hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
菌類におけるマイクロRNAを介した遺伝子発現調節機構の解明

以上の結果から、MoV2はRNAサイレンシング機構による分解を受けるが、サプレッサータンパク質に因らない別のメカニズムによって効率よくそれを回避しているものと考えられた。以上の結果は、今年度の植物病理学会にて発表した。タンパク質に翻訳されないRNA、いわゆるnon-coding RNA(ncRNA)は遺伝子の発現制御に関与することが示唆されている。microRNA(miRNA)は、ncRNAの一種であり、ポストゲノム解析として近年急速に研究が進められている。本研究では、菌類におけるncRNAを介した遺伝子発現制御機構1を探るために、実験材料として、イネに感染して深刻な被害を与える植物病原菌類、イネいもち病菌を用いている。イネいもち病菌は、その経済的な重要性から、植物病原菌として初めて全ゲノムが解読され、植物病原糸状菌のモデル生物となっている。これまでに、イネいもち病菌から小分子RNAをクローニングし配列解析を進めてきた。今年度は、イネいもち病菌のレトロトランスポゾン遺伝子のひとつ、「MAGGY」に着目し、そのMAGGYがどのように遺伝子発現制御を受けているのかを小分子RNAの検出によって解析した。MAGGYは、イネいもち病菌にコードされるLTR型レトロトランスポゾンの中で最もメジャーな遺伝子である。ノーザンプロット解析によってMAGGY由来の小分子RNAを検出した結果、約21塩基の明瞭なバンドが検出され、MAGGYが小分子RNAを介した遺伝子発現制御を受けていることが示唆された。さらに、それら小分子RNAをクローニングし、配列解析を行った結果、小分子RNAが生成される領域には偏りがあり、複数のホットスポットが存在することが示唆された。また、イネいもち病菌には、病原性が異なる多数の系統が知られている。そこで、複数の系統を用いて、RNAを抽出し、MAGGY由来の小分子RNAを検出した。その結果、興味深いことに、系統間によってMAGGY由来の小分子RNAの蓄積量が異なることが明らかになった。以上のように、本年度は菌類における小分子RNAを介した遺伝子発現制御に関して非常に興味深い知見を見出した。
大気中の重要なラジカル源であるHONOの生成過程と凝縮相における分解過程の解明

13年度にフローインジェクション方式によりNO_2など他の気体成分による妨害を全く受けず,分析時間5分で15ppt以上のHONOを測定する方法を確立することが出来た。この方法により,夜中のHONO濃度減少や、日の出後のラッシュ時の濃度上昇、日中における比較的高濃度のHONOの存在などが明らかとなった。14年度ではこの方法をさらに発展させ連続分析計へ改良を行った。本法はベースラインが非常に安定しているため、非常に信頼できるデータが得られることがわかった。この分析法の開発と平衡して,拡散デニューダーを用いた長時間サンプリングを週に1日づつ,1年を通して測定を行った。その結界,これまで昼にはほとんど存在しないと言われていたHONOが夏の日中でも数ppbの濃度で存在することが分かった。開発した連続測定法を用いて土壌からのHONOの発生を調べたところ,HONO生成は日の入り直後に観測された。また、粒子上のNO_2からの生成では、アンモニウム塩が重要な役割を果たしている可能性を見出した。水滴の蒸発過程では、亜硝酸、アンモニア、酢酸、蟻酸などが乾燥後に粒子となるか気体になるかを決定すると因子として,カルシウムイオンとそれに結合する炭酸イオンの量が重要であることがわかった。凍結過程では、硫黄種の反応促進の研究を詳しく調べた結果、凍結促進機構の定量的な取り扱いができることがわかった。以上述べたようにこの2年の研究によりHONOの濃度変化の特徴をつかむことができ、発生源の解明に向けた指針を得ることができ,この研究をもとにすれば亜硝酸の発生、運命、濃度などの大気環境での循環を明らかにすることができると思われる。大気中における光化学反応で非常に重要な役割を果たしていると考えられているHONOについて,その生成過程と凝縮相における分解過程を解明することを本研究の目的としている。その目的を果たすためには,現在確立されているHONOの分析法では非常に難しい。そこで今年度は,HONOの迅速で高感度な分析法の確立を第1の目的として研究を行った。その結果,フローインジェクション方式によりNO_2など他の気体成分による妨害を全く受けず,分析時間5分で40ppt以上のHONOを測定する方法を確立することが出来た。現在,その論文の作成中である。この方法は連続流れ系に変更することで,1分以下の時間分解能が可能であると思われる。本方法を用いて,発生源等の研究に応用できるものと期待される。また,本法を用いて実大気を測定し,HONOが自動車排ガス起源である可能性が示唆された。また,条件によってはNO_2の不均一反応によるHONO生成と考えられる場合もあり,更に詳しく調べる必要がある。また,分析法の開発と平衡して,拡散デニューダーを用いた長時間サンプリングを週に1日づつ,1年を通して測定を行った。その結果,これまで昼にはほとんど存在しないと言われていたHONOが夏の日中でも数ppbの濃度で存在することが分かった。また,露中の亜硝酸濃度が10月よりも11月や12月に高くなるのに対し,気相中ではほとんど同レベルで存在していることから,気温の高いときの露中での亜硝酸の分解反応の関与が示唆された。14年度は,以上のことをふまえさらに詳細に研究を行う予定である。昨年度開発した亜硝酸測定装置はフローインジェクションによる分析で,5分に1回の測定を行い,14pptの亜硝酸濃度を測定できる方法であった。今年度は,まず,この装置を用いて実大気の亜硝酸濃度が正確に測定できるかどうかのチェックを行った。方法としては,管状デニューダー法との比較およびDOAS(differential optical absorption spectroscopy)との比較を行った。

管状デニューダーは3時間平均値,DOASは数百メートルの距離の平均値であるが,いずれも比較的良い一致を示すことがわかり,正確に亜硝酸を測定できることがわかった。また,亜硝酸は,NO_2濃度の変化とよく似ていることがわかった。早朝の日の出後のピークと日中に濃度ゼロにならないことは,今年度も確認できた。発生源特定のために,上記の方法を用いて,土壌からの発生,自動車からの直接排出を測定しているが,どちらからも亜硝政が検出された。時間や場所によって寄与が違うのではないかという推測はできたが,それ以上明らかにはできなかった。また,上述の方法はフローインジェクション方式であるため,さらに時間分解能の向上を目指して,連続分析法の開発もおこなった。液流速と気体流速の条件等を定め,ほぼ連続で測定できるところまで開発することができた。連続測定によりさらに詳細なデータが得られ,また信頼性も再評価できるため,連続測定法を完全に確立した上で,亜硝酸の発生源の解明を行うことができるものと期待される。凝縮相の亜硝酸の分解は,液滴の乾燥過程による亜硝酸の挙動の研究を行った。その結果,液滴中に含まれるカルシウムイオンが,粒子として残る亜硝酸と気体として揮発する亜硝酸の割合に影響を与えていることがわかった。つまり,揮発性の酸性成分は,不揮発性のカチオンとアニオンの濃度に基本的に依存するが,カルシウムイオンが存在すると,より揮発しやすくなることがわかった。しかし,実試料を乾燥させると,より揮発しにくくなる場合も観測された。この理由についてはさらなる研究が必要である。
日本の家族に関するトレンド分析

