hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セルロースの芳香族ヒドロキシ酸エステル化による高加工性・抗菌性材料の開発

アセチル化フェルラ酸導入率に対する各種熱物性値の傾向を調べたところ、ガラス転移温度は導入率の増大に伴い165°Cから150°Cに低下し、逆に5%熱重量減少温度は導入率の増大に伴い297°Cから317°Cまで増大した。これらの結果はアセチル化フェルラ酸導入率の増大により成形温度範囲が拡大したことを示すものである。以上の結果より、熱可塑性及び溶剤可溶性を示すセルロース芳香族ヒドロキシ酸エステルの合成に成功した。本年度の検討結果により、本研究課題の目標の一つである溶剤可溶性および熱可塑性を有する、高加工性のセルロース芳香族ヒドロキシ酸エステルの作製に成功した。その一方、得られたセルロース芳香族ヒドロキシ酸エステルの抗菌性評価に関しては、当初予定の研究期間である本年度中までに実施できていないため、平成28年度に研究期間を延長して実施する。本年度は昨年度までに合成に成功したアセチル化フェルラ酸セルロースについてより詳細な作製条件の検討を行い、セルロース原料として安価かつ大量に得られる木材パルプを用いたアセチル化フェルラ酸セルロースの合成に成功した。その一方で本研究課題の最終目的である抗菌性評価については、評価に必要な5から10グラムのアセチル化フェルラ酸セルロースを1バッチで合成可能なスケールアップ合成の条件検討を行ったが、得られるアセチル化フェルラ酸セルロースの置換度が小スケール合成で得られるものより低かった。これはスケールアップにより反応混合物の不均一度合いが増したためエステル化反応の効率が下がったためと考えられる。アセチル化フェルラ酸セルロースの加工条件の検討については、昨年度行った有機溶剤を用いてのフィルム化に代わり、より環境負荷の少ない熱プレス法によるフィルム化を試みたが、良好な形状の熱プレスを得る条件の特定には至らなかった。熱プレスによる加工が困難な理由としてアセチル化フェルラ酸セルロース中に残存する水酸基の影響が考えられたたため、残存水酸基を酢酸や種々の脂肪族カルボン酸でブロックし熱加工性を向上させる試みを新たに開始した。この混合エステル化セルロース誘導体を合成する経路として、はじめに反応系に脂肪族カルボン酸とアセチル化フェルラ酸を同時に投入する方法と、従来の方法でアセチル化フェルラ酸セルロースを合成した後に残存水酸基を脂肪族カルボン酸で修飾する方法の2通りを検討した。その結果、前者に相当するアセチル化フェルラ酸・酢酸混合系でのエステル化により残存水酸基のないセルロース誘導体を得ることに成功した。今後、より鎖長の長い脂肪族カルボン酸との混合系による合成の検討及び、得られたセルロース誘導体の加工性、各種物性および抗菌性評価を継続して行っていく。植物由来の芳香族ヒドロキシ酸であるフェルラ酸のもつ抗菌性・抗酸化作用や、熱可塑性・溶剤可溶性を有する芳香族セルロースエステル誘導体の合成を目標として、アセチル化フェルラ酸セルロース(AcFA-Cell)の合成条件を検討した。
環境保全のための琵琶湖バイオマスの高付加価値化と微生物生態系に関する基盤研究

本研究の目的は、水中の一時汚染物質を栄養分として増殖する水草や微生物群を生物資源(琵琶湖バイオマス)と利用することにより、琵琶湖水質の保全に資することである。そのためには、琵琶湖バイオマスをめぐる微生物生態系の理解と活用が必要であるので、以下の検討を加えた。I.微生物による琵琶湖バイオマスの高付加価値化:琵琶湖産水草の高等菌類の固体培養基素材としての利用を検討し、次の結果を得た。(1)数種の糸状菌はササバモ培地でよく生育し、フスマ培地に匹敵する量の有用加水分解酵素を生産した。(2)ヒラタケもササバモ培地でよく生育し、常用のオガクズ・コメヌカ培地より多くの子実体を形成した。コカナダモ・各種水草の混合物・ホテイアオイなどの活用、栽培条件、他種担子菌の栽培などを検討した。水草中に、担子菌の生育を促進する低分子有機物質が存在することを認めた。(3)担子菌育種のために、別途得ていた細胞壁溶解酵素標品を用いて、ヒラタケケのプロトプラスト化を試みた。本溶解酵素標品中の有効酵素種を解析した。II.琵琶湖バイオマスの化学生態学1.植物バイオマスの選択的増殖機構:植物バイオマスの選択的増殖に関する基礎的知見を得るため、藍藻Microcystisと殺藻細菌、あるいは捕食者であるミジンコとの相互作用を検討した。その結果、多数の殺藻細菌を得るとともに、その1株から強い抗藍藻物質を単離し、化学構造を決定した。また、藍藻がミジンコへの致死的な毒と、摂食阻害物質を生産していることを明らかにした。2.琵琶湖底泥の微生物叢と植物性バイオマスの相互関係の生態解析:琵琶湖の特徴的な地点の底泥の、各深さにおける微生物フロラおよび底泥の環境浄化能を調べた。また、植物バイオマスとして「アオコ」に着目し、群体のまわりのゲル中に棲息する微生物について生態学的視点から解析した。さらに、琵琶湖でアユの魚病細菌として知られるVibrio sp.について、その付着メカニズムを詳細に調べ、これまでの付着メカニズムを修正する新しい知見を得た。本研究の意図は、琵琶湖水圏の一次汚染物質を栄養成分とする水棲植物や微生物群を生物資源(琵琶湖バイオマス)として利用することにより、その水質を保全することにある。本年度開始した琵琶湖バイオマスの生成、改質、転換、分解に関わる微生物の多面的な解析によって、次年度以降の展開に必要な以下の基礎知見を得た。1.微生物による琵琶湖バイオマスの高付加価値化(1)Aspergillus、Penicillium、Mucor、Rhizopusなどの有用糸状菌は、琵琶湖産ササバモの乾燥粉末を固体培養基としてよく生育し、アミラーゼやプロテアーゼ等を分泌、生産した。少量のコメヌカの添加によって、これら糸状菌の生育量、酵素生産量はともに増加した。(2)ササバモ熱水抽出液に、スエヒロタケの生育と子実体形成の促進効果のあることが示唆された。2.琵琶湖バイオマスの化学生態学(1)植物性バイオマスの選択的増殖機構:アオコの原因微生物ミクロキスチスと琵琶湖起源の細菌群との相互作用を検討し、1割以上の細菌種がミクロキスチスの生育を抑制することを認めた。ホテイアオイの根抽出物もミクロキスチスの生育を阻害した。

