hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
位相X線CTを用いた生体試料の定量解析法の開発

本研究の目的は、これまで開発してきた位相X線CTを用い、病的モデル(脳腫瘍,虚血心疾患,心筋症)を対象にし、摘出した標的臓器の撮影を行い、各々の組織内の微細構造(病的変化を含めた)や血管構造を定量的に3次元解析する手法を開発することである。本年度は、予備実験として、固定した正常及び脳担癌マウス、虚血性心疾患モデルを作製した。高エネルギー加速器研究機構の放射光科学研究施設のBL14C1で、これまでの科学研究費補助金及び科学振興調整費により開発した位相X線CT装置を用い、摘出した脳や心臓の位相X線CT撮影を行った。造影剤を使用せず、従来の手法では得られない約30μmの高い空間分解能を有す血管像が本法により得られ、脳腫瘍、腫瘍の圧迫による脳室の偏移や拡張、血管結札により生じた心筋壊死巣、代償性肥大などの心筋構造の変化が鮮明に描出された。血管を抽出するための画像解析を加え、脳血管、冠状動脈が明瞭に描出できた。現在定量的な解析のためのソフトウェア開発を行っている。更なる微細血管分枝解析には、干渉縞の微細な揺れを無くすための高速化撮影が必要なことも明らかとなってきた。我々は、位相情報を画像化するX線干渉計を用いた位相X線イメージング装置を開発してきた。本装置は、被射体を透過したX線の微妙な屈折差を捉えるため、生体構成元素H, C, N, Oに対する感度が透過X線イメージング法より約千倍高く、'従来法では描出できない生体軟部組織、癌、繊維組織、壊死などを無造影で鮮明に弁別できる。これまで、ヒト癌組織や小動物の摘出臓器(肝、腎、脾臓等)を用い、空間分解能10-30μmで組織の微細構造描出に成功してきた。本研究は、ヒト疾患動物モデル(腫瘍,アルツハイマー病,腎疾患,虚血性心疾患,心筋症)を対象にし、摘出した標的臓器の位相X線CT撮影を行い、各々の組織内の微細構造(病的変化、特定微小臓器、血管構造等)を定量的に3次元解析する手法を開発し、その有用性を評価する。本年度は、位相X線CTを用い、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学研究施設(PF)のBL14C1およびSPring-8の20XUでの追加撮影と、これまで得られた正常及びヒト疾患モデル動物:アルツハイマー病脳、腎巣状糸球体硬化症、移植癌等生体試料の定量的解析を試みた。脳腫瘍モデルでは、造影剤を用いずに、腫瘍の局在及び広がりを組織画像とほぼ同様に捉えられ、腫瘍体積の計測が可能となった。また、アルツハイマ-病脳では、皮質及び海馬内にβアミロイド班が沈着している様子を立体的に観察でき、免疫組織標本との重ね合わせ技術による、個々のアミロイド班の数と大きさの計測を行っている。SPring-8で撮影した高空間分解能・位相CTでラットやハムスターの腎臓を撮影し、無造影で各々の糸球体の形状、密度変化と容積を算出する事が可能となった。本手法と4.74TのMRIと比較したところ、本手法で得られた画像のS/N比は約200高かった。このように、位相X線CT画像は、各種の疾患の病巣同定,組織密度の変化,大きさや数の定量評価が可能な事が示された。病理標本と対応(組織標本作成時に変形等が加わるため)させた特徴量抽出に関しては、更なる位置合わせ技術の改良・開発が必要と考えられた。
転写調節因子の細胞核内分布と遺伝子DNAの転写活性とに関する分子組織化学的解析

1.白血球を外来性ないし内因性DNaseおよびプロテナーゼK(0.02unit/ml)との組み合わせによる最適な分別処理をした後に、ヒトX染色体に特異的な標識DNA(Xp21,Xq13,Xq21)プローブでDNA in situ hybridization法を施行した。これにより活性X染色体は核の正染色質に分布し不活性X染色体は異染色質に分布して識別できた。2.ラット下垂体前葉GH3培養細胞およびラット下垂体前葉組織切片において遺伝子DNAに結合できる蛋白を局在する方法であるSouthwestern histochemistry(SWH)法を施行した。その結果、成長ホルモン(GH)細胞ではGH遺伝子の促進性転写調節因子Pit-1が核内に分布するが抑制性転写調節因子PREBは核内に分布せず、プロラクチン(PRL)細胞ではPRL遺伝子の促進性転写調節因子でもあるPit-1とPREBいずれもが核内に分布していた。3.ラット腹腔内にGH放出ホルモンあるいはソマトスタチンをそれぞれ10nM投与した4時間後の下垂体前葉組織切片のPit-1とPREBのSWHによる核内分布と染色強度は、対照と顕著な差は認められなかった。Pit-1を中和した後にGH3細胞においてGH遺伝子の転写が阻害されるか否かは、まだ確認できない。4.ラット胎盤では妊娠14日頃から一部の同様な栄養膜細胞にPit-1が核にPRLが細胞質に分布し始めた。妊娠日令が進むに伴い、いずれもそれらの陽性栄養膜細胞の数と染色性が増加した。しかし19日頃には免疫組織化学法では栄養膜細胞の細胞質にもPit-1が分布しPRLの染色性は減少した。ラット胎盤の細胞でPit-1が核内に分布することが、PRL様物質を産生する栄養膜細胞に機能的に分化することと関連があることが示唆された。1.活性化されている遺伝子DNAを不活性化されている遺伝子DNAとを細胞の核の中で識別する技法は、不十分ではあるが確立した。すなわち、女性の末梢血を同意を得た上で採血し白血球を分離固定し、活性染色質と不活性染色質を選択的に分別する外来性ないし内因性DNAseおよびプロテナーゼK(0.02 unit/ml)との組み合わせによる最適な分別処理をした後に、ヒトX染色体に特異的なDNA(Xp21,Xq13,Xq21)をチミン・チミン二量体化したプローブを用いてDNA in situ hybridization法を施行した結果、光学顕微鏡レベルで活性X染色質は正染色質に分布し不活性X染色質は異染色質に分布した。しかし処理によって細胞の形態がかなり破壊されていた。2.遺伝子の発現を調節する遺伝子DNA制御エレメント結合蛋白の分子組織化学的方法はほぼ確立した。すなわち、成長ホルモン(GH)遺伝子に結合してその転写を活性化するGH転写調節エレメント結合蛋白(Pit-1)の分布は、GH遺伝子のプロモーターに存在するPit-1結合エレメント(GH-1)の標識合成オリゴヌクレオチド・プローグを作製し、遺伝子DNAへの結合能を検出するSouthwestern histochemistry法によって、ラット下垂体前葉培養細胞(GH3)およびラット下垂体前葉組織切片において光学顕微鏡レベルでGH細胞の核内の局在に成功した。一方、プロラクチン細胞ではGH遺伝子の転写を抑制する転写調節エレメント(PRE)結合蛋白(PREBP)が核内に局在することが判明した。GHの転写をGHRHで促進あるいはソマトスタチンで低下させた下垂体細胞における検討は進行中である。

1.ラット腹腔内に成長ホルモン(GH)の転写を促進させるGH放出ホルモン(GRH)あるいは低下させるソマトスタチン(SS)をそれぞれ10nM投与した4時間後の下垂体前葉組織切片内の促進性転写調節因子Pit-1と抑制性転写調節因子PREBのSouthwestern histochemistry(SWH)による核内存在分布は、対照の生理的食塩水投与下の切片内の分布と顕著な差は認められなかった。抗Pit-1抗体あるいはPit-1に結合する合成オリゴヌクレオチド・プローブをGH3細胞の核内に導入してPit-1を中和した後にGHの転写が阻害されるか否かは、まだ確認できていない。2.細胞の機能的分化は転写調節因子の核内における存在の有無と分布状態を反映するのかを明らかにすることを目的とした。ラット胎盤では妊娠令が進むと絨毛膜の細胞が機能的に分化してプロラクチン(PRL)様物質を産生するが、この時にPit-1の有無と分布の差を反映するのかを、妊娠期間とSWHによるPit-1および酵素抗体法によるPRLとPit-1のラット胎盤内分布との関係で検討した。その結果、妊娠10日頃では胎盤の細胞にはPit-1およびPRLは見られなったが、妊娠14日頃から一部の同様な栄養膜細胞にPit-1が核にPRLが細胞質に分布した。妊娠日令が進むに伴い、いずれもそれらの陽性栄養膜細胞の数と染色性が増加した。しかし妊娠19日頃には酵素抗体法では栄養膜細胞の細胞質にもPit-1が分布し、PRLの染色性は減少した。したがって、ラット胎盤の細胞でPit-1が核内に分布することが、プロラクチン様物質を産生する栄養膜細胞に機能的に分化することと関連があることが示唆された。
組織特異的な遺伝子発現を用いたシナプス可塑性におけるシナプス後細胞の役割の解明:ダブルパッチクランプ法による解析

神経細胞はその標的細胞に到達し、適切な情報を伝えるためのシナプス伝達機構を確立する。さらに、シナプスを形成した後も、周りの環境の変化や受け取る刺激の程度に対応して、シナプス伝達効率を変えるという、可塑的な性質を持っている。シナプス伝達効率を可塑的に変化させる要因のうち、シナプス後細胞の変化、あるいはシナプス後細胞からの因子が関わっていることが示唆されている。しかし、シナプス形成・維持・可塑性におけるシナプス後細胞の役割を解明するために、有力な武器となるシナプス後細胞のみの遺伝子発現を調節する良い実験系は非常に限られている。本研究では比較的単純で、かつ、豊富な分子生物学的手法が利用できるショウジョウバエ幼虫の神経・筋接合系を使用した。標的細胞内の分子を操作して、その影響を見る良い実験系として、同じ神経細胞がシナプスを作っている、隣り合う二つの筋肉細胞の一方のみ、遺伝子発現を容易に操作できる実験系を確立し、標的細胞由来因子によるシナプス形成への特異的な影響を、ダブルパッチクランプ法を用いて調べた。まず、標的細胞内のCaMKIIの活性化により、シナプス形成がどのように変化するか検討した。後シナプス電流をパッチクランプ法により測定し、シナプス伝達の変化を指標にした。その結果、孵化後3時間以内の幼虫ではCaMKII活性化により、シナプス伝達の促進が見られた。このシナプス伝達の変化はシナプス前細胞の変化によるもので、逆行性因子を介していることが、明らかになった。さらに、孵化後5時間以上経過した幼虫では逆に、シナプス伝達が抑制され、同じ神経細胞がシナプスを作るもう一方の筋肉細胞の応答が促進されているという興味深い結果も得られた。このようにユニークな実験系を確立し、その有効性を示すことができた。さらにこれまで不明であったシナプス形成過程におけるCaMKIIの働きについて明らかにすることができた。本研究では比較的単純で、かつ、豊富な分子生物学的手法が利用できるショウジョウバエ胚・幼虫の神経・筋接合系を使用した。本年度は標的細胞内の分子を操作して、その影響を見る良い実験系として、同じ神経細胞がシナプスを作っている、隣り合う二つの筋肉細胞の一方のみ、遺伝子発現を容易に操作できる実験系を確立し、標的細胞由来因子によるシナプス形成への特異的な影響を、ダブルパッチクランプ法を用いて調べた。

これらの結果を元にシナプス形成・維持・可塑性の分子機構を明らかにしていきたい。神経細胞はその標的細胞に到達し、適切な情報を伝えるためのシナプス伝達機構を確立する。さらに、シナプスを形成した後も、周りの環境の変化や受け取る刺激の程度に対応して、シナプス伝達効率を変えるという、可塑的な性質を持っている。シナプス伝達効率を可塑的に変化させる要因のうち、シナプス後細胞の変化、あるいはシナプス後細胞からの因子が関わっていることが示唆されている。しかし、シナプス形成・維持・可塑性におけるシナプス後細胞の役割を解明するために、有力な武器となるシナプス後細胞のみの遺伝子発現を調節する良い実験系は非常に限られている。本研究では比較的単純で、かつ、豊富な分子生物学的手法が利用できるショウジョウバエ幼虫の神経・筋接合系を使用した。標的細胞内の分子を操作して、その影響を見る良い実験系として、同じ神経細胞がシナプスを作っている、隣り合う二つの筋肉細胞の一方のみ、遺伝子発現を容易に操作できる実験系を確立し、標的細胞由来因子によるシナプス形成への特異的な影響を、ダブルパッチクランプ法を用いて調べた。まず、標的細胞内のCaMKIIの活性化により、シナプス形成がどのように変化するか検討した。後シナプス電流をパッチクランプ法により測定し、シナプス伝達の変化を指標にした。その結果、孵化後3時間以内の幼虫ではCaMKII活性化により、シナプス伝達の促進が見られた。このシナプス伝達の変化はシナプス前細胞の変化によるもので、逆行性因子を介していることが、明らかになった。さらに、孵化後5時間以上経過した幼虫では逆に、シナプス伝達が抑制され、同じ神経細胞がシナプスを作るもう一方の筋肉細胞の応答が促進されているという興味深い結果も得られた。このようにユニークな実験系を確立し、その有効性を示すことができた。さらにこれまで不明であったシナプス形成過程におけるCaMKIIの働きについて明らかにすることができた。
量子スピンホール効果を示す物質の探索

量子スピンホール相を示す物質を、半金属ビスマスの関連物質を中心に探索した。この相は非磁性絶縁体のうちでZ_2トポロジカルナンバーが奇数であるものを探せばよい。我々は以前、1-bilayer(111)ビスマス薄膜が量子スピンホール相を示すという予想を行ったが、これは非常に単純化された模型に基づいており、実際の実験と関係付けるためには物質に即した第一原理計算が必要である。このため今年度は第一原理計算の助けを借りて精密な計算を行った。ビスマス薄膜のうち絶縁性をしめすのは(i)(111)1-bilayer薄膜、(ii){012}2-monolayer薄膜の2種であり、これらについて計算をした結果、(i)は量子スピンホール相となるが、(ii)はそうでなく通常の絶縁相であることが分かった。なお(ii)の場合は空間反転対称性がない結晶構造のため、相を同定するためのZ_2トポロジカルナンバーの計算が厄介である。これについてはいくつかの等価な計算式が知られているが、実際数値計算をしようとすると複数の方法の間に優劣が生じる。この点については格子ゲージ理論から提唱された計算の枠組みが知られており、試行錯誤の結果この計算法が非常にうまくいき、短時間で信頼できる結果が出せることが分かった。またこれらの系でのエッジ状態の計算も行い、エッジ状態の時間反転対の個数が(i), (ii)でそれぞれ奇数、偶数となり上記の相の分類と一致することを確かめた。これらのエッジ状態は、理論的に予測されているとおりスピン偏極している。スピン偏極の向きはほぼ薄膜面に垂直であるが、10-20%程度薄膜面の法線方向から傾いている。この結果は良質の薄膜が作成できれば実証可能であると考えられる。この相になるための必要条件は2つだけで、(i)非磁性絶縁体、(ii)Z2トポロジカルナンバーが奇数、である。この(ii)の条件の判定は波動関数の位相と関係しているが、判定は厄介でありバンド計算などの助けを借りる必要がある。我々は以前、1-bilayer (111)ビスマス薄膜が量子スピンホール相を示すという予想を行ったが、今年度はこれを実証するため第一原理計算を行って、実際1-bilayerのビスマス薄膜が量子スピンホール相となることを理論的に提唱した。また金属系のスピンホール効果の第一原理計算も並行して行った。特にプラチナではスピンホール効果が大きいことが実験で観測されているが、第一原理計算の結果、この巨大なスピンホール効果が内因性、つまりバンド構造による効果であって不純物散乱には依存しない機構によることを提唱した。また物質探索の準備として、スピン軌道相互作用などの外部パラメタの変化に対してどのように絶縁相から量子スピンホール相へ転移するか、一般的な枠組みで解析した。その結果、2次元系においては、パラメタの値を変えていくとパラメタのある一点で相転移を起こすが、3次元では一般に2相の間にギャップレスの相が挟まるということが分かった。これは3次元の場合は、ギャップレスの点がトポロジカルな構造を持つことに起因する。これはバンド計算や、清浄なサンプルでの実験でも十分観測できると考えられる。これを実証するため、Fu, Kane, Meleが提唱したダイヤモンド格子上のスピン軌道相互作用が入った模型を用いて解析し、確かに空間反転対称性が破れた場合、絶縁相と量子スピンホール相の間にギヤップレスな相が挟まることが分かった。
オレフィン類の高選択的不斉酸化触媒の開発

1.本研究者は、既に新規なDABCO型不斉配位子1を開発し、触媒的不斉OsO_4酸化に成功したものの選択性は40%ee程度と十分に満足いくものではなつた。そこで、選択性の向上を目指して、1の置換基Rを詳細に検討する事を目的とし研究を行った。1の合成法は、Rがアルキル基では既に確立していたが、アリール基の場合の合成は未解決であった。Rがフェニル基(1a)、ナフチル基(1b)の場合、Ullmann反応を用いる事によりアリール誘導体を合成する事に成功した。2.また、二置換型の1を更に発展させ、四置換型DABCO型配位子2を合成する計画があったが、この様な化合物の合成法はまったく知られておらず、新たに合成法を確立する必要がある。S_N2反応によるアミンのアルキル化、N-BOC-ピプラジンのalpha-アルキル化などを検討したが、現在のところ成功していない。3.以上、合成した配位子を用いオレフィンの触媒的不斉OsO_4酸化を検討したが、現段階では40%ee程度と以前の結果を上回る事はできなかった。4.2の他の反応への応用例として触媒的不斉Baylis-Hillman反応を検討した。メチルビニルケトンとp-ニトロベンズアルデヒドとの反応において最高47%eeの不斉収率を達成することに成功した。この値はこれまで報告された中での最高値である。今後更にこの反応を検討していく予定である。
子宮体癌発生の分子機構及び分子標的療法の開発

1.1番染色体上の子宮体癌抑制遺伝子の単離:子宮体癌抑制遺伝子は1q42領域内に存在すると推定した。本領域内にはORF12、HUBCEP70、ENST27746の3遺伝子が存在する。このため、子宮体癌細胞へこれら3遺伝子cDNAをトランスフェクトし、表現型の変化を解析している。2.子宮体癌細胞におけるRasシグナルの役割:我々はエストロゲンリセプターα(ERα)はRas下流に位置し、活性化[12Val]K-Rasにより機能亢進が誘導され、NIH3T3細胞形質転換に関与することを明らかにした。活性化[12Val]K-Ras発現は完全に形質転換し、造腫瘍性も保持していた。K12V細胞でERドミナント・ネガティブ変異体(DNER)を発現したところ、細胞老化が誘導された。NIH3T3細胞はP14^<ARF>両側アリルを欠失している。本条件下におけるDNER発現は、MDM2発現抑制-p53蛋白安定化-p21発現誘導の原因となっていた。K12V細胞にDNER及びc-fosの強制発現系を樹立したところMDM2発現の回復-p53蛋白の発現抑制が示された。さらにNIH3T3細胞へERαをトランスフェクトしたところ(ER細胞)、MDM2発現亢進-p53蛋白の量の低下が招来された。以上の結果からP14^<ARF>欠除下において、ERαはc-fosを介したシグナルによりMDM2発現を亢進し、p53不安定化を導くことを初めて明らかにした。1.1番染色体上の子宮体癌抑制遺伝子の単離とその機能解析:従来の我々の研究により子宮体癌抑制遺伝子は1q42に存在することが判明している。このため、本領域をカバーするBACコンティグを作成し、各BACクローンを子宮体癌細胞へトランスフェクトした。1番染色体単一移入時と同様の造腫瘍性の抑制、細胞増殖特性の抑制を示すBACクローンを同定した。本BACクローンから転写産物を得、cDNAへ置換後ベクターに組み込み、再度子宮体癌細胞へトランスフェクションした。再構成細胞における表現型の変化を解析した結果、ユビキチン・リガーゼとして機能する遺伝子が子宮体癌抑制遺伝子候補であろうと示唆された。2.K-及びH-Rasシグナルの役割:ラット子宮内膜細胞へ[K12V]K-Ras或いは[H61L]H-Rasを遺伝子導入し、再構成細胞における表現型変化を解析した。両遺伝子導入に伴い、下流のMAPK及びAkt活性の亢進が示された。[K12V]K-Ras導入子宮内膜細胞では、細胞増殖の亢進と共に、アポトーシスの顕著な誘導が観察された。一方[H61L]H-Ras導入細胞では、アポトーシスが回避されていた。MEKインヒビターで処理すると[K12V]K-Ras発現にともなうアポトーシス訊導が回避され、一方PI3-Kインヒビターにより[H61L]H-Ras発現子宮内膜細胞のアポトーシスは顕著に誘導された。1.1q42領域から子宮体癌抑制遺伝子候補3遺伝子を同定した。2.子宮体癌細胞におけるRasシグナルの役割a.ラット子宮内膜RENT4細胞の増殖にはRas/MAPK及びRas/P13/Aktの情報伝達系が促進的に機能した。さらにK-Rasを介するシグナルはMAPKシグナルを選択的に活性化し、アポトーシスの誘導に、H-RasはP13-K/Aktシグナルを選択し、アポトーシスの回避に機能することが示唆された。b.ERαはRasの下流で機能し、NIH3T3細胞の形質転換に関与する。P14^<ARF>

欠如下ではERαはC-Junを介してMDM2の発現を亢進し、p53蛋白の不安定化を導いた。Ras/ERαシグナルの存在は、p53蛋白不安定化を介してNIH3T3細胞の形質転換に関与することが示唆された。c.Sodium Butyrate(NaB)は食物繊維の腸内消化過程で産生され、ヒストン脱アセチル化阻害作用を有する。NaBはRbシグナルが保持されている癌細胞においてp53非依存性p21蛋白発現によりG0/G1期停止及び細胞老化を誘導した。Rb蛋白の不活化されている癌細胞ではNaBはG0/G1及びG2/M期の両方への集積及び細胞老化を導いた。P53非依存性p21発現も誘導されていた。NaB処理は多くの細胞周期関連蛋白の発現を抑制し、細胞外マトリックス及び受容体発現を亢進した。以上からp21により制御されるG0/G1期停止と細胞老化の誘導は異なる分子機構により制御されることが示唆された。
植民地主義の動態と民主化後モザンビークの社会変容の連関に関する研究

モザンビーク調査では、植民地主義をめぐる言説とその変遷を分析するため、モザンビーク国立公文書館にて社会主義政権期、東西冷戦・内戦末期、民主化・和平合意以降次の時期について、与野党系列の別に主要各紙を資料として収集した。これらの資料を分析した結果、与党系メディアにおいては東西冷戦・内戦末期以降は植民地主義に関する言説について極端な減少の傾向が認められ、東西冷戦終盤より西側諸国に経済的支援を求めざるをえなかったモザンビーク政府の方針転換とほぼ軌を一にしていることが明かとなった。さらに1990年代初頭の民主化以降、モザンビークにおいて植民地主義に関する言説が顕著でない現状は、言及すべき事実の有無よりも、その発信者の不在に拠るところが大きい。この状況は直近の発信者となりうる人材の高等教育歴(欧米への留学と学位取得、分野の偏重)とも深く関連している。なお、ポルトガルにて留学あるいは移民労働に就く旧植民地諸国出身者に対する聞き取り調査からは、上述の状況はモザンビークのみならず、ギニア・ビサウおよびカボ・ヴェルデも同様であることが明かとなった。「グローバル・スタンダード」として画一化されつつある教育体系の中で高等教育を享受した人材が現在の言論の発言者となる導線が敷かれている現状において、地域の特殊性に根ざした独自の視点を確立することは一層困難になりつつある。
狭帯域多色撮像による超新星出現環境の研究

超新星の出現環境を、様々な観測的方法で調べた。Ia型超新星については、明るさと色の相関関係などから母銀河の星生成活動度(色)に応じて少なくとも2種類の細分類が必要だということを示した。またS0銀河に出現したIa型超新星について、ヘリウム外層が爆発する珍しい例を発見した。重力崩壊型超新星については面分光観測により、型ごとに出現場所付近でのHa線の等価幅や金属量を調べたが、有意な違いは見つからなかった。本研究の目的は、近傍銀河の超新星出現環境を、多色撮像を中心とした様々な観測的方法で調べ、超新星の起源にせまることである。平成26年度は主に、低分散分光撮像装置LISSのたちあげを西はりま天文台なゆた2m望遠鏡で行い、また海外の研究者と情報交換や共同研究の可能性を探るうちあわせを行った。西はりま天文台においては、LISSの取り付け用インターフェースを製作、国内最大口径望遠鏡に取り付けての試験観測を、取り付けのみの試験を含め、5回行った。シャッターなど様々な小さな改良を行い、現在では、ガイダーも順調に動き、比較的長時間のスリット分光観測や狭帯域撮像観測が可能となった。特にg19.5等級の超新星の型の同定に成功したが、これは国内望遠鏡による超新星の型の分光同定においては最も暗い天体になったと思われる。その他、金属量の測定をめざし近傍銀河の狭帯域撮像観測を開始したが、残念ながら天候に恵まれず、まだ良いデータは取得できていない。またHβ用の狭帯域フィルターを製作し、さらに狭帯域撮像の較正を行ったり、より精密に金属量を測定するため、より高い分散のグリズムを製作した。液晶エタロンについてより透過率を高めるような調整を試みたが、困難だということが判明し、基本的な整備のみ行った。また国内外の研究者との研究打ち合わせや情報交換を行った。15バンド同時撮像装置DMCについては、予算減額に対応して、他の財源も活用しながら製作をすすめている。平成27年度は、CCDを15個中13個購入し、またCCDの読み出しに必要な電源等も購入、新しいデュワーの設計を行った。超新星環境の観測については、低分散分光撮像装置LISSを2mなゆた望遠鏡で多バンドの撮像観測を行いつつある。特に900nmよりも長波長側にある[SIII]輝線に注目した観測等を行っている。また近傍銀河の超新星出現場所付近の星団をハワイとチリの望遠鏡によって面分光観測を行った結果を研究協力者のKuncarayaktiらと発表した。この手法は今回は重力崩壊型超新星に用いたが、超新星爆発までに時間のかかるIa型超新星への適用可能性を調べるため、ハッブル宇宙望遠鏡やVLTのアーカイブデータを用いて、渦巻銀河における恒星の移動や星生成史についての研究を研究協力者の橋場を中心に行った。その結果、密度波理論が成り立っていないかもしれないと言われていた渦巻銀河の中での星の移動も、密度波理論の予想に比較的沿っている可能性があることを示した。その他に、スローンデジタルスカイサーベイの超新星と母銀河の関係の結果を研究協力者の高梨を中心にすすめ、Ia型超新星の種類と出現環境がそれぞれ2種類ある可能性を示す結果を得て査読雑誌に投稿中である。さらに研究協力者の満田と、超新星探査を行った赤方偏移1付近の銀河について、特に早期型銀河の形状の観測研究を進め、スローンデジタルスカイサーベイの銀河と比べ、変化がさほどないことを示し、結果を査読雑誌に投稿中である。加えて近傍超新星探索をリードするカリフォルニア工科大のKulkarni教授を招聘、東京大学で開催された「宇宙の距離梯子」についての国際スクールで講義をお願いすると共に、超新星や出現環境についての議論を行った。DMCのカメラ部分の高感度・高速化については、予算が削減されたのに対応し、他の財源をあわせてすすめている。27年度においてはすべてのCCDを購入することができなかったが、28年度予算とあわせて購入見込みができた。Ia型超新星については、昨年度、可視撮像による明るさと色の関係である。スローンデジタルスカイサーベイの超新星サーベイの結果を用い、明るさと色について、いわゆるPhilips関係からのずれを調べ、Ia型超新星には母銀河の星生成活動度(色)に応じて少なくとも2種類の細分類が必要だということを示した。同時に塵の性質のばらつきも2種類ある可能性を示した。その発展研究として、S0銀河に出現したIa型超新星について、すばる望遠鏡での早期観測および大型望遠鏡による分光結果から、ヘリウム外層が爆発する珍しいケースを発見しネーチャー誌に発表した。ただし統計的研究には至らず、全体におけるこの超新星の意義付けは将来の課題である。また重力崩壊型超新星については、5種類の面分光装置を用いて近傍に出現した83個について出現環境を調べた。Ic型が最も星生成が活発な場所に出現する傾向があるものの、金属量依存性は有意な違いが認められなかった。またどの型の重力崩壊型超新星も、親星の一部は連星である可能性が高いことを示した。結果をA&A誌に投稿、受理されている。さらに、Fast Radio Burstの母銀河についてすばる望遠鏡にKyoto3DII面分光器を搭載しての観測を実施、Hα線の解析から、星生成が活発な環境であることを示した。