本プロジェクトでは、全国規模の家族の縦断調査である「全国家族調査」(1998年、2003年、2008年)データを用い、家族と仕事、世代間関係の動態、家族形成と育児、階層・ネットワークの4領域に関して分析を行った。多くの分析結果を要約すると、第一に、夫婦関係(妻の就労、夫の家事分担、夫婦関係満足度など)に大きな変化はみられない。第二に、家族形成には大きな変化があった。非典型的家族、つまりステップファミリーなどが増加している。第三に、非典型的家族は不利なことが多い。特に子どもにとって不利である。研究プロジェクトをスタートさせた年度である。研究会を発足させ、各班のリーダー間のミーティング、各班研究会、全体研究会を開催した。研究会の中に4つの分科会を作成し、大学院生など広く研究者に参加してもらった。1班ワークライフバランス/女性のライフコース(メンバー12人)2班世代間援助関係・介護(メンバー8人,)3班出生行動・育児・情緒構造(メンバー12人)4班階層・ネットワーク(メンバー11人)2010年4月1日(木)NFRJ08研究会発足後日メーリングリストを開設、NFRJ08データ(ver.3)配布2010年7月3-4日(土-日)第1回研究会(首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス)4班合同で研究会を開催。NFRJ08研究会の趣旨や活動スケジュールについての説明、研究発表。2010年9月10日(金)第1班「ワークライフバランス/女性のライフコース」第2回研究会(関東学院大学関内メディアセンター)11:45-16:45「夫婦間の分業と夫婦関係の質」「仕事と家庭の間で生じる問題」「女性の就業(継続)とその要因」の3部構成で、それぞれ討論。2010年9月12日(日)日本家族社会学会(成城大学)各班代表がテーマセッションおよびシンポジウムで報告2010年12月18日(土)第2班「世代間援助関係・介護」第2回研究会(上智大学)各自報告と討論2010年12月18日(土)第3班「出生行動・育児・情緒構造」第2回研究会(上智大学)各自報告と討論2010年12月25-26日(土-日)第4班「階層・ネットワーク」第2回研究会((首都大学東京)各自報告と討論2011年3月班別に第3回研究会を開催する予定であったが地震のため延期【具体的内容】2年度目に目的としていた第二次報告書完成に向けた研究会の開催、さらに研究大会の開催による研究成果報告、第二次報告書の完成、分析を進める中で検討した調査の問題点の整理を実施した。研究会はテーマ別に4班編成とし、各班のリーダーのもと研究会を開催した。さらに4班合同の全体会を公開で行い、歴代の全国家族調査のリーダーの出席もあり、また、他の領域の研究者、新聞記者が参加するなど盛況であった。研究会や全体会で得られたコメントを参考にしながら第二次報告書全4巻を完成することができた。さらにそれらの分析、議論の過程で、全国家族調査(NFRJ)の実施上の問題点、調査表情の課題などを改めて議論することができた。【意義、重要性】研究会を開催し多くの研究者が全国家族調査(NFRJ)データを用いて議論することは、データを有効に活用でき、また研究を深化させるといった点でも重要である。さらに、研究成果をより多く、より質の高いものを社会に還元することができる。社会により還元するために書籍として刊行することも重要であり、その準備に進めたことは、最終年度には書籍の刊行までたどり着ける可能性が高い。さらには、これまでの調査の整理、問題点や課題を把握できたことは、今後実施予定のNFRJ18(2018年度に実施予定)に有益な情報が得られたと思われる。本プロジェクトの目的は、これまでの4回にわたる全国家族調査(NFRJ)を用いて、日本の家族の特性や機能の変化について明らかにしようとするものである。さらなる目的は、生活基盤、仕事と家庭、家族形成、家族意識の4点に着目し、「家族」という道具立てから現代の社会を読み解くことであった。そのために1990年代から2000年代の全国家族調査(NFRJ)データを用いて、婚姻状況、居住・同居形態、経済状況、分業パターン、子どもの状況、家族関係などの家族特性や家族の機能に関するトレンドを明らかにした。また、家族形成にかかわる問題、ひとり親世帯などに代表される貧困問題、長時間労働など仕事と家庭の問題、家族意識と実態の乖離について、従来の家族社会学の枠を出て、社会問題と対峙する学問へと新たな展開を図った。

2010年度、2011年度は、研究テーマ別に分かれた研究活動を行い、それぞれのグループごとに研究成果をまとめあげた。2011年度は計4巻の二次報告書を刊行し図書館などに寄贈した。2012年度はさらに、それぞれが研究を深化させ、また研究会活動を行い、一般書ならびに専門書の刊行を目指した。2012年度内に数冊が刊行され、次年度さらに2冊の刊行が予定されている。研究会の活動は、ウェブ上(http://nfrj.org/)で広く周知し、また、あわせてSSJDAやICPSRへのデータの寄託のため資料整理・整備を行うなど、家族研究全体へ貢献した。昨年度の課題についてはおおむね達成した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本プロジェクトの最終年度である本年度は、これまでの実施済み調査票の整理、スキャンにより電子データ化し、より正確なデータの作成に努める。昨年度の研究成果を深化させ、昨年度末から原稿執筆にとりかかっている学術書を完成させ刊行する。現時点で、特に問題点は生じていない。
P波・S波レシーバー関数解析による海洋リソスフェアの構造解析

