hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接触面顕微鏡による微細接触部の測定および最適密封条件の提言

本研究の目的は、(1)真実接触面積を実時間で観察できる、荷重負荷装置を備える接触面顕微鏡を製作し、(2)真実接触面積の測定および既存の密封特性実験装置を使って、軟らかい旋削面(真空焼鈍銅)と硬い平面からなる、静的メタルシールを想定した接触機構を解明し、(3)密封に必要な臨界押付け力を予測し、密封面の最適形状と表面性状を提言することである。以下、得られた結果を列記する。(1)接触面顕微鏡の測定方法と測定精度(1-1)測定方法は、焦点距離が異なる接触面画像を数十枚の顕微鏡画像に分解して、さらにそれらを合成することにより、1枚のピンぼけしない剛性接触面画像を得る。(1-2)真実接触面積の測定精度は、光源にランダム偏光を用いた場合、押付け荷重10200Nの範囲で約20%である。(2)微細接触部の観察結果(2-1)濃淡画像より、微細接触部すなわち真実接触部の弾・塑性変形過程が観察された。密封の観点からすれば、真実接触していない箇所すなわち漏れ通路の形成過程が観察された。(2-2)2値画像より、接触長さ、真実接触面積および塑性流動圧力が算出された。真実接触面積については、接触圧力の増減による真実接触面積の履歴が得られた。密封の観点からすれば、真実接触面積の履歴は漏れ通路形成の履歴を表わすものであり、静的メタルシールの応力緩和による漏れ量の急増領域(危険領域)を示す。(3)密封特性実験において、旋削痕に沿った渦巻き状の漏れ通路を矩形直管に置換し、ガスの流れを粘性層流と仮定して漏れ量計算を行い、密封に必要な接触圧力および臨界押付け力を予測した。(3-1)接触圧力がある範囲(40100MPa)において、漏れ量の計算値と実験値はほぼ一致した。(3-2)接触幅が14mmの範囲において、ガス漏れ量が10^<-5>L/h以下にするのに必要な臨界押付け力の実験値と計算値はほぼ一致した。本研究の目的は、(1)真実接触面積を実時間で観察できる、荷重負荷装置を備える接触面顕微鏡を製作し、(2)この真実接触面積の測定および既存の密封特性実験装置を使って、接触機構を解明し、(3)密封に必要な臨界押付け力を予測し、密封面の最適形状と表面性状を提言することである。平成14年度の研究は、研究目的(1)を達成するため、荷重負荷装置を備える真実接触面可視化装置を製作することである。本装置は、(a)密封面の真実接触部を可視化する硬質ガラス直角プリズムと金属ガスケットモデルを内蔵した荷重負荷装置、(b)可視化した接触面像をマイクロメータ単位で、X, Y, Zの3軸方向に走査して拡大する、接触面走査駆動機構を備える光学式顕微鏡、(c)顕微鏡画像を記録するビデオカメラからなる。別紙(研究実績報告目録:様式7)に記載する備品および部品を購入して、真実接触面可視化装置を製作した。機器の構成および性能は次のようである。(a)の荷重負荷装置は、金属ガスケットモデル、硬質ガラス直角プリズム、荷重負荷部および本体で構成する。金属ガスケットモデルは外径が12mm、高さが10mmの円筒で、片側を稜線直径3mmの環状くさびに加工されている。

真実接触面は、任意の幅に加工された環状くさび稜線部と硬質ガラス直角プリズムとの接触部で観察する。荷重は、ねじ押付けで与えられ、ひずみゲージで測定する。接触面の観察範囲は接触面外径で4mm以内、負荷荷重は08000Nである。(b)の接触面走査駆動機構は、XY軸移動ステージ、Z軸移動ステージおよび制御装置で構成する。真実接触面積は、XYZ軸の各方向にステージを移動しながら、直角プリズムの斜面に現れる真実接触面画像を分割撮影してパソコンに取込み、画像合成して求める。そのため、XYZ軸方向の精密移動制御が必要となる。ステージの移動制御は、パソコンで行い、制御範囲は、XY軸について1μmの精度で移動量13mm、Z軸について1μmの精度で移動量3mmである。(c)のビデオカメラで接触面画像を撮影してパソコンに取り込み、真実接触面積を求めることは、平成15年度の研究課題とする。以上、得られた結果を列記する。(1)真実接触面積は、外径4mm以内の範囲で観察され、負荷荷重は08000Nである。(2)ステージ移動量は、XY軸に関しては1μmの精度で13mm、Z軸に関しては1μmの精度で3mmである。本研究の目的は、(1)真実接触面積を実時間で観察できる、荷重負荷装置を備える接触面顕微鏡を製作し、(2)この真実接触面積の測定および既存の密封特性実験装置を使って、接触機構を解明し、(3)密封に必要な臨界押付け力を予測し、密封面の最適形状と表面性状を提言することである。平成15年度の研究は、研究目的(1)を達成するため、初年度に製作した光学装置に、画像解析によるピンぼけしない接触面測定装置を付加して,真実接触面積の測定精度を検査することである。別紙(研究実績報告目録:様式7)に記載する備品および部品を購入して、真実接触面を実時間で観察できる接触面顕微鏡を製作した。得られた結果は、事前に行った基礎研究結果(11.研究発表論文参照)と同程度の精度が得られた。接触面測定装置の構成および真実接触面積の測定精度検査は次のようである。(a)接触面測定装置は、硬質ガラス直角プリズムと試料間に現れる真実接触部を照射する光源部、接触部画像を取りこむCCDカメラ、取りこんだ画像を処理して接触面積を計算するソフトウェアから構成される。接触面画像はZ軸と51°傾斜している。そのため本機では、試料台をX、Y、Z、軸に微少移動させることにより、接触面全体像を焦点距離が合った数十枚の顕微鏡画像に分割して計算機に取りこみ、1枚のピンぼけしない合成接触面画像を得る。(b)測定精度は、鋼球を硬質ガラス直角プリズムに押し付ける際に生じる、弾性変形による測定接触半径とヘルツ接触圧から計算した接触半径とを比較して検査する。なお、平成15年度当初計画した、走査電子顕微鏡像および表面粗さ測定機による断面曲線との比較による精度検査は、ヘルツ接触圧から求まる接触面積との比較だけで十分であることが分かり、実施しなかった。直径5mmの鋼球を硬質ガラス直角プリズムに押し付けることにより、真実接触面半径の精度を検査した結果、光源にランダム偏光を用いた場合、押付け荷重10200Nの範囲で誤差約20%の精度で測定が可能であることが分かった。また、光源に楕円偏光を用いると精度向上が可能であることも確認された。(1)焦点距離が異なる接触面画像を数十枚の顕微鏡画像に分割して、さらにそれらを合成することにより、1枚のピンぼけしない合成接触面画像を得る接触面顕微鏡を作成した。(2)直径5mmの鋼球を使い真実接触面積の精度検査を行った結果、光源にランダム偏光を用いた場合、押付け荷重10200Nの範囲で誤差約20%の精度で測定が可能である。
サイトカインを介した造血幹細胞の増殖と分化の制御機構の解析

