hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気浮上炉による材料プロセスの開発

ハロゲンランプやキセノンランプなどの種々の光源から発せられた光を光ファイバーバンドルでマグネットの上まで導き,コーンプリズム,コーンミラーを用いて浮上している試料を周方向から加熱するシステムを作った.さらに,球状試料の表面観察のために,焦点深度の深い顕微鏡を購入し,観察システムの整備をはかった.次年度に磁気浮上炉実験を試みる予定である.本研究の目的は30T級ハイブリッドマグネットを用いて反磁性物質を浮上させ,磁気浮上状態における材料プロセスを開発することである.本年度は以下のような成果が得られた.炭酸ガスレーザー加熱の磁気浮上炉を用いて,数種類の有機ポリマーや分子性結晶の加熱溶融を試みたところ,加熱により物質の上下動や回転運動が観察された.これは反磁性磁化率の増加と,不均一加熱による試料内の温度分布に起因しており,磁化率変化によるポテンシャルエネルギーの増大が運動エネルギーに変換された結果生じたものである.従来,反磁性磁化率の温度依存性はほとんど無視されてきたが,数パーセント程度の磁化率の変化であっても,磁気浮上状態では大きな浮上位置の変化をもたらすので,磁気浮上炉の設計には重要となる.この観察結果をもとに,今年度は新たに二種類の磁気浮上炉の開発を試みた.ひとつは,マグネットのボア内に設置した小型赤外線ランプで浮上試料を直接照射するタイプのもので,単純な構造ゆえに極めて操作しやすく,しかも安価に製作できる磁気浮上炉となった.これは高分子や分子性結晶を扱うために開発したもので,レーザー光に比べよりも均一に光を照射し,より穏やかな加熱ができ,また,白色光であるためより多くの種類の物質を対象にできるという利点がある.この炉を用いて分子性結晶アントラセンの無容器溶融凝固を試みた.もうひとつは,より均一な加熱を実現するために電気炉を用いた磁気浮上炉を試作中である,電気炉は内部観察することが難しいために,これまで磁気浮上炉には使われてこなかった.我々は高温で使用できるボアスコープと電気炉を組み合わせた磁気浮上炉を試作中である.この炉を用いると3000T^2m^<-1>程度の磁気力場で,800°Cくらいまでの浮上溶融凝固の観察が可能になるので,有機物質以外にも無機イオン結晶へも適用できるようになる.本研究の目的は30T級ハイブリッドマグネットを用いて反磁性物質を浮上させ,磁気浮上状態における材料プロセスを開発することである.炭酸ガスレーザー加熱の磁気浮上炉を用いて,数種類の有機ポリマーや分子性結晶の加熱溶融を試みた.多くの物質で加熱により上下動や回転運動が観察された.これは加熱による反磁性磁化率の増加と,不均一加熱による試料内の温度分布に起因しており,磁化率変化によるポテンシャルエネルギーの増大が運動エネルギーに変換された結果生じたものである.従来,反磁性磁化率の温度依存性はほとんど無視されてきたが,わずかな磁化率の違いが磁気浮上状態では大きな浮上位置の変化をもたらすので,磁気浮上炉の設計には重要となる.この観察結果をもとに,新たに二種類の磁気浮上炉の開発を試みた.ひとつはマグネットのボア内に設置した小型赤外線ランプで浮上試料を直接照射するタイプのもので,単純な構造ゆえに極めて操作しやすく,しかも安価に製作できる磁気浮上炉となった.
不全心機能改善を目的としたAAV9-D1NLS/CDK4による心筋細胞増殖誘導

本研究はD1NLS/CDK4遺伝子を、AAV9をベクターとして正常ラット・ハムスター及びラット心筋梗塞モデル、拡張型心筋症ハムスター心筋へ導入、心筋細胞増殖を行うモデルであったが、D1NLS/CDK4遺伝子をAAV9のplasmidへ導入する段階及びD1NLS/CDK4遺伝子を導入したAAV9を増幅する過程で、D1NLS/CDK4遺伝子を組み込んだ後AAV9 plasmid及びAAV9自体の、D1NLS/CDK4の発現が十分には確認できなかった。遺伝子サイズの問題が大きいと思われるが、その他の理由としては今回選択したpromoterが心筋での発現には適していなかったことも可能性として考えられる。組み込んだ後のin vitroでの発現実験において確認が取れなかったため、このままの状態でAAV9への組み込むことは困難と判断した。そのためD1NLS/CDK4遺伝子を含んだplasmidを直接正常ラットの尾静脈より注入(n=5)、ラット心筋でのD1NLS/CDK4遺伝子の発現を調べたが、発現は認められなかった。現在、promoterを変えた(CMV promoter)D1NLS/CDK4 plasmidを作成中であり、発現が確認できた時点でAAV9の増幅をおこなう予定である。他のpromoter(CMV等)および遺伝子(lacZ等)では、AAV9ベクターでin vitro、in vivoでも問題なく発現していることは確認済みであるため、CMVとD1NLS/CDK4の相性の問題がクリアできれば、導入実験は可能であると考えている。現在AAV9-DlNLSとAAV9-CDK4の両ウイルスを作成中である。DlNLSおよびCDK4のクローニングを行い、AAV plasmidに挿入した。AAV plasmidのdigestion siteに制限があるため、DlNLS及びCDK4それぞれを含んだ挿入部分にpromoterおよびsiteを付加することが必要であった。今後のマウス心筋梗塞モデルおよび拡張型心筋症ハムスターへのDlNLS/CDK4導入実験のために大量のAAV9-DlNLSとAAV9-CDK4が必要なため(各動物に2×10ellvg)、large scaleにてウイルス増幅中である。今後の実験計画としては、ウイルス増幅が完了次第、随時正常マウス及びマウス心筋梗塞モデルにウイルスを注入する。正常ラット・ハムスターへ、10e12vgのAAV9-DlNLS/CDK4を静脈注射、10日後、1ヵ月後、3ヵ月後の心機能を評価する。3ヵ月後(n=6)に犠牲死せしめ、組織学的に心筋増殖の有無、壁肥厚の有無などを評価する。同様に、正常ラット・ハムスターを手術的に開胸、心筋へ直接2×10ellvgのAAV9-DlNLS/CDK4を5箇所注射し上記タイムスケジュールで評価する。ハムスター拡張型心筋症モデルに、AAV9-DlNLS/CDK4を静脈注射、10日後、1ヵ月後、3ヵ月後、6ヵ月後の心機能を評価する。3ヵ月後(n=6)、6ヵ月後(n=6)に犠牲死せしめ、組織学的に心筋増殖の有無、壁肥厚の有無などを評価する。手術的にラット心の左前下行枝を結紮、心筋梗塞領域を作成後、左前下行枝の灌流域へ2×10ellvgのAAV9-DlNLS/CDK4を5箇所注射し上記タイムスケジュールで評価する。本研究はD1NLS/CDK4遺伝子を、AAV9をベクターとして正常ラット・ハムスター及びラット心筋梗塞モデル、拡張型心筋症ハムスター心筋へ導入、心筋細胞増殖を行うモデルであったが、D1NLS/CDK4遺伝子をAAV9のplasmidへ導入する段階で、D1NLS/CDK4遺伝子を組み込んだ後AAV9 plasmidにおいて、D1NLS/CDK4の発現が確認できなかった。

