポ多糖がその他の患者由来のものに比べて抗原性が低いことが判明した。以上の結果は、ヒトとHPとの間における「宿主-寄生体相互関係」がかなり多様性に富んだ複雑なものであることを示唆している。しかし、現時点ではこれらの複雑な「宿主-寄生体相互関係」が具体的にどのような病態に関連してくるのかについては不明であり、さらなる検討が必要である。
日本近世の地方都市における経済情報の発生・伝達とその情報管理に関する研究

1,地方都市における経済情報の発生・伝達に関する史料調査史料調査のため、下記の通り各機関を訪問し、デジタル画像による収集をおこなった。平成16年度:岡山県津山市「津山郷土資料館」、青森県弘前市「弘前市立図書館」、和歌山県和歌山市「和歌山県立文書館」平成17年度:茨城県水戸市「茨城県立歴史館」、岡山県岡山市「岡山県立記録資料館」、静岡県浜松市「浜松市立図書館」並びに「浜松市立歴史館」平成18年度:山梨県石和市「山梨県立博物館」いずれの機関でも、近世の地方都市における様々な経済の情報のうち、どのようなものが収集され保存されていったのかを知ることができる史料を集めた。2,地方都市・八王子の近郊に当たる武蔵国多摩郡梅坪村の「谷津家文書群」の史料調査、並びに史料整理・目録作成を行った。同じく武蔵国多摩郡大沢村の「大沢家文書」については、本研究に取り入れることは出来なかった。今後の課題としたい。3,今回の調査を通じて「経済情報」を抽出するために手がけた史料は、様々な分野に及ぶ。いわゆる訴訟文書から日記にいたるまで、多種多様であった。さらに各レベルの史料群に残存している書簡類を調査すれば、より具体的な「経済情報」を見出すことができたかも知れない。物価、なかんずく米貨の相場がどのようにして決定されたかを知ることができたが、それは「経済情報」の重層的な蓄積の結果であることが解明できた。今後もより広範な史料収集をおこない、「経済情報」が、近世社会においていかなる意味を持っていたのかを明らかにしていきたい。今後の課題としたい。1,地方都市における経済情報の発生・伝達に関する史料調査のため、岡山県津山市「津山市立郷土博物館」、青森県弘前市「弘前市立図書館」並びに和歌山市「和歌山県立文書館」を訪問し、それぞれ主要な文書群の調査を実施した。ここでは特に、「津山市立郷土博物館」所蔵の松平家文書群の中の「市中諸運上物御定書」や「御定御定書」等の史料から、近世の地方都市における領主サイドの米相場の操作方法や、その伝達形式を知ることができた。また、「弘前市立図書館」では津軽家文書群の中から「津軽家御定書」や、岩見文庫の「諸取引御定法書」などの経済情報関係の資料を収集した。なお、「弘前市立図書館」の史料調査は終了することができなかったため、次年度に、再度訪問して史料の収集に努める予定である。本年度中の完了を目指したが、史料の多さと内容の豊富さに対し、調査補助員の手数が少なかったこともあって、完結するには至らなかった。しかしながらその過程で、「相場書付」や経済情報に対する村方の反応を知ることができる史料を散見することができた。近世の村方が、近郊の市場と密接につながっていることが理解できる史料が多く、この史料群の目録化と史料の画像処理を、次年度のはじめに早急に果たしたいと考えている。なお、この調査を通じ、さらに新たな文書群の調査が可能になった。それは、梅坪村周辺の多摩郡大沢村の「大沢家文書群」である。この双方の史料群を平行する形で調査していけば、近世都市・八王子の経済情報に関する実態が、より具体的に浮かび上がってくるはずである。3,具体的な研究実績については、次年度に「史料目録」などを含めて公表していきたいと考えている。1,地方都市における経済情報の発生・伝達に関する史料調査のため、茨城県水戸市「茨城県立歴史館」、岡山県岡山市「岡山県立記録資料館」、静岡県浜松市「浜松市立図書館」並びに「浜松市立歴史館」を訪問し、それぞれ主要な文書群の調査を実施した。いずれの機関でも、近世の地方都市における様々な相場の情報のうち、どのようなものが収集され保存されていったのかを知ることができる史料を集めた。

新たな地方都市の調査で、それぞれの地域間格差がかなり存在していることを改めて知ることができた。また、各大名家の組織によって情報管理の方法に差異があることも今更ではあるが確認できた。なお、前年度からの懸案であった「弘前市立図書館」の史料調査の未終了分は、残念ながら時間の関係で実施することができなかった。2,地方都市・八王子の近郊に当たる武蔵国多摩郡梅坪村の「谷津家文書群」の史料調査、並びに史料整理・目録作成を行った。本年度中の完了を目指したが、史料の多さと内容の豊富さに対し、調査補助員の手数が少なかったこともあって、本年度も完結するには至らなかった。しかしながら、残りの文書数も目途がついたため、来年度の完成はほぼ間違いのないところまで進めることができた。その他、同じく武蔵国多摩郡大沢村の「大沢家文書」については、まず基礎調査を行いその分量を見た上で、本研究に取り入れるかどうかを判断することとした。3,具体的な研究実績については、次年度に「研究報告書」並びに「史料目録」などを含めて公表していきたいと考えている。1,地方都市における経済情報の発生・伝達に関する史料調査のため、山梨県石和市「山梨県立博物館」を訪問し、「甲州文庫」を中心とする文書群の調査を実施した。ここでは、近世の地方都市であった甲府の町場資料を中心に経済情報と思われる史料を検索し、1500枚ほどのコピー資料を収集した。3,この3年間の研究実績をまとめた「研究報告書」を作成した。「史料目録」についても、この「研究報告書」のなかにできうるかぎり収録することにした。4,収集した資料は、膨大な量に上ったことは評価できるが、その翻刻と内容分析にはかなりの時間を要することになろう。今後の課題としては、そうした作業を通じて「近世における経済情報」の新たな知見を得るべく地道な研究が必要だと思われる。今回の研究を足がかりとして、より広範な研究を今後とも継続していくこととしたい。
ナルコレプシー視床下部におけるオレキシン転写制御因子の研究

前年度成人視床下部及びヒトfetal brain cDNAライブラリーを用いOne-hybridにより同定したタンパクが含まれるベクターを酵母から抽出し大腸菌に形質転換し直した後、精製した。同定したタンパクはpGADT7-Rec2ベクターに組み込まれている為、in vitro転写翻訳システムによってHA融合組み替えタンパクの形で発現させることが可能である。in vitro転写翻訳システムによって発現させたタンパクとオレキシンプロモーター57bpとを反応させた後、ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った<Electro Mobility Shift Assay (EMSA)>>。核酸であるオレキシンプロモーター57bpはSYBRGreen、融合タンパクはSYPRO Rubyによって染色後、UV照射によるバンドの位置確認を行った。結果としてOne-hybridでの陽性クローン全てに関してEMSAではプロモーター配列の移動は見られなかった。抗HA抗体を用いたWestern blottingによって融合タンパクの発現は確認出来た。確認としてキットに添付のp53結合配列と組み替えp53を用いて同様にEMSAを行った結果、バンドの移動を確認した。抗HA抗体存在下でのsuper shiftも検出した。感度はEMSAが高いとされており、真のクローンをOne-hybridで同定しているならEMSAによるバンドの移動が確認出来るはずである。即ち、前年度に同定した全ての陽性クローンが非特異であったと考えられる。非特異な反応を抑える為200mM 3-ATにて陽性クローンを得たが、EMSAにおいては陰性であった。そこで、1)最小プロモーターとして同定されている57bpでも余分な箇所を含むと2)1コピーで行っている為、パワー不足でスクリーニングした数が少なすぎる(成人視床下部で112万個、ヒトfetal brainで80万個クローンをスクリーニング済み)可能性が考えられる。今後の検討課題として、57bpを数コピー連結することは現実的ではなく10bp程度を4コピー以上連結しOne-hybridを行う事が望ましいと考えられる。もう一つの可能性としてタンパク複合体が結合に必要である為、One-hybridシステムでは拾えない可能性も考えられた。成人視床下部より、何種類かのオレキシンプロモーターに作用を及ぼす可能性のあるクローンを同定した。これらは酵母における3次スクリーニングにおいても活性が見られた。何種類かの陽性クローンが持っていたKH-Iドメインに注目し、EMSAによる確認実験を展開中である。既にこのドメイン自体が神経発生に関わることが示されているため、このドメインを持つ同定されたクローン群は有望であると考えられる。それとは別にヒトのfetal brainからのオレキシンプロモーターへの結合因子を現在検索中であり、1次スクリーニングにおいて、現在までに報告されていないPAK1の選択的スプライシングバリアントを同定している。PAK1自体が細胞周期を止めるp21の活性に深く関与しており、このバリアントが神経前駆細胞の細胞周期を止め、ニューロンへの分化を促す、または逆にPAK1自体の動きを止めるのか、といった興味が持たれるクローンである。最近になって、ナルコレプシー患者血清中にラットの膀胱筋に作用を及ぼす抗体分子が同定されている。これを受けわれわれは、ナルコレプシーの原因であり、自己抗体の可能性が示唆されている、オレキシンリガンド、及びその受容体2種についてそれらに対する自己抗体の有無をナルコレプシー患者血清中において検索した。ナルコレプシー患者血清中においてオレキシン、およびその受容体2種に対する自己抗体をRadioLigand Assayによって検索し、ナルコレプシー患者はほとんどそれらに対する自己抗体を有していないこと、また保持している患者および健常者においてもなんら睡眠との関連は見られなかった。以上の結果から、これらの自己抗体はかなりマイナーであり、かつ血清中に存在する限りはなんら病的因子になりえないことが示唆された。

今後の検討課題として、57bpを数コピー連結することは現実的ではなく10bp程度を4コピー以上連結しOne-hybridを行う事が望ましいと考えられる。もう一つの可能性としてタンパク複合体が結合に必要である為、One-hybridシステムでは拾えない可能性も考えられた。
すべり摩擦現象における時空間揺らぎと自己組織化

ゲルは,高分子からなるやわらかい弾性体であり,すべらせるとしばしばスティックースリップ運動を起こす.ゲルのスティックースリップ運動は,断層が一時的かつ局所的にすべりを起こす地震現象と類似した振る舞いを示すことから,地震現象のモデル系として用いられている.本研究では,実験条件によってスティックースリップ運動の複雑性をコントロールできることを発見した.また,その場可視化を用いてスティックースリップサイクルの中で巨大すべりがどのように“準備"されるかについて調べ,巨大すべり直前を特徴付ける物理量と実験パラメータとのスケーリング関係を見出した.本年度は,ゲルのすべり摩擦におけるスティックースリップ運動時空間不均一性がどのようなパラメータに支配され,どのようにすれば制御できるかという点に着目して研究を行なった.実際には,下部のゲルプレートに対する上部のブロックの傾き角や垂直荷重を変えて摩擦実験を行なったところ,スティックースリップ運動における不均一性の程度や,摩擦力の絶対値が系統的に変化することを見出した.また,あるパラメータ領域においては,ブロック角度や垂直荷重のわずかな違いが,運動の様式を大きく変えてしまうことが分かった.そこで,ブロック角度と垂直角度をパラメータとする相図を作成し,すべりの振る舞いの分類を行なった.さらに,PIV解析をもとにした変位場の可視化によってせん断応力場の推定を行なったところ,巨大イベントが起こりやすいパラメータ設定においては,巨大イベントに向かって応力場がシステマティックに時間発展する様子が観察された.ゲルは,高分子からなるやわらかい弾性体であり,すべらせるとしばしばスティックースリップ運動を起こす.ゲルのスティックースリップ運動は,断層が一時的かつ局所的にすべりを起こす地震現象と類似した振る舞いを示すことから,地震現象のモデル系として用いられている.本研究では,実験条件によってスティックースリップ運動の複雑性をコントロールできることを発見した.また,その場可視化を用いてスティックースリップサイクルの中で巨大すべりがどのように“準備"されるかについて調べ,巨大すべり直前を特徴付ける物理量と実験パラメータとのスケーリング関係を見出した.本年度は,シリコーンゲルを用いて,局所的なスティックースリップ(スリップする際に,接触域のほとんどは固着していて,その一部のみがすべるようなイベントが起こる)を示すすべり摩擦実験系を構築した.