hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子エピタキシー法による III-V族窒化物半導体共振型紫外線受講デバイスの開発

また、364nmに対する反射率99%以上を得るためには、±3%の層厚制御が必要であるが、Al組成の誤差は-30%程度まで許容されること等が分かった。Al組成の異なるAlGaNで構成されるDBRをMBE法で作製するには、通常、複数のAlセルを装着するか、各層の界面で成長中断を設けてAlセル温度を調節する必要がある。ここでは、GaNとAlGaNの短周期超格子構造を用い、その層厚比と繰り返しパターンを変えて等価的なAl組成を制御する手法を開発し、Al組成制御が可能であることを示した。MBE法は、安全性や層厚制御性、成長中モニタリングなど、他の成長法には無い優れた特徴を有するが、一般に成長速度が0.20.8μm/hrと遅い。本研究では、高効率なRF窒素源により活性窒素の供給量を増加して、GaNの高速度成長を試みた。サファイア基板上にV/III比を変えてGaNを成長したところ、V/III比が1或いはわずかにGaリッチの非常に狭い領域において高品質な結晶の成長が可能であることがわかった。成長速度1.4μm/hrにおいて、室温残留キャリア密度2x10^<17>cm^<-3>、移動度160cm^2/Vs、室温PL半値全幅3646meVが得られ、1μm/hrを超える高速度成長においても高品質なGaN結晶の成長が可能であることを示した。また、InGaN多重量子井戸構造の作製を行い、In組成の成長温度依存性、V/III比依存性等を明らかにし、室温において紫色から橙色までの広いスペクトル域にわたる発光を得た。RFラジカル窒素を原料とする分子線エピタキシー(RF-MBE)法による共振型紫外線受光素子開発を目的とし、GaN結晶の高品質化、高速度成長、伝導性制御、及びInGaN/GaN多重量子井戸活性層等の要素技術を確立した。1. MEE法によるGaNの高品質化Ga原子の表面拡散を促進するMigration Enhanced Epitaxy(MEE)法によりGaNを成長した。Ga供給時間を変えてGaNを成長したところ、窒素過剰条件下ではピットなどの無い良好なモホロジーが得られた。MEE法は成長速度が0.3μm/hr以下と遅いため、MEE-GaNをバッファ層として用い、その上にGaと窒素を同時に供給する通常のMBE法により1.4μm/hrの成長速度でGaNを成長した。SiドープGaNの室温移動度は372cm^2/Vs(キャリア密度1.2x10^<17>cm^<-3>)と、MBE法でAl_2O_3基板上に成長したGaN結晶としては最高レベルの値が得られた。室温ホトルミネッセンス半値全幅も31meVと極めて狭く、高品質なGaNの結晶成長が可能であることを示した。基板面への活性窒素の供給量を増加することにより、2.6μm/hrというMBE法では世界的にも例を見ない高速度でGaN結晶成長を行った。高速度で成長したGaN結晶の品質は、電気的・光学的特性から見ても成長速度の遅い場合に比べて遜色の無い良好なものであり、MBE法による厚膜光デバイスの作製が可能であることが示された。3.低抵抗p型伝導性制御GaとMgを連続照射中に、活性窒素を2秒間供給し1秒間供給を止めるシャッター制御法を用いてp型GaNを成長した。等価的なV/III族供給比を最適値に維持しながら、窒素供給時はMgの取込みが促進される窒素過剰条件での成長となるため、750°Cという比較的高い成長温度でもp型GaNが成長可能となりp型キャリア濃度2x10^<17>cm^<-3>、抵抗率3.8Ωcmという良好な特性が得られた。共振器型紫外線受光デバイスの活性層となるInGaN/
中空糸分離膜を用いたトリチウムの分離濃縮と測定法に関する開発研究

トリチウム(T))は半減期が約12年と長く、加速器施設から排気設備を通して環境への放出が心配される代表的な核種で、その量を直接測定し放出を制御する事は加速器放射線防護における重要な要素である。しかしながら、トリチウムは低エネルギーベータ線しか放出せず、かつ排気中に同時に存在する他の空気放射化核種(^3H,^<11>C,^<13>N,^<15>O,^<41>Ar等)が測定の際の妨害核種となるために、実時間直接測定のためにはこれらの妨害核種からのトリチウムの分離濃縮が必要となる。本研究では、ポリイミド中空糸分離膜(以下「分離膜」)に着目し、その分離濃縮の基本的特性を明らかにすると共に、それを利用した低レベルトリチウムの実時間測定法を開発することを目的とし、その環境放出をを低減化する手法の確立を目指している。分離膜における種々のトリチウム形態(HT、HTO、CH_3T等)の透過特性を把握し分離濃縮の可能性を検討するため、分離膜試験装置を設計試作し、水素同位体(水素及び重水素)を用いて空気、窒素、アルゴン中でその透過特性を調べた。装置は、分離膜モジュール、タンク(250l)、試料循環用ポンプ、流量計、及び隔膜型圧力計から構成され、配管にはステンレスパイプ、金属継手等を用いた。試料気体の成分分析には四重極型質量分析計並びにガスクロマトグラフを用いた。分離膜における供給側に対する透過側圧力の比(γ)を変化させて測定した結果、水素や重水素に対しては最大25倍以上の濃縮度が得られ、濃縮度を含む水素同位体の透過特性には同位体効果がないことが判明した。従って、トリチウムの場合にも水素や重水素で得られたものと同様な特性を示すものと考えられる。また、水素同位体の濃縮度は、酸素やアルゴンと比較して十分に大きく、これらの核種からの分離濃縮の可能性が示された。また、十字流モデルを用いた計算の結果は、広範な条件下で実験値を再現できるようになり、分離膜における透過・分離機構を解明する上でも大きな手がかりが得られた。水の透過特性に関する測定を開始した。現在、再現性のある結果を得るため測定を継続して行っている。また、本研究では、加速器施設におけるトリチウムの実時間モニタリングへの具体的な適用を考慮して、現行の放射線モニタリングシステムの簡単な総括を行い、排気モニターと組み合わされたトリチウムモニターの詳細を検討した。本研究で得られた成果は、幾つかの国際会議並びに国内研究集会で発表されるとともに、雑誌論文として印刷公表された。トリチウム(T)は半減期が約12年と長く、加速器施設から環境への放出が心配される代表的な核種で、その制御は放射線防護の観点から重要な課題である。

