hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フランシウム電気双極子能率の相対論的多体理論計算による標準模型を超える物理の研究

我々は、相対論的結合クラスター模型において、原子系における電子間の電磁相互作用による相関までとりいれた第一原理計算手法を確立し、今年度は、任意の次数まで、EDMの増幅度、極性分子における内部有効電場、超微細構造定数等、原子の基底状態および励起状態の様々な物理量を計算するコード開発を行った。特にスーパーコンピュータでの高速計算に適合したコードの最適化を進め、FrのEDM増幅度の精度をさらに向上させるとともに、同じ手法により、Xe原子の準安定状態における電子EDMの増幅度をはじめて計算を行った。さらに極性分子・YbFの基底状態における有効電場の計算を進め、極性分子における電子EDMの増幅度に関して議論を深めた。他の研究グループとの計算値の違いに関して、詳細な検討を進め、その結果、軌道電子が感じるクーロンポテンシャルの取り方が、その要因であることを確認した。今後、どのポテンシャルを用いるか、他の研究グループとも議論を進めていく予定である。基本粒子における永久電気電気双極子能率(EDM)の存在は、時間反転対称性の破れを意味しており、CPT不変性を考慮するとこれは即ちCP非保存を意味する。標準模型を超える様々な理論的枠組みでは有限のEDMを予測しており、EDMは反物質消失の起源に迫るために重要な観測量である。特にある特定の原子系では相対論的効果により基本粒子である電子のEDMが極めて大きく増幅され、微弱なEDMからの信号を高感度で探索するのによい方法である。同時にその増幅度をいかに精度よく理論的に評価するかが、電子EDMを測定する際の鍵となる。Huliyar氏が研究を進めている相対論的結合クラスター手法は、様々な階層での量子多体系の物理量を計算するのに強力な方法である。特に不対電子を1個最外殻にもつアルカリ原子の高精度計算コードの開発を精力的に進めており、これまで軽いアルカリ原子から段階的に計算を進め、原子の励起エネルギー等、既存の実験値を再現することを確認しながらセシウムに至る重いアルカリ原子まで系統的にEDM計算を行った。そして、阪大、インド等のスパコン、クラスター計算機を活用して、高精度な計算結果を得つつある。この理論計算手法は、これまでの基礎研究により、原子の励起状態における電子EDMの増幅度計算、ならびに、極性分子における電子EDMの評価に重要な内部有効電場の計算に極めて威力を発揮することがわかってきた。そこで、次世代のEDM探索実験を見据えて、Xeの準安定状態における電子EDMの増幅度、そして、Fr-Sr分子における内部有効電場の計算も並行して進めた。FrのEDM増幅度の高精度理論計算手法を確立し、世界最高精度での増幅度の計算を完遂することが本研究の目的である。Frは、アルカリ原子の中で最大の原子量をもつ元素であり、その基底状態・励起状態の物理量を計算するには、多くの電子配位を考慮した大規模計算が必要になる。本研究では、電子間のクーロン力による相関をとりいれた第一原理計算手法を開発し、Rb,Cs,T1および分子に至るまで、様々な多体系の物理量の計算を行って、その計算結果の信頼性を確かめることができた。したがって、大規模計算に向けた準備が、完了したこととなり、予定通り、順調に研究が進んでいる。本研究は、原子核反応で原子量最大のアルカリ原子・放射性元素・フランシウムを生成し、そのEDMを探索して、物質優勢宇宙の創成機構を探る事にある。原子EDMから、その電子EDMを抽出するためには、高精度原子EDM測定実験と高精度電子EDM増幅度の理論計算が両輪となって進む必要がある。
ミュオンによる医学診断の研究

今年の研究は、ミュオンによる元素分析が理論的に高精度であることを前提にTRIUMFにある現在のbeam lineおよびmuonic X-rays detectorで実際に臨床適応することが可能かどうか、又臨床的に用いる場合の問題点をファントムを用いて検討した。最も臨床適応がしやすく、またミュオンによる元素分析による診断が他の診断法より優れている可能性が高い疾患としてoste oporosisを選び、腰部および大腿部のファントムを作成した。今回の実験ではbeamのモーメンタムは104.1Mev/cまで上昇させることができ、67cmの深さまで検査可能であった。detectorは窓の直径が4.85cmのgermanium detectorを用い、beamを直径0.75inchにコリメートした場合、腰椎一検体につき30分1時間で組織分析ができ、intensityは十分で臨床適応に耐えうるものであった。腰椎人工骨をアクリル製容器から取り外し、人工骨のみで元素分析を行ったところ、椎体海綿部のみの骨塩量をほぼ正確に測定することができた。残念なことに、この時点でサイクロトロン制御用コンピュータの故障でbeamが止まってしまい、osteoporosisに関するそれ以上の実験は不可能となってしまった。臨床適応の可能性としては、現在のシステムで基本的に可能と思われるが、今回用いたdetectorは立体角が小さく、実際に患者を使った検査では一部位当り23時間かかることが予想されるため、より立体角の大きなdetectorが望まれる。osteoporosisのほかに人口透析による骨及び脳へのアルミニウム沈着症のモデルも作成し実験を行ったが、現在あるdetectorは微量のAlを検出することは不可能であった。Al、Hg、Pb、Cdといった微量な金属を検査するためには、より立体角が大きく、high energyのmuonic X-raysに対してより高精度のdetectorが必要である。なお、本年5月に追加実験の予定である。
核酸コンフオメーションとその識別

本特定研究は、遺伝情報の具現、制御にかかわる生体機能を、これらの機能を指定する核酸のコンフォメーションシグナルの構造的基礎とその識別の問題に集約して研究し、遺伝的生体制御についての理解を深めることを目的としている。この目的達成のため3ケ年の研究計画を立てゝ60年度からスタートしており、本年度はその2年目となる。研究組識としては、この総括班と6つの計画研究班を柱に、11の公募研究を加えて織組した。本総括班は、この特定研究の実施に関する基本方針を定め、班員間の研究連絡や情報交換を促進することにより研究の円滑な実施をはかることを目的として、各班の班長、関連領域の研究者15名で構成した。本年度実施した主な事業は次の通りである。a.班長会議を8月29日(京大)、総括班会議を11月10日(筑波大)で開催し、本年度活動方針を立案し、決定した。b.公開シンポジウムを「核酸シグナルとその識別」という課題で11月10日、筑波大学で開催した。核酸シグナルと制御因子の相互作用の問題を中心に、転写,複製,プロセシングのレベルでの研究成果や、今後の展望について発表を行った。班員の外筑波大学や近隣の国立研究機関の研究者約130名を加えて討論を展開した。ワークショップは、「DNA流動とその制御」を7月1011日(箱根)、「染色体の構策」を2月910日(京都)、分子生物学データベースに関する研究会を2月12日(三島)に開催した。d.サーキュラー、研究報告書の出版を行ない、全班員、関連領域の研究者に配布した。e.合成DNA、酵素等の研究素材を班員に供与して研究の促進をはかった。
内耳血管条におけるメラニンの役割および各種障害に対する反応メカニズムの解明

