hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重大インシデント回避のための航空管制英語の研究

航空管制は英語で行われるが、英語を母国語とする操縦士が日本の管制圏に入ってきた場合、あるいは日本人操縦士が英語を母国語とする国の管制圏に入っていった場合、日本人管制官や操縦士は母国話者の発する通話を必ずしも正確に聞き取れるわけではない。我々はこの現象を解明するために、主として現役の国際線操縦士及び管制官を被験者として現場でのリスニング状況を確認する実験を行った。33名の被験者に協力をお願いして管制通話の聞き取り実験を行った。日常的な通話から非常事態時の通話など8種類に渡る素材を用いて実験を行った。そして多くの被験者に共通するリスニングエラーの箇所を特定し、その原因を考察した。日本人操縦士や管制官は(1)リスニングのどこにつまずいているのか。そして(2)それはどのような原因によるものなのか。これが我々の研究課題であるが、まず(1)の問題点を探るところから研究活動を開始した。行ったのは、操縦士や管制官の人たちが、聞き取りエラーを起こす箇所、まったく聞き取れない箇所、などを探し出すリスニング実験システムの構築である。リスニング実験システムは大きくわけてふたつの部分からなる。ひとつは聞き取りエラーや聞き取り不能の箇所を探し出す仕組み(A)、そしてそれを被験者に提供する仕組み(B)である。(A)の仕組みのために実際の航空管制の音声を用いながらフラッシュを用いて収集プログラムを作成した。(B)の部分は(A)の仕組みを被験者に提供しデーターを収集する機能であるが、被験者は現役の操縦士や管制官が主な人たちであるため、仕事のシフトなどの事情から一同に集めてという実験は期待できない。そこで忙しい時間の合間にでも実験参加が可能なオンライン式の実験システムを作ることに努めた。「いつでもどこからでも」実験可能なシステムである。(B)の部分は比較的短時間で完成したが、(A)の部分に想像以上の時間を要し、安定したシステムが完成したのは平成25年の10月から11月にかけてであった。完成後、ただちに被験者を募集し、25年度末の時点で20名の被験者による実験を終えている。この数字は当初予定していた被験者数よりも少ないために被験者募集と実験は引き続き行っていく。航空管制の通話において、英語の母語話者を通話相手とする時、日本人管制官と操縦士のリスニング精度が低下する。我々はその原因を探っているが、音のdecoding skillに原因があると推測させるに充分な現象が多々存在する。そこで我々はdecoding skillの実態を調査するために現役(退役でも可とする)操縦士や管制官を被験者にしてリスニング実験を試みている。総数で30名の被験者を予定していたが、実験参加を承諾してくれる被験者が思ったようには集まらず前年度は20名にとどまってしまった。本年度はさらに募集を拡大し13名の被験者を追加することができ予定していた被験者数を満たすことができた。全被験者に対する実験もすべて無事に終了している。本年度は、こうして得た実験データを分析するコンピュータープログラムを作成した。8種類の実験を行っており、それぞれに対応したプログラムが必要であるため作成したプログラムも8種類に及んでいる。このプログラムにより日本人操縦士や管制官のdecodingの問題箇所を視覚的に示すことができ、今後の分析作業に活用する予定である。我々の課題は、日本人操縦士や管制官は、(1)航空管制の英語においてどの部分に問題を抱えているのか。(2)それはどのような原因によるものなのかを探ることである。(1)のために、現役として働く操縦士や管制官を対象としてリスニング実験を行うべくリスニングシステムの構築からスタートし、このシステムは平成25年の10月に完成した。25年度末から被験者の募集を開始し、25年度は20名、26年度は13名の被験者を得ることができた。同時にリスニング実験も開始した。リスニング実験は実際の航空管制の通話を聞き取る形で行い、日常的な通話、非常事態の通話など被験者ひとりあたり8種類のパターンのリスニングを行った。被験者は2名を除き現役の方々であり、実験のための時間がなかなかとれず、全員がリスニング実験を終えすべてのデータが揃ったのは平成26年の末であった。実験結果の解析は平成27年の初頭から開始し、分析の結果、日本人操縦士や管制官のリスンニングエラーを起こす箇所がある程度見えてきた。その中で特徴的なのは、リスニングエラーの原因を日本人側のリスニング能力の欠如に求めるよりも、むしろ母語話者の口語音の崩れに求めた方が合理的ではないかという点である。母語話者の口語音の崩れが大きく、それが日本人操縦士や管制官を大きく混乱させていると考えられる。母語話者の口語音の崩れは今後の研究に引き継いでいくが、リスニングエラーに対する新たな知見を得られたと考えている。これらの分析結果は平成27年の8月にFLEAT6(ハーバード大学)において発表した。

日常的な通話から非常事態時の通話など8種類に渡る素材を用いて実験を行った。そして多くの被験者に共通するリスニングエラーの箇所を特定し、その原因を考察した。リスニング実験は被験者ひとりにつき8種類行った。33人の被験者では合計264種類となる。実験結果のデータはすべて音の位置データとして記録されている。解析をするには、このデータを用いるわけであるが、非常に扱いにくく手間が掛かりすぎることが判明した。そこで実験の結果を全体的にかつ視覚的に表示させるコンピュータープログラムの開発を決めた。この開発は当初の予定にはなく、開発に要した時間だけ計画がずれることとなった。プログラムの数は8種類。かつ位置データを入力する作業が必要となり、入力作業用のプログラム開発と合わせて、結局約3ヶ月4ヶ月程度の遅れが生じている。計画外のプログラム開発を決定したことで予定がずれ込むことは分かっていたので、作成するプログラムに優先順位を設け、より重要度の高い実験プログラムから作成を開始した。出来上がった順から解析に回すためである。ノウハウがないため一つ目のプログラム完成までには時間を要したが、2つ目以降からは開発速度が上がっている。現在ではすべてのプログラムは完成しており、解析を行っている最中である。英語教育予定外のコンピュータープログラム開発を行ったため解析の開始時期が若干遅くなったが、実験データを視覚的に表示するプログラムのお陰で分析対象を絞り込むことが容易になった。解析時間を短縮することができ、開始の遅れは取り戻せるであろう。このプログラムを活用して昨年度末から進めてきたリスニングエラーの解析を本年度も引き続き行っていく。リスニングエラーは発音の多様性にも影響を受けていると考えられ、実験結果から明らかになったリスニングの問題箇所の発音多様性も探っていく。中間報告として米国にて学会発表を予定している。「いつでもどこからでも」の実験システムを作り上げたつもりであったが、いざ実験を開始してみると、被験者によって実験システムが動作する場合と動作しない場があることが報告された。動作しない被験者に問い合せて調べてみると原因は被験者のPC環境の古さにあると考えられた。多くが一世代前のPCであった。動作しない被験者の数は意外に多く、被験者を集めるのが難しい状況を考えると、その数は無視できない。そこで古いPC環境でも動作するよう試験システムそのものを作り直した。こうした作業により実験が中断した時期があり実験は予定よりも遅れている。しかし、遅れてはいるものの懸念するほどの遅れでもなく研究活動に支障を起こすものではない。2014年に米国にて開催される学会に参加予定であった。しかしこの学会の開催が2015年に変更となったために、2014年度に予定していた旅費が未使用となった。また予定外のコンピュータープログラム開発を行ったため謝金が必要となった。これら予定外の事項の差額が次年度使用額とした残ったものである。実験の遅れを取り戻すべく、追加の実験を26年度の4月から6月で行い、予定の被験者数を確保する。
ブロック共重合体溶液の超高次構造形成過程に関する時間分割光散乱法の開発研究

