hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多機能ハイブリッドバイオセンサーの開発

体液成分で種々の疾病と因果関係を有する物質を簡便に,しかも迅速同時定量することを目的とし,グルコース,尿酸,尿素,クレアチニンなどの各センサの作成と改良およびそれらの集積化を目指すものである.本年度はまず各センサの作成とそれらの改良を目指して実験を行った.グルコースセンサについては,酵素固定化操作が比較的複雑な包括法や共有結合法によらなくても,グルコースオキシダーゼ(GOD)をニトロセルロース膜に単純に吸着固定化したものでも, 50日間は使用可能なセンサを作成することが可能であることがわかった.尿酸センサについては,同様にウリカーゼをニトロセルロース膜に吸着固定化したセンサを試作し,センサ特性や安定性を検討した.その結果,尿酸濃度測定範囲が10200mg/〓で,およそ2030日間測定可能であることがわかった.尿素およびクレアチニンセンサについては,ウレアーゼおよびクレアチナーゼ固定化酵素膜に,それぞれアンモニア酸化細菌膜をハイブリッドした酵素-微生物膜に,酸素電極を組合わせてアンペロメトリー型センサに改良する必要がある.そこで,アンモニア酸化細菌Nitrosomonas europaea IFO 14298株の分与(財・発酵研究所)を受け,現在その培養ならびに最適増殖条件を検討中である.この種の化学独立栄養細菌は増殖速度が極めて遅く,現在10,00020,000cel s/m程度の増殖は可能となったが,もう12桁の増殖条件を検討している.体液成分で種々の疾病と因果関係を有する物質を簡便に,しかも迅速同時定量することを目的とし,グルコース,尿酸,尿素,クレアチニンなどの各センサの作成と改良およびそれらの集積化を目指すものである.本年度はまず各センサの作成とそれらの改良を目指して実験を行った.グルコースセンサについては,酵素固定化操作が比較的複雑な包括法や共有結合法によらなくても,グルコースオキシダーゼ(GOD)をニトロセルロース膜に単純に吸着固定化したものでも, 50日間は使用可能なセンサを作成することが可能であることがわかった.尿酸センサについては,同様にウリカーゼをニトロセルロース膜に吸着固定化したセンサを試作し,センサ特性や安定性を検討した.その結果,尿酸濃度測定範囲が10200mg/〓で,およそ2030日間測定可能であることがわかった.尿素およびクレアチニンセンサについては,ウレアーゼおよびクレアチナーゼ固定化酵素膜に,それぞれアンモニア酸化細菌膜をハイブリッドした酵素-微生物膜に,酸素電極を組合わせてアンペロメトリー型センサに改良する必要がある.そこで,アンモニア酸化細菌Nitrosomonas europaea IFO 14298株の分与(財・発酵研究所)を受け,現在その培養ならびに最適増殖条件を検討中である.この種の化学独立栄養細菌は増殖速度が極めて遅く,現在10,00020,000cel s/m程度の増殖は可能となったが,もう12桁の増殖条件を検討している.
日本のアマモ属の分類学、遺伝的多様性と系統発生に関する研究

近年、生態学的な重要性から海産顕花植物であるアマモ類の保全やアマモ場の修復が求められているが、分類体系については未解明な部分が多い。本研究では、日本で記載されている14種類のアマモ類を対象に、旧分類方法である外部形態による比較分類とともに、核のITS領域を抽出し増幅させた分子(DNA)による系統解析を行ない、日本における海草アマモ類の分類体系の再考察を行なう。これらの解析結果から、海草アマモ類の遺伝的多様性と系統発生に関する考察を行うことを研究の目的とする。平成19年度においては、研究の第一段階として、アマモ類14種の分類体系の確立を目指した研究を実施した。まず、日本固有種とされているコアマモ(Z.japonica)については、基準標本(パリ自然史博物館)とその発表論文を確認するとともに、基準標本地である宮津湾(京都府)でコアマモを採取した。さらに、我が国の可能な限り多くの地点からコアマモを採取し、それぞれのサンプルの外部形態の比較と核ITS領域を使った分子系統解析を行なった。採取地点は、港湾空港技術研究所(神奈川県横須賀市)の干潟実験施設(自生したもの)、北海道能取湖、千葉県盤洲干潟、島根県隠岐、鹿児島県奄美大島、沖縄県中城湾港及び石垣島である。予備的な分子系統解析の結果、特筆すべき成果として、コアマモは大きく二つのクレードに分かれることがわかった。オオアマモ(Zostera asiatica)、アマモ(Z.marina)、スゲアマモ(Z.caespitosa)、タチアマモ(Z.caulescens)などについても、我が国の様々な自生地からサンプルを採取することができた。現在、これらを含めた分子系統樹を作成中であり、平成20年度においては、それらを総合して、日本における海草アマモ類の分類体系の再考察を行う予定である。
保育現場での子ども・保育者を対象とした天文教材開発