SLC26A4変異による難聴は、本難聴遺伝子以外の環境因子による影響が示唆されている。内耳血管条内には著明に増加・増殖した色素沈着とマクロファージが観察され、血管条内色素沈着はSLC26A4変異による難聴の増悪因子と考えられる。本研究ではSlc26a4l欠損マウスを用いて、色素欠損したアルビノマウスを遺伝的背景に持つモデルマウスと交配させることで、内耳血管条におけるメラニンが関与する影響および各種障害に対する反応メカニズムの解明を目的とする。これらの結果はSLC26A4変異による聴力の変動や難聴の進行の予防法確立のみならず、血管条障害に伴う老人性難聴のメカニズム解明にも大きく貢献する。
フザリウム病原菌の分生胞子形成を制御する遺伝子発現ネットワークの解析

土壌伝染性糸状菌Fusarium oxysporumは、小型胞子、大型胞子、厚膜胞子の3種の分生(無性)胞子を形成し、これら胞子が自然界での伝染源、耐久生存器官として重要な機能を果たしている。本菌は、栄養豊富な完全培地では胞子を形成しないが、カルボキシメチルセルロース(CMC)を唯一の炭素源とする培地では、ほとんど菌糸生育せず、小型胞子と大型胞子を大量に形成する。本研究では、完全培地とCMC培地における発現遺伝子群をEST(expressed sequence tag)解析とリアルタイムRT-PCR解析によって比較し、胞子形成関連遺伝子群を網羅的に同定するとともに、それらの発現ネットワークの解明を目指す。昨年度は、栄養成長時と胞子形成時のEST解析を行い、両培地における発現遺伝子群が顕著に異なることを明らかにした。また、cDNAドットブロットディファレンシャル解析とリアルタイムRT-PCR解析によって、胞子形成時に特に高発現する53クローンを同定した。先に当研究室では、胞子形成に不可欠な2つの転写制御因子(Ren1とFoStuA)を同定している。本年度は、EST解析によって同定した胞子形成時に特異的に発現する遺伝子群について、ΔREN1変異株とΔFoSTUA変異株における発現レベルをcDNAドットブロット解析とリアルタイムRT-PCR法によって定量解析し、Ren1とFoStuAによって発現が制御される遺伝子群をそれぞれ同定した。さらに、Ren1によって正に制御される遺伝子群のうち亜硝酸還元酵素遺伝子に着目し、形質転換系を用いた遺伝子破壊によって変異株を作出した。変異株の胞子形成様相を観察した結果、Ren1によって発現が制御される亜硝酸還元酵素は小型胞子と厚膜胞子の形成には関与しないが、大型胞子の形成に重要であることが明らかとなった。土壌伝染性糸状菌Fusarium oxysporumは、小型胞子、大型胞子および厚膜胞子の3種の分生(無性)胞子を形成し、これらが自然界での伝染源、耐久生存器官として重要な機能を果たしている。本研究では、完全培地とCMC培地における発現遺伝子群をEST (expressed sequence tag)解析とリアルタイムRT-PCR解析によって比較し、胞子形成関連遺伝子群を網羅的に同定するとともに、それらの発現ネットワークの解明を目指す。本年度の成果を以下に要約する。1.完全培地培養時とCMC培地培養時のcDNAライブラリーを作製し、両ライブラリー由来のそれぞれ約1,300クローンの部分塩基配列を決定した。決定配列の比較によって,両ライブラリーからそれぞれ約540個の異なる遺伝子由来の独立クローンを同定した。両ライブラリーの独立クローンを比較したところ、共通なクローンは約20%であり、栄養成長時と胞子形成時の発現遺伝子群が顕著に異なることが明らかとなった。2.CMC培地ライブラリーからのみ検出された430クローンについて、完全培地培養時とCMC培地培養時のmRNAをプローブとしてcDNAドットブロット解析を行い、胞子形成時に特異的に高発現する173クローンを選抜した。さらに、これらクローンについて、リアルタイムRT-PCR法によって発現レベルを定量解析し、胞子形成時に特に高発現する54クローンを同定した。
高密度近藤系物質の磁歪と熱膨張に及ぼす圧力効果

本研究で得られた主な結果は以下の3点に要約される。(1)電気抵抗:CeCu_6のb軸方向の電気抵抗ρ_b(T)の測定からρ_bが最大値をとる温度Tmは、P=1barで15KであったがP=30kbarでは90Kに上昇した。TmαTkと考えられるのでTkは高圧下で増加していくことが示唆される。圧力係数Tm^<-1>δTm/δPの値は170×10^<-3>kbar^<-1>であった。一方1barでTm=103KであるCePd_3に対して、Tmの圧力係数は6.5×10^<-3>kbar^<-1>ともとめられた。この値はCeCu_6のそれに比べて1桁以上も小さく、この違いはs-f交換相互作用Jにおける違いによるものであると結論した。(2)熱膨張:CeCu_6単結晶の熱膨張係数α_i(i=a,b又はc)の温度依存は異方性が大きく、α_bにおいては結晶場の効果が顕著に現れ又α_cにおいては、T<10Kで近藤効果によるものとおもわれる増加がみられた。又α/T vs T^2plotにおいて(但しα=(1/3)(α_a+α_b+α_c)とする)低温で降温と共にα/Tの値は大きく増加した。これはCeの4f電子の大きな有効質量によるものであると考えられる。この傾向はCeInCu_2、CeAl_3などにおいてもみられた。更に、T>10Kの温度範囲においてαへのf電子による寄与α_mは、その温度変化においてSchottky型anomalyを持ち大川らによって提出された現象諭をもとにして結晶場分裂の大きさを推定した。(3)X線回析:CeCu_6の3軸の格子定数a,b,cの圧力変化を室温及び77.4Kで調べた。その結果(2)と同様に、その圧縮率k_i(i=a,b又はc)に大きな異方性がみられた。大きさの順序はκ_b>κ_c>κ_aであった。これは超音波によって求められた結果と定性的に一致する。又77.4Kにおいて約45kbarで2次相転移が存有することを示した。62年度は典型的高濃度近藤系物質の1つであるCe Cu_6の単結晶を使ってa, b,及びc軸方向の熱膨脹係数α_a, α_b, α_cを測定した.又同時に参考物質としてf電子をもたない単結晶La Cu_6のα_a, α_b, α_cも測定した.△α_bの振舞いは比熱の30K付近のpeakとよく対応しておりこの異常がCeイオンの結晶場によるものであることを示している.そこで我々は最近大川らによって提出された結晶場による熱膨脹異常の計算結果をもとにして我々の実験dataの解析を行った.理論的計算による熱膨脹係数値α_<th>を△α_bにほぼ等しい即ちα_<th>