造血幹細胞の増殖と分化に関与するサイトカインのレセプターとしてG-CSFレセプターとstem cell factorのレセプターであるc-kitを解析した.G-CSFレセプターは造血幹細胞の指標となっているCD34陽性細胞にも出現していること,G-CSFRを経由する増殖と分化シグナルが各々の刺激伝達蛋白(Jak-STAT系やsyk,lyn,vavなど)のリン酸化を通じて伝えられることなどを発見して報告した.特に生後一月から感染症を繰り返し,G-CSF治療を受けている6歳の先天性好中球減少症の女児のG-CSFレセプターを重点的に解析した.患者の末梢血および骨髄細胞を研究材料とし,このG-CSFレセプターcDNAの解析ではG-CSFレセプターの細胞内部分の最初の3塩基(CAG)(nt2128-2130(pHQ3)が欠失していた.そこで,体細胞遺伝子の解析および遺伝子組み換え型G-CSFレセプターを細胞に発現させ、構造異常と機能を検討した.体細胞遺伝子解析で直前のイントロンの最終部分の正常塩基配列は本患者で欠失している3塩基(CAG)と同一配列であるのだが、患者ではこれがCAAと点突然変異をきたしており,これによりGT-AGルールによるスプライシングに異常が生じたと考えられた.さらに,G-CSFによる増殖・分化に異常のある白血病細胞のG-CSFレセプターの機能領域を中心にSSCP法で解析して既に異常バンドを検出している.c-kit/SCF系の検討でc-kitは骨髄性白血病に特異的に発現しており,未分化な表面形質を示すCD34陽性例やリンパ系抗原を同時に発現している症例でc-kitの陽性率が高かった.さらに,白血病細胞株HELにおいて,c-kit高発現亜株(HEL-P1)と低発現亜株(HEL-N1)に分けて検討したところ,HEL-P1は赤芽球系抗原の発現が強いのに対し,HEL-N1は巨核球系抗原の発現が強く,両亜株は培養条件によって相互に移行することが判明した.造血幹細胞の増殖と分化に関与するサイトカインのレセプターとしてG-CSFレセプターとstem cell factorのレセプターであるc-kitを解析した.G-CSFレセプターは造血幹細胞の指標となっているCD34陽性細胞にも出現していること,G-CSFRを経由する増殖と分化シグナルが各々の刺激伝達蛋白(Jak-STAT系やsyk,lyn,vavなど)のリン酸化を通じて伝えられることなどを発見して報告した.特に生後一月から感染症を繰り返し,G-CSF治療を受けている6歳の先天性好中球減少症の女児のG-CSFレセプターを重点的に解析した.患者の末梢血および骨髄細胞を研究材料とし,このG-CSFレセプターcDNAの解析ではG-CSFレセプターの細胞内部分の最初の3塩基(CAG)(nt2128-2130(pHQ3)が欠失していた.そこで,体細胞遺伝子の解析および遺伝子組み換え型G-CSFレセプターを細胞に発現させ、構造異常と機能を検討した.体細胞遺伝子解析で直前のイントロンの最終部分の正常塩基配列は本患者で欠失している3塩基(CAG)と同一配列であるのだが、患者ではこれがCAAと点突然変異をきたしており,これによりGT-AGルールによるスプライシングに異常が生じたと考えられた.さらに,G-CSFによる増殖・分化に異常のある白血病細胞のG-CSFレセプターの機能領域を中心にSSCP法で解析して既に異常バンドを検出している.c-kit/SCF系の検討でc-kitは骨髄性白血病に特異的に発現しており,未分化な表面形質を示すCD34陽性例やリンパ系抗原を同時に発現している症例でc-kitの陽性率が高かった.さらに,白血病細胞株HELにおいて,c-kit高発現亜株(HEL-P1)と低発現亜株(HEL-N1)に分けて検討したところ,HEL-P1は赤芽球系抗原の発現が強いのに対し,HEL-N1は巨核球系抗原の発現が強く,両亜株は培養条件によって相互に移行することが判明した.
生体微小循環観察法を用いた肺腫瘍微小血管への抗腫瘍リンパ球付着機序に関する研究

(研究目的)ヒト固形癌に対し免疫療法は無効であるとされている。我々は腫瘍微小循環の生体観察を通して、腫瘍微小血管壁が抗腫瘍リンパ球と腫瘍との接触を妨げ、免疫システムの発現を妨げているのではないかと考えるようになった(バリアー作用)。本研究はこの考えを証明し、新たな免疫療法の可能性について検討することを目的とする。(研究計画と実績の概要)平成13年度は佐藤肺癌の肺転移巣を安定的に作成するための研究を行った。佐藤肺癌をドンリュウラットの腹腔内で増殖させ、この癌性腹水を凍結保存用培地に混入し、-80°Cで保存する。使用する場合は、この保存液を37°Cの温水で解凍し、10^7個の癌細胞を培地液とともに静注する。この方式によって、肺転移巣の安定的な作成が可能となった。平成14年度は肺転移巣の形成過程ならびに腫瘍微小血管と抗腫瘍リンパ球との関係について検討を加えた。佐藤肺癌静注後3日目に直径約50μの初期転移巣が作られ、7日目には200300μで腫瘍動静脈を持つ成熟した転移巣となった。腫瘍微小血管は45日で最も増加し、7日目で一定の数に落ち着いた。腫瘍微小血管に付着し、腫瘍内に遊走する抗腫瘍リンパ球は全く認められなかった。即ち、免疫システムは全く作動しなかった。平成15年度は腫瘍微小血管を傷害するCDDPやCPをあらかじめ投与したうえでOK432による抗腫瘍リンパ球の誘導を行った。このようにすると、腫瘍微小血管に付着し、腫瘍内に遊走するリンパ球が認められるようになり、さらに、この治療を行ったものは単独化学療法や単独免疫療法を行ったものより高い生存率を示した。以上の成績より、(1)腫瘍微小血管は抗腫瘍リンパ球に対してバリアー作用を有すること、(2)腫瘍微小血管を傷害すると、免疫システムが作動するようになること、などが明らかとなった。(研究目的)免疫療法はヒト固形癌に対し無効であるとされている。我々は、腫瘍微小循環の生体内観察を行うことによって、腫瘍微小血管壁が抗腫瘍リンパ球の作用を妨げているのではないかと考えるようになった(バリアー作用)。本研究はこの発想を実証すべく計画されたものである。(研究計画と本年の実績)まず、佐藤肺癌肺転移巣を安定的に作成する方法を確立する。次に、肺転移巣作成動物を用い、抗腫瘍リンパ球誘導前に腫瘍血管を損傷したものと、しなかったものとの間で、腫瘍付着リンパ球数や生存率に違いが生ずるか否かを、生体微小循環観察や電子顕微鏡像で評価する。平成13年度は肺転移巣を安定的に作成するための研究を行った。佐藤肺癌をドンリュウーラットの腹腔内で増殖させ、この癌性腹水を凍結保存用培地(FM-1)に混入し、-80度で保存する。使用する際は、保存液を37度の温水で素早く解凍し、10^7個の癌細胞を培地液とともに静注する。このような方法を用いることによって、静注10日前後で肺転移巣を安定的に作成することができるようになった。平成14,15年度はこれらの実験動物を用いて、腫瘍微小血管と抗腫瘍リンパ球との関係を研究する予定である。(研究目的)ヒト