組み込んだ後のin vitroでの発現実験において確認が取れなかったため、このままの状態でAAV9への組み込むことは困難と判断した。そのためD1NLS/CDK4遺伝子を含んだplasmidを直接正常ラットの尾静脈より注入(n=5)、ラット心筋でのD1NLS/CDK4遺伝子の発現を調べたが、発現は認められなかった。現在、promoterを変えた(CMV promoter)D1NLS/CDK4 plasmidを作成中であり、発現が確認できた時点でAAV9の増幅をおこなう予定である。他のpromoter(CMV等)および遺伝子(lacZ等)では、AAV9ベクターでin vitro、in vivoでも問題なく発現していることは確認済みであるため、CMVとD1NLS/CDK4の相性の問題がクリアできれば、導入実験は可能であると考えている。
高圧下における地盤材料の圧縮、せん断と固化のマイクロメカニックス

高圧下の粒状体の複雑な巨視的物性(圧縮・せん断・固化特性)を,粒子スケールの力学(粒子破砕による粒度や粒子形状の変化,それに伴う粒子骨格構造変化,細粒分粒子の付着力による固着力など)から導く理論を構築するため,単粒子破砕試験,1次元圧縮試験,回転せん断試験,高速衝突実験,砂層の爆発衝撃実験などを行い,圧力や粒度分布の変化を計測した.その結果をもとに,間隙充填メカニズムに基づいた圧縮構成モデルを構築し,実験と比較して良好な一致を得た.得られた成果は,地震断層面の力学・透水特性評価,衝撃荷重を受ける地盤の力学特性評価,固体惑星表層土の物性評価と惑星探査技術への還元などに役立つものである.今年度は、計画した各種実験の準備および遂行を行い、以下の成果を得た。(1)実験材料の選定:各種実験に用いる共通試料として、岐阜珪砂(3号)および鹿島珪砂(3Aおよび3B)を選定した。(2)大型載荷装置による低速の一次元圧縮試験:共通試料に対して、いくつかの載荷レベルまでの試験を行い、載荷圧力と圧縮ひずみの関係、最大載荷圧力と粒子破砕による粒度分布の変化のデータを取得した。その結果、両者について、良好なべき乗則が成立することを見いだした。(3)高速衝突実験:マグネット・コイル法を利用した飛翔体貫入速度計測技術の精緻化に着手し、不規則運動をする飛翔体通過に伴うコイル出力の定式化を行った。また、粒状物質の破砕特性を調べるため、破砕強度計測技術を検討し、今後につながる知見を得た。更に、衝撃解析プログラムAUTODYNを使用し、粒状物質への飛翔体高速貫入挙動をSPH法によって解析し、今後につながる知見を得た。(4)高圧・高速せん断試験:高圧下での粒子破砕挙動を明らかにするために、岐阜硅砂の高圧せん断試験を垂直応力1(MPa)の条件下で行った。すべり速度を1μm/sから1mm/sにあげるとサンプルの軸短縮量が大きくなり、すべり速度の増加により粒子の粉砕および圧密が進行することが明らかになった。(5)爆発載荷実験:爆発荷重を受ける地盤材料の衝撃応答を確認するための基礎実験を行った。基礎実験のデータに基づいて、地盤材料に作用する圧力を精度可能となる爆発実験専用の爆発土槽を設計、開発した。(6)理論構築:粉体の破砕過程を定量的に記述する手法として、粒径分布関数の時間発展方程式を書き下した。一粒子の粉砕関数に関する簡単な仮定のもとで、定常分布がベキ関数で表されること、またその指数は幅広い条件下で実現されることを解析的に確認した。(1)大型一次元圧縮試験:高圧領域において,装置や粒子自体の弾性による圧縮変位の影響を補正し,精度の良い圧力-間隙比関係を求めた結果,3桁のオーダーでのべき乗関係を確かめた.一方,十分破砕した後の累積粒度分布においても,べき乗関係(フラクタル粒度)が確認された.このときのべきは,山砂で凹凸のある岐阜珪砂と川砂で丸みのある鹿島珪砂で変わらず,Apollonian Sphere packingでのべきと一致する値となった.(2)高圧高速回転せん断試験:岐阜硅砂および鹿島硅砂を垂直応力0.2-3 MPa,すべり速度1 mm/s, 0.1 m/s, 1 m/sの条件下でせん断試験を行った.せん断が進行するにつれてせん断応力および間隙比は定常状態に至るが,その過程の速度依存性は小さいことが明らかになった。また実験前後の試料について粒度分析を行い,せん断後の砂粒子は,1次元圧縮試験と同様に,フラクタル分布になることが明らかになった.(3)高速衝突実験:岐阜珪砂層に対して飛翔体高速衝突実験を行い,マグネット・コイル法により飛翔体速度履歴を求めた.その結果,速度減衰履歴が変化する遷移速度は砂の鉱物組成や粒径に依存せず,充填率のみに依存することが明らかとなった.(4)砂層の爆発衝撃実験:爆発実験土槽を用いた爆土圧計測法について予備実験を行った。爆薬からの距離を変化させて、高周波対応の圧力センサーを用いて圧力時間関係を計測する方法を検討した。(5)粒子破砕による粒度分布進化に関する理論構築:粒径分布関数の時間発展を決める衝突関数について、H26で得られた平均場的な解の拡張を試みた。粒子配置の平均場からのずれを実験的に評価することは困難であるため、まず高速剪断の場合について粒子シミュレーションを行い、近接粒子のサイズ比の空間相関が卓越する条件を明らかにした。H26年度に選定した共通試料を用いて,各種実験を行った.得られた結果は整合的であり,また新たな発見もあった.また,現在検討されている理論モデルは,それらの実験結果と調和的であることから,研究は順調に進展していると判断できる.本年度は,以下の研究を実施した.(1)単粒子破砕試験:本研究の共通試料である岐阜珪砂および鹿島珪砂の単粒子破砕実験を行い,粒子強度が係数2のWeibull分布に近似できることを確認した.(2)砂の高圧せん断試験:平成27年度に引き続き,共通試料の高圧せん断試験を異なる実験条件(垂直応力,すべり速度,すべり量)下で行い,せん断抵抗の変化とバルク圧縮量,粒度分布の変化を調べた.

