hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不純物の空間分離ドーピングによるGaMnAs磁気特性の向上

しかしながら、この材料のキュリー温度は非常に低く、室温デバイス応用には、キュリー温度の上昇が不可欠である。本研究では、正孔濃度を増加させるために、P型不純物としてMgを用い、δドーピングの手法を用いて、Mnの空間分離ドーピングを行った。空間分離ドーピングにより、MnとMgの複合体に起因する欠陥の形成を抑制し、かつ正孔濃度の増加によりキュリー温度の上昇、磁化率の向上が期待される。はじめに、空間分離ドーピングGaMnAsのGaAsスペーサー層の厚さによる影響を調べるため、GaMnAsを一原子面にドーピングしスペーサー層の厚さを変化させたサンプルを製作した。1層あたりのMn濃度を6%とし、Mn層の数はすべて同じ100層とした。帯磁率測定により評価を行ったところ、スペーサー層の厚さを増加させるとあ5MLまで飽和磁化が増加し、それ以上では一定となった。このことは、スペーサー層の導入により、反響磁性結合を持つ格子間Mn減少し、5ML以上ではほぼ完全に消失したためであると考えられる。しかしながら一方で、スペーサー層を厚くするとキュリー温度は単調に減少する。これは、スペーサー層を厚くすることによってMn原子同志の強磁性結合が弱くなるためではないかと考えられる。そこでP型不純物であるMgをドープして、正孔濃度を増加させ、キュリー温度の向上させることを試みた。GaMnAs層の層間隔を5MLとし、その中心にMgをドープした。この結果正孔濃度は1.24×1015cm-2から2.47×1015cm-2へと増加した。この増加はMgドーピング量と同程度である。さらに磁化特性を評価したところ、正孔濃度の増加の寄与により、飽和磁化、キュリー温度が増加した。
非リン酸化型ErbB受容体による細胞接着制御機構とその破綻による腫瘍悪性化

上皮細胞極性は、上皮細胞やその上皮細胞が形成する組織・器官などの高次機能構造体の恒常性維持に必要であり、細胞極性制御機構の破綻は様々な疾患・疾病の原因となることが、申請者も含め、多くの研究者によって示されている。細胞極性形成・維持の基盤となる細胞構造の1つが上皮細胞の細胞間接着である。上皮細胞の強固な細胞間接着は、細胞骨格の再編成や細胞膜の輸送、細胞膜上の蛋白質の適切な配置など、多くの過程を経て形成される。これらの個々の過程を制御するシグナル伝達については、これまでに数多くの報告がなされてきた。しかしながら、これらのシグナル伝達を統合的に制御する因子やシグナル伝達については未だ明らかになっていない。本研究課題ではErbB受容体ファミリーの1つであるErbB3に着目し、細胞間接着制御における機能の解析を行った。申請者は前年度までに、細胞間接着の崩壊に伴い非リン酸化型ErbB3は細胞膜から回収されゴルジ体においてE-cadherinと複合体を形成すること、細胞間接着の再形成に際しては非リン酸化型ErbB3とE-cadherinがともに細胞膜へと輸送されること、この輸送経路は微小管細胞骨格を基盤として行われていることを確認している。これらのことに加えて、本年度においては非リン酸化型ErbB3はインテグリンのエンドサイトーシスを制御していること、さらにこのことが乳がん細胞の走化性に深く関与していることも明らかにした。この非リン酸化型ErbB3によるインテグリンエンドサイトーシスにはセリン・スレオニンキナーゼPKDの活性が必要であり、ErbB3はPKDと結合しその活性化を促すことも見いだした。本研究課題で見出された非リン酸化型ErbB3によるインテグリンエンドサイトーシス制御機構に関にする知見はすでに論文として投稿しており、現在、レフリーによる査読を受けている段階である。本研究では、これまでに全く注目されてこなった非リン酸化型ErbB受容体に着目し、細胞間接着形成における機能とその制御分子機構、さらに同機構の破綻が癌悪性化に対してどのように寄与するのかを明らかにすることを目的としている。平成28年度は非リン酸化型ErbB3によるE-cadherinの細胞膜輸送について検討を行った。細胞間接着の崩壊に伴い、ErbB3はゴルジ体に集積した。このとき、E-cadherinもゴルジ体に局在しており、細胞間接着の再形成に際してErbB3とE-cadherinは複合体を形成し、共に細胞膜へと輸送されるのが観察された。さらに、非リン酸化型ErbB3が活性を制御するキナーゼ群についても検討を行ったところ、セリン/スレオニンキナーゼがゴルジ体に局在し、細胞間接着の喪失に伴いErbB3並びにE-cadherinと共局在すること、このキナーゼをノックダウンした細胞では、細胞間接着再構成の遅延と、細胞膜上でのE-cadherinの局在量の減少が観察された。さらに、このキナーゼはE-cadherinの細胞膜上への輸送に関与する蛋白質の1つをリン酸化すること、このリン酸化がE-cadherinの膜輸送に重要な役割を果たしていることも明らかにした。また、ErbB3遺伝子には悪性度の高い腫瘍で変異が見られる。このことから腫瘍点変異を有する変異体を作製し、それらの機能を評価したところ、腫瘍変異体は野生型が活性化するキナーゼ群を活性化することができず、さらに、細胞間接着再形成に遅延をきたすことが確認できた。これらの結果から、非リン酸化型ErbB3が上皮細胞の恒常性維持、並びに同機構の破綻が癌の悪性化に非常に重要な役割を果たしていることが強く示唆された。本研究では、非リン酸化型ErbB3について細胞レベルでの解析を行うことで、細胞間接着形成制御機構や、同機構の上皮細胞極性における重要性、さらに同機構の破綻が癌悪性化に与える効果について明らかにすることを目的としている。28年度においては、研究計画に記した研究内容をほぼ実施し、上述の研究成果を得るに至った。当初予定していた非リン酸化型ErbB3結合蛋白質探索では有望な候補蛋白質を同定することが出来なかったものの、腫瘍変異型ErbB3の機能解析を新たに追加することで、非リン酸化型ErbB3による細胞間接着制御機構の一端とその重要性を垣間見ることができた。このことから、平成28年度の研究の進捗はおおむね順調に進展したと判断した。上皮細胞の恒常性の基盤は上皮細胞極性にあり、その破綻は上皮細胞構造体の機能不全を招き、腫瘍の形成・悪性化や繊維化症など、様々な疾患の原因となっている。本研究では、これまでに全く注目されてこなかった非リン酸化型ErbB受容体に着目し、細胞間接着形成における機能とその制御分子機構、さらに同機構の破綻が癌の悪性化に対してどのように寄与するのかを明らかにすることを目的としている。申請者は前年度までに、細胞間接着の崩壊に伴い非リン酸化型ErbB3は細胞膜から回収されゴルジ体においてE-cadherinと複合体を形成すること、細胞間接着の再形成に際しては非リン酸化型ErbB3とE-cadherinがともに細胞膜へと輸送されることを確認している。これらのことに加えて、本年度においては微小管重合阻害であるノコダゾールで細胞を処理したときにも、ErbB3は細胞膜から回収されることを見出した。