保育園・幼稚園・学童保育所向けの天文教材を開発した。身の回りの様々な自然現象に気づくこと、それを科学的に観察すること、それを言葉にすること、その言葉を人とやりとりすること、こういった態度醸成を大切にし、子どもや保育者や保護者の、科学的な見方・考え方の醸成へとつなげることをねらいとした。研究期間中の46回の実践をもとに、特に、夕方の空の観察をテーマにしたものを、9つの活動例としてまとめて発表した。また、科学研究者が保育の現場を訪問して活動を行う際、科学的な見方・考え方の基礎が現れたかの振り返りのために、四分割表という記録の様式を考案した。保育園・幼稚園・学童保育に出向き、園児または小学生に、科学の見方・考え方の基礎(「科学の芽」と呼ぶことにする)を育ててもらうことを目的に、「うちゅうのおはなし」あるいは「宇宙あそび」という名前の科学あそびを行い、それを評価することをこの研究の目的としている。今年度は2つの保育園に計8回、1つの幼稚園に計3回、5つの学童保育に計5回、現場を訪問した。これまでの実践をもとに、パッケージとして完成させた教材を、AstroEDUといったプラットフォームに順次投稿することを、当初の目標の第一にしていた。同時に、うちゅうのおはなしの評価法と、そのための記録の取り方について、検討を重ねてきた。評価法や記録の取り方についての研究が進んだため、この方面で研究を集中させるために、パッケージとしての教材まとめは来年度以降に回した。評価法について、以下のようにまとめつつある。(1)「科学の芽」として、関心や意欲、および、科学的技能の2つの観点から、それぞれ数項目を規準として位置づけをする。(2)実践中の記録から、科学の芽が発揮されていることを、訪問者(科学の研究者)と現場の教員らとで、共同で見つけ出すことができる。この評価をするための記録法として、園児らと訪問者(科学の研究者)の間、また園児らどうしのやりとりを録音し、字に起こし、読み取りやすい様式に整理することを行った。これらの評価法・記録法については、各種関連研究会や、Universe Awarenessでの資料を参考にした。保育園・幼稚園・学童保育に出向き、園児または小学生に、科学の見方・考え方の基礎(「科学の芽」と呼ぶことにする)を育ててもらうことを目的に、「うちゅうのおはなし」あるいは「天文あそび」という名前の科学あそびを行っている。その評価方法を研究すると同時に、教具を作り上げていくことを、この研究の目的としている。今年度は2つの保育園に計7回、4つの幼稚園に計4回、1つの子どもの家(児童養護施設)に計1回、以上合計12回、現場を訪問した。これまでの実践をもとに教具として完成させていくことについては、まだ十分進められていない。一方、実践を振り返りつつ行ってきた評価方法の研究については、昨年度に続き、当初の予定以上の進展があった。評価方法については、園児らとの会話の録音の分析から、「科学の芽」を現場の保育者とともに拾い出すという方法をとっている。科学の芽として、観察する、解釈の努力をする、意見交換する、確かめる、などといった「科学的な基礎的技能」と、自分の意見と他の人の意見を総合する、新たに接した視点で自然現象を積極的に探そうとするといった「科学的な態度や視点」の2方面に注目している。保育園、幼稚園等に出向き、園児らに、科学の見方・考え方の基礎(「科学の芽」という表現も使っている)を育ててもらうことを目的に、「うちゅうのおはなし」あるいは「天文あそび」という名の科学あそびを行っている。この訪問を通して、その評価方法を検討すること、教具を作り上げて公開することを、この研究の目的にしている。まず、今年度、2つの保育園に計8回、1つの幼稚園に1回、現場を訪問した。また、関連して、視覚障害の小学生を対象とした講座に1回、地域の小学生が多く集まる講座に1回、現場を訪問した。評価法については、昨年度、中間的にまとめたものを使っている。また、大阪大谷大学の幼児教育の研究者との議論を通して、評価法の検討を深めている。教具の公開については、天文教育の教具のピア・レビューサイト、アストロ・エデュでの公開を目指している。現在、審査中である。幼稚園教諭だけでなく、小学校低学年の生活の授業の経験豊富な教諭とも、その時期の科学教育についての議論を進めている。現場に足を運ぶ回数は、当初の予定程度であった。評価法について、昨年度検討の土台部分をもとに、議論を進めることができている。教具の公開については、一部について、アストロ・エデュへの投稿ができている。これとは別に、査読ある論文の受理を達成した。この訪問を通して、その評価方法を検討すること、そして開発した教材を公開することを、この研究の目的にしている。今年度も引き続き、園への訪問を重ねた。3つの保育園に計7回訪問した。関連して、視覚障害の小学生を対象とした講座に1回、特別支援学校への訪問を1回、寺院での講座に1回訪問し、子ども向け天文あそびが特別支援や生涯学習とつながることを模索した。活動の中で科学的な見方・考え方の基礎が見えるかどうかの評価のために、一昨年度、四列表というものを考案した。

その後も、この評価法を使っている。四列表というのは、学童保育の指導員が保育の振り返りとして開発した、子どもの発言、指導者の発言、指導者の意図や振り返りを記した三列表というものに、子ども向け天文教育の世界最大の活動団体であるユニバース・アウェアネスの評価手引き書を参考にした評価基準への関連付けを四列目に加えたものである。最終年度では、この天文あそびが、理科を苦手にしている教員養成の学生に理科への自信を与える効果についても注目した。ただし、この点についての評価は、今後の課題として残した。開発教材の公開について、特に、夕方の空の観察に関するものをまとめ、天文教材のピア・レビューサイト、アストロ・エデュでの公開を行った。他の開発教材については、この研究期間終了後になるが、引き続き、アストロ・エデュなどでの公開を目指している。保育園・幼稚園・学童保育所向けの天文教材を開発した。身の回りの様々な自然現象に気づくこと、それを科学的に観察すること、それを言葉にすること、その言葉を人とやりとりすること、こういった態度醸成を大切にし、子どもや保育者や保護者の、科学的な見方・考え方の醸成へとつなげることをねらいとした。研究期間中の46回の実践をもとに、特に、夕方の空の観察をテーマにしたものを、9つの活動例としてまとめて発表した。また、科学研究者が保育の現場を訪問して活動を行う際、科学的な見方・考え方の基礎が現れたかの振り返りのために、四分割表という記録の様式を考案した。研究概要のところでも記したが、実践を教具として完成させていくところは、まだ十分に達成できていない。一方、評価方法の研究は、昨年度に続き、当初の予定以上に進んでいる。また、評価方法の研究が進んだことで、教具としての完成度も高まる見通しが立ってきた。以上を総合して、「おおむね順調に進展している」とした。この研究の最終年度として、これまで現場の保育者と練ってきた教具の、アストロ・エデュへの受理を目指す。当初の研究計画で10の内容にまとめるとしてきたので、10の内容を23のまとまりとして、アストロ・エデュでまとめたい。このまとめには、評価法についても記載する。この研究は、国際天文学連合のOffice of Astronomy for DevelopmentやUniverse Awarenessの活動に参加する中で練ってきたものでもある。この研究で、これらに対してひとつの貢献ができる見通しである。並行して、新たな課題も見えてきた。次期の研究課題へと発展させる予定である。天文教育評価方法については、2015年度の国際天文学連合総会での研究発表で発表し、議論を深める。評価方法についての議論に集中して研究するのは昨年度、今年度とし、教具としての完成を次年度以降、急ぐ。評価方法の研究を土台にして、海外の実践者との議論を深める。可能ならば、共同実践の可能性を探りたい。研究実績の概要のところでも記したが、これまでの実践をもとに、パッケージとして完成させた教材を、AstroEDUといったプラットフォームに投稿することを、当初の目標の第一にしていた。この点では、達成できていない。同時に、評価法と、そのための記録の取り方は、研究構想段階からの課題であった。
脂肪幹細胞移植による肛門機能改善に関する研究