一方、ミクロキスチスの藻体および培養液上清が、オカメミジンコに致死的な影響を与えることも明らかにした。これら相互関係に関わる化学物質の解明が今後の課題である。琵琶湖底泥の微生物叢と植物性バイオマスの相互関係:標記の理解に不可欠となる、細菌の付着に関して以下の結果を得た。(1)増殖速度の遅い細菌ほど、細胞表面の負荷電が小さく、疎水的で、かつ固体表面への付着力が強い。(2)細菌の鞭毛運動速度が大きいほど、固体表面への衝突頻度が増し、付着速度が大きくなる。琵琶湖水圏の藻類や微生物群を生物資源として利用することと、それに関わる生態系の解析を行う。1.微生物による琵琶湖バイオマスの高付加価値化(1)藻類の担子菌生育促進物質:昨年度見出した、ササバモ抽出液のスエヒロタケに対する生育促進効果は、数種の食用キノコの場合でも認められた。コカナダモの抽出液にも同様の効果があった。本促進因子は、熱に安定な有機低分子物質であり、活性炭や陰イオン交換樹脂に吸脱着する。(2)有用物質の生産:食用キノコ収穫後の藻類菌床から、数種の有機酸や有用酵素を抽出できる。2.琵琶湖バイオマスの化学生態学(1)アオコ原因生物Microcystisと他種生物の相互作用:(1)Microcystisの増殖を抑制する細菌の多くは、Microcystisの代謝産物により増殖が促進される。(2)細菌によるMicrocystisの増殖抑制は、菌種によって発現時期が異なる。(3)抑制効果の最も強いEnterobacter sp.の産生物質は、水溶性で分子量は3千以下である。複数の成分を含む部分精製物は、31ng/mlでM.viridisの増殖を特異的に阻害した。(4)ミジンコは、Microcystis細胞内の少なくとも4種の毒性物質と、その培養上清中の摂食阻害物質によって、致死的影響を受ける。(2)琵琶湖微生物叢と細菌の付着現象:(1)北湖と南湖の底泥微生物相は、少なくとも数年間は安定と思われる。(2)湖岸定点水中の石の表面上の「ぬめり」(bio-film)には、湖水とは異なる細菌が、10^310^4倍以上の密度で存在し、その構成菌は北湖と南湖では若干異なる。(3)Microcystisの細胞群を包んでアオコを形成する粘質物質中に、湖水中とは異なる細菌が10^210^3倍の密度で共在しており、そのいくつかはMicrocystisの増殖を促進した。1.微生物による琵琶湖バイオマスの高付加価値化乾燥水草を用いて食用キノコを栽培する際、菌床の収縮に起因する培養容器と菌床間の間隙に、収穫不能な子実体が発生することがある。しかし、水草処理の工夫や補助剤の使用によって収縮は防止できるし、使用可能な水草の種類を拡大もできる。水草菌床での栽培に適した品種育種の予備検討として、食用キノコ菌糸のプロトプラスト化を試みた。スエヒロタケの細胞壁溶解能を指標として既に得ていた細菌酵素が、ヒラタケのプロトプラストを生成した。各種水草の抽出液が示すヒラタケ菌糸の生育促進効果は数種の食用キノコでも認められ、その多くは水草菌床で子実体を形成した。TLC的に純化した促進効果物質には、なお混在物がある。2.琵琶湖バイオマスの化学生態学(1)アオコ
赤外分光を用いた骨系細胞分化過程の経時的計測

赤外分光を用いて分化誘導条件下における骨系細胞の動的過程を評価するため,赤外分光装置の試料室内に骨系細胞の培養環境,および,観察系を設計・構築した。本研究では,骨系細胞の分化誘導条件として低酸素条件下での細胞培養を検討することから,細胞培養セル内への窒素ガス及び炭酸ガスの導入と灌流培養により,培養セル内部の低酸素培養条件と,赤外分光観察にともなう試料室内の乾燥空気(パージエア)環境を両立しうる観察系を考案した。また,試料室内に観察系を設置した状態での長期培養,および,細胞培養セル内の骨系細胞に分化誘導プロトコルを適用するため,灌流培養系の改良をおこなった。設計・構築した観察系は,細胞培養装置における低酸素培養環境との比較検討を含めて,実験系の妥当性についてのさらなる検討が必要である。このほか,灌流培養による同様の観察系を用いた,脂肪細胞分化にともなう細胞内組成の経時的変化について測定した研究成果について,学術雑誌にて報告(Sens Actuators B Chem, Vol. 167, (2013)pp. 1176-1182)するとともに,国際学会で口頭発表した。当該研究成果においては,脂肪細胞分化の経時的計測において,脂肪生成に由来する赤外吸収スペクトルピーク強度の増加が,光学顕微鏡観察により認められる脂肪滴形成よりも早く検出された結果について報告している。このことは,赤外分光を用いた非標識非侵襲計測法が,細胞の動的過程にともなう形態変化に先行する細胞内組成の変化を計測しうる有用な手法であることを示している。
細胞同期における染色体複製の制御機構に関する研究

SV40DNAの無細胞複製系に対する種々のプロテインキナーゼの影響を調べる目的で、まず精製された複製蛋白質に対して試験管内でリン酸化反応を行なってみた。その結果、MAPキナーゼやカゼインキナーゼIIがいくつかの複製蛋白質をリン酸化することが明らかとなった。しかしながら、これらのリン酸化反応によって各複製蛋白質の活性、および全体の複製反応に影響が見られるという結果は得られなかった。一方、ガン抑制遺伝子産物がG1期からS期への移行、染色体複製の開始を制御するという観点から、ヒトp53蛋白質の昆虫細胞における大量発現、ならびにモノクローナル抗体を用いた精製系を確立した。この系を用いて野生型ヒトp53蛋白質、およびヒトがん細胞から単離された数種の変異型p53蛋白質を精製し、SV40DNAの無細胞複製系に対する影響を解析した。その結果、野生型p53蛋白質SV40DNA複製を強く阻害したのに対して、変異型p53蛋白質はいずれも阻害を示さなかった。このSV40DNA複製の阻害活性と、それぞれのp53蛋白質のSV40T抗原との結合能の間には良い相関が見られ、実際に複製産物の解析から野生型p53による複製の阻害が開始段階の阻害であることが示唆された。現在、この組換えp53蛋白質を試験管内でリン酸化、および脱リン酸化した時に複製阻害活性に影響があるかどうか検討中である。
化合物半導体-絶縁体界面の物性と応用に関する研究