特に試験体サイズをおよび拘束圧を変化させた結果,0.5(MPa)程度の低拘束圧下でも,せん断と共に破砕が進行し,最終的には5.0(MPa)程度の高拘束圧と同様の圧縮量となった.(3)粒子破砕理論モデルの構築:上述の実験結果および,平成27年度までに行った1次元圧縮試験結果と合わせ,圧縮およびせん断を受ける砂の破砕モデル(pore-filling model)を構築した.モデルを実験と比較し,良好な一致を確認した.(4)砂層への飛翔体高速衝突試験:平成27年度に引き続き,共通試料での飛翔体貫入挙動および,試料の粒度分布変化を計測し,Drucker-Pragerモデルなどの一般的な構成モデルを用いた粒子法による数値解析との比較を行った.(5)砂層の爆発衝撃実験:薬量8gおよび18gのC-4爆薬を用いて,土槽内で爆発実験を行った.実験では,爆薬から10cm15cmにおける土圧を計測するとともに,爆発による粒度分布の変化を調べた.実験の結果,土圧は最大で25MPaに達すること,また,粒径0.85mm以下に区分される粒子の割合が0.4%増大することがわかった.(6)高速衝突時の破砕性粒状体構成モデルの検討:高速衝突時の破砕性粒状体を連続体として解析する際に必要となる弾性モデルの検討を行った.これと(3)の塑性破砕モデルを組み合わせることにより,(4)や(5)の実験結果を数値計算によって再現することが可能となる.高圧下の粒状体の複雑な巨視的物性(圧縮・せん断・固化特性)を,粒子スケールの力学(粒子破砕による粒度や粒子形状の変化,それに伴う粒子骨格構造変化,細粒分粒子の付着力による固着力など)から導く理論を構築するため,単粒子破砕試験,1次元圧縮試験,回転せん断試験,高速衝突実験,砂層の爆発衝撃実験などを行い,圧力や粒度分布の変化を計測した.その結果をもとに,間隙充填メカニズムに基づいた圧縮構成モデルを構築し,実験と比較して良好な一致を得た.得られた成果は,地震断層面の力学・透水特性評価,衝撃荷重を受ける地盤の力学特性評価,固体惑星表層土の物性評価と惑星探査技術への還元などに役立つものである.今年度は3度の研究分担者会議を行い、それぞれの研究内容についての相互理解を深めた。また、共通試料の選定を行い、それを用いて、計画された各種の実験の準備を行い、一部の実験を遂行した。得られた結果はおおむね良好であり、また新たな発見もあった。今年度検討された理論モデルは、それらの実験結果と調和的であった。以上のことから、研究は順調に進展していると判断できる。次年度は最終年度であり,引き続き実験を進め,最終的な結果を得ることが第1の目標である.その上で,研究分担者会議により結果を議論し,全体として整合性のある知見を得ることを第2の目標とする.同時に,成果についての論文執筆を進める.28年度が最終年度であるため、記入しない。粒状体力学今年度も研究者間の連絡を密にしながら研究を進める予定である。特に、既に行われた実験から得られた結果と理論モデルとの関係についての議論、今後行われる予定の実験での計測項目の追加などを行う予定である。研究計画全体としては予定通り進行しているが,いくつかの実験について,準備に多少の遅れが出ており,そのために次年度使用額が発生した.28年度が最終年度であるため、記入しない。各種実験の準備段階で、購入物品に修正が生じたため。また、それに伴って準備スケジュールが遅れているため。次年度は最終年度であり,遅れの出ている実験(高速衝突実験や爆破実験)を完了する予定である.
放射線誘発甲状腺がん発症におけるDNA修復機構関与の解明

放射線誘発甲状腺がんについて、DNA修復機構の関連に注目して検討した。1.SNP解析1)P53遺伝子のArg/Argの発現が、放射線誘発の甲状腺がんにおいて有意に低下していた。2)ATM多型:ATMは、p53の構造や活性の重要な制御因子の一つである。(1)エクソン39,G5557A多型:(1)放射線誘発の小児甲状腺乳頭がんは、放射線誘発の成人甲状腺乳頭がんと比べ、Aアレルが優位に増加していた。(2)放射線誘発の成人甲状腺乳頭がんは、コントロールと比べて優位にAアレルが減少していた。(3)自然発症の成人甲状腺乳頭がんは、コントロールと比べて優位にAアレルが減少していた。(2)イントロン22多型:IVS22-77C/Tについて解析したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。(3)イントロン48多型:IVS48+238C/Gについて解析したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。4)XRCC1多型:XRCC1エクソン9Arg280His多型とXRCC1エクソン10Arg399Gln多型を検討したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。5)XRCC3多型:XRCC3Thr241Met多型:放射線誘発の小児甲状腺乳頭がんはコントロールと比べて優位にMetアレルが増加していた。6)MTF-1多型:検討中である。2.甲状腺癌細胞でのDNA-PK活性:ヒト甲状腺癌細胞でDNA-PK活性の差がみられた。DNA-PKcsのみがDNA-PK活性と正の相関を示した。甲状腺癌細胞の放射線感受性は細胞種で異なるが、DNA-PK活性を阻害するウオルトマニン処理を行うと生存率はほぼ同じなり、DNA-PK活性によって生存率が決定されると考えられる。甲状腺がんでは、ret/PTC遺伝子再配列やBRAF遺伝子変異が知られている。放射線で損傷されたDNAは修復されるが、修復に異常が生じるとがん化へとつながる。1.放射線誘発甲状腺がんとp53多型:p53蛋白はDNA修復において重要な役割をはたす。p53をコードするTP53遺伝子の変異はヒトのがんで高頻度におこる。放射線誘発の甲状腺乳頭がん116例、自然発生の甲状腺乳頭がん53例、300例以上の健常成人で、コドン72G>C多型について単塩基置換多型の頻度を比較した。この多型はp53の72領域においてアルギニン(Arg)ないしは、プロリン(Pro)を規定する。TP53遺伝子のArg/Argの発現が、放射線誘発の甲状腺がんにおいて有意に低下していた。放射線被ばくした集団では、Arg/Arg以外のTP53アレルが甲状腺乳頭がん発生に関与している可能性が示唆された。2.放射線誘発甲状腺がんとATM多型:甲状腺乳頭がんにおいてATMの多型を検討した。ATMは、p53の構造や活性の重要な制御因子の一つである。ATM IVS38-8 T>C, IVS38-15 G>C, G5557AとA5558Tについて約40%の解析を終了した。3.放射線誘発甲状腺がんとMDM2多型:MDM2は、ATMと同様にp53の流れにおいて重要な役割を果たす。MDM2プロモーターSNP309 T>Gについて約40%の検討を終了した。甲状腺がんについてDNA修復機構の関連に注目して昨年度に引き続き検討した。