固形癌に対し免疫療法は無効であるとされている。我々は腫瘍微小循環の生体観察を通して、腫瘍微小血管壁が抗腫瘍リンパ球と腫瘍との接触を妨げ、免疫システムの発現を阻止しているのではないかと考えるようになった(バリアー作用)。本研究はこの考えを証明し、さらに新たな免疫療法の案出を目的としている。(研究計画と実績の概要)平成13年度は佐藤肺癌の肺転移巣を安定的に作成するための研究を行った。佐藤肺癌をドンリュウラットの腹腔内で増殖させ、この癌性腹水を凍結保存培地に混入し、-80°Cで保存する。使用する場合は、この保存液を37°Cの温水で解凍し、107個の癌細胞を培地液とともに静注する。この方式によって、肺転移巣を安定的に作成することが可能となった。平成14年度は肺転移巣の作成状況ならぴに腫瘍と抗腫瘍リンパ球との関係を生体観察した。佐藤肺癌静注後3日目に直径約50μの初期転移巣が作られ、7日目には200-300μで腫瘍動静脈を持つ成熟した転移巣となった。腫瘍血管は3日目には認められ、45日で最も増加し、7日目で一定の数に落ち着いた。腫瘍微小血管に付着したり、腫瘍内に遊走するリンパ球は全く認められなかった。即ち、免疫システムは全く作動していなかった。平成15年度は腫瘍微小血管傷害を惹起すると思われるCDDPやCPの投与が腫瘍微小血管へのリンパ球付着や腫瘍内へのリンパ球遊走にどのような影響を与えるか。さらに、このような薬剤の投与はラットの生存率に影響を及ぽすかいなかを検討する予定である。(研究目的)ヒト固形癌に対し免疫療法は無効であるとされている。我々は腫瘍微小循環の生体観察を通して、腫瘍微小血管壁が抗腫瘍リンパ球と腫瘍との接触を妨げ、免疫システムの発現を妨げているのではないかと考えるようになった(バリアー作用)。本研究はこの考えを証明し、新たな免疫療法の可能性について検討することを目的とする。佐藤肺癌をドンリュウラットの腹腔内で増殖させ、この癌性腹水を凍結保存用培地に混入し、-80°Cで保存する。使用する場合は、この保存液を37°Cの温水で解凍し、10^7個の癌細胞を培地液とともに静注する。この方式によって、肺転移巣の安定的な作成が可能となった。平成14年度は肺転移巣の形成過程ならびに腫瘍微小血管と抗腫瘍リンパ球との関係について検討を加えた。佐藤肺癌静注後3日目に直径約50μの初期転移巣が作られ、7日目には200300μで腫瘍動静脈を持つ成熟した転移巣となった。腫瘍微小血管は45日で最も増加し、7日目で一定の数に落ち着いた。腫瘍微小血管に付着し、腫瘍内に遊走する抗腫瘍リンパ球は全く認められなかった。即ち、免疫システムは全く作動しなかった。平成15年度は腫瘍微小血管を傷害するCDDPやCPをあらかじめ投与したうえでOK432による抗腫瘍リンパ球の誘導を行った。このようにすると、腫瘍微小血管に付着し、腫瘍内に遊走するリンパ球が認められるようになり、さらに、この治療を行ったものは単独化学療法や単独免疫療法を行ったものより高い生存率を示した。以上の成績より、(1)腫瘍微小血管は腫瘍バリアー作用を有すること、(2)腫瘍微小血管を傷害すると、抗腫瘍リンパ球が抗腫瘍効果を発揮できるようになること、などが明らかとなった。
顔面味覚第一次中枢の神経解剖学的研究

研究の前半は, 30種程の魚種の顔面葉の外部形態と一般構造を比較解剖学的に調べた.その結果顔面葉は6つの型に大別された.第一の型はコイ科の魚でみられ,左右の顔面葉が完全に癒合するもの.第二の型は延髄の第4脳室に沿って左右一対の感覚柱として存在し,その前方が顔面葉に後方が迷走葉に対応するものである.この型は視覚や側線が発達したスズキ,オコゼなどでみられる.第三四五型は第二型の変形で,それぞれ顔面葉前方に2, 4, 5つの長軸方向に伸びる小葉構造をもつものである.これらの型に属するものは,ナマズ,ゴンズイなど口唇部に触鬚をもつナマズ型の魚である.第六の型はヒメジ科の魚でみられ,顔面葉の背面に78本ヒダをもち,その中に層構造を呈するものである.これらの結果より,最も原始的な顔面葉は第二の型であり,それより第一のコイ型,第三五型のナマズ型,第六のヒメジ型に分化したと考えられる.研究の後半では,ナマズ型顔面葉の段階的複雑化を明らかにするため,ナマズ,ゴンズイ,アリウス,フェリスの3種の魚を選び,種々の顔面神経枝の中枢への投射をHRP法を用いて調べた.その結果顔面葉前方で明瞭にみられる小葉構造は触鬚か同体部に対応することがわかった.同体部小葉以外のものはその数と長さは触鬚の数と長さに比例する.たとえば4対のほぼ同じ長さの触鬚をもつゴンズイでは,顔面葉に同じ大きさの4つの小葉構造を顔面葉後方から前方に発達させている.一方,長,中,短の3対の触鬚をもつアリウスフェリスでは,それぞれに対応して長,中,短3つの小葉構造を顔面葉後方から前方に向けてもつ.これらの結果よりナマズ型魚類の段階的複雑化を予想することができ,今後この点をさらに明らかにするため固体発生の中で味蕾の出現と分布域の広がりを追求すると同時に,それと平行しての顔面葉形成過程を調べる予定である.研究の前半は, 30種程の魚種の顔面葉の外部形態と一般構造を比較解剖学的に調べた.その結果顔面葉は6つの型に大別された.第一の型はコイ科の魚でみられ,左右の顔面葉が完全に癒合するもの.第二の型は延髄の第4脳室に沿って左右一対の感覚柱として存在し,その前方が顔面葉に後方が迷走葉に対応するものである.この型は視覚や側線が発達したスズキ,オコゼなどでみられる.第三四五型は第二型の変形で,それぞれ顔面葉前方に2, 4, 5つの長軸方向に伸びる小葉構造をもつものである.これらの型に属するものは,ナマズ,ゴンズイなど口唇部に触鬚をもつナマズ型の魚である.第六の型はヒメジ科の魚でみられ,顔面葉の背面に78本ヒダをもち,その中に層構造を呈するものである.これらの結果より,最も原始的な顔面葉は第二の型であり,それより第一のコイ型,第三五型のナマズ型,第六のヒメジ型に分化したと考えられる.研究の後半では,ナマズ型顔面葉の段階的複雑化を明らかにするため,ナマズ,ゴンズイ,アリウス,フェリスの3種の魚を選び,種々の顔面神経枝の中枢への投射をHRP法を用いて調べた.その結果顔面葉前方で明瞭にみられる小葉構造は触鬚か同体部に対応することがわかった.同体部小葉以外のものはその数と長さは触鬚の数と長さに比例する.たとえば4対のほぼ同じ長さの触鬚をもつゴンズイでは,顔面葉に同じ大きさの4つの小葉構造を顔面葉後方から前方に発達させている.一方,長,中,短の3対の触鬚をもつアリウスフェリスでは,それぞれに対応して長,中,短3つの小葉構造を顔面葉後方から前方に向けてもつ.これらの結果よりナマズ型魚類の段階的複雑化を予想することができ,今後この点をさらに明らかにするため固体発生の中で味蕾の出現と分布域の広がりを追求すると同時に,それと平行しての顔面葉形成過程を調べる予定である.第一次味覚中枢である顔面葉の外部形態と一般構造について15種の魚で調べた。顔面葉は延髄に存在し、口唇部や体表に多くの味蕾をもつ魚(chanelcatfish,ゴンズイ,コイ,フナ等)で延髄背面の膨隆組織塊として認められる。外部形態より明瞭な顔面葉が認められない魚でも、組織学的検索により第4脳室に沿って走る感覚柱として顔面葉が認められる。15種の魚の延髄の連続組織標本を観察した結果、顔面葉は6種の型に分類された。第一の型は、最も原始的なもので第4脳室に沿って走る左右一対の感覚柱として存在するものである(オコゼ,コチ,スズキ,ティラピア,ハモ,ヒラメ)。第二の型は、感覚柱が若干大きくなり部分的ではあるが2つの小葉構造がみられるもの(ナマズ,イワトコナマズ,オオナマズ)。第三の型は、顔面葉が肥大化してその中に3つの小葉構造がみられるもの(チャンネルキャットフィシュ,ギギ)。第四の型は、顔面葉の中に極めて明瞭な5つの小葉構造がみられるもの(ゴンズイ)。