時間分割光散乱測定システムは次の5項目、即ち(1)試料セルをにらんで角度8゚から150゚の間に30個の測光窓を側壁に取付けた試料バスを製作したこと;(2)この測光窓から望む散乱体積を2枚の幅0.3mmのスリット系で規定する受光部を製作したこと;(3)この散乱体積から得られる各角度、同時刻での散乱光量を800μmφの光ファイバ30本によってインテンシファィヤの表面に送伝し、増幅し、これと密着する一次元光検出イメージセンサの512チャンネル上に蓄積する受光部システムを製作したこと;(4)センサ上の各チャンネル光量を高速AD変換器で掃引し、この光量を直接記憶受理領域に収納すること、更に、同様の操作を連続して繰り返す制御回路を製作したこと;(5)記憶されたデータをコンピュータで処理できるよう周辺機器システムを整備したことによって完成された。この測定システムは最高速測光速度1ミリ秒、時間分割速度3ミリ秒、分割回数100回で稼動できる。しかし、表題の共重合体溶液系を測定する場合には、安定したデータを得るために、上記の測光速度を12ミリ秒に遅くしなければならなかった。スチレン・ブタジエンジブロック共重合体-n・デカンの15ωt%溶液に本測定装置を適用し、超高次構造形成過程に関する時間分割光散乱測定を行った結果、(1)構造形成は極めて長時間にわたって成長して行くこと;(2)形成された超高次構造は僅かの熱的乱れによって急激にその秩序性を失うことが判明した。今後の研究テーマとして、(1)既述の濃厚溶液系におけるより詳細な構造形成過程の追跡、(2)混合溶媒系の特定混合比で発現するミクロ相分離構造の形成過程を、混合比を瞬時に変化させる溶媒ジャンプ法で追跡すること、(3)イオン性高分子鎖を一部に有する共重合体にPH、溶媒、温度ジャンプを与え、その時のミクロ相分離構造形成過程を追跡することが考えられる。1.本年度の実施計画1「時間分割光散乱法測定システムの組み立て」は以下のように大略完了した。即ち、(1)側壁に光ファイバ挿入用の小孔を穿った試料セル室として真鍮製内径120mmφ、恒温水循環方式のセル室を製作した。(2)セル室で観測した各角度での散乱光強度を光ファイバ(400μmφ)により光増幅インテンシファイヤに送りこみ、最高【10^4】倍に増幅した後、インテンシファイヤと密着した一次元光検出イメージセンサー(512チャンネル、受光面【2.5^H】×【28^W】mmの石英窓)の10チャンネル部分に記憶させることができた。(3)インテンシファイヤの使用により未使用時の【10^3】倍の感度を得た。この結果、純溶媒ベンゼンによる角度90°方向の散乱強度は通常のホトンカウンティング用光電子増倍管で得られる値の1/31/2を示し、この検出器が本研究の遂行に必要な性能を備えていることを保証した。(4)高速制御回路には1チャンネル当りのスキャンクロック2μ秒、AD変換速度2μ秒、AD変換分解能12ビットのものを使用した。これにより、512チャンネルに蓄えられた512個の光量値を1掃引当り1ミリ秒(最高)の速度で直接記憶領域(DMA)の1512番地に収納することができた。この結果は超高次構造の形成過程が1ミリ秒刻みで追跡できることを保証する。

(5)DMAからのデータ取り出し、データ処理は10MHzクロック、16ビットCPUのマイクロコンピュータ(容量512KB)と【10^3】KB容量のフロッピーディスク2台の組み合わせで実施できた。サンプリングプログラムも完成し、高速で大容量のデータ処理が可能になった。2.上記の組み立てはベンゼンを用いた散乱強度の体積補正実験の終了で完了する。これは計測回路・制御システムの検定(計画3)作業の完了をも意味する。現在はこの作業の途中にある。この作業終了次第、ブロック共重合体溶液を調整し(計画2)、目的とする超高次構造形成過程の追跡(計画4)を試みる。
分子集合体を鋳型とするナノ・メゾスケールの高次構造材料形成機構

1.ナノ単位組織の形成機構の解明1-1シリカナノ組織の形成機構:シリカナノ組織の形成については、pH変化に伴う組織形態の変化に焦点を当て、ラウリルアミン塩酸塩水溶液のpH変化による組織変化について研究し、次の結果を得た。1<pH<7の酸性領域では、シリカナノチューブが形成される。pH7ではエアロゲル状組織が、pH1011.5の狭いpH領域でのみヘキサゴナルアレイやジャイロイドと言った高次構造秩序相が形成された。pH13では反応液は二液相となり、固体材料は得られなかった。それぞれの形成過程について考察を行った。1-2チタニアナノチューブの形成機構:チタニア源としてテトライソプロピルオルトチタネートを用い、反応速度を調節するためにアセチルアセトンで修飾し、ラウリルアミン塩酸塩水溶液と混合してチタニアナノ組織の形成を行い、チタニアナノチューブの合成に成功した。チタニアナノチューブの著しい特徴として、TEM像と電子線回折によりナノチューブがアナターゼの単結晶構造をもつことを明確にでき、また、非常に高い光触媒活性を持つことが実証できた。2.シリカナノ組織の高次構造形成機構の解明pH1011の狭いpH領域でのみ秩序構造相が形成されたことに着目し、pH変化に伴う関与する化学種の水相・油相間の分配平衡関係について研究し、水相・油相間の液液界面が秩序構造形成に重要な役割をもつとの推論を得た。これに基づき、種々の組成、接触方法を用いて液液界面における構造形成を研究し、液液界面の存在が高次構造形成には必須であることを見出した。更に、数分で完了する秩序構造形成過程を、Spring 8の高輝度X線を用いて秒刻みでSAXSを測定し、液液界面にまず円筒が形成され、それらが集積して秩序構造を液液界面に形成することが明らかとなった。交付申請書に従って報告する。pH7ではエアロゲル状組織が、pH1011の狭いpH領域でのみヘキサゴナルアレイやジャイロイドと言った高次構造秩序相が形成された。1-2チタニアナノチューブの形成機構:チタニア源としてテトライソプロピルオルトチタネートを用い、反応速度を調節する目的でアセチルアセトンで修飾し、ラウリルアミン塩酸塩水溶液と混合してチタニアナノ組織の形成を行い、チタニアナノチューブの合成に成功した。チタニアナノチューブの著しい特徴として、TEM像と電子線回折によりナノチューブがアナターゼ結晶構造をもつことを明確にでき、また、非常に高い光触媒活性を持つことが実証できた。2シリカナノ組織の高次構造形成機構の解明pH1011の狭いpH領域でのみ秩序構造相が形成されたことに着目し、pH変化に伴う関与する化学種の水相・油相間の分配平衡関係について研究し、水相・油相間の液液界面が秩序構造形成に重要な役割をもつとの推論を得た。

これに基づき、種々の組成、接触方法を用いて液液界面における構造形成を研究し、液液界面の存在が高次構造形成には必須であることを見出した。交付申請書に従って報告する。1.ナノ単位組織の形成機構の解明1-1シリカナノ組織の形成機構:シリカナノ組織の形成については、pH並びに組成変化に伴う組織形態の変化について研究し、ナノ構造体の形態が金属アルコキシドの界面活性剤の複合体を鋳型として多様に変化することを見出した。特に、pH1011の狭いpH領域でのみヘキサゴナルアレイやジャイロイドと言った高次構造秩序相が形成された。1-2チタニアナノチューブの形成機構:チタニアナノチューブの著しい特徴として、TEM像・結晶の格子像と電子線回折によりナノチューブがアナターゼ結晶構造をもつ単結晶であることを明確にでき、また、非常に高い光触媒活性を持つことが実証できた。チタニアナノチューブはアモルファスとして鋳型機構で形成されるが、結晶化が進むにつれてポアサイズが大きくなることが分った。2シリカナノ組織の高次構造形成機構の解明秩序構造相が形成されるpH1011の条件で、種々の組成、接触方法を用いて液液界面における構造形成を研究し、液液界面の存在が高次構造形成には必須であることを見出した。更に、このpH条件で数分で完了する秩序構造形成過程を、SPring8の高輝度X線を用いて数秒刻みでSAXSを測定し、液液界面にまず円筒構造が形成され、それらが集積して秩序構造を液液界面で形成することが明らかとなった。3非平衡開放系でのパターン形成現象を利用した材料作成界面活性剤単分子膜下での構造形成のための基礎実験で、興味ある界面活性剤吸着油水界面の動的挙動を見出し、構造形成のための基礎を築いた。
セラミック材料の強度と疲労に関する研究

セラミックス材料の強度と応力腐食を支配する粒界の挙動を解明するために、粒界の構造と類似の非晶質について研究を進め、次のような成果を得た。(1)【Si_3】【N_4】などの非酸化物の焼結助剤として用いられる希土類高融点酸化物を多量に含む系のガラス化領域を調べ、共晶組成で非晶質化し易いこととその理由を明らかにするとともに、変形温度、結晶化温度等を調べた。(2)【Si_3】【N_4】-Si【O_2】-CaO系ガラスを作成し、Si【O_2】を【Si_3】【N_4】で置換することにより、粘度が上昇し、ガラス化が容易になること、密度、ガラス転移温度、ビッカース硬度は窒素含有量の増加に伴って増大すること、熱膨張率は低下することを明らかにした。(3)アルカリ含有量の少ないガラス中で、酸化鉄を多量に含むガラスは比較的低温でガラス化が可能であり、結晶化も可能であることを明らかにし、ガラス化領域と化学耐久性の関連やガラス構造について調べた。(4)通常の状態ではガラス化しない組成も、特殊な条件、例えば、粒界のような条件になると非晶質化が可能となるので、スパッタ法により従来のガラス化領域を越える組成、例えば、Ti【O_2】-Si【O_2】、Zr【O_2】-Si【O_2】、【Al_2】【O_3】-Si【O_2】などの系の非晶質膜を作成し、陽イオンの配位数などの構造と物性について調べ、結晶から予想されない配位数を取る場合があることを見出した。(5)無機ガラスを対象として、原子間結合力を実験的に求める方法を確立し、複雑な組成と構造を持つ無機材料の強度および応力腐食反応を取り扱うために不可欠な化学結合力を系統的に評価した。(6)非晶質の弾性定数と破壊靭性について、化学組成、配位数、結晶化、塑性変形、不均質性などの影響を実験値をもとに調べ、強靭性化には弾性定数をあまり変えずに表面エネルギーを大きくできる転移現象などの特殊条件が必要なことを明らかにした。さらに応力腐食特性を弾塑性との関連で知るために、低速負似条件下における実験データを得た。
森林のガス交換を制御する樹体内の水分生理メカニズムの解明