1.放射線誘発甲状腺がんとp53多型:TP53遺伝子のArg/Argの発現が、放射線誘発の甲状腺がん(小児期、青年期、若い成人で被ばくした女性)において有意に低下していた。(Oncol Rep,2006 Apr;15(4):949-56)2.放射線誘発甲状腺がんとATM多型:甲状腺乳頭がんにおいてATMの多型を検討した。ATMは、p53の構造や活性の重要な制御因子の一つである。(1)エクソン39,G5557A多型:小児、青年での放射線誘発甲状腺乳頭がんでGアレルが有意に減少していた。これは重要な新知見である。(2)ATM A5558T多型:多型の頻度が低い傾向があり、甲状腺乳頭がんのどのグループとも関連はみられなかった。(3)イントロン22多型:IVS22-77C/Tについて解析した。自然発生の成人甲状腺乳頭がんで、Cアレルが過剰に発現されていた。3.放射線誘発甲状腺がんとMDM2多型:MDM2は、ATMと同様にp53の流れにおいて重要な役割を果たす。MDM2 SNP309T/Gを解析したが、特に関連なかった。4.放射線誘発甲状腺がんとXRCC1多型:現在検討中である。5.甲状腺がん細胞とDNA-PK活性:ヒト甲状腺癌細胞でDNA-PK活性の差がみられたので、放射線感受性をコロニー形成法で測定した。DNA-PK活性が高いFRO細胞は放射線感受性が低く、DNA-PK活性が低いTPC-1細胞は放射線感受性が高かった。ウオルトマニン処理すると放射線感受性に差がなくなった。ウオルトマニンによって阻害されるDNA-PK活性依存性の修復系が二つの細胞で異なると考えられる。甲状腺乳頭がんについてDNA修復機構の関連に注目して昨年度に引き続き検討した。ATM多型:甲状腺乳頭がんにおいてATMの多型を検討した。(1)エクソン39,G5557A多型:(1)放射線誘発の小児甲状腺乳頭がんは、放射線誘発の成人甲状腺乳頭がんと比べ、Aアレルが優位に増加していた。(2)放射線誘発の成人甲状腺乳頭がんは、コントロールと比べて優位にAアレルが減少していた。(3)自然発症の成人甲状腺乳頭がんは、コントロールと比べて優位にAアレルが減少していた。(2)イントロン22多型:IVS22-77C/Tについて解析したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。(3)イントロン48多型:IVS48+238C/Gについて解析したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。XRCC1多型:XRCC1エクソン9 Arg280His多型とXRCC1エクソン10 Arg399Gln多型を検討したがそれぞれのグループで優位な差はなかった。XRCC3多型:XRCC3Thr241Met
傷害臓器特異的c‐Met、HGF受容体活性化の分子機構

当企画では組織が傷害と健常状態を察知するメカニズムについて、生体の内因性修復因子であるHGFの作用発現にたいする制御機構について解析し、以下の14の成果に達した。1,(1)HGFによるラット初代培養肝細胞の細胞増殖は低細胞密度において誘導され、高細胞密度ではおこらない。この状態を健常な肝臓のモデルとして、その分子機構について解析を行った。その結果としてHGF受容体であるc-Metの自己チロシンリン酸化がHGF刺激後、細胞密度依存的に抑制されることを明らかにした。(2)過酸化水素による酸化ストレスにさらされた細胞では傷害修復と変異の継代阻止のため細胞増殖が停止することが知られていたが、このストレスによりc-Met上の985番目のセリン残基(Ser985)にリン酸化修飾がおこり、c-Metの活性化が抑制されることを明らかにした。(3)アミノ酸のプロリンを欠いた栄養培地中の初代培養肝細胞をHGFで刺激すると、c-Metの活性化とその直下のシグナル伝達分子の活性化は正常に起こるにもかかわらず細胞増殖が起こらないことをみいだした。2,上記1(1)(3)それぞれの分子機構として、(1)細胞密度に依存してチロシンフォスファターゼLARが発現し、c-Metを脱リン酸化する。(2)酸化ストレスによりPKCが活性化しc-MetのSer985をリン酸化するとともにその部位の脱リン酸化酵素であるPP2Aが失活する。(3)プロリンが欠乏すると細胞周期の進行に必要なCDK4の発現が抑制される、以上について解明した。3,生体内の健常な肝臓ではc-MetのSer985がリン酸化されさらにチロシンフォスファターゼの活性を介してc-Metの活性化が抑制されているが、部分肝切除や肝炎モデル動物においてこれらの抑制機構が解除されていることを解明した。4,Ser985を含む領域を欠損したc-Metのトランスジェニックマウス作製のためのES細胞を作製した。HGF(肝細胞増殖因子)が生体の恒常性を維持しながら傷害臓器特異的に修復作用を発揮するメカニズムについて、傷害の有無に応じたHGFに対する応答性の変換機構に焦点を当て下記研究計画を実施し、以下の成果を得た。1)初代培養肝細胞を用いてHGFの増殖促進作用に影響を与える細胞環境について細胞密度による影響を検討したところ、高密度で培養した場合においてのみHGFによる増殖促進は抑制され、この時HGFレセプターであるc-Metの活性化が細胞増殖の開始に必要な時間まで持続しないことが明らかになった。またその原因として細胞密度依存的に発現誘導されるチロシンフォスファターゼが重要な役割を担っていることが判明した(投稿準備中)。2)初代培養肝細胞のHGFに対する応答性に影響を与える環境条件についてさらに検討した。その結果アミノ酸の1種であるプロリンが欠損すると細胞質のリン酸化シグナルは全く影響を受けないにもかかわらず一部の細胞周期開始因子の発現が抑制され、HGFに対する増殖開始応答が失われることが明かとなった。3)培養ヒト株化肺癌細胞を用いてc-MetのHGFに対する応答性をON、またはOFFに制御する生化学反応について解析し、HGF受容体c-Met中の985番目のセリン残基がリン酸化されるとHGFによるc-Metの活性化が起こらないことが判明した。985番目のセリンに対するリン酸化酵素(キナーゼ)の解析を行ない、ProteinキナーゼC(PKC)ファミリーに属する特定の分子種を同定した。

このPKC分子種は細胞が過酸化ストレスにさらされると活性化し、HGFの作用を抑制した。この現象は突然変異誘発性ストレス下でHGFによる発癌・癌悪性化の危険性を回避するための細胞内因性の制御機構であることが示唆される(投稿中)。HGF(肝細胞増殖因子)は傷害組織に対する内因性の修復因子として機能する反面、癌細胞の増殖、浸潤、転移の各ステップの促進因子となる。しかし健常組織では受容体であるc-Metチロシンキナーゼが発現していても組織の恒常性が失われることはない。すなわち細胞の状態や環境により、HGFの作用発現は厳密に制御されているのである。本研究では、細胞が内因的に備えているHGFの作用発現にたいする制御機構として、1)c-Met juxtamembrane領域にある985番目のセリン残基(Ser985)のリン酸化修飾を介したc-Met活性化抑制機構の生理的意義、2)HGFの細胞増殖促進作用に対する細胞接着を介した制御機構、以上2件について解析した。それぞれの結果として、I)株化ヒト肺癌細胞において過酸化水素による酸化ストレス下により、PKCの活性化を介してc-Met上のSer985がリン酸化されc-Metのチロシン自己リン酸化が抑制されることにより、HGFによる細胞増殖、細胞遊走促進作用が抑制されること(J.Biol.Chem、2004,Vol.279にて発表)、II)初代培養肝細胞を用いた解析より、高細胞密度の培養では、c-Metのチロシン自己リン酸化の持続がチロシンフォスファターゼLARの発現を介して抑制され、HGFによる細胞増殖が起こらないこと(日本生化学会大会2003、2004年、日本癌学会学術総会2004年にて発表、投稿準備中、)以上について明らかにした。これらの結果はHGFが傷害修復作用を発現したり癌細胞にたいして悪性化の促進因子となるには、正常細胞において機能しているc-Met活性化にたいする抑制機構の解除・破綻を伴っていることを示しており、同時に免疫系、アポトーシス以外の癌抑制機構の存在を示す重要な実証例でもある。
シングレットフィッションおよび三重項-三重項消滅双方向性物質の設計指針の確立