本研究では、ポリイミド中空糸分離膜(以下「分離膜」)に着目し、その分離濃縮の基本的特性を明らかにすると共に、それを利用した低レベルトリチウムの実時間測定法を開発することを目的とし、その環境放出を低減化する手法の確立を目指している。今年度は、様々な条件下並びに種々の形態におけるトリチウム(HT、HTO、CH_3T等)の透過特性を知り分離濃縮の可能性を検討するため、分離膜試験装置を設計製作し、窒素中の非放射性水素同位体(水素及び重水素)、酸素、二酸化炭素及び空気中水素に対して、各々の濃縮度を測定した。装置は、分離膜モジュール、試料調整用タンク(250l)、試料循環用ポンプ、流量計、隔膜型圧力計から構成され、配管にはステンレスパイプ、金属継手等を用いた。試料気体の成分分析には四重極型質量分析計並びにガスクロマトグラフを用いた。分離膜における供給側に対する透過側の圧力比(γ)を変化させて測定した結果、水素及び重水素に対して最大22倍以上の濃縮度が得られ、濃縮度自体には同位体効果が無いことが判明した。従って、トリチウムの場合も同様な濃縮度を示すと考えられる。また、水素同位体の濃縮度は酸素やアルゴンと比較して大きく、これらの核種からの分離濃縮の可能性が示された。また、十字流モデルを用いた計算の結果は実験値に良く一致し、分離機構を解明する上でも大きな手掛かりが得られた。これらの結果はIRPA10等の国際会議、放射化学会等の学会で発表され、印刷公表された。現在、水の濃縮特性に関する測定が行われる一方で、放射能測定装置の開発並びにデータ収集系の整備が行われている。トリチウム(T)は半減期が約12年と長く、加速器施設からスタック等の排気設備を通して環境への放出が心配される代表的な核種で、その直接測定と制御は放射線防護の観点から重要な課題である。しかしながら、排気中トリチウムの実時間直接測定は、トリチウムが低エネルギーベータ線しか放出せず、また同時に存在する誘導放射性核種が妨害核種となるため、極めて難しい。実時間直接測定のためにはこれらの妨害核種からのトリチウムの分離濃縮が必要条件となる。本研究では、ポリイミド中空糸分離膜(以下「分離膜」)に着目し、その分離濃縮の基本的特性を明らかにすると共に、それを利用した低レベルトリチウムの実時間測定法を開発することを目的とし、その環境放出をを低減化する手法の確立を目指している。本年度は、昨年度に引き続き、より広い範囲の条件下並びに種々の形態におけるトリチウム(HT、HTO等)の透過特性を把握するために、水素を用いて空気、窒素、アルゴン中のその透過特性を調べ濃縮度を測定した。水素同位体における分離膜透過特性に同位体効果がないことは昨年度の一連の実験で確認してある。今年度より水の透過特性に関する測定を開始したが、一定の実験条件を再現させることが難しく、再現性のあるデータを得るため現在も測定を継続して行っている。また、分離機構解明のため始めた透過モデル計算法についても今年度改良を重ね、より広範囲な実験条件に適用できるようになってきた。これらの蓄積されたデータは、2つの国際会議並びに環境放射能に関する国内研究集会で発表された。また、雑誌論文として印刷公表される。また、国内研究集会プロシーディングスレポートとしても印刷された。また、モニタリングシステムへの具体的な適用を考え、電離箱と組み合わせたトリチウムモニターの詳細が検討された。この内容の一部は国際会議で公表されると共に、雑誌論文として印刷公表される。
萎縮顎下腺再生過程のin vitroにおける基礎的研究

ラット萎縮顎下腺を用いたスフェロイド培養にて、ラット生体外での唾液腺腺再生細胞の培養が可能となった。またラット顎下腺再生過程における細胞骨格変化とTGF-betaの相関を明らかにした。TGF-betaは顎下腺再生過程において存在する導管様構造物に局在を認めた。今後、スフェロイド培養系を用いて、唾液腺再生過程で種々のタンパク質の関与解析ができる可能性が示唆された。1年目の実験計画は7日間の主導管結紮により萎縮させた顎下腺を摘出し、その萎縮顎下腺から細胞懸濁液を作製しスフェロイド培養を実施することだった。Wistar系ラットについて全身麻酔・局所麻酔下に両側の顎下腺主導管を顎下部より切開を行うことで剖出し、チタンクリップで結紮し閉創。以後、7日間の主導管結紮持続状態で飼育を行い、術後7日で両側顎下腺を摘出。その動物実験プロトコルにより採取した萎縮顎下腺を採取し半割を行い、その一方について凍結切片を製作し、萎縮の程度を確認した。萎縮が確認できた顎下腺から細胞懸濁液を作製し種々の細胞数に調整し、96穴U底プレートに播種した。その結果、細胞の集合塊を形成した。HEおよびPAS染色で形態を観察したところU底に接している部位に被膜様に細胞が並んでおり、集合塊中央部にaquaporin5陽性の細胞が観察された。2年目ではスフェロイド培養についてまずは、介在部導管、線条部導管、筋上皮細胞は何処に行ったのか?7日間の顎下腺主導管結紮で出現する導管様構造物(duct-like structure)がin vitroでそれらの細胞に分化増殖しているのかを確認する必要がある。その後はintegrin、Sca1、c-kit、αーSMA、keratin18、aquaporin5を認識する抗体を用いて、それらの局在をin vivoで免疫組織化学的に解析する。免疫組織化学的解析の終了後に実験計画に則りスフェロイド培養にcytochalasin D, FGF, Shh, Pax6, 9, FGFR inhibitor SU5402, PI3K inhibitor LY294002等を添加し腺房細胞・導管構成細胞の形成過程の変化をAQP-5等で免疫染色ことにより観察する。in vitroでのスフェロイド培養の確立に時間を要している。in vivoでは萎縮した顎下腺には正常顎下腺と異なり導管様構造物(duct-like structure)という特有の構造が出現する。そういった特有の構造を含んだ顎下腺構成細胞が、本実験で製作した細胞懸濁を用いたスフェロイド培養系でどのように再現されているかを免疫組織化学的に精査する必要がある。1年目の実験ではaquaporin5の局材の検討にとどまっており、筋上皮細胞の指標であるα-SMA、細胞骨格のatcinなどについてその局在を明らかにし、スフェロイド培養にて唾液腺が構成されていることを確認することが必要と考える。以上のことから当初の計画よりもやや遅れていると考える。1年目では実験的に製作した萎縮顎下腺を検体とし、その細胞懸濁液からスフェロイド培養を実施することを目的とした。Wistar系ratを用いGA/LA下に両側顎下腺主導管を顎下部切開にて剖出し、Ti-clipで結紮し閉創。以後、7日間の主導管結紮持続状態で飼育し、術後7日で両側顎下腺を摘出。このプロトコルにより採取した検体について半割を行い、その一方について凍結切片を製作し、萎縮の程度を確認した。萎縮が確認できた顎下腺から細胞懸濁液を製作し種々の細胞数に調整後、96穴U底プレートに播種した。その結果、細胞の集合塊が形成され、HE/PAS染色で形態を観察したところU底に接している部位で被膜様に細胞が並んでいた。2年目ではスフェロイド培養について、1年目で検討できなかった各種顎下腺構造の行方について検討をすることを目的とした。細胞塊に対しalpha-SMA、CK-18について免疫染色を行った。細胞塊の中央部にalpha-SMAの陽性細胞が観察されたが、CK-18は反応陰性であった。未分化な細胞集団の存在を確認する目的でSca-1、C-kitについて免疫染色を行ったところ、細胞塊周囲で一部に陽性反応を認めた。また、新たなる免疫染色のtargetを探索するため、従来から用いている動物実験モデルに則り、transforming growthfactor-beta1(TGF-beta1)についてその局在と萎縮唾液腺再生過程との相関を検討した。TGF-beta1は再生過程で観察されるduct likestructure(DLS)の外周にalpha-SMA陽性を呈する筋上皮細胞の局在と一致して認めらた。DLSは未分化な細胞集団が内在されており、TGF-beta1は唾液腺再生に寄与していることが示唆された。スフェロイド培養についてTGF-beta1の関与を今後検討する必要があると考えられた。