化合物反半導体集積回路においては,集積回路の基本構成要素てある絶縁体-半導体界面の理解,制御,最適化がなされていない.これは,回路の微細化・高密度集積化・高速化に向けて,集積回路技術を今後さらに発展させる上での重大な障害となっている.本研究は,化合物半導体-絶縁体界面における基礎的な物性を解明し,それによって得られる学問的理解にもとづき界面物性を原子的な尺度で制御する新しい界面制御技術を確立し,化合物半導体集積回路技術の今後の発展に寄与することを目的としている.昭和62年度は,前年度までに確立した界面物性とその制御に関する基礎的理解にもとづき,大規模集積回路製作に適用可能な実用界面制御技術を確立する目的で研究を進め,次の成果を得た.(1)化学エッチ,イオンエッチング,プラズマや種々の気体雰囲気への露出,熱アニール等のプロセス工程中に, GaAs InPの表面・界面にひき起こされる組成・構造・結合状態の変化を解明し,界面の電気的特性との相関を明らかにするとともに,「DIGSモデル」の妥当性と「界面制御」の有効性を示した.(2)RBS/PIXE法および極微小領域分析観察装置を用いた分析法において,原子的な尺度における格子乱れを定量化する手法を発展させ,極微細集積化構造に対するプロセス評価技術として確立した.(3)表面・界面におけるキャリアの捕獲・放出,再結合,フォトルミネセンスを,理論的および実験的に解明した.(4)種々の界面制御層をもつ絶縁膜を用いIPMISFETを製作し,界面制御の有効性を実証するとともに,耐熱セルフアラインゲート化により,大規模集積化への見通しを得た.(5)GaAs MESFETのサイドゲート現象を検討し,その構造を解明し,かつ,界面制御の有効性を示した.(6)「統一DIGSモデル」が化合物半導体の半導体-半導体界面や非晶質シリコンの界面にも適用可能であるこはを示した.化合物半導体集積回路技術はその基本構成要素である絶縁体-半導体界面の理解・制御・最適化がなされておらず、回路の微細化・高密度集積化・高速化の障害となっている、本研究の目的は、化合物半導体-絶縁体界面における基礎的な物性を解明し、それにもとづき界面物性を原子的な尺度で制御する新しい技術を創造し、化合物半導体集積回路技術の今後の発展に突破口を開くことにある。本年度は、化合物半導体-絶縁体界面の界面準位の起源を明らかにする目的で研究を進め次の成果を得た。[1]GaAs,InPおよび関連混晶上に陽極酸化・プラズマ陽極酸化・プラズマCVD法により、種々の条件下で半導体-絶縁体界面を形成し、形成された界面の電気的特性を現有のC-V,G-V,DLTS,PCTS法装置等の電気的手段で評価し,界面準位の密度分布と、熱励起・光励起に伴う動的パラメータを決定すると共に、絶縁体形成プロセスの最適条件を決定した。[2]得られた最適条件をもとに絶縁体薄膜を超清浄環境下で形成しその分析を行なう超清浄環境絶縁体形成分析装置の詳細を設計し購入した。[3]形成された絶縁体-半導体界面の原子的尺度での構造組成と結合状態を、X線回折、オージェ電子分光、透過形電子顕微鏡像、ラザフォード後方散乱,PIXE法で分析した。この分析のため購入された極微少領域分析観察装置・X線回折装置・ヘリウム循環式冷凍器が活用された。[4]絶縁体-半導体界面の電気的特性と金属-半導体界面の特性の間に見いだした新しい相関、原子的尺度での界面の構造、強結合近似による理論解析から申請者が提唄している「表面乱れモデル」の正しさをさらに裏付ける証拠が得られた。ことに混成軌道エネルギーの半導体-絶縁体、半導体-金属、半導体-半導体界面および半導体の深い準位に対するエネルギー基準としての重要性が見いだされた。化合物半導体集積回路技術はその基本構成要素である絶縁体-半導体界面の理解・制御・最適化がなされておらず、回路の微細化・高密度集積化・高速化の障害となっている、本研究の目的は、化合物半導体-絶縁体界面の基礎的な物性を解明し、界面物性を原子的な尺度で制御する新しい技術を創造し、化合物半導体集積回路技術の今後の発展に突破口を開くことにある。本年度は、化合物半導体-絶縁体界面の電子的特性と界面の微視的構造・化学的結合状態との相関を探り、界面制御の指針を確立する目的で次の成果を得た。[1]本研究の「表面乱れモデル」を、絶縁体-半導体,金属-半導体,半導体-半導体の界面をU字形連続界面準位分布と混成軌道エネルギで統一的に理解する「統一DIGSモデル」として発展させた。[2]RBS法により絶縁膜堆積による界面の格子乱れを直接検出するとともに、膜の組成・熱的安定性を評価した。[3]極微小領域分析観察装置による界面格子像の直接観察により、GaAs,InP,Siの絶縁体-半導体界面の格子乱れを直接検出し、かつ乱れと界面の電子的特性との強い相関を見出した。[4]超清浄環境絶縁体形成分析装置により界面制御層を形成しXPS/UPS法により結合状態とバンドの曲がりを評価した。InPでは、薄い陽極酸化膜の組成・結合状態と界面制御層としての有効性を示し、かつ化学エッチやAsクリーニングを含む種々の表面処理と表面フェルミ準位との関連を明らかにした。

GaAsでも種々の表面処理や吸着種と表面フェルミ準位との関連を解明し、IBMグループの純水中光化学酸化の有効性に対しては否定的な結果を得るとともに、それに代わる新しい処理プロセスの可能性を見い出した。[5]界面準位の電子的挙動を詳細にモデル化し、C-V特性の完全な計算機シミュレーションに成功した。さらに、界面準位による界面再結合過程のシミュレータを開発した。化合物反半導体集積回路においては,集積回路の基本構成要素てある絶縁体-半導体界面の理解,制御,最適化がなされていない.これは,回路の微細化・高密度集積化・高速化に向けて,集積回路技術を今後さらに発展させる上での重大な障害となっている.本研究は,化合物半導体-絶縁体界面における基礎的な物性を解明し,それによって得られる学問的理解にもとづき界面物性を原子的な尺度で制御する新しい界面制御技術を確立し,化合物半導体集積回路技術の今後の発展に寄与することを目的としている.昭和62年度は,前年度までに確立した界面物性とその制御に関する基礎的理解にもとづき,大規模集積回路製作に適用可能な実用界面制御技術を確立する目的で研究を進め,次の成果を得た.(1)化学エッチ,イオンエッチング,プラズマや種々の気体雰囲気への露出,熱アニール等のプロセス工程中に, GaAs InPの表面・界面にひき起こされる組成・構造・結合状態の変化を解明し,界面の電気的特性との相関を明らかにするとともに,「DIGSモデル」の妥当性と「界面制御」の有効性を示した.(2)RBS/PIXE法および極微小領域分析観察装置を用いた分析法において,原子的な尺度における格子乱れを定量化する手法を発展させ,極微細集積化構造に対するプロセス評価技術として確立した.(3)表面・界面におけるキャリアの捕獲・放出,再結合,フォトルミネセンスを,理論的および実験的に解明した.(4)種々の界面制御層をもつ絶縁膜を用いIPMISFETを製作し,界面制御の有効性を実証するとともに,耐熱セルフアラインゲート化により,大規模集積化への見通しを得た.(5)GaAs MESFETのサイドゲート現象を検討し,その構造を解明し,かつ,界面制御の有効性を示した.(6)「統一DIGSモデル」が化合物半導体の半導体-半導体界面や非晶質シリコンの界面にも適用可能であるこはを示した.
野鳥におけるカドミウム汚染の疫学に関する研究