また,粒子追跡法(PIV法)を適用し,シリコーンゲルの表面近傍に多数配置したマーカー粒子の変位ベクトルの情報から,スリップの発生源(震源),すべり域,すべり量,マグニチュードを推定できるようにした.さらに,半無限均質媒質の静的グリーンテンソルを用いることで,任意の時刻におけるせん断応力の空間分布を得ることができようになった.このように実験系・測定系を構築したうえで,ゲルのレオロジー(粘弾性)を系統的に変化させ,すべりの振る舞いや統計則がどのように異なるかを調べた.主な成果として2つの実験結果の概要を報告する.一つ目は,レオロジーの異なる2つのシリコーンゲルにおける,地震モーメント(すべりの規模)と持続時間との関係である.実験の結果,低粘性ゲル,高粘性ゲルの両者で持続時間が大きく異なることが分かった.また,PIV解析から各々のゲルにおけるスリップのメカニズムを調べたところ,両者に大きな違いは見られなかったが,すべりが伝播する際に粘性散逸が大きく影響を与え,すべりの緩和時間が両者で異なることで,持続時間にギャップを生じていることが分かった.2つ目は,巨大イベントに向けてのせん断応力蓄積過程に関する結果である.摩擦力(せん断応力の断層面に渡る積分値)の増加と共にせん断応力場も変化していくが,巨大イベント直前には放物線状の特徴的な応力場が形成されることが分かった.巨大イベントのすべりのメカニズムは,2011年3月の東北地方太平洋沖地震(M9.0)のそれにかなり類似しており,前駆的に起こる中小の地震が,巨大地震を準備していたことが本実験から示唆された.すべり摩擦現象における時間・空間的に不均一なスティック-スリップ運動のメカニズムを詳細に理解するため,シリコーンゲルとアクリル樹脂ブロックとのすべり摩擦実験を行なった.様々な予備的検討を行なった結果,ゲルとブロックとの初期傾き角や垂直荷重を変化させることで,極めて再現性よくスティック-スリップ運動がモード分岐を示すことを見出した.また,モード分岐に対応して,摩擦力のゆらぎや最大摩擦力,すべりイベントのサイズ分布などにも大きな違いを生じることが分かった.次に,これらの結果を理解するため,全反射照明法およびPIV法を用いた真実接触領域分布,法線/せん断応力分布のその場可視化を行なった.その結果,巨大なすべりイベントが発生する直前の摩擦力(平均せん断応力)が,前駆的なスリップ(プレカーサースリップ)によって生じた固着領域のはがれの総面積に強く依存することを見出した.これは,はがれの総面積をモニターすることによって,巨大なすべりイベントの発生時期を精度よく予測できることを意味している.一方,プレカーサースリップでは局所的にしかすべりを及ぼさないため,摩擦界面の応力場は,プレカーサースリップが複数発生するに従って次第に不均一性を増していくことが分かった.従来の地震現象の室内実験のように実験者が設定した初期応力場に基づいてスティックースリップイベントが時間発展するのではなく,系が自己組織的に応力場を形成し巨大イベントを引き起こす様子が観察された.これは,我々が知る限り,はじめて得られた成果である.統計物理学,ソフトマター物理学,実験地震学当初は,あるパラメータ領域での実験データのバラつきが大きく,再現性の問題を抱えていたが,実はそれ自体が本質的な問題であることを認識することができ,新たな研究課題につながっている.

また,当初計画にも掲げられていた,応力の時空間ゆらぎと巨大イベントに向かうシステムの系統的時間発展との関係が,理解されつつある状況にある.当初の目標であった実験系・測定系の開発はほぼ完了した.また,開発された実験装置を用いて,レオロジーの異なるゲルを用いてすべり摩擦実験を行ない,すべりメカニズムやその統計則,両者の違いなどに関する結果を示すことができた.ただ,もう一つの目標である「反応・拡散を含むすべり摩擦実験系の構築に関する予備的検討」については全く成功していない.現在も検討を続けているが,この研究で意図している「自己組織的なすべり不均一性の生成」については,別のアプローチを見出しつつある.それは「精密にコントロールされた規則的/不規則的凹凸表面を持つゲルの摩擦実験」であり,弾性体に支持されている接触点がスリップする際の集団挙動に着目することによって,摩擦現象の基礎だけでなく,地震の多様な振る舞いを明らかにすることができると期待されるため,実際に実験系構築の準備を進めている.今後の実験研究では,各すべりイベントの規模とイベント直前の応力場との関係を調べたり,様々なパラメータ領域に対して,応力の時空間ゆらぎと時間発展法則との関連を調べたりすることを考えている.また,有限要素法を用いたスティックースリップサイクルの数値計算を実施し,実験結果との比較を行なうほか,ある応力場によって生じるすべりイベントとそれによってもたらされる応力場の変化をモデル化し,イベントの時間発展を記述する少数自由度・離散時間モデルの構築にも挑戦する予定である.まず,次年度使用額として2,268円が生じた状況について説明する.これは,前年度に物品購入などを行なった際,使いきりを意図しなかったために発生したものであり,次年度に有効に活用する予定である.今後の実験研究としては「精密にコントロールされた規則的/不規則的凹凸表面を持つゲル同士の摩擦実験」に取り組んでいこうと考えている.これは,摩擦の際に生じる接触点の生成・消滅やその集団挙動に着目することによって,摩擦現象の基礎だけでなく,地震の多様な振る舞い,強相関系の非平衡ゆらぎなどを明らかにすることができると期待されており,現在実験系構築の準備を進めている.また,実験系の構築と並行して,実験を再現するモデル化も開始する.モデル化においては,既存のモデルの縮約による基礎方程式の簡略化,および実験結果を説明するスケーリング理論の提案,という2つの方向から,実験で見られる複雑な現象をできるだけシンプルに特徴づけしたい.次年度においても研究活動を行なうために,繰り越すのが適当であると考えたため実験装置の改良のため,部品などを購入したり,研究成果を発表するための旅費に充てたりする予定である.次年度使用額として残った2,268円も加え,研究費を有効に活用する.実験研究においては,ゲルの原料費やカメラ・レンズ・照明などの光学系の購入に充てる予定である.また,画像解析に用いるMATLAB(ソフトウェア)の更新や,その他のソフトウェアの購入も行なう予定である.
2型自然リンパ球の分化・機能獲得を制御する免疫微小環境の解明

2型自然リンパ球(Group 2 innate lymphoid cell:ILC2)は抗原受容体を持たない新規に同定されたリンパ球であり、喘息アレルギー疾患や寄生虫排除に重要な働きをしている。ILC2の分化にはサイトカインIL-7が必須であることが知られているが、ILC2の分化を支持するIL-7産生ストローマ細胞は未だ同定されていない。本研究は、IL-7遺伝子座に蛍光タンパクGFPをノックインしたマウス及び、ストローマ細胞特異的IL-7遺伝子欠損マウスを用いて、ILC2の分化・機能獲得の場となるIL-7産生性の局所的環境(ニッチ)を同定し、自然リンパ球の分化を制御する機構を明らかにすることを目的とする。本研究成果により、気管支喘息や寄生虫感染症などの疾患に対して、ニッチ細胞特異的にIL-7産生を薬物で調節し、自然リンパ球の発生をコントロールする治療法の開発が可能になると予想される。本年度は、先ずIL-7-GFPノックインマウスの腸間膜の観察を行った。その結果、腸間膜ではIL-7-GFPのシグナルが全く検出されなかった。従って、末梢組織である腸間膜は、ILC2分化の場ではないことが示唆された。また、肝臓は胎児期の造血臓器であり、肝臓における主要なIL-7産生源は肝細胞であるが、肝細胞特異的にIL-7を欠損させたマウスでは、肝臓内ILC2の絶対数に変化が無かった。従って、肝細胞に由来するIL-7は、ILC2の分化に必須ではないことが示唆された。本年度は、IL-7-GFPノックインマウスの骨髄ストローマ細胞分画をFACS解析し、骨髄IL-7産生ストローマ細胞を網羅的に同定した。また、種々のストローマ細胞特異的なIL-7欠損マウスを用意し、骨髄ILC2の細胞数を調べた。次に、細胞数の減少が見られた系統において、リン酸化STAT5の発現量、BrdUの取り込みやBcl-2の発現量を解析した。以上のことから、ILC2の分化を支持する骨髄微小環境が徐々に明らかになりつつある。当該年度に計画していたIL-7-GFPノックインマウスを用いた骨髄ストローマ細胞の網羅的解析は、ほぼ予定通りに実施することが出来た。また、各種ストローマ細胞でIL-7を欠損させたマウスで骨髄ILC2の解析も予定通りに進んでおり、ILC2の分化を支持する骨髄微小環境が明らかになりつつある。本年度は、IL-7-GFPノックインマウスの骨髄切片を作成し、免疫組織染色法を用いて骨髄内のILC2の存在領域を調べた。これによって、特徴的な骨髄内ILC2の分布様式が明らかとなった。また、ILC2のニッチを構成しているIL-7産生性、およびIL-7非産生性ストローマ細胞についてFACS解析し、その性状を明らかにした。当該年度に計画していた、IL-7-GFPノックインマウス骨髄切片の免疫組織染色を用いたILC2ニッチの解析は、ほぼ予定通りに実施することが出来た。また、ILC2のニッチを構成しているIL-7産生性、およびIL-7非産生性ストローマ細胞の解析も予定通りに進んでおり、ILC2の分化を支持する骨髄微小環境が明らかになりつつある。

ILC2の分化にはサイトカインIL-7が必須であることが知られているが、ILC2の分化を支持するIL-7産生ストローマ細胞は未だ同定されていない。本研究は、IL-7遺伝子座に蛍光タンパクGFPをノックインしたマウス及び、ストローマ細胞特異的IL-7遺伝子欠損マウスを用いて、ILC2の分化・機能獲得の場となるIL-7産生性の局所的環境(ニッチ)を同定し、自然リンパ球の分化を制御する機構を明らかにすることを目的とする。本研究成果により、気管支喘息や寄生虫感染症などの疾患に対して、ニッチ細胞特異的にIL-7産生を薬物で調節し、自然リンパ球の発生をコントロールする治療法の開発が可能になると予想される。本年度は、先ずIL-7-GFPノックインマウスの腸間膜の観察を行った。その結果、腸間膜ではIL-7-GFPのシグナルが全く検出されなかった。従って、末梢組織である腸間膜は、ILC2分化の場ではないことが示唆された。また、肝臓は胎児期の造血臓器であり、肝臓における主要なIL-7産生源は肝細胞であるが、肝細胞特異的にIL-7を欠損させたマウスでは、肝臓内ILC2の絶対数に変化が無かった。従って、肝細胞に由来するIL-7は、ILC2の分化に必須ではないことが示唆された。CHILP及びILC2Pが各間葉系細胞と接触する頻度について蛍光顕微鏡観察し、ニッチとなるIL-7産生性の間葉系細胞を特定する。また、ケモカイン受容体の発現解析から、間葉系ニッチ細胞との接触の分子メカニズムを明らかにする。次に、ニッチ細胞から産生されるIL-7が、ILC2のエフェクターサイトカイン産生機能の獲得に影響するか調べる。そのため、各間葉系細胞特異的IL-7欠損マウスに対し喘息モデルを適用し、症状の軽減やIL-5、IL-13の産生低下を調べることによって、ニッチ細胞由来IL-7による寄与があるかどうか判断する。更に寄生虫を各系統マウスに播種し、排虫機能の低下が見られるかどうか比較検討する。ILC2ニッチを構成するストローマ細胞から産生されるIL-7が、ILC2のエフェクターサイトカイン産生機能の獲得に影響するか調べる。高額抗体が廉価で購入可能となったため当該助成金が生じた。(理由)高額抗体が廉価で購入可能となったため当該助成金が生じた。(使用計画)翌年度分として請求した助成金と合わせて、直接経費の殆どは消耗品購入に充てる。組織からのストローマ細胞回収に酵素、磁気ビーズ、MACSカラムを使用し、フローサイトメーターでの細胞集団の解析に多種類の抗体が必要となる。また骨髄の切片染色実験にも多数の抗体を使用する。更に、種々のCreマウスの実験を計画しており、解析用個体を準備するための純系マウス購入費と、飼料準備のための経費が必要である。
インフレーション宇宙における原始磁場形成理論の構築とその観測的帰結

本年度も昨年度に引き続き、de Sitter時空中における電磁場と荷電粒子の理論(QED)の振る舞いについて研究を行った。特に、負の電気伝導という特異な現象と、その物理的起源についての研究を行った。まず我々は曲がった時空の場の理論においてしばしば用いられている繰りこみ条件(アプリオリに得ることができない物理的な条件)が物理的に妥当だと考えられる条件を満たさないことを見出した。そこで、これに替わる新しい繰りこみ条件を提案し、その帰結を調べた。この条件に基づいて得られる結果が、半古典極限で正しく振舞うようになることが示された。以上の解析の結果、我々はde Sitter時空中の弱い一様な背景電場が負の電気伝導を引き起こし、(通常の電磁気学では見られない)反遮蔽効果が起こることを見出した。我々はこのことについて説明を与えるべく、de Sitter時空の中に静止する観測者が見る球形の地平面(粒子が一旦外に出ると再び入ってくることができなくなる境界)上に電場の効果で正味の電荷密度生成が起こる、という仮説を与えた。我々は、この仮説と量子論的な粒子生成の議論に基づいて、実際に系に生じる電流を計算し、これが負になる、つまり電気伝導度が負であることを示した。また、この電流の計算結果が、上述の曲がった時空の場の理論における計算と一致することを示した。なお本年度行った研究は、当初の研究計画とは異なるものである。その理由は、この負の電気伝導現象自体が(i)新しい磁場生成理論のシナリオの可能性を示唆するものであり、また(ii)重力系の熱力学など、精力的な研究が行われている他分野との関連があるためである。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は研究実施計画に基づき、インフレーション中の宇宙を近似的に表現するde Sitter時空中における電場からの荷電粒子生成(Schwinger効果)について研究を行った。4次元のdeSitter時空におけるスピン1/2を持つ荷電粒子のSchwinger効果について研究を行った。本研究は、Schwinger効果が電磁場自身に与える反作用を問題としているので、これの評価に直接用いることのできる量である誘起電流期待値の計算を行った。この研究によって、Schwinger効果が誘起する電流の振る舞いが、電荷の持つスピンや電荷の質量によって異なることを見出した。特に、外部電場強度がある特定の値より小さい場合、スピン1/2の粒子が作る誘起電流が、電場と反対向きに流れるという、非常に反直感的な結果を得た。このことは、インフレーション宇宙において場の理論の非摂動効果まで取り入れると、基本的な物理法則を変更することなしに、ある程度大きな電磁場のゆらぎを生成する可能性があることを示唆している。4次元のdeSitter時空では、正準なゲージ場(通常の電磁場)のゆらぎは大きくできないことが知られているため、この可能性はこれまであまり考慮されてこなかったものである。一方で、誘起電流期待値の計算において必要となるくりこみの問題に関して、異なる手法による計算の結果が一致するかという疑問があったので、すでに断熱正則化という手法で計算されていた4次元de Sitter時空中のスピン0粒子の場合のSchwinger効果による誘起電流の期待値について、Point splittingという手法に基づくくりこみの計算を行った。この研究の結果、上記2つの手法によるくりこみの結果は完全に一致することが確認された。これまでに他のグループによって、低次元の空間や荷電粒子のスピンがない場合などの簡素化された系におけるSchwinger効果の研究が行われてきたが、申請者は4次元のインフレーション中のスピンのある粒子の場合についての解析を行い、研究実績の概要に示したような特徴的で非自明な結果を得た。本来、原始磁場形成理論は、インフレーション中の電磁気学の法則を変更して、強い原始磁場を生成しようと試みるものであった。本年度の研究対象である強い電場からの粒子生成(Schwinger効果)は、この文脈において自然に予期される現象である。本年度の研究の結果、このような文脈を離れ、通常の量子電磁気学をインフレーション中の時空の中で考えるだけで電磁場を生成する可能性を見出すことができた。また、研究開始当初からの懸念であったくりこみ手法の妥当性についても、ゲージ不変性と共変性を顕に守る形式での計算を実行し、これまで行われてきた手法の妥当性をある程度示唆する結果を得ることができた。なお、これらの内容はすでに、二編の論文としてまとめて投稿されている。以上の理由から、研究実施計画における本年度の目標は概ね達成できたと考えられる。昨年度の研究によって、de Sitter時空中でのSchwinger効果が誘起する電流の振る舞いが、電荷の持つスピンや電荷の質量によって異なることを見出した。特に、外部電場強度が、ある特定の値より小さい場合、スピン1/2の粒子が作る誘起電流が負になる(電気伝導率の値が負になる)という結果を得ていた。本年度は、上記結果の物理的解釈を与えることを当面の目標に研究を行った。具体的には、以下の点について検討してきたので、それぞれの内容を簡単にまとめる。(1)物性系との関わり当該研究において示唆される負の電気伝導(微分電気伝導度ではなく電気伝導率自体が負の値をとる)は、現実の特別な強誘電体の内部で実現することが、物性物理学の分野で知られている。