このときも非リン酸化型ErbB3はゴルジ体においてE-cadherinと共局在する。さらにノコダゾールを培養液中から取り除くと、非リン酸化型ErbB3はE-cadherinとともに細胞膜へと輸送される。また、このときに非リン酸化型ErbB3は複数のセリン/スレオニンキナーゼを活性化しており、このキナーゼの活性化は細胞間接着の再構成に重要な役割を果たしていることを確認した。以上の結果から、非リン酸化型ErbB3は微小管細胞骨格を基盤として細胞間接着分子の細胞膜輸送に関与することで、上皮細胞恒常性を維持している可能性が示唆された。これまでの研究によって非リン酸化型ErbB3による細胞間接着制御の分子メカニズムの一端が明らかとなってきた。しかしながら、このメカニズムに関与する因子の上皮細胞極性維持における重要性については未だ迫れていない。この点を解明するためには、CRISPR-Cas9システムによるノックアウト細胞や腫瘍変異型ErbB3発現細胞に対して3次元培養下における管腔形成能を評価する必要がある。これらの細胞の樹立を試みたが、現在までに評価に耐え得る細胞は樹立できていない。また、当初予定していた非リン酸化型ErbB3の結合蛋白質の同定に関しても、有望な候補蛋白質が得られていないことから、平成29年度の研究の進捗を上記のように判断した。上皮細胞極性は、上皮細胞やその上皮細胞が形成する組織・器官などの高次機能構造体の恒常性維持に必要であり、細胞極性制御機構の破綻は様々な疾患・疾病の原因となることが、申請者も含め、多くの研究者によって示されている。細胞極性形成・維持の基盤となる細胞構造の1つが上皮細胞の細胞間接着である。上皮細胞の強固な細胞間接着は、細胞骨格の再編成や細胞膜の輸送、細胞膜上の蛋白質の適切な配置など、多くの過程を経て形成される。これらの個々の過程を制御するシグナル伝達については、これまでに数多くの報告がなされてきた。しかしながら、これらのシグナル伝達を統合的に制御する因子やシグナル伝達については未だ明らかになっていない。本研究課題ではErbB受容体ファミリーの1つであるErbB3に着目し、細胞間接着制御における機能の解析を行った。申請者は前年度までに、細胞間接着の崩壊に伴い非リン酸化型ErbB3は細胞膜から回収されゴルジ体においてE-cadherinと複合体を形成すること、細胞間接着の再形成に際しては非リン酸化型ErbB3とE-cadherinがともに細胞膜へと輸送されること、この輸送経路は微小管細胞骨格を基盤として行われていることを確認している。これらのことに加えて、本年度においては非リン酸化型ErbB3はインテグリンのエンドサイトーシスを制御していること、さらにこのことが乳がん細胞の走化性に深く関与していることも明らかにした。この非リン酸化型ErbB3によるインテグリンエンドサイトーシスにはセリン・スレオニンキナーゼPKDの活性が必要であり、ErbB3はPKDと結合しその活性化を促すことも見いだした。本研究課題で見出された非リン酸化型ErbB3によるインテグリンエンドサイトーシス制御機構に関にする知見はすでに論文として投稿しており、現在、レフリーによる査読を受けている段階である。平成28年度の研究成果を受けて、基本的には当初の研究計画に沿った形で今後の研究を進めて行く。
生きた細胞内部のナノ動態を直接可視化するナノ内視鏡技術の開発

生きた細胞の内部にナノプローブを挿入し、内部の構造や動態をナノレベルで直接観察できる「ナノ内視鏡技術」を開発する。さらに、開発した技術を用いて、骨芽細胞が骨形成する過程において、細胞内で生じるナノ動態を直接可視化し、その生命科学分野における有用性を実証する。原子間力顕微鏡(AFM)は、液中で、非染色で、細胞やタンパク質のナノ動態を直接可視化できる唯一の計測技術である。しかし、従来のAFM技術では細胞内部のナノ動態までは観察できない。本研究によりナノ内視鏡技術が開発できれば、細胞内部におけるナノスケールの動態を直接見て理解することが可能となり、生命科学分野に大きな革新をもたらすことができる。
オレキシンニューロンへの侵害性入力を実験形態学的に視る

本研究では、1)視床下部のオレキシン(ORX)ニューロン分布域に投射する外側結合腕傍核(lPBN)ニューロンが侵害刺激によって活性化されること、2)上記分布域に投射するlPBNニューロンが、脊髄後角や三叉神経脊髄路核(Vsp)尾側亜核から投射を受けること、および3)lPBNに投射する脊髄後角やVsp尾側亜核のニューロンはグルタミン酸作動性であることを明らかにした。脊髄後角やVsp尾側亜核からlPBNを介して視床下部ORXニューロンに至る興奮性の連絡路が存在し、この経路によって運ばれた痛覚情報により、ORXニューロンが活性化され、覚醒反応を引き起こすと考えられた。本研究は、痛み刺激による覚醒反応の神経機構を形態学的立場から明らかにすることを目的とし、本年度は、覚醒反応に関わっている視床下部オレキシンニューロンの分布域に投射する外側結合腕傍核ニューロンと、痛覚の伝達に関与する脊髄後角線維あるいは三叉神経尾側亜核線維との接合様式について、光学顕微鏡レベルならびに電子顕微鏡レベルで解析した。同一ラットで、視床下部オレキシンニューロン分布域にコレラトキシンBサブユニット(CTb)あるいはフルオロゴールド(FG)を注入後、脊髄後角あるいは三叉神経尾側亜核にビオチン化デキストランアミン(BDA)を注入して、約1週間後に灌流固定し、免疫組織学的にCTb陽性ニューロンあるいはFG陽性ニューロンを、組織学的にBDA標識線維および終末を検出した。その結果、BDA標識線維とCTb陽性ニューロンあるいはFG陽性ニューロンとの分布の一致を、橋の上小脳脚周辺領域、とくに外側結合腕傍核に光学顕微鏡下で見出した。さらに電子顕微鏡下で、これらの標識線維終末と標識ニューロンとの間に非対称性シナプスが形成されていることを確認した。外側結合腕傍核のグルタミン酸作動性ニューロンが視床下部オレキシンニューロンを直接支配していることはすでに明らかにしており、本年度の結果と考え合わせると、痛覚刺激による覚醒反応の神経機構の一つとして、脊髄後角および三叉神経尾側亜核から外側結合腕傍核を介する視床下部オレキシンニューロンへの侵害性情報伝達路の存在が示唆される。本研究では、痛み刺激による覚醒反応の神経機構を形態学的立場から明らかにすることを目的とし、本年度は視床下部オレキシンニューロン分布領域に投射する外側結合腕傍核ニューロンの痛覚刺激による活性化の解析を行った。ラット視床下部オレキシンニューロン分布領域へのコレラトキシンBサブユニット(CTb)注入後、1週間して前肢足底部あるいは上唇と下唇へのホルマリン注入を行い、結合腕傍核にてFos蛋白陽性ニューロンとCTb陽性ニューロンの分布ならびに両者の異同を検索した。その結果、前肢足底部へのホルマリン注入例では外側結合腕傍核に多数の、内側結合腕傍核に中等度のFos蛋白陽性ニューロンが、外側結合腕傍核に多数の、内側結合腕傍核に少数のCTb陽性ニューロンが認められた。そして、Fos蛋白とCTbによって二重標識されたニューロンが外側結合腕傍核の吻尾にわたって、対照群(ホルマリンの代わりに生理食塩水を注入)よりも明らかに多く認められた。上唇と下唇へのホルマリン注入例では、Fos蛋白陽性ニューロンおよび二重標識されたニューロンの数は前肢足底部例に比べてやや少なかったが、ほぼ同様の分布様態を示した。以上の結果から、視床下部オレキシンニューロン分布領域に投射する外側結合腕傍核ニューロンは侵害刺激によって活性化されることが明らかとなった。なお、痛覚刺激によって活性化されたオレキシンニューロンへの外側結合腕傍核からの入力解析についてはまだ十分な結果が得られていない。本研究は、視床下部オレキシンニューロンへの侵害性入力様式を機能形態学的に解析することによって、痛み刺激による覚醒反応の神経機構の一端を明らかにするものであり、本年度はラットを用いて、以下の結果を得た。1)視床下部オレキシンニューロン分布域に投射する結合腕傍核ニューロンと、脊髄後角あるいは三叉神経脊髄路核尾側亜核からの投射線維とのシナプス構築に関するデータの更なる収集を行い、これらのニューロンと投射線維との間に非対象性のシナプスが形成されていることを確実に証明した。2)上記の脊髄後角や三叉神経脊髄路核尾側亜核からの投射線維がグルタミン酸作動性であることを、逆行性標識法と免疫組織化学の併用によって、蛍光顕微鏡下で観察した。3)三重標識法によって、上記の脊髄後角や三叉神経脊髄路核尾側亜核からの投射線維がシナプトフィジン陽性であり、視床下部オレキシンニューロン分布域に投射する結合腕傍核ニューロンと接合することを、共焦点レーザー顕微鏡を用いて検索した。