2年目ではスフェロイド培養について、1年目で検討できなかった各種顎下腺構造の行方について検討を行う。すなわち腺房細胞、介在部導管、線条部導管、筋上皮細胞はスフェロイドのどこに局在しているのかを免疫組織化学的に検索する。また7日間の主導管結紮により萎縮顎下腺に特異的に出現する導管様構造物(duct-like structure)がin vitroでそれらの細胞に分化増殖しているのかを確認する必要がある。その後はintegrin、Sca1、c-kit、αーSMA、keratin18、aquaporin5を認識する抗体を用いて、それらの局在をin vivoで免疫組織化学的に解析する。免疫組織化学的解析の終了後に実験計画に則りスフェロイド培養にcytochalasin D, FGF, Shh, Pax6, 9, FGFR inhibitor SU5402, PI3K inhibitor LY294002等を添加し腺房細胞・導管構成細胞の形成過程の変化をAQP-5等で免疫染色ことにより観察する。口腔外科学、唾液腺の再生大学の行事のため予定していた学会に出席できなかったため繰越金が生じた。繰り越された金額は次年度の国内学会出席の旅費、実験動物の購入、培養関係の機材・薬剤などの消耗品費として使用する予定である。2年目は免疫組織化学の実験が多くを占めるため、培養関係の実験器材、試薬、免疫組織学に用いる抗体、添加実験で用いる各種inhibitor購入を目的に消耗品費を充てる。得られたデータを論文として投稿するため翻訳・校閲料を計上した。
シナプス機能調節とイノシト-ル燐脂質代謝

我々は海馬における苔状線維とCA3野錐体細胞間のシナプスの長期増強(LTP)のメカニズムを追求しているが、先にこのLTPが百日咳毒素感受性Gタンパク質を介して起こっていることを示した。このGタンパク質のエフェクタ-分子は不明であるが、フォスフォリパ-ゼC(イノシト-ル燐脂質代謝)やフォスフォリパ-ゼA_2(アラキドン酸カスケ-ド)等はその候補である。特に後者はSchaffer側枝および交連線維とCA1野錐体細胞間のシナプスのLTPに関与する可能性が示唆されているので、CA3野シナプスのLTPの研究にとっても興味深い。そこで、フォスフォリパ-ゼA_2の阻害剤、NDGA(nordihydroguaiaretic acid)およびBPB(bromophenacyl bromide)を用いて、ラット海馬スライスにおけるCA1野およびCA3野のLTPに対するこれらの阻害剤の影響を検討した。実際はラット海馬のスライスを用いて行い、集合EPSPを測定することによって、頻回刺激前と30分後でシナプス伝達効率がどのように変化するかを見積った。その結果、両阻害剤ともにCA1野シナプスのLTPを阻害したが、CA3野シナプスのLTPには顕著な影響が見られなかった。BPBはフォスファチヂルイノシト-ルに特異的なフォスフォリパ-ゼCも阻害するという報告があるが、CA1野シナプスのLTPに対するBPBの効果はこの酵素を介したものではないことをスライスのホモジェネ-ト中のこの酵素の活性を測定して確かめた。これらのことから、CA1野シナプスとCA3野シナプスとではLTPの機構が異なり、前者ではフォスフォリパ-ゼA_2が関与しているらしいが、後者では関与していないらしいことが示唆された。
ナノ構造体の配向制御を目指した多孔質有機結晶作製法の確立

ナノ材料の形状と配列の精密制御を目指し、ナノ材料を内包可能な多孔質有機結晶の作製を行った。多孔質有機結晶を与える分子に必要な性質として、(1)分子の長軸方向で相互作用できる置換基を有すること、(2)その置換基の相互作用は方向性を持って作用すること(3)生成する空孔の形状は内包物の種類や数によって変化しないことがある。従って、先の性質を満たす置換基には多点相互作用が必要となる。そこで、分子の長軸方向で方向性を持って相互作用できるカルボン酸誘導体を種々合成し、それらのX線単結晶構造解析により、その分子配列を詳細に検討した。検討の結果、分子構造と結晶中の分子配列に関する知見を得た。本研究で用いる扇型分子に必要な性質として、(1)分子の長軸方向で相互作用できる置換基を有すること、(2)その置換基の相互作用は方向性を持って作用すること(3)生成する空孔の形状は内包物の種類や数によって変化しないことがある。本年度の研究では、置換基としてカルボキシル基を有する誘導体の合成を試みた。カルボキシル基を有するカルボン酸誘導体はその前駆体のメトキシカルボニル基を有するメチルエステル誘導体に比べ、大変溶解度が低いことが明らかとなった。この結果から前駆体に比べ分子間相互作用が大きく働いていると期待されるが、目的とする多孔質結晶作製の際の取り扱いに難がある。そこで、種々の長さのアルキルチオ基を導入したメチルエステル誘導体を合成し、それらの結晶中での分子配列を検討した。アルキルチオ基として、メチルチオ基、エチルチオ基、nプロピルチオ基、イソプロピルチオ基を有する4種類のメチルエステル誘導体の単結晶構造解析を行った。その中で、エチルチオ基とイソプロピルチオ基を有するメチルエステル誘導体はいずれも1次元カラム構造を形成し、カラム内での分子配列は大変似ていることが明らかとなった。このことは、積層方向の分子配列を大きく変えることなく、溶解度向上のためにアルキルチオ基を導入可能であることを示している。さらに、得られた結晶の反射スペクトル測定から、アルキルチオ基の違いにより、この固体は紫外ー可視領域から、赤外領域までの光を吸収することが明らかとなった。固体状態での広範な光吸収は、得られた固体の興味深い光物性の発現につながると期待される。本研究で用いる扇型分子に必要な性質として、「分子の長軸方向で相互作用できる置換基を有すること」、「その置換基の相互作用は方向性を持って作用すること」および「生成する空孔の形状は内包物の種類や数によって変化しないこと」の3つがある。従って、これらの性質を満たす置換基には多点相互作用が必要となる。本年度の研究では、昨年度に引き続き、2つのメトキシカルボキシル基の置換した扇型分子の分子配列に及ぼすアルキルチオ基の効果の評価および固体の光物性の解明と、さらに、ジカルボン酸誘導体より溶解度の向上が期待されるモノカルボン酸誘導体の前駆体である1つのメトキシカルボニル基の置換した扇型分子の合成法の確立を行った。2つのメトキシカルボキシル基の置換した扇型分子の有するアルキルチオ基として、n-ブチルチオ、sec-ブチルチオ、i-ブチルチオ基の3種類を導入した。X線単結晶構造解析により明らかとなった3種類の分子の分子配列を、これまでに合成した分子と比較した。n-ブチルチオ基を導入したものの分子配列はn-プロピルチオ基を導入したものと類似しており、sec-ブチルチオ基を導入したものの分子配列はi-プロピルチオ基およびエチルチオ基を導入したものと類似していた。分子配列の比較より、アルキルチオ基の硫黄原子近傍の炭素原子の結合様式に分子配列は支配されることが明らかとなった。一方、1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子の合成に2つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子の合成法を適用したところ、副生成物が複数生成し、低収率で杢テク物が得られた。そこで、反応溶媒の検討を行ったところ、高収率で合成可能な溶媒の組み合わせを見つけた。本年度の研究では、1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子の合成を行い、その結晶中での分子配列および固体の光物性を検討した。1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子は、これまでに合成された2つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子とは異なった積層様式を与えた。2つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子は、アルキルチオ基の種類によらず、隣接分子のメトキシカルボキシル基が近づくように積層していた。一方、1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子では隣接分子のメトキシカルボニル基が互いに遠く離れるように積層していた。固体の光物性を明らかにするために、扇型分子の粉末試料の拡散反射スペクトルを測定し、得られた反射スペクトルをKubelka-Munk変換により吸収スペクトルとして、他の扇型分子のものと比較検討した。