1ドナーラットより採取した脂肪幹細胞を肛門機能不全ラットの肛門周囲へ投与し、一定期間肛門内圧を測定する。最後に犠牲死させ、肛門周囲の組織からドナー由来の細胞を検証する。2肛門機能不全ラットの肛門周囲に脂肪幹細胞を直接注入し、さらには肛門周囲へ電気刺激を加えた肛門内圧の改善を観察する。3臨床にて肛門温存手術を受けた患者のうち、排便障害のある症例に対して十分なインフォームドコンセントを行った上で、肛門周囲組織へ自己脂肪由来幹細胞の移植を行う。腹部皮下あるいは大腿部の脂肪組織を吸引法にて採取し、閉鎖回路を用いて脂肪由来幹細胞のみを採取・濃縮させ、それを肛門周囲組織へ移植する。術後、創部の安定したころより電気刺激による肛門部リハビリを開始し、定期的に肛門機能の評価を行う。平成29年度は上記1に取り組み、長期間にわたり安定した肛門機能不全ラットモデルを作成することができた。さらに脂肪幹細胞を注入したところ、肛門内圧が上昇し肛門機能の改善が認められた。しかし、HE染色やαSMA染色などにより再生した筋組織の解明には至らなかった。結局のところbulking効果を示すような組織が存在している可能性がある。平成30年度は肛門機能改善を目指し、脂肪幹細胞をシート状にして塗布した試みを行った。この実験でも肛門内圧の上昇を示すことができたが、筋組織再生の証明には至っていない。注入した脂肪幹細胞から放出された物質の影響により、レシピエントに残存している筋組織が肥大していることが仮設として立てられた。平成29年上記1に取り組んだ。長期間安定して肛門機能不全を示す肛門機能不全ラットを作成することができたため、平成30年以降は、肛門機能改善を目指した再生医療に取り組んだ。脂肪幹細胞を投与することで肛門機能の改善は見られたが、組織の再生を証明するところまでには至っていない。筋組織が再生するのであれば、ヒトを用いた臨床研究へと進むことができると思われるが、その点が遅れている。平成29年度は、肛門機能の改善に組織再生を目指して取り組んできた。脂肪幹細胞をもちいることで肛門括約筋の再生を試みたわけである。肛門機能の改善は認められたが、組織学的に肛門括約筋の再生を証明することができなかった。さらにドナー由来の組織の存在の有無も証明できていない。これではヒトにおける臨床試験には進めないと判断した。よって、別の肛門機能改善法を検討する必要があると思っている。現在は、自身の肛門括約筋の強化を目指し、電気刺激による肛門括約筋の肥大を目指して進めている。平成29年度はまず上記1に取り組んだ。肛門機能不全ラットが安定しないと評価につながらないため、ラットのモデルを評価した。従来どおり、長期にわたり肛門機能不全となっていることを確認することが出来た。組織の再生を確認すべく、HE染色、αSMA染色など行ったが、明らかな筋組織構造物などの再生ははっきりしなかった。この評価に多少の時間を要した。また、組織の再生を確認すべく、HE染色、αSMA染色など行ったが、明らかな筋組織構造物などの再生ははっきりしなかったため、複数回の確認を行っている現在、モデルラットの肛門部を電気刺激し、肛門機能改善するかのデータを集積中である。

平成30年度は肛門機能改善を目指し、脂肪幹細胞をシート状にして塗布した試みを行った。この実験でも肛門内圧の上昇を示すことができたが、筋組織再生の証明には至っていない。注入した脂肪幹細胞から放出された物質の影響により、レシピエントに残存している筋組織が肥大していることが仮設として立てられた。平成29年上記1に取り組んだ。長期間安定して肛門機能不全を示す肛門機能不全ラットを作成することができたため、平成30年以降は、肛門機能改善を目指した再生医療に取り組んだ。脂肪幹細胞を投与することで肛門機能の改善は見られたが、組織の再生を証明するところまでには至っていない。筋組織が再生するのであれば、ヒトを用いた臨床研究へと進むことができると思われるが、その点が遅れている。臨床研究まで持っていくには、我々のラットモデルを用いて、電気刺激による肛門内圧の上昇とその原理をはっきりする必要がある。現時点では、肛門内圧の上昇が確認できつつあるものの、その原理までははっきりしていない。総数が増えたところで、組織を観察し肛門周囲の筋肉の肥大がないか?また、何らかの組織によるバルキング効果があるのかを検証し、臨床研究へ進めて行きた。平成29年度は、肛門機能の改善に組織再生を目指して取り組んできた。脂肪幹細胞をもちいることで肛門括約筋の再生を試みたわけである。肛門機能の改善は認められたが、組織学的に肛門括約筋の再生を証明することができなかった。さらにドナー由来の組織の存在の有無も証明できていない。これではヒトにおける臨床試験には進めないと判断した。よって、別の肛門機能改善法を検討する必要があると思っている。現在は、自身の肛門括約筋の強化を目指し、電気刺激による肛門括約筋の肥大を目指して進めている。二箇所の施設で研究を進めているため、予算を分散させていた。しかし、一方の施設での研究が予定通り進まなかったため、その使用しなかった分が次年度分として生じた。これまで臨床で直腸癌手術をした患者の肛門内圧を適宜測定し、データを解析する必要がある。そのため、測定機器の充足に費用が必要となった。その他、これまでのデータを検証すべく追加実験に対する費用や研究内容を国際学会で発表する旅費、さらに英文論文化のための準備費が必要である。
海底熱水鉱床に対する電磁探査手法の基礎研究