目的:太平洋および北部フィリピン海の深海底に地震研究所が中心となって世界でも独自に展開している広帯域地震観測網から得られる地震波形データを,Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法により解析し,海洋プレートのLAB(リソスフェアーアセノスフェア境界)のイメージングにより,「海洋プレートとは何か?」というプレートテクトニクスにおける根本問題の解決をはかる.Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法は,海洋プレートの底が期待される深さ(5080km)の構造を解析するのに適しており,海洋プレートの底に急激な速度変化が存在するか否かについて定量的な見積もりを与えるはずである.解析結果に基づき,海洋プレートの地震学的モデルを提出する.成果:LABのシグナル(海洋プレートの底に対応する速度勾配)の存在を確認した.海洋プレートの地震学的一次元構造モデルを決定し,海洋プレート(リソスフェア)・アセノスフェアの物理モデルを提出した.これらの研究成果を,米国科学誌Scienceに発表し,極めて高い評価を受けた.またこの研究の延長として,陸上の観測点から得られたデータの解析から沈み込む直前のプレートの底を観測する手法を開発し,環太平洋の海洋プレートの厚さを推定した.この成果(Kumar and Kawakatsu)を2009年のAGU Fall meetingで発表し,現在論文として準備中である.目的:太平洋およびフィリピン海の深海底に地震研究所が中心となって,世界でも独自に展開している広帯域地震観測網から得られる地震波形データを,Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法により解析し,海洋プレートのLAB(リソスフェアーアセノスフェア境界)のイメージングにより,「海洋プレートとは何か?」というプレートテクトニクスにおける根本問題の解決をはかる.Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法は,海洋プレートの底が期待される深さ(5080km)の構造を解析するのに適しており,海洋プレートの底に急激な速度変化が存在するか否かについて定量的な見積もりを与えるはずである.解析結果に基づき,海洋プレートの地震学的モデルを提出する.19年度の成果:(1)11月中旬来日し,研究環境を整えた.(2)解析準備:海半球観測ネットワーク計画によって観測された,フィリピン下ボアホール広帯城地震観測点(WP1)と海太平洋下ボアホール広帯域地震観測点(WP2)のデータ約2年分のオリジナルデータから,レシーバー関数解析に有用なeventデータの構築した.(3)予備解析:上記で準備されたevent波形データにいたいして,予備的なP波・S波レシーバー関数解析を施した.結果を,20年5月開催される,地球惑星科学関連学会連合大会に投稿した.目的:太平洋および北部フィリピン海の深海底に地震研究所が中心となって世界でも独自に展開している広帯域地震観測網から得られる地震波形データを,Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法により解析し,海洋プレートのLAB(リソスフェアーアセノスフェア境界)のイメージングにより,「海洋プレートとは何か?」というプレートテクトニクスにおける根本問題の解決をはかる.Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法は,海洋プレートの底が期待される深さ(5080km)の構造を解析するのに適しており,海洋プレートの底に急激な速度変化が存在するか否かについて定量的な見積もりを与えるはずである.解析結果に基づき,海洋プレートの地震学的モデルを提出する.成果:本格的解析を行い,LABのシグナル(海洋プレートの底に対応する速度勾配)の存在を確認した.海洋プレートの地震学的一次元構造モデルを決定し,海洋プレートの物理モデルを提出した.これらの研究成果を,日本地球惑星科学連合大会(5月),日本地震学会(10月),アメリカ地球物理連合秋季大会(12月)等に発表した.さらに米国科学誌Scienceに投稿し,2月末に受理に至っている.目的:太平洋および北部フィリピン海の深海底に地震研究所が中心となって世界でも独自に展開している広帯域地震観測網から得られる地震波形データを,Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法により解析し,海洋プレートのLAB(リソスフェアーアセノスフェア境界)のイメージングにより,「海洋プレートとは何か?」というプレートテクトニクスにおける根本問題の解決をはかる.Kumar博士が開発したS波レシーバー関数解析法は,海洋プレートの底が期待される深さ(5080km)の構造を解析するのに適しており,海洋プレートの底に急激な速度変化が存在するか否かについて定量的な見積もりを与えるはずである.解析結果に基づき,海洋プレートの地震学的モデルを提出する.成果:LABのシグナル(海洋プレートの底に対応する速度勾配)の存在を確認した.海洋プレートの地震学的一次元構造モデルを決定し,海洋プレート(リソスフェア)・アセノスフェアの物理モデルを提出した.これらの研究成果を,米国科学誌Scienceに発表し,極めて高い評価を受けた.またこの研究の延長として,陸上の観測点から得られたデータの解析から沈み込む直前のプレートの底を観測する手法を開発し,環太平洋の海洋プレートの厚さを推定した.この成果(Kumar and Kawakatsu)を2009年のAGU Fall meetingで発表し,現在論文として準備中である.
骨修復に破骨細胞は必要か：破骨細胞分化抑制モデルマウスを用いた実験的検討

本研究では、破骨細胞分化が全身性に障害されたc-fos欠損マウスと、OPGの投与により局所的に破骨細胞分化が抑制されたマウス、そして破骨細胞分化が正常な野生型マウスを用いて、頭頂骨に作製した規格化骨欠損の修復過程を比較検討することにより、骨修復における破骨細胞の役割を明らかにすることを目的とする。当該年度はまず、本研究で用いるマウスの飼育を行った。本研究では、破骨細胞分化が抑制されたc-fos欠損マウスを用いて実験を行うことになっているが、c-fos欠損マウスは-/-同士の交配ができないため、-/-の個体の採取が計画的に行えない。そこで、+/-同士の交配を行い、産仔の遺伝子型を調べて個体を採取しなければならない。現在、+/-の個体数を増やして交配・繁殖中である。次に、野生型マウスを用いて頭頂骨に規格化骨欠損を作製し、骨修復実験系を確立した。これまでもラットを用いた同様の系を利用してきたが、マウスでは初めてであったため、骨欠損作製で用いるトレフィンバーのサイズや手術手技等の検討を行い、マウス頭頂骨の規格化骨欠損実験系を確立し、手技を習得した。頭頂骨を利用した骨修復実験系は、他の研究や実験にも応用できるため、この実験系の確立は骨修復・骨再生の分野に貢献し得るものであると考える。また、当初の実験計画では、カテプシンKとオステオカルシンのmRNAの定量解析を行う予定であったが、多角的な検討を行うためにタンパクの局在を調べることにした。そこで、カテプシンKとオステオカルシンの抗体を用意し、骨組織切片を作製して免疫組織化学の手法を習得した。本研究で使用するc-fos遺伝子欠損マウスの交配・繁殖を試みてはいるが、-/-の個体の採取が遅れているため、本研究課題の進捗は遅れている。さらに、OPG製剤投与の実験系の確立をする予定であったが、これも遅れている。c-fos遺伝子欠損マウスの+/-の個体を増やし、交配・繁殖を継続して行う。また、すでに飼育中の野生型マウスを用いた実験を先行して行い、本研究の進行の遅れを取り戻す。今後の研究の進め方であるが、野生型マウスの頭頂骨に規格化骨欠損を作製し、随時マイクロCT撮影を行う予定である。得られた画像データから術後1・2・4・6週の修復骨量を算出し、経時的な修復骨量の変化について検討を行う。また、マイクロCT撮影後の試料から骨欠損修復部位を含む頭頂骨を採取し、固定後パラフィン切片を作製して組織学的検討を行い、修復骨の形成部位や量、破骨細胞の局在パターンや細胞数の計測等の解析を進める予定である。さらに、骨欠損作製後2・4・6日でOPG製剤を皮下投与した野生型マウスの頭頂骨を採取し、固定後パラフィン切片を作製してTRAP染色を施し、破骨細胞の分化が抑制できているか調べ、OPG製剤を用いた局所の破骨細胞抑制実験系を確立する。