初年度では、特に占有および非占有π軌道間の重なりに起因する電子相互作用がこれらのダイナミクスへ与える影響について明らかにするため、理論計算によってこれを検討した。計算を単純化するため、有機結晶中の二分子を取り出したモデルを想定した。種々のパラメーターによる影響を評価するため、複数種の電子相互作用をそれぞれ独立に変化させ、理論計算を行った。計算の結果、これまでSFが効率的に進むことがよく知られている、SF発熱的で小さな電子相互作用を持つ場合に加えて、新たにSF吸熱的でも大きな電子相互作用を持つ場合でもSFが有利に進むことが示された。このとき、特に占有-非占有軌道の間の電子相互作用が強い場合にこの傾向が顕著に見られた。この結果は、電子状態間のエネルギー準位バランスが発熱的か吸熱的かによって大きく収率が異なるとした従来の観測結果とはまた異なった見方を与える。すなわち、従来の実験による観測結果はほとんどが弱い電子相互作用系に偏っており、今回の理論計算で考慮したような強い電子相互作用系では全く状況が異なっていることを示唆している。特に、エネルギー準位がSFに不利でも、うまく電子相互作用を設計してやることで効率的にSFが起こせると期待できる。これは強い電子相互作用を用いた新しいSF物質の可能性を示しており、これまでSF吸熱的であまり注目されてこなかった多くの分子での実験によるSF観測が期待される。
マクロファージの新規タンパク因子による骨内グルタミン酸シグナリング調節機構

1.ミクログリア/マクロファージの産生分泌するNMDA受容体を介したシグナリング増強因子の同定成熟ラット(8適齢)から調整した浸潤性腹腔マクロファージならびに新生仔ラット(3日齢)の大脳皮質より調節した初代培養ミクログリアを無血清培地において4日間の培養を行い、培養上清(MCM)を回収した。次に、イオン交換クロマトグラフィー(MonoQ)を用いてタンパク質の分離を行った結果、6つのピークが認められた。それぞれの分画について10%のMCMを用いて電気生理学的にNMDA増強活性を調べた。その結果、フラクション#24に最も強いNMDA増強活性が認められた。さらに、それぞれの分画についてSDS-PAGEを用いて展開し、PVDF膜に転写した。CBB染色後を行うとフラクション#24には他のフラクションには薄められない分子量約70kDaのタンパク質バンドが検出された。2.N-末アミノ酸配列の解析タンパク質バンドを切り出し、N-未アミノ酸配列をシークエンサーでの解析を試みたがN-末の化学修飾のため正確なN-末アミノ酸配列は決定できなかった。3.マクロファージ/ミクログリアの産生分泌するNMDA受容体を介したシグナリング増強因子の作用メカニズム幼若ラットの大脳皮質より急性単離したニューロンを用いてホールセルモードのパッチクランプを行い、Yチューブ法を用いて適用したNMDAによって惹起される内向き電流に対するマクロファージ/ミクログリアの培養上清(MCM)の影響を解析した。様々な膜電位におけるNMDA電流のピーク値を計測し、電流ム電圧曲線を作成した結果、MCMは測定した全ての膜電位においてNMDAによって惹起される内向き電流を有意に増大することが明かとなった。さらに、Yチューブ法を用いて適用したグルタミン酸によって惹起される内向き電流に対するMCMの影響を解析し、NMDAによって惹起される内向き電流に対する影響との比較検討を行った。その結果、MCMはグルタミン酸電流をNMDA電流よりもより強く増大し、その差は有意であることが明らかとなった。仔ウサギの四肢長管骨より調製した破骨細胞において同様にパッチクランプを試みたが、安定したギガーシルが得られる効率が悪く、Yチューブ法を用いて適用したグルタミン酸によって惹起される内向き電流に対するMCMの明らかな影響を観察するに至らなかった。今後、破骨細胞を単離するのに用いるプラスチックシャーレをガラスシャーレに変えるなど、破骨細胞のシャーレへの接着を弱くする工夫が必要と考えられる。以上の結果より、中枢ニューロンにおけるMCMのNMDA受容体を介したシグナリング増強メカニズムはMgによるNMDA受容体チャネル阻害の緩和作用ではなく、NMDA受容体に対するグルタミン酸の親和性の増大に基づくことが強く示唆された。一方、破骨細胞におけるグルタミン酸シグナリングに対するMCMの作用は今回の実験期間内では明らかにできなかったが、MCMは中枢ニューロンの場合と同様に破骨細胞におけるグルタミン酸シグナリングを修飾する可能性は高いと考えられる。