本年度は,昨年度までに開発した人工電流源電磁探査法(CSEM法)の新しい3次元逆解析手法を,沖縄伊平屋北海域の海底熱水鉱床周辺で取得したデータに対して適用した。さらにここで得られた比抵抗構造を既存の観測データと比較し,その解釈を行った。昨年度は電場観測点2点,人工電流送信点4点で取得されたデータから海底面下の比抵抗構造を逆解析手法により推定したが,本年度はそのデータ数を増大させ,空間的により広い範囲の地下比抵抗構造の推定を行った。S/N比の向上を図るために,解析するデータに対して独立成分分析(ICA)に基づくデータ処理手法を適用した。その結果,海底面下は全体的に12(S/m)程度の電気伝導度を示しているものの,南部には67(S/m)程度の非常に電気伝導度の高い異常体が存在することが確認された。一方で,統合国際深海掘削計画(IODP)による観測点の南方でのコアサンプル調査から,コアサンプルの平均的な電気伝導度はおよそ0.51.5(S/m)程度であり,電気伝導度の高いコアサンプルでは45(S/m)程度であるという報告がある。これは本逆解析結果から得られた電気伝導度と同程度の値となっている。既存の研究結果では,海底面における熱水噴出や熱水噴出に起因する生物,コアサンプルによる海底面下の調査が行われてきた。しかしながら,これらは海底面における2次元的構造や,海底面下の1次元的構造となっている。本研究では,既存の結果では得られなかった海底面下の3次元的比抵抗構造を明らかにすることができた。これは,既存の研究結果では得られなかった成果であると考えている。また,ここで得られた3次元比抵抗構造を元に調査を行うことにより,新たな海底熱水鉱床や熱水噴出を発見できる可能性が見出された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は主に逆解析ソフトの発展に取り組み、それと平行して実フィールドデータの処理手法の開発に取り組んだ。最初に、電磁探査手法を海底熱水鉱床に適用する際にあたって利用する逆解析ソフトの作成について述べる。これまで電磁探査においてはTikhnovの正則化に基づく逆解析手法が一般的であった。しかしながら本手法を用いる場合、3次元問題では莫大な計算時間がかかること・シミュレーションモデルに制約をかける必要があるという問題点があった。これらの問題を解決するために主に弾性波探査で用いられている全波形インバージョン手法を電磁探査に適用した。その結果、海底熱水鉱床をモデル化した場合に対して、本研究で開発した逆解析コードを適用した場合でも海底熱水鉱床に対して、十分に解像度があることを示した。さらに人工電流源を用いた電磁探査法の場合、電流送信の方向により逆解析の解像度が変化することが指摘されていた。本研究では、海底熱水鉱床を含むモデルに対して電流送信方向を変化させ、特に水平方向に電流送信を行った場合に解像度が高いことを確認した。さらに電場ベクトルを解析することで、水平方向に電流送信を行った場合、水平方向に解像度が高くなることを明らかにした。最後に、複数方向に電流送信を行ったデータや複数の受信された電場成分を用いることにより、解像度が向上することを示した。次に実フィールドで取得したデータに対して使用するフィルター開発について述べる。実フィールドでは電流送信源をROV(Remotely Operated Vehicle)やAUV(Autonomous Underwater Vehicle)に曳航しながら、電流送信を行う。しかしながら、これらのROVやAWには十分な位置決定精度がなく、数メートルから十数メートルの位置決定誤差があることが明らかになっている。本研究ではこれらの位置決定誤差が正規分布に従うと仮定し、カルマンフィルターを用いて真の位置の推定を行った。その結果、ノイズが含まれるデータであっても、その性質(平均・分散等)が先験的に分かっていれば、真の位置が推定可能であるということが分かった。本年度は沖縄海域で得られた海底熱水鉱床のデータの処理手法を開発・適用し、そこで得られたデータに対してこれまで開発を行った人工電流源電磁探査法(CSEM法)の逆解析手法の適用を行った。最初に海底熱水鉱床のデータに対して適用したデータ処理手法の概要を述べる。今回、沖縄海域の海底熱水鉱床周辺で取得したデータには人工電流源から観測される電磁場の他に海流や装置の揺動、データ記憶装置の書き込みノイズが見られている。これらのノイズを低減するために独立成分分析を用いた。その結果、信号とノイズを分離することができノイズをおよそ十分の一程度に低減することが可能となった。これにより従来用いることができなかったようなデータを利用することができるようになり、逆解析結果の精度の向上に資することができた。次にここで得たデータに対して人工電流源電磁探査法(CSEM法)の逆解析手法の適用を行った。海底熱水鉱床周辺は地形が急峻であることが多いため、地形を考慮してモデリングをする必要がある。本研究ではこれまで数多く用いられている有限要素法ではなく粒子法を用いて地形の取り扱いを行った。粒子法を行うことで、有限要素法よりも容易に地形をモデリングすることで高速に計算を行うことができるというメリットがある。本手法を用いることにより海底下に非常に電流の通りやすい構造が存在することが明らかとなった。この構造は海底に埋没した硫化鉱床もしくは、熱水溜まりであることが想定されるが、より正確に判断するためには地質的な解釈や熱流動のデータと照らし合わせる必要がある。

以上のように海底熱水鉱床周辺の比抵抗構造をCSEM法で明らかにした例は過去になく、また同手法において3次元で地形を考慮した逆解析を行った例は非常に少ない。このように本年は本研究の課題である海底熱水鉱床周辺の比抵抗構造を明らかにすることに成功した。本年度は,昨年度までに開発した人工電流源電磁探査法(CSEM法)の新しい3次元逆解析手法を,沖縄伊平屋北海域の海底熱水鉱床周辺で取得したデータに対して適用した。さらにここで得られた比抵抗構造を既存の観測データと比較し,その解釈を行った。昨年度は電場観測点2点,人工電流送信点4点で取得されたデータから海底面下の比抵抗構造を逆解析手法により推定したが,本年度はそのデータ数を増大させ,空間的により広い範囲の地下比抵抗構造の推定を行った。S/N比の向上を図るために,解析するデータに対して独立成分分析(ICA)に基づくデータ処理手法を適用した。その結果,海底面下は全体的に12(S/m)程度の電気伝導度を示しているものの,南部には67(S/m)程度の非常に電気伝導度の高い異常体が存在することが確認された。一方で,統合国際深海掘削計画(IODP)による観測点の南方でのコアサンプル調査から,コアサンプルの平均的な電気伝導度はおよそ0.51.5(S/m)程度であり,電気伝導度の高いコアサンプルでは45(S/m)程度であるという報告がある。これは本逆解析結果から得られた電気伝導度と同程度の値となっている。既存の研究結果では,海底面における熱水噴出や熱水噴出に起因する生物,コアサンプルによる海底面下の調査が行われてきた。しかしながら,これらは海底面における2次元的構造や,海底面下の1次元的構造となっている。本研究では,既存の結果では得られなかった海底面下の3次元的比抵抗構造を明らかにすることができた。これは,既存の研究結果では得られなかった成果であると考えている。また,ここで得られた3次元比抵抗構造を元に調査を行うことにより,新たな海底熱水鉱床や熱水噴出を発見できる可能性が見出された。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は数値計算データに基づき、逆解析コードの完成および検証を行うことができた。また、人工電流源電磁探査法を海底熱水鉱床に適用する際に水平方向の送信電流を用いることが重要であることを明らかにした。今年度は粒子法を用いて、海底地形をモデリングすることに成功した。また、観測データに対して逆解析手法を適用し、海底熱水鉱床近傍の地下比抵抗構造を明らかにした。今後は作成した逆解析を実データに適用する予定である。しかしながら、実データにはノイズが混入していることから位置決定ノイズや送信ノイズなどをフィルター手法を用いて適宜取り除く必要があると考えている。本年度得られた逆解析結果は計算機の制限のため、すべてのデータを利用しているわけではない。今後はモデリングを工夫することでデータ数を増やしたいと考えている。また、本年度得られた結果を他手法と比較することで信頼性の検討を行いたいと考えている。
日本列島における生態システムおよび文明システムの変遷と人口変動