また、世界的にユニークな観測装置である、可視15バンド同時撮像装置DMCを活用した観測を行い近傍母銀河の星生成史について調べるため、CCDの高感度化をおこなった。超新星の出現環境を、様々な観測的方法で調べた。Ia型超新星については、明るさと色の相関関係などから母銀河の星生成活動度(色)に応じて少なくとも2種類の細分類が必要だということを示した。またS0銀河に出現したIa型超新星について、ヘリウム外層が爆発する珍しい例を発見した。重力崩壊型超新星については面分光観測により、型ごとに出現場所付近でのHa線の等価幅や金属量を調べたが、有意な違いは見つからなかった。予算が計画より少なく採択されたため、追加予算を別に申請して待つていたが、幸い獲得できたことが判明したので、CCDを完全空乏層型の高感度なものとすることが可能となった。遅れている分を、観測効率の向上によって、とりもどせると期待している。DMCによる観測は最終年度になってしまい、一部の成果しか出せない可能性がある。一方、計画当初に比べ、スローンデジタルスカイサーベイの超新星と母銀河の研究が進み、また近傍銀河の星生成史の研究や遠方銀河の測光的性質の研究なども進んでおり、全体としては想定通りの成果が出せる見込みである。28年度が最終年度であるため、記入しない。光赤外線天文学・銀河天文学・観測的宇宙論27年度はDMCのCCD交換を本格的に進める。予算の都合上、完成は28年度前半となると予想されるが、できるだけ早く完成させ、試験観測を目指す。一方で、当初目指していた近傍の超新星母銀河の系統的な観測については、他で進んできた観測を参考に、より新しい部分に重点を置く形で進める。特にLISSによる狭帯域撮像で、[SIII]など新しいラインも使っての金属量などの精密な測定を進めていく。さらに、HSTで発見した遠方の超新星母銀河や、スローンデジタルスカイサーベイで発見した少し遠い超新星母銀河の環境効果についても研究を進めていく。予算が削減されたが、当初の高い感度のCCDをDMCに搭載することが重要だと判断し、追加予算を申請し、結果を待つこととした。そのため、基金部分の一部を次年度に繰り越しを行った。幸い別予算が確保できたので、高い感度のCCDで統一し、読み出し回路、冷却デュワーなどを完成させ、また研究成果を発表していくために使用する。
生活科・総合的な学習の時間を担当するコーディネーター設置の可能性に関する研究