1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子は、可視光領域に分子由来の吸収を持ち、さらに近赤外光領域の1034 nm、1204 nmにも吸収を持ち、その吸収端は1420 nmであった。これまでの扇型分子で最も長波長吸収を持つものでは、996 nm、11150 nmに近赤外光領域に吸収と1320 nmの吸収端が観測されており、1つのメトキシカルボニル基を有する扇型分子では最大で100 nmの長波長シフトが起こっていることが明らかとなった。ナノ材料の形状と配列の精密制御を目指し、ナノ材料を内包可能な多孔質有機結晶の作製を行った。多孔質有機結晶を与える分子に必要な性質として、(1)分子の長軸方向で相互作用できる置換基を有すること、(2)その置換基の相互作用は方向性を持って作用すること(3)生成する空孔の形状は内包物の種類や数によって変化しないことがある。従って、先の性質を満たす置換基には多点相互作用が必要となる。そこで、分子の長軸方向で方向性を持って相互作用できるカルボン酸誘導体を種々合成し、それらのX線単結晶構造解析により、その分子配列を詳細に検討した。検討の結果、分子構造と結晶中の分子配列に関する知見を得た。2つのメトキシカルボニル基置換扇型分子に種々のアルキルチオ基を導入し、それらの分子配列の比較により、隣接分子間の分子配列とアルキルチオ基に関する知見を得た。アルキルチオ基の違いにより、積層する隣接分子間の双極子モーメントの角度が0°、40°あるいは180°になることがわかった。さらに、アルキル鎖が3炭素以上になると、隣接分子間の積層様式は、アルキルチオ基の硫黄原子周りの炭素元素の結合様式に支配されることがわかった。このことは、望ましい積層様式を保持したまま、アルキル鎖の伸長による溶解度の向上が可能であることを意味し、分子骨格から空孔形状を予測することを可能とする。また、それぞれの分子の固相での反射スペクトルの測定より、n-ブチルチオ基とsec-ブチルチオ基を導入した分子の結晶は、n-プロピルチオ基とi-プロピルチオ基を導入した分子の結晶と同様、紫外ー可視領域の光をほとんどを吸収することがわかった。このことは、紫外ー可視領域の光吸収の起源が、カラム構造を作る積層分子間の相互作用にあり、カラム間の相互作用にはないことを意味している。さらに、1つのメトキシカルボニル基置換扇型分子の高収率合成法の確立を行った結果、1回の反応で1 g程度合成できるまでに至った。したがって、様々なカルボン酸誘導体の結晶作製条件を検討するのに十分な試料の供給が可能となった。各種分光スペクトルに適した粉末試料は黒色をしており、その分子配列は、ビスメトキシカルボニル基置換扇型分子のものと類似していると予測される。これらの結果より、種々のメチルエステル体の分子配列の制御を通して、多孔質結晶作製のために重要なアルキルチオ基の種類と分子配列の相関を見出すことができた。材料有機化学平成26年度では、平成25年度に合成したものより大きなアルキルチオ基を有するビスメトキシカルボニル基置換誘導体を合成し、それらのアルキルチオ基の大きさと分子配列との相関および結晶の光物性をを明らかにした。これらの結果より、扇型分子の結晶性と積層様式の制御を可能とする知見を得た。さらに、相当するアルキルチオ基を導入したモノメトキシカルボニル基置換誘導体の高収率合成法の確立に成功した。これらの誘導体の結晶構造は不明ではあるものの、相当するビスメトキシカルボニル基置換誘導体と類似の色調の固体試料を与えたことより積層構造の類似性が示唆された。
多結晶構造体の力学的挙動の解明に関する研究

