hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電場下の金属/固体界面における金属原子のイオン化と拡散の理論

本研究の目的は、第一原理計算を用いて、電場下の様々な金属/固体界面における金属原子や点欠陥のイオン化メカニズムとイオン化後の固体中での拡散を解明し、固体界面における金属原子・点欠陥の「イオン化・拡散の物理」を構築することである。本年度は、固体基板の範疇を広げて金属/(SiC,GaN,SiO2)界面と金属/有機固体界面を対象に、以下の成果を得た。1.金属/(SiC. GaN, SiO2)界面での点欠陥のイオン化侵入過程の解明:金属電極に正電圧を印加すると、アニオン原子空孔やドナー型ドーパントの形成エネルギー(イオン価数)は、電場強度の2次(1次)に比例して減少(増大)すること、アクセプター型のドーパントでは逆に形成エネルギーは増大すること、その原因はこれら点欠陥と金属電極間の電子移動にあること等を明らかにした。特に、前年度未解明であったSiO2基板においてSi, O原子と強く共有結合する金属原子種(Ta, V等)に対しては、イオン価数が第3近接原子まで広がっているため、定量的にはその広がりを考慮することが必要であることを示した。2.金属/有機固体界面での金属原子のイオン化侵入過程の解明:σ電子系の絶縁性SAM基板では、金属原子とSAM分子間の相互作用が弱いため、金属原子はSAM基板内に容易に侵入拡散すること、電場でイオン化するとその侵入バリアは減少することを明らかにした。一方、π電子系の半導体性ペンタセン基板では、金属原子はその陰性度に依存してペンタセン分子に共有・イオン結合で強く吸着するため、自発的に基板内に侵入し、他の金属原子を押し出しながら拡散すること、電場下ではペンタセン分子の電子構造変化が電場のスクリーニングを起こしイオン化を抑制すること等を明らかにした。計画していた電場下での様々な無機半導体からなる金属/半導体界面における金属原子や点欠陥のイオン化・侵入の振舞とその機構の研究、金属/有機固体界面における金属原子のイオン化と侵入拡散過程の研究は概ね終了した。これら研究を通して、イオン化はほぼ2つのタイプに分類できることが明らかになり、次年度における「イオン化・拡散の理論」を構築する準備が整ったため。次年度は、これまでの成果をまとめて、以下のように研究を発展させる。1.金属/固体界面での点欠陥のイオン化と欠陥のクラスター化・トンネル電流特性の関係の検討:(1)格子間金属原子や原子空孔等の点欠陥が、イオン価数の変化と共に点欠陥のクラスターを形成・分解する仕組みを解明する。(2)拡散した金属イオンや点欠陥がつくるクラスターの電子状態と、電場下でのトンネル・リーク電流の関係を明らかにする。2.固体界面での金属原子のイオン化とその拡散理論の構築:これまでの研究成果によると、金属界面近傍での点欠陥のイオン化はほぼ2タイプに分類される。これら成果を総合し、基礎的な物質定数を用いて現象の解析・予言が可能な、固体界面での点欠陥のイオン化および固体中でのイオン拡散の理論(モデル描像)を構築する。以上の成果を、順次、論文および半導体系の国際会議・学会で発表する。本研究の目的は、第一原理計算を用いて、電場下の金属/固体界面における金属原子のイオン化メカニズムとイオン化後の固体中での拡散を解明し、固体界面における金属原子の「イオン化・拡散の物理」を構築することである。本年度は、代表的な金属/SiO2界面と約20種類の金属原子を対象に、以下の成果を得た。1.金属/SiO2界面でのイオン化侵入過程の解明:(1)金属原子のSiO2層への侵入過程において、侵入障壁は金属間結合を反映した金属原子の金属膜からの脱離エネルギーが主要因となり決まること、侵入金属原子は界面近傍で金属誘起ギャップ状態(MIGS)と混成するため、界面からMIGSの侵入長だけ離れた位置でイオン化が起こること、電気陰性度の小さい金属原子においては金属原子から金属電極膜への電子移動が起き、界面近傍でのイオン価数が界面からの距離と共に変化すること等を解明した。(2)金属膜電極への正電圧印可で発生した電場は、侵入障壁を電場強度に比例して減少させ、金属原子の侵入を加速することを明らかにした。さらに電場が侵入ポテンシャルや障壁に及ぼす効果を表現する普遍的な表式を導出した。2.SiO2バルク中での金属イオン原子の拡散過程の解明:金属種に依存して次の2タイプの拡散過程が存在することを明らかにした。(1)d電子が占有されたAu、Ag等の金属原子は、周辺のSi、O原子との結合が弱い。その結果、SiO2の空領域で安定化し拡散障壁は拡散時におけるSiO2の弾性歪エネルギーが作るが、イオン化すると原子半径が小さくなるためその障壁が減少する。(2)d電子が部分占有であるTiやW等の金属原子は、d軌道の自由度を活かして周辺のSi、O原子と強く共有結合する。そのため、拡散障壁は結合の切断が理由で発生し、イオン化は周辺のSiO2にも及ぶため障壁は中性時からあまり変化しないことが明らかになった。計画していた電場下での代表的な金属/SiO2界面における金属原子のイオン化・侵入の振舞とその機構の研究、SiO2バルク中における様々な金属原子のイオン化傾向、拡散過程とその起源の研究は概ね終了した。また、電場下の界面でのイオン化や固体中のイオン拡散を調べる基礎的な解析法が確立し、この手法を用いて次年度以降の多様な絶縁・半導体基板への展開研究の基盤もできたため。