今年度は、ヒノキ成木の貯留・通水特性を評価することを目的として、樹体各部の樹液流速度および水輸送の駆動力となる水ポテンシャルの観測を行った。調査対象は、滋賀県南部の桐生水文試験地に生育する約60年生のヒノキ個体(樹高約23 m)とした。幹下部(1 m)、幹上部(20 m)および枝(20 m)において、サイクロメータにより水ポテンシャルを測定するとともに、グラニエ法により樹液流速度を測定した。ヒノキ幹上部の水ポテンシャルおよび樹液流速度は、朝方に幹下部に先駆けて変動し始め、夕方は幹下部より早く停止した。また、渦相関法により測定された森林全体の蒸発散速度は、幹上部の水ポテンシャルおよび樹液流速度の変動と比較して、朝方の蒸発散速度の上昇および夕方の低下の方が早く起こっていた。すなわち、ヒノキでは夕方の蒸散停止後に幹および葉に水分を貯留し、翌朝は土壌からの吸水を行う前に樹体内の水分を利用していることが分かった。また、低温、乾燥および冬季の土壌凍結など厳しい環境ストレスに曝されている高標高に生育する樹種の水利用特性を明らかにするため、北アルプスに位置する乗鞍岳において、標高2,500 mの森林限界に優占する落葉広葉樹(ナナカマド、ダケカンバ)と常緑針葉樹(オオシラビソ、ハイマツ)を対象に、夏季の葉および根の炭素・水利用様式を調べた。その結果、各樹種の生理特性には違いが見られ、1ナナカマドはもっとも水ストレスの影響を受けており耐乾性を高めている、2ダケカンバは土壌ー葉間の通水性が高いため高い光合成・蒸散速度を維持できる、3オオシラビソは水利用効率を高めて光合成を維持し、また樹体内貯留水を利用して蒸散要求のインバランスを調節している、4ハイマツは失水に強く貯水性の高い葉を持ち、土壌ー葉間の通水性が高いことから、安定した光合成維持と脱水維持を実現している、といったことが分かった。今年度は、滋賀県の桐生水文試験地に生育する60年生ヒノキ個体を対象に、樹体内の貯留・通水特性の実態解明を目指して、樹液流速度と水ポテンシャルの季節を通じた測定を行った。結果として、ヒノキでは夕方の蒸散停止後に幹および葉に水分を貯留し、翌朝は土壌からの吸水を行う前に樹体内の水分を利用していることが明らかになった。これは、従来概念的にしか扱われてこなかった樹体内貯留水の定量的評価に結びつく非常に独創的な成果であり、水文・水資源学会や日本生態学会での発表においても大きな反響を得た。現在、論文の投稿準備も進めているところである。またこのほかにも、北アルプスの乗鞍岳において、標高2,500 mの森林限界に優占する落葉広葉樹と常緑針葉樹を対象に、夏季の葉および根の炭素・水利用様式を調べ、樹種による生理特性の違いを明らかにしており、期待通りに研究が進展している。桐生水文試験地のヒノキについては、樹体各部の貯留量の蒸散への寄与度を、土壌水分センサを用いて測定した幹含水量の変化から推定する。また、飽差など周囲の環境条件と貯留量の季節変化との関係を調べることにより、ヒノキの水利用特性に関してさらに考察する。そして、貯留を考慮した土壌ー植物ー大気連続系(SPAC)モデルの構築を目指す。さらに、同じ桐生水文試験地内に生育している約100年生のヒノキ個体についても、同様に樹体各部の樹液流速度および水ポテンシャル観測を開始しており、樹齢による水輸送特性の違いについても明らかにする予定である。北アルプスの乗鞍岳においては、標高経度に沿って、地上部(葉)と地下部(根)の炭素・水利用様式を明らかにすることにより、厳しい環境ストレスに対する樹木の適応性と温暖化に対する脆弱性を評価する予定である。

その結果、各樹種の生理特性には違いが見られ、1ナナカマドはもっとも水ストレスの影響を受けており耐乾性を高めている、2ダケカンバは土壌ー葉間の通水性が高いため高い光合成・蒸散速度を維持できる、3オオシラビソは水利用効率を高めて光合成を維持し、また樹体内貯留水を利用して蒸散要求のインバランスを調節している、4ハイマツは失水に強く貯水性の高い葉を持ち、土壌ー葉間の通水性が高いことから、安定した光合成維持と脱水維持を実現している、といったことが分かった。今年度は、滋賀県の桐生水文試験地に生育する60年生ヒノキ個体を対象に、樹体内の貯留・通水特性の実態解明を目指して、樹液流速度と水ポテンシャルの季節を通じた測定を行った。結果として、ヒノキでは夕方の蒸散停止後に幹および葉に水分を貯留し、翌朝は土壌からの吸水を行う前に樹体内の水分を利用していることが明らかになった。これは、従来概念的にしか扱われてこなかった樹体内貯留水の定量的評価に結びつく非常に独創的な成果であり、水文・水資源学会や日本生態学会での発表においても大きな反響を得た。現在、論文の投稿準備も進めているところである。またこのほかにも、北アルプスの乗鞍岳において、標高2,500 mの森林限界に優占する落葉広葉樹と常緑針葉樹を対象に、夏季の葉および根の炭素・水利用様式を調べ、樹種による生理特性の違いを明らかにしており、期待通りに研究が進展している。桐生水文試験地のヒノキについては、樹体各部の貯留量の蒸散への寄与度を、土壌水分センサを用いて測定した幹含水量の変化から推定する。また、飽差など周囲の環境条件と貯留量の季節変化との関係を調べることにより、ヒノキの水利用特性に関してさらに考察する。そして、貯留を考慮した土壌ー植物ー大気連続系(SPAC)モデルの構築を目指す。さらに、同じ桐生水文試験地内に生育している約100年生のヒノキ個体についても、同様に樹体各部の樹液流速度および水ポテンシャル観測を開始しており、樹齢による水輸送特性の違いについても明らかにする予定である。北アルプスの乗鞍岳においては、標高経度に沿って、地上部(葉)と地下部(根)の炭素・水利用様式を明らかにすることにより、厳しい環境ストレスに対する樹木の適応性と温暖化に対する脆弱性を評価する予定である。
脱抗生物質を目指した生薬の歯周疾患に対する局所応用