得られた画像データから術後1・2・4・6週の修復骨量を算出し、経時的な修復骨量の変化について検討を行う。また、マイクロCT撮影後の試料から骨欠損修復部位を含む頭頂骨を採取し、固定後パラフィン切片を作製して組織学的検討を行い、修復骨の形成部位や量、破骨細胞の局在パターンや細胞数の計測等の解析を進める予定である。さらに、骨欠損作製後2・4・6日でOPG製剤を皮下投与した野生型マウスの頭頂骨を採取し、固定後パラフィン切片を作製してTRAP染色を施し、破骨細胞の分化が抑制できているか調べ、OPG製剤を用いた局所の破骨細胞抑制実験系を確立する。(理由)本研究で使用するc-fos遺伝子欠損マウスの-/-の個体の採取が遅れており、当初予定していた実験を行えず、そのために未使用金額が発生した。(使用計画)c-fos遺伝子欠損マウスの交配・繁殖を目的に個体数を増やすため、その飼育代として、また、次年度に延期した実験を遂行するための経費として、次年度請求額と合わせて使用する予定である。
高い求核能力をもつスズ錯体の開発と高効率触媒としての利用

還元的アミノ化反応はカルボニル化合物と第一級アミンからワンポットで種々のアミンを与える効率的な反応である。古くから合成手段として用いられてきたが、使用する還元剤にはイミンに対する高い反応性、水への安定性などの条件を満たす必要がある。したがって用いられている還元剤はNaBH_3CNやNaBH(OAc)_3などのホウ素ヒドリド類に限られている。しかしながらこれらの汎用試薬では、アミンを過剰に用いる必要性や、系を酸性に保つ必要、さらには適応可能な基質の制限など、いまだ問題点がある。本研究では安定で、取り扱いが容易であるヒドロシランを水素源として用いる還元方法に注目した。シリルヒドリド(PhSiH3)の低い反応性を利用してスズヒドリド活性種(Bu_2SnClH-HMPA)を触媒的に作用させる還元的アミノ化反応を開発した。本反応の利点は幅広い基質に適応できることで、脂肪族ケトン、芳香族ケトンでも選択的に生成物が得られた。第一級脂肪族置換基を含むアルデヒドの使用は従来法では不可能であったが我々の方法では問題ない。さらに芳香族アミンではなく、脂肪族アミンを出発物質に用いた場合においても相当するアミンが効率よく得られた。本方法はもっとも基質適応範囲の広い還元的アミノ化法として広く合成化学者に用いられる可能性がある。ハロゲン化スズヒドリド触媒による還元的アルドール反応ハロゲン化スズヒドリドはカルボニル基に対する反応性が比較的低い。そこでアルデヒドが共存する系でエノンの還元を行った。その結果、Ph_2SiH_2を水素源とし、Bu_2SnIHを触媒に用いると効率良くアルドール生成物が得られた。本反応では、はじめにBu_2SnIHがアルデヒドと反応することなく、エノンを選択的に1,4-還元し、Z体スズエノラート7を与える。続いてアルドール反応が起こり、syn体スズアルドレートが得られる。最後に、スズ-酸素結合がPh_2SiH_2と反応してシリルアルドレートを与えるとともにスズ触媒が再生する。スズヒドリドを等モル用いた場合には水溶媒中での反応は困難であったが、本触媒系では還元的アルドール反応が水中で進行した。インジウム触媒による還元的アルドール反応我々はすでにBu_3SnH-InBr_3金属交換により発生させたInBr_2Hも等モル量で還元的アルドール反応を起こすことを報告している。今回、スズの代わりにEt_3SiHを水素源として用いた触媒的な還元的アルドール反応が高いsyn選択性で進行することを見出した。この際、金属交換を起こしInBr_2Hを発生させるためには、ニトリル溶媒が必要であった。本系はInBr_2Hにより還元的アルドール反応が進行し、生成したsyn体インジウムアルドレートが直ちにEt_3SiHによって捕捉され、InBr_2Hが再生されるとともにシリルアルドレートが得られるもめと考えられる。このInBr_3/Et_3SiH系では基質の適用範囲が広がり、従来困難であった脂肪族アルデヒドでさえ求電子剤として用いることが可能となった。
エコデザインにおける工業製品長寿命化に関する数理モデル