多結晶構造体の局部的な力学的挙動は結晶粒の粒度,方位及び粒界の状態などの因子に影響される.本研究では,多結晶材料の数値解析シミュレーションおよび引張り試験によって,その力学挙動を解明することを目的とした.まず,各結晶粒を正六角形でモデル化し,有限要素法によって力学挙動のシミュレーションを行った.その結果,引張り軸方向に15個,横方向に8個以上結晶粒が存在すれば,その構造物は巨視的に連続体として見なして良い事を示した.さらに,各結晶粒に注目し,粒内の微視的応力・ひずみ分布を求めた.その結果,隣接結晶粒の縦弾性係数の差が大きいほどその粒界,とくに縦弾性係数の大きい方の結晶粒界,に大きな応力の生じる事が示された.また,微視的な結晶粒の集合と考えた多結晶体モデルにおいて,巨視的な変形挙動を定性的に表していると思われる等応力線が存在する事がわかった.次に,多結晶材料として建築構造用に結晶粒を粗大化させたアルミニウム板材(曙ブレーキ(株)・グランドレーブ)を用いて,引張り軸に垂直な結晶粒界を含むように平板を切出し,表面を鏡面研磨したのちモデルグリッド(250本/inch)を焼き付け供試試験片を製作した.抵抗線ひずみゲージ式伸び計を取付け,引張り荷重を負荷して伸び計ひずみ1%毎にハイビジョンCCDカメラを用いて走査モアレ画像を取込み,画像処理を行って,結晶粒界近傍のひずみを測定した.その結果,結果粒界を境にひずみ分布の状態が大きく変化する事が確かめられた.伸び計ひずみ5%のとき,粒界前後で約2%と20数%のひずみが測定され,各結晶粒の力学的性質の違いにより力学挙動に大きな差異の生ずる事が定性的に明かとなった.このことは,数値解析シミュレーションの結果とも定性的に一致する.今後,粒界近傍の顕微鏡視野でのひずみ測定を行う事によって結晶粒界の性質を含めた多結晶構造体の力学挙動を明らかにできるものと期待される.多結晶構造体の局部的な力学的挙動は結晶粒の粒度,方位及び粒界の状態などの因子に影響される.本研究では,多結晶材料の数値解析シミュレーションおよび引張り試験によって,その力学挙動を解明することを目的とした.まず,各結晶粒を正六角形でモデル化し,有限要素法によって力学挙動のシミュレーションを行った.その結果,引張り軸方向に15個,横方向に8個以上結晶粒が存在すれば,その構造物は巨視的に連続体として見なして良い事を示した.さらに,各結晶粒に注目し,粒内の微視的応力・ひずみ分布を求めた.その結果,隣接結晶粒の縦弾性係数の差が大きいほどその粒界,とくに縦弾性係数の大きい方の結晶粒界,に大きな応力の生じる事が示された.また,微視的な結晶粒の集合と考えた多結晶体モデルにおいて,巨視的な変形挙動を定性的に表していると思われる等応力線が存在する事がわかった.次に,多結晶材料として建築構造用に結晶粒を粗大化させたアルミニウム板材(曙ブレーキ(株)・グランドレーブ)を用いて,引張り軸に垂直な結晶粒界を含むように平板を切出し,表面を鏡面研磨したのちモデルグリッド(250本/inch)を焼き付け供試試験片を製作した.抵抗線ひずみゲージ式伸び計を取付け,引張り荷重を負荷して伸び計ひずみ1%毎にハイビジョンCCDカメラを用いて走査モアレ画像を取込み,画像処理を行って,結晶粒界近傍のひずみを測定した.その結果,結果粒界を境にひずみ分布の状態が大きく変化する事が確かめられた.伸び計ひずみ5%のとき,粒界前後で約2%と20数%のひずみが測定され,各結晶粒の力学的性質の違いにより力学挙動に大きな差異の生ずる事が定性的に明かとなった.このことは,数値解析シミュレーションの結果とも定性的に一致する.今後,粒界近傍の顕微鏡視野でのひずみ測定を行う事によって結晶粒界の性質を含めた多結晶構造体の力学挙動を明らかにできるものと期待される.多結晶構造体の変化挙動を観察するために、今回導入したハイビジョン対応の画像処理装置を用いたひずみ測定システムを構築した。このシステムは1038×1920の画像メモリをもつものであり、測定精度の向上が期待できる。今年度の研究ではこのシステムの精度を検証することとした。ここでは、試験片表面に100本/inchのモデルグリッドを焼付け、カメラの軸線に正対した試験片とカメラとの距離を変えることにより画像上のモデルグリッドピッチを変化させ、便宜的に引張ひずみを与えた状態を再現した。実際に試験片を引張るときより全領域での一様なひずみ状態を想定することが可能である。精度比較の基準となるひずみは同時に取り込んだ直定規のピッチを実測するこにより計算した。これにより、1%から10%程度までの連続的なひずみ量を設定できた。ひずみは試験片中心より左右にそれぞれ5点、あわせて11点で測定を行ない、測定値の精度を検討した。その結果、測定するひずみ量の大きさにより多少差異はあるが、ほぼ全ての場合について、数%以内の誤差でひずみ測定が可能であった。従来のシステムに比し、測定精度の格段の向上が可能となった。本システムで使用したCCDカメラは、CCD原板を数回に分けて移動し、高画素を実現する方式をとっているため、もっとも鮮明なモアレ縞の現出するはずの1対1ピッチでの縞が観察できなかった。

現在その検証を含めて再実験を行なっている最中である。また、これと平行して、有限要素による解析を行い、多結晶体の成分結晶粒内および三重境界近傍でのひずみ・応力状態で示した。今後、より高精度でのひずみ測定を可能にし、多結晶体の変形を観察、解析結果との比較などによりその力学的挙動を明らかにいてしく予定である。多結晶構造体の局部的な力学的挙動は結晶粒の粒度,方位および粒界の状態などの因子に影響される.特に結晶粒界近傍の挙動を調べるため,昨年度はハイビジョン対応のCCDカメラおよび画像処理装置を用いて,ひずみ測定システムを組み立て,その精度を検証した.これに引き続き,今年度は実際に多結晶構造を有する試験片に引張り荷量を与え,その力学的挙動を調べることに主眼を置いた.結晶粒界近傍のひずみを測定するため,まず,以下の手順で結晶粒の粗大化を試みた.試験材料には厚さ3mmの純アルミニウム(99.99%)板を用い,長さ100mm,幅20mmの引張り試験片を作成し,300°Cで30分の予熱の後,1.5%の引張り予ひずみを与え,さらに,620°Cで24時間の結晶粗大化焼きなましを行った.これにより,結晶の粗大化が実現できる予定であったが,理想的な粗大化はできず,1mm以下の結晶粒しか作成できなかった.現在,温度,加熱時間,材料等を含め,検討している段階である.なお,作成した試験片を用い,15%のひずみまで引張り試験を行い,1%毎にモアレ画像を取り込み,各点のひずみ測定を行い,伸び計データとの比較を行った.今回は結晶粒が小さく,粒界近傍の挙動を議論できる結果ではないが,今後,結晶粒の粗大化を実現できれば,その議論も可能となるものと思われる.また,実験のシミュレーションとして,構造体を有限要素法によりモデル化し,局所的な応力,ひずみを求めるプログラムを開発し,解析を行っている所である.今年度は,刃状転位を有限要素法によってモデル化し,その適用範囲を調べるとともに,結晶粒界を刃状転位で置き換えた結晶三重点近傍の有限要素モデルを作成し,その近傍の局所的な応力およびひずみを求めた.これにより多結晶体の微視的な性質が定性的かつ定量式にある程度明らかとなった.今後,実験結果との比較を行うことで,多結晶体の力学的挙動を明らかにしたいと考えている.多結晶構造体の局部的な力学的挙動は結晶粒の粒度,方位および粒界の状態などの因子に影響される.特に結晶粒界近傍の挙動を調べるため,今年度は実際に多結晶構造を有する試験片に引張荷重を与え,ハイビジョン画像処理装置を用いた走査モアレ法によってその力学的挙動を調べ,研究をまとめることに主眼を置いた.試験材料として純度99.9%のアルミニウムを用い,300°Cで30分の予熱の後,数%の圧延を行ない,さらに,620°Cで数時間焼きなましを行うにより結晶粒粗大化は可能であるが,試験材料の入手が困難であった.そのため,今回は市販の建築用粗大結晶粒アルミ板材を用いて試験片を製作した.本板材の組成は普通級A1050アルミ相当と推定された.また,結晶粒粗大化ののち非常に大きな圧延加工を施されているため,結晶粒寸法は幅約1020mmの帯状となっている.引張り軸に直角な結晶粒界を含む幅20mm,長さ200mmの平板試験片を切出し,表面研磨の後,モデルグリッドを焼付けて供試試験片とした.本試験片に伸び計を取りつけ,伸び計ひずみ1%毎にモアレ画像を取込み,粒界近傍をふくむ領域内のひずみ測定を行った.
乾燥地における持続可能な水資源管理のための多基準社会的意思決定法の開発