神経解剖学本年度の計画では、外側結合腕傍核に投射する脊髄後角あるいは三叉神経尾側亜核ニューロンがグルタミン酸作動性であることを、逆行性標識法とin situ hybridizationとの併用、あるいは順行性標識法と免疫組織化学の併用によって証明する予定であったが、現時点では十分なデータが得られていないため。平成24年度に計画した実験のうち、視床下部オレキシンニューロン分布領域に投射する外側結合腕傍核ニューロンの痛覚刺激による活性化の解析については、研究実績の概要に記載したように概ね順調に実験結果を得られた。しかし、もう一つの実験である痛覚刺激によって活性化されたオレキシンニューロンへの外側結合腕傍核からの入力解析については、まだ十分な結果が得られていないのが現状である。1)外側結合腕傍核に投射する脊髄後角あるいは三叉神経尾側亜核ニューロンがグルタミン酸作動性であることを、逆行性標識法と小胞性グルタミン酸トランスポーターmRNAに対するin situ hybridizationとの併用、あるいは順行性標識法と小胞性グルタミン酸トランスポーターに対する免疫組織化学の併用によって証明したい。2)これまでのデータを総合的に解析し、痛覚刺激による覚醒反応の神経機構の一つとして、脊髄後角および三叉神経尾側亜核から外側結合腕傍核を介する視床下部オレキシンニューロンへの侵害性情報伝達路が存在することを明らかにし、神経科学分野の国際誌に発表する。平成24年度の計画で遅れていた実験、すなわち痛覚刺激によって活性化し、Fos蛋白を発現したオレキシンニューロンへの外側結合腕傍核からの入力様式に関する光学顕微鏡的解析を本年度も続けて行う。さらに、Fos蛋白陽性オレキシンニューロンと順行性標識した外側結合腕傍核線維とのシナプス構築を電子顕微鏡にて解析する。次に、視床下部オレキシンニューロン分布域に投射する外側結合腕傍核ニューロンと脊髄後角線維との接合様式を、順行性および逆行性標識法の併用によって光学顕微鏡および電子顕微鏡レベルで解析する。最後に、オレキシンニューロンへの入力路における外側結合腕傍核ニューロンおよび脊髄後角ニューロンの伝達物質がグルタミン酸であることを、逆行性標識法とグルタミン酸トランスポーターmRNAに対するin situ hybridizationあるいは順行性標識法とグルタミン酸トランスポーターに対する免疫組織化学の併用によって確定する。以上により、脊髄後角-外側結合腕傍核-視床下部オレキシンニューロンという連絡路の存在様式を明らかにする。そして、これまでの報告と合わせて、侵害刺激によるオレキシンニューロンの活性化によって覚醒反応が起こることを示唆したい。本年度は実験動物の使用数が予定していた数よりも少なく、その結果、抗体などの薬品やスライドグラスなどの使用量も少なくなったために未使用額が生じた。平成26年度の研究費は交付額と上記未使用額を合わせたものであり、これらの一部(10万円)は学会発表のための旅費に、残りはすべて消耗品〔(抗体などの試薬)、実験動物、論文別刷〕に使用する予定である。平成24年度は予定していたよりも実験数がやや少なく、消耗品の未使用額247,383円が生じた。これと平成25年度の研究費900,000円は消耗品と旅費に使用する予定である。消耗品は、試薬および抗体に447,383円、実験動物に300,000円、ガラス器具に100,000円、および論文別刷に100,000円を予定している。旅費は国内の成果発表に、出雲-東京2回分として200,000円を予定している。
長寿者の活動性生存率に関するコホートスタディー

活動的平均余命算出のためのStandardizationを確立するために、サンプリング調査をおこなった。対象地域は沖縄本島南部市町村に属する玉城村で、対象者は同村に過去20年間居住した85歳以上高齢者135人とした。調査は高齢者宅を戸別に訪問し、1)生活背景2)生活自立度(ADL)3)知的能力(痴呆度)の3側面からおこなった。生活自立度に関しては厚生省判定基準に基づき、知的能力に関しては、知能評価スケール(HDS-R)を用いた。その結果、ADLスコアは、男性平均49.58点、女性46.06点で男性は女性に比べ高かった。ADL項目別でみると、視・聴覚などの感覚機能は食事、排泄などの身体活動能力や意思表示、会話の理解などの認識能力に比べ劣り、特に聴力はスコア4ポイント以下であった。寝たきり度は、生活自立(J)が約8割、準寝たきり(A)が約1割で、残る1割が寝たきり(B,C)であった。HDS-R検査では、「痴呆症状無」が男性6割で、逆に「痴呆症状有」が女性6割であった。HDS-R10点以下の「強度の痴呆」は対象者の15.7%を占めていた。生活背景調査に関しては、職業歴、学歴、結婚歴、嗜好、性格等の多方面からの聴取を行った。職業歴では農漁業従事者が大半を占めていた。また、最終学歴は尋常小学校卒業が63.1%と半数以上を占めていた。玉城村の20年前の65歳以上のコホート群876名中の20年度の現在の生存率は274名31.3%であったが、厚生省寝たきり者率のB,C群とHDS-R10点以下を除いて、それらから重複者を除いた結果得られたアクティブ生存率は257名29.3%となった。それは1996年に行った結果に比較すると7.5%上回っていた。1995年の小椋らの行った沖縄県の痴呆性老人並びに1996年に我々の行ったDisability老人に関する全県調査は地域及び対象をサンプリングして行ったものである。従って、これらの調査は地域差が大きいので地域をきめ細かに、且つ悉皆的に調査しなければならないことがわかった。
アメリカ合衆国における音楽標準カリキュラム成立・実施過程の研究