工業製品のエコデザインを実現するにあたって有効な方法の1つにリマニュファクチャリングがある。リマニュファクチャリングでは、回収された製品から取り出されたユニットは新たな製品に組み込まれるため、リユースの対象となるユニットには2サイクル以上の使用に耐えられるよう物理寿命を与えておく必要がある。使用する原材料を多くしたり、特殊なコーティングを施したりするなどによって、リユースユニットの物理寿命を長期化することが考えられるが、安易な長寿命設計は逆に地球に負荷をかける可能性がある。そこで本研究ではリユースユニットの最適な物理寿命分布を数理モデルの立場から考察した。初年度ではある特定のリユースユニットに注目したとき、それがリマニュファクチャリングされるにつれて発生する環境インパクトの定量評価が可能な数理モデルを構築した。この数理モデルを用いリユースユニットの物理寿命分布とリユース回数に関する最適解を導いた。次年度では製品の機能寿命が簡単な確率分布で与えられるのではなく、製品の機能面の劣化と、消費者のクラスタ化を行ったもとで、機能寿命に関する特性を考慮した。これらのもとで、物理劣化、価値低下、需要、および消費者クラスタが環境インパクトに及ぼす影響の定量評価が可能なシミュレーションソフトウェアを作成し、最適な物理寿命分布を考察した。最終年度ではLife Cycle Simulationを適用した結果をもとに、環境インパクトが最小となる最適な物理寿命設計を非線形最適化問題として定式化した。この数理モデルを歯車などの機械要素に適用することによって、設計対象物の物理寿命に関する最適な分布に関する平均と変動係数を導出した。地球資源枯渇などの環境問題がクローズアップされている現在、工業製品を従来のように大量に生産・消費し、製品が不要になると廃棄してしまうというシステムは環境への負荷を高めてしまう。そこで、工業製品の使用・廃棄段階だけでなく、設計段階から地球に加えられる負荷を少しでも軽くすべくエコデザインが模索されている。この現実方法の1つにリマニュファクチャリングがある。リマニュファクチャリングでは回収された使用済み製品から取り出されたリユース対象ユニットは新製品に組み込まれるため、リユース対象ユニットの物理寿命は単に1回きりの使用期間ではなく、2回以上の使用期間に耐える必要がある。リユース対象ユニットの耐久性を高めるべく使用する原材料を多くすることなどによって長寿命化を図ることが考えられる。しかし、リユース対象ユニットの陳腐化によってそれが使用されなくなる時期が来ることも考えられるため、過度な長さの物理寿命を与えてしまうとかえって地球に負荷をかけてしまうことも起こり得る。本年度の研究では、ある特定のリユース対象ユニットに着目して環境負荷最小化を目的とする長寿命設計の基本的な部分に取り組んだ。リユース対象ユニットには機能故障と物理故障が発生する。それぞれの時間分布が存在することを仮定し、リユース対象ユニットに与える物理寿命分布、機能寿命分布およびリユース回数が環境インパクトに及ぼす影響の定量評価可能な数理モデルを構築した。また、数理計画問題の視点から物理寿命とリユース回数に関する最適解を導いた。地球資源の枯渇や地球温暖化などの環境問題が注目を集めている現在、工業製品を従来のように大量に生産・消費し、製品が不要になると廃棄してしまうというシステムは環境への負荷を高めてしまう。これに伴い、工業製品の使用・廃棄段階だけでなく、設計段階から地球に加わる負荷を少しでも軽くするべくエコデザインが模索されている。この実現方法の1つとしてリマニュファクチャリングがある。そこで本研究ではリユースユニットの最適な物理寿命分布を考察する。

本年度の研究では昨年度の研究結果を引き継ぎ、製品とリユースユニットについて昨年度よりも詳細なモデルを構築したもとで、リユースユニットの最適な物理寿命分布を考察した。リユースユニットの物理寿命については、その分布形は既知であるが、その平均と分散は未知であるものとした。機能故障については、消費者を複数のクラスタに分類し、それぞれのクラスタに応じて限界機能価値が確率分布で与えられるとしたもとで、新製品の出現を起因とする既存製品の価値低下速度が増加するという事象を考慮した。さらに、需要が最適物理寿命分布に及ぼす影響を調べるため、リユースユニットの需要は時間の関数として与えた。以上のもとで、物理劣化、価値低下、需要、および消費者クラスタが環境インパクトに及ぼす影響の定量評価が可能なシミュレーションソフトウェアを作成して最適な物理寿命分布を調べた。地球資源の枯渇や地球温暖化などの環境問題が注目を集めている現在、工業製品を従来のように大量に生産・消費し、製品が不要になると廃棄するというシステムは環境への負荷を高めてしまう。これに伴い、工業製品の使用・廃棄段階だけでなく、設計段階から地球に加わる負荷を小さくするべくエコデザインが模索されている。この実現方法の1つとしてリマニュファクチャリングがある。リマニュファクチャリングでは、回収された製品から取り出されたユニットは新たな製品に組み込まれるため、リユースの対象となるユニットには2サイクル以上の使用に耐えられるよう物理寿命を与えておく必要がある。使用する原材料を多くしたり、特殊なコーティングを施したりするなどによって、リユースユニットの物理寿命を長期化することが考えられるが、安易な長寿命設計は逆に地球に負荷をかける可能性がある。そこで本研究ではリユースユニットの最適な物理寿命分布を考察する。本年度の研究では昨年度の研究結果を引き継ぎ、循環型製品にLCS(Life Cycle Simulation)を適用した結果をもとに、環境インパクトが最小となる最適な物理寿命設計を非線形最適化問題として定式化した。開発したLCSソフトウェアは、リユース部品の陳腐化と物理的な故障が確率分布に従って発生するもとで、回収率やリサイクル率、最大リユース回数、EoL(End of Life)オプションなどの入力パラメータに基づき、リユースされる部品の数や物理的な故障の発生数など、環境への負荷に影響を及ぼす諸量を出力するものである。この出力結果をもとにして環境負荷関数を導いて目標関数とした。歯車などの要素に提案法を適用することによって、設計対象物の物理寿命に関する最適な分布に関する平均と変動係数を求められることを確認するとともに、その妥当性について検証した。
脳活動と機能的ネットワークに基づいたスポーツ脳振盪の病態解明と競技復帰基準の構築

脳振盪は頭部打撲後の一過性の神経機能障害と定義され多彩な症状を呈するが、その病態は未だ明らかになっていない。臨床的な回復と生理学的な回復には時間的乖離があるとされており、症状の消失のみで競技復帰時期の判断を行うことは、早すぎる競技復帰による症状の悪化や症状遷延をきたす危険性がある。本研究の目的は、脳振盪における臨床的評価および酸化ストレス度解析やMRIによる脳の機能的ネットワーク解析などの複合的な評価を行うことによって、特にスポーツ関連脳振盪の病態解明と安全な競技復帰基準の構築を行うことである。2018年はスポーツに関連した脳振盪患者において、sports concussion assessment toolなどを用いて自覚症状、平衡機能検査を行い、眼球運動評価、高次機能検査などの臨床的評価および、MRIを用いた器質的異常の評価を行った。そのうち受傷後4週間以上症状が遷延する症例においては継時的に評価を行い、症状悪化のリスクファクターとして脳実質内の微小出血や早期の競技復帰などがあることを明らかにした。脳振盪患者における運動による症状の変化について、同じく臨床的指標を用いて評価を行った。症例数がまだ少ないため統計学的な結果を得るには至っていない。スポーツ脳振盪では頭痛、頚部痛、平衡機能障害、眼球運動障害、不眠、感情障害、高次機能低下など分野が多岐にわたるため、様々な領域の評価が必要なため、脳神経外科、整形外科、リハビリテーション、アスレティックトレーナー、臨床心理士などとともに、学際的な評価方法の確立を行った。多分野にわたる臨床的な評価方法や手順は確立でき、臨床的指標のデータは蓄積できている。安静時機能的MRIの最適な撮像方法についての検討に時間を要したため実際のMRIはまだ撮像できていない。スポーツ脳振盪において確立した臨床的な評価方法を用いてデータを蓄積する。診療や評価のシステムは確立できているため、症例の登録を進めていく。安静時機能的MRIに血液サンプル採取、NIRSによるデータ取得を行う。十分な数のデータ取得後は脳機能ネットワークの解析と酸化ストレス度測定を行い、症状遷延のリスクファクターや回復の指標を検索する。症例数の増加により統計学的な解析が可能となると考えられる。コントロール群や解析が必要なMRIのデータ取得をまだ行っておらず、予算として計上した被験者への謝金や研究補助への人件費を使用していないため、繰越金が生じた。翌年度は症例登録が増える予定であり、計上した謝金などを使用する予定である。
クラスタ・コンピューティング・システムによる並列最適化システムに関する研究