以上の結果より、中枢ニューロンにおけるMCMのNMDA受容体を介したシグナリング増強メカニズムはMgによるNMDA受容体チャネル阻害の緩和作用ではなく、NMDA受容体に対するグルタミン酸の親和性の増大に基づくことが強く示唆された。一方、破骨細胞におけるグルタミン酸シグナリングに対するMCMの作用は今回の実験期間内では明らかにできなかったが、MCMは中枢ニューロンの場合と同様に破骨細胞におけるグルタミン酸シグナリングを修飾する可能性は高いと考えられる。ミクログリア/マクロファージの産生分泌するNMDA受容体を介したシグナリング増強因子の同定を行うために以下の実験を行った。(1)ミクログリア/マクロファージの培養上清の回収:まず、成熟ラット(8週齢)から調整した浸潤性腹腔マクロファージならびに新生仔ラット(3日齢)の大脳皮質より調整した初代培養ミクログリアを無血清培地において4日間の培養を行い、培養上清(MCM)を回収した。回収したMCMを1日間透析した。(2)NMDA受容体を介したシグナリング増強因子の部分精製:次に、イオン交換クロマトグラフィー(MonoQ)を用いてタンパク質の分離を行った結果、6つのピークが認められた(フラクション7,18,24,30,33,36)。次に、それぞれの分画について10%のMCMを用いて電気生理学的にNMDA増強活性を調べた。具体的には大脳皮質スライス標本を用い、白質の電気刺激により誘発されるNMDA受容体を介したシナプス電位の増強作用を指標とした。その結果、フラクション#24に最も強いNMDA増強活性が認められた。さらに、それぞれの分画についてSDS-PAGEを用いて展開し、PVDF膜に転写した。CBB染色後を行うとフラクション#24には他のフラクションには認められない分子量約70kDaのタンパク質バンドが検出された。(3)N-末アミノ酸配列の解析:このタンパク質バンドを切り出し、N-末アミノ酸配列をシークエンサーでの解析を試みたがN-末の化学修飾のため正確なN-末アミノ酸配列は決定できなかった。現在は部分精製したMCMを用いてNMDA受容体を介したシグナリング増強メカニズムについて電気生理学的解析を行っている。マクロファージ/ミクログリアの産生分泌するNMDA受容体を介したシグナリング増強因子の作用メカニズムを明らかにする目的で、前年度(平成14年度)の結果を踏まえて以下の実験を行った。(1)幼若ラットの大脳皮質より急性単離したニューロンを用いてホールセルモードのパッチクランプを行い、Yチューブ法を用いて適用したNMDAによって惹起される内向き電流に対するマクロファージ/ミクログリアの培養上清(MCM)の影響を解析した。様々な膜電位におけるNMDA電流のピーク値を計測し、電流-電圧曲線を作成した結果、MCMは測定した全ての膜電位においてNMDAによって惹起される内向き電流を有意に増大することが明かとなった。さらに、Yチューブ法を用いて適用したグルタミン酸によって惹起される内向き電流に対するMCMの影響を解析し、NMDAによって惹起される内向き電流に対する影響との比較検討を行った。その結果、MCMはグルタミン酸電流をNMDA
インターネットにおける主体的学習を支援するパスプラニング環境の開発

本研究では,インターネット上の既存の学習リソースが提供するハイパー空間における主体的学習の支援を目的として,学習者自身がどのような経路で学習を進めていくかを検討可能なパスプラニング環境を実現するナビゲーション支援システムを開発している.この目標を達成するために,平成17年度は(1)適応的なパスプラニング環境を実現するための概要情報制御機能を開発し,(2)開発したシステムの有効性を調査するための評価実験を行うとともに,(3)その結果に基づくシステムの改良を実施した.(1)については,平成16年度までに開発した,プラニング過程に基づいて適応的にWebページの概要情報を生成する概要情報生成エンジンに加えて,システム利用者がプラニング過程で自分自身で概要情報の量を制御できる概要情報制御機能を開発した.これにより,プラニング過程においてシステム利用者の意図をより詳細に反映することが可能となった.(2)については,これまでに開発したシステムを利用して,理工系大学生・大学院生からなる実験協力者により,概要情報生成エンジン及び概要情報制御機能に対する評価実験を行った.その結果,概要情報生成エンジンを利用することによってタスクの実行に効果的なプランを作成することができるとともに,概要情報制御機能を利用することによってプラニング時に利用者の意図がタスクの実行に強く反映されることを確認した.(3)についてはシステムの完成度を高めるために,インタフェース及びユーザビリティの改良及びシステムの安定性を強化した.本研究では,インターネット上の既存の学習リソースが提供するハイパー空間における主体的学習の支援を目的として,学習者自身がどのような経路で学習を進めていくかを検討可能なパスプラニング環境を実現するナビゲーション支援システムを開発している.この目標を達成するために,平成15年度は実験用の学習リソースを作成するとともに,学習者の行動履歴を収集可能な実験環境を構築することによって,ハィパー空間において学習経路を決定するタスクについて分析した.これらのタスクはナビゲーションに関するメタ認知的活動であると考えられるため,こうした活動を適切に具体化・外在化するための支援環境について検討した.加えて,既存の学習リソースを対象とする場合には,学習するトピックに注目して複数の学習リソースを横断的に学習する必要があることが明らかになった.また,実際のウェブページを対象として,文書の論理構造や表示方法の記述に利用されているHTML (Hyper Text Mark up Language)を調査・分析することによって,プラニング文脈を反映した概要情報を生成する際に重要となるタグを抽出した.この過程においては,HTML以外の技術を利用した学習リソースに対応するフィルタリング技術についても検討した.これらの知見を元に,ハイパー空間における学習者の情報収集・活用能力の向上を支援できるスキーマを提供することを目的として,パスプラニング過程をモデル化した.さらに,ページの概要情報を自動生成し,それを複数並べて比較・参照させることによって,学習に先立って学習者自身にパスプラニングを行わせるナビゲーション支援システムを設計・開発した.本研究では,インターネット上の既存の学習リソースが提供するハイパー空間における主体的学習の支援を目的として,学習者自身がどのような経路で学習を進めていくかを検討可能なパスプラニング環境を実現するナビゲーション支援システムを開発している.この目標を達成するために,平成16年度は(1)パスプラニングに関連する情報を管理するためのメタデータスキーマを検討し,(2)適応的なパスプラニング環境を実現するナビゲーション支援システムの開発を行うとともに,(3)開発したシステムの有効性を調査するための予備的な実験を実施した.(1)については,学習リソースおよびプラニングされたパスに関連する情報をXML(eXtensible Markup Language)スキーマとして定義することによって,複数のリソースを横断的に学習する局面で教授者及び学習者が生成したプランを共有することが可能となった.(2)については,プラニング過程に基づいて適応的にWebページの概要情報を生成する概要情報生成エンジンを中心として,より効果的なプラニング支援を実現するプラニング過程モデル及び(1)のXMLスキーマをシステム設計に反映した上で,Microsoft Visual Studio.NETによってクライアントコンピュータ(OS : Microsoft Windows)で動作するシステムを開発した.(3)については,システムの完成度を高めるために,実験協力者を募って開発システムに関するインタフェース及びユーザビリティの改良点,システムを利用したナビゲーション過程及び学習効果等に関する予備的な評価を行い,システムの安定性を強化するとともに,概要情報生成エンジンを改善した.本研究では,インターネット上の既存の学習リソースが提供するハイパー空間における主体的学習の支援を目的として,学習者自身がどのような経路で学習を進めていくかを検討可能なパスプラニング環境を実現するナビゲーション支援システムを開発している.この目標を達成するために,平成17年度は(1)適応的なパスプラニング環境を実現するための概要情報制御機能を開発し,(2)開発したシステムの有効性を調査するための評価実験を行うとともに,(3)その結果に基づくシステムの改良を実施した.(1)については,平成16年度までに開発した,プラニング過程に基づいて適応的にWebページの概要情報を生成する概要情報生成エンジンに加えて,システム利用者がプラニング過程で自分自身で概要情報の量を制御できる概要情報制御機能を開発した.これにより,プラニング過程においてシステム利用者の意図をより詳細に反映することが可能となった.(2)については,これまでに開発したシステムを利用して,理工系大学生・大学院生からなる実験協力者により,概要情報生成エンジン及び概要情報制御機能に対する評価実験を行った.その結果,概要情報生成エンジンを利用することによってタスクの実行に効果的なプランを作成することができるとともに,概要情報制御機能を利用することによってプラニング時に利用者の意図がタスクの実行に強く反映されることを確認した.(3)についてはシステムの完成度を高めるために,インタフェース及びユーザビリティの改良及びシステムの安定性を強化した.
市場経済社会において求められる公認会計士の独立性