1.計画第2年目に当たる本年度は、前年度から引き続いて北関東地方の史料の分析を続けた。歴史人口研究は毎年の宗門改め帳を解読し、個人の人口情報を定型フォームに記入することから始まるが、この作業には時間がかかるため、本年度研究期間中にはめぼしい成果を示すことはできなかった。2.これまでに行なってきた東北・北関東のいくつかの農村の懐妊書き上げ帳分析の結果をまとめて、江戸時代後期・明治初期の乳児死亡率について比較研究を行ない、その結果を報告した。この時期の日本の乳児死亡率は工業化前の西ヨーロッパ諸地域と比較して、必ずしも高いとはいえないこと、しかし死産率は相当高い可能性のあることを見いだした。このことは何らかの人口抑制の存在、もしくは母体の栄養・労働条件の悪かったことを推測させる。3.歴史人口学研究会の研究集会を事務局長として2回、開催した(1992年8月10日、1993年1月8日/上智大学/東京都千代田区)。江戸時代、幕末ー明治初期、昭和戦前期の人口に関する報告を4人の研究者から行なってもらった。4."93 International Workshop on Historical Demography"(1993年1月28日ー2月3日/麗澤大学/千葉県柏市/委員長・速水融国際に本文科研究センター教授)に実行委員として参加した。この研究集会は国際人口学研究連合・歴史人口学委員会ならびに国際経済史学会大会の予備会議として開催され、「性比の社会経済史的帰結」および「東アジアの人口史」をテーマに内外の研究者から報告があった。とくに中国と朝鮮半島における人口長期的変動に関する諸報告は、本研究プロジェクトにとっていくつかの有益な示唆を与えてくれた。
フランス古典主義の成立に関わるリシュリューの政策と画家プッサンの役割

ニコラ・プッサンは、17世紀フランス古典主義美術を代表する画家とされるが、彼の活動の拠点はローマにあり、その芸術を結実させたのはローマであった。そうしたプッサンが、フランスにおける古典主義美術の成立期に、母国の美術動向に対して直接的にはどのような役割を果たしたのだろうか。本研究は、リシュリューが行なった芸術政策に画家が積極的に関与し、フランス美術の方向性を左右し得えたことを、(1)フランスにもたらす模範としての古代美術の選別とその複製製作、(2)古典主義的な天井画のモデルを示したルーヴル宮大回廊の装飾、(3)パリの愛好家に向けたタブローの制作、という画家が関与した3つの活動から検討した。本研究は、ローマを拠点に活動していたフランスの画家ニコラ・プッサンが、17世紀フランス「古典主義」美術の成立に果たした具体的な役割を、ルイ13世の宰相リシュリュー枢機卿の芸術政策との関わりから解明することを目的としている。本年度は、1.フランス絶対王政のプロパガンダとして重要な役割を担っていたルーヴル宮大回廊の装飾事業のプッサンへの委嘱、2.リシュリューによる古代美術複製事業とプッサンの関わり、3.ローマに戻った後にプッサンがパリの愛好家に向けて描いた作品群に見る古代美術、という3点について調査・分析を行なった。1については、リシュリューとその片腕であった王立建造物長官スュブレ・ド・ノワイエがプッサンをフランスに招聘する際に行なった交渉、画家のパリでの活動と大回廊の装飾の実態を同時代資料に基いて再考し、リシュリューとスュブレの芸術政策にとって古代美術のフランスへの移入がとりわけ重要であり、優れた古代美術(複製であれ)をローマからパリへと移入できる知識と人脈を持つ美術家としてプッサンを起用したことを確認した。また、プッサンによる大回廊の装飾プログラム(国王の称揚、装飾は現存せず)と、プッサンの手法(イタリア・バロックの錯視的な天井画ではなく、穹窿の構造に沿いながら、古代浮彫の複製と物語画のパネルを適切な鑑賞距離に配置する)を検討し、後のフランスの室内装飾への影響を視野に入れた総合的な分析を進めている。2については、1640年と42年にスュブレの従兄弟フレアール兄弟がローマで行なった古代美術の複製事業(素描、版画、鋳造の型取り)に関する文献資料を精査し、プッサンとの関わりを中心に調査を行なった。3は、164050年代に描かれたいくつかの作品について報告した。以上により、フランス「古典主義」美術の本源としての画家の具体的な役割の調査を進めることができた。本研究は、ローマを拠点に活動していたフランスの画家プッサンが、17世紀フランス「古典主義」美術の成立に果たした具体的な役割について、ルイ13世の宰相リシュリュー枢機卿の芸術政策に対する画家の関与から解明することを目的としている。初年度は、リシュリューの古代美術蒐集活動の実態、それに関わっていたローマの美術家とプッサンの交友関係、及び同時期のプッサンの作品分析を行ない、リシュリューのフランスへの古代美術移入計画を画家が早い時期から知り得たことを確認した。2年度は、フランス絶対王政のプロパガンダとして重要な意味を担うルーヴル宮大回廊装飾事業がプッサンに委嘱された経緯、古代美術複製事業での画家の役割、ローマに戻った後にプッサンがパリの愛好家に向けて描いた作品群と古代美術との関係について分析した。最終年度は、これまでの成果を報告しつつ、フランス古典主義の展開に大きな役割を果たしたルーヴル宮大回廊の装飾(現存せず)の調査を継続し、図像学上のプログラムとプッサンの手法を検討の上、その後のフランスの室内装飾への影響を視野に入れた総合的な分析を行なった。また、後年の王立絵画彫刻アカデミーにおける古代美術を範とする規則の体系化と、プッサンが与えた影響の解明に関連し、フランス古典主義の理論家R. F.ド・シャンブレーが画家C.エラールに依頼し集成した古代彫刻の測量付素描集(パリ、エコール・デ・ボザール、PC. 6415)を調査した。この素描にはプッサンの関与が推測されている。プッサンの古代美術に対する態度・関わりには、絵画制作のための美学的なアプローチと、フランスへの古代美術移入の仲介という実際的なアプローチの二つの側面がある。本研究は、両側面から分析を行なうことに独自性があり、研究期間を通じて、フランス「古典主義」美術の本源として画家が果たした具体的な役割の解明に資する調査を実施できた。本研究は、ローマを拠点に活動していたフランスの画家プッサンが、17世紀フランス「古典主義」美術の成立に果たした具体的な役割について、ルイ13世の宰相リシュリュー枢機卿の芸術政策との関わりから解明することを目的としている。