1)本研究では、まず、野鳥(水禽類)の肝臓と腎臓中のCdを含む8種類の重金属元素の含量をICP法で測定し、野鳥が環境汚染のモニタリングに適しているか否かを検討した。この結果、特定の元素間の相関関係と複数の元素種による複合汚染、および繁殖地、食性、棲息域と汚染の程度との関連性等についての知見が得られ、水禽類が環境汚染のモニターとしての役割を担い得ることが示唆された。また、これらの成績の大部分は11.研究発表で公表済み(一部は、公表準備中)である。2)他方、重金属と細菌による複合汚染と重金属元素による遺伝子影響の基礎研究として、野鳥を含む野生動物と市販食肉におけるL.monocytogenes(L.m)の汚染状況を検討した。この結果、野生動物における汚染は進んでいないが、市販食肉では複数の血清型のL.mによる複合した汚染が起こっていることが示唆された。また、重金属元素(Cd、V、Sn)を含む培養液中でL.m分離株を継代培養した後に染色体DNAを抽出した。その結果、制限酵素切断パターンの変化が観察され重金属元素による遺伝子影響を検討するための基礎が確立された。3)摘出臓器と培養細胞を用いて、重金属元素のin vitroでの取り込み状況を検討した。汚染物質としてはこれまで測定が難しかったVについて、モルモットの摘出盲腸ヒモでの取り込み状況とその影響との関係を明らかにした。またVを指標として、培養細胞(Vero細胞)が金属元素によりどの様な影響を受けるかを検討し、これまでに摘出臓器で得られている成績と比較した。この結果、Vero細胞は摘出臓器より早い反応ではあるが同様の成績を示した。これらの成績の一部は報告済みであるが、さらに継続して検討を続けている。これまでに入手した野鳥(水禽類)のサンプル(肝臓、腎臓)におけるカドミウム(cd)とバナジウム(V)、およびその他6種の重金属元素の含量をICP法により測定した。この結果、分析した元素間ではCd-Cr-Ti-Liの間に相関関係が認められたが、Vには他元素との相関は認められなかった。またCdについては海鳥の肝臓と腎臓の間で、Vについては都市近郊で採取された野鳥由来の肝臓と腎臓の間で強い相関関係が得られた。これらの成績は、11.研究発表に示した通り既に公表したか、あるいは現在投稿中である。なお、この疫学調査とサンプル収集は、現在も続行中である。他方、リステリア菌を用いて、CdとVの毒性を検討する予定であったが、この菌は人獣共通感染症を起こさせるので、使用するCdとVの濃度を、大腸菌を使用してまず検討した。10^<-5>M以上のCd、10^<-3>M以上のVは菌の増殖を抑制した。そこで、これらの濃度以下のCdあるいはVを含むheart infusionbroth中で継代培養した大腸菌からDNAを抽出して、予備泳動を行い良好な結果を得た。そこで、大腸菌については標準株としてE.C0li K-12を入手して現在DNAの抽出中である。リステリア菌では基礎研究として、iap領域に多型性を示す領域が存在することを明らかにした(現在投稿準備中である)。そこで、CdあるいはV添加培養液中で増殖させたリステリア菌由来の抽出DNAについての制限酵素切断解析、およびPCR法により増幅したiap遺伝子領域の塩基配列の決定等の予備実験を行っている。また、培養細胞(Vero)に対する影響では、Vが10^<-6>M以上で増殖を抑制し、細胞形態にも変化を与えることが明らかになった。Vの細胞内への取り込み状況は、これまでの摘出臓器での成績と類似したものであったが、その反応速度は速く明瞭であった。

これらの成績については、127回日本獣医学会で報告予定である。前年に続いて重金属元素については、野鳥(水禽類)の肝臓と腎臓中のCdを含む8種類の重金属元素の含量をICP法により測定した。今回は、特に海ガモと淡水ガモに分けて比較した。この結果、海ガモではLi-Ti-Mo、Cd-Cr-Liの間の相関が腎臓で、Li-Cr-V、Li-Cr-Mo、Tl-Cd、Tl-Tiの間の相関が肝臓で見られた。これらの成績は淡水ガモの成績と類似しているが、VとMoについての成績は淡水ガモとは異なっていた。この成績は、第129回日本獣医学会で発表予定であり、現在、論文として投稿中である。他方、リステリア感染症の疫学の基礎として環境中のL.monocytogenes(Lm)分布を検討するために、水禽類以外の野鳥も含む132羽の野鳥とタヌキを含む14匹の野生哺乳類の腸管から本菌の分離を試みた。この結果、哺乳類を含む7個体からリステリア属菌が分離されたが、Lmはドバト由来の1株のみであり、水禽類および哺乳類からは分離されなかった。この成績は、わが国の環境のリステリア属菌による汚染が、諸外国と同程度かやや低い可能性を示している。しかし、市販食肉における本菌の汚染は、約40%と高率であった(現在、投稿準備中)。従って現在、Lm感染症と直接的な関連が深いとされる飼育牛について、飼育環境等を含めて検討中である。また、11.研究発表に示した印刷中の論文(前回投稿準備中)でiap領域についての検討を終了したため、現在、Cd、V等の重金属元素を含む培養液中でリステリア菌を培養してその影響を検討中である。野鳥(水禽類)の肝臓と腎臓中のCdを含む8種類の重金属元素の含量をICP法により測定し、汚染の度合いを多変量解析(主成分分析、順位付け等)した。この結果これまで同様、Cd、Cr、Li等の特定の元素間で相関が得られた(日本獣医師会雑誌53、2000)。また、検討した特定の元素汚染に関しては繁殖地による差が特に顕著であり、繁殖地の汚染が水禽類の臓器汚染と強く関連する可能性が示唆された。それらの成績のうちCdについては報告済み(Environ Monit Asses,2000印刷中)であり、Moについては現在投稿中である。また、8元素による汚染の度合いを総合した場合、淡水鳥が汚染の上位の殆どを占める結果となった(第131回日本獣医学会、発表予定)。以上の成績から、本研究で対象とした水禽類は、環境汚染のモニターとしての役割を担い得ることが示唆された。他方、マウスの摘出肝臓へのこれら重金属元素の取り込み状況の観察では、この相関と一致しない点が観察されたので、その差についてはさらに検討が必要と考えられる。また、重金属元素の遺伝子への影響を検討するために、リステリア菌(L.m;iap遺伝子の塩基配列解析済み)を利用することを試みた。しかし、この過程で検体からの菌分離、分離菌株の血清型の決定等に問題のあることが判明した。そこで、本研究ではまずこの点を解決して、血清型の決定法では改良法(Sahumy法)を確立した(食品微生物学会報告、2000)。次に、血清型1/2bと4bのL.mを重金属元素(Cd、V、Sn)を含む培養液中で継代培養した。
老年期の社会的非適応に関する基礎的研究-引退期の不安定就労・逃避・犯罪の実相-