△α_bと仮定することにより, △α_b-T curveはうまく再現できることが判明した.又△α_c-T curveの低温における異常は希薄近藤系の比熱がT_k付近でmaximumをもつことを考慮して近藤効果によるものと考えられる.又更に熱膨脹係数の磁場効果を調べたところ5-5 Teslaまでの範囲では上記のα_iにおける異方性はなくならないことがわかった.63年度は前年度が主にCeCu_6の熱膨張係数及び磁歪に関する実験が主であったがこれらの研究の他の典型的なCe系のhevy fermionであるCeAu_3、CeCu_2Si_2、CeInCu_2に拡張することを試みた。これら3つの物質に対し本年度に得られた結果を要約すると以下のようになる。ii)CeCu_2Si_2においてもα-T curveでT【.SY.apprxeq.】20K付近から異常がみられたがi)のCeAu_3に較べて低温側でのαの増大(ennancement)大きかった。この差異は試料の純度が主な原因として考えられる。iii)CeInCu_2はγ1J/molk^2であり重い電子系に属する物質であることが最近明らかにされた。本研究ではCeInCu_2の単結晶を使い<110>方向の伸びを測った結果α_<110>にはi)又はii)で見出された異常は観測できなかった。ただLaInCu_2との比較でその差△α=α(CeInCu_2)-α(LaInCu_2)の温度依存は約20Kにmaximumをもちこれが結晶場分裂によるものとすれば分裂の大きさ△は約50Kとなる。これはonukiらの値65Kよりやや小さい。目下詳細は解析を続行中である。本研究で得られた主な結果は以下の3点に要約される。(1)電気抵抗:CeCu_6のb軸方向の電気抵抗ρ_b(T)の測定からρ_bが最大値をとる温度T_mは、P=1barで15KであったがP=30kbarでは90Kに上昇した。T_mαT_kと考えられるのでT_kは高圧下で増加していくことが示唆される。圧力係数T_m^<-1>δT_m/δPの値は170×10^<-3>kbar^<-1>であった。一方1barでT_m=103KであるCePd_3に対して、T_mの圧力係数は6.5×10^<-3>kbar^<-1>ともとめられた。この値はCeCu_6のそれに較べて1桁以上も小さく、この違いはs-f交換相互作用Jにおける違いによるものであると結論した。(2)熱膨張:CeCu_6単結晶の熱膨張係数α_i(i=a,b又はc)の温度依存は異方性が大きく、α_bにおいては結晶場の効果が顕著に現れ又α_cにおいては、T<10Kで近藤効果によるものとおもわれる増加がみられた。又α/T vs T^z plotにおいて(但しα=(1/3)(α_a+α_b+α_c)とする)低温で隆温と共にα/Tの値は大きく増加した。これはCeの4f電子の大きな有効質量によるものであると考えられる。この傾向はCeInCu_z、CeAl_3などにおいてもみられた。更に、T>10Kの温度範囲においてαへのf電子による寄与α_mは、その温度変化においてSchottky型anomalyを持ち大川らによって提出された現象論をもとにして結晶場分裂の大きさを推定した。(3)X線回折:CeCu_6の3軸の格子定数a,b,cの圧力変化を室温及び77.4Kで調べた。その結果(2)と同様に、その圧縮率κ_i(i=a,b又はc)に大きな異方性がみられた。大きさの順序はκ_b>κ_c>κ_aであった。これは超音波によって求められた結果と定性的に一致する。又77.4Kにおいて約45kbarで2次相転移が存在することを示した。
有機半導体への位置選択的ドーピング

有機半導体へのキャリアドーピングを行い、キャリア易動度と金電極からのキャリア注入の接触抵抗のキャリア濃度依存性を求めた。キャリアドーピングはイオン液体を電解液として用いた電気二重層トランジスタ構造を用いて行い、変位電流法と4端子法によりキャリア易動度と接触抵抗を求めた。その結果、接触抵抗はキャリア濃度の増加とともに初めは減少するが、途中で増加に転じることが分かった。さらに、接触抵抗のキャリア濃度依存性は易動度の依存性と反比例しており、金属・有機半導体拡散制限注入機構が成り立っていることを明らかにした。電解液を用いた有機半導体単結晶へのキャリアドーピングによる正孔の易動度および金電極からのキャリア注入の接触抵抗を4端子法により測定した。有機半導体としては、気相輸送法で成長させたルブレンの単結晶を用い、電解液にはイオン液体を用いた。有機半導体にキャリアをドーピングした時、一般的にはキャリアドーピングに伴い、接触抵抗の単調減少が期待される。しかし実際には、初めのうちは接触抵抗はキャリア濃度の増加に伴い減少した後、極小値を持ち、その後キャリア濃度が増加するに伴い、接触抵抗も増加した。そこから、逆にキャリア濃度を減少させると増加させた場合の接触抵抗と同じカーブをたどり元の値に戻ったことから、接触抵抗の増加は資料の劣化によるものではない可逆的な変化であることが分かった。変位電流法から求めたキャリア濃度を基にして、キャリア易動度のキャリア濃度依存性を導出して接触抵抗のキャリア濃度依存性と比較すると、この接触抵抗の変化はキャリアの易動度の変化と同時に起こっており、金電極から有機半導体へのキャリア注入の接触抵抗がキャリア易動度に反比例することが分かった。この様な挙動を説明できるキャリア注入機構として、この金属電極と有機半導体単結晶の界面では拡散制限注入機構が成り立つことを明らかにした。金属電極から有機半導体へのキャリア注入の接触抵抗は有機エレクトロニクスにおける大きな課題であり、今回の結果は接触抵抗を低減させるストラテジーを考える出発点となるものである。今年度は電気二重層トランジスタと呼ばれるデバイス構造を用い、単層カーボンナノチューブ薄膜のキャリア濃度の電気化学電位による制御をおこない、吸収スペクトルと電気伝導度の同時測定をおこなった。試料には密度勾配超遠心分離法により、半導体単層カーボンナノチューブと金属単層カーボンナノチューブに分離した後、薄膜化したものをそれぞれ用いた。吸収スペクトルは半導体単層カーボンナノチューブ薄膜においては伝導帯、価電子帯ともに第2サブバンドまで、金属単層カーボンナノチューブ薄膜においては伝導帯、価電子帯ともに第1サブバンドまでキャリアドーピングが行われていることが分かった。その結果、金属単層カーボンナノチューブ薄膜において、ON/OFF比5倍以上の電気伝導度の変化を得ることができた。バリスティックな1次元導体では、その電導度はフェルミ準位を横切るサブバンドの数に比例することが期待され、この電気伝導度の変化はフェルミ準位が第1サブバンドに達することにより生じたと考えられる。実際、光吸収スペクトルは電気伝導度が大きく変化した電位でフェルミ順位が第1サブバンドに到達したことを示した。通常の電界効果を用いた場合は、金属単層カーボンナノチューブのフェルミ準位を第1サブバンドまでシフトさせるまでには至らないが、今回、電気二重層トランジスタを用いることで、これが可能になった。また、半導体カーボンナノチューブ薄膜でも同様に伝導に寄与するサブバンド数の変化による電気伝導度の変化が観測された。これらの結果は、初めての金属単層カーボンナノチューブのトランジスタ動作を実現したと同時に、薄膜においてもカーボンナノチューブの1次元性が伝導特性に大きく反映されていることを明らかにした。本研究の目的は、有機および炭素系物質半導体薄膜への電気化学的キャリアドーピングとその位置選択的固定化である。今年度の研究により、カーボンナノチューブ薄膜への電子および正孔の電気化学的キャリアドーピングに成功した。また、高分子薄膜への電気化学ドーピングも行っており、研究目的の前半は達成された。今後は、有機半導体薄膜に電気化学的にドーピングされたイオンを固定化する研究を行う。固定化の方法として、光反応器を持つ電解質の光化学反応、および電解液としてイオン液体を用い、その凝固を利用する場合の両方を試みる。次年度の研究費は、主にイオン液体等の電解質や高分子半導体等の購入に使用する。
拡張現実環境における見落としの視野依存性