本研究の目的は、第一原理計算を用いて、電場下の様々な金属/固体界面における金属原子や点欠陥のイオン化メカニズムとイオン化後の固体中での拡散を解明し、固体界面における金属原子・点欠陥の「イオン化・拡散の物理」を構築することである。本年度は、固体基板の範疇を広げて金属/(SiC,GaN,SiO2)界面と金属/有機固体界面を対象に、以下の成果を得た。1.金属/(SiC. GaN, SiO2)界面での点欠陥のイオン化侵入過程の解明:金属電極に正電圧を印加すると、アニオン原子空孔やドナー型ドーパントの形成エネルギー(イオン価数)は、電場強度の2次(1次)に比例して減少(増大)すること、アクセプター型のドーパントでは逆に形成エネルギーは増大すること、その原因はこれら点欠陥と金属電極間の電子移動にあること等を明らかにした。特に、前年度未解明であったSiO2基板においてSi, O原子と強く共有結合する金属原子種(Ta, V等)に対しては、イオン価数が第3近接原子まで広がっているため、定量的にはその広がりを考慮することが必要であることを示した。2.金属/有機固体界面での金属原子のイオン化侵入過程の解明:σ電子系の絶縁性SAM基板では、金属原子とSAM分子間の相互作用が弱いため、金属原子はSAM基板内に容易に侵入拡散すること、電場でイオン化するとその侵入バリアは減少することを明らかにした。一方、π電子系の半導体性ペンタセン基板では、金属原子はその陰性度に依存してペンタセン分子に共有・イオン結合で強く吸着するため、自発的に基板内に侵入し、他の金属原子を押し出しながら拡散すること、電場下ではペンタセン分子の電子構造変化が電場のスクリーニングを起こしイオン化を抑制すること等を明らかにした。計画していた電場下での様々な無機半導体からなる金属/半導体界面における金属原子や点欠陥のイオン化・侵入の振舞とその機構の研究、金属/有機固体界面における金属原子のイオン化と侵入拡散過程の研究は概ね終了した。これら研究を通して、イオン化はほぼ2つのタイプに分類できることが明らかになり、次年度における「イオン化・拡散の理論」を構築する準備が整ったため。次年度以降、これまでの研究を以下のように拡張・発展させる。1.多様な絶縁・半導体基板への拡張:(1)異なるネットワーク構造を持つAl2O3やイオン性を持つGaP等に対象を広げ、初年度と同様な計算を行い、基板の共有・イオン性がイオン化や拡散に与える効果を解明する。(2)自己組織膜(SAM)やペンタセン等の有機基板に対象を広げ、電場下のイオン化と拡散に関しての有機基板と無機基板の本質的な相違を明らかにする。2.空孔欠陥や負イオン、リーク電流に関する検討:(1)空孔欠陥もイオン化して拡散する。また一部の金属原子は負イオンにもなる。これらのイオン化・拡散過程を同様に調べ、原子拡散や正荷電時との相違を解明する。(2)拡散した金属イオンは電荷を放出して数原子でクラスター化してリーク電流の原因となり得る。クラスターを飛び石としたトンネル及びホッピング的電子キャリア輸送について明らかにする。3.固体界面での金属原子のイオン化とその拡散理論の構築:以上の研究成果を総合し、基礎的な物質定数を用いて現象の解析・予言が可能な、固体界面でのイオン化および固体中でのイオン拡散の理論(モデル描像)を構築する。以上の成果を、順次、論文および半導体系の国際会議・学会で発表する。
自己会合性マメ科樹皮レクチンの液胞機能との関わり

マメ科植物は,さまざまな器官に多量の糖鎖認識タンパク質(レクチン)を蓄積している.研究者らは,マメ科樹木エンジュ(Sophora japonica)の樹皮レクチンsophoragrinが,自己の糖鎖を介して可溶性四量体と不溶性多量体を相互変換するという独自の性質を持つことを見い出した.この相互変換は,糖およびカルシウム濃度によって調節されていた.エンジュ樹皮組織の免疫染色から,sophoragrinが師部柔組織の液胞に多量に蓄積されていることが示された.液胞タンパク質は多様な経路で液胞へ輸送されることが知られているため,sophoragrinの輸送経路とレクチン活性を獲得する段階がsophoragrinの機能解明への手がかりになると考えられる.本研究では,sophoragrinの液胞輸送ならびに生合成経路を解析した.1.Sophoragrinの液胞輸送経路の解析Sophoragrinと緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を恒常的に発現するタバコ培養細胞(BY-2)を作製し,融合タンパク質の局在を蛍光顕微鏡で観察した.その結果,小胞体および液胞以外に顆粒状の蛍光シグナルが得られた.種々のオルガネラマーカーと比較しながら,この顆粒の同定を進めている.2.Sophoragrin生合成の解析エンジュ樹皮から抽出液を調製し,細胞分画を行った.低分子量の成熟型sophoragrinは可溶性画分で検出されることから,液胞で成熟型への切断が起こることが示唆された.一方,高分子量前駆体sophoragrinは可溶性画分と不溶性画分で検出されたが,可溶性画分で検出される前駆体のみが糖結合性を示したことから,sophoragrinは液胞で糖結合性を獲得すると考えられた.マメ科植物中には、古くから多くのレクチンが報告されている。その中で、エンジュ(Sophora japonica)樹皮由来のsophoragrinは、特異糖およびカルシウム濃度に応答し、自己の糖鎖を介して可逆的に会合するユニークなレクチンであり、師部柔組織の液胞に多量に存在することが示唆された。液胞は機能の全く異なる貯蔵型と分解型が存在し、タンパク質が合成されてから液胞に至るまでにも複数の輸送経路が見い出されていることから、どのような経路を辿りどの液胞に達するかによってsophoragrinの機能は大きく異なることが予想される。そこで本研究では、sophoragrinの生合成、ならびに液胞輸送経路を解析することにより、sophoragrinの自己会合性が液胞機能とどのように関わるかを明らかにすることを目的として、以下のように研究を進めた。1.Sophoragrin前駆体の解析エンジュ樹皮から抽出液を調製し、抗sophoragrin抗体を用いて免疫ブロット法によりsophoragrin前駆体を検出した。その結果、9月以降の一年目の枝から抗体反応性の高分子量バンドが数本検出されたため、配列解析を進めている。2.Sophoragrinのシロイヌナズナ培養細胞への導入と局在Sophoragrinおよびエンジュ種子由来の液胞局在レクチン(SJA)について、それぞれ緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を作製し、シロイヌナズナ培養細胞に一過的に発現させて比較した。その結果、sophoragrinとSJAの蛍光パターンが異なったことから、これらのレクチンの輸送経路が異なる可能性が示唆された。マメ科植物由来のレクチンは互いに相同性が高く,大きなファミリーを形成している.その中で,エンジュ(Sophora japonica)樹皮由来のレクチン(sophoragrin)は自己の糖鎖を介して会合/解離し,糖およびカルシウム濃度に応じて可溶性四量体と不溶性多量体を相互変換するという独自の性質を示す.エンジュ組織の免疫染色から,sophoragrinは師部柔組織の液胞に多量に存在することが示唆された.タンパク質が合成されてから液胞に至るまでの輸送経路は複数存在し,sophoragrinがレクチン活性を獲得する段階と輸送経路がsophoragrinの機能に密接に関与することが予想される.そこで本研究では,sophoragrinの生合成ならびに液胞輸送経路を解析し,レクチン機能を明らかにすることを目的とした.1.Sophoragrin生合成経路の解析エンジュ樹皮から調製した抽出液を遠心分画し、サイズの異なるsophoragrin前駆体の濃縮画分を2種類得た.各画分の糖結合性を解析した結果,より低分子量の前駆体のみが糖結合性を獲得していることが明らかとなった.Sophoragrinの生合成経路をさらに詳細に調べるために,sophoragrinと緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を恒常的に発現するタバコ培養細胞(BY-2)を作製し,前駆体ならびに成熟型sophoragrinの細胞内局在の解析を進めている.2.器官発達・分化におけるsophoragrinの影響SophoragrinとGFPとの融合タンパク質を発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製し,導入遺伝子の産物が植物体中に発現されていることを確認した.植物体の成長・分化に与えるsophoragrinの影響を調べるために,さまざまな条件下における生育状況の解析を進めている.マメ科植物は,さまざまな器官に多量の糖鎖認識タンパク質(レクチン)を蓄積している.

研究者らは,マメ科樹木エンジュ(Sophora japonica)の樹皮レクチンsophoragrinが,自己の糖鎖を介して可溶性四量体と不溶性多量体を相互変換するという独自の性質を持つことを見い出した.この相互変換は,糖およびカルシウム濃度によって調節されていた.エンジュ樹皮組織の免疫染色から,sophoragrinが師部柔組織の液胞に多量に蓄積されていることが示された.液胞タンパク質は多様な経路で液胞へ輸送されることが知られているため,sophoragrinの輸送経路とレクチン活性を獲得する段階がsophoragrinの機能解明への手がかりになると考えられる.本研究では,sophoragrinの液胞輸送ならびに生合成経路を解析した.1.Sophoragrinの液胞輸送経路の解析Sophoragrinと緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を恒常的に発現するタバコ培養細胞(BY-2)を作製し,融合タンパク質の局在を蛍光顕微鏡で観察した.その結果,小胞体および液胞以外に顆粒状の蛍光シグナルが得られた.種々のオルガネラマーカーと比較しながら,この顆粒の同定を進めている.2.Sophoragrin生合成の解析エンジュ樹皮から抽出液を調製し,細胞分画を行った.低分子量の成熟型sophoragrinは可溶性画分で検出されることから,液胞で成熟型への切断が起こることが示唆された.一方,高分子量前駆体sophoragrinは可溶性画分と不溶性画分で検出されたが,可溶性画分で検出される前駆体のみが糖結合性を示したことから,sophoragrinは液胞で糖結合性を獲得すると考えられた.
脳卒中におけるＣＮＰの病態生理学的意義の解明

C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)は,脳に豊富に存在することが報告されているが,血液脳関門(BBB)に対する機能は明らかではない.本研究では,CNPによるBBB透過性亢進作用とそのメカニズムを解明した.BBBのバリア機能は,CNPの濃度依存的に減少した.CNPの作用は,cGMPのアナログである8-Br-cGMPで再現され,PKGの阻害剤であるRp-8-CPT-cGMPで阻害された.さらに,マウスにCNPを静注すると,血中フルオロセインの脳実質移行性が増加した.以上の結果より,CNPはBBBの透過性を亢進することが可能で,この結果は脳に対するドラッグデリバリーシステムの構築に寄与できる.脳卒中は神経細胞だけでは無く,血管内皮細胞も障害する複合的な機能障害である.血管内皮細胞の機能的な破綻は血管透過性の亢進を介して出血や脳浮腫を惹起し,病態をさらに増悪させると考えられる.一方,疫学的研究から脳障害の程度と血中のC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)濃度に相関があり,基礎研究から血管内皮細胞に対してCNPはアポトーシスを誘導することが報告されている.本研究では脳卒中病態形成過程におけるCNPの関与をin vivoおよびin vitro条件下において検討した.まず,昨年度,CNPはBBBキット(ファーマコセル)において,タイトジャンクションを構成するタンパク質の一つであるZO-1の発現と,経上皮細胞電気抵抗(TEER)を減少させることを明らかとした.このことを更に詳細に解析するために,初代培養ウシ脳微小血管内皮細胞(BBMC)を用いて解析した.その結果,BBMCにおいてもBBBキットの結果が再現され,TEER,ZO-1のRNA発現,タンパク質および細胞膜上の発現それぞれが著明に減少する事が明らかとなった.しかし,その他のタイトジャンクションを形成するタンパク質である,クローディンとオクルディンの発現には著変を与えなかった.次に,CNPの受容体であるGC-BのセカンドメッセンジャーはcGMPである事から, cGMPのアナログである8-Br-cGMPとCNPの作用に対するPKG阻害剤であるRp-8-pCPT-cGMPSの効果について検討すると,8-Br-cGMPはCNPの作用を再現し,Rp-8-pCPT-cGMPSはCNPの作用を阻害する事が明らかとなった.以上の結果より,CNPは脳血管内皮細胞のZO-1の発現を選択的に抑制する事で,タイトジャンクションを緩める事ができる.このことが,脳卒中における血管透過性の増加に関与していることが予想される.研究代表者は昨年度までに, in vivoとin vitroの血液脳関門モデルを用いて, C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)は血液脳関門透過性を亢進する事を報告してきた.今年度は,その細胞内メカニズムを詳細に解明することを目的とした.転写調節因子JunDはAP-1ファミリーに属し, cGMPの下流においてタイトジャンクションを形成するタンパク質の1つであるzonula occludens-1 (ZO-1)の発現量を選択的に減少させることが知られている.研究代表者のin vitro血液脳関門モデルにおいても,細胞内cGMP濃度を調節するCNPは選択的にZO-1の発現を減少させることから, JunDに焦点をあて解析を行った.CNPはin vitro血液脳関門透過性の指標である,経上皮電気抵抗(TEER)の値を減少させるが,このTEERの減少はJunDに対するsiRNAのトランスフェクションによってキャンセルされた.さらに, JunDに対するsiRNAのトランスフェクションは, CNPによって減少するZO-1タンパク質の発現減少も抑制した.以上のことから, CNPによる血液脳関門の透過性亢進は転写制御因子JunDを介していると考えられる. CNPは血液脳関門の透過性を亢進するが,この透過性亢進は分子量依存的であり,低分子量の化合物に特異的であることに特徴がある.臨床で使用される多くの化合物は低分子量の化合物であり, CNPはこれらの分子の血液脳関門透過性を亢進する事ができるが,副作用を惹起する可能性がある血中アルブミンの透過性には著変を与えないと考えられることから, CNPとその下流分子であるJunDは脳を標的としたドラッグデリバリーシステムを開発する上で重要なターゲットであると推察される.C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)は,脳に豊富に存在することが報告されているが,血液脳関門(BBB)に対する機能は明らかではない.本研究では,CNPによるBBB透過性亢進作用とそのメカニズムを解明した.BBBのバリア機能は,CNPの濃度依存的に減少した.CNPの作用は,cGMPのアナログである8-Br-cGMPで再現され,PKGの阻害剤であるRp-8-CPT-cGMPで阻害された.さらに,マウスにCNPを静注すると,血中フルオロセインの脳実質移行性が増加した.以上の結果より,CNPはBBBの透過性を亢進することが可能で,この結果は脳に対するドラッグデリバリーシステムの構築に寄与できる.脳卒中は神経細胞だけでは無く,血管内皮細胞も障害する複合的な機能障害であり,血管内皮細胞の機能的な破綻は血管透過性の亢進,出血や脳浮腫により副次的に病態をさらに増悪させると考えられる.一方,疫学的研究から脳障害や心障害の程度と血中のC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)濃度に相関があり,基礎研究から血管内皮細胞に対してCNPはアポトーシスを誘導することが報告されている.本研究では脳卒中病態形成過程におけるCNPの寄与を検討した.