近年,歯周疾患の局所治療として抗生物質を用いたドラッグデリバリーシステム(D.D.S.)が盛んに用いられてきているが,社会的にも問題になったMRSAはじめ耐性菌などの問題もあり,抗生物質を用いないD.D.S.の必要性を報告者は長く訴えてきた。そのような観点から,抗生物質のような副作用の少ない中医薬に注目し,る生薬を成人性歯周炎の抗炎症局所治療薬として臨床応用を試みたところ,金銀花・連翹混合煎剤が,歯周疾患の臨床パラメーターである歯肉溝滲出液量,およびプロービング時の出血を有意に抑制することが分かった。そこで,この中医薬のもつ抗炎症効果のメカニズムをin vitroから検索するために,近年,歯周疾患の成立に関与すると言われてきている単球特異的走化性因子であるMCP-1を指標として用い,金銀花の抽出液が,ヒト歯肉線維芽細胞で炎症性サイトカインにより誘導されるMCP-1の遺伝子産物の産生,および遺伝子発現を抑制するか否かについて検討を行った。その結果,金銀花抽出液1オg/mlの濃度でMCP-1の遺伝子発現,ならびにその遺伝子産物の産生を抑制した。また,同様にIL-6遺伝子発現も抑制した。このことから,金銀花抽出液にはMCP-1およびIL-6の遺伝子発現を押さえ歯周組織局所でのサイトカインネットワークの乱れを押さえることにより抗炎症効果を発揮するものと考えられた。同様の方法で連翹および金銀花と連翹の相互作用について検討を行っている。今後,歯周疾患に対する抗炎症効果が期待できる他の生薬についてもin vivo,in vitroを含む詳細な検討を行って中医薬による歯周疾患に対するD.D.S.近年,歯周疾患の局所治療として抗生物質を用いたドラッグデリバリーシステム(D.D.S.)が盛んに用いられてきているが,社会的にも問題になったMRSAはじめ耐性菌などの問題もあり,抗生物質を用いないD.D.S.の必要性を報告者は長く訴えてきた。今後,歯周疾患に対する抗炎症効果が期待できる他の生薬についてもin vivo,in vitroを含む詳細な検討を行って中医薬による歯周疾患に対するD.D.S.
上皮細胞の分化過程における低出力レーザー照射の影響-細胞内Ca^<2+>の動態とcytokeratin,involucrineの遺伝子発現-

上皮細胞の分化過程における低出力レーザー照射の影響を明らかにする目的で、正常ヒト表皮角化細胞(NHEK)と低出力レーザー装置(Trinple D;ヨシダ)を用い、ELISA法、共焦点レーザー顕微鏡(LCSM)およびTEMにて検索を行った。その結果、レーザー照射後の培地中のEGFについては消費量の低下、TGF-αは産生促進が認められた。さらにinvolucrin、cytokeratinについては、レーザー照射後4日目より、照射群と非照射群に明らかな差が生じ、DNA発現量についても、照射後2日目には増加が認められた。一方、今回の実験系ではcontrolを含め、amphiregulinの測定は不可能であった。LCSMによる検索では、レーザー照射群においてEGF-receptor量が増加する傾向にあり、Ca^<2+>についてはレーザー照射直後よりその一過性あるいは、断続的な上昇が生ずることが明らかとなった。さらに、[γ-^<32>P]の測定より、CaM kinase IIはレーザー照射直後に活性化することが考えられた。加えて、レーザー照射後の超微細構造の変化については、細胞内オルガネラのうち、特にミトコンドリアの増殖傾向が認められた。以上の結果から、低出力レーザー照射により、NHEKの細胞内Ca^<2+>に変化が生じ、CaM kinase IIも活性化すること、また上皮細胞にオートクラインに働くTGF-αの産生の増加が生ずることで、involucrinあるいはcytolkeratinの発現も高まり、上皮細胞の分化が促進されるものと考えられた。歯科臨床において、低出力レーザー照射は治癒を促進させるといわれているがその作用機序は不明である。また、培養細胞に低出力レーザーを照射し、細胞レベルでの効果を検討した基礎研究においても、未だ統一見解が存在しない。さらに、上皮細胞を用いた研究は皆無である。このことから、上皮細胞の分化過程における低出力レーザー照射の影響について、細胞内Caの動態とcytokeratin,involucrinの遺伝子発現について検討した。上皮細胞にレーザーを照射し、その後の細胞増殖率を測定、本細胞の至適照射時間を検討した。さらにその条件下において低出力レーザー照射後の培地中のEGF,TGF-α量を測定した。また、細胞内のCa^<2+>の動態については、Ca^<2+>プローブ(Flou-3)を用い低出力レーザー照射後、共焦点レーザー顕微鏡下にて観察を行った。また、involucrinについてはレーザー照射後細胞をホモジネートし、ELISAにて測定を行った。本細胞においての低出力レーザー至適照射条件は30秒間照射であり、細胞のEGF,TGF-αの産生促進が認められた。また、レーザー照射後、細胞内Ca^<2+>の一過性の上昇が認められた。involucrinについては、細胞密度により実験結果に差が生じたため、さらに現在検討中である。今後、レーザー照射後のEGFreceptor量、さらにcytokeratin,involucrinの遺伝子発現について実験を行っていく予定である。
太陽エネルギーによる水の熱分解からの水素製造用耐熱衝撃性高融点固体電解質の開発

研究課題について萌芽的研究を行なったので報告する。種々の安定化ジルコニアの中で熱衝に強いと云われているマグネシア安定化ジルコニアに、酸素透過率の律速である電子伝導を増大させる目的で、セリアを添加した試料の酸素透過率を測定した。その成分は[(ZrO_2)_<1-x>(CeO_2)_x]_<0.9>(MgO)_<0.1>:X=0,0.1,0.2,0.3,0.4である。試料は1700°C×6hで焼結し各Xについてφ13×9mm,長さ3,7,12mmに成形した。測定はこのパイプ状試料の上下に白金パッキングを介してアルミナパイプ及び蓋を高温で圧着し、試料内部にHeを供給しガスクロマトグラフにより酸素透過率を測定した。三種類の長さの試料の測定により白金パッキングによる局部短絡効果の影響を取除くことができた。結果は各Xついて酸素透過率は温度の上昇と供に指数関数的に増大し、Xの増加と共に増大し、X=0.4の透過率はX=0の約50倍に達することが判明した。熱衝撃に関してはXの増加と共に弱くなる傾向にあった。そこでジルコニアの安定剤のイオン半径に対する耐熱衝撃を調べる目的で次ぎの試料について実験を行なった。(ZrO_2)_<0.875>[(CaO)_<1-x>(MgO)_x]_<0.125>:X=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0。実験方法は本補助金で購入した高出力赤外線放射加熱装置を用いて10×10mm厚さ1.5mmの試料について加熱速度40,80,170,300°C/minで加熱し破損を観察した。その結果、X=0.6,0.8が300°C/minの加熱速度で800900°Cで破損し、他のものは破壊されなかった。温度上昇過程の試料の温度変化からX=0.6は熱伝導が比較的良いが、0.8は低いように思われる。耐熱衝撃破壊を詳細に調べるためには熱伝導率及び熱膨張率の測定の必要性が極めて高いことを確信した。
排水中資源を再利用する新規電解促進酸化処理法の開発