重要な情報が、他の情報に重畳あるいは近接して突発的に出現すると、その情報を見落としやすいことが知られている。近年、現実場面に電子的な情報を付加呈示する拡張現実(Augmented Reality:AR)の実用化が急速に進んでいるが、AR環境はまさに見落としが生じる条件を満たしていると考えられる。そこで本研究課題では、重要情報が呈示される視野位置と背景情報の関係を検討し、見落としが生じにくい安全で快適なAR環境の実現に資することを目的とした。複数の実験の結果、背景刺激が特定方向のオプティカルフローを生じさせる場合、重要情報の呈示位置によっては見落としの回避可能性が高まることが示唆された。重要な情報が、他の情報に重畳あるいは近接して突発的に出現すると、その情報を「見落とす」ことが知られている。車のフロントガラスやヘッドマウントディスプレイにナビゲーション情報が映し出される装置など、近年急速に実用化が進んでいる、現実場面に情報を付加呈示する拡張現実(Augmented Reality: AR)環境は、まさに「見落とし」が起こる条件を満たしている。ただし、このようなAR環境では視野の多くを背景情報が占める一方で、背景情報やその範囲を系統的に検討した「見落とし」研究はないため、背景情報が見落としに及ぼす影響は不明である。そこで本研究課題では、複数の「見落とし」課題を用いて、背景情報と視野範囲が「見落とし」に及ぼす影響を明らかにし、安全で快適なAR環境の実現に資する知見の獲得を目的とした。本年度は、広視野環境における「見落とし」の誘発メカニズムを明らかにするための第一目標である、「見落としに対する視野の広さの影響の検証」を検討した。特に、視野の拡大に伴って生じるどのような要因が「見落とし」の誘発原因となるのかを特定を目指した。複数の種類の「見落とし」課題を実施した結果、単純な背景刺激が一定方向に運動してオプティカルフローが生じる場合、中心視野に表示される重要情報は背景刺激の影響を受けにくい一方、周辺視野に呈示される重要情報は背景刺激によって「見落とし」が生じやすいことが明らかとなった。本研究の目的は、観察者にとって重要な情報の見落としが生じる環境及び見落としの回避条件について明らかにすることであった。特に、現実世界の情報に対して、電子的に付加された情報が広視野に渡って突発的に重畳あるいは近接して出現・消失する「拡張現実」環境では、情報の見落としが頻発すると考えられるため、その環境を模した状況で心理物理実験をおこなった。前年度は、オプティカルフローの生じる背景情報が存在する場合、情報が提示される視野位置に依存して見落としの生起頻度が変化することを確認した。そこで本年度は、昨年度の成果をより詳細に検討するため、オプティカルフローの運動方向及び立体感が見落としの生起頻度に与える影響を調べた。その結果、視野中央に重要情報が呈示される場合は、立体的なオプティカルフローが左右いずれかに生じる条件のみ、見落としの生起頻度が減少することが明らかになった。一方、視野周辺に重要情報が呈示される場合は、背景刺激によるオプティカルフローが前進運動感覚を生じさせる条件のみ、見落としの生起頻度が減少した。以上の実験結果より、背景情報の存在によって重要情報の見落としが生じるが、背景情報によってあたかも自分自身が前進もしくは左右回転運動をしている感覚が生じる場合には、重要情報の見落としはむしろ減少する可能性が示唆された。この原因として、運動感覚の生起によって覚醒水準が向上し、一時的に注意機能が高まった可能性が考えられる。したがって、「拡張現実」においても、観察者の覚醒水準が高まる場面においては、重要情報を適切な視野に呈示することで見落としを回避できることを示すことができた。実験心理学初年度の目標であった第一目標をほぼ達成できたため、本研究課題は順調に進展していると考えられる。今後は、第一目標で得られた成果に基づいて、第二目標である、より現実的な環境での広視野背景動画像が「見落とし」に与える影響を検討する。これによって、現在実用化されているAR環境において、「見落とし」の原因と回避方策に関する知見の獲得という、本研究課題の目標達成を目指す。当初次年度に計画していた海外共同研究者との研究打ち合わせを行うため、それに必要な経費を前倒し支払請求したが、余剰が生じたたため次年度使用額が生じた。前倒し支払請求によって使用した研究打ち合わせは、次年度の研究計画に含まれていたため、研究計画の遂行に支障は生じない。
環境変動と交雑によるアイナメ属3種の遺伝的集団構造の変動メカニズムの解明