まず,脳血管内皮細胞の細胞モデルであるマウス由来bEnd.3細胞と3種類の細胞を用いて血液脳関門(BBB)を再構成したBBBキット(ファーマコセル)由来の初代培養脳血管内皮細胞におけるCNPとCNPの特異的受容体であるGC-B受容体の発現をRT-PCR法において検討すると,どちらの分子もいずれの細胞にも発現していることが明らかとなった.さらに,BBBキットにおいてCNPを1-100 nMの濃度範囲で24時間暴露すると,タイトジャンクションを構成するタンパク質であるZO-1の発現と経上皮細胞電気抵抗の値がCNPの濃度依存的に減少することが明らかとなった.すなわち,CNPは直接,脳血管内皮細胞に作用し血管透過性を制御する可能性が示された.一方,CNPの病理学的な寄与を検討する目的で,中大脳動脈結紮(MCAO)による脳梗塞モデルを作成した.すなわち,内頸動脈を介して中大脳動脈起始部まで栓子を挿入し,1時間の局所的な脳梗塞を得た.続く,血流の再灌流24時間後の脳スライスに対してTTC染色を行うと,MCAOを施した側の脳においてTTC染色の陰性の梗塞叢が観察された.以降は,この動物モデルにおけるCNP量の定量と,GC-B受容体のアゴニスト及びアンタゴニストを用いた解析を行なっていく予定である.前年度から着手していた,マウスの中大脳動脈結紮モデルであるが,マウスの総頸,外頸,内頸動脈が非常に細く短いため,安定したモデルの確立が難しく,使用可能なモデルは未だ完成していない.ノックアウトマウスや自然発症型のGC-B機能不全マウスを用いて,CNPの機能を解析する事によって最も強いエビデンスを得られると考えられるので,脳虚血モデルの作成は継続して行なっていく必要があると考えている.そこで,本年度は同時に一過性前脳虚血モデルの作成にも着手している.このモデルにおいては,よりシンプルな手技で,脳虚血モデルが作成できることが報告されている.しかしながら,申請者の検討では同時に総頸動脈をクリップし,血流をストップさせても,神経細胞障害に左右差が観察され,未だ安定したモデルが確立されたとは言い難い.GC-Bのアンタゴニストに関しては,現在協和発酵キリン株式会社が保有する化合物の試料提供をお願いしているところである.また,申請者が分子生物学的手法を用いて独自に開発中のアンタゴニストも未だ明瞭な活性のある物質を単離できていない.一方で,in vitroの脳血管内皮細胞を用いた研究は,今年度非常に進展した.ウシ脳微小血管内皮細胞に対するCNPの効果はBBBキットでの結果を再現したのみならず,CNP特異的な受容体であるGC-B活性化後のシグナル伝達機構の一端を薬理学的に解明できたことは大きな前進であった.本細胞は,BBBキットの様に完成されたアッセイ系では無いために,細胞への遺伝子導入を行うことが可能で,強制発現やノックダウンの系を用いることによって,CNPによるBBB透過性亢進の詳細な分子メカニズムの解明が可能となった.以上の成果を総合し,達成度をやや遅れているとした.MCAOモデルラットの立ち上げは先行研究から終わっている.ラットのモデルは血液や臓器を採取する実験には適しているが,近年盛んに作成されている遺伝子ノックアウトマウスや突然変異マウスを用いた実験および全身性に薬物を投与する実験には不向きである.研究代表者の実験計画には,自然発生した不活性型のGC-B受容体を持つcn/cnマウスを用いた解析があるが,本実験を遂行するために立ち上げているMCAOモデルマウスの系は現在立ち上げ段階にある.
ビジネスルールのデータベース処理に基づく電子商取引・電子調達支援基盤