強誘電体は自発的に対称性が破れ、分極が起こるような物質である。本研究で取り扱っているような重力場と電場から作用を受ける荷電粒子対も、分極が自発的に大きくなっていくような系であり、強誘電体との類似性が見受けられる。一方、物性物理学の分野で知られる負の電気伝導度は静的な問題であり、膨張宇宙のような動的な問題とは異なっている。(2)一般の背景場における有効作用の振る舞い自発的対称性の破れを記述するための基本的な道具立ての一つに、場の有効作用を調べることが挙げられる。有効作用は量子論的な効果まで取り入れた際の系のダイナミクスを記述するのに用いられる。特に、一般の(弱い)電磁場中での有効作用を計算することで、荷電粒子の場の運動を決めるポテンシャルが電磁場によってどのように変形するかが分かる。これによって、負の電気伝導の物理的解釈を与えることも可能となる。当初計画では、初期宇宙におけるインフレーション原始磁場形成理論において問題となる、非常に強い電場が、自ら作り出す荷電粒子対の効果によって弱まるというシナリオについて考察することを目的としていた。しかし、これまでの研究により発見した負の誘起電流は、インフレーション宇宙における電磁場の不安定性を示唆するものであり、これまで全く予測されてこなかったものである。現象自体の興味深さにとどまらず、この不安定性を利用した原始磁場生成の可能性を探ることは、本研究課題の目的にとっても重要なことであるのでこれを行った。本年度も昨年度に引き続き、de Sitter時空中における電磁場と荷電粒子の理論(QED)の振る舞いについて研究を行った。特に、負の電気伝導という特異な現象と、その物理的起源についての研究を行った。まず我々は曲がった時空の場の理論においてしばしば用いられている繰りこみ条件(アプリオリに得ることができない物理的な条件)が物理的に妥当だと考えられる条件を満たさないことを見出した。そこで、これに替わる新しい繰りこみ条件を提案し、その帰結を調べた。この条件に基づいて得られる結果が、半古典極限で正しく振舞うようになることが示された。以上の解析の結果、我々はde Sitter時空中の弱い一様な背景電場が負の電気伝導を引き起こし、(通常の電磁気学では見られない)反遮蔽効果が起こることを見出した。我々はこのことについて説明を与えるべく、de Sitter時空の中に静止する観測者が見る球形の地平面(粒子が一旦外に出ると再び入ってくることができなくなる境界)上に電場の効果で正味の電荷密度生成が起こる、という仮説を与えた。我々は、この仮説と量子論的な粒子生成の議論に基づいて、実際に系に生じる電流を計算し、これが負になる、つまり電気伝導度が負であることを示した。また、この電流の計算結果が、上述の曲がった時空の場の理論における計算と一致することを示した。なお本年度行った研究は、当初の研究計画とは異なるものである。その理由は、この負の電気伝導現象自体が(i)新しい磁場生成理論のシナリオの可能性を示唆するものであり、また(ii)重力系の熱力学など、精力的な研究が行われている他分野との関連があるためである。
水田農薬の迅速検知のための多機能バイオセンシングチップ

OECDや環境庁が定めている、水田除草剤の生態毒性試験は生育速度への影響を見る慢性毒性試験で3日間を要する。また多大な設備、スペース、人手を要するという問題もある。本研究では、藻類固定化膜を用いて、試料水につけるだけで、2つの急性毒性指標(蛍光阻害、酸素生成阻害)と慢性毒性指標(生育阻害)とから、生態毒性物質を、1つのチップで簡単に検出できる、全く新しい概念のバイオセンシング法の創生を究極の目的として、その実現に向けた基礎的検討を行った.具体的には、1)緑藻の固定化法の検討、2)固定化緑藻による慢性毒性試験、3)緑藻の凍結保存方法に関する検討、4)農薬添加に伴う緑藻の蛍光阻害及び酸素生成阻害の定量的評価、5)固定化緑藻による急性毒性試験、について研究を行った。まず緑藻の固定化担体として光架橋性樹脂PVA-SbQが最適であることが明らかとなった。固定化緑藻においても同等の生育速度が得られ、一部の除草剤を除き、生育阻害試験が同様に行えることが示された。次にマイクロプレートスケールの実験で、5%ジメチルスルホキシドを添加して凍結した場合、解凍後、凍結していないものとほぼ同等の生長を示し、水田除草剤の慢性毒性試験では、多くの農薬で、凍結を行っていない藻を用いた場合に比べ、より高感度な検出が可能となった。さらに種々の除草剤添加時の緑藻の、クロロフィル由来の蛍光強度変化と酸素生成速度変化を調べた。その結果、トリアジン系の除草剤で、いずれも蛍光の増大、酸素生成の減少が観察された。検出感度はいずれも10ppbと高感度で、測定時間は蛍光が15分、酸素が40分と大幅な迅速化が可能となった。最後に緑藻固定化膜を酸素電極先端に装着し、トリアジン系農薬の迅速測定を試みた。藻懸濁液を用いた場合と同等の高い感度が得られ、水田農薬の迅速検知のためのバイオセンシングチップ実現の可能性が強く示唆された。OECDや環境庁が定めている、水田除草剤等の生態毒性試験法は生育速度への影響を見る慢性毒性試験で3日間を要する。一方光合成阻害に着目してクロロフィルの蛍光強度や酸素生成速度など急性毒性に着目した検出方法も報告されているが、光合成阻害以外の作用機作を持つものには適用できない。したがって、新しい生態毒性物質の検出法は、急性毒性試験法の迅速性と、慢性毒性試験の信頼性を兼備する必要がある。本研究では、藻類固定化膜を用いて、試料水に浸けるだけで、2つの急性毒性指標(蛍光阻害、酸素生成阻害)と慢性毒性指標(生育阻害)とから、生態毒性物質を、1つのチップで簡単に検出できる、全く新しい概念に基づくバイオセンシング法を構築する。国内外でSelenastrumを用いた農薬の測定に関する報告は多いが、本研究のような、簡易でかつ急性・慢性両指標の測定が一度で出来る方法は全く例がない極めて独創的なものである。本年度はまず藻類の生育速度への影響が出来るだけ小さい固定化膜材料を探索・検討した。従来バイオセンサやバイオリアクターでの固定化微生物の調製に用いられてきた固定化担体を比較検討したところ、光架橋性ポリビニルアルコール(PVA-SbQ)が最も適当と考えられた。これを用いて藻類固定化膜を調製し、透過率(吸光度)による菌数測定により、通常の液体培養の場合との生育速度を比較したところ、ほぼ同等の生育が確認された。