近年、大規模構造物の構造最適化問題を効率的に解析するシステムの開発要求が高まっている。そこで、本研究ではPCクラスターによる並列計算機システムを構成し、セルラ・オートマタの概念を応用した最適設計システムについて研究を行った。本研究を通して得られた知見をまとめると以下のようになる。・複数のPCからなるクラスタ・コンピューティング・システムを構成し、安価で効率的な並列計算機システムとなることを確認した。・シャフト断面形状の最適化問題をクラスタ・コンピューティング・システム上で実施し、適切なロード・バランスを行うことで良好な並列化効率を得られることがわかった。・最適設計システムを2次元や3次元の連続体構造物とトラス構造物の構造最適化問題に対して拡張した。・最適設計システムで用いるローカル・ルールを改良し、収束効率を改善する方法について提案した。・異なる初期形状から同一の最終形状を得られるようなローカル・ルールを提案した。・数値解析部分を含めて並列化する最適化システムについて検討した。数値解析部分を含めた並列最適化システムについて以下のような知見を得た。・並列計算機向きアルゴリズムであるというセルラ・オートマタの特徴を十分生かすためには、開発したクラスタ・コンピューティング・システムよりもCPU間の通信コストが低いシステムが必要である。・数値解析部分と最適化部分の並列アルゴリズムの適合性が不十分なので、理想的な並列化特性を得るためにはアルゴリズムの一層の改良が必要である。本年度では、ハードウェアの設計開発と最適化システムの改良の2点について研究を行った。第1に、ハードウェアの開発の点では、以下の点について研究・開発を行った。1.最初にクラスター・コンピューティング・システムを構築するためにDOS/Vパソコンを6台と100BASE-Tのスイッチングハブを1台購入し、パソコン同士を100BASE-Tのネットワークで接続してクラスター・コンピューティングシステムを構成した。各パソコンの基本仕様はCPUがIntel Pentium Celeron 400MHz、メイン・メモリーが64Mbyte、ハードディスクが4.2Gbyteである。それらにOSとしてVine LINUX ver.1.1を、並列計算機構築のための通信ライブラリとしてPVM(Parallel Virtual Machine)とMPI(Message Passing Interface)をインストールした。2.システムの性能評価のために、遺伝的アルゴリズムを用いた構造物最適化システムの並列化プログラムを上記システムにて実行した。解析対象としてねじりトルクを受けるシャフトを考え、その断面形状を遺伝的アルゴリズムによって最適化した。遺伝的アルゴリズムではたくさんの解候補の性能評価に計算コストがかかるので、この問題を改善するためにクラスター・コンピューティング・システムを利用した。その結果、計算コスト削減を達成できた。第2に、最適化システムの改良の点では、以下の点について研究・開発を行った。1.これまでの定式化では最終形状を得るまでにかなりの繰り返し計算を必要としたので、繰り返し計算の回数を減らすことを目的として、いくつかの新たな定式化について検討した。その結果、収束速度をかなり改善できる新たな定式化を得ることができた。2.収束速度を改善するための上記の定式化では、定式化で用いるペナルティ関数の値によって応力制約条件の満足度が異なっていた。この問題を改善するために、ペナルティ関数を変動させる方法を提案し、良好な結果を得た。3.これまでの最適化システムでは連続体構造物だけを対象としていた。そこで、これまでの定式化を平面トラス構造や3次元トラス構造の設計に適用し、良好な結果を得ることができた。
名人を超えるコンピュータ将棋ソフトの設計および実装