急速に普及しているネットワーク基盤を活用して,電子商取引,電子調達や電子政府の発展を進めることは,社会全体の生産性向上や経済の効率化に大きく寄与する.本研究では,電子商取引および電子政府が抱える多様な技術的課題のうち,売買契約を成立させるマーケット機能,および売買契約の履行支援の2つの研究課題に焦点をあてる.企業間電子商取引や政府の電子調達においては,購入する商品やサービスの価格面だけではなく,多様な付加価値や組合せ条件,補償条件など多様な制約を考慮する必要がある.このようなビジネスルールやロジックを計算機処理可能な言語で表現し,データベース化を行うと,オークションなどのマーケット機能や,契約履行段階でのワークフロー生成など,多様な応用が可能になる.本研究では,ウェブページに記述されている航空券やレンタカーなどの実際の商品の販売条件について,簡略化され比較的に統一された文章の自然言語で書かれていることに着目し,あらかじめ用意したテンプレートを用いてビジネスルールの論理的表現を抽出する手法を開発し,評価を行なった.また,得られたビジネスルールを動的制約データベースに蓄積し,論理的条件の照合や含意性の判定などを動的制約代数で実行する実験を行った.その際,代数質問の効率化手法の検討を行なっている.ビジネスルールの大域的特徴を把握するための視覚的インタフェースとして,動的制約表現によるビジネスルールの集合から,属性間の関連性の強さを数値化する手法を開発した.これを用いて,組み立て型パソコンなど,買い手が部品を選びながら,制約条件を満たす組み合わせ商品を作り上げるタイプの電子商取引において,各部品間の制約の関連の強さを有向グラフにより買い手に提示し,どの部品から選んでゆけば制約違反に煩わされることなく効率よく部品を選んでいくことができるかを,買い手が容易に判別できるユーザインタフェースを提案した.企業間プロセス協調として,合意事項,義務,期限や例外条項などからなる電子契約のデータベースを構築した.電子契約における義務や権利,状況成立などを規定している条項と,企業内で実行されるワークフローで対応するプロセスをリンクで対応づけることにより,電子契約の履行状況をモニタする手法を開発した.また,電子契約とワークフロー間のリンクを利用して,あるワークフローの例外処理について,関連深い電子契約や,過去のワークフロー実行例をデータベースを用いて検索する手法を開発した.急速に普及しているネットワーク基盤を活用して,電子商取引,電子調達や電子政府の発展を進めることは,社会全体の生産性向上や経済の効率化に大きく寄与する.本研究では,電子商取引および電子政府が抱える多様な技術的課題のうち,売買契約を成立させるマーケット機能,および売買契約の履行支援の2つの研究課題に焦点をあてる.企業間電子商取引や政府の電子調達においては,購入する商品やサービスの価格面だけではなく,多様な付加価値や組合せ条件,補償条件など多様な制約を考慮する必要がある.このようなビジネスルールやロジックを計算機処理可能な言語で表現し,データベース化を行うと,オークションなどのマーケット機能や,契約履行段階でのワークフロー生成など,多様な応用が可能になる.本研究では,ウェブページに記述されている航空券やレンタカーなどの実際の商品の販売条件について,簡略化され比較的に統一された文章の自然言語で書かれていることに着目し,あらかじめ用意したテンプレートを用いてビジネスルールの論理的表現を抽出する手法を開発し,評価を行なった.また,得られたビジネスルールを動的制約データベースに蓄積し,論理的条件の照合や含意性の判定などを動的制約代数で実行する実験を行った.その際,代数質問の効率化手法の検討を行なっている.ビジネスルールの大域的特徴を把握するための視覚的インタフェースとして,動的制約表現によるビジネスルールの集合から,属性間の関連性の強さを数値化する手法を開発した.これを用いて,組み立て型パソコンなど,買い手が部品を選びながら,制約条件を満たす組み合わせ商品を作り上げるタイプの電子商取引において,各部品間の制約の関連の強さを有向グラフにより買い手に提示し,どの部品から選んでゆけば制約違反に煩わされることなく効率よく部品を選んでいくことができるかを,買い手が容易に判別できるユーザインタフェースを提案した.企業間プロセス協調として,合意事項,義務,期限や例外条項などからなる電子契約のデータベースを構築した.電子契約における義務や権利,状況成立などを規定している条項と,企業内で実行されるワークフローで対応するプロセスをリンクで対応づけることにより,電子契約の履行状況をモニタする手法を開発した.また,電子契約とワークフロー間のリンクを利用して,あるワークフローの例外処理について,関連深い電子契約や,過去のワークフロー実行例をデータベースを用いて検索する手法を開発した.急速に普及しているネットワーク基盤を活用して,電子商取引,電子調達や電子政府の発展を進めることは,社会全体の生産性向上や経済の効率化に大きく寄与する.本研究では,電子商取引および電子政府が抱える多様な技術的課題のうち,売買契約を成立させるマーケット機能,および売買契約の履行支援の2つの研究課題に焦点をあてる.企業間電子商取引や政府の電子調達においては,購入する商品やサービスの価格面だけではなく,多様な付加価値や組合せ条件,補償条件など多様な制約を考慮する必要がある.このようなビジネスルールやロジックを計算機処理可能な言語で表現し,データベース化を行うと,オークションなどのマーケット機能や,契約履行段階でのワークフロー生成など,多様な応用が可能になる.研究代表者が提案した動的制約データベースはそのような枠組みの最初期の1つであり,データベースに格納されるオブジェクトに,自由なスキーマの制約(動的制約)を付加し,制約型データベース質問言語を与えたものである.本年度は,動的制約データベースを応用した新たな電子商取引システムおよび電子調達システムとして,以下の3つのテーマの研究開発を行った.・効率的な問い合わせ処理方法

動的制約代数による制約の演算に関し,制約の変数の型を利用した最適化のアルゴリズムを開発し,実装を行った.・ビジネスルールの大域的特長を把握するための視覚化インタフェースデータベースに格納されているビジネスルールを表現している動的制約について、依存関係や構造を検索して数値化し,大域的特徴を図不するアルゴリズムを開発した.・プロセス協調の進行を電子契約の内容と照らし合わせて管理する手法電子契約を実行するためのワークフローを,あらかじめ用意したテンプレートおよび電子契約の持つ制約を考慮して生成する方式を開発した.また,企業のワークフロー間で交換されるメッセージおよび電子契約における実行状況をモニタし,契約実行の各局面における責務と例外事項等を把握する方式について,対象とする電子契約の表現形式を決定し,データベースの基本設計を行った.急速に普及しているネットワーク基盤を活用して、電子商取引、電子調達や電子政府の発展を進めることは、社会全体の生産性向上や経済の効率化に大きく寄与する。本研究では、電子商取引および電子政府が抱える多様な技術的課題のうち、売買契約を成立させるマーケット機能、および売買契約の履行支援の2つの研究課題に焦点をあてる。企業間電子商取引や政府の電子調達においては、購入する商品やサービスの価格面だけではなく、多様な付加価値や組み合わせ条件、補償条件など多様な制約を考慮する必要がある。このようなビジネスルールやロジックを計算機処理可能な言語で表現し、データベース化を行うと、オークションなどのマーケット機能や、契約履行段階でのリークフロー生成など、多様な応用が可能になる。本研究では、ウェブページに記述されている航空券やレンタカーなどの実際の商品の販売条件について、簡略化され比較的に統一された文章の自然言語で書かれていることに着目し、あらかじめ用意したテンプレートを用いてビジネスルールの論理的表現を抽出する手法を開発し、評価を行なった。また、得られたビジネスルールを動的制約データベースに蓄積し、論理的条件の照合や含意性の判定などを動的制約代数で実行する実験を行った。その際、代数質問の効率化手法の検討を行なっている。ビジネスルールの大域的特徴を把握するための視覚的インタフェースとして、動的制約表現によるビジネスルールの集合から、属性間の関連性の強さを数値化する手法を開発した。これを用いて、組み立て型パソコンなど、買い手が部品を選びながら、制約条件を満たす組み合わせ商品を作り上げるタイプの電子商取引において、各部品間の制約の関連の強さを有向グラフにより買い手に提示し、どの部品から選んでゆけば制約違反に煩わされることなく効率よく部品を選んでいくことができるかを、買い手が容易に判別できるユーザインタフェースを提案した。企業間プロセス協調として、合意事項、義務、期限や例外条項などからなる電子契約のデータベースを構築した。
AdS/CFT対応によるブラックホール動力学の研究

本研究では、AdS/CFT対応を利用して、量子重力の動力学を調べることを目標としている。そのために本研究では、ラージNを必ずしも仮定しないCFTを調べ、その振る舞いから量子重力の物理を解析する。特に有限の自由度Nを持つCFTの多点相関関数を、様々な極限を取ることによって、解析的・数値的に調べる。それによって重力の量子効果を研究する。
インターネットにおける発信情報の意図理解システムに関する研究