本研究では、サービス・ラーニングのコーディネーターの事例、国内の生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの事例などから、コーディネーターに求められる資質能力および専門性を解明し、我が国におけるコーディネーターの設置の可能性と課題を検討した。コーディネーターに求められる役割、コーディネーターに求められるスキル、コーディネーターの役割を担う対象、そしてコーディネーター制度が目指すべきゴールが明らかとなった。教科の専門性が高まる中・高等学校のコーディネーター、校種間の連携を促進するコーディネーターの在り方、カリキュラム・マネジメントに関する研修の在り方等を明らかにすることが今後の課題である。平成27年度は、我が国における生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの実態把握のために仙台市を訪問し、聞き取り調査を実施した。また、総合的学習の担当者の実情を明らかにするために、静岡県浜松市においてアンケート調査を実施した。これらの成果については、加藤智「総合的な学習の時間における小中連携・接続の実態と今後の課題」日本生活科・総合的学習教育学会『せいかつか&そうごう』第23号、2016年、および加藤智「「総合的な学習の時間」のカリキュラム・マネジメントを担う教員の養成に関する研究ー総合的学習の担当者の実態・意識調査を通してー」『愛知淑徳大学論集ー文学部・文学研究科篇ー』第41号、2016年、加藤智「我が国の生活科および総合的な学習のコーディネーターに関する実態調査ー仙台市における「生活・総合コーディネーター」へのインタビュー調査をもとにー」愛知淑徳大学教育学会『学び舎ー教職課程研究ー』第11号、2016年などにまとめているほか、日本生活科・総合的学習教育学会全国大会、静岡県生活科・総合的学習教育学会研究集会などにおいて口頭発表を行っている。研究の方向性については、研究協力者との打ち合わせを綿密に行い、静岡、東京において打ち合わせ会を実施した。米国における現地調査については、現在マサチューセッツ州ボストンにおいて現地小学校、中学校、高等学校、大学を対象に、現地コーディネーターと計画中である。平成28年9月下旬から10月上旬を目処に実施を検討している。米国における現地調査を1年目に実施するには至らなかったものの、国内調査を順調に進めることができ、その成果についても論文執筆を行うことができた。国内調査から、生活科および総合的な学習の時間を担当するコーディネーターに求められる専門性の一部を解明することができた。我が国における生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方を検討するために、米国のサービス・ラーニング・コーディネーターに関する調査研究を実施した。この成果については、論文としては、加藤智「サービス・ラーニング・コーディネーターに求められる役割および資質能力に関する研究」愛知淑徳大学教育学会『学び舎ー教職課程研究ー』第12号、2017年にまとめている。さらに、米国の初等・中等教育におけるサービス・ラーニングの実態について、加藤智「総合的な学習の時間の展望と課題ー米国サービス・ラーニングの現状と課題の分析からー」『愛知淑徳大学論集ー文学部・文学研究科篇ー』第42号、2017年、加藤智「サービス・ラーニングの動向に関する調査研究ーマサチューセッツ州の調査を基にー」『愛知淑徳大学教志会研究年報』第3号、2017年にまとめた。また、9月下旬から10月上旬にかけて、マサチューセッツ州の現地小学校、中学校、高等学校を訪問し、サービス・ラーニング・コーディネーターおよびそれに類する教職員を対象にインタビュー調査を実施した。この成果については、静岡県生活科・総合的学習教育学会第6回研究集会において口頭発表を行った。(加藤智「米国サービス・ラーニングの事例に見るコーディネーターの在り方」)今後、この成果を我が国の生活科および総合的学習の実態に照らし、生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方についての提言としてまとめる予定である。そのほか、我が国の生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方について、加藤智「総合的な学習の時間における食育のカリキュラム開発に関する研究」愛知教育大学生活科教育講座『生活科・総合的学習研究』第14号、2017年にまとめ、食育という特定のトピックにおいて、栄養教諭のコーディネーターとしての関与の可能性について指摘をした。当初予定していた米国における現地調査が完了し、その成果の一部については発表に至っている。また、サービス・ラーニングの文献調査、我が国の生活科および総合的学習への応用の可能性についても指摘している。我が国における生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方を検討するために、昨年度の9月下旬から10月上旬にかけて実施した、マサチューセッツ州の現地小学校、中学校、高等学校でのサービス・ラーニング・コーディネーターおよびそれに類する教職員を対象にしたインタビュー調査の結果を分析した。この成果については、アメリカ教育学会第29回大会において口頭発表を行った。論文としては、加藤智「米国のサービス・ラーニング・コーディネーターが有する役割と専門性から考察する総合的な学習の時間のコーディネーターの在り方」愛知淑徳大学文学部『愛知淑徳大学論集ー文学部篇ー』第43号、2018年にまとめている。上の成果を我が国の生活科および総合的学習の実態に照らし、生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方についての提言を、日本生活科・総合的学習教育学会第26回全国大会において発表した。今後、その成果を論文としてまとめる予定である。本研究では、生活科および総合的学習を担当するコーディネーター(以下、単にコーディネーターとする)に関する具体的な制度設計を行うまでには至らなかった点は心残りであるが、コーディネーターが我が国における生活科および総合的学習のさらなる充実と発展のために大きな役割を有していること、そして、一人一人の教員のコーディネーターとしてのスキルを高めていくことが肝要であることが明らかとなった。

本研究では、サービス・ラーニングのコーディネーターの事例、国内の生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの事例などから、コーディネーターに求められる資質能力および専門性を解明し、我が国におけるコーディネーターの設置の可能性と課題を検討した。コーディネーターに求められる役割、コーディネーターに求められるスキル、コーディネーターの役割を担う対象、そしてコーディネーター制度が目指すべきゴールが明らかとなった。教科の専門性が高まる中・高等学校のコーディネーター、校種間の連携を促進するコーディネーターの在り方、カリキュラム・マネジメントに関する研修の在り方等を明らかにすることが今後の課題である。平成28年度は米国における現地調査を実施し、現地校教職員およびサービス・ラーニング・コーディネーターへのインタビュー調査を実施することで、我が国の生活科および総合的な学習の時間を担当するコーディネーターに求められる資質能力および専門性の解明を目指す。平成29年度は、平成27年度および28年度の研究成果をもとに、我が国の生活科および総合的学習を担当するコーディネーターの在り方について具体的な提言をするべく、この職務を担う教職員に求められる資質能力および専門性を解明する。教科教育学(生活科、総合的な学習の時間)構想当初、平成27年度に実施を予定していた米国における現地調査を平成28年度に実施することにしたため。次年度使用額が生じた理由としては、研究図書の購入が予定より若干少なかったこと、人件費・謝金を使用せずに研究を遂行できたことが挙げられる。平成28年9月下旬から10月上旬にかけてマサチューセッツ州ボストンにおける現地調査を実施する予定である。そのための費用(コーディネーターへの謝金、宿泊費、交通費等)として使用する。使用計画としては、研究図書の購入を増やすこと、学会発表のための旅費に使用すること、海外文献の翻訳やデータ分析のための謝金として使用すること、などを計画している。
遺伝アルゴリズムを用いるSAC系最適設計法とその走行クレーン制御問題への適用

前年度において適用対象としていた走行型クレーンは1方向に可動方向を限定された1自由度クレーンであった。本年度は、まず、実用に則した2自由度クレーン実験システムに対して適用可能な形式へSAC理論を拡張することを検討した。(ア) 2自由度クレーン系のモデル化2自由度クレーンの走行台車を直行する2つの可動台車によって構成されるシステムとして設計し、その数式モデル化を行い2人力4出力8次線形モデルを得た。さらに、1人力2出力系の並列結合系であることを導出した。(イ) SAC系基本構造設計上記の結果を踏まえ、入出力数の異なる系に対する安定化制御方式によるSAC系の設計を行った。その結果、制御系の可調整パラメータが最低14個となることを明らかにした。(ウ)遺伝アルゴリズムを用いたSAC系設計パラメータの最適調整法前年度の結果を踏まえ、上記の14個にのぼるパラメータをGAによる最適調整を試みた。(工)シミュレーション実験シミュレーションを行うことで1自由度系に対して得られた結果と同等の制御効果を確認した。以上で得られた結果については、日本機械学会岡山地方講演会、ならびにJSME Inter national Journalで報告した。上記の結果を踏まえ、実機への適用実験を行った。シミュレーションで無視した非線形モデル項などへの対策について再検討の必要性があるが、ほぼシミュレーションの結果と同等の良好な制御性能が得られることを確認した。本年度実施した研究とその実績は下記のとおりである.(1).遺伝アルゴリズム(GA)を用いたSAC系設計パラメータの最適調整法の構築1.SAC系の設計パラメータを遺伝子符号化する方法を提案し,単純GAにより優秀な制御性能(特に過渡特性)を発揮するパラメータの自動調整が可能となることを確認した.2.計算機制御に適した離散時間形式による状態フィードバック型SAC系の構成を走行クレーン系と相似な動特性をもつ液体搬送系(1入力2出力系)に適用し,制御手法の有効性を確認した.(日本機械学会論文集(C編),Vol.62,No.611,Proc.of the IEEESISCTAにて報告.)また,設計パラメータの自動調整を上述の遺伝アルゴリズムによる方法によって行い,良好な制御性能が得られることを数値シミュレーションにより確認した.3.さらに,クレーン系への適用を検討し,数値シミュレーションによって,クレーン系の物理的なパラメータ変化(荷の質量およびクレーンロープ長の変動)に対して制御性能を維持する設計パラメータの調整が可能であることを確認した.(熊本県産学官技術交流会講演論文集および日本機械学会九州支部学生会卒業研究発表講演論文集にて報告.)(2).2自由度クレーン実験システムの製作平面内移動可能な走行台車型2自由度クレーン実験装置を製作した.(3).今後の研究展開2自由度クレーン実験への適用およびクレーンロープのフレキシビリティに対する対応策を検討する.前年度において適用対象としていた走行型クレーンは1方向に可動方向を限定された1自由度クレーンであった。
インタラクションのＩＲＦ構造による英語授業、教員養成・研修プログラムの調査分析

授業分析から、D-IRFインタラクションは英語コミュケーション力の育成に有効で、授業実践、教員養成・研修のプログラムに必要なことが明らかになった。MA7要素とD-IRF8要素が多いほどインタラクションは豊かになり、教師の語り口はIDS的特性を持ち、児童・生徒には英語コミュニケーション力向上に望ましい反応が多く認められた。また、そのようなインタラクションを提示する教員養成・研修プログラムでは、プログラム参加者に、D-IRFインタラクションのある授業(改善)をめざす意識変容が起こることが分かった。本研究では次の13を明らかにする。1授業実践でのE-IRFおよびD-IRFの有効性、限界、課題。2既存の教員養成・研修プログラムでのE-IRFとD-IRFの比重。31、2の結果を踏まえた授業実践、養成プログラム、研修プログラムの改善。上記1では、D-IRF活動の方が英語コミュニケーションの素地、基礎を培うことを平成25年度は明らかにした。平成26年度は、文科省モデル授業DVD(小中高合わせて約20の授業、活動)を、インプットを理解可能にするMERRIER Approach(MA)の7要素とインタラクションを継続させるD-IRFの8要素で分析し、その結果、授業・活動によりかなり差があると同時に、15要素が十分にあるものは少ないことがわかった。また、IDS(Infant Directed Speech)の諸特性を持った授業は、そうでない授業よりもコミュニケーションや言語習得にとって好ましい児童の態度を引き出すことも判明した。上記2の養成ついては、国内外の効果的プログラムを検証し、先駆的取り組みをなす海外の大学を視察した。特に小学校英語教科化の台湾(台北教育大学)の教員養成視察では、IRF構造がどのように取り組んでいるかを協議した。国内教員養成では、大学生にE-IRF・D-IRF活動の視聴を振り返らせ、省察的能力を育成し、教員に必要な総合的力量を培い、教育実践力を向上させるプログラムを模索した。上記2の研修に関しては、前記の両活動を用いて授業内容に的を絞った研修を実施した。児童生徒が両活動をどう受け止めたかと両活動のビデオの視聴で、小中高研修受講者は各自の授業を振り返り、改善点を探るきっかけになった。第二言語習得研究者、教育学研究者、教員養成・研修の研究者らと具体的な授業内容(E-IRF・D-IRF活動など)を取り込んだ研修の在り方について議論を重ねた。本研究ではインタラクション重視、特にそのIRF(Initiation, Response, Follow-up)構造のfollow-upがevaluative(E-IRF)かdiscoursal(D-IRF)かを軸に、次の13を明らかにする。2既存の教員養成・研修プログラムではE-IRFとD-IRFのどちらをどのように、なぜ重視しているか。3前記1、2の結果を踏まえた授業実践、養成プログラム、研修プログラムの改善。上記1の授業実践では圧倒的にE-IRFタイプが多く、D-IRFタイプは極限られているが、科研費「児童・生徒の意識調査と言語習得研究の観点による小中連携の授業(課題番号22520634)」では、小学5・6年生と中学1年生がD-IRFタイプの活動を「好き」「受けたい」と評価している。また、第二言語習得研究や教育学(授業学)の観点でも、D-IRF活動の方が英語コミュニケーションの素地、基礎を培うことが明らかになった。上記2の教員養成については、国内外の教員養成の文献や資料を入手し、その効果的プログラムと意義について調査した。また小学校で英語を教科としている中国、韓国、台湾からシンポジストを招聘し、養成と研修について議論した。さらに、大学生にE-IRF活動とD-IRF活動の授業を見せて振り返らせることにより、省察的能力を育成し、実践的指導力を伸ばす可能性を模索した。上記2の教員研修に関しては、まず前記の両活動を用いて授業内容に的を絞った研修を実施し、その研修内容を検討した。次に第二言語習得研究者、教育学研究者、教員養成・研修の研究者らと具体的な授業内容(E-IRF活動やD-IRF活動など)を取り込んだ研修の在り方について議論を重ねた。最終年度は,1英語の授業分析2教員養成3教員研修において,英語のインタラクション(IRF構造)に関して以下のような研究を行った。上記1では、3つの小学校英語授業の比較分析を行った。その結果,MA7要素とD-IRF8要素が多いほどインタラクションが豊かで,教師の語り口はIDS特性を持ち,児童には英語コミュニケーション力向上に望ましい反応が多く見られた。別の小学校授業の分析では,優れた授業変容にはMA・D-IRF要素,IDS特性が豊富にあり,また,そのような特性の中学英語授業を中学生に視聴させたところ,そうでない授業より「楽しい,受けたい,英語の聞く・話す力がつく授業」という評価が有意差を持って多かった。

さらに,教育実習生(中学英語)の好ましい授業変容にはMA・D-IRF要素の増加が確認された。上記2については、小学校英語担当教員の教育実践力育成のために、具体的なカリキュラムの位置づけや方法論を提示した。また、小学校教員養成課程(英語選修)の学生に,「インタラクション(D-IRF要素)」重視の小学校英語の授業実践を振り返らせ、省察的能力を育成し、実践的指導力を確立する可能性を検証するとともに、小学校英語の教員養成のための履修基準や教職関連科目(初等教科教育法)の枠組みを構築した。上記3に関しては、インタラクションの2つのパターンを視聴させ、違いを考える課題を入れた研修プログラムを行った。一つはevaluative follow-up,もう一つはdiscoursal follow-upのインタラクション(D-IRFインタラクション)である。違いを考えさせた後、研修受講者自身の授業ではどちらが多いか、どのように改善していきたいかを省察してもらったところ,受講後のフィードバックから。研修で学んでいることを自分の授業に引き寄せるという課題の有効性、学びの深まりが明らかとなった。社会科学「授業実践」「教員養成」「教員研修」の改善の核となる授業分析がかなり捗ってきた。授業分析をインタラクションのIRF構造の有無によってするだけはなく、より具体的にインプットを理解可能にする7要素とインタラクション継続させる8要素で分析することが有効であること、さらには児童の好ましい態度を導き出すIDSの要素(高いピッチ、幅のあるピッチ、豊かな抑揚や感情表現、前記の15要素など)による分析も有意義なことが判明した。それを踏まえた「授業実践」「教員養成」「教員研修」の改善を探ることが最終年度の課題となってくる。「授業実践」「教員養成」「教員研修」のあり方(改善)の核となる授業分析がかなりすすんだ。とりわけ、インタラクションのIRF構造(Iniation・Response・Follow-up)がevaluativeかdiscoursalかで授業分析をしたところ、前者への偏りが多く、それが「授業実践」「教員養成」「教員研修」の現状において当てはまるということが予想される。次年度でのより本格的な研究へとつながる初年度の研究成果が得られた。すでに触れた、MAの要素、D-IRFの要素で授業(学習者、教師、活動)を分析することはもとより、さらに広くteacher-student(s) interactionとteacher-student(s) adjustmentsを分析し、できればstudent(s)-student(s) interactionとstudent(s)-student(s) adjustmentも分析していきたい。その結果を拠り所としつつ、「実践」「養成」「研修」の要となるところを明らかにし、3年間の研究のまとめとする。授業分析を継続し、授業(活動)のインタラクションがD-IRF構造になっている場合とそうでない場合(例えばE-IRF構造)を調べ、授業実践における両者の有効性、可能性、限界、問題点をさらに明らかにする。
熱力学的指標によるファウリング現象のモデル化と浄水膜設計への応用

地球環境の保全や水資源の確保の観点から、浄水膜を利用した海水淡水化技術や排水処理プロセスが注目されている。本研究は、浄水膜の表面近傍を分子レベルで解析するための各種シミュレーション技術を駆使することで、浄水膜の高性能化に向けた取り組みを推進することを目指している。
ラドンを用いた複雑地形を含む安定大気境界層中の物質輸送の研究

陸域生態系のCO2収支を計測する渦相関法の観測点は複雑地形上に設置される場合が多い。複雑地形地では夜間土壌から放出されるCO2が塔上の観測システムで測定されず,斜面下降流により流出してしまう可能性が高い。このため,地中のみに発生源が存在するラドンをトレーサーとして流出量を評価することを試みた。観測に先立ち,高精度・高分解能のラドン計を開発した。これを用いて平坦地形にある気象研鉄塔,および複雑地形地にある産総研高山サイトでCO2とラドンの計測を行った。その結果,斜面下降流の発生時には土壌起源のCO2の30-50%が斜面を下降していることがわかった。1.高精度・高時間分解能のラドン計の開発のため、ラドン検出器の改良、電磁波のシールド、α線ピークの分離の3つの観点から改良を行った。改良の結果、電磁波のシールド及びα線ピークの分離についてはある程度よい結果が得られ、特に後者からは時間分解能を上げられる可能性が示唆された,しかし目標とする高精度高時間分解能測定条件を満たす感度のレベルに達しておらず、今後のさらなる改良が必要である。2.飛騨高山の産総研高山観測サイトの既存の25mタワーの南南西160mの谷の中に新たに20m観測塔を設置し、温度計と超音波風向風速温度計を取り付けて気象観測を開始した。また、この谷の上流側において土壌中のラドン濃度の計測を行い、土壌中の拡散係数および土壌水分等の土壌の性質との関連を調べた。拡散係数は、既存の他の手法による結果と概ねよい一致を見た。また、ラドンの発生量と土壌水分の間に負の相関があることを見いだした。3.既存のデータの解析から冬季と夏季の高山観測地点の風環境に大きな差があることがわかった。特に冬季は森林に葉が無く、谷側から風が吹いてくる場合に、谷の中の地上3mの風が頂上にある25m塔の上部での風速を上回ることがしばしばあった。これについて数値シミュレーション(RANS)を行ったところ、丘陵地形の上流側の地上付近で風の加速があることがわかった。LESにより森林キャノピーを含む計算モデルを0方程式系で構築し、先行研究の1方程式系のモデルの結果と差がないことを確認した。これによりモデルの利便性が向上する。1.高精度・高時間分解能のラドン計開発のために必要な半減期3.10分のPo-218のピークの分離に成功した。検出限界を向上させるため、空気捕集容器内部の研磨や容器の材質、容量について再度検討した。これらの改善によりラドン測定について従来の機器に比べて時間分解能で1/2以下、検出限界で1/2以下にすることに成功し、当初の目標を達成することができた。また名古屋大学で装置の校正を行った。2.2006年11月13日から2週間、開発したラドン計と気象研鉄塔を用いて2高度から空気を引き込み、気象データと併せて濃度計測を行った。同時に気象研構内および産総研構内でラドン放出量と、放出量と密接な関係を持つ土壌水分量を計測した。また既存のCO2測定装置を用いてCO2濃度の鉛直分布も計測した。またマイクロ波放射計を用いて地上600mまでの気温分布を測定し、逆転層高度を計測した。期間中1日を除きほぼ毎日150-300mの接地逆転層が出現した。地上付近のラドン濃度は風速に概ね逆比例し、ラドンが無限面源であることを仮定すると、風速に比例する上空輸送があることが示唆された。また岐阜県高山の産総研サイトに比較して気象研構内では地中からのラドンフラックスは小さいことがわかった。3.昨年度高山の谷筋に設置した2本目のタワーで気象とCO2濃度プロファイルの測定を開始した。谷筋タワーのCO2濃度の日変化の振幅は稜線上にある既存のタワーでの観測に比べて大きかったが解析の結果、これは稜線上タワーの日中の濃度が自由大気とほぼ同じ濃度になり、森林の光合成の影響をあまり受けていないためであることがわかった。また日没後すぐにキャノピー内に斜面下降流が発生し、CO2の高濃度はごく地表面付近に存在することがわかった。4.数値モデル(RANSモデル)に森林キャノピーを導入した。平成19年度は、昨年度までに開発したラドン計を産総研高山サイトに設置し、7月中旬12月初旬に大気中ラドン濃度の観測を行った。観測を行うために、長期無人観測に適した試料前処理部やデータ通信部を含む測定システムを製作した。