目標とする名人を超えるコンピュータ将棋ソフトの作成のため,前年度より引き続き,コンピュータ将棋の弱点である序盤を主な対象として改良を行った.前年度にこれまでの研究成果をまとめた論文を雑誌投稿し,7月にNew Mathematics and Natural Computation Journalに掲載された.今年度はこれまでの序盤の研究に加え,序盤を抜けた辺りに見られる仕掛けの問題にも取り組んだ.1つのアプローチとして,局面情報から仕掛けのタイミングを認識し,必要な時にのみ探索コストを集中させて問題への対処とする研究を行った.また,同時に別アプローチとして,人間の対局記録である棋譜から仕掛けなどの数手一組の手順を抽出し,探索に利用する研究のサポートにあたった.本年度も多くのコンピュータ将棋の大会があり,開発を行っているコンピュータ将棋TACOSが多くの成果を残した.1.第16回世界コンピュータ将棋選手権4位3.第2回コンピュータ将棋世界最強決定戦20072位1では決勝シードと予選を勝ち抜いた8チームによる総当たり戦において4勝3敗となり,初めて勝ち越しに成功し,過去最高の順位となった.2では1で優勝及び準優勝のプログラムと戦い,3プログラムが全て1勝1敗で並ぶ結果となった.3においても,優勝した激指以外は全て1勝2敗で並ぶ結果であった.これらの結果から,Tacosとトップのコンピュータプログラムと差がほとんど無くなってきた事が確認できた.また,インターネット上の対局サーバでも実力の向上が見られ,強さはアマチュア6段相当に向上したことが確認できた.目標とする名人を超えるコンピュータ将棋ソフトの作成のため,現在コンピュータ将棋の大きな弱点である序盤の改良に重点を置いて研究を行った.まず,数ある戦法の中からコンピュータが自身の得意な戦法を選べるようにする方法に関して研究を行った.多数の対局を通してコンピュータに得意戦法を学習させる試みはチェスで既に行われており,多数の対局としてインターネット上のチェス対局サーバにて不特定多数の相手と対局を行っている.しかし,将棋で同様の方法をとることは現実的ではないため,多数の自己対戦による学習を試みた.実験の結果,自己対戦を通しての学習によってもコンピュータが自身の得意な戦法を選びやすくなることがわかり,現在この方法を用いて得意戦法の学習を続けている.次に,コンピュータ将棋が苦手とする長期的視点に基づいた駒組みや,作戦がちといった序盤の形勢判断を可能にするための評価に関する研究を行った.現在の駒組み評価は,ある位置にある駒があれば何点,という評価が一般的に行われている.しかし実際人間が行っている評価は,ある位置に単独で駒があって何点というものではなく,ある位置に特定の駒があり,さらに別の位置にある駒があれば何点という,部分的な形で評価しているものが多い.このため,そのように部分的な形で陣形が評価できるよう評価関数を改良し,現在コンピュータがほとんど評価できていない棒銀といった作戦を先読みで行えるよう研究を続けている.目標とする名人を超えるコンピュータ将棋ソフトの作成のため,コンピュータ将棋の弱点である序盤の改良を前年度より引き続き行なった.多数の自己対戦を通して得意戦法を学習する試みに関しては,7月にアメリカで開催された8th Joint Conference on Information Sciencesに口頭発表した.成果をまとめた論文をNew Mathematics and Natural Computation Journalに投稿中である.本年度は多くの大会や対局機会があり,開発を行っているコンピュータ将棋プログラムTACOSが多くの成果を残した.1.第15回世界コンピュータ将棋選手権6位(決勝リーグに進出)3.橋本五段(プロ棋士)との公開対局4.第3回コンピュータ将棋王者決定戦7位(1の決勝リーグ進出チームによる大会)5.コンピュータ将棋2005世界最強決定戦3位(13の優勝チームによる大会)3は,若手の強いプロ棋士とのハンディなしでの対局であった.序盤の研究が功を奏し,TACOSは比較的得意な戦法を選択することができた.そして序盤から有利に進め,終盤まで優勢に戦うことができた.結果的に敗れたものの,コンピュータ将棋が確実にプロとの差を縮めてきていることを示した.本年度後半は主に,相手思考時間の利用や2手前の先読み時に得られる情報の有効利用について実装や研究を行った.また,並列化による高速化についても実装を開始した.これらは既に提案されている手法をもとに実装を行なったため,新規性はないが性能向上には効果があった.これらを含めたこの一年の改良の結果,プログラムの強さはアマチュア四段から五段相当へと向上した.目標とする名人を超えるコンピュータ将棋ソフトの作成のため,前年度より引き続き,コンピュータ将棋の弱点である序盤を主な対象として改良を行った.前年度にこれまでの研究成果をまとめた論文を雑誌投稿し,7月にNew Mathematics and Natural Computation Journalに掲載された.今年度はこれまでの序盤の研究に加え,序盤を抜けた辺りに見られる仕掛けの問題にも取り組んだ.1つのアプローチとして,局面情報から仕掛けのタイミングを認識し,必要な時にのみ探索コストを集中させて問題への対処とする研究を行った.また,同時に別アプローチとして,人間の対局記録である棋譜から仕掛けなどの数手一組の手順を抽出し,探索に利用する研究のサポートにあたった.本年度も多くのコンピュータ将棋の大会があり,開発を行っているコンピュータ将棋TACOSが多くの成果を残した.1.第16回世界コンピュータ将棋選手権4位3.第2回コンピュータ将棋世界最強決定戦20072位1では決勝シードと予選を勝ち抜いた8チームによる総当たり戦において4勝3敗となり,初めて勝ち越しに成功し,過去最高の順位となった.2では1で優勝及び準優勝のプログラムと戦い,3プログラムが全て1勝1敗で並ぶ結果となった.3においても,優勝した激指以外は全て1勝2敗で並ぶ結果であった.

これらの結果から,Tacosとトップのコンピュータプログラムと差がほとんど無くなってきた事が確認できた.また,インターネット上の対局サーバでも実力の向上が見られ,強さはアマチュア6段相当に向上したことが確認できた.
ナノ結晶体cBN砥粒の開発と研削加工への応用

CVD法で作製した高純度hBNを超高圧・高温の条件下で直接転換することにより,新しいタイプの多結晶型CBN(ナノ結晶体CBN)砥粒を開発した。ナノ結晶体CBN(CBN-U)砥粒の一次結晶粒子の平均粒径は1μm以下で,またその破壊強度は従来の多結晶型CBN(CBN-55)砥粒の約1.5倍である。高速度工具鋼の研削において,CBN-U砥粒を用いたホイールの研削比はCBN-55砥粒を用いたホイールの79倍となる。また研削仕上面の粗さから評価したCBN-Uホイールの寿命は,CBN-55ホイールの場合よりもはるかに長くなることなどCBN-Uホイールの優れた研削性能が明らかになった。今年度の計画実施結果本研究は,ナノメータオーダの超微細cBN(立方晶窒化ほう素)粒子が均一に統合した結晶構造を有する新しいタイプの高強度多結晶cBN砥粒の開発と先端研削加工への適用について検討することを目的としている.今年度は,サブミクロン以下の一次cBN結晶粒子からなる高強度・高純度cBN多結晶体を無触媒・直接転換法を用いて創製し,その機械的性質(高温硬さ,結晶構造,微量不純物)を測定すると共に,多結晶体を粉砕し,造粒・分級して超微細多結晶cBN砥粒を作製し,その特性を検討した.多結晶cBN砥粒の結晶構造を,走査型電子顕微鏡により観察した結果,一次結晶粒径が500nm程度の緻密な結晶状態にあることが確認された.また,単粒圧壊試験装置により破壊荷重を測定し,砥粒の機械的性質を調べたところ,従来のcBN砥粒よりも極めて高い強度を有することがわかった.さらに,先端角120度に成形した砥粒を円板外周に取り付け,これを横軸平面研削盤主軸で回転させ,工作物上に直線溝を形成する単粒研削実験を行った結果,従来のcBN砥粒よりも非常に高い耐摩耗性及び研削性能を有することが明らかになった.今年度の計画実施結果本研究は,ナノメータオーダの超微細cBN(立方晶窒化ほう素)粒子が均一に結合した結晶構造を有する,新しいタイプの高強度多結晶cBNの開発と先端研削加工への適用について検討することを目的としている.今年度は,無触媒・直接転換法を用いて創製した超微細cBN多結晶体を粉砕し,造粒,分級してcBN砥粒を製造した.次に,実砥石を作製し,各種研削実験(平面研削,円筒研削,プロファイル研削,難削材の研削)を行い,超微結晶cBN砥粒の研削性能を評価した.超微結晶cBN砥粒を用いた砥石は,従来のcBN砥粒を用いた砥石に比べて,砥石摩耗が少なく,数倍高い研削比が得られることなど,優れた研削性能を有することが確かめられた.平面研削や円筒研削だけでなく,プロファイル研削においても,砥石の形状維持性に優れ,精密なプロファイル研削が可能であることがわかった.また,超耐熱合金等の難削材の研削においても優れた性能を発揮することが確かめられた.さらに,鏡面研削への適用について検討した結果,粒度#140の粗い砥粒を用いた研削においても,ドレッシング条件の適正化を図ることにより,0.1μmRy程度の鏡面の創成が可能で,その持続性にも優れていることが確認された.今年度の計画実施結果本研究は,ナノメータオーダの超微細cBN(立方晶窒化ほう素)粒子が均一に結合した結晶構造を有する新しいタイプの高強度多結晶cBN砥粒(ナノ結晶体cBN砥粒)の開発と先端研削加工への適用について検討することを目的としている.本年度は,ナノ結晶体cBN砥粒を用いたホイールの研削特性全般を評価するため,昨年度に引き続き各種研削実験(平面研削,円筒研削,プロファイル研削,難削材の研削)を行った.ナノ結晶体cBNホイールは,従来のcBN砥粒を用いたホイールに比べて砥石摩耗が少なく,数倍高い研削比が得られるなど,優れた研削性能を有することが確かめられ,特に,高バナジウム鋼等の難削材に対して優位性が高いことが明らかとなった.さらに,Ni基超耐熱合金のクリープフィードプロファイル研削においてナノ結晶体cBNホイールは,従来ホイールに比べて極めて優れた形状維持性及び約10倍の研削比を示し,高精度・高能率加工が可能であることが明らかとなった.また,ホイール表面に生成される切れ刃の分布を評価した結果,ナノ結晶体cBNホイール作用面には,ドレッシング直後から従来ホイールに比べて多数の切れ刃が存在し,研削の進行に対しても切れ刃の維持性が高い事が明らかとなった.