近年のWEB技術の進展によりインターネットの普及は著しい.最近の急速なインフラ整備に伴い,ブロードバンドを利用した常時接続環境を全国民が利用する時代は近未来に迫っている.また,既に国民の1人が1台を有するほど普及した携帯電話は,その大半がインターネット接続機能を有しており,本来の機能である電話での会話より,インターネット上に展開されているサービスのほうが頻繁に利用されている.このようにインターネットが普及すると共に,インターネットは,利用者にとっては情報授受するためのシステムという利用法から,情報を発信するシステムへと移行しつつある.このような背景の中,インターネットにおける利用者の書き込み情報は,爆発的に増加している.そのため,もはや人間の目で追うことは困難な状況にある.そこで,本研究では,インターネットにおける利用者の書き込み情報における意図理解を行うシステムを構築するための基盤となる技術の研究を行った.インターネットにおける利用者の書き込み情報には,制御しなければならない情報や,有益な情報が混在しており,これらの情報を効率的かつ効果的に抽出することの社会的意義は非常に高いものである.これらの目的を実現するため,その基盤技術から応用技術まで,研究内容は広範囲に及んだ.具体的には,下記の4項目の研究分野において研究成果を出すことができた.(1)発信情報の意図理解を行うため,日本語では最も重要となる文の語尾に関する解析手法,(2)アナリストレポートやヘッドラインニュースにおける記述文章の意図理解を行い,株価動向予測への応用,(3)自動アンケート収集システムにより,情報システムにおけるサービス価値の分析研究,(4)インターネット上から効率的に情報収集を行うためのネットワーク上の情報伝播技術.近年のWEB技術の進展によりインターネットの普及は著しい.最近の急速なインフラ整備に伴い,ブロードバンドを利用した常時接続環境を全国民が利用する時代は近未来に迫っている.また,既に国民の1人が1台を有するほど普及した携帯電話は,その大半がインターネット接続機能を有しており,本来の機能である電話での会話より,インターネット上に展開されているサービスのほうが頻繁に利用されている.このようにインターネットが普及すると共に,インターネットは,利用者にとっては情報授受するためのシステムという利用法から,情報を発信するシステムへと移行しつつある.このような背景の中,インターネットにおける利用者の書き込み情報は,爆発的に増加している.そのため,もはや人間の目で追うことは困難な状況にある.そこで,本研究では,インターネットにおける利用者の書き込み情報における意図理解を行うシステムを構築するための基盤となる技術の研究を行った.インターネットにおける利用者の書き込み情報には,制御しなければならない情報や,有益な情報が混在しており,これらの情報を効率的かつ効果的に抽出することの社会的意義は非常に高いものである.これらの目的を実現するため,その基盤技術から応用技術まで,研究内容は広範囲に及んだ.具体的には,下記の4項目の研究分野において研究成果を出すことができた.(1)発信情報の意図理解を行うため,日本語では最も重要となる文の語尾に関する解析手法,(2)アナリストレポートやヘッドラインニュースにおける記述文章の意図理解を行い,株価動向予測への応用,(3)自動アンケート収集システムにより,情報システムにおけるサービス価値の分析研究,(4)インターネット上から効率的に情報収集を行うためのネットワーク上の情報伝播技術.インターネットは掲示板やブログなどの発達により,単なる情報収集の場から情報発信の場へと変貌しつつある.このような状況の中,本研究は,インターネットにおける発信情報の意図理解システムについての研究を実施した.本研究は,以下の示す3つのテーマを中心に実施し,各テーマ毎に成果を挙げた.1)携帯電話におけるメール文の感情理解携帯メールは,いまや情報発信の中心的なツールである.本研究では,短い文書が大半である携帯メール文を対象としているため,少ない情報から意図理解を行う必要があるのに対処するため,特定キーワードと前後の形態素間の2項関係により,メール文中の感情を理解することができた.2)アナリストレポートの分析株式取引における個人投資家においては,専門家が公開し,企業の業績情報などが記載されたアナリストレポートは重要な情報源である.しかし,そこに記載されている所感的な記述を理解することが,投資の可否を決める重要な要因である.本研究では,アナリストレポートに記載された意図を理解する仕組みを構築した.また結果の有効性を確認するため,実際の株式投資シミュレーションを実施し,高いリターン値を得ることを確認した.3)書込み情報の収集アルゴリズム個人の書き込み情報を効率的に収集するP2Pの配信アルゴリズムを提案した.本提案では,ネットワークをグラフに見立て,動的に変化するグラフ構造内の情報伝達経路をパーコレーションモデルにより最適化する仕組みを提案した.近年のWEB技術の進展によりインターネットの普及は著しい.最近の急速なインフラ整備に伴い,ブロードバンドを利用した常時接続環境を全国民が利用する時代は近未来に迫っている.また,既に国民の1人が1台を有するほど普及した携帯電話は,その大半がインターネット接続機能を有しており,本来の機能である電話での会話より,インターネット上に展開されているサービスのほうが頻繁に利用されている.このようにインターネットが普及すると共に,インターネットは,利用者にとっては情報授受するためのシステムという利用法から,情報を発信するシステムへと移行しつつある.このような背景の中,インターネットにおける利用者の書き込み情報は,爆発的に増加している.そのため,もはや人間の目で追うことは困難な状況にある.そこで,本研究では,インターネットにおける利用者の書き込み情報における意図理解を行うシステムを構築するための基盤となる技術の研究を行った.

インターネットにおける利用者の書き込み情報には,制御しなければならない情報や,有益な情報が混在しており,これらの情報を効率的かつ効果的に抽出することの社会的意義は非常に高いもめである.これらの目的を実現するため,その基盤技術から応用技術まで,研究内容は広範囲に及んだ.具体的には,下記の4項目の研究分野において研究成果を出すことができた.(1)発信情報の意図理解を行うため,日本語では最も重要となる文の語尾に関する解析手法,(2)アナリストレポートやヘッドラインニュースにおける記述文章の意図理解を行い,株価動向予測への応用,(3)自動アンケート収集システムにより,情報システムにおけるサービス価値の分析研究,(4)インターネット上から効率的に情報収集を行うためのネットワーク上の情報伝播技術.
c-Metによる乳癌の浸潤過程におけるArf6の活性およびArfGEFの関与

増殖因子の一つである肝細胞増殖因子受容体(c-Met)は、乳癌を含む複数の癌においてその過剰発現が認められており、c-Metの過剰発現が乳癌の転移や予後の悪化と相関することが複数報告されている。しかしながら、その詳細な分子機構に関しては未だ明らかにされていない。一方、低分子量G蛋白質Arf6はc-MetのリガンドであるHGFによって活性化されることが報告されている。Arf6が乳癌細胞の浸潤仮足に集積し、siRNAによるArf6蛋白質の発現抑制あるいはGTPaseサイクルの変異体の発現によって浸潤仮足の形成及びマトリックスの分解が抑制されるなど、乳癌細胞の浸潤過程に関与することが明らかにされている。本研究においては、HGFとc-Metによる乳癌の浸潤過程の解明のため、HGF刺激によるArf6の活性化の分子機構を明らかにすることを目的とし、研究を行った。まずその活性化因子であるGEF(guanine nucleotide exchange factor)の同定を試みた。EGFシグナルにおいては、ArfGEP100がEGFRと結合し浸潤活性に関与することを当研究室で既に報告している。そこで、ArfGEP100がHGFによる浸潤過程に関与するかを確かめるための、HGFの刺激によってArfGEP100とc-Metの相互作用が検出できるかをin vitro結合実験によって検討を行った。c-MetとArfGEP100の直接結合が検出できず、何らかのアダプター蛋白質を介して相互作用し得る可能性が非常に高いことが研究によって示唆された。
配偶システムの多様性を生み出す中枢神経調節メカニズムの解明