次に水田除草剤を中心とする農薬添加による藻類の生育速度阻害効果を、固定化藻類と懸濁培養している藻類とで比較した。その結果、トリアジン系のアトラジン、シメトリンでは懸濁液と同等の結果が得られたのに対し、シマジンや、酸アミド系のメフェナセット、プレチラクロール、ジニトロアニリン系のペンディメタリンでは検出感度は著しく低下した。その原因を現在検討しているところである。OECDや環境庁が定めている、水田除草剤の生態毒性試験は生育速度への影響を見る慢性毒性試験で3日間を要する。また多大な設備、スペース、人手を要するという問題もある。本研究では、藻類固定化膜を用いて、試料水につけるだけで、2つの急性毒性指標(蛍光阻害、酸素生成阻害)と慢性毒性指標(生育阻害)とから、生態毒性物質を、1つのチップで簡単に検出できる、全く新しい概念のバイオセンシング法の創生を究極の目的として、その実現に向けた基礎的検討を行った.具体的には、1)緑藻の固定化法の検討、2)固定化緑藻による慢性毒性試験、3)緑藻の凍結保存方法に関する検討、4)農薬添加に伴う緑藻の蛍光阻害及び酸素生成阻害の定量的評価、5)固定化緑藻による急性毒性試験、について研究を行った。昨年度は1)2)について、本年度は3)5)について検討した。マイクロプレートスケールの実験で、5%ジメチルスルホキシドを添加して凍結した場合、解凍後、凍結していないものとほぼ同等の生長を示した。また凍結保存した緑藻を用いて水田除草剤の慢性毒性試験を行ったところ、多くの農薬で、凍結を行っていない藻を用いた場合に比べ、より高感度な検出が可能となった。次に種々の除草剤添加時の緑藻の、クロロフィル由来の蛍光強度変化と酸素生成速度変化を調べた。その結果、10ppm以下でこれらの指標に変化が見られたのはトリアジン系の除草剤のみで、いずれも蛍光の増大、酸素生成の減少が観察された。検出感度はいずれも10ppbと高感度で、測定時間は蛍光が15分、酸素が40分と大幅な迅速化が可能となった。以上の成果を元に、緑藻固定化膜を酸素電極先端に装着し、トリアジン系農薬の迅速測定を試みた。藻懸濁液を用いた場合と同等の高い感度が得られ、水田農薬の迅速検知のためのバイオセンシングチップ実現の可能性が強く示唆される結果となった。
系統連携された電気自動車のバッテリーを用いた新エネルギーシステムの構築

本研究では二つのテーマを扱った。一つ目のテーマでは、EVのバッテリー交換ステーション(以下、ステーション)の蓄電池を太陽光発電(以下、PV)の余剰電力対策として活用することを提案し、その経済価値を算出した。充電側はPVの余剰電力対策、放電側はピーク供給力や供給予備力として電力系統に貢献できる。電力会社がステーションに対し供給力を期待した場合、変換器容量(kW容量)の大きさに応じて系統に貢献することになる。また、余剰電力の貯蔵機能を期待した場合は、蓄電池容量(kWh容量)の大きさに応じた系統貢献度となる。本研究では、それぞれの機器容量を変化させた時の系統貢献度をコストとして算出し、容量に対する価値曲線を算出した。本価値曲線は、PVの余剰電力対策としてステーションの蓄電池を利用することが、電力会社にとって経済合理的であるかどうかの判断材料となる。二つ目のテーマでは、EVやPHEVの充電パターンが電力系統の負荷平準化に貢献できるようなアルゴリズムを提案した。具体的には電気料金などの価格設定を通して、充電パターンの誘導を行う。ここで、自動車の日走行距離は一台ごとに異なるため、充電電力量は分布特性を持つことになる。これらのばらつきを考慮した上で最適な電力価格を数学的に求める手法を提案した。EVやPHEVのオーナーは与えられた電力価格の下で、自らの電気料金を最小化するように充電を行い、その結果、電力系統全体では負荷の平準化が達成される。負荷の平準化により、発電費用の削減や送電設備に対する投資の削減効果も期待できる。本研究では二つのテーマを扱う。一つ目は、太陽光発電(PV)の導入が系統に与える問題をテーマとした。現在、PVの大量導入が促進されているが、電力需要の少ない時期にPVからの電力が余ってしまう余剰電力問題が課題として残っている。これに対して、余剰電力を一旦、蓄電池や揚水発電に貯蔵する対策案があるが、この場合、建設費用の負担が問題として残る。一方,運輸部門においては,電気自動車が注目を集めており、その充電インフラの一つとして,バッテリー交換ステーション(以下、ステーション)がある.本研究ではステーションの蓄電池をPVの余剰電力対策として活用することを提案する。研究では、提案システムが電源構成に与える影響(系統貢献度)を明らかにし、システムの導入による経済価値を算出した。実際の運用方法としては、ステーションが所有する蓄電池を電力会社にリースすることになる。本研究で算出した経済価値に基づき、蓄電池のリース料を適切に設定することが可能となる。二つ目は、プラグインハイブリッド車(PHEV)の充電パターンが系統に与える影響をテーマとした。PHEVが普及した場合のCO2排出量削減効果は、その充電エネルギーの供給元である発電部門も同時に考慮する必要がある。発電部門からのCO2排出量は、電力需要の増分だけでなく、充電時間帯にも深く関連する。電力系統の負荷平準化のためには最低需要(ボトム)時間帯の充電が望ましく、負荷の平準化によって原子力の導入量が増加した場合、更なるCO2排出量の削減も期待できる。そこで、本研究ではPHEVの充電パターンが最適なボトム充電となるような電力価格設定アルゴリズムを提案する。各PHEVのオーナーが自らの電気料金が最小となるように充電を行い、PHEV全体としての充電カーブが電源構成に与える影響(系統貢献度)を評価した。