引退期における高齢者の非適応問題を、(1)団塊世代の追跡調査、(2)高齢者万引きへの集中的調査で確認した。(1)は、深刻な非適応への移行が予想される対象者の状況が確認された。周辺者の保護的受け皿・出身地への回帰可能性の有無が大きな要因であった。(2)については、高齢万引き犯の大半は孤独な高齢者による偶発的なものであり、高齢者を支援する仕組みの脆弱さによるものが多い。総じて、高齢者の非適応問題として、孤独死など重篤な状態や常習犯罪者に移行する前段階・中間形態などがみられる。こうした問題への対応は、行政施策のみならず、一般市民が高齢者と関わる手段の可能性の発掘が必要である。本研究はi)下北半島出身者を対象とした縦断的調査(老年期における社会的適応・非適応)と、ii)岩手県での高齢者犯罪の要因に関する調査を行うことで、社会的非適応の様態を総合的に分析し、その類型化を試みると共に、今後予想される老年層の同種問題への対策等の基礎的枠組みを提供するものである。昨年度、i)に関しては、これまで実施してきた追跡調査対象者のうち所在不明となっている178名の所在の確認作業を行った。確認作業は対象者出身地を訪問し、主要なインフォーマントへの聞き取り調査を行うことなどによって行った。それによりおよそ半数の行方不明者の所在が判明した。聞き取り調査によると、この所在不明となっていた対象者の中には、本研究の目的である老年期適応に関して、問題を抱えている者も多いとみられる。このことにより今年度以降、研究目的に即した対象者への面接調査等を随時実施していくことが可能となった。ii)に関しては、岩手県各地で行われている犯罪防止活動に取り組んでいる方々にお会いするなどし、基礎資料の収集や、インフォーマントの開拓を行った。本県では、増加する高齢者万引き等に対する取り組みが昨年から各地で始まっており、その取り組みに我々も加わることで関係者とのつながりを作ることができた。また同時に、高齢者犯罪対策に取り組んでいる、警察等関係機関とも連携も取れる状態となった。今年度以降は、収集した資料からの分析や、高齢者犯罪対策に取り組む個人、団体への面接調査などを随時実施していく予定である。本研究は(1)下北半島出身者を対象とした縦断的調査と、(2)岩手県での高齢者犯罪の要因に関する調査を行うことで、社会的非適応の様態を総合的に分析するものである。22年度は(1)は、前年度実施した所在不明者の確認を主な目的とし、22年8月関東地域で面接調査を行い、さらに未確認の対象者の確認作業を行った。今回の調査での対象者および関係者の対応は、これまでの追跡調査(特に都市での調査)とは異なった。過去、関東などでの所在確認調査では、関係者から大概、拒否され、非協力的であった。しかし、今回は、埼玉や神奈川の住宅地のみならず、都市中心部の銀座の貸ビルにおいても、高齢対象者の行方不明者への関心は高く、相当の手間をかけて探索に協力してくれた。北海道の根室市でも同様の体験をした。地元会社を退職後数年連絡のない対象者について、元雇用主が、数年来連絡が途絶えひとり暮らしで相当困窮していた対象者を探し出し、大家などと協力して公的機関と相談し、その結果対象者本人の障がいの程度や経済状況に見合った処遇がなされるようになった。孤独死、無縁社会が嘆かれているが、この調査では地方はもちろん都市部でも人々は本質的に他者に無関心ではなかったことが明らかとなった。関心を表現し、実行する手段を学んでいない場合が多く、報道などで共通テーマとしてそれが顕出(salience)されたとき、人々は行動を起こす。今はこうした調査の好機であることを再認識させた。(2)に関しては、高齢者の万引きを中心に対策をおこなっている大船渡地区を調査した。論文(山崎・細江)にあるが、大船渡署管内という比較的中規模の地域のため、被害商店・スーパーを含め、関係者の連携が緊密にとれ、本研究者も参加して、万引き防止協議会を設置した。この連携は万引き抑止に相当効果があり、前年同時期と比較し半減していた。取り組みは震災で中断したが、23年度県内全体に拡大することとなった。本研究は(1)下北半島出身者を対象とした縦断的調査(老年期の社会的適応・非適応)、(2)岩手県での高齢者犯罪の要因に関する調査を行い、社会的非適応の様態を総合的に分析し、予想される老年層の同種問題への対策等の基礎的枠組みを提供するものである。(1)に関しては、対象者の総括的な確認調査が行われた。

対象9地区544名中、所在確認者は352名、死者48名であり、144名が「不明者」であった。不明者には調査技術上の理由のものが半数以上あり、すべてが非適応者ではないが、前回科研費調査(課題番号18330134)の3類型のうち、第3の不安定就労層が含まれていることが現時点で想定された。面接による詳細確認は可能ではなかったが実際の生活領域などから第3層の周辺部および離職による多様な困難な生活が見られた。この層が完全な「孤立者・非適応者」にならない場合は、その安全網として、出身地域への回帰が離退職数年後に機能し始め、また都市部の地域社会に根付けなかったこれら不安定就労層にとって離退職した職場関係者などの個別的関与が少数ではあるが存在した。さらに今年度対象者に原発事故について調査を行い103名の回答があった。下北半島は原発への関与は多様な形で存在し、今回の事故は、地元での生活基盤に直接かかわる対象者や、退職後故郷回帰展望対象者に大きな影響を与えた。また家族死亡などの実際の被害を受けた対象者にとって、今後の生活展望の再構築が求められている(山崎・細江論文)。(2)では、岩手県における高齢者万引き防止の調査研究に取り組み、関係機関や団体と連携し、実際の万引き発生過程について各店舗で調査を行った。万引きは青年期の非行から高齢者の犯罪に移行しているが、生活困窮者よりも社会的孤立者の万引きが多く発生していた。万引き防止の詳細な手引きを関係団体と作成して、県民運動へも研究集団として参加した。高齢者を含む今回のような運動が効果的であった。
知識・情報の生産と流通のための社会経済システムに関する研究