回帰分析の結果は、公認会計士にとって、非常の重要なことを示唆しているように考えられる。公認会計士を取り巻く様々な要因を「イメージ形成要因」の候補として識別し、アンケート調査項目として取り上げたものの、結果として、社会の人々が公認会計士の独立性との関係で強く認識した要因は、「監査主体要因」であった、ということである。このことは、社会の人々が公認会計士に対して「会計プロフェッションの自律性」を強く求めているメッセージと考えなければならない。また、会計基準の規範性もきわめて有効な「イメージ形成要因」として、回帰式の上では現れていることを考えると、会計基準の規範性をどのように担保するかは、監査環境要因として最も重要であることをわれわれに示している。我が国の公認会計士監査制度は、すでの50年を経過した。関係者による不断の努力が今日まで注がれてきたことが、今日の公認会計士監査制度の発展をもたらしたことは確かであり、それは大いに評価されなければならない。しかし、今回の回帰分析によって明らかにされた説明変量は、実は今日まで、さまざまな事情から、その根本的な解決やその確立を先延ばしにし、徹底的な議論を避けてきたことを示唆しているのではないだろうか。また今回の実証研究は、結果として、わが国の公認会計士監査制度が抱える最も大きな弱点を明らかにしたとはいえないであろうか。「会計プロフェッションの自律性」と「わが国における会計基準のあり方」にかかる問題がそれである。平成10年度の研究作業は、公認会計士の独立性を社会の人々がどのような要因を通じて知覚・認識しているかを明らかにするための研究方法の確立とそれを具体的に実行するためのアンケート調査を行うことである。本研究会は、アンケート調査票においてどのような要因を識別するか、また、多変量解析による分析を一層意味のあるものとするため、今回のアンケートの中で回答者が公認会計士の独立性を強く意識することなく、むしろ潜在意識をどのように引き出すかというところの議論を重視した。アンケート調査票の完成は7月半ばに終わり、その後、会計学者・商法学者・経営学者といった学会関係者、取締役・監査役・経営管理者・内部監査部長といった企業関係者、さらに規制機関やマスコミあるいは証券アナリストなどの財務諸表利用者に対しても、9月から11月にかけて調査票を断続的に行い、その回収に努めた。アンケートの回収票は昨年の12月末で締め切られ、現在、その入力作業と分析の過程にある。回収率はこの種のアンケートの平均回収率からすれば非常に高いが、いくつかの業界団体を通じて協力を願ったため、アンケート発送数は必ずしも平均化しておらず、一部の関係者の回答率が際立って高くなっているところもある。また、独立性要因として13個を識別したが、これらをどのように体系化するかに関しても、研究者の間に考え方の違いがみられる。この問題の検討を並行的に行っている。回帰分析の結果は、公認会計士にとって、非常に重要なことを示唆しているように考えられる。公認会計士を取り巻くさまざまな要因を「イメージ形成要因」の候補として識別し、アンケート調査項目として取り上げたものの、結果として、社会の人々が公認会計士の独立性との関係で強く認識した要因は、「監査主体要因」であった、ということである。また、会計基準の規範性も極めて有効な「イメージ形成要因」として、回帰式の上では現れていることを考えると、会計基準の規範性をどのように担保するかは、監査環境要因として最も重要であることをわれわれに示している。わが国の公認会計士監査制度は、すでに50年を経過した。

また、今回の実証研究は、結果として、わが国の公認会計士監査制度が抱える最も大きな弱点を明らかにしたとはいえないであろうか。「会計プロフェッションの自律性」と「わが国における会計基準のあり方」にかかる問題がそれである。
着衣泳が泳者に及ぼす生理的・力学的影響

本年度は、着衣で泳ぐ時の生理学的影響をみるために心拍数を用いて、着衣で泳ぐときの運動強度を推定した。また、最終年度のまとめを行った。研究費で購入したキャノン製心拍計で着衣泳中の心拍数の変動をみた。実験で得られたデータの整理はされたが、その結果は、まだ学会誌等に発表されていない。水着泳と着衣泳との10分間における泳ぎの平均心拍数の間は、10分間泳いだ後で、水着泳127.8拍/分(±23.45)、着衣泳116.9拍/分(±23.81)であった。このことから、水着泳と着衣泳の平均心拍数の間には有意な差(p<0.001)本研究のまとめは、以下のようなものである。着衣で泳ぐ時には、水着泳よりも大きな抵抗を受け、そのために普段の泳ぎができなくなる。特に、着衣で泳ぐときには体幹から下肢にかけて沈む姿勢になるために非常に泳ぎ難いことが指摘された。また、心拍数からみた運動強度では、水着泳と着衣泳には大きな違いがみられなかった。このことは、今後の課題でもある。最後に、本研究結果から、水泳指導における示唆としては、以下のことがあげられる。着衣泳では、低速のスピードでは、浮力を利用した浮漂技術の習得が重要であると思われる。また、全力泳のような速いスピードでは大きな抵抗を作りだし、疲労を早めることになると思われるので、着衣では速いスピードでは泳がない方がよいと思われる。今年度は、力学的観点からみた着衣による牽引抵抗について検討した。その結果のまとめは以下のようなものである。様々な着衣を児童、成人女子、成人男子に対して、流水プールで0.3m/sから1.2m/sの流速での顔上げ、顔つけの牽引抵抗を測定した。0.3m/s程度の遅い流速では浮標が困難なため、低速では浮く技能が重要である。また、0.5m/s以上では、体幹から脚部にかけて浮上し始めるので泳いで前に進むための腕や脚の動作が重要な要素となる。0.5m/sより遅い流速下では、Tシャツ・短パンの抵抗への影響は少ない。トレーナー上下は、流速にかかわらず常に水着より大きな抵抗を受ける。しかし、着衣よりも水面上に顔を上げる抵抗の増加はさらに大きかった。セーター・スカートも抵抗への影響は、トレーナー上下と同様の傾向がみられた。また、児童より成人の方が顕著に0.3m/sで浮標できなかったことにより、成人の浮く技能の重要性が指摘される。速度にかかわらず、セーター・トレーニングズボン、スーツ、カッパ等も水着より大きな抵抗がかかり、1.0m/sでは、水泳選手の推進力を牽引抵抗が上回るので、牽引される姿勢のまま速く泳ぐことは望めない。気密性の低いセーター・トレーニングズボンは、特に、低速での抵抗が大きかった。気密性の高いスーツやカッパは高速になると水が入り込み、抵抗が比較的大きくなった。また、上肢の伸展を妨げる衣服も流速が増すと、抵抗を増やす原因となる。水中安全教育への示唆としては、着衣による泳ぎは、水中牽引抵抗からみると低速では、浮力を利用した浮標技術の習得が重要であり、速いスピードでは泳がない方が安全であると思われる。来年度の課題は、着衣泳中の運動強度を検討することである。

水着泳と着衣泳との10分間における泳ぎの平均心拍数の間は、10分間泳いだ後で、水着泳127.8拍/分(±23.45)、着衣泳116.9拍/分(±23.81)であった。このことから、水着泳と着衣泳の平均心拍数の間には有意な差(p<0.001)が認められた。本研究のまとめは、以下のようなものである。着衣で泳ぐ時には、水着泳よりも大きな抵抗を受け、そのために普段の泳ぎができなくなる。特に、着衣で泳ぐときには体幹から下肢にかけて沈む姿勢になるために非常に泳ぎ難いことが指摘された。また、心拍数からみた運動強度では、水着泳と着衣泳には大きな違いがみられなかった。このことは、今後の課題でもある。最後に、本研究結果から、水泳指導における示唆としては、以下のことがあげられる。着衣泳では、低速のスピードでは、浮力を利用した浮漂技術の習得が重要であると思われる。また、全力泳のような速いスピードでは大きな抵抗を作りだし、疲労を早めることになると思われるので、着衣では速いスピードでは泳がない方がよいと思われる。
刑事責任能力判断における理論と実践の架橋－歴史的・比較法的検討

近時、刑事責任能力(精神障害罹患者等の刑事責任の判断)について、刑法学説上議論が活況を呈している。この背景には、通説的見解を適用した場合の具体的判断が不明瞭である中で、裁判員裁判導入により判断を明確に言語化する必要に迫られた裁判実務において、通説的見解とは必ずしも相容れない判断基準・着眼点が提示されるようになったという、学説と実務の乖離の顕在化が認められる。本研究では、日本の学説と実務が如何にして明確に乖離するに至ったのかを解明し(歴史的研究)、問題の所在を明らかにした上で、諸外国の学説と判例実務を批判的に考察することで(比較法的研究)、理論と実践を架橋する刑事責任能力論の構築を目指す。
リアルタイム中性子線量計の高度化と飛翔体搭乗員の放射線被ばく線量計測への応用

航空機内の中性子被ばく線量の過大評価は、宇宙陽子線検出以外に、高エネルギー中性子検出の可能性があることが分かった。中性子被ばく線量を正確に実測するために、個人線量計内のシリコン素子の中性子に対する応答特性を評価した。開発したエネルギー付与モデルを考慮することで、シュミレーションで評価した応答関数は、加速器を用いた単色中性子の実測と、良い一致を示した。これにより、中性子実測の過大評価を解明でき、正確な中性子計測につながる。航空機搭乗員の中性子被ばく線量は、従来、計算コードによる評価もしくは大型の装置で行ってきたが、簡便に実測できることが望まれている。そのためには、コンパクトな中性子線量計が必要であり、その開発を本研究では行う。まず線量計の設計には、使用する計算コードが実験結果を十分な精度で再現できる必要がある。これまで有機液体シンチレーターなどを高精度で評価ができることを実証したが、シリコン半導体素子に関する十分なデータは無い。そこで平成21年度は、線量計の最適化を行うために、モンテカルロシミュレーションにより線量計に使用されるシリコン半導体検出器、半導体素子の中性子、ガンマ線に対する応答関数を評価した。半導体素子は、ファンネリング現象により、従来の空乏層へのエネルギー付与モデルでは評価できないことを調べた。本研究では、ファンネリング現象を組み込んだモデルで、中性子により生成された粒子を輸送し、エネルギー付与領域での波高分布が得られるようにして、中性子に対する応答関数のシミュレーションを実施した。モンテカルロ計算は、世界的な利用ユーザーが多いMCNPXコードを用いた。このコードでベンチマークに使用する実験データは、産総研の標準単色中性子ビームを用いて、半導体素子の5,15MeV中性子に対する特性を実測した。ノイズをターゲットからのガンマ線分布まで計測できるまで下げた中性子による波高分布を得ることができた。現在までのシミュレーションの結果は、絶対量は近い値を示すことが分かったが、実験結果を十分に評価することができていない。これは、半導体素子を用いた中性子検出器に、シミュレーションに含まれない粒子線に関する現象が含まれているためであり、この現象を解明することで、線量計の設計をすることができる。リアルタイム中性子個人被ばく線量計を用いた場合、航空機搭乗員の中性子被ばく線量の計測は、計算評価よりも10倍近い過大計測を行っていた。この原因は、宇宙陽子線によると思われてきたが、高エネルギー中性子による起因の可能性があることが我々の実測から分かってきた。航空機搭乗員の中性子被ばく線量を正しく評価するために、個人線量計に用いられているシリコン素子の特性をシュミレーションと実測から評価することで、この過大評価の原因を解明し、改良することを目指した。これまで高エネルギー陽子によるファンネリング現象により、従来のモデルよりも大きなエネルギー付与が計測されていることを解明した。しかし、このモデルを数MeVの反跳陽子に適用した場合、中性子の応答特性を説明できないことが本研究で実証した。さらなるエネルギー付与のモデルを改善するために、より低い陽子のシリコン中でのエネルギー付与の挙動を当研究所内のサイクロトロンを用いて実験的に評価し、新たな荷電粒子のシリコン中でのエネルギー付与のモデルを構築した。改良したモデルを実証するために、(独)産業技術総合研究所に付設されている国際比較により中性子の絶対量が高精度に評価されている高速中性子ビーム(5,15MeV)を用いて、中性子素子の応答特性を実測した。これまでのモデルでは、反跳陽子のピークエネルギーを再現できなかったが、新たなモデルを用いることで、中性子の高速中性子に対する応答特性を十分に評価できることが分かった。このモデルを高エネルギー領域へ拡張することで、航空機高度での中性子と陽子のエネルギースペクトルから、過大評価の原因を追求できる。これより、中性子と荷電粒子に対する航空機搭乗員の宇宙放射線被ばくを簡便にモニターすることが可能となる。リアルタイム中性子個人被ばく線量計を用いた場合、航空機搭乗員の中性子被ばく線量の計測は、計算評価よりも10倍近い過大計測が明らかになった。この原因は、宇宙陽子線によると思われてきたが、高エネルギー中性子による起因の可能性があることが、我々の実測から明らかになりつつある。航空機搭乗員の中性子被ばく線量を正しく評価するために、個人線量計に用いられているシリコン素子の中性子に対する特性が必要である。そこで、我々は加速器を用いた単色かつ高速中性子に対する応答関数の実測とモンテカルロコードを用いたシュミレーションで評価、検討を行った。シュミレーションには、我々のファンネリング現象(IEEE NS-56(1),337,2009)を組み込んだ。さらに、このファンネリング現象をより低いエネルギーまでに拡張することで、従来、実験結果に含まれる2.2MeVの反跳陽子によるピークを再現できなかったが、シュミレーションの改善により、再現することができた。