平成30年度には,マルチエージェントモデルを用いた多基準社会的意思決定法の枠組の開発に焦点を当てた.具体的には,以下の4つの作業を行った;1個人や集団の行動様式のルールベース化,2人間活動を再現するためのマルチエージェントモデルの開発,3マルチエージェントモデルと水循環モデルならびに陸域生態系モデルの結合,4開発した結合モデルの検証.1については,中国西北地方の黒河流域における現地調査の結果に基づいて,政策を含む社会経済,気候変動,水循環,生態系などの情報に対する個人や集団の行動様式をルールベース化した.2については,人工知能(AI)技術を応用してマルチエージェントモデルを開発し,アンケート調査の結果に基づいて,人間活動の再現性を検証した.チューニングを完全に終えていない段階であるが,現段階でも80%以上の精度で再現できている.3については,水循環への影響評価には,河川流量から地下水動態を含めて検証済みである,分布型水循環モデルを用いた.この内部に,植物の生育・枯死を計算できる植生動態モデルを構築した.4については,月単位の河川流量ならびに地下水位,葉面積指数,土地利用や産業構造,部門別の取水源と取水量などの観点から検証した.実測値と計算値の誤差を相関係数を指標として検証したところ,0.7以上の値が得られている.今後もチューニングを施す予定であるが,本研究で開発したモデルの枠組の妥当性が検証されたと考えられる.予定していた論文出版数を大幅に上回る数の論文を出版できたため.現地調査で得られた豊富なデータに基づき,国際的に競争力の高い学術誌において研究成果を発表できた.シミュレーションモデルを用いて,中国の乾燥地にあって水資源管理国家政策のパイロット流域となっている黒河流域を対象としたケーススタディ(シナリオ解析)を行う.先ず,大規模超並列計算機(現有機器)上に,水循環や生態系や社会経済についての動的な環境を水資源管理政策の代替案ごとに設定する.そこに多数の自律的なエージェントを配置する.将来の水資源管理政策の変化に対する行動ルールに従って各エージエントの挙動をシミュレートするとともに,水循環や陸域生態系ならびに社会経済的動態をシミュレートする.創発される社会的特性と,それによる水循環や陸域生態系への影響ならびに社会経済への影響を,代替案ごとに明らかにする.その上で,現行の政策を維持した場合と比較して,特に気候変動や流域水収支,植生分布や炭素固定量,各地域の産業構造や所得格差など,評価基準ごとに代替案間の違いを明らかにする.以上から,マルチエージェントモデルを用いた多基準社会的意思決定法の枠組の妥当性を,実証的に考察する.従来の多基準意思決定法との違いを方法論的観点から一つずつ提起し,両者の特性と限界を体系的に取り纏めるとともに,今後の課題を明らかにする.平成29年度には3つの作業を行った;現地調査に基づくデータセットの作成,持続可能性に関わる鍵概念の体系化,持続可能性概念を考慮した水資源管理政策代替案の策定方法に関する検討.第一点目について,黒河流域の水環境システムを対象として,開発する数理モデルの解析範囲を定めた.これに基づき現地調査を行い,1水循環と水利用の変化,2生態系と土地利用の変化,3社会経済の変化に関するデータセットを作成した.解析の結果,節水政策の実施にもかかわらず,取水量の合計が増えたことが明らかになった.農民レベルで節水された2.0×10^8 m^3 a^-1は,主に農業企業によって新たに開墾された農地における蒸発散(2.6×10^8 m^3 a^-1)として消費されたと考えられる.第二に,持続可能性の範疇に含まれる概念が多岐に渡ることが具体的な水資源管理政策の策定を困難にしているという現状に鑑み,持続可能性に関わる鍵概念の体系化を行った.考察の結果,持続可能性概念の内包には,1継続性・連続性・存続性,2方向性(方向付けをするという性質),3関係性という3つの主要な特性があるとわかった.そして,1を決定づける下位概念として適応性・効率性・強靱性(レジリエンス)の3つが抽出され,3を決定づける下位概念として分離・統合・補完の3つが抽出された.第三に,持続可能性の定量化のための数理モデルを開発し,現地調査で得られたデータセットをもとにしてマトリックス分析を行い,節水政策実施前後の水環境システムの持続性,効率性,レジリエンスを評価した.その結果,節水政策による水利用効率の追求が,水環境システムのレジリエンスを大幅に低下させてきたことを実証的に示した.開発した数理モデルにより,水環境システムの効率性やレジリエンスなどを定量的に調整しながら,水資源管理政策の代替シナリオを策定できるようになったと考えられる.予定していた論文出版数を大幅に上回る数の論文を出版できたため.現地調査で得られた豊富なデータに基づき,国際的に競争力の高い学術誌において研究成果を発表できた.平成30年度には,マルチエージェントモデルを用いた多基準社会的意思決定法の枠組の開発に焦点を当てた.具体的には,以下の4つの作業を行った;1個人や集団の行動様式のルールベース化,2人間活動を再現するためのマルチエージェントモデルの開発,3マルチエージェントモデルと水循環モデルならびに陸域生態系モデルの結合,4開発した結合モデルの検証.