この研究は、来たるべき高度技術社会における知識・情報の役割について考察し、それぞれの特質に適した知識・情報の生産・伝達・使用のための社会経済システムを検討し、現存システムの改善と新しい制度の創設に資することを目的とする。(1)社会全体あるいは人類の共通問題に関する知識・情報の生成・伝達・使用について、将来において問題解決の方策が実行に移されるために必要な知的活動の水準を見出すこと。(2)わが国および先進国・アジア諸国における諸分野の知識・情報の生産・伝達・使用に関する統計データを入手し、これらの諸国における知的活動の水準を明らかにすること。(3)わが国の上記各分野における知的活動のための現存制度とその運行状況のサーベイすること。平成4年度は、下記の諸項目に重点をおいた。(4)社会共通の問題(具体的には環境・資源問題)に関する知識・情報ストック(教育水準)の現状を把握すること。このため、(a)最近数年間のわが国および先進諸国における環境問題、途上国問題に関する知識・情報の役割を調査し、(b)東アジア諸国とりわけ中国について、環境・資源問題に関する認識を確立するための諸手段(技術開発・移転、広報、教育活動に必要な資源と時間)について考察した。(5)わガ国および主要先進諸国における知識・情報の生産・伝達・使用の現状の統計データおよび制度の両面からのサーベイ。(a)知識・情報の生産・流通に関する分野別統計データの収集とデータバンクの作成。(i)対象分野:学術研究、技術開発、教育、訓練、広報、出版、放送、通信、広告、組織内情報。(ii)収集データ:知識・情報の「生産額」「価格指数」、労働投入、賃金、資本投入、資本コスト、知識・情報ストック。(b)わが国における知識・情報の生産・伝達制度の現状と問題点のサーベイと望ましい制度の設計。
電子顕微鏡像に基づくリボソームの精密な立体構造解析

本研究では、遺伝子情報翻訳装置であるリボソームの原子分解能の立体構造を、電子顕微鏡像とX線結晶解析のデータ及びバイオインフォマティクスと分子動力学シミュレーションの手法を用いて構築し、リボソームの機能を原子レベルで理解することを目的とする。まずリボゾームの初期構造を作成するために、リボソームのX線結晶解析による立体構造(PDB:1YL3と1YL4、解像度5.5Å、遺伝子情報翻訳進行状態)を用いた。ただし一部、原子座標の特定されていない欠落部位が存在していたため、ホモロジーモデリングをすることで、全原子の立体構造を作成した。更に、我々は分子の柔らかさも考慮しながら立体構造を電子顕微鏡像にあてはめられるように、Gaussian Networkモデルによる基準振動解析および分子動力学シミュレーションを実行するプログラムを開発し、より現実的なリボソーム立体構造の精密化を可能とした。あてはめにはEMBL-EBIに登録されている遺伝子情報翻訳休止状態のもとに得られた電子顕微鏡像、1068(解像度13.4Å)を用いた。結果、電子顕微鏡像と約80%程度に一致するリボソーム立体構造を原子レベルで作成することができた。なお、これ以上に立体構造を電子顕微鏡像に当てはめると、立体構造が不自然な形になってしまうことがわかった。作成された立体構造と初期構造において、リボソームを構成するタンパク質の立体構造の違いを比較したところ、重心間移動距離について平均約2Å、配向について平均5度の違いが見られた(リボソーム全体構造について約6Åの違い)。以上、電子顕微鏡像にあう精密な立体構造を構築することができた。また構造変化は、リボソームの遺伝子情報翻訳の進行状態と休止状態における立体構造の違いを反映していることがわかった。
ヒュ-リスティック評価項目を用いた いた実習成果物自動評価システム の開発

本研究は、従来の教員によるヒューリスティック評価と同程度に保ちつつ、評価の個人差やバラツキを排除した客観性の高い判定・評価が可能な実技実習自動評価システムを開発し、学生が各自のペースで効率的かつ確実に実技を習得できるようにすることを目的とする。平成22-23年度は、歯型彫刻の評価を「量的・解析的評価」と「感性評価」に分割し、前者を判別フィルタとサポートベクターマシン(Supportvectormachine:以下,SVM)による画像処理システムからの自動評価、後者を教員の目視による官能評価で判定し、この2つを統合する採点方法を考案した。これにより客観性の高い評価が得られると同〓に、SVMを用いることで従来のヒューリスティック評価に近い判定が可能となった。平成24年度は、この採点システムを試験的に本学の実習に導入し、目視評価法と実習成果物撮影評価装置による自動評価を同〓に行い、評価の妥当性、公平性、作業効率・満足度などの点で比較検討することで本システムの評価・改善を行ってきた。また必要に応じて歯科技工士学科長、実習を担当する准教授2名、講師1名、助教2名、CAD/CAM実習を担当する講師1名および日本歯科大学の教員1名の8名からなる評価委員会メンバーにより、本システムの有用性を検証した。平成22年度は、本取組のベースとなる「モデル歯型の製作および客観的評価基準の策定」、「実技実習評価システム」の開発を行った。具体的な内容は以下の通り。(1)モデル歯型の製作および客観的評価基準の策定1)ヒトの歯の解剖学的特徴を定義し、これをデータベース化した。2)定義に基づき生体CTデータをモデリングシステムで加工したモデル歯型を制作し、三次元量子化した。3)熟練歯科技工士3名による実習成果物に対する二段階評価を行った。一回目は被評価物を目視評価法によりADのランクに選別し、二回目は3名の評価に用いた特徴点を抽出して、評価の基準をとりまとめ、ヒューリスティック評価項目をデータベース化した。(2)実技実習評価システム1)実習成果物撮影装置の開発:CCDカメラを2軸回転(上視・横視方向)させ、被測定物を15度単位で50秒間に216枚の撮影を行うことができる撮影装置を開発した。この装置で撮影した画像を用いてモデル歯型の立体画像を構築およびデータベース化しておき、実習成果物の評価時には、モデル歯型のデータを呼び出して、形状と位置の相違点をパターン・マッチング法により抽出する。2)制御プログラムの開発:実習成果物撮影装置で得られた大量の精細画像データから画像平均化処理により必要な特徴点を抽出し、パターン・マッチング法を用いて、大きさや傾きの補正を行いつつ、類似性に関して比較するプログラムを開発した。1.歯型彫刻実習における従来型ヒューリスティック評価方法の検証(1)客観的な基準を持たない教員の主観による目視評価法と、(2)評価目的を歯の鑑別基準(ミュールライターの三徴候など)に基づく「機能性」8項目と彫刻技法やバランスといった「芸術性」2項目に細分化し、各項目について目視評価する二通りの方法について分析した。その結果、(1)案は基準に客観性が無いため学生へのフィードバックが難しく、(2)案は到達基準を明確にすることで公平かつ客観的な評価基準を設定しているが、評価項目を細分化した結果、必然的に教員への必要労力が増大してしまったため、疲労によるエラーが原因と思われる点数のバラツキが顕著であった。以上より、実習成果物の評価方法について、歯の鑑別などの数値による分析化が可能な「量:的・解析的評価」は画像解析で自動化し、人間の評価内容を官能評価に限定することで、ヒューマンエラーの低減が図れることが示唆された。2.自動評価システムの開発(1)実習成果物撮影装置で得られた歯の写真から歯を自動的に評価するシステムの開発に着手した。(2)評価内容は、歯の連続性に関する評価基準をもとに評価する。(3)評価の方法としては、専用ソフトを用いて歯の写真からエッジを抽出し、得られたエッジを元に専用プログラムで自動的にラインを引き、ラインの曲率から歯の連続性を判定し点数化する。