このことがナノ結晶体cBNホイールの優れた研削特性の主な要因であると考えられる.さらに,ドレッシング条件の適正化によってホイール作用面の切れ刃を制御することにより,粒度#140の粗い砥粒を用いた研削においても鏡面の創成が可能であることが確認され,ナノ結晶体cBNホイールにおいてはその持続性も優れていることが示された.以上の結果より,ナノ結晶体cBN砥粒を用いたホイールは高精度・高能率な研削加工が可能であることが実証され,さらに高品位鏡面研削加工に対しても適用できることが示された.
Cold Collision分光法による極限量子効果の探索

本研究は、電子Cold Collisionと呼ばれる超低エネルギー電子衝突における電子分光法を開発・確立し、極めて波長の長い電子波と物質(原子・分子)との相互作用により発現する量子効果の探索を目指した。超低エネルギー電子ビームの生成に放射光を用いる全く新しい手法を考案し、原子・分子の衝突断面積を精密に測定する実験装置を開発した。種々の原子・分子について測定を行い、極限エネルギー領域での断面積データを得ることに成功した。本研究は、電子Cold Collisionにより発現する量子効果の観測を目指した、高品位の超低エネルギー電子ビーム生成法の開発と、電子Cold Collisionの角度微分断面積測定手法の開発が目的である。平成20年度は、平成18年度に採択された科学研究費補助金(基盤研究(C)),Cold Collision電子分光法の確立)により開発した、「しきい光電子を電子源とする電子ビーム生成法」の改良を行い、その性能を飛躍的に向上させることに成功した。すなわち、しきい光電子を生成する「光イオン化セル」を新たに開発し、また電子レンズ系を改良することで、電子ビームエネルギーの最下限値を室温よりも低いエネルギー(20meV)まで下げることに成功した。また、電子ビーム強度も大幅に向上させることに成功した。改良した、超低エネルギー電子ビーム生成装置を高エネルギー加速器研究機構・放射光科学研究施設(KEK-PF)に持ち込み、希ガス原子(Kr,Xe)の電子衝突全断面積を20meV10eVまでの広い範囲にわたって、従来の報告例に無い高い分解能で測定することに成功した。また、この測定により、全断面積に現れるFeshbach共鳴による構造をはじめて精確に観測することに成功した。この構造の幅から、電子ビームのエネルギー幅を見積もるとともに、従来の理論から予測される結果との比較も行った。成果は学会等で発表した。平成21年度は、前年度までに開発した、「しきい光電子を電子源とする電子ビーム生成法」のさらなる改良を行い、その性能を飛躍的に向上させることに成功した。この改良で、電子ビームエネルギーの最下限値を前年度よりもさらに低いエネルギー(15meV)まで下げることに成功した。また、電子ビーム強度とともにその安定性を大幅に向上させることに成功した。改良した、超低エネルギー電子ビーム生成装置を高エネルギー加速器研究機構・放射光科学研究施設(KEK-PF)に持ち込み、希ガス原子(Ne,Ar,Kr,Xe)の電子衝突全断面積を、従来の報告例が無い超低エネルギー領域で測定することに成功した。また、衝突エネルギー20eVまでの高分解能測定ににも成功し、この測定により、全断面積に現れるFeshbach共鳴による構造をはじめて精確に観測することに成功した。本研究は、電子Cold Collisionと呼ばれるミリeV領域での超低エネルギー電子衝突における電子分光法を開発・確立し、極めてde Broglie波長の長い電子波と物質(原子・分子)との相互作用により発現する量子効果の観測とその解明を目的とするものである。10meVのエネルギーの電子はde Broglie波長が122Åにもなり、数Å程度の大きさである原子・分子と比較しても極めて長いものであり、量子効果が極めて明確に現れることが期待される。本年度は、前年度までに行った超低エネルギー電子ビーム生成装置の開発・改良(超低エネルギー電子ビームの大強度化と低エネルギー限界の大幅な拡張)に基づき、種々の原子・分子の衝突断面積を精密に測定するための、装置全体の高度化を行った。具体的には、実験装置の磁気シールドの増強と電子ビーム生成室と衝突室の間の差動排気システムの構築である。また、前年度より開始された、高エネルギー加速器研究機構・放射光科学研究施設(KEK-PF)の新しい運転形態であるTop-Up運転の特性に合わせて測定手法を整合せた。こえらの開発に基づき、超低エネルギー電子を用いて、種々の原子・分子についてCold Collision領域における電子衝突断面積の測定を行った。その結果、これまで得られていなかった極限エネルギー領域での断面積データを得ることに成功し、一般的に低エネルギー領域で用いられていた理論モデルが破綻することを見出した。また、過去に報告された極限エネルギー領域での断面積データについても、再検証が必要であることを見出した。