本研究は、1994年に発表された『全米芸術教育標準』の目的、内容、及び実践への示唆を明らかにすることを課題とした。研究の目的は2点に大別され、第一点は、理論的研究として、『標準』の成立過程を歴史的側面より明らかにした。特に『標準』のスコープとシークエンスを平成10年12月に発表された我が国の学習指導要領と関連させながら分析した。第二点は、実践的研究として、この『標準』が実際に現場の芸術教育または音楽教育にどのような影響を及ぼしているか、イリノイ大学やミシガン大学の関係者のインタビューを含んだフィールド調査をすることによって明らかにした。以上の結果、『標準』の事例は、discipline-basedと呼ばれる芸術本来の持つ原理、機能を明らかにしつつも他教科、他分野との学際的なカリキュラムでもあることが分かった。この『標準』の意義はつぎのようなものである。(1)音楽における知識・技能を多様な角度から理解・獲得できるよう、「学際的・総合的な学習」を指向している。(2)「美的一般教育」としての芸術統合教育の発展上にある。(3)コンテクストとの関わりで音楽にアプローチする、「多文化音楽教育」に対応する内容を提示している。(4)芸術教科だけでなく、他教科との関わりを強調することで、音楽の学習を学校教育における他教科との学習に有機的に結び付けている.また教師教育という観点からも、「全米音楽教育者会議」MENCは大学の教員養成カリキュラムの実施にも積極的に支援した。研究の初年度として,MENC(全米音楽教育者会議)の会議や文献の分析,並びに「全米芸術教育標準」(National Standards forArtsEducation)の議長であったミシガン大学元教授のP.L.Lehmanとのインタビューも行った。(ミシガン大学,岡山での国際音楽の日のシンポジューム)「標準」の歴史的背景として,94年3月に成立した教育改革法『Goals 2000: Educate America Act』は州の法令による基準化・共通化と教室での教育実践という2つの面に沿った連邦の教育の枠組みの方針を示した。多くの現場の教師達の反応はこの「標準」は内容的には素晴らしいものの,特に小学校で週2時間程度の授業で実際にこの内容をこなせるかという問題点を指摘した。そこでMENCは,「標準を学ぶ機会」を大切にしようということになり,積極的に研修会やシンポジュームを企画している。「標準」の基本的なポリシ-として,すべてのアメリカの児童生徒(K-12)が,芸術において知るべき事柄と出来るようになることを重視した。「標準」の基本的なポイントとして,以下の5点が挙げられる。(1)4つの芸術分野の基礎的なレベルでコミュニケ-ト出来る。(2)4つのうち少なくとも一つの芸術分野において十分にコミュニケ-ト出来る。(3)現在の芸術作品の基礎的な分析力を伸ばす。(4)様々な文化や歴史から芸術の典型的な作品について,洗練された知識を持つ。(5)様々なタイプの芸術の知識や技術を関係づける。「標準」は音楽教育の総合的,統合的なカリキュラム開発と言える。演奏(パフォーマンス)だけではなく音楽を歴史的・文化的側面からも追求するカリキュラムは,多文化的音楽教育を支える一つの大きな潮流ともなろう。特に『標準』のスコープとシークエンスを日本の学習指導要領を意識しながら分析した。第二点は、実践的研究として、この『標準』が実際に現場に芸術教育または音楽教育にどのような影響を及ぼしているか、関係者のインタビューを含んだフィールド調査をすることによって明らかにした。

以上の結果、『標準』の事例は、discipline-basedと呼ばれる芸術本来の持つ原理、機能を明らかにしつつも他教科、他分野との学際的なカリキュラムでもあることが分かった。この『標準』の意義はつぎのようなものである。(1)音楽における知識・技能を多様な角度から理解・獲得できるよう、「学際敵・総合的な学習」を指向している。(2)「美的一般教育」としての芸術統合教育の発展上にある。(3)コンテクストとの関わりで音楽にアプローチする、「多文化音楽教育」に対応する内容を提示している。(4)芸術教科だけでなく、他教科との関わりを強調することで、音楽の学習を学校教育における他教科との学習に有機的に結び付けている。また教師教育という観点からも、「全米音楽教育者会議」MENCは大学の教員養成カリキュラムの実施にも積極的に支援した。米国の音楽教育の改革は、音楽単独ではなく芸術の一つとしての芸術教育の中で横断的に行われている。換言すれば音楽教育の総合的、統合的なカリキュラム開発と言える。
粒子検出器用二ホウ化マグネシウム超伝導磁石の開発