(4)自動評価システムの結果と従来の目視評価法の結果を比較し、その差をフィードバックし改善を繰り返すことで自動評価システムの精度を上げ、ヒューリスティック評価との整合性を図る。本研究は、従来の教員によるヒューリスティック評価と同程度に保ちつつ、評価の個人差やバラツキを排除した客観性の高い判定・評価が可能な実技実習自動評価システムを開発し、学生が各自のペースで効率的かつ確実に実技を習得できるようにすることを目的とする。平成22-23年度は、歯型彫刻の評価を「量的・解析的評価」と「感性評価」に分割し、前者を判別フィルタとサポートベクターマシン(Support vector machine:以下,SVM)による画像処理システムからの自動評価、後者を教員の目視による官能評価で判定し、この2つを統合する採点方法を考案した。これにより客観性の高い評価が得られると同時に、SVMを用いることで従来のヒューリスティック評価に近い判定が可能となった。平成24年度は、この採点システムを試験的に本学の実習に導入し、目視評価法と実習成果物撮影評価装置による自動評価を同時に行い、評価の妥当性、公平性、作業効率・満足度などの点で比較検討することで本システムの評価・改善を行ってきた。また必要に応じて歯科技工士学科長、実習を担当する准教授2名、講師1名、助教2名、CAD/CAM実習を担当する講師1名および日本歯科大学の教員1名の8名からなる評価委員会メンバーにより、本システムの有用性を検証した。今後の展開:本研究で開発した自動評価の精度を向上させ、さらなるシステムの高度化を図る。また、このシステムをスマートフォンアプリに転換し、電子実習書と連動させて「e-ポートフォリオ」を製作していく。自動評価プログラムを行うためのソフトウェア設計を担当していた(株)サクライ機械開発事業部プログラム設計者が退職したため、その後任の設計者が機器の操作を修得し、当該プログラムの設計を引き継ぐまでの時間を要した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在の問題点:手動による評価は曲率の見本との差異から判定は可能だが、自動化および撮影装置を含んだシステムの構築については目処が立っていない。対応策:手動での解析法の正当性をいくつかのモデルで検証し、どういう曲率の時に適正評価になるのかを調べ、統計量を増やす。また曲率以外の評価基準も解析的に数値的に評価できる解析方法を考えて行く。そしていくつかの評価基準が手動で解析できるようになり人的評価とのマッチングを確かめつつ、自動的に評価できるソフトを作り、そのソフトと撮影装置との連動を考えていく。
鉄筋コンクリート柱・梁接合部の耐力とフレームの変形性能

研究期間を通じて得られた主要な研究成果は以下の通りである。1.各種形状の接合部せん断耐力の評価実験的手法により十字型、ト字型、L字型・T字型接合部のせん断耐力の相違を明らかにした。定着が十分な場合にはT字型はL字型と同じ評価が出来る。L字型は正負で異なり正載荷時にはT字型にはほぼ等しく負載荷時は正載荷時の60%程度の耐力になる。せん断耐力は定着詳細に大きく支配され、機械式定着の場合の留意点を指摘した。2.隅柱・梁接合部の二方向載荷時のせん断耐力隅柱・梁接合部の二軸せん断破壊曲線はほぼ円弧で安全側に評価できることを明らかにした。同時に出隅部の柱筋の曲げ抵抗寄与が大幅に低下することを指摘した。3.十字型柱・梁接合部のせん断強度の統計的分析既往の内外の柱・梁接合部に関する試験体332体のデータベース分析を行った。接合部せん断強度はコンクリート強度の0.712乗に比例する式で表現できること、架構としての靭性能(塑性率)を接合部のせん断余裕度の関数で表わして架構の変形態に応じた接合部せん断設計法を提案した。4.架構の履歴特性が地震応答に及ぼす影響に関する解析種々の履歴特性に対する1質点系非線形地震応答解析を実施し、スリップ型履歴特性の許容される範囲について検討した。より実状に近い履歴特性モデル化の必要性、入力地震波の特性との関係について、今後検討を要することを指摘した。5.高強度鉄筋を用いた骨組の接合部の耐力と変形性能の改善に関する実験簡易な添え筋によるヒンジ移動効果によって接合部のせん断劣化、付着劣化制御が可能であることを実験的に検証した。当初の解析的な検討を主とする計画から一部変更して、より具体的な設計資料を得るための研究を付加し、接合部のせん断、付着、定着設計の基本要件についての提言を行った。本年度の研究項目と得られた成果は以下のとおりである。なお,研究計画を一部変更して、平成9年度実施予定の実験(下記4)を今年度に早めて行った。1.隅柱・梁接合部の二方向載荷時のせん断耐力隅柱・梁接合部の二方向載荷実験結果より、二軸せん断破壊曲線がほぼ円弧で表されることが明らかになった。また、隅柱では梁主筋の定着方法によって大きく影響を受け、出隅部の柱筋が曲げ抵抗に寄与しなくなることが判明した。詳細なひずみ計測によって二方向荷重下でのせん断抵抗機構モデル作成のための知見を得ることができた。2.ト型柱・梁接合部に於ける梁主筋の抜け出し特性のモデル化折り曲げ定着特性の定式化を行った。モデルは、主に折り曲げ部以降の支圧力と抜けだしの関係が支配的であり、柱コア内、コア外の位置によって異なることをモデル化した。3.十字型柱・梁接合部における梁主筋の付着すべり特性のモデル化とパラメータ解析十字型柱・梁接合部の通し配筋されるはり主筋の付着すべり特性を柱軸応力、せん断応力の関係としモデル化した。鉄筋応力(ひずみ)と接合部からの抜けだし量の関係を得るためのパラメータ解析は現在継続実施中である。最上階のL字型、T字型接合部についてせん断耐力を直接、調査するための実験(平成9年度に実施予定であるが、今年度)を実施した。