初年度は、リシュリュー枢機卿が推進していたフランスへの古代美術の移入事業に、画家プッサンが早い時期から参入していたことを、以下の3点から明らかにした。(1)リシュリューの古代美術蒐集活動の実態(2)リシュリューの蒐集活動に関わっていた美術家とプッサンの交友関係(3)同時期のプッサンの作品の分析、である。(1)については、1633年に枢機卿がローマから購入した百点以上の古代彫刻について、その購入記録などの一次資料を精査するとともに、ローマからの出荷以前にこれらの古代彫刻を素描し、枢機卿に送ったA.カニーニによる素描集成(ルーヴル美術館)の調査を行ない、具体的な蒐集内容を分析した。(2)については、状況証拠ではあるが、カニーニとプッサンが同時期にドメニキーノの工房に通っていたこと、フランスへ輸出する古代彫刻の修復を任されていた彫刻家A.アルガルディとの関係、枢機卿のローマでのエージェントとの関係から、プッサンが枢機卿の古代美術蒐集に当初から関与していた可能性を確認した。(3)については、プッサンが同時期の作品群においていかに古代美術を制作原理として用いているかを考察し、その成果の一部をフランスの雑誌に投稿した。プッサンの古代美術に対する態度には、絵画制作のための美学的なアプローチと、フランスへの古代美術導入の仲介という実際的なアプローチの二つの側面があり、本研究は両側面から分析を行なう点に独自性がある。初年度の調査によって、フランス「古典主義」美術の本源としての画家の役割を明らかにするという、研究全体の目的の基礎固めを行なうことができた。本年はリシュリュー枢機卿の芸術政策へのプッサンの具体的な関わりとして、主にルーヴル宮大回廊の装飾と、ローマにおける古代美術複製事業についての調査を行なった。ルーヴル宮大回廊の装飾については、これまでの先行研究と、今回の調査結果を基に、後のフランス美術への影響を視野に入れた総合的な分析を進めているところである。本年度はそのための資料収集と基礎固めを行なうことができた。これは次年度も継続する。また、1640年代以降に描かれたプッサンの作品については、フランスの美術愛好家J.ポワンテルのために制作された作品群と旧知の画家J.ステラのための作品を分析し、一部は論文で発表、一部は学会発表および講演で報告を行ない、さらに現在、論文を執筆中である。こうしたプッサンの作品制作は、フレアール兄弟が行なった古代美術複製事業や、画家と親しかったG. A.カニーニとC.エラールによる、フランスに向けた古代美術の素描、および同じくフランスの画家と愛好家に向けたF.ペリエの古代美術版画集の出版とも連携し合っている可能性を見出した。さらに、リシュリューとスュブレの芸術政策における古代美術複製事業は、後のJ.-B.コルベールによるローマのフランス・アカデミーの活動を準備するものであり、ルイ14世の古代美術蒐集、ヴェルサイユ宮装飾につながる。この点については、ヴェルサイユ宮美術館で開催されていた『ヴェルサイユと古代美術』展(2012年11月13日2013年3月17日開催)での調査を実施し、来年度の計画の一部を進めることができた。以上のことから、研究計画はおおむね予定どおりに、部分的には当初の計画以上に進捗していると言える。
小児の歯垢生態系における口腔内部位特異性と経年的変化に関する研究

成人被験者の上下顎前歯部唇・舌側面、臼歯部頬・舌側面の計8か所から採取した歯垢のミネラル(Ca、P、F)量、タンパク量、緩衝能を測定するとともに、RT-PCR法にてS.mutansとS.sobrinusの定量した。その結果、Ca、P、F量は、上顎前歯部唇側で少なく、下顎前歯部に多く、歯垢緩衝能における部位特異性(下顎前歯部舌側で高く、上顎前歯部唇側で低い)と一致していた。タンパク量は、耳下腺開口部に近い上顎臼歯部頬側で多いにもかかわらず、顎下腺・舌下腺開口部に近い下顎前歯部舌側では少なかったことから、両唾液腺における唾液タンパクの組成の違いが歯垢タンパク量の部位特異性に影響を与えていることが示唆された。また、歯垢中の全細菌量に対するS.mutansの構成比率において部位別な有意差が認められ、下顎前歯部舌側面において最も低い値を示し、生化学的分析の結果と相関していた。一方、小児の歯垢のCa、P量も成人の結果と同様、下顎前歯部に多いことが確認されたことから、小児においても下顎前歯部舌側の歯垢はう蝕誘発能の低いことが示唆された。また、成人と異なり、発育空隙の認められる小児では下顎前歯部において唇・舌的な唾液の流れがあることから、唇・舌的比較を行ったところ、成人では舌側が有意に高かった(p<0.01)のに対し、小児では差は認められず、このことからも歯垢のミネラル分布は唾液との関連のあることが示唆された。1.生化学的分析肉眼的に齲蝕の認められない被験者の上下顎前歯部唇・舌側面,臼歯部頬・舌側面の計8か所から採取した2日目歯垢を凍結乾燥し,強酸にてdigestion処理後,ミネラル(Ca, P, F)とタンパク量を測定した.Caは原子吸光分光光度計法,Pは比色法,FはFイオン電極法,タンパクはLowry法で測定した.その結果,下顎前歯部舌側の歯垢はミネラル量が最も多かった.また,採取した部位別歯垢に10%Sucrose添加後,歯垢のpH曲線を計測した結果,下顎前歯部舌側の歯垢が酸産生能が最も低かった(35^<th> American Association for Dental Research,2006年3月10日,米国にて発表).同時に採取した安静時と刺激時の唾液中ミネラル量(陽イオン:Na, K, Mg,陰イオン:P, Cl)とタンパク量を各々イオンクロマトグラフィー,Lowry法で測定した.結果の一部は,口腔衛生学会雑誌(第56巻3号,2006年)に報告した.2.分子生物学的分析同歯垢を用いて,齲蝕原因菌であるMutans Streptococci(S.mutans, S.sobrinus)の口腔内部位特異的な定性をPCR法にて検討した.すなわち,採取した歯垢を生理食塩水にて洗浄した後,InstaGene Matrix Kitを300μl加え,DNAを抽出した.抽出したDNAは,Hotstar Taq Matrix Kitと,S.mutansに特異的なプライマーであるsm1,sm2,およびS.sobrinusに特異的なプライマーであるSobF, SobRを各々加え,PCRにて増幅した.増幅したDNAを1%アガロースゲルを用いて電気泳動を行い,エチジウムブロマイドにて染色した.その結果,S.mutansは全ての部位において検出されたが,S.sobrinusは現在のところ下顎前歯部舌側からは検出されていない.1.生化学的分析肉眼的にう蝕の認められない成人被験者の上下顎前歯部唇・舌側面、臼歯部頬・舌側面の計8か所から採取した2日目歯垢を凍結乾燥し、強酸にてdigestion処理後、リン量とタンパク量を測定した。リンは比色法、タンパクはLowry法で測定した。