本研究では、亜寒帯性種のスジアイナメ、温帯性種のクジメ・アイナメの3種を含む交雑帯について、気候変動や遺伝子浸透による交雑帯の集団構造の変動メカニズムを解明することを目的として研究を行った。温暖化などの気候変動にさらされたとき、水温耐性の違いなどによって維持されていた3種の分布境界の変化が生じること、さらに他種からの遺伝子浸透により温度耐性などの適応形質を獲得することが、交雑帯の集団構造を変化させる可能性があると予測した。しかし、亜寒帯性種と温帯性種間の遺伝子浸透は生じておらず、3種間で生じた雑種が「雑種生殖」と呼ばれる半クローン生殖を行っていることが遺伝子浸透を妨げる原因であることが明らかになった。雑種生殖とは、雑種が卵形成の過程で父方の染色体を排除し、母方の染色体のみ組み換えなしで卵に伝える特殊な生殖様式であり、世界で4例目(海産魚類では初めて)の発見である。本年度は、一昨年前に作出したF_1雑種系統を用いて、雑種生殖の遺伝様式の確認を行った。マイクロサテライトマーカーでの検証と染色体観察およびDNAフローサイトメトリーによる倍数性の確認を行った結果、F_1雑種系統では雑種生殖は行われておらず染色体数も安定しなかったが、野外で採集された雑種では雑種生殖が確認された。このことから、現在は交雑帯内で3種間の交雑は行われておらず、野外で採集される雑種は、過去に交雑して雑種生殖の生殖様式を獲得してきた系統が、代々半クローンとして繁殖しながら生きながらえている可能性が強く示唆された。今後、野外雑種と人為的に作出したF_1雑種との遺伝的な構造の違いを比べることにより、異質なゲノムを排除する至近的なメカニズムを明らかにすることが出来るかも知れない。これは、生殖隔離機構を一瞬で成立させ、急速な種分化をもたらす、重要なメカニズムの一つを解明する事につながると期待される。はじめに交雑帯の集団構造を決定する要素の一つである雑種の適応度に関する調査を行った結果、野外で生じる雑種は受精率・孵化率、成長率のいずれにおいても適応度の低下は見られなず、3種間の遺伝子流動は大きいことが予測された。しかし実際に交雑帯の集団構造を調べてみると、3種間の遺伝子流動は完全に妨げられていることが明らかになった。その後の研究で、雑種が卵形成の過程で父方の染色体を排除し、組み換えなしで母方の染色体のみを含む半数体の卵(半クローン)を生産する「雑種生殖」と呼ばれる特殊な生殖様式を行っていることが明らかになった。この生殖様式は、魚類では2例目、海産魚類では初めての発見である。本年度の研究結果により、3種間の遺伝子流動は雑種が半クローン生殖をすることにより完全に妨げられており、当初予測していたような、遺伝子流動による低水温への適応形質が温帯性種へと浸透することはないことが明らかになった。今後は、雑種生殖の至近的メカニズムの解明とともに、雑種生殖により交雑帯が維持されるメカニズム、雑種と純粋種の共存メカニズムについて、研究を進めていく予定である。

今後、野外雑種と人為的に作出したF_1雑種との遺伝的な構造の違いを比べることにより、異質なゲノムを排除する至近的なメカニズムを明らかにすることが出来るかも知れない。これは、生殖隔離機構を一瞬で成立させ、急速な種分化をもたらす、重要なメカニズムの一つを解明する事につながると期待される。
尿路結石症の形成に係わるゲノム解析と抗酸化抑制作用

1.なぜマウスで結石形成されにくいのかを究明した。OPNノックアウトマウスが結石を形成する機序を明らかにするため,DNAマイクロアレイを用い,OPN欠損時の結石関連遺伝子(カルプロテクチン,プロトロンビン,バイクーニン,フィブロネクチン)発現を網羅的に解析した。自然発生的に腎結石が誘発される結石マウスを作製した。さらに,OPNノックアウトマウスで過剰発現していた遺伝子を腎結石抑制因子と考え,この発現に対しアンチセンスを用いてブロックした。2.種々の長さのOPN上流配列をレポーター遺伝子GFPと結合させ,そのDNAをマウスに組み込み,トランスジェニックマウスを作製した。腎臓に関して胎生期から出生後にかけ特定のOPN上流領域が作用することでOPNが発現し出生後徐々にその発現は減少し消失することを明らかにした。3.抗酸化作用を有するカテキンを多く含む緑茶投与により,尿路結石症を予防し得ることがわかった。腎組織中のSOD濃度が緑茶投与により増加した。機序に関して抗酸化作用が腎尿細管細胞におけるapoptosisを抑制することも知りえた。同様な検討をin vitroで施行し,尿路結石症における抗酸化作用の役割に関してさらに検討を加えた。4.尿路結石患者に関するSNPの検討尿路結石患者200名から同意のもとに血液検体よりDNAを採取した。これまで報告のあった結石関連蛋白遺伝子をPCR法で増幅し各検体のSNPの有無を判定した。データをアンケートや診療情報に基づいたカテゴリーに分類し,有意な相関関係が存在するか統計学的に評価した。有意なSNPが存在する蛋白が,構造・機能上どのような影響を受け結石形成にいかなる作用を持つかを検討した。将来的にはゲノム創薬に結びつく情報を収集し,遺伝子治療へとつなげていくことを目標とする。1.OPN欠損マウス(OPNノックアウトマウス)を作製するにあたって、エチレングリコール投与による尿路結石形成モデルマウスの作製を試みた。ノックアウトマウスでは、エチレングリコールのみで結晶沈着を起こしてしまうことが明らかになった。まず、なぜマウスで結石形成されにくいのかを究明した。次いで、OPNノックアウトマウスが結石を形成する機序を明らかにするため、DNAマイクロアレイを用い、OPN欠損時の結石関連遺伝子(カルプロテクチン、プロトロンビン、バイクーニン、フィブロネクチン)発現を網羅的に解析した。また、自然発生的に腎結石が誘発される結石マウスを作製した。さらに、OPNノックアウトマウスで過剰発現していた遺伝子を腎結石抑制因子と考え、この発現をアンチセンスを用いてブロックした。2.種々の長さのOPN上流配列をレポーター遺伝子GFPと結合させ、そのDNAをマウスに組み込み、トランスジエニックマウスを作製した。このマウスを用いた研究から、胎生期において臓器特異性に特定のOPN上流領域が関与して発生を制御していることが明らかになった。腎臓に関しても胎生期から出生後にかけて、特定のOPN上流領域が作用することでOPNが発現し、出生後徐々にその発現は減少し消失することも明らかになった。3.酸化ストレスに着目し尿路結石モデルラットに抗酸化物質を投与すると結石形成にどのような影響があるのか検討を行った。抗酸化作用を有するカテキンを多く含む緑茶を投与したところ、尿路結石症をある程度予防し得ることがわかった。腎組織中のSOD濃度が緑茶投与により増加することも認められた。その機序に関して抗酸化作用が腎尿細管細胞におけるapoptosisを抑制することも知りえた。同様な検討をin vitroで施行し、尿路結石症における抗酸化作用の役割に関してさらに検討を加えた。
生体の低酸素領域検出プローブ イリジウム錯体の開発と内視鏡観察に適した改良