この結果、T字型接合部のせん断強度はト字型接合部の強度にほぼ等しい。L字型接合部では正載荷時にはT字型と同じせん断強度を有するが、負載荷時はその60%程度の耐力となること、プレート定着では正荷重時の耐力がU字型定着に比して大幅に低下することがある等の知見を得た。本年度に得られた研究成果は以下の通りである。1.十字型柱・梁接合部のせん断強度の統計的分析既往の内外の柱・梁接合部に関する試験体332体のデータベースを作成し、接合部のせん断強度に及ぼす種々の要因について分析した。この結果、接合部せん断強度はコンクリート強度の0.712乗に比例する式で表現できること、柱軸力やせん断補強筋量は強度に対して二次的な影響しか持たないことが確認された。2.十字型柱・梁接合部を有する単位架構の変形性能に関する統計的分析上記1で収集した実験データベースを用いて、架構としての変形性能と接合部のせん断入力レベル、各種影響因子の効果を分析した。架構としての靱性能(塑性率)を接合部のせん断余裕度の関数で表わして架構の変形能に応じた接合部せん断設計法を提案した。3.架構の履歴特性が地震応答に及ぼす影響に関する解析接合部のせん断、付着劣化が架構の履歴特性に及ぼす影響を考察し、種々の履歴特性に対する1質点系非線形地震応答解析を実施した。解析の結果、スリップ型履歴特性の許容される範囲について北山による提案の妥当性を確認したが、より実状に近い履歴特性モデル化の必要性、入力地震波の特性との関係について、今後検討を要することを指摘した。4.高強度鉄筋を用いた骨組の接合部の耐力と変形性能の改善に関する実験高強度コンクリート,高強度鉄筋を用いた架構では、接合部のせん入力、付着条件の劣化が必然の問題であり、簡易な添え筋によるヒンジ移動効果によって接合部のせん断劣化、付着劣化制御が可能であることを実験的に検証した。当初の解析的な検討を主とする計画から一部変更して、より具体的な設計資料を得るための研究を付加した。昨年度、および今年度の研究成果をもとに接合部のせん断、付着、定着設計の基本的な要件を提示した。
多価イオンの分光学的研究

電子ビーム形多価イオン源(EBIS)の製作を完成し(平成7年9月)、電気通信大学レーザー極限技術研究センターに設置した。本体の真空排気を行い、液体ヘリウムの過冷却による真空度向上を観測し、超多価イオン生成への指針を得た。3T-4.5Tの超強磁場中に電子ビームを打ち込み、コレクターでの100%回収が達成されるべく、電子ビーム発生、輸送の試運転を行った。その結果、10KeV10mAから、90KeV100mAまでの電子ビームに対して、設計通り輸送できていることを確認した。また、固体X線検出器を用いて、タングステンの64価イオンがイオントラップ部に生成、蓄積されていることを観測し、この装置の設計製作が当初の設計目標を満たして完成、終了したことを確認した。1.電子ビーム形多価イオン源(EBIS)を設計し、一部を製作した。高エネルギー・大電流密度の電子ビームを形成するために、最適な磁場・電場分布を計算機シミュレーションにより求め、それらに適合する超電導コイル・電極構造などを設計した。用いられる電子ビームは最大300KeV、300mA、径100μmであり、超電導ヘルムホルツ・コイルを用いて得られる磁場は最大4.5T、電子発生部の陰極表面で磁場のない領域を得るため、打消しコイルが設置される。生成された多価イオンをイオン源内に長時間トラップするためには超高真空が必要で、そのためにコイル用液体ヘリウムを過冷却し、容器表面を2.5^0Kにするための機構を開発した。2.多価イオンの分光学的観測のための準備研究を行った。1)波長可変レーザーシステムの開発OPO型レーザーを導入し、300-2000ナノメーター領域を掃引できるシステムを組立て、多価イオンの誘起蛍光観測のための準備を行っている。2)X線検出用ガスカウンターの設計・製作位置検出用マルチワイヤー型のガス・プロポーショナル・カウンターを設計し製作の準備を行った。3)可視・真空紫外分光器の改造分光器出射部に位置検出用カメラ・アタッチメントを取り付けられるように既存の分光器を改造した。3.EBIS運転制御用システムの開発運転制御用計算機プログラムを作り、約20種の電源を駆動させ、各種計測器からのデータを処理するための総合的なシステムを開発している。4.多価イオンの原子構造計算用プログラムの開発ワークステーションを導入し、複雑な計算を行うための計算機コードを作成した。電子ビーム形多価イオン源(EBIS)本体の設計・製作を完了した。昨年度に引き続き、電子ビーム発生部から、多価イオン生成・蓄積部を経て、コレクターに至るまでの電子ビームの軌道を、多くの電磁場配位の条件下で計算機シミュレーションを行い最適化を計り、それに基づき電極形状を決定した。製作された超電導磁場コイルの励磁を行い、70回以上にも及ぶクエンチを経ながらコイルに流す電流を増加させ、目標の4.5Tの磁場強度を達成した。液体へリウムのクライオ・スタット部の過冷却を行えるように、実機の模擬装置を製作し、テストを繰り返し最終的に4.2°Kから2.4°Kまでの過冷却に成功した。EBIS全体の組み立てを行い、冷却時での中心軸の整合性をとる機構を設けて±0.1mmの精度で軸合わせが行えるようにした。多価イオンの分光計測を行うためのX線分光器の設計を行った。また、検出器をして使用する予定のガス比例計数管の開発を行った。測定データとの比較ができる原子構造計算コードを整備した。
マルチプロセッサスーパーコンピュータ上での粗粒度タスク並列処理に関する研究

本研究では、共有メモリ型マルチプロセッサシステム上での粗粒度並列処理手法であるマクロデータフロー処理手法の実現方式の検討と性能評価を行った。従来よりマルチプロセッサシステム上で用いられているマルチタスキング等の粗粒度並列処理手法では、ユーザによる粗粒度タスク(マクロタスク)間の並列性抽出が困難である、OS等によるマクロタスクのダイナミックスケジューリングはオーバーヘッドが大きいという問題がある。これに対して本マクロデータフロー処理では、コンパイラが自動的にマクロタスク間の並列性を抽出するとともに、マクロタスクのダイナミックスケジューリングがコンパイラの自動生成するダイナミックスケジューリングコードによって行われるため、オーバーヘッドを低く抑えることが可能である。本研究では、はじめにターゲットアーキテクチャとなる共有メモリ型マルチプロセッサシステムのハードウエアや実行論理等を調査した。次に、本調査結果をもとにマクロデータフロー処理の実マルチプロセッサシステム上で実現方式を検討した。さらに、主記憶共有メモリ型マルチプロセッサシステムであるAlliant FX/4および分散共有キャッシュメモリ型マルチプロセッサシステムであるKendall Square Research KSR1上でマクロデータフロー処理を実現し、性能評価を行った。性能評価の結果、マクロデータフロー処理が、マルチタスキング等の従来手法を適用した場合に比べて、プログラムの実行時間を1/1.92から1/8.10に短縮することが確認され、マクロデータフロー処理の有効性が確認された。最後に本研究成果を論文として発表した。