2001年に日本で発見されたニホウ化マグネシウム超伝導体は、原料コストが安価で、線材として加工が容易なため、電磁石への応用が試みられている。課題としては(1)電流密度を実用化超伝導材(ニオブチタン)並みに高めること、(2)電磁石製作工程での超伝導特性劣化(臨界電流値の低下)を克服することが挙げられており、本研究は(2)に関して行った。メートル級のサイズとなる検出器用超伝導磁石用の線材(ケーブル)は臨界電流100A(アンペア)程度の導体を撚合わせて臨界電流数1000A級とする必要があるが、このケーブル化での劣化が、電磁石製作工程の中で一番大きいと考えて、ケーブル試作とあわせて調査試験を行った。市販されている熱処理前のニホウ化マグネシウム導体(ハイパーテック社製30-NMや24-NM)を購入し、電磁石用ケーブル作成時に加わる曲げや凹み変形を人工的に加え、ニホウ化マグネシウム生成熱処理の後に臨界電流を測定した。熱処理前の曲げ歪としては約3 %、凹み変形としては約8 %を超えると著しく低下することが分かった。低下の背景となる線材内部構造の変化をX線CT装置や電子プローブ微小分析を用いて観察した。臨界電流が低下した個所では、熱処理時に材料のマグネシウムがホウ素と反応せず、これらを囲っているニオブ壁の破れを通じて、周囲の銅(モネル銅合金)と反応していることが判明した。調査試験と並行して、10ー12本の導体を撚ったケーブルを試作し、コイル巻線をした。ケーブル工程では、巻線に影響のない範囲でケーブル寸法精度を緩めたが、5070 %程度まで導体1本あたりの臨界電流値は劣化した。一方そのケーブルを用いたコイル巻線工程での著しい劣化は確認されなかった。ケーブル加工時の劣化抑制には、ニオブ壁を強化し銅とマグネシウムの反応を抑える導体内部の改良が必要と考えている。H27年度は、MgB2超伝導線の超伝導特性がコイル巻線中の応力や歪によって劣化する程度(劣化しない限界)を探るための実験設備の整備を行った。応力や歪を与えたMgB2超伝導線資料に磁場を印可する既存の超伝導磁石(NbTi超伝導線による磁石)の周辺機器を整備して最大5テスラまでの印加ができるようにした。MgB2線試料の超伝導→常伝導転移やいわゆるN値を正確に測定するためのナノボルトメーターを購入して、測定系を構築した。ハイパーテック社より購入していたMgB2線の特性を、歪の無い状況で、整備した測定系で確認した。現在、歪を加えた線材の特性測定を開始しているところである。実験設備、特に磁場を印可する既存の超伝導磁石の冷却系の整備に時間がかかってしまった。特に液体ヘリウムを冷却に使用するので、そのヘリウム回収設備までの繋ぎ込みのルートや方針がなかなか決められなかった。H27年度に整備した、液体ヘリウム中で最大5Tまで磁場を印可した状態で、二ほう化マグネシウム(MgB2)線材の臨界電流を測定できる設備を使用して、線材の曲率による超伝導特性の劣化の状況を測定した。米国ハイパーテック社製の0.83mm外径のMgB2素線を、試験曲率で曲げた状態で熱処理し、そのまま05 Tの磁場下で、臨界電流値を実測した。MgB2超伝導生成熱処理前だとしても4 %を超える曲げひずみを加えると、特性が劣化してしまうことが分かった。外部委託で内部構造をX線構造解析装置で観察していただいたところ、MgB2を囲むニオブバリヤーが破れ、熱処理時にマグネシウム(Mg)とホウ素(B)が結合していない箇所があり、劣化の原因と考えている。試験用のコイルの設計では4 %のひずみを局所的(口出し部や層間の渡り部など)にも超えないように留意している。並行してコイル巻き線→MgB2生成熱処理→真空含侵のコイル製造プロセスで使用できる、無機系(耐熱)接着剤や含侵用有機系樹脂の調査を進めている。コイル製造に適した接着材や樹脂をメーカに相談し、試供品をテスト(単純な接着強度や機械強度だけでなく、施工性も見る)している。有機系の含侵用樹脂に関しては、使用する製品を入手したので、ダミー線材(絶縁のEガラス付き)で巻いたコイルの真空含侵試験準備を進めている。一方熱処理前にコイル製作工程で使用する無機系の耐熱接着剤については、調査をつづける必要がある。別の外部資金で進めている、MgB2超伝導線の撚線による大電流化の研究と試験装置を共用していることと、そちらにもマンパワーを割いてしまって、本研究の進捗が遅れている。1超伝導特性の劣化調査これまで、MgB2超伝導線材の巻線加工中の超伝導特性劣化の調査を進めてきた。熱処理前の曲げ歪4%以上で劣化することが前年度までに分かっていたが、より劣化を招く加工は線材の断面を圧縮変形させるときに生じることが、わかってきた。外部委託で内部構造をX線構造解析装置で観察していただいたところ、MgB2を囲むニオブバリヤーが破れ、熱処理時にマグネシウム(Mg)とホウ素(B)が結合していない箇所が見つかったが、さらに電子顕微鏡で精密に観察したところ、ニオブバリヤは筒ではなく板を丸めて筒状にしたものとわかり、バリヤー

破れやすくマグネシウムとバリヤーで隔てられていた銅が結合してホウ素とは結合しないことが分かった。バリヤーがこのような構造のため、断面を圧縮(例えばローラーで挟んで張力を線材に与えて巻線をする)する力に敏感に反応するものと思われる。2コイルに用いる樹脂の調査コイル巻線に使用する樹脂に関しては、真空含浸用の樹脂(有機)の選定をした。熱処理温度(約700度)にも耐える無機系の接着剤に関しては、使用しなくてもコイルを作成できるので調査を中断している。3コイルの試作ダブルパンケーキコイルを、ワインドアンドリアクト法及びリアクトアンドワインド法で試作し、液体ヘリウム温度で励磁試験を行った。予想を上回る大きな劣化は起きていないこと、含浸レジンの選定は正しかったことを確認した。今後ソレノイド巻で薄肉円筒コイルの試作を進めていく。別の外部資金で進めている、MgB2超伝導線の撚線による大電流化の研究と試験装置を共用していることと、そちらにもマンパワーを割いてしまって、本研究の進捗が遅れている。2001年に日本で発見されたニホウ化マグネシウム超伝導体は、原料コストが安価で、線材として加工が容易なため、電磁石への応用が試みられている。課題としては(1)電流密度を実用化超伝導材(ニオブチタン)並みに高めること、(2)電磁石製作工程での超伝導特性劣化(臨界電流値の低下)を克服することが挙げられており、本研究は(2)に関して行った。メートル級のサイズとなる検出器用超伝導磁石用の線材(ケーブル)は臨界電流100A(アンペア)程度の導体を撚合わせて臨界電流数1000A級とする必要があるが、このケーブル化での劣化が、電磁石製作工程の中で一番大きいと考えて、ケーブル試作とあわせて調査試験を行った。市販されている熱処理前のニホウ化マグネシウム導体(ハイパーテック社製30-NMや24-NM)を購入し、電磁石用ケーブル作成時に加わる曲げや凹み変形を人工的に加え、ニホウ化マグネシウム生成熱処理の後に臨界電流を測定した。熱処理前の曲げ歪としては約3 %、凹み変形としては約8 %を超えると著しく低下することが分かった。低下の背景となる線材内部構造の変化をX線CT装置や電子プローブ微小分析を用いて観察した。臨界電流が低下した個所では、熱処理時に材料のマグネシウムがホウ素と反応せず、これらを囲っているニオブ壁の破れを通じて、周囲の銅(モネル銅合金)と反応していることが判明した。調査試験と並行して、10ー12本の導体を撚ったケーブルを試作し、コイル巻線をした。ケーブル工程では、巻線に影響のない範囲でケーブル寸法精度を緩めたが、5070 %程度まで導体1本あたりの臨界電流値は劣化した。一方そのケーブルを用いたコイル巻線工程での著しい劣化は確認されなかった。ケーブル加工時の劣化抑制には、ニオブ壁を強化し銅とマグネシウムの反応を抑える導体内部の改良が必要と考えている。今年度は購入しているMgB2超伝導線の許容される曲げ歪を見極めるとともに、それを基にしたソレノイド磁石の製作をする。その磁石製作の中で超伝導特性がどこまで劣化するか測定する。また、実際に粒子検出器の開発にも利用してもらえるよう、開発するMgB2超伝導磁石のクライオスタットも設計・製作を進めていく。早々にワインド&リアクト法及びリアクト&ワインド法のコイルを試作し、その特性(超伝導特性、クエンチなど安定性特性)を実測する。本研究の粒子検出器用MgB2超伝導コイルは、ソレノイド巻による薄肉コイルとなる。これまでのダブルパンケーキコイルの経験を反映してソレノイド巻の試験コイルを製作する。
非相溶水/イオン液体界面の電場応答とアクチュエータ利用