従来の排水促進酸化処理法は初期設備投資が大きい,薬剤管理コストが高いといった欠点があった。そこで本研究では排水中の塩化物イオンを触媒的に有効利用する新規促進酸化処理法(電解Fenton型処理法,電解次亜ー過酸化水素処理法)を開発した。電解Fenton型処理法では電流密度や流速などの運転操作因子の影響を評価するとともに,最終的に生成する鉄汚泥の再利用性を検討し,薬剤コストを大幅に低減した促進酸化処理法を確立することができた。電解次亜ー過酸化水素処理法では塩化物イオン源として海水の利用可能性を検討し,中性付近で運転可能で汚泥生成がない促進酸化処理法として有効に機能することを明らかにした。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理板状電極を用いた槽型電解槽と鉄沈殿回収槽を組み合わせた逐次回分式処理プロセスを構築し,その機能評価を行った。その結果,処理で生じる鉄汚泥はほぼ100%循環再利用が可能であり,バージンの鉄薬品を用いた場合と比較した処理能力の低下も認められなかった。鉄汚泥の循環再利用には鉄汚泥を可溶化するために酸の消費量が増加する。そこで,酸消費量の増加を含めて鉄汚泥回収利用のコスト評価を行ったところ,鉄薬剤の使用量低減によるコスト低減の効果が大きく,鉄供給に係る薬剤コストは96%の削減が可能であると評価された。実排水への適用にあたり,工場排水等にしばしば含まれるキレート剤は鉄をマスキングすることで,処理効果に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで,キレート剤(カルボン酸系,アミノカルボン酸系,ホスホン酸系)の処理への影響を評価した。その結果,中性付近ではキレート剤によるマスキング効果により,処理が顕著に阻害されたが,本処理法で一般に用いる酸性領域においては,キレート効果が弱まるため,顕著な阻害は認められず,継続的な処理が可能であることが明らかとなった。消毒副生成物の生成と処理条件の関係について検討し,電流密度が大きい条件において,塩素酸の生成・蓄積が起こることを明らかにした。(2)過酸化水素と次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理昨年度の結果を受け,過酸化水素と次亜塩素酸を同時生成する電解フローセル反応器を制作し,コンセプトの実証実験を行った。1,4-ジオキサン溶液を対象として処理実験を行った結果,1,4-ジオキサンの分解が確認され,本コンセプトに基づく電解促進酸化処理が実現可能であることが明らかとなった。また,pHや電解電流密度などの一部の運転操作因子について処理に及ぼす影響を明らかにした。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理フローセル型反応器を用いて異なる排水を対象に最適な処理条件を検討した結果,電流密度によって電流効率が大きく異なり,最適な電流効率は排水組成に依存することが明らかとなった。そこで,最適な処理条件を決定する手段として,酸化還元電位(ORP)の活用を試みた。その結果,ORPは電流密度に比較して排水組成への依存性が小さく,ORPを指標として処理条件を決定することで比較的容易に処理条件の最適化が図れることが明らかとなった。(2)過酸化水素と次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理本年度は昨年度までの成果を踏まえ,フローセル型水処理装置を試作し,その性能および運転操作条件を検討した。その結果,電解条件としては,アノードは高電流密度,カソードは低電流密度が効果的であり,過酸化水素を生成するカソード反応の電流効率は空気よりもPSA装置による酸素ガス供給により促進されることが判った。両電極の至適電流密度が異なることから,アノード電極面にカバーシートを装着し,アノード面積をカソード面積より小さくする改良を行った。その結果,アノード面積を変化させることにより過酸化水素生成電流効率が63%となる電解条件において次亜塩素酸生成電流効率は27%から56%まで向上させることが可能となった。ただし,1,4-ジオキサン分解の見かけ電流効率は最大11%と低い値に留まったことから,生成した過酸化水素と次亜塩素酸の反応効率が低いことが実用上の課題として残った。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理フローセル型反応器を用いて,通水速度(流速),電極間距離,電極素材,初期鉄イオン濃度,初期塩化物イオン濃度,電流密度が処理効率に及ぼす影響やアノード反応,カソード反応に及ぼす影響を評価した。その結果,流速はアノード反応,カソード反応いずれも促進したが,電流密度はアノード反応を促進したが,カソード反応は逆に抑制された。また,初期鉄イオン濃度,初期塩化物イオン濃度はそれぞれカソード反応,アノード反応を促進した。最終的にアノード反応とカソード反応のバランスが重要であり,適切な条件においては電流効率は97%に達した。

鉄汚泥の再利用に関しては,板状電極を用いた槽型回分式電解槽を用いて評価した。その結果,電解槽内で鉄汚泥の沈殿,再溶解を行わせる逐次回分式運転では電極への鉄汚泥の付着および付着した鉄の酸化物への変化によって,再利用時の電流効率が低下した。一方,電解槽と鉄汚泥生成沈殿槽を分離した場合,再利用時の電流効率低下は認められず,鉄汚泥の再利用が可能であることが示された。(2)過酸化水素と次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理1,4-ジオキサンを処理対象として,薬剤を用いて過酸化水素と次亜塩素酸の反応効率を評価した。その結果,pH9付近で1,4-ジオキサンの分解量が最大となり,強アルカリ性では反応効率が大きく低下した。また,酸性条件でも若干の反応効率低下が認められた。これは過酸化水素と次亜塩素酸の存在形態のpH依存性により,説明可能であった。一方,過酸化水素の電解生成については,電流密度,pH,酸素の供給方法を検討し,低電流密度,酸性条件,気泡としての酸素供給が重要であることが明らかとなった。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理(c)鉄の再利用を含む処理プロセスの構築とその性能評価は,コスト評価を含めて実施しており,当初の計画通りに進捗している。昨年度の実施状況報告において計画した,有害副生成物の生成特性評価についても部分的に実施している。加えて,本年度は,実用を見据えて当初の計画に無かったキレート剤の影響評価を実施しており,概ね順調に進捗していると判断される。(2)過酸化水素と次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理平成24年度は(f)電解促進酸化処理法のコンセプトの実証をする計画となっており,電解フローセル反応器を試作して,コンセプト通りに機能することを確認した。加えて,一部の運転操作因子(pH,電流密度等)の影響評価も行った。よって,当初計画よりもやや早いペースで進捗していると判断される。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理(a)処理プロセス最適化のための運転操作因子の検討については,各因子の最適化を行い,根底にある潜在因子を特定することができたことから,計画通りに進捗していると判断される。(b)鉄汚泥の再利用性の検討についても,鉄汚泥の再利用可能性を評価し,最適な再利用方法を提示できたことから,計画通りに進捗していると判断される。(2)過酸化水素と次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理(c)反応条件の検討については,薬剤の供給方法やpHの影響を明らかにし,適切な条件を提示できたことから,計画通りに進捗していると判断される。(d)過酸化水素電解生成条件の検討については,長期運転による過酸化水素生成効率の安定性評価がまだ済んでいないものの,過酸化水素の電解生成に及ぼす因子(電流密度,pH,酸素供給方法)の評価は完了しており,ほぼ計画通りに進捗していると判断される。(1)鉄イオンと次亜塩素酸を用いた電解促進酸化処理実用化にあたり,処理に伴う有害副生成物の生成,特に塩素酸生成が懸念されることから,平成24年度に引き続き,副生成物の生成特性を評価するとともに,実用を視野に入れた水処理装置を制作し,適切な設定操作条件を検討・提示する。
メラノプシン神経節細胞を独立刺激可能なディスプレイの開発