本年度の研究では、異なる配偶システムを示すハゼ科ベニハゼ属近縁2種(カスリモヨウベニハゼTrimma marinae、以後一夫一妻種と表記;アオギハゼTrimma caudomaculatum、以後一夫多妻種と表記)について、その配偶システムの差異と関連する脳内の形態学的差異を探索した。先行研究により、一夫一妻種の配偶システム形成には神経ペプチドの一種であるバソトシン(VT)およびイソトシン(IT)が関与することが明らかになっているため、まず、免疫組織化学染色により各種のVT、IT産生ニューロンの形態学的特徴を比較した。両種ともにVT、IT産生ニューロンの細胞体は終脳視索前野に見られたが、一夫一妻種のVT産生ニューロンは一夫多妻種と比較して視索前野の尾背側に分布する割合が高いことが明らかになった。これは、他魚種において求愛・攻撃活性の高い個体に見られる特徴として知られているため、繁殖時に一夫一妻種のみに見られる攻撃性の高さ(同性他個体に対するパートナー防衛行動)を解剖学的に説明しうる結果である。今後の展開として、現在(1)VT、ITが関与する神経回路網を探索するため、脳内に分布する各受容体(V1a1R, V1a2R, ITR)の局在の調査、(2)視索前野において細胞体分布の異なるVT産生ニューロンの神経連絡、(3)形態学的差異が見られたVT産生細胞が、繁殖行動時にどのように活動するかを調査中である。まず、VT、ITの免疫組織化学実験から配偶システムの差異に関連する形態学的差異を発見したことは、本研究の目的を達成する大きな足がかりになる。この発見に基づいて、現在進行中ではあるが以下の新たな実験系を構築することができている。まず、各種受容体の局在を調査するにあたり研究対象種特異的な抗体を用いて免疫組織化学染色を試みたが、良好な結果は得られなかった。そこで手法をin situ hybridizationに変更することで、状況改善の兆候が得られている。また、この変更によって、繁殖行動に関連すると思われる他の分子(ドーパミン受容体等)についても調査の幅を広げることができているため、進捗は良好と考えている。次に、種間に差異が見られた視索前野のVT産生ニューロンの神経連絡を詳細に調査するため、単一細胞に色素を注入するsingle cell electroporation法を取り入れた実験系を確立した。現在進行中ではあるものの、これまでにない精度で異なる領域に分布するVT、IT産生ニューロンの神経連絡を別個に調査することができている。さらに、繁殖行動の差異に寄与すると考えられるVT産生ニューロンの形態学差異を特定することができたため、繁殖行動時にそれらのニューロンの活動に種間で差異が生じているのかを、行動実験によって実証することを試みている。条件検討を重ねることで、目的に適する行動実験系を確立するめどが立っており今期の繁殖期において結果を得ることが期待できる。昨年度はこれらの新たな実験系を確立することに成功しているため、本年度の研究により本研究目的の達成に大きく近づくことが期待できる。昨年度は新たな実験系を複数構築することに成功しているため、本年度はそれら各実験系を完成させ詳細な結果を得ることを目指す。それにより、VT、ITに関連した種間の差異を詳細に比較し、加えて繁殖行動や配偶システムの形成に関連すると考えられる他の分子についても幅を広げて比較調査を行う。具体的には、まず(1)VT受容体(V1a1、V1a2)およびIT受容体(ITR)の脳内での局在を明らかにする。in situ hybridizationを行う実験環境を整備できたため、同様の手法によって他の繁殖行動・社会行動に関与する分子(ドーパミンD2a受容体など)についても利用可能になった。これらを用いて、配偶システムの差異を生みだす神経回路網の差異に迫る。次に(2)VT産生ニューロンの神経連絡をsingle cell electroporation法によって詳細に記述する。視索前野内の異なる領域に分布するVT産生ニューロンが異なる社会行動に関与することはいくつかの魚種において知られているが、それがどのような神経連絡の違いに由来するのかは明らかになっていない。本研究ではsingle cell electroporation法によって各領域に分布する細胞体ごとにその神経突起を可視化することに成功しているため、本年度のさらなる実験によって各細胞の神経連絡を詳細に記述することを目指す。また、配偶システムの差異に関連すると予想されるVT産生ニューロンの形態学的差異を明らかにしたため(3)繁殖行動時においてこれらのニューロン活性にどのような差異があるのかを行動実験を交えて解明する。具体的には、各種の繁殖行動を実験室内で再現し、神経活動マーカーとして近年利用されているpS6リボソームタンパク質に注目してその神経活動の差異を比較する。これらの手法の有効性については既に検証しているため、本年度の結果が期待できる。両種ともにVT、IT産生ニューロンの細胞体は終脳視

索前野に見られたが、一夫一妻種のVT産生ニューロンは一夫多妻種と比較して視索前野の尾背側に分布する割合が高いことが明らかになった。これは、他魚種において求愛・攻撃活性の高い個体に見られる特徴として知られているため、繁殖時に一夫一妻種のみに見られる攻撃性の高さ(同性他個体に対するパートナー防衛行動)を解剖学的に説明しうる結果である。今後の展開として、現在(1)VT、ITが関与する神経回路網を探索するため、脳内に分布する各受容体(V1a1R, V1a2R, ITR)の局在の調査、(2)視索前野において細胞体分布の異なるVT産生ニューロンの神経連絡、(3)形態学的差異が見られたVT産生細胞が、繁殖行動時にどのように活動するかを調査中である。まず、VT、ITの免疫組織化学実験から配偶システムの差異に関連する形態学的差異を発見したことは、本研究の目的を達成する大きな足がかりになる。この発見に基づいて、現在進行中ではあるが以下の新たな実験系を構築することができている。まず、各種受容体の局在を調査するにあたり研究対象種特異的な抗体を用いて免疫組織化学染色を試みたが、良好な結果は得られなかった。そこで手法をin situ hybridizationに変更することで、状況改善の兆候が得られている。また、この変更によって、繁殖行動に関連すると思われる他の分子(ドーパミン受容体等)についても調査の幅を広げることができているため、進捗は良好と考えている。次に、種間に差異が見られた視索前野のVT産生ニューロンの神経連絡を詳細に調査するため、単一細胞に色素を注入するsingle cell electroporation法を取り入れた実験系を確立した。現在進行中ではあるものの、これまでにない精度で異なる領域に分布するVT、IT産生ニューロンの神経連絡を別個に調査することができている。さらに、繁殖行動の差異に寄与すると考えられるVT産生ニューロンの形態学差異を特定することができたため、繁殖行動時にそれらのニューロンの活動に種間で差異が生じているのかを、行動実験によって実証することを試みている。条件検討を重ねることで、目的に適する行動実験系を確立するめどが立っており今期の繁殖期において結果を得ることが期待できる。昨年度はこれらの新たな実験系を確立することに成功しているため、本年度の研究により本研究目的の達成に大きく近づくことが期待できる。昨年度は新たな実験系を複数構築することに成功しているため、本年度はそれら各実験系を完成させ詳細な結果を得ることを目指す。それにより、VT、ITに関連した種間の差異を詳細に比較し、加えて繁殖行動や配偶システムの形成に関連すると考えられる他の分子についても幅を広げて比較調査を行う。具体的には、まず(1)VT受容体(V1a1、V1a2)およびIT受容体(ITR)の脳内での局在を明らかにする。in situ hybridizationを行う実験環境を整備できたため、同様の手法によって他の繁殖行動・社会行動に関与する分子(ドーパミンD2a受容体など)についても利用可能になった。これらを用いて、配偶システムの差異を生みだす神経回路網の差異に迫る。
電界を利用した超広帯域高電圧測定システムの研究