本研究では、混和しない2種類の電解液を用いることで、ゲル内に液-液界面をもつ電解質を作製し、界面近傍の観察や、イオン輸送特性の評価、及び高分子アクチュエータとしての利用を試みた。メチル化スライドリングゲルを両側から水と疎水性イオン液体(EMITFSI)で膨潤させることで、ゲル内部に液-液界面を有するスライドリングゲルを作製した。この界面を有するゲルに、電圧をかけたところ、自励発振が見られた。非相溶水/イオン液体界面を有するゲルがアクチュエータ挙動を示すことが明らかとなった。本研究では、混和しない2種類の電解液を用いることで、ゲル内に液ー液界面をもつ電解質を作製し、界面近傍の観察や、イオン輸送特性の評価、及び高分子アクチュエータとしての利用を試みた。CD水酸基をメチル化したスライドリングゲルを作製し、十分に乾燥させて、同一のゲルを両側から水と疎水性イオン液体(EMI TFSI)で膨潤させることで、ゲル内部に液ー液界面を有するスライドリングゲルを作製した。さらに、界面付近の成分分布を調べるため、EMI TFSIには水に難溶性の蛍光物質を加えた。このゲルの界面付近の構造を調べるために、蛍光顕微鏡を用いて、EMI TFSIの分布の様子を観察した。さらに電解質としての性能評価を行うために、交流インピーダンス法を用いてイオン伝導率の測定を行った。さらに、親水性イオン液体(EMI ES)と疎水性イオン液体(EMI TFSI)によって平衡膨潤したスライドリングゲルを作製し、それぞれを重ね合わせることでバイモルフ構造をもつゲルを作製し、直流電圧を印加した際の力学応答を測定した。内部に液ー液界面を有するスライドリングゲルの界面の様子を、蛍光顕微鏡を用いて観察したところ、EMI TFSI層に水が浸入し、EMI TFSIが液胞を形成していることが分かった。また、このゲルのイオン伝導率を測定したところ、1.3 mS/cmとなり、水とEMI TFSIの平衡膨潤ゲルの中間の値となった。EMI ESとEMI TFSI膨潤ゲルを重ね合わせたゲルに、界面と平行な電極で電圧をかけたところ、最大変位が約70μmの自励発振が見られた。これはゲル内で何らかの散逸現象が起こっていることを意味している。一方、強い電場を印加しても散逸パターンは顕れなかった。本研究により、非相溶水/イオン液体界面を有するゲルがアクチュエータ挙動を示すことが明らかとなった。
公立小中学校の組織マネジメントに資する学校評価の基礎的調査研究

本研究の目的は、学校の組織マネジメントを機能させる学校評価について、調査データを収集し、これをもとに現状を明らかにすることである。さらに、このデータを得るための質問紙の検討や結果としてのデータの分析をもとにして、学校の組織マネジメントを展開するうえで活用できる学校評価の立案に関してモデルを構築することをねらいとした。すなわち、現在展開されている組織マネジメント研修ほか、管理職研修や主任職研修など、マネジメントを題材とするような研修のなかでも、教材として提供できるようなモデルであり、資料とすることを目的とする。内容としては、学校評価の実施の状況、さらには学校評議員制度や学校運営協議会等の設置状況についても合わせて調査すると共に、本研究では、特に学校評価の評価方法と評価領域の選択、そしてこれらと学校の規模や学校評価の役割分担など、学校組織の有する条件との関係性を明らかにすることで学校の組織マネジメントに資することをねらいとした。最終年度である平成19年度は、前年度に行った全国調査及び自治体規模の小学校についての質問紙調査の結果について、分析作業を進めると共に、補足的に制度や実践について事例の聞き取りを行った。また分析の結果や考察について、学会等において発表を行った。研究実績としては、以下のことが挙げられる。特に学校評価における評価方法と評価領域の組み合わせを得点化し、これと学校評価の運用方法や校長の学校評価の活用に関する認識を合わせ、分析することで、校長の学校の組織マネジメントに関する考え方と学校評価との関係について、理論的かつ実証的なデータが得られると共に、実践的な示唆を得ることができた。本研究の目的は、学校の組織マネジメントを機能させる学校評価について、調査データを収集し、現状を明らかにすることである。さらに、このデータをもとに、組織マネジメントとしての学校評価のモデルを教材として提供するための資料とすることを目的とする。特に評価方法と評価領域の選択と、学校の規模や学校評価の役割分担などの組織条件との関係性を明らかにすることを目的としている。本研究課題は、2カ年の課題であり、初年度である平成18年度は、研究モデルの構築と質問紙調査の実施及び分析(作業中)を行った。概要は以下の通りである。(1)学校評価の調査モデルの完成(4月9月)これまで山形県を対象とした経年調査を3カ年行ってきたが、それらの結果も踏まえ、また、これまで検討してきた学校組織研究の理解に立ち、学校評価の調査モデルを構築した。特に学校評価における評価方法と評価領域の組み合わせを得点化し、これと学校評価の運用方法や校長の学校評価の活用に関する認識を合わせた。(2)質問紙調査の実施及びその分析(10月3月)・単一の都道府県ないし政令指定都市を対象にした調査として、山形県公立小中学校460校を対象とし質問紙調査を行った。また、全国の公立小中学校のうち、1000校を無作為抽出し、これらを対象として質問紙調査を行った。平成19年度は、これらの分析を続けるとともに、その結果の発表報告を中心とした研究活動を行う予定である。
ドパミン作動性神経の可塑性に関する研究

本研究により、正常マウスの側坐核における抑制性シナプス伝達に対するドパミン調節機構を明らかにした。これらの成果は、Neurosciece Letters (2015, 2017)に掲載された。また、内側前頭前野および側坐核において、一週間程度の短期間の拘束ストレスがドパミンよりもむしろセロトニン神経機能を変化させることを明らかにした。これらの研究成果については、現在科学誌に投稿中である。これまでの研究に引き続き、側坐核中型有棘細胞間の側方抑制に対するドパミンの調節機構の解明を行った。具体的には、側坐核を含む一部の領域に選択的に発現している受容体サブタイプであるドパミンD3受容体の活性化が上記の側方抑制に及ぼす影響を検討した。記録した側坐核中型有棘細胞の大部分において、ドパミンD3受容体アゴニストPD128907は、sIPSCの振幅は変えることなく、発生頻度のみを減少させた。また、sIPSCの立ち上がりや減衰にも、影響を及ぼさなかった。当該年度に、これらの結果をNeuroscience Lettersに投稿した。これまでの研究結果とあわせて考えると、側坐核においてドパミンはGiタンパク質共役型受容体である、D2およびD3受容体の両方を介して、側方抑制を主に抑制的に制御していることが明らかとなった。D3受容体は、D2受容体よりもドパミンに対する親和性が高いとされていることから、D3受容体の活性化を介する制御は脳内で定常的に起きているか、もしくは、ドパミン神経活動が低い時でも機能していると推測される。すなわち、D3受容体を介した制御は重要な生理機能を担っていると考えることができ、さらにその詳細を明らかにすることは、側坐核が果たしている機能を理解するために重要であると言える。現在は、慢性拘束のようなストレス負荷がドパミン神経系を介する制御にどのような影響を与えるか研究中である。前頭前野におけるシナプス伝達にストレス負荷が及ぼす影響については研究をほぼ完了しており、第88回日本薬理学会にて研究結果を発表した。同じく昨年度に引き続き、慢性拘束ストレスが1内側前頭前野II/III層ーV層間における興奮性シナプス伝達に及ぼす影響を検討した他、2同シナプス伝達に対するドパミンおよびセロトニンの制御機構に及ぼす影響についても検討を開始した。このうち、1の検討と2のうちセロトニンに関する検討が終了した。具体的にはストレス負荷により、他のセロトニン受容体サブタイプの機能変化を引き起こすことなく、5-HT3受容体の機能だけが変化していることを示す結果が得られた。一方、今回採用したような軽度のストレスでは、ドパミンの作用が変化することを示すような結果は得られなかった。これらの内容について、現在論文を投稿中。また、3側坐核における中型有棘細胞間の側方抑制に対するドパミンおよびセロトニンを介した制御機構に対する影響の検討を開始した。チャネルロドプシンを発現ベクターに組み込む段階で協力をお願いする予定だったスタッフが、学部内で異動があり、現在ベクターの作製に遅れが出ている。側坐核の中型有棘細胞間抑制性シナプス伝達(側方抑制回路)に対する、ドパミンのD1受容体を介する制御機構について解明した。本研究計画実施の過程で、このGABA作動性側方抑制回路は、D1受容体の活性化により、主として抑制的に制御されることが示された。この研究成果は、Neuroscience Lettersに掲載された(Kohnomi et al., 2017)。これまでの研究成果(Kohnomi et al., 2012, 2015)を合わせると、側坐核の中型有棘細胞間側方抑制回路は、ドパミンD1, D2, D3いずれの受容体を介しても抑制的に制御されることが明らかとなった。D1, D2, D3受容体は、内因性の伝達物質であるドパミンに対する感受性が異なる。最も低い濃度でD3受容体が活性化され、ドパミン濃度が上昇する(ドパミン神経活動が亢進する)につれて、D2, D1受容体の順に活性化されると想定されている。ストレスはドパミン神経活動を更新させるとされている。したがって、ストレスが負荷されるにつれて、側方抑制回路はより強く抑制されていくと考察される。その結果として、側坐核中型有棘細胞は、相互に必要な制御を受けることなく、無秩序に興奮する状態になると推察される。これら一連の研究結果は、ストレスがいわゆる中枢興奮を惹起することを示唆している。つまり本研究結果は、統合失調症の病因の一端を説明できる可能性のある知見であろう。光遺伝学的手法を用いた研究については、まだ着手できていないが、側坐核shellにおける中型有棘細胞間の側方抑制に対するドパミン神経系の調節機構の詳細をより明らかにすることができた。進捗に遅れが出そうな光遺伝学的手法を用いた研究よりも、ストレス(慢性拘束)負荷によりドパミン神経系に可塑的変化が生じる可能性を先に検討する。

神経科学光遺伝学的手法を用いた実験の遂行が困難な状況も考慮に入れる。具体的には、蛍光色素DiIの脳内注入によりドパミン作動性神経の走行を確認し、電気刺激部位の候補を選定する。これにより選定できる候補部位を刺激頻度を変えて電気刺激し、中型有棘細胞から記録されるsIPSCあるいはeIPSCの発生頻度や振幅に与える影響を検討する。特に高頻度刺激(100 Hz)を行った場合に、持続的な変化が生じるか否かに着目して実験を行う。変化が見られるならば、各ドパミン受容体サブタイプ選択的遮断薬の他、各グルタミン酸受容体(NMDA受容体およびmGluR受容体)遮断薬を用いて、薬理学的に変化の誘発に関与している受容体を明らかにする。昨年度のうちにすべての実験計画が終了せず、追加実験がまだ必要である。当該年度に計画していたすべての実験を遂行できなかった結果、そのために必要であった物品(試薬)の購入が次年度に先送りとなった。残った必要な追加実験を遂行し、完了させる。ならびに、その研究成果を学会(日本薬理学会年会を予定)で発表するとともに、英文科学誌(候補として、Brain Research, European Journal of Pharmacologyなど)に論文を投稿する。当該年度未遂行分の物品購入費に充てる。
γ線励起X線スペクトロメトリにもとづく高原子番号元素濃度計測法の研究