第五の型は、顔面葉背面に78本のヒダがありそこに層状構造がみられるもの(ヒメジ,ウミヒゴイ)。第六の型は、左右の顔面葉が正中線付近で融合したもの(コイ,フナ,モツゴ)。これらのことより、魚類の第一次味覚中枢は魚種間で大きく異なり、その中で顔面葉の段階的複雑化があることが指摘できる。小葉構造が増加していく過程は、口唇部に存在する味覚器官である触鬚に対応していると考えられた。そこで5つの小葉構造をもつゴンズイで、4本の触鬚神経の中枢への投射をHRP法を用いて調べた。4つの小葉は各触鬚より別々に投射をうけることがわかった。5つめの小葉は、胴体部や鰭を支配する顔面神経反回根が投射することがわかった。又この研究の過程で、三叉神経が顔面葉に直接投射することが判明し、顔面葉が味覚中枢ばかりでなく触覚中枢としても重要であることがわかった。
魚類の胚によるグリコーゲン利用機構の解明と環境ストレス耐性卵の作製

魚類の発生過程においては、卵黄内のタンパク質や脂質が重要視される一方、糖質の役割やその代謝過程に関しては不明な点が多い。本研究では、細胞内貯蔵糖質であるグリコーゲンに着目し、魚類の卵形成や発生過程におけるグリコーゲンの代謝とその役割を明らかにすることを試みた。サクラマスでは、孵化前にグリコーゲン分解酵素の遺伝子が発現しており、この時期にグリコーゲンの分解が促進されていることが示唆された。次に、ゼブラフィッシュ卵形成過程におけるグリコーゲン量やその合成・分解に関与する酵素の活性を調べた。その結果、卵形成の比較的後期において、急激にグリコーゲンの蓄積が起き、この時にグリコーゲン合成酵素の活性が増加することも分かった。一方、グリコーゲン分解酵素の活性は排卵が起こる直前に活性がなくなることも分かった。この生理的意義は不明であるが、排卵後の卵が最も多くグリコーゲンを有していることと関連があるかもしれない。次に発生過程でのグリコーゲン合成と分解の活性を検討したところ、グリコーゲン合成酵素の活性が、受精後急激に上昇することが明らかとなった。一方、グリコーゲン分解酵素の活性は、発生とともに増加し続けた。このことから、発生のごく初期では、合成と分解が同時に起こっており、そのため見かけ上のグリコーゲン量が一定に保たれる時期が存在することが分かった。本年度はCRISPR/Cas9を用い、グリコーゲン合成酵素をコードする遺伝子のノックアウト個体の作出も試みた。現在、ノックアウトキメラ個体を複数飼育しているが、今後完全なノックアウト個体を作ったのち、グリコーゲン欠損個体の卵形成や発生を観察する予定である。本年度は、主に基礎的なデータの収集が目標であった。ほぼすべての実験において、次年度以降の基礎となるデータの収集に成功しており、これらの結果をもとに今後の実験を組み立てていくことができると確信している。今年度、様々な条件等の結果、ゼブラフィッシュの卵形成や胚発生の過程におけるグリコーゲン合成酵素および分解酵素の活性が測定できるようになり、今後、グリコーゲン合成に影響を与える様々な飼育条件の評価を行う際に利用できる。卵や胚におけるグリコーゲン合成におよぼす各種環境ストレスの影響を調べるため、ゼブラフィッシュ卵母細胞の培養系、および発生過程の胚を用い、低酸素、インスリン暴露、低温などで処理した後、グリコーゲン合成酵素および分解酵素の活性を調べる。これらの結果より、グリコーゲンの合成に正の影響を与える条件を割り出し、特に雌の成魚に対して卵のグリコーゲンを増加させるような条件を調べたい。これらの結果を通して、「グリコーゲンリッチ」な卵が作成可能かを検討する。また、グリコーゲン合成酵素をノックアウトしたゼブラフィッシュを育て、これが生む卵を用いてグリコーゲン欠損が及ぼす卵形成や発生への影響を検討する。グリコーゲン欠損胚の器官形成や生残率などに影響がみられる場合、グリコーゲンやグルコース6リン酸(グリコーゲンやグルコースの材料)のマイクロインジェクションにより、これがレスキュー可能か否かを調べる。これらの実験から、発生過程におけるグリコーゲンの生理的役割の理解を目指す。

これらの結果より、グリコーゲンの合成に正の影響を与える条件を割り出し、特に雌の成魚に対して卵のグリコーゲンを増加させるような条件を調べたい。これらの結果を通して、「グリコーゲンリッチ」な卵が作成可能かを検討する。また、グリコーゲン合成酵素をノックアウトしたゼブラフィッシュを育て、これが生む卵を用いてグリコーゲン欠損が及ぼす卵形成や発生への影響を検討する。グリコーゲン欠損胚の器官形成や生残率などに影響がみられる場合、グリコーゲンやグルコース6リン酸(グリコーゲンやグルコースの材料)のマイクロインジェクションにより、これがレスキュー可能か否かを調べる。これらの実験から、発生過程におけるグリコーゲンの生理的役割の理解を目指す。
西洋中世美術におけるイメージ言語とタイポロジー:図像テクストの生成・解釈・機能