前年度に設計・製作した、電界の直接計測による方式の1MV級プロトタイプ分圧器を一部に用いた高電圧測定システムの分圧比、応答特性の測定を実施した。一般に、高インピーダンスの分圧器の分圧比を、分圧器の要素ごとのインピーダンスを低周波数の交流で測定することを通じて精密に算出することは、測定用リ-ド線の有する漂遊容量の影響を受けるために容易ではない。高精度の3次元電界計算と、低電圧アームのインピーダンスの実測を併用すれば、比較測定によらずに分圧比を推定することは実用上可能になると思われる。今回は、低インピーダンス分圧器との比較測定により、分圧比を決定した。測定された直角波応答特性は、制動抵抗200Ωのもとで応答時間5.5ns整定時間75nsと、最高性能の分圧器と同等の性能を示し、かつ高入力インピーダンスの分圧器としては、従来にない帯域の広さを持つことが実証された。これらは1994年11月に制定された高電圧測定に関するIEC新規格において、標準測定システムのうち、最も高性能のものに要求される性能を十分に上回っている。この方式の高電圧測定システムは、周囲の物体の存在により電界が乱されると、分圧比に影響が出てくるのが問題である。この影響を電界計算、および実験によって評価した。IEC新規格では、最高性能の標準分圧器の精度として±0.5%を要求している。今回の評価で、分圧器と被測定部分をつなぐリ-ド線の高さは測定精度にあまり影響しないことが分かった。また、今回製作した1MV級システムでは、インパルス電圧発生装置や高電圧のかかる物体からは7m以上、接地された物体や壁からは4m以上離せば高精度を維持できることが分かった。これらの条件は、大型の高電圧実験室ならば十分に実現できるので、今回設計・製作したシステムの実用性が確かめられた。電界を直接計測する方式の1MV級超広帯域分圧器を設計、試作した。この分圧器は1mの間隔を隔てた平板電極が向かい合った形状をしている。上側電極に被測定高電圧を印加して電極間に印加電圧に比例した電界を発生させ、それを下側電極中央部に埋め込んだ平板形静電アンテナで電圧信号に変換し、下側電極直下のシールドボックス内の10ビットディジタイザで直ちにディジタル化する。ディジタイザの制御は外部からディジタル光リンクを通して行い、得られたデータも同様にディジタル伝送する方式とした。上記の分圧器の電極形状を決定するに先立ち、周囲の障害物が下側平板中央の電界を乱す度合いを静電界解析によって評価し、それにもとづいて、障害物の影響を受けにくいよう電極形状を決定した。広帯域静電アンテナには、経時変化の観点を重視して、心臓部に高周波特性のやや悪いキャパシタを使用することにしたため、商用周波数電界からさい断波雷インパルス領域までを2つの帯域に分割して扱った。その結果、静電アンテナとしては、0.8Hzから40MHzまでの帯域のものが実現された。以上の個々の要素をシステムとして組み立てると、総合特性は当然、単独の時よりも悪化する。それでも標準的な測定回路でシステムの応答時間を測定したところ、56nsという、これまでに低インピーダンスの抵抗分圧器で実現された最高性能のものに匹敵する数値が得られた。言うまでもなく、新たに試作した分圧器の入力

インピーダンスは僅か数pFと極めて高いのが、従来の高性能分圧器と異なる大きな特徴である。電界を利用した分圧器の弱点は、周囲の障害物により、精度が影響され易いことである。その程度を実験的に調べた結果、高さ約2mの今回試作した分圧器から障害物を7m以上離せば、±0.5%の精度を維持できることがわかった。以上の成果の一部は、1993年8月の国際会議(高電圧工学国際会議、横浜)で発表した。前年度に設計・製作した、電界の直接計測による方式の1MV級プロトタイプ分圧器を一部に用いた高電圧測定システムの分圧比、応答特性の測定を実施した。一般に、高インピーダンスの分圧器の分圧比を、分圧器の要素ごとのインピーダンスを低周波数の交流で測定することを通じて精密に算出することは、測定用リ-ド線の有する漂遊容量の影響を受けるために容易ではない。高精度の3次元電界計算と、低電圧アームのインピーダンスの実測を併用すれば、比較測定によらずに分圧比を推定することは実用上可能になると思われる。今回は、低インピーダンス分圧器との比較測定により、分圧比を決定した。測定された直角波応答特性は、制動抵抗200Ωのもとで応答時間5.5ns、整定時間75nsと、最高性能の分圧器と同等の性能を示し、かつ高入力インピーダンスの分圧器としては、従来にない帯域の広さを持つことが実証された。これらは1994年11月に制定された高電圧測定に関するIEC新規格において、標準測定システムのうち、最も高性能のものに要求される性能を十分に上回っている。この方式の高電圧測定システムは、周囲の物体の存在により電界が乱されると、分圧比に影響が出てくるのが問題である。この影響を電界計算、および実験によって評価した。IEC新規格では、最高性能の標準分圧器の精度として±0.5%を要求している。今回の評価で、分圧器と被測定部分をつなぐリ-ド線の高さは測定精度にあまり影響しないことが分かった。また、今回製作した1MV級システムでは、インパルス電圧発生装置や高電圧のかかる物体からは7m以上、接地された物体や壁からは4m以上離せば高精度を維持できることが分かった。これらの条件は、大型の高電圧実験室ならば十分に実現できるので、今回設計・製作したシステムの実用性が確かめられた。