本提案プロジェクトでは、先に開発した多原色刺激装置を改良し、時間変調および空間的な変調を可能にする刺激提示装置を開発することを目的とした。最初に従来の多原色光源刺激装置の光学系を改良した。また、DLPプロジェクタの光源として、効率的に伝達するために大電流の高輝度LEDを選択しシステムに組み込んだ。さらにマイクロコンピュータを用いてプロジェクタのコントロール基板からの信号を制御信号として、多原色刺激装置を制御することができた。システムの改良によって期待通り高い時間解像度を得ることができた。平成25年度では以下の項目について実施した。(1)多原色刺激装置の光源部分について光学的な改良をおこなった。4原色のカップリングに用いているダイクロイックミラーを改良し、ホログラフィックディフューザー等を用いて、輝度は落とさずに空間的な均一性を達成した。(2)また、装置の輝度範囲を決定するためにメラノプシン神経節細胞が働く輝度範囲について実験的に調べた。さらに本年度は、本プロジェクトに関して以下の3つの国際会議で発表した。現在、これらの成果を論文にまとめている。平成24年度では以下の項目について実施した。1.多原色刺激装置を高輝度化した。従来、数百のLEDを発光させていたが、新システムでは、コンデンサ光学系において効率的に集光、および伝達が行えるようにシステムを改良した。DLPプロジェクタの光源として、効率的に伝達するために大電流の高輝度LEDを組み込んだ。光源の輝度については3月に英国マンチェスター大学で実際に必要な照度に達しているかを確認した。2.多原色刺激装置をDLPプロジェクタの光源として組み込むことに成功した。プロジェクタのコントロール基板からの信号を制御信号として、マイクロコンピュータを用いて多原色刺激装置を概ね制御することができた。一方でDLPプロジェクターの仕様がテキサスインストルメンツから公開されていないこともあり、現時点ではマイクロコンピュータ、PC、DLPプロジェクターが完全に制御できているとはいえない。実験のデザインを新たに考えることによって克服していくつもりである。3.多原色光源と組み合わせたDLPプロジェクタの時間的、空間的特性を調べた。一方で、空間的な均一性は、予想していたよりも低いことがわかった。原因を調べた結果、4原色のカップリングに用いているダイクロイックミラーで生じていることがわかった。現在、ホログラフィックディフーザー等を用いて、輝度は落とさずに空間的な均一性を達成するように改良を進めている。申請者は、先行研究においてメラノプシン神経節細胞のみを独立に刺激可能な多原色刺激装置を世界で初めて開発した。しかしながら、開発した装置は空間的に一様な刺激しか提示できなかった。前述のように、先に開発した多原色刺激装置を改良し、適切なプロジェクタと光学的に組み合わせることには概ね成功したと言える。今後は、時間的な変調と空間的な変調をも可能にする装置の完成に向けてさらに装置に改良を加えていく予定である。今後は以下の点について重点的に進める予定である。1.多原色刺激装置の高輝度化システムを改良し、DLPプロジェクタの光源として、効率的に伝達するために大電流の高輝度LEDを組み込んだ。その結果、現在の輝度でも実験は可能であるが、輝度がさらに2倍程度あると実験条件の自由度が増えることがわかった。後述の空間的な均一性を含め光学系を改良することによってこの問題を解決していく。しかしながら、現時点ではマイクロコンピュータ、PC、DLPプロジェクターが完全に制御できているとはいえない。前述のように空間的な均一性は、予想していたよりも低いことがわかった。原因を調べた結果、4原色のカップリングに用いているダイクロイックミラーで生じていることがわかったので、ホログラフィックディフーザー等を用いて、輝度は落とさずに空間的な均一性を達成するように改良を進めている。該当なし。
NanoSIMSを用いた個別エアロゾル粒子の安定同位体組成分析

前年度3月に行ったNanoSIMS分析の成果を受け、標準試料および未知試料の捕集方法を改良して、9月中に再びJohnson SpaceCenterにおいてイオウ同位体分析を実施した。標準試料は、市販されている二種類の硫酸バリウム粉末(δ^<34>S:0.5‰と-34.1‰)を乳鉢で粉砕した後純水中に分散させ、金箔上に滴下して乾燥させたものを用いた。未知試料は、交通量の多い道路(A)、海からの風を受けた山上(B)、阿蘇山火口付近(C)の三地点で、空気力学的径0.3μm以下の粒子を金箔上に採取した。前回と異なり、標準試料、未知試料ともにNanoSIMS分析前に金箔上にプレスして表面を平坦化し、分光系の調整法も改良した結果、再現性が著しく向上し、前回ではばらつきが大きすぎて測定不可能だったδ^<33>Sの測定誤差も、標準試料で±2‰前後に抑えることができた。三種類の未知試料のイオウ同位体比は、ほとんどの分析点でδ^<33>Sおよびδ^<34>Sの誤差が±24‰の範囲に収まり、いずれもほぼ分別直線上にプロットされる。しかし試料採取地点により明確な同位体比の違いがあり、δ^<34>SにしてAが-30-25‰、Bが-17-6‰、Cが-21-15‰であった。さらに、Bではイオウとともに炭素が多い粒子(おそらく有機化合物)があり、炭素の少ない粒子(硫酸塩)よりも重い同位体に富む傾向が見られた。上記のδ^<34>Sの数値はこれまでのバルク試料の分析で得られている数値(+5.5‰)よりも著しく低い。この原因については、マトリックス効果の影響や、用いた標準試料の問題が考えられる。発生源の異なる試料でイオウ同位体比が明確に区別できること、同一試料内でも組成の異なる粒子で同位体比の違いが見られることが明らかになり、大気エアロゾル研究におけるNanoSIMSの有用性を示すことができた。NanoSIMS分析を行うのに適当な大気エアロゾル試料の採取および標準試料の作製方法について検討し、それらを用いて、平成22年の3月10日から31日までJohnson Space Centerにおいてエアロゾル試料のイオウ同位体分析を行った。標準試料は、イオウ同位体比がわかっている市販の二種類の標準物質粉末を用い、顕微鏡下でイオン研磨した金板上にマニピュレーターで並べて作製した。エアロゾル試料は、三段式カスケードインパクターを用いて、カーボンテープに貼り付けた金箔上に捕集した。平成22年の3月初頭に2回、熊本市内で採取したもので、気塊が東から来た日と西から来た日を選び、多くが硫酸塩粒子である径0.3μm以下の粒子試料を分析に用いた。NanoSIMS分析は、専門家であるScott Messenger博士の指導と補助のもとで行った。機器の性質上、分析時の質量分別によって実際の同位体比と異なる数値が出るため、セッション毎に同位対比が既知の標準試料も同時に分析し、未知試料のデータを補正する方法をとった。NanoSIMSでのイオウ同位体分析は例が少なく、機器の調整が必要であったが、最終的には標準試料の測定誤差は±1%以下におさえることができ、二種類の標準物質の組成比の差(35‰)も正しく再現できた。未知試料の測定誤差は25‰であり、気塊の経路の異なる二試料の差はあまりなく、δ^<34>Sが-1.5+55‰の範囲で、これまで日本の都市で得られたバルク試料の分析値(Kawamura et al., 2001など)とそれほど変わらない数値だった。標準試料の作製とエアロゾル試料の採取方法に改良の余地があるものの、分析法には確かな基準ができた。試料の問題点には改良を加え、次回のNanoSIMS分析では、再現性や分析精度をより高めて有意義なデータを得ることができると考えている。