イメージ言語による図像テクストが成立するテクスト空間の内実は、写本挿絵、工芸、建築に付随した彫刻や絵画、ステンドグラスなどのメディアにより異なる。この問題を考察するため、ロマネスクやゴシック様式による教会堂の扉口というコンテクストにおいて、半円形壁面(テュンパヌム)、アーキボルト、リンテル、入り口の側壁、柱頭、円柱、台座などといった、建築物が提供する各種の構成要素を用いて、一種の図像テクストを構築する例を取り上げて考察した。コンク、サント=フォワ聖堂やオータン、サン=ラザール大聖堂をはじめ、「最後の審判」を主題とした扉口に関して、図像テクストの構成や機能に関する考察を実施した。イメージ言語による図像テクストが物語の叙述をおこなうときに、物語内容における時間と、図像テクストによる「語り」、さらに鑑賞者が図像テクストを「読む」という行為を通じて自らの意識のなかに形成する時間のあり方について考察をおこなった。取り上げた図像テクストの例は『ウィーン創世記』挿絵のひとつで、ヤコブと彼の家族がヤボク川を渡るという主題である。ここでは、物語というものが、多数の瞬間が均質に並列される線状的な流れを形づくるのではなく、ひとつの瞬間に過去・現在・未来が重層する複雑なネットワークとして機能していることを示した。図像テクストが単一の主題を表すのであれ、複数の主題を表すのであれ、問題となるのは当該のテクスト内部や複数の多様なテクスト間で、ネットワークをいかに構築するかではないかという仮説が導き出される。西洋中世の美術作品、とりわけ写本挿絵、工芸、彫刻や浮き彫り、壁画やステンドグラスなどの様々な分野で、これらの媒材を用いて描写された視覚的イメージという言語媒体を用いた図像テクストを資料として取り上げて、旧約聖書と新約聖書のあいだに対応関係を見いだす本来の意味におけるタイポロジーだけでなく、複数の要素間のアナロジーの上に成り立つ広い意味でのタイポロジーが、このような図像テクストの生成・解釈・機能においてどのような役割を果たしているかについて考察を進めた。本年度は、とくに「スタヴロの携帯用祭壇」(ブリュッセル王立美術館所蔵)を中心に、この作品を作り上げるテクスト空間内にある秩序をもって配置された諸イメージや装飾的要素が、どのような規則のもとに全体を構成し、相互に関連し合うような「ネットワーク」を構築するかを詳細に考察した。その結果、諸イメージが書き込まれる枠の形状や相互の位置関係および諸イメージ間の形態や構成上のアナロジーが、観者がこの作品をテクストとして読んでいく際に重要であることが見いだされた。さらに、多様な読解の可能性を潜在的に備えたテクストとしての性格も、このような点から生み出されていることも明らかとなった。また、シャルトル大聖堂の内陣中央の《使徒伝》を表すステンドグラスについて、窓の下端部に配置されたパンの生産と販売をめぐる場面と、内陣の主祭壇で執行される聖餐の秘跡をめぐる典礼とのあいだのアナロジーに立脚するタイポロジーを基盤とした、複数のテクスト相互にみられる「間テクスト性」の問題についても考察を加えた。

取り上げた図像テクストの例は『ウィーン創世記』挿絵のひとつで、ヤコブと彼の家族がヤボク川を渡るという主題である。ここでは、物語というものが、多数の瞬間が均質に並列される線状的な流れを形づくるのではなく、ひとつの瞬間に過去・現在・未来が重層する複雑なネットワークとして機能していることを示した。図像テクストが単一の主題を表すのであれ、複数の主題を表すのであれ、問題となるのは当該のテクスト内部や複数の多様なテクスト間で、ネットワークをいかに構築するかではないかという仮説が導き出される。
溶融塩の電気泳動による希土類元素の分離

僅かな質量差しかない同位体混合物でも分離可能な方法とされている向流電気泳動法を、化学的性質の類似した希土類混合物に適用することによって、相互に分離することを目的として実験を行ってきた。本年度においてはお互いにイオン半径の似通った系である(Y,Dy)Cl_3混合塩系についてそれぞれのイオンの内部移動度を求めた。その結果、全濃度領域で質量の軽いY^<3+>の方が質量の重いDy^<3+>より速いことが明かとなった。これにより希土類塩化物系でもアルカリ金属塩と同様に陽イオンが主な電導種であることが予想されたが、異なる元素の混合塩系である以上、厳密にはモル体積など同一の条件で比較することができない。そこで溶融塩化ジスプロシウム純粋塩中におけるDyの内部移動度の同位体効果を調べた。その結果、やはり質量の軽い同位体が質量の重い同位体より移動度が大きいことが明かとなった。また、内部移動度差を質量差で割った質量効果の値もアルカリ金属塩などと比較して同程度の値となり、希土類塩化物中でも裸の陽イオンが電導に大きく寄与していることがわかった。以上のことから溶融希土類塩化物の相互分離および同位体分離に、、向流電気泳動法が有効であることが示唆された。なお、本研究を1993年5月ハワイで行われたInternational Symposium on Molten Salt Chemistry and Technology 1993、および1993年11月神戸で行われた第25回溶融塩化学討論会において発表した。溶融塩の向流電気泳動により希土類元素の相立分離を行う研究を通じて,移動度に及ぼす,質量やイオン間相互作用,すなわち電荷やイオン半径の影響を調べることを目的としている.初年度は,吸湿性の強いYCl_3及びLaCl_3を対象として,その精製の為の昇華装置を組立てた.電気泳動により従来1価ー1価陽イオン硝酸塩,塩化物などについて各陽イオンの移動度が求められているが,多価ー多価陽イオン混合物については全く移動度が求められていない.そこでまず希土類元素の混合物の前に(Ca,Ba)Cl_2混合物を対象として973Kと1073Kで,できる限りの広い濃度領域で向流電気泳動を行った。泳動セルには高純度アルミナを用いて十分腐食に耐えるように工夫した。また従来陰極に塩素ガスを吸き込んでアルカリ金属などの折出を防止していたが,今回陰極部に小室をもうけ,そこに溶融塩化鉛を入れ,電解により金属鉛が折出するようにして実験を容易にした。泳動終了後,分離管内の塩を炎光分析で分析し,陽イオンの内部輸率を求め,各陽イオンの移動度を求めた。純粋塩ではCa^<2+>の移動度がBa^<2+>の移動度より大きいが,混合塩では測定した温度,濃度領域で,イオン半径の大きいBa^<2+>の移動度がCa^<2+>の移動度より大きくなり,いわゆるイオン半径の大きいイオンの移動度が小さなイオンの移動度より大きくなるChemla(シェムラ)効果が起ることが判明した。このことから3価の希土類イオン間でもChemla効果が起ることが予想される.Ca^<2+>とBa^<2+>の移動度の逆数をモル体積に対してプロットすると直線が得られ,体積が大きくなるにつれて移動度が小さくなることも分った。この他に1価ー2価硝酸塩,Ag^+ーアルカリ金属陽イオン硝酸塩混合物についても移動度を測定し,これらに及ぼすイオン間相立作用について検討した。また分子動力学シミュレ-ションにより(Li,Cs)Cl系の移動度を求めて,実験値とよく一致することを見出した。溶融塩の向流電気泳動により希土類元素の相互分離を行う研究を通じて、移動度に及ぼす質量やイオン間相互作用、すなわち電荷やイオン半径の影響を調べることを目的としている。