^<137>Csγ線源と高純度Ge半導体検出器を用いるエネルギー分散形蛍光KX線法による高原子番号元素の濃度計測に関する研究を行った. ^<137>Csγ線源は長寿命で安価な線源であり,そのγ線エネルギー(662KeV)が高いため,容器,あるいはパイプ中の高Z元素試料をそのままの状態で測定できる.しかし, KX線励起効率が低く,コンプトン散乱線が多いなどの問題がある.試料からの高Z元素KX線検出の際のS/N比を改善し,濃度測定の精度を向上させるために,装置の幾何学的条件の最適化を試みた.第1に,コンプトン散乱は前方散乱の確率が高いことから, γ線源-試料-X線検出器の3者を散乱角が大きくなるように配置した.第2に, KX線と散乱線に対する試料の減衰係数の相異から,試料が極端に厚い場合,あるいは薄い場合にはS/N比が低下するため,容器は適度の試料厚さのものを使用した.いくつかの液体,又は固体試料について,高Z元素の濃度計測を行った結果,検量線としての高Z元素濃度-KX線計数値特性の試料状態による変化が大きいため, KX線とコンプトン散乱線の計数比をとる方法を適用した.すなわち,高Z元素濃度-KX線/コンプトン散乱線計数比特性を用い,試料状態依存性を低減させた.測定精度の点からすれば,試料状態があまり変化しないオフライン計測ではKX線計数値に基づき,一方,試料状態が時間的に変化するようなオンライン計測では上述の計数比に基づく検量線を用いるのが適当である.W, Au, Pb,あるいはU含有量が数wt%以上の水溶液,粉末,あるいは合金の各試料について, KX線数値に基づく検量線により, 300秒計測によって相対精度(1の)3%以下の濃度計測ができる.^<137>Csγ線源と高純度Ge半導体検出器を用いるエネルギー分散形蛍光KX線法による高原子番号元素の濃度計測に関する研究を行った. ^<137>Csγ線源は長寿命で安価な線源であり,そのγ線エネルギー(662KeV)が高いため,容器,あるいはパイプ中の高Z元素試料をそのままの状態で測定できる.しかし, KX線励起効率が低く,コンプトン散乱線が多いなどの問題がある.試料からの高Z元素KX線検出の際のS/N比を改善し,濃度測定の精度を向上させるために,装置の幾何学的条件の最適化を試みた.第1に,コンプトン散乱は前方散乱の確率が高いことから, γ線源-試料-X線検出器の3者を散乱角が大きくなるように配置した.第2に, KX線と散乱線に対する試料の減衰係数の相異から,試料が極端に厚い場合,あるいは薄い場合にはS/N比が低下するため,容器は適度の試料厚さのものを使用した.いくつかの液体,又は固体試料について,高Z元素の濃度計測を行った結果,検量線としての高Z元素濃度-KX線計数値特性の試料状態による変化が大きいため, KX線とコンプトン散乱線の計数比をとる方法を適用した.すなわち,高Z元素濃度-KX線/コンプトン散乱線計数比特性を用い,試料状態依存性を低減させた.測定精度の点からすれば,試料状態があまり変化しないオフライン計測ではKX線計数値に基づき,一方,試料状態が時間的に変化するようなオンライン計測では上述の計数比に基づく検量線を用いるのが適当である.W, Au, Pb,あるいはU含有量が数wt%以上の水溶液,粉末,あるいは合金の各試料について, KX線数値に基づく検量線により, 300秒計測によって相対精度(1の)3%以下の濃度計測ができる.【^(137)Cs】線源(【T_(1/2)】:30年,662key γ線)と高純度Ge半導体検出器を用いる蛍光X線法による高Z元素濃度計測に関する基礎研究を行った。この場合のγ線、およびKX線エネルギーが高いため、試料容器や試料自身による吸収が少なく、容器中の試料をそのままの状態で測定できる。反面、X線励起効率が低くく、バックグランドの原因となるCompton散乱線が多いなどの問題がある。この場合のバックグランドを低減してS/N比を改善し、測定精度を向上させるため、第一に、γ線照射器-試料-検出器の3者を散乱角が大きくなるように配置し、第二に、KX線と散乱線に対する試料の減衰係数の相異を考慮して、S/N比が良くなるような適度の試料厚さとなる容器を使用した。実験の結果、検量線としての高Z元素含有量-KX線計数値特性の試料状態(たとへば密度,粒度,水分率など)による影響が大きいため、散乱角を大きくとっても十分な計数を示すCompton散乱線とKX線との計数比をとる方法を用いた。すなわち、高Z元素含有量-KX線/Compton散乱線計数比特性によって試料状態依存性を減少させた。KX線計数値にもとづく検量線、ならびにKX線/Compton散乱線計数比にもとづく検量線を利用する両者の方法について測定精度を比較、検討した結果、後者の方がKX線とCompton散乱線計数両方の統計変動が関与するため、若干精度が悪くなる。したがって、試料状態の変化があまりないオフライン測定ではKX線計数にもとづく方法を、試料状態が刻々変化するおそれのあるオンライン測定では計数比を用いる方法が適当である。KX線計数(300秒測定)により、W,Pb,U含有量4wt%以上の水溶液,粉末、あるいは合金試料に対し、相対精度(1の)3%以下で濃度計測が可能である。

前年度に引続いて, 62年度はおもに本法の適用性検討のための応用実験を行い,その結果について評価した.実験に持いた試料は次のとおりである.(1) Na_2WO_4・2H_2O水溶液(W:020wt%)(2) WーSiO_2混合粉末(W:020wt%)(3) FeーW合金(W:015wt%)(4) Pb(NO_3)_2水溶液(Pb:020wt%)(5) PbSーSiO_2混合粉末(Pb:035wt%)(6) U_3O_8粉末(U_3O_8:04.0wt%)以上の6種類.試料容器には, (4)(5)が48mmφ,80cm^3,(6)が37mmφ,40cm^3の各ポリエチレン製容器を用いた. γ線源は,^<137>Cs3.7×10^9Bq(100mCi)を用い,測定時間300秒で,各KX線計数値は10^4程度であった.測定結果については,試料中の高原子番号元素濃度とそのKX線計数値,あるいはKX線/コンプトン散乱線計数比に基づく2つの検量線を求めて検討した.とくに,後者の方法は試料の成分組成,粒度,あるいは密度などの変動による影響が少ない.コンプトン散乱線は,実験装置条件を最適化した場合でも, KX線と同程度の計数率を有する.また,散乱線強度は各試料状態にもよるが,高原子番号元素濃度にあまり依存をせず,ほぼ一定である.前者のKX線計数値を用いる方法による場合の測定精度は,各試料について次の場合,相対精度(1の)6%以下が得られた. (1) W1.0wt%以上(2) W3.5wt%以上(3)W3.0wt%以上(4) pb0.7wt%以上(5) Pb2.0wt%以上(6) U_3O_81.3wt%以上粉末試料と水溶液試料では,後者の方が検量線の飽和傾向が大きいため,適用範囲が狭くなる.
気相吸着相互作用のスーパー分子計算に基づく吸着剤表面設計法の開発

シリカゲルにおける種々の気体の吸着相互作用をスーパー分子計算により検討した.吸着構造,吸着熱,吸着サイトの同定,吸着構造と吸着特性の関係,多分子層吸着の発現に関して理論的検討を加え,吸着剤の表面設計の指針を得た。1.気相吸着平衡データベースの構築シリカゲルにおいて,炭化水素,無機ガス,アルコール類,芳香族化合物の気相吸着平衡を定容法吸着装置と流通法吸着装置を用いて測定し,Clausius-Clapeyron式により吸着熱データベースを作成した。2.シリカゲルと吸着分子のスーパー分子計算非経験的分子軌道プログラムGAUSSIAN90,92を使用し,Hartree-Fockレベル(基底関数6-31G^<**>)で孤立シラノール基,二対(ビシナル型)シラノール基,シロキサン基の構造最適化を行い,吸着サイトをモデル化した。次に,エチレン,ベンゼン,二酸化硫黄,水,アンモニア,アルコール類,アニリンなどの吸着構造と吸着熱を理論的に求めた。なお,エネルギー計算においては,MP2レベルまで計算精度を上げ,電子相関をも考慮した。スーパー分子計算によって得られた吸着熱は実験結果と良好な一致が得られた。シロキサン基は吸着サイトとならず,π電子や非共有電子が広がっている化合物に対しては孤立シラノール基よりも二対シラノール基が吸着サイトとして適することが分かった。また,吸着質分子と吸着サイトに吸着した分子の相互作用エネルギーを計算することによって多分子層吸着の発現に理論的検討を加えた。3.シリカゲル表面設計指針ある物質の吸着に望ましいシリカゲル表面上の吸着サイトの種類と集合状態をスーパー分子計算により予測でき,シリカゲル表面設計に関する有益な指針が得られた。