しかし試料採取地点により明確な同位体比の違いがあり、δ^<34>SにしてAが-30-25‰、Bが-17-6‰、Cが-21-15‰であった。さらに、Bではイオウとともに炭素が多い粒子(おそらく有機化合物)があり、炭素の少ない粒子(硫酸塩)よりも重い同位体に富む傾向が見られた。上記のδ^<34>Sの数値はこれまでのバルク試料の分析で得られている数値(+5.5‰)よりも著しく低い。この原因については、マトリックス効果の影響や、用いた標準試料の問題が考えられる。発生源の異なる試料でイオウ同位体比が明確に区別できること、同一試料内でも組成の異なる粒子で同位体比の違いが見られることが明らかになり、大気エアロゾル研究におけるNanoSIMSの有用性を示すことができた。
高エネルギー宇宙線観測に用いるパターン認識トリガーシステムの開発

本研究では高エネルギー宇宙線の観測に用いるイベントトリガーシステムの開発を行った。高エネルギー宇宙線は観測装置中でカスケードシャワーを引き起こすが、その特徴は粒子種やエネルギーによって異なる。この性質を利用したシャワートリガー方式の研究を行い、検出器試作およびモンテカルロシミュレーションによる性能評価を行った。試作装置を用いた加速器による試験データを解析、モンテカルロシミュレーションとの一致性を検証し、その有効性を確認した。本研究は、特定の信号パターンの検出によりバックグラウンドイベントを効率的に除去可能な宇宙線観測用トリガーシステムの開発を目的にしている。主に、多チャンネルかつ省電力が要求される気球、宇宙環境での高エネルギー電子・ガンマ線観測装置(特にbCALET、CALET実験)への適用を想定している。電子・ガンマ線観測時には低エネルギー陽子が主要なバックグラウンドとなり、電子・ガンマ線のみを選択的に取得することが重要となる。カロリメータ中で電子・ガンマ線による電磁カスケードシャワーを生じたイベントのみを取得するトリガー判定条件をモンテカルロシミュレーションにより評価し、トリガー効率及びバックグラウンド除去率の最適化を行った。また、シンチレーティングファイバーとマルチアノード光電子増倍管、PWOシンチレーターと光電子増倍管及びアバランシェフォトダイオードを組み合わせたカロリメータに用いるトリガー回路の試作を行った。マルチアノード光電子増倍管の最終段ダイノード出力をトリガーソースとする手法を開発し、最小電離粒子イベントからカスケードシャワーイベントまでを選択的に取得できる回路を作製した。この試作回路を用いた加速器実験での測定データから、適切な出力電圧しきい値を与えることにより、バックグラウンドイベントを数%に抑えながら10GeV以上の電子に対して90%以上のトリガー効率が得られることが分かり、シミュレーションからの期待値ともよい一致が得られた。また、トリガー判定を行う論理回路を効率的に構築するため、FPGAの開発環境検討を実施した。前年度に引き続き、高エネルギー電子・ガンマ線の生成する電磁シャワーの特徴を捉え、バックグラウンドとなる陽子から効率よく弁別するためのトリガーシステムに関する研究を行った。本年度は主に、トリガー条件設定のためのシミュレーションの精度向上を目的とした検出器応答評価試験、加速器ビーム試験のための試作回路の製作・改良を実施し、宇宙線ミューオンによる試験やビーム試験の結果からシステムとしての評価を行った。検出器応答の評価として、電磁シャワー検出に用いるPbWO_4(PWO)シンチレータの発光特性評価、読み出し用試作回路の応答特性評価を実施した。PWOシンチレータの試験では、トリガー閾値決定において重要となるエネルギーあたりの発光量及び均一性の評価を宇宙線ミューオン及びガンマ線源を用いて行い、改良型PWOにおいては従来品よりも優れた特性を持つことを確認した。また、試作回路の線形性、ノイズ評価を行い、前述のPWO発光量と合わせてシグナル-ノイズ比の評価を行った。試作回路の改良として、前年度加速器ビーム試験のために製作した増幅器回路のノイズ低減、コンパレータ回路並びに論理回路の見直しを行った。また、CERN-SPS加速器等による試作検出器の試験にて取得したデータを用い、試作トリガーシステムの評価を行った。前年度問題となった測定粒子数の不定性について、上述のシンチレータ発光量や回路ノイズ等の検出器応答をシミュレーション計算に取り入れることで改善され、実験データとシミュレーションからの予測値の間の差異を低減することができた。本研究の成果を元に、国際宇宙ステーション搭載に向けて開発中の高エネルギー宇宙線観測装置CALETのトリガーシステムにおける最適なパラメータの提案を行う予定である。