前年度、精製法の確立したYC1_3、LaC1_3を精製し、この2つの塩をいろいろな混合比で溶融させ、電気伝導度を交流ブリッジ法により測定し、さらに現存する方法中、最も精度、確度の優れた向流電気泳動法により、陽イオンのy輸率を求め、1073Knにおける陽イオンの移動度を計算した。全ての濃度領域においてイオン半径のより大きなa^<3+>イオンの移動度が、より小さなY^<3+>イオンの移動度よりも大きく、これは1価-1価陽イオン混合塩系や、2価-2価陽イオン混合系で見られるChemla効果が3価-3価陽イオン混合塩系でも起ることを示している。Chemla効果は大きなイオン半径を持つ陽イオンの移動度が小さなイオン半径を持つ陽イオンより、ある濃度領域で移動度が大きい現象で、この場合は全濃度領域においてそうなり、3価-3価の陽イオンの混合物でこのようなことは本研究で初めて明らかになった。得られたYC1_3-LaC1_3系の移動度の等温曲線は交わることがないので、向流電気泳動法によって互に陽イオンを分離することが可能であることが確認された。溶融塩のイオン伝導に及ぼすイオン価の影響を見るために、陽イオンの電荷の非対称な1価-2価陽イオンの混合塩系の一例としてKcl-Cl_2系の内部移動度も求めた。Ca^3イオンの濃度の大きい範囲を除いては、従来行われてきた硝酸塩系の実験と同様に、1価陽イオンの移動度は2価陽イオンが加わることにより鎮静化され、2価陽イオンは1価陽イオンが加わることにより扇動化されることが確認された。以上の現象はいずれも陽イオン-陰イオン間のクーロン相互作用の大きさから統一的に解釈できることが分かった。僅かな質量差しかない同位体混合物でも分離可能な方法とされている向流電気泳動法を、化学的性質の類似した希土類混合物に適用することによって、相互に分離することを目的とし実験を行ってきた。本年度においてはお互いにイオン半径の似通った系である(Y.Dy)Cl_3混合塩系についてそれぞれのイオンの内部移動度を求めた。その結果、全濃度領域で質量の軽いY^<3+>の方が質量の重いDy^<3+>より速いことが明らかとなった。これにより希土類塩化物系でもアルカリ金属塩と同様に陽イオンが主な電導種であることが予想されたが、異なる元素の混合塩系である以上、厳密にはモル体積など同一の条件で比較することができない。そこで溶融塩化ジスプロシウム純粋塩中におけるDyの内部移動度の同位体効果を調べた。その結果、やはり質量の軽い同位体が質量の重い同位体より移動度が大きいことが明らかとなった。また、内部移動度差を質量差で割った質量効果の値もアルカリ金属などと比較して同程度の値となり、希土類塩化物中でも裸の陽イオンが電導に大きく寄与していることがわかった。以上のことから溶融希土類塩化物の相互分離および同位体分離に、向流電気泳動法が有効であることが示唆された。なお、本研究を1993年5月ハワイで行われたInternational Symposium on Molten Salt Chemstry and Technology1993、および1993年11月神戸で行われた第25回溶融塩化学討論会において発表した。
鎌倉時代浄土真宗資料に基づく日本漢字音の研究

「鎌倉時代浄土真宗資料に基づく日本漢字音の研究」と題する本研究の目的は、鎌倉時代における日本漢字音の諸相を、浄土真宗資料に依拠して、解明することであった。これは、浄土真宗資料に漢字音注が密である利点を活かしたものである。この目的達成のため、まず、浄土真宗資料の原本調査をし、覆製本・写真版を集めた。そして、それらに基づき、鎌倉時代の漢字・漢語音を蒐集・整理した。本研究期間中に、親鸞自筆本における漢字音注のすべてを、コンピュータによって電子データ化することができた。ただし、それに基づく研究成果は部分的な発表に留まっている。今後も本研究を続け、その成果を発表していきたい。本年度は、当初の計画のとおり、親鸞遺文を中心とする、浄土真宗古写本の複製本購入・写真複写を継続するともに、原本調査を行なった。さらに、原本の漢字に加点された訓点が確定できたものについて、順次、その漢字に加点された音注を、コンピュータを用いてデータ入力した。この入力は、主な遺文についてほぼ終了した。具体的に購入した新規複製本・写真複写のうち、主なものは、以下のごとくである。○西方指南抄(同朋舎メディアプラン2012.4-2012.12)4冊専修寺所蔵本の影印(和綴本)付属資料: DVD8枚○房山石經全30巻(夏出版社, 2000年5月)○宮内庁書陵部所蔵宋版一切経マイクロフィルムスキャニングデータ文献調査は、龍門文庫(奈良、2回)・醍醐寺(京都、2回)・石山寺(大津)に出向くことができた。複製本・写真では不明な点を確認でき、原本調査の重要性を再認識した。また、親鸞遺文の漢字音注については、主な遺文のデータ入力をほぼ終了した。新規購入複製本によって知られた点を追加すれば、来年度の本格的な分析・研究にとりかかることができる。今年度の研究によっても、予想通り、親鸞遺文の漢字音に文献の種類による位相差を確認できた。また、親鸞の加点年による年代差は存しないことも判明した。ともに初めての指摘であり、重要な研究成果であると認識している。これらの本年度研究成果は、すでに論文として公表している。この目的達成のため、浄土真宗資料の原本・覆製本・写真版に依り、漢字音注が密である利点を活かして、鎌倉時代の漢字・漢語音を蒐集・整理した。本研究期間で、宗祖親鸞の字音直読資料・仏書訓読資料・和化漢文訓読資料・漢字片仮名交じり文・漢字平仮名交じり文・仮名文すべての自筆本における漢字音注を、コンピュータで扱えるデータにすることができた。本研究の特色は、以下の二点である。1漢字・漢語音の歴史的研究を、浄土真宗資料を用いて成すこと。2資料の性格を考慮し、一個人における漢字・漢語音を、位相論的に研究すること。すなわち、本研究は、親鸞遺文を中心とする浄土真宗資料を対象として、鎌倉時代における漢字・漢語音を、位相論的に解明することを特色とした。そのため、上記のデータは、位相論的に区別して研究できるように入力済みである。本研究によって、親鸞遺文の漢字音は、1.字音直読資料2.仏書訓読資料・和化漢文訓読資料・漢語を多用する仮名交じり文3.漢語の少ない仮名文の三種に大別できることが判明した。この見通しのもと、別に記載した、いくつかの研究成果を公表することができた。今後は、本研究期間中に入力できたデータを活用し、さらなる研究を重ねたい。本研究の目的は、鎌倉時代における日本漢字音の位相差を記述し、それを総合的に研究することである。そのために、字音の加点が豊富な、浄土真宗古写本を研究対象とした。本年度は、資料収集を中心に行なう計画であって、計画通り以下の実績をあげた。1.親鸞遺文を中心とする、広島大学に所蔵されていない、浄土真宗古写本の複製本を購入した。具体的には、以下の書籍である。西本願寺蔵『教行信証』のカラー複製本。2.複製本になっていない浄土真宗古写本の写真複写した。具体的には、大谷大学藏『福州東禪大蔵経目録』・同『教行信證』・国会図書館蔵『本願寺親鸞聖人歴代系譜』等である。3.1.2.の原本を、実見調査した。原本調査により、写真では不明の点を確認することができた。4.複製本および写真に基づき、本文データの入力を進めた。