発光プローブの短所は組織透過性が低いことである。本研究では、最大発光波長を近赤外領域の710nmにしたBTPHSAを作成し、皮膚表面から約1.5cm下にある腫瘍の可視化に成功した。更に、BTPの組織集積性を高めるため、Dimethyl基導入BTP-DMを作成し、BTPの1/10量で鮮明な腫瘍可視化像を得た。これらの改良BTPは内視鏡で腫瘍イメージング像を得るに十分な感度のプローブと考えられる。(1)イリジウム錯体の吸収波長,発光波長の長波長化組織透過性を高めるためには、できるだけ長波長に吸収帯をもち、近赤外領域で発光するのが望ましい。その目的でπ電子系を拡張した誘導体を合成した。新規誘導体をゲル化し、その上に市販のハムスライス(厚さ1.2mm)を置き、ゲル像が見えなくなるまで何枚置くかで深達度を予測した。この方法でBTPは4.8mmまで、BTPを長波長化したBTPHSAは12mmまでそのイメージ像を見ることができた。(2)長波長化誘導体の発光強度増加策BTPはCy7やIndocyanin Greenに比べて発光強度が弱い。BTP発光を強化するためにFluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)の原理を用いた。2種類の発光物質(ドナーとアクセプター)が共存する時、アクセプターはドナーの吸収エネルギーを源にして励起、発光する。蛍光ドナーにクマリンを用い、クマリン化BTPを人工脂質二重膜に取り込ませるとBTPより約10倍強い発光を得た。しかし、クマリンは430nmで励起するので自家発光の原因となるコラーゲン(400-450nmで発光)も励起する。そこでBTPHSAをアクセプターとし、ドナーにFluorescein(最大励起波長480nm)、NBD(465nm)、Rhodamine Red(570nm)を試みた。ところで、Fluoresceinは膜透過性が弱く、NBDはミトコンドリアに集積する性質をもつ。そこで現在、Rhodamine Red化BTPHSAを作成し、その強度調べている。発光プローブの弱点はRI標識プローブに比して組織透過性が低く、近赤外波長を用いても数cmの深さまでしか到達しない。また、イリジウム錯体は比較的発光効率(量子収率)がよいが、それでもフルオレスチンやインドシアニングリーンに比べると効率が悪い。そのためにより発光効率のよいプローブを得るために1)組織透過性2)発光強度の増加3)低酸素組織集積性の3つの条件を検討した。まず、組織透過性であるが、発光プローブに修飾を加えて励起・検出波長を近赤外領域にシフトさせ、比較的発光量子収率をよく保つBTPHSAを作成した。このプローブは体表から約1cm深部の癌を可視化した(Cancer Res70:4490-98,10)。次に発光強度の増加をFRETの原理を用いて励起光アクセプター(例えばクマリン)からエネルギードナーBTPを光らせる技術を試みた。しかし、in vitroでは理論通りにドナープローブの発光を増加させることができるが、細胞実験では分子量が大きくなるために細胞膜の透過性が不十分で、実用化は困難であった。次に、BTP誘導体のNにDimetyl基をつけてN^+状態を誘導するとプローブの細胞膜透過性が激増することがわかった。この方法は分子量をそれほど大きくせず、方法的にも簡便である。事実、低酸素組織の発光は通常のプローブ投与量の1/10で可視化でき、非常に効率がよい。本年度は一昨年開発した長波長化プローブBTPHSAをこの様に修飾し、組織集積性を増加させる。したがって、低酸素組織の検出効率が増加するので内視鏡観察が容易になるはずである。(1)発光輝度の強いBTP誘導体の作成BTP発光の組織深達度を増すため、22年度に最大発光波長を近赤外領域の710nmにしたBTPHSAを作成した。内視鏡観察ではフルオレスチンやICGのように発光輝度の強いプローブが必要なので、23年度はBTPの組織集積性を高める工夫をした。BTPのDimethyl基を導入したBTP-DMを作成した。DMは細胞内ではその還元環境でプラスに荷電するので、BTP-DMは細胞膜を通過できず、細胞内に留まるようになる。事実、BTP-DMはBTPに比べて約10倍の発光輝度を得た。リン光/蛍光発光比率を利用した低酸素測定プローブの開発BTPのリン光は常酸素圧では酸素消光を受けるので発光が消えてしまうが、低酸素状態になると発光が見えるようになる。一方、蛍光は酸素濃度に関係なく発光する。そこで4つのプロリン鎖でBTPと緑色蛍光を出すクマリンの複合体を合成した。

この複合体を培養細胞HeLaに取り込ませ、405nmで励起すると常酸素状態では緑色に発光し、培養チャンバーの酸素濃度を下げてゆくと紫がかった赤色を呈するようになる(発表論文)。内視鏡実験21年度の研究開始時にオリンパスからマウス・ラット用の特別仕様内視鏡を借用した。その時は、大腸を一部結紮して低酸素にしたヌードマウスの尾静脈からBTPを静注して大腸を内視鏡観察したが、BTP発光を観察できず、この内視競をオリンパスに返却した。今回、発光強度を増したBTP-DMで同じ実験を行なうべくオリンパスに内視鏡借用を願いでているが、他の大学からも使用希望があり、ウエイティングリストから我々の使用は今夏頃になるとのこと。従って、本研究の終了までにBTP発光の内視鏡観察を確認できなかった。
血圧調節および腎ナトリウム代謝調節に及ぼす高インスリン血症の効果

【目的】我々は若年正常血圧者で高インスリン血症の腎血流量増加とNa利尿作用を報告したが,その詳細な機序は未だ不明である。そこでインスリンのこれらの腎作用におけるキニンと一酸化窒素(NO)の関与をラットで検討した。【方法】8週齢の雄性Sprague-Dawleyラットを用い,グルコースクランプ(GC)法によるインスリン持続静注群(I群)とキニン受容体拮抗薬Hoe-140で前処置したインスリン静注群(H群)をもうけ,GC法施行時の腎血漿流量(RPF),糸球体濾過率(GFR),尿量(UV),尿中Na排泄量(UNaV),血中と尿中NOx(p-NOx,u-NOx)およびcGMP(p-cGMP,u-cGMP)を測定し,各々インスリン非投与のC群と比較した。【結果】RPF,GFR,UVおよびUNaVはいずれもI郡でC群より有意に高値だったが,H群のそれらはI郡に比し有意に低値で,C群との差を認めなかった。P-NOx,s-cGMP,u-NOx,u-cGMPはいずれも3群間で差はなかった。【総括】インスリンは腎血流量増加を介してNa利尿をもたらすが,これがキニン受容体拮抗薬で抑制されたことから,インスリンの腎血流量増加にはキニンが重要な役割を果たしていると考えられた。また,血中と尿中のNOx,cGMPに差がなかったことより,インスリンのキニンを介する腎血管拡張作用には一酸化窒素の関与は少ないと考えられた。以上の結果を第42回日本腎臓学会学術総会(平成11年6月)で発表した。【考案】血中,尿中の一酸化窒素とそのシグナルの変化がみられないことから今後は腎血管床における同系の関与を検討したい。【結果】RPF,GFR,UVおよびUNaVはいずれもI群でC群より有意に高値だったが,H群のそれらはI群に比し有意に低値で,C群との差を認めなかった。以上の結果を第42回日本腎臓学会学術総会(平成11年6月)で発表予定である。
スイスにおける幼児教育義務化の論理と制度に関する基礎的研究