1については,中国西北地方の黒河流域における現地調査の結果に基づいて,政策を含む社会経済,気候変動,水循環,生態系などの情報に対する個人や集団の行動様式をルールベース化した.2については,人工知能(AI)技術を応用してマルチエージェントモデルを開発し,アンケート調査の結果に基づいて,人間活動の再現性を検証した.チューニングを完全に終えていない段階であるが,現段階でも80%以上の精度で再現できている.3については,水循環への影響評価には,河川流量から地下水動態を含めて検証済みである,分布型水循環モデルを用いた.この内部に,植物の生育・枯死を計算できる植生動態モデルを構築した.4については,月単位の河川流量ならびに地下水位,葉面積指数,土地利用や産業構造,部門別の取水源と取水量などの観点から検証した.実測値と計算値の誤差を相関係数を指標として検証したところ,0.7以上の値が得られている.今後もチューニングを施す予定であるが,本研究で開発したモデルの枠組の妥当性が検証されたと考えられる.予定していた論文出版数を大幅に上回る数の論文を出版できたため.現地調査で得られた豊富なデータに基づき,国際的に競争力の高い学術誌において研究成果を発表できた.平成30年度は,マルチエージェントモデルを用いた多基準社会的意思決定法の枠組の開発に焦点を当てる.本研究は,人工知能技術を応用したマルチエージェントモデルを用いることによって,この限界を超えられるかどうかを考察するものである.すなわち,政策を含む社会経済,気候変動,水循環,生態系などの情報に対する個人や集団の行動様式をルールベース化して,人工知能(AI)技術を使って人間活動を再現できるかどうかを考察する.再現性の検証に当たっては,アンケート調査の結果を使う.ただし,モデルのトレーニングデータとは異なる検証用データを使う.その上で,開発するマルチエージェントモデルに,水循環モデルならびに陸域生態系モデルを結合する.これは,将来にわたる水循環,陸域生態系,社会経済への影響を客観的に評価できるようにするためであり,適切な水資源管理政策の代替案の選択に当たって重要である.水循環への影響評価には,河川流量から地下水動態を含めてその精度を確認済みである分布型水循環モデルを用いる.この内部に,植物の生育・枯死を計算できる植生動態モデルを構築する.こうすることで,水循環と植生動態との相互作用を考慮できる.このようにして開発するシミュレーションモデルの妥当性については,月単位の地下水位や葉面積指数,土地利用や産業構造,部門別の取水源と取水量などから検証する.シミュレーションモデルを用いて,中国の乾燥地にあって水資源管理国家政策のパイロット流域となっている黒河流域を対象としたケーススタディ(シナリオ解析)を行う.先ず,大規模超並列計算機(現有機器)上に,水循環や生態系や社会経済についての動的な環境を水資源管理政策の代替案ごとに設定する.そこに多数の自律的なエージェントを配置する.将来の水資源管理政策の変化に対する行動ルールに従って各エージエントの挙動をシミュレートするとともに,水循環や陸域生態系ならびに社会経済的動態をシミュレートする.創発される社会的特性と,それによる水循環や陸域生態系への影響ならびに社会経済への影響を,代替案ごとに明らかにする.
国際連携に基づく新生代放散虫属の分類標準化

最終年度のため本年度の研究は,公表に向けてさまざまな課題の確定作業に重点を置いた.2017年度に整理した実質的適格名407属の再検証による確定作業と,本年度の前半中盤では,2017年度にわずかしか進まなかった新生代の全種3,380種の適切な属への再配置の作業に集中し,予定していた計画はほぼ達成出来た.成果は以下のようにまとめることが出来る.実質的適格名407属と有効名1,643属の対応関係を1つずつ検証し,一部修正のうえ,検討メンバー全員の共通見解を得て確定させた.これに加え,これら約400属と科との対応を検証した.この検討には,ノマルスキー型微分干渉顕微鏡で判明した新事実や本研究で完成にいたった分子系統解析を積極的に取り入れた.その結果スプメラリア目22科,ナセラリア目27科,コロダリア目5科,エンタクチナリア目6科の合計60科430属とまとまった.計画が順調に進んだので,予定に入れていなかった属の生存期間の特定を行った.これには種のシノニム関係を一旦解除し,規約上有効名の3,380種を対象に共通見解の属の区分との照合を行った.その結果,実質有効名は1,860種と整理された.種のシノニム関係は本課題では取り扱わないものの,実質適格名の数は23割減少すると見込まれる.この再配置に基づき,属の生存期間をまとめた.本年度で,新生代の科・属・種のそれぞれの段階で整理を完遂できた.これで19世紀から170年続いた混乱に終止符を打てたと確信する.2018年12月から国際誌Geodivesitesへの投稿原稿を手分けして執筆中である.執筆上,形態について不明な点がある属については,ノマルスキー型微分干渉顕微鏡ならびに新規購入した低倍の対物レンズを駆使して,不足している情報を補っている.この一連の作業で,十数属を新たに設立する必要性が出てきた.2016年4月からエーレンベルク・ヘッケル計画時に提供されたタイプ標本産出試料について再検討を行った.この結果を含めて,種・属レベルの多様性について6月に福井で学会発表した.これにより検討対象の全ての属・種を網羅するリストが完成した.新規に入手したバルバドスの陸上試料から保存のよい標本を厳選し,本科研費で購入したノマルスキー型微分干渉装置を用いて,不足している形態情報をおぎった.この装置に使う対物レンズの性能向上を図った結果,これまで見えないと思われていたTetrapyle類の内部構造を識別することに成功したので,この方法を取り入れて新生代の属の識別に問題が大きかったPylonioidea超科の分類を種レベルから解決し,結果を投稿中である.豊潮丸や瀬底で採集した対象標本を調査し,共生藻類の有無をからめて新生代属で必要な情報の補強を行った.北太平洋30地点から2100標本328種の共生藻の有無を蛍光顕微鏡で検証し,これまで予想されていた属や科で共生藻類の有無がわかれるという仮説を否定する結果がた得られた.これは現在投稿中である..2016年11月にフランス・パリで属名標準化事業の検討会を開き,検討対象1640属のうち1100属の分類的ステータスを議論し,270属が実在する分類群と判定した.いままで難渋していた,分子系統を積極的の取り入れについて,初めて合意できた.完全に未検討な新生代属は500属となり,次年度の具体的計画を策定して本検討会を終了とした.この成果を2017年1月に開かれた古生物学会で発表し,参加者から残された課題について意見を得た.2016年3月(申請前)以前までに検討を終えていたエーレンベルク・コレクションはスライドの状態が悪くて新資料の検討が必要だった.本科研費の支援を受け,将来のために提供されていた5g程度の原試料の検討を再開することが出来,不明だった点が明確になったことは予定通りであった.しかし,当初予定していなかったバルバドスの陸上岩石試料がもたらされたことで,大量の個体を検討できることになり,エーレンベルクの結果を大きく補強できたことは大きな成果であった.ノマルスキー型微分干渉装置は十分な活用が予定どおり出来ているが,性能の最大限活用には顕微鏡スライドの封入剤に改良が課題となった.本科研費でもっとも重視しているのは,新生代属の標準化のために国際的合意をえる作業である.日程的に数日しか議論できなかったが,見積の1.5倍以上の数の属について合意にこぎ着けた.メンバーのなかで分子系統と形態分類体系の違いで鋭い対立が10年間ほど続いていたのだが,丁寧な議論によって,その対立が完全に解消された.この解消は大きく,計画以上の進展の一つとして大きな成果である.新生代の属の標準化で,Pylonioidea超科は大事な構造が観察出来ないという大きな問題を抱えていた.消極的解決の方向であったが,ノマルスキー型微分干渉装置の性能にあった対物レンズの使い方を高度化することで,突破口が見いだすことが出来た.この超科の網羅的検討によって,この超科の20属35種について区分方法を編み出すことが出来た.この成果は当初計画では想定していなかった重要な成果である.