親鸞自筆本の本文すべてのデータ入力を完了した。その他、訓点語学会での学会発表もし、成果の一部を論文としても発表した。発表は、佐々木勇親鸞使用の声点加点形式についてー坂東本『教行信証』声点の位置づけー(第105回訓点語学会研究発表会平成23年10月16日(日)東京大学山上会館)。論文は、いずれも単著の、以下のものである。○専修寺蔵『入出二門偈頌』建長八年真佛写本の訓点について「ことばとくらし」第23号(pp.3-11)新潟県ことばの会平成23年10月。○中世浄土真宗資料に見られる急・緩入声点と舌内入声音「広島大学大学院教育学研究科紀要」第二部第60号(pp.1-9)平成23年12月。○興正寺蔵『淨土三經往生文類』(広本)の字音注について「浄土真宗総合研究」第7号(pp.1-9)教学伝道研究センター平成24年3月(印刷中)上記の通り、本研究は順調に進展している。研究実績の概要に記したとおり、研究計画に基づき、順調に進行しているため。来年度は、以下の研究計画に従い、引き続き研究を継続する。現時点で、研究を遂行する上での問題点は、発生していない。本研究の最終年度となる本年度は、漢字音情報採取・整理を継続しつつ、その分析・研究を行ない、研究成果公表の準備を進める。1.データ入力・整理前年度の作業を継続する。2.データ分析佐々木勇『平安鎌倉時代における日本漢音の研究』(2009年1月、汲古書院)における分析方法を応用し、得られた資料を、「字音直読資料」「仏書訓読資料」「和化漢文訓読資料」「漢字仮名交じり資料」「書簡」の五資料群に分ける。その上で、各資料に見られる漢字音の音形と声調とを比較し、その差が生じた理由を、位相論的に考察する。3.研究成果の公開本研究の成果は、近い将来に、著書の形で公刊する予定である。本研究の最終年度にあたる本年度は、研究のまとめを行なうとともに、本研究成果公表のため、著書公刊の準備も進める。当初の研究計画を変更する必要は無い。そのため、次年度と最終年度の研究は、以下の通りに行なう。次年度は、平成23年度に得られた結果を基にして、本年度は、資料収集を継続しつつ、得られた資料からの漢字音情報採取・整理を行なう。1.資料収集は、前年度の作業を継続する。2.データ入力・整理は、上記で得られた資料の漢字に加点された音注を、新規購入のコンピュータを用いて、データ入力する。また入力の便を図るため、写真印刷のためのプリンターを新規購入する。最終年度は、漢字音情報採取・整理を継続しつつ、その分析・研究を行ない、研究成果公表の準備を進める。1.データ入力・整理は、前年度の作業を継続する。2.データ分析では、佐々木勇『平安鎌倉時代における日本漢音の研究』(2009年1月、汲古書院)における分析方法を応用し、得られた資料を、「字音直読資料」「仏書訓読資料」「和化漢文訓読資料」「漢字仮名交じり資料」「書簡」の五資料群に分ける。3.本研究の成果は、近い将来に、著書の形で公刊する予定である。次年度も、計画通り、予算執行する。
近世九州における彫物の独自性に関する研究－伝播経路による検討ー

日本の近世建築においては、彫物(彫刻装飾)はその大きな特徴となっている。彫物は、日光東照宮が鎮座する関東地方が、彫物の多用される地域とされるが、彫物が使用される時期、彫物の新しい技法が採用される時期などを見る限り九州地方の寺社建築は関東地方に比べて同じ傾向が早くからみられ、彫物の題材や彫物の表現は他地域と明らかに異なる。本研究は、近世九州の彫物の独自性をより鮮明にするとともに、それが生みだされた理由や背景を、建築とその彫物、関与した工匠のみならず、関連が予想される仏像や仏具、厨子などの彫物やそれらに関与した仏師、彫物師にまで範囲を広げてその活動を考察し、その伝搬経路から明らかにする。
サル一次視覚野におけるテクスチュアとエッジの検出

本研究は、一次視覚野(V1)における形と面の情報処理の実態を、V1ニューロンの複雑刺激に対する応答特性と構造的な対応という観点から明らかにすることを目的としている。今年度はネコのV1で記録実験を行い、受容野内と受容野周囲とに様々の傾き、運動方向のストライプを組み合わせて提示したときのニューロンの反応を解析した。笑気・酸素・ハロセンの混合ガスで麻酔し、パンクロニウムブロマイドで非動化した成ネコのV1より単一細胞活動を細胞外記録した。ニューロンの受容野のマッピングおよび受容野特性を調べた後、CRTディスプレイに受容野をカバーする円形の刺激野(Center刺激)およびその周囲(Surround刺激)に空間周波数・時間周波数の等しい運動ストライプ刺激を、様々の傾きの組み合わせで呈示した。その結果、Sillitoら(1995)が得たような受容野内に不適当方位の刺激、周囲にそれと直交する傾きの刺激を呈示したときに、本来受容野刺激のみでは出ないはずの反応が出現する現象は、Center刺激とSurround刺激の境界がちょうど受容野の縁とほぼ重なる程度に接近した場合に観察され、この現象が受容野周囲の広い範囲の刺激パタンを反映したというよりは、受容野に対してCenter刺激とSurround刺激の境界(不連続点)がかなり厳密な位置対応をもつらしいことがわかった。このような反応は、Surround刺激がCenter刺激と直交する傾きの場合に最も強くみられ、特定の方位の組み合わせに対する選択性を要因として含む促進メカニズムが原因となっているものと考えられる。
自由電子レーザーを用いた単色ガンマー線ビームの開発