その結果、リン量は、上顎前歯部唇側で少なく、下顎前歯部に多く、歯垢緩衝能における部位特異性(下顎前歯部舌側で高く、上顎前歯部唇側で低い)と一致していた。一方、タンパク量は、耳下腺開口部に近い上顎臼歯部頬側で多いにもかかわらず、顎下腺・舌下腺開口部に近い下顎前歯部舌側では少なかったことから、両唾液腺における唾液タンパクの組成の違いが歯垢タンパク量の部位特異性に影響を与えていることが示唆された。本結果は小児歯誌(第45巻、2007年)に投稿中である。2.細菌学的分析予備実験として、成人被験者の同部位計8か所から採取した2日目歯垢のS.mutansとS.sobrinusの定量を行った。QIAamp・DNA Mini Kitを用いて、DNAを抽出後、分析した。特異的なprimerとprobeはglucosyltransferase-B, glucosyltransferase-Tをターゲットとし設計した。両菌の測定は蛍光プローブ法にて行い、S.mutansとS.sobrinusのDNA濃度と全細菌数に対するS.mutansとS.sobrinusの定量的構成比を求めた。DNA濃度と全細菌量に対する構成比率をreal-time PCR法により測定し、比較検討した。その結果、歯垢中の全細菌量に対するS.mutansの構成比率において部位別な有意差が認められ、下顎前歯部舌側面において最も低い値を示した。本結果は、第17回日本口腔衛生学会北海道地方会(2007年2月)において発表した。これを踏まえ、小児の歯垢を対象に研究を継続する。1.生化学的分析成人被験者の上下顎前歯部唇・舌側面、臼歯部頬・舌側面の計8か所から採取した歯垢のCa、P、F量およびタンパク量を測定した。その結果、Ca、P、F量は、上顎前歯部唇側で少なく、下顎前歯部に多く、歯垢緩衝能における部位特異性(下顎前歯部舌側で高く、上顎前歯部唇側で低い)と一致していた。タンパク量は、耳下腺開口部に近い上顎臼歯部頬側で多いにもかかわらず、顎下腺・舌下腺開口部に近い下顎前歯部舌側では少なかったことから、両唾液腺における唾液タンパクの組成の違いが歯垢タンパク量の部位特異性に影響を与えていることが示唆された。一方、小児の歯垢のCa、P量も成人の結果と同様、下顎前歯部に多いことが確認されたことから、小児においても下顎前歯部舌側の歯垢はう蝕誘発能の低いことが示唆された。また、成人と異なり、発育空隙の認められる小児では下顎前歯部において唇・舌的な唾液の流れがあることから、唇・舌的比較を行ったところ、成人では舌側が有意に高かった(p<0.01)のに対し、小児では差は認められず、このことからも歯垢のミネラル分布は唾液との関連のあることが示唆された。特異的なprimerとprobeはglucosyltransferase-B,glucosyltransferase-Tをターゲットとし設計した。その結果、歯垢中の全細菌量に対するS.mutansの構成比率において部位別な有意差が認められ、下顎前歯部舌側面において最も低い値を示し、生化学的分析の結果と相関していた。本結果は、第17回JADR(2007年11月)において発表した。
施設と地域の「共生」問題の社会学的実証研究-日本のハンセン病療養所を事例に

本研究は、近現代日本のハンセン病療養所と近隣地域が取り結んできた歴史的な関係性をもとに、病いや障害を巡る排除と包摂の問題を検討した。そこからは、社会福祉施設と近隣地域の<共生>を巡る困難と可能性が明らかになった。平成22年度から23年度にかけて行われる本研究課題の初年度である本年度では、ます当初の計画に従い、ハンセン病療養所と近隣地域の関係性を歴史的に検証するための実態調査に着手した.その際、具体的に現在では都市部に位置することになっている東京都東村山市の「多磨全生園」、離島部に位置している岡山県瀬戸内市の「長島愛生園」を訪問し、各々のアーカイブや書庫での資料調査、それらの施設で生活する入所者にインタビュー調査を実施した.加えて、近隣地域の市町村立の各種図書館等を訪問し、周辺情報について出来る限り補足することを試みた.2001年の「ハンセン病国家賠償請求訴訟」熊本地裁判決以後、ハンセン病問題は近現代の日本における社会権力構造の暴力を指し示す極限的事象として理解されてきた。そうした理解は、戦後の日本社会で捨象されてきたハンセン病者に対する隔離政策の問題を明らかにした点で大きな意義をもっていた。しかしながら他方で、個々の療養所と近隣地域が長年の間に取り結んできた重層的で流動的な関係性については主題的に検討することはなされてこなかった.ゆえに、当該年度では上記の各療養所で行われた(1)入所者・施設外の人々による文化活動、(2)入所者・近隣地域住民による経済活動に焦点を当て調査を進めたが、それらの知見は、排除と包摂が複雑に絡み合う療養所と近隣地域の関係を明らかにし、その「共生」の方途に迫る重要な試みとして理解できるものである.平成22年度から23年度にかけて行われる本研究課題の二年目(最終年)を迎えた本年度は、当初の計画に従い、ハンセン病療養所と近隣地域の関係性を歴史的に検証するための実態調査に着手した.具体的には、昨年度に引き続き現在は都市部に位置している東京都東村山市の「多磨全生園」および現在も離島部に位置している岡山県瀬戸内市の「長島愛生園」の両療養所を訪問し、各々のアーカイブや書庫での資料調査、それらの施設で生活する入所者にインタビュー調査を実施した.くわえて本年度は、昨年度と同様に近隣地域の市町村立の各種:図書館等を訪問し、周辺情報について把握するとともに、「栗生楽泉園」の存在する群馬県草津町にも射程を広げ、資料調査を実施した。以上、前年度と本年度の作業およびその総合的把握を通じて、本研究はハンセン病療養所各園と近隣地域が取り交わしてきた関係性について検討した。そこからは、ハンセン病療養所入所者・近隣地域が経済的利害を中心的なイシューとして相互に働きかける中で、一般に流通するものとは異なる疾病観や実利的な関係性を構築してきたことが明らかになった。また、ハンセン病問題を巡っては近隣地域の住民に加えて、戦前・戦後を通じて多様な人々が療養所に赴き,入所者との接点を築き上げてきた事実を発見した。そうした重層的なアクターと入所者の関わりの中で、「社会」特に近隣地域における療養所入所者と他者の共在する「(居)場所」が作り上げられてきた歴史的経緯について気がついたことも大きな成果である。
治療用高エネルギー電子線の絶対線量計の開発