本研究では2007年にスイス州公教育長会議において2年間の幼児学校就学義務が協定として締結されたことに着目し、次の4点、すなわち、1義務化の制度、2義務化の経緯、3義務化の政策意図、4義務化の論拠を明らかにした。このうち、義務化の論拠については、当初は基礎期の議論が中心であり義務化は課題とされており、2001年においても就学義務より基礎期による早くからの選抜の回避が主眼とされていたこと、それが2003年になるとPISAの影響により義務化の議論が幼児学校の普遍化、機会均等の原則を論拠として重視され、最終的に2006年により機会均等の重視に基づく義務化の議論として決着することを明らかにした。スイスにおける幼児教育の義務化の改革動向に着目し、その論理と制度を明らかにすることが本研究の課題であるが、初年度である今年度は、まず前提作業として、スイスにおける幼児教育、初等教育、義務教育に関する先行研究を収集するとともに、各州の改革動向に関する資料を調査した。また、藤井は、幼児教育の義務化に関する議論の過程を追うなかで、義務化の前提として市町村の就学前教育機関の設置義務化が進んでいたこと、あるいは幼児の教育を受ける権利が明文化されていたこと、そして、幼児教育にふさわしい義務化のあり方として義務化と柔軟化を表裏一体の原則としている点などを明らかにした(藤井穂高「義務教育という幼児教育の保障形態ー北アイルランドとスイスの2類型の比較検討ー」日本教育制度学会『教育制度学研究』21号、2014、145-149)。さらに、荒川は、スイスにおける憲法改正による教育制度統一化の動向と「義務教育学校の協調に関する州間協定(ハルモス協定)」とその後の改革の現状を整理した上で、事例州オプヴァルデン準州が態度保留を決定した理由を明らかにした(荒川麻里「スイス連邦における憲法教育条項の改正と州間協定の現状ーオプヴァルデン準州における態度保留理由に着目してー」筑波大学教育制度研究室『教育制度研究紀要』9、2014、55-66)。本研究によりスイスの26のすべての州における憲法教育条項改正に関する国民投票の結果、ハルモス協定に関する態度(参加、不参加、保留)、義務教育の対象となる就学前の2年保育の実施状況(就園率)の全貌が明らかとなった。今年度はスイス各州での改革動向及びその論理に関する研究を行った。まず、フランス語圏では、フリブール州を事例として取り上げ、2年制の幼児学校への就学を義務化するに至った経緯と論理を明らかにした。そのうち、2年制の幼児学校の義務化の論理として、「すべての児童」への教育の機会均等の理念とともに、とりわけ恵まれない環境におかれている児童への積極的な教育の提供、その際に個別の必要に応じた多様な教育や特に言語教育の必要性をあげることができる。一方、ドイツ語圏については、平成27年8月24日9月11日に現地調査を行った。対象州はチューリヒ、アールガウ、ルツェルン、ニトヴァルデン、アッペンツェル・インナーローデンの5州。アッペンツェル・インナーローデン州ではHarmoSに関する州の教育省担当者にインタヴュー調査を実施した。現在、スイスの教育改革の主軸となっているHarmoSの進行状況は、州の態度表明を見る限り、州間で大きく異なっている。しかしHarmoSに対し不参加、あるいは保留の意思表示をしている州であっても、多くの部分でHarmoSに沿った独自の教育改革が実施されていた。とりわけ改革が難航している言語教育に関するカリキュラム改革には、各州の職業構造や後期中等教育において職業訓練を選択する生徒の割合等が影響していることが明らかとなった本年度はスイスの各州の改革動向を明らかにすることを課題としており、上述の通り、フランス語圏では、もっとも幼児教育の義務化の実現が困難と思われた州をとりあげ、その実現に至る経緯とその際の教育的論理を明らかにするとともに、ドイツ語圏についても5州の調査を実施し、各州の教育改革の実態を明らかにすることができた。以上の理由から概ね順調に進展しているといえる。本研究の最終年度に当たる本年度は、研究のまとめてして、スイスにおける幼児教育義務化の制度と論理を次のようにまとめた。まず、第1に義務化の制度について整理した。スイスの幼児教育の義務化は、就学年齢の4歳への引き下げによるものであり、逆に言えば規定されていることはその点のみである。また、就学率やHarmoSの承認の州の数の動向について、CDIPの2015年報告書をもとにまとめた。第2に義務化の経緯については、各州間の調和の必要性から憲法改正を経てHarmoS協定に至る経緯と、基礎期(48歳の教育)への着目から義務化に至る経緯の2つの筋があることを示した。第3に義務化の政策意図については、1幼児教育の重要性への着目、2家族の多様化や移民の増加などの社会背景とともに、3スイスの特徴でもある家族政策や保育政策の貧困、さらに4教育制度上の特徴である幼児学校と小学校との接続の困難(選抜的性格による幼小の隔たり、特にドイツ語圏)が背景にあることを明らかにした。

第4に義務化の論拠については、CDIPの各種報告書を手がかりに、1997年報告書では基礎期の議論が中心であり義務化は課題とされており、2001年報告書においても就学義務より基礎期による早くからの選抜の回避が主眼とされていたこと、それが2003年になるとPISAの影響により義務化の議論が幼児学校の普遍化、機会均等の原則を論拠として重視され、最終的に2006年報告書により機会均等の重視に基づく義務化の議論として決着することを明らかにした。なお、本年度の具体的業績はフランスに関するものであるが、フランスはスイスとは対照的に幼小の差別化を図る政策動向にあり、その比較対象に着目した研究の成果である。また、最終年度の研究成果については関連学会の紀要に投稿の予定である。本研究では2007年にスイス州公教育長会議において2年間の幼児学校就学義務が協定として締結されたことに着目し、次の4点、すなわち、1義務化の制度、2義務化の経緯、3義務化の政策意図、4義務化の論拠を明らかにした。このうち、義務化の論拠については、当初は基礎期の議論が中心であり義務化は課題とされており、2001年においても就学義務より基礎期による早くからの選抜の回避が主眼とされていたこと、それが2003年になるとPISAの影響により義務化の議論が幼児学校の普遍化、機会均等の原則を論拠として重視され、最終的に2006年により機会均等の重視に基づく義務化の議論として決着することを明らかにした。上記の研究実績の通り、初年度の基礎的な研究としてはおおむね順調に進展しており、その成果も学会誌及び研究室紀要に掲載している。今後の研究については、今年度が最終年度であるため、これまでの研究成果を踏まえ、全国的な改革動向と、特徴的な週の改革動向を整理し、幼児教育義務化の論理と、その論理に反対する根拠等を明らかにする。教育制度次年度については、ハルモス協定の策定過程を丁寧にたどり、義務化に至る論理構成を一層明らかにするとともに、協定に参加した州、不参加の州から典型と思われる州を取り上げ、その両者の論理を明らかにする予定である。スイスの教育に関する外国の文献を購入予定であったが、年度内の納入期限を過ぎてしまったため、研究代表者と研究分担者のそれぞれで9万円程度の残金が発生した。スイスの現地調査を計画していたが、本務の関係で出張に必要な日数を確保することがができなかったためである。研究代表者と研究分担者のそれぞれで9万円程度の次年度使用額であり、上記の理由によるため、今年度の図書購入費に充てる予定である。次年度はスイスの調査の日程を確実に確保し、適切に旅費が執行できるよう計画する。
アジア太平洋岸における第四紀海岸線の研究