自由電子レーザーとストレージリングを周回する電子ビームのコンプトン散乱によって大強度のガンマー線ビームを安定に生成するためには、1ストレージリングの電子ビームの性質、2自由電子レーザーの安定性、3外部(管理区域外)からのビームの制御及びモニターが重要である。まず、1に関しては電子ビームのエネルギー広がり、空間的広がり(エミッタンス)を測定する新しい方法を確立した。これはオプティカル・クライストロンによる電子ビームの放射光が電子ビームの運動状態に敏感であることを利用する方法である。ストレージリングの電子ビームの運動状態を縦方向キッカーなどによって変化させ、そのときのオプティカル・クライストロンによる電子ビームの放射光スペクトルを測定する実験を行い、理論的計算と良く一致した。この研究はアメリカで行われた自由電子レーザーの国際会議で発表された。次に、2に関してはいままでのUVSOR自由電子レーザーをより安定化するために、著者の属するUVSORマシングループで新たに外部からの空間的振動を極小に抑えたミラーチャンバーを新たに製作した。これは平成11年3月にストレージリングに組み込まれる予定である。3に関しては光ファイバー及びGPIBを用いた制御系を現在、グループ内で協力しつつ進めている。本研究はストレージリング中を周回する電子ビーム及びそれを用いた自由電子レーザー(FEL)のコンプトン散乱によって大強度の単色ガンマー線を安定に発生させ、実際の利用に向けることを目的としている。本年度は当初の予定どおり、ガンマー線ビーム生成のためにストレージリング及びFELを最適化する研究を主におこなった。まず、長時間大強度のガンマー線ビームをコンプトン散乱で発生させるとき問題として、電子ビームがストレージリングから失われてしまい、それによりガンマー線ビームの強度が弱くなることが予想されていた。そこでFEL発振をさせながらブ-スターシンクロトロンからのビームを入射し、失われた電子ビームを補う実験をおこなった。この方法によってFEL発振が約6%ほど停止するがコンプトン散乱で失われた電子ビームを十分補えることがわかった。さらに、FELをより安定に発振させる新しい方法としてストレージリングを負モーメンタムコンパクションファクター(α)で動作させる実験をおこなった。この実験によって負αでストレージリング動作させるとで、通常行われている正のαの動作と比べて電子ビームのバンチ長が短くなりことがわかった。そのことでFEL増幅率が大きくなり、より安定な発振が予想される。これらの研究成果は北京の自由電子レーザーの国際会議、およびSpring8での加速器科学の会議で発表された。また、大強度ガンマー線ビームの実際の利用に向けた研究も進行中である。最も興味深いガンマー線ビームの利用として癌治療があげられ、具体的にはガンマー線による照射及びそれによる中性子を生成し、それを癌患部に吸収させるという多段階にわたる方法を考えている。そのために来年度にはガンマー線ビームによって中性子線を発生させる実験を行う予定で、そのために必要なリチウム6、及びリチウム7を含むガラスシンチレータからなる測定器を購入し、調整を行った。
熱駆動型ポンプによる混合気体濃縮法の開発

低圧下あるいはミクロなシステムの気体に特有の現象の一つは、気体の温度場によって様々な定常流が誘起されることである。本研究では、この流れを駆動力とする、運動する部品が不要のポンプ(熱駆動ポンプ)の開発、およびそれを用いた混合気体分離の研究を行った。熱駆動ポンプを気体分離装置として応用する場合、スループットを向上させるために高圧で動作させる方が良い。この場合、熱駆動ポンプ内の流路幅を数μmの程度で作成する必要が生じる。本研究では、その実現方法について大きな進展があった。1.熱駆動ポンプの開発:気体中で異温度の網を僅かに離して並べたとき、網の目が気体の平均自由行程に近いならば、網を通り抜ける気体流が生じる。この仕組みを用いれば、流れを誘起する多数のマイクロチャンネルを容易に実現することができる。今回の研究では、10μm程度のマイクロチャンネルのケースも含む3通りの流路幅について装置を作成し、上記の流れが実際に発生することを確認した。研究においては、マイクロチャンネルにおいて温度差を維持する方法として、目の粗い網・微細な網の複合網を用いる方法も考案した。この方法を用いると、ポンプの駆動エネルギー源は、外部からの温冷熱の供給を用いることになる。複合網を用いた場合、微細な網だけでなく、目の粗い網もポンプとして動作し、その結果、ポンプが動作する圧力範囲が広がることも分かった。2.気体分離効果の実証実験:以前に代表者が試作した、10Pa程度の低圧で動作する熱駆動ポンプ(熱尖端ポンプ)と2種混合気体を用いて、熱駆動ポンプが実際に気体分離効果を持つことを実験的に示すことに成功した。熱駆動ポンプに混合気体分離効果が実在することは、1910年にKnudsenが熱駆動ポンプを考案して以来、初めての結果である。結果の詳細は、2008年夏の国際希薄気体力学会で発表する予定である。本研究では、この流れを駆動力とする、運動する部品が不要のポンプ(熱駆動ポンプ)の開発、そのポンプによる混合気体分離の研究を進めている。本年度の研究では、ポンプの構造について、大きな進展があった。熱駆動ポンプを気体分離機として小型で十分多くの濃縮量が得られるためには、動作圧力が高い方が望ましい。熱駆動ポンプを高圧で動作させるためには、その駆動エンジン部分の流路の幅を圧力に反比例して小さくする必要がある。しかし、代表者らが以前に試作した熱尖端ポンプにおいては、流路が複雑で、微細化が困難であると考えられた。本研究では、熱尖端ポンプを具体的に作成する新しい方法として、異なる温度の2枚の多孔膜を並べたペアを用いる。代表者の数値シミュレーションによれば、多孔膜の孔および多孔膜同士の間隔が気体分子の自由行程の程度であれば、膜の微細構造によらず、孔を通る熱駆動流が発生し、これが熱駆動ポンプの駆動力として利用できるはずである。温度場によって誘起される希薄気流は、従来から様々な流れが報告されているが、ここで述べた、異温度の多孔質ペアを通り抜ける流れについては報告例が無い。そこで、ステンレスの金網を多孔膜として用いた試作装置を作成し、網のペアを通り抜ける流れが実際に発生することを実証する実験を行った。

孔のサイズが100μm,10μmの2種類の装置を試作し、網(流路)を箔で塞ぐ・流路に羽根車を置く方法で流れを可視化することに成功した。本装置の実際の製作は予想よりもずっと容易であった。これは、網のペアを用いる熱尖端ポンプのデザインが非常に有用であることを予想させる。低圧下あるいはミクロなシステムの気体に特有の現象の一つは、気体の温度場によって様々な定常流が誘起されることである。本研究では、この流れを駆動力とする、運動する部品が不要のポンプ(熱駆動ポンプ)の開発、およびそれを用いた混合気体分離の研究を行った。1.熱駆動ポンプの開発:前年度の研究では、気体中で異温度の網を僅かに離して並べたとき、網の目が気体の平均自由行程に近いならば、網を通り抜ける気体流が生じることを実験で示し、新しい熱駆動ポンプの駆動力として提案した。今年度は、熱駆動ポンプを気体分離機として利用する場合、動作圧力が高い方が望ましいことを考慮して、網の目を微細化しポンプの動作圧力を上昇させる方法を研究した。具体的には、近接した微細な二つの網の間の温度差を維持する方法として、目の粗い網・微細な網の複合網を用いる方法を考案した。試験の結果、目の粗い網を加熱・冷却し、網を通る熱流によって、微細網の温度差を維持できることが確認できた。これは、ポンプの熱源として、電力以外のさまざまな温度差を利用できることを意味している。また、複合網を用いる場合、微細網だけでなく、目の粗い網もポンプとして動作し、その結果、ポンプが動作する圧力範囲が広がることも分かった。2.気体分離効果の実証実験:以前に代表者が試作した、10Pa程度の低圧で動作する熱駆動ポンプ(熱尖端ポンプ)と2種混合気体を用いて、熱駆動ポンプが実際に気体分離効果を持つことを実験的に示すことに成功した。混合気体分離効果が実在することは、1910年にKnudsenが熱駆動ポンプを考案して以来、初めての結果である。結果の詳細は、2008年夏の国際希薄気体力学会で発表する予定である。