ガスストリッパーにおける大強度イオンビームのエネルギー散逸と熱負荷抑制法の研究

ストリッパーによるビームの荷電変換は、多くの大強度イオン加速器計画において必須過程で、その到達強度を決める重要な鍵である。近年理研RIビームファクトリーで実現されたHeガスストリッパーは、加速可能強度を上げる突破口となったが、ビームの巨大なエネルギー損失によるガスの昇温と密度減少の効果が更なる大強度化の原理的問題であった。本研究ではウランビーム通過時のHeガスの温度上昇を様々な条件下で観測し、計算との比較からその低い熱効率を示した。また、差動排気系を有する真空紫外光の分光装置の開発を行い、新しいエネルギーパスを探るためにウランビームの発光過程の観測を試みた。新しい差動排気技術も創成された。本年度は主として、理研RIビームファクトリーに既存の循環型ヘリウムガスストリッパーに接続可能な真空紫外光分光・計数システムの設計、開発を行った。ヘリウムガス中をウランビームが通過した時に、その巨大なエネルギー損失によって多くの励起ヘリウム原子・分子が生成され、エネルギーの一部が波長50 nmまでの真空紫外光として持ち出される。実験では真空紫外光の分光と絶対フォトン数の測定を行い、光エネルギーの絶対量の同定を行う。測定の第一段階として、波長範囲50-300nmをカバーする真空紫外分光器の選定を行い、分光器として白金コーティングされたグレーティングを持つ、瀬谷波岡型のモノクロメータを用いた。真空紫外光の計数用検出器には短波長領域での検出効率を上げるためにCSIコーティングされたチャネルトロンを用いた。実際に検出器マウント、及び周辺の真空系を含む真空紫外分光・計数システムの設計・構築を行った。開発された分光システムは放射線管理区域内に設置され、ビーム照射時に人が立ち入る事はできないため、測定の遠隔操作が必要不可欠である。そこで、分光器グレーティングの遠隔操作の為の制御システム、及びデータ収集用のソフトウェアの製作を行った。実際に装置を設置し、グレーティング制御とデータ収集系が動作する事を確認した。測定中のヘリウムガス不純物のモニターとして四重極型質量分析器を採用し、そのデータ収集系の構築も行った。また、ウランビームとヘリウムガスの系におけるエネルギー散逸のモデル計算を進めた。本年度の研究では、理研RIビームファクトリーに既存の循環型Heストリッパーと昨年度までに開発を進めた真空紫外分光・計数システムを接続するための差動排気系を構築した。真空紫外光の輸送では窓材を使用する事が出来ないため、窓なしで差動排気を行う必要があり、その実現は実験の大きな鍵である。差動排気システムにおいては、2台のメカニカルブースターポンプ、2台の多段ルーツポンプ、2台のターボ分子ポンプを使用しており、5段階の差動排気で真空紫外光の通り道Φ3 mmを確保しつつ、Heストリッパーの7 kPaから真空紫外光の検出器(Csコーティングチャネルトロン)の動作可能な真空度である10^-3 Paまで真空度を上げる事に成功している。実際に真空紫外光分光系とHeストリッパーを接続し、Csコーティングチャネルトロン検出器に高電圧を印加し、暗電流によるシグナルの確認を行った。開発された差動排気システムを用いる事でHeガス蓄積下においても高電圧印加が可能で、正常なシグナルが得られる事が分かった。更に、実際にHeガスストリッパーにウランビームを通過させ、ビームに同期した真空紫外光の試験的測定を行った。ビームを用いた分光測定においてはチェンバーを貫通して直接検出器までやって来るビームに同期したガンマ線、中性子、その他荷電粒子のバックグラウンドが懸念されたが、適切な時間ゲートをかける事で、バックグラウンドは強く抑制され、問題にならないレベルになる事を確認した。ビーム照射試験に必要な全てのデバイス、ソフトウェアの構築が終わり、本年度の目標であったウランビームによる照射試験を行う事が出来たため。本年度の研究では理研RIビームファクトリーに既存の循環型Heストリッパーと、これまで開発を進めてきた真空紫外分光・計数システムを接続するための差動排気系を増強・コンパクト化するための研究を進めた。昨年度までに、Heストリッパーに照射するウランビームに起因する真空紫外光以外のバックグラウンドイベントが適切な時間ゲートをかける事で、問題にならないレベルまで除去できる事が分かり、シグナル検出効率改善のために真空紫外光検出器(Csコーティングチャネルトロン)をより近づけられる事が分かった。一方で十分に短い距離でHeストリッパーの動作圧力である7kPaから、真空紫外光検出器の動作可能な真空領域(10-4 Pa)に接続するためには差動排気系を増強し、コンパクト化することが必要不可欠であった。大型のポンプを使用し、排気能力を増やす事は可能であるが、一般的に大型のポンプの口径はコンダクタンスを稼ぐために大きな直径を持つ。その様なポンプを並べた場合、結局ストリッパーと検出器の間の距離は長くなってしまうため、新しい差動排気方式が必要であった。そこで大型のポンプを必要とせず差動排気能力を改善する流体力学を駆使した新方式を提案し、流体計算を進めた。実際に新方式を用いた差動排気系のプロトタイプを作成しその有用性を確かめた。更に新手法の最適化と性能改善を進めるため、オフラインでの差動排気系テストベンチシステムの構築のための準備を進めた。113番元素の発見に関連し所属研究室で急遽新しいプロジェクトが立ち上がり、本年度構築したテストベンチについて、完成直前の移設を余儀なくされたため。