1.国際第四紀研究連合(INQUA)第四紀海岸線研究委員会太平洋・インド洋分科会の協力を得て収集した第四紀海岸線に関する資料を、詳細に検討して一定の様式に編集し、説明および索引地図を含めて130ページの第四紀海岸線目録を作成して、印刷した。この目録に収録された第四紀海岸線の地域でとの地点数は、ソ連太平洋岸27地点,日本679地点,中国236地点,タイ3地点,マレーシア61地点,マラッカ海峡13地点,インドネシア28地点,オーストラリア4地点,ニュージーランド96地点,フランス領ポリネシア31地点,合計1178地点である。2.旧汀線高度を判定する場合、十分発達した波蝕棚を指標とすれば、おおむね±0.5mていどの誤差で判定することができる。しかし、波蝕棚の発達が不十分な場合や、その保存が悪い場合には、波蝕棚による旧汀線高度の判定はかなり大きな誤差をともなう。棲息深度の判明している海棲生物の遺骸による旧汀線高度の判定誤差は、一般に小さい。房総半島南東岸では、ヤッコカンザシの遺骸を用いて、±0.1mの誤差で歴史時代の旧汀線高度を判定した。3.最終間氷期および最終氷期における旧汀線の資料が得られたのは、地域的にきわめて限られるので、これらの時期についてアジア太平洋岸における地殻変動を検討することはできなかった。完新世におけるアジア太平洋岸の地殻変動を見ると、スンダ陸棚沿岸地域が安定している。中国では、揚子江下流平野が安定しており、華北平野はやゝ沈降傾向を、遼東・山東両半島や福建・広東海岸は隆起傾向を示す。これに対して、プレート境界に位置する日本や台湾は、一般にいちじるしい隆起を示すのが特徴である。
放射性イオンクロマトグラフ法による核分裂生成希土類元素の分離同定に関する研究

短寿命核分裂生成物等の分離・検出装置として、複数(電気伝導度、紫外可視、放射線)の検出器を装備した装射能イオンクロマトグラフ装置を開発し、それを用いて、原子炉中性子の照射により生成した核分裂生成物の迅速化学分離法の確立を行った。まず、はじめに水溶液中に存在する軽希土類元素の3価イオン種のクロマトグラフ的分離挙動を検討した。用いた溶離剤は、αーヒドロキシイソ酪酸、ニトリロ三酢酸、クエン酸等であり、これら有機酸と錯イオンを形成し樹脂から溶離する。この溶離挙動は、錯化剤の濃度と溶離液のpHにより、その溶離時間が決められる。錯化剤濃度を濃くすると溶離時間は早くなり、pHを低くすると、溶離時間は長くなることが判明した。また希土類元素の溶離時間は、錯化剤と金属イオンとの錯安定度定数の順(原子番号の高い順)に溶離されてくることも明らかになった。このことは、この種の陽イオン交換樹脂を用いることにより、核分裂収率の低いサマリウムの方が核分裂収率の高いランタンより早く溶離するので、テーリングの影響を受けず、高感度に検出できることが判り、核分裂生成の分離に本放射能イオンクロマトグラフ法が最適な方法の一つであることが結論づけられ、今後の希土類元素の迅速分離に利用可能であるばかりでなく、同様のことが超ウラン元素の分離にも応用できる見通しができた。しかし、αーヒドロキシイソ酪酸は、2価の金属イオン(Co^<2+>やNi^<2+>)がそれぞれ、プラセオジム、ネオジムとほぼ同じ溶離時間を示すので、これらの不純物の存在下では、不都合な結果となる。一方、ニトリロ三酢酸やクエン酸では、このような2価の陽イオンの妨害は見られなく、新しい溶離剤として、今後期待できる。このようにイオンクロマトグラフ法で分離された希土類元素フラクション中には、わずかのテルルが不純物として存在するので、しゅう酸塩として希土類元素を沈澱分離にも成功した。
四面体分子性結晶の高圧力下における結晶-アモルファス-結晶相転移

前年までの研究で、分子結晶SnI_4は超高圧力下60GPaまでに結晶I-結晶II-アモルファス-結晶IIIの構造相転移を示すことを見出していた。今年度はさらに放射光X線回析実験を進め、分子解離相と考えられる第III結晶相の挙動を153GPaまで調べる一方、3種の異なるアモルファス状態が存在することを明らかにした。分子性結晶Iは約7GPaで第II結晶相に相転移する。過去の電気抵抗測定結果と比較して、この相転移が絶縁体-金属相転移であることが判明した。第III結晶相は60GPa以上、少なくとも153GPaの圧力まで安定に存在し、その圧縮曲線が分子解離後の面心立方構造をもつ純粋なよう素のそれに一致することを見出した。この結果と回析パターンの考察から、可能な3つの構造モデルを提唱し、今後の実験の指針を与えた。一方、圧力を下げていく過程で再びアモルファス状態が現われるが、このアモルファス状態の中で不連続な相転移があることが前年の研究で分かっていた。このアモルファス状態を再び圧縮する結晶相の相転移が起きる圧力で、アモルファス回析パターンにハロ-位置の飛びや半値幅に異常がみられた。これは結晶構造の相転移を強く反映した、アモルファス内の相転移と考えられる。これらの結果は圧力誘起アモルファス化現象の統一的な解釈に向けて重要な知見となると同時に、分子結晶の原子結晶化・金属化過程の普遍性に新たな検証を加えるものである。以上の研究成果は、平成8年8月の国際結晶連合国際会議での招待講演、9月秋の物理学会での1講演、11月の高圧討論会での3講演として発表した。現在、雑誌投稿論文2編を準備中である。