共生藻類の有無が属や科レベルに対応するという仮説があり,この考えは属の標準化では気になるところであった.当初計画を大きく発展させ,世界で初めて共生藻類の有無リストを作成した.以上,当初計画以上の成果を得られた.昨年度から引き続き属の分類学的適格性の検証を一つ一つ行い,2017年12月にフランスで170属を審議した.結果的に,図なしが367属,新参同物異名792属,異物同名41属,置換名29属,無効名80属,存在が疑わしいのが400属,放散虫以外の生物21属を整理した.2018年1月30日現在で,新生代では有効名1643属と,初めて正確な属数を特定するにいたった.実質的適格名は407属と見積もることが出来た.つまり,新生代には1730属あまりが記載されたが,23.5%が実在することを明らかにした.次の段階として,主要な属の生存期間を種レベルで決定するために,3338種の生存期間の検証をフランスで行った.この過程で,現在の所属が明らかにおかしい種が次々と見つかり,1種づつ適切な属を探し出す作業を行った.途中経過報告として,2017年10月下旬に新潟で開催された第15回国際放散虫研究集会(InterRad XV)でポスター発表を行い,専門家から口頭でフィードバックを得た.そのうち重要な指摘は,分子系統解析と分類体系の整合性への対応状況であった.それにたいして,平行して研究代表者がフランス・ロスコフと協同研究している放散虫の分子系統解析の未公表データと,従来の系統分類体系とを見比べつつ「分子系統ー形態分類」の調整を図っている旨を回答した.遺伝子用にさらにInterRad XVの巡検で沖縄・瀬底島に行き,追加標本を得た.この標準化されつつある属の体系を用いて,研究事例が少ない北海道の中新世前期放散虫顕微鏡スライドを検証したところ,十数の新属があることが新たに判明した.始新世後期放散虫との系統関係が不明なこともこの過程ではっきりしたため,ノマルスキー型微分干渉装置で「微小形態構造による属・科の系統特定」に着手したところである.検証する属が千単位であるため,申請時には平成30年度にも続けて検証しなければならないと想定していた.検討委員での合意や意見調整が迅速に行われた結果,属の分類学的位置づけの検証が終了した.そこで,当初は不可能と考えていた「種の生存期間によるボトムアップ方法で属の生存期間を見積もる」作業が出来る状況に至った.平成29年度で1400種近い種の生存期間が検証された.最終的に6000種ほど検証する必要があるが,これまでの作業進捗から計算する限り,現実的な計画を立てられる見込みである.「科」について放散虫では著しい意見の相違があるので,計画をスタートした時点では扱わない方針であった.しかし,本課題の研究代表者は,かって別プロジェクトで放散虫の分子系統ー形態分類の研究をフランス・ロスコフ研究所と途中まで進めていた.つまり「科」を適切に配置させる予備情報は得ており,それを念頭にSuzuki & Not (2015)として書籍「Marine Protista」に予め「科」の区分を報告してあった.2017年になってからロスコフ研究所側で分子系統解析作業が大規模に再開され,ほとんどの「科」の位置づけはSuzuki & Not (2015)と概ね一致することが確かめられた.そちらの論文化が進行中なので,本課題の論文投稿時には「科」の位置づけを明確に示すことができる見通しが立ってきた.この点は,当初予期していないことであった.平成29年度内の「種」の検証で,多くの種が不適切な属に配置されていることもはっきりした.
低温蛍光ボロメータの研究

前年度に引き続き、無機シンチレーション結晶の低温での振る舞いについて研究を行った。NaI(Tl)は古くから利用されている標準的なシンチレーション結晶であるが、ドープされているTlが発光中心となり、発光量が大きい。これに似た結晶であるCsIも同様にTlをドープすることにより発光量を増加させているが、昨年度の調査により、純粋なCsIが、常温下では、NaI(Tl)の3%であるのに対し、-170°Cまで冷却すると、73%まで上昇することが分かっている。この類比より、常温下でほとんど発光しない、不純物を取り除いたNaI結晶を入手し、-100°Cまで冷却し、発光特性を調査し、常温下で5%程度の発光量が5倍程度まで増加することを見出した。また、BaF_2結晶は、昨年度の研究で興味深い温度特性を示したため、その他のフッ素を含む結晶についても、研究を進めた。中でもごく最近になって大きな透明結晶を得ることに成功したCeF_3はその温度特性が十分には研究されておらず、サンプルを入手し、その温度特性を調べたが、現時点では、強い温度依存性を見出してはいない。新開発結晶のためサンプルによって異なる振る舞いを示す可能性もあり、複数のサンプルに対しての研究を進めることが望ましく、現在、他のサンプルの入手を試みている。一方で、ダークマター探索でボロメタ検出器を用いる際、光情報も組み合わせることでバックグラウンド除去を完全なものにすることを目的として、本研究を開始したが、光情報そのものから、粒子識別を行うことも可能である。それは、シンチレーションより発生するシグナルの時間的分布の違いに着目する方法であり、一般に、波形弁別法と言われる。発光量同様、減衰時間も温度とともに変化するため、低温下での波形は常温と異なるはずである。現在、結晶を冷やすことで、波形弁別が、より正確に行えるかどうかの、検討を開始している。宇宙の構成物質の大きな割合を占めるとされる、未知の「暗黒物質」の探索において、その「識別」を可能とする新たな検出器「蛍光ボロメタ」の開発を最終目標とし、無機結晶の低温下での特性調査を本年度行ったが、BGO、BaF_2、CsI(undoped)について、発光量および発光減衰時間の測定研究を行い、以下のことを明らかにした。1)BGO結晶の発光特性は-100°Cにおいて、常温の2倍になること。2)BaF_2は低温下で減衰時間の急激な増加を観察、通常の方法(shaper、gated ADC)では測定が困難なこと。3)CsI(undoped)は常温下では光量基準のNaI(T1)の3%の光量が、-170°Cにおいて25倍に増加すること。特に2)の改善を目指し、最近のtechnologyである、digita1 oscilloscopeを用いた測定系を作り上げ、極めて長い減衰時間の発光現象をとらえることに成功した。現在データ解析中であるが・いくつかの減衰時間成分が存在すること・主な成分は-30°C付近にて発光量が常温の2倍に達すること・早い成分が低温下で上昇傾向にあることがわかってきている。また、本研究で対象にしているような広い温度領域での無機シンチレータ特性を調べた論文例が世界的にも少ないため、本研究はsystematicな結果をまとめあげることで貴重なデータを与えるものであるが、理論モデルに対し、発光量、減衰時間の測定値をあわせることにより、発光を抑える熱的特性を左右するエネルギーギャップのパラメタを決めることに成功しつつあり、今後、より精密な測定を行っていく予定である。