本研究では、放射線治療用電子線の吸収線量を絶対測定できる線量計として、薄入射窓グラファイトカロリーメータの開発を行った。飛程の短い電子線に対する十分な透過性と、カロリーメータの受光部の断熱性(真空断熱)を両立するため、グラファイト基板に高密度グラファイトを蒸着させた窓材を開発した。その結果、受光部の深さを、6MeVの電子線の線量最大深よりも浅くすることに成功した。また交流ブリッジ回路を基にした薄入射窓カロリーメータの制御測定装置も開発し、薄入射窓グラファイトカロリーメータをテストした結果、約5μW程度の精度(標準偏差)で測定できることを確認した。本研究の目的は、治療用電子線の吸収線量の絶対計測が可能な線量計であるグラファイトカロリーメータの開発である。本グラファイトカロリーメータは、検出器と制御測定系に大別され、昨年度(平成24年度)は検出器の設計および組立を行った。設計した検出器の組立の過程でいくつかの課題が生じた。そのため、本年度(平成25年度)の前半は、検出器の再設計を行い、再度組立を行った。その結果、部品間のスライドの解消と薄膜蒸着グラファイトのクランプの強化に成功し、昨年度明らかになった課題を克服することができた。組立後の内部構造をX線撮影により評価し、設計通りの三重の中空構造であることを確認した。組立後、検出器の配線を行った。配線に使うワイヤーは検出器の不純物となるため、微細なワイヤーを使い温度計とヒーター(共にサーミスタ)の配線を行った。検出器に関しては、ほぼ設計通りに組み立てられることを確認した。本年度の後半は、制御測定系の開発を行った。交流駆動のブリッジ回路とゼロ検出器としてデジタルロックインアンプを使用した精密な温度測定系を構築し、単体では十分な精度であることを確認した。現在、この制御測定系によって検出器を制御できるように、結線用回路の製作および制御プログラムの開発を進めている。以上のように、検出器と制御測定系の両方について、それぞれは単体では設計通りに開発を進めることができている。次年度は、検出器と制御測定系を組み合わせて線量計として駆動できるシステムを早急に構築し、電子線やX線を使って本グラファイトカロリーメータが絶対線量計として機能するかの実証実験を進めていく予定である。当研究の目的は、治療用電子線の吸収線量の絶対計測が可能な線量計(薄入射面グラファイトカロリーメータ)の開発である。グラファイトカロリーメータは主に検出器と温度制御・測定系で構成され、本年度は、検出器の設計及び開発を行った。グラファイトカロリーメータは、検出器の一部である受光部の電子線吸収による上昇温度計測を基礎とした吸収線量の絶対線量計である。電子線吸収による受光部の上昇温度は数mKであり、誤差1%程度の精度で計測するためにはμKオーダーの温度制御・計測が必須となる。そのため、受光部を真空槽内(mPaのオーダー)に設置する必要がある。しかし、通常の真空槽では飛程の短い電子線に対して透過率が低く、電子線を受光部に到達させることが困難となる。そこで、高密度グラファイトを約50μmの厚さで蒸着(CVD法)させたグラファイトを使った真空槽の設計・開発を行った。また、検出器表面から受光部までのグラファイトの厚さを極力薄くするため、大気圧によるグラファイトの変形を有限要素法により計算し、断熱性(真空保持)と電子線に対する透過性を両立した最適な構造となるよう設計した。その結果、最薄部の厚さ(受光部と検出器表面間距離)を7mm以下の真空槽を開発し、真空断熱に必要なmPaオーダーまで減圧することと、大気圧による変形が有限要素法による予測の範囲内であることを確認した。また、蒸着を施していない通常のグラファイトでは数kPaまでの減圧にとどまり、真空断熱に必要な圧力まで減圧できないことを確認し、本研究で製作した薄膜蒸着グラファイトの有効性を示す結果が得られた。さらに、受光部の断熱性を高めるため、受光部に2重の熱シールドを施した。具体的には、受光部を熱シールド内で細い樹脂製ワイヤーで吊る構造とした。組立後、内部構造をX線撮影により確認し、組立方法に問題がないことを確認した。本研究の目的は、治療用電子線の吸収線量の測定が可能な線量計であるグラファイトカロリーメータの開発である。このグラファイトカロリーメータは、検出器と制御測定系に大別され、過去2年度(平成24、25年度)にわたって、両者の開発を進めてきた。最終年度である今年度は、検出器と制御測定系を統合するシステムを開発し、グラファイトカロリーメータの性能評価を行った。

性能評価は、内臓ヒーターへの電気加熱によるオフラインテストと、放射線を照射した動作テストの二つの方法で実施した。グラファイトカロリーメータの運転モードには、等温モードと準断熱モードの二種類があるが、電気加熱によるオフラインテストでは、等温モードで性能評価を行った。等温モードとは、受光部の温度が、放射線の有無に関わらず常に一定になるように、外部ヒーターの電力を制御し、照射前後の電力の変化量から放射線のパワーを求める方法である(コバルト60など線量率がほぼ一定の線量計測に使用する方法)。受光部に二つのヒーターを内蔵し、一つは等温モード制御に使用し、もう一方のヒーターに既知の電力を印加した。この既知の印加電力が、等温モードによって正確に測定できるかにより、グラファイトカロリーメータの性能評価を行った。その結果、70μW程度のパワーを正確に測定できることが分かった(標準偏差は約5μW)。治療用電子線の線量が100μW程度であるため、問題なく測定できる精度である。放射線照射による性能評価では、準断熱モードを使用した。準断熱モードとは、受光部が疑似的な断熱状態になるように二重の熱シールドの温度を制御し、放射線による受光部の温度上昇から線量を求める方法であり、医療用電子線加速器など線量率が一定ではない線量測定に使用する。この準断熱モードで治療用重粒子線の線量測定を行い、ノイズの多い照射室内においても動作し線量測定できることを確認した。放射線計測本研究の最も重要な課題であった、電子線に対する十分な透過性と、受光部の断熱性を両立した検出部の開発には成功し、研究計画はおおむね順調に進展している。本年度の研究計画を遂行し、以下の2つの課題が見つかり改善を図っている。一つ目は、組み立てに伴う誤差の問題である。二重の熱シールド内に受光部を組み込んだ後、X線撮影により内部構造を確認したところ、想定を超える組み立て誤差が生じていることが分かった。これは部品を組み合わせる際に、部品同士がスライドしてしまうことに起因していることが分かった。そこで、この熱シールドの一部に溝を施すなど、組み立てる際にスライドしないような構造になるように設計を見直し、改善を図っている。もう一つは、薄膜蒸着グラファイトを真空槽に固定するためのクランプの強化である。高密度グラファイトを蒸着させたグラファイトを真空槽に固定するためにはクランプが必要となるが、グラファイトにクラックが生じないよう簡素化したものを設計した。しかし、固定が弱く余分な組み立て誤差の原因となることが分かった。そこで、クランプとグラファイトの間に緩衝用のゴムを入れるなどの対策を施し、固定を強化する。以上のように、本年度の研究計画の遂行により課題は見つかったが、本研究の最大の課題である電子線に対する十分な透過性と、受光部の断熱性を両立した検出部の開発することはできた。また、課題に対する解決策も見出しており、本研究はおおむね順調に進展している。次年度が本研究課題の最終年度である。次年度の前半までに検出器を制御測定系で制御できるシステムを構築し、本グラファイトカロリーメータを線量計として駆動できるようにする。次年度の後半には、電子線やX線を使って絶対線量計としての性能評価を行う予定である。研究の進捗に伴い新たな課題が生じる可能性はあるので、前倒しで研究を進めていく方針である。