hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種センサの共通情報源抽出に基づく認識機構の確立

本課題では,人や物の識別を整理整頓されていない一般の環境下で行うことを目的として,人間の知覚系に倣った方法で複数の種類のセンサを統合する新しいアプローチを提案し検証した.従来は各センサで先に認識処理を行う「認識後に統合」の手法が主流であった.これに対して個別の処理先に統合を行う「統合による認識」のアプローチを提案した.特に対象の動きを複数のセンサで計測した際に,両方の信号に現れる特徴的な同期のリズムに注目し,信号間の局所的な相関関係を用いて統合する手法を検証した.人が歩く時の脚の動きをレーザレンジファインダ(LRF)を用いて計測し,同時にユーザが携帯する加速度センサを用いて体の振動を計測し,提案手法を用いて両者の統合を行った.その結果,加速度信号に対してLRFで計測された移動軌跡の1つを正しく対応づけ,特定の加速度センサを持つ人が歩いている場所を推定する問題を解けることを示した.多数の人が歩くショッピングモールにおける実験で検証し,数秒間の計測を用いることにより,選択したユーザが歩いている場所を正しく検出できることを実証した.上記の結果を,国際会議Int. Conf. on Pervasive and Embedded Computing and Communication Systems(PECCS 2012, full paperとしての採択率17%)で発表し, best paper award(最優秀論文賞)を得た.本課題では,人や物の識別を整理整頓されていない一般の環境下で行うことを目的として,人間の知覚系に倣った方法で複数の種類のセンサを統合する新しいアプローチを提案し検証した.従来は各センサで先に認識処理を行う「認識後に統合」の手法が主流であった.これに対して個別の処理先に統合を行う「統合による認識」のアプローチを提案した.特に対象の動きを複数のセンサで計測した際に,両方の信号に現れる特徴的な同期のリズムに注目し,信号間の局所的な相関関係を用いて統合する手法を検証した.人が歩く時の脚の動きをレーザレンジファインダ(LRF)を用いて計測し,同時にユーザが携帯する加速度センサを用いて体の振動を計測し,提案手法を用いて両者の統合を行った.その結果,加速度信号に対してLRFで計測された移動軌跡の1つを正しく対応づけ,特定の加速度センサを持つ人が歩いている場所を推定する問題を解けることを示した.多数の人が歩くショッピングモールにおける実験で検証し,数秒間の計測を用いることにより,選択したユーザが歩いている場所を正しく検出できることを実証した.上記の結果を,国際会議Int. Conf. on Pervasive and Embedded Computing and Communication Systems(PECCS 2012, full paperとしての採択率17%)で発表し, best paper award(最優秀論文賞)を得た.H22年度は,現有する設備の測域センサ,ビデオカメラ,購入した小型加速度センサを用い,ショッピングモール中を歩く人の様子を複数多種類のセンサで計測する実験を行った.はじめに,歩行者の足の動きに注目した複数のセンサの統合実験を行うため,環境中に測域センサを設置し,歩行者の左右のそれぞれの足の位置と動きを計測した.同時に,一部の歩行者が携帯した加速度センサを用い,左右の足の着地による振動を計測した.具体的には,加速度センサを携帯した3人の被験者が,他の一般の歩行者の中に入って歩き,その際に3人が縦横の列になった場合や,ばらばらに歩いた場合など,各種の条件下で計測を行ったデータを蓄積した.取得したデータを元に,足の位置および速度の信号と加速度センサの信号を統合し,両者の信号の類似性に注目することより,特定の加速度センサを持った歩行者の足位置を推定する予備的な実験を行った.予備実験の結果,足の移動のタイミングと,着地のタイミングに着目することにより,特定の加速度センサを携帯した歩行者を十分な精度で特定できる可能性が高いと考えている.この実験を進めることにより,携帯電話を持った歩行者の位置をリアルタイムで特定する応用につながると考えられる.この統合を精度良く行うために必要な信号の長さや時間解像度について検討を行い,信号処理のフィルタやパラメータについて,知見を蓄積した.さらに,統合処理を複数の歩行者に対して同時並列的に進めるための計算機をソフトウェアの整備を進めた.今年度の成果により,次年度のH23年度にはさらに手法を一般化し,異なる種類のセンサの統合をまず行うコンセプトに基づいて,対象を抽出して認識する手法に発展させる予定である.本課題は,異種複数のセンサを統合した知覚系の設計の問題に対して,従来は各センサの認識処理を先に行う「認識後に統合」の手法が主流であるのに対し,統合をより早期に行う「統合による認識」のアプローチを提案し,有効性を確認することを目的としている.このアプローチにより,従来は各センサの個別の処理で失われていた,異種センサの信号間の相関関係を利用することができる.H23年度は,人が歩く様子をレーザレンジファインダ(LRF)で計測して足の動きを求め,同時に人が携帯する加速度センサで計測して歩行に伴う体の振動を求めることにより,得られた異種センサの計測データベースに対して信号の解析を進めた.両者の信号の相関関係に注目することにより,ユーザが携帯する加速度センサの情報から,LRFの情報中からその人の足の移動の情報を対応づけ,歩いている場所を特定する問題を解くことができることを示した.しかし,信号の相関関係は安定して高い部分と不安定な部分が見られるため,従来の平均的な相関解析の手法には問題があることが分かった.これに対して,両方の信号に特徴的なリズムに注目して局所的な相関関係を抽出する手法を提案し,より安定した相関関係を求められることを示した.多数の人が歩く

ショッピングモールにおける実験で検証し,数秒間の計測を用いることにより,ユーザの歩いている場所を正しく検出できることを実証した.提案した手法を用いることにより,携帯電話に搭載された加速度センサを用いて,個人を特定した位置追跡を実現可能である.
アブラナ科植物の和合受粉過程を誘導するシグナルとその情報伝達系の解析

アブラナ科植物では、雌蕊先端の乳頭細胞に様々な花粉が付着しても、同種他家花粉が受粉した場合にのみ、花粉の発芽がおこり受精が成立する。研究代表者は、アブラナの花粉に同種の雌蕊に対してその花粉を受容するのに必要な一連の反応を誘起する何らかの因子(和合シグナルとよぶ)が存在する可能性を見いだしてきた。しかしその実体は明らかではなかった。本研究では、和合シグナルを単離するための抽出方法を確立し、和合シグナルにより発現誘導される雌蕊柱頭の遺伝子群をトランスクリプトーム解析により同定した。遺伝子破壊株やイメージングによる解析から、乳頭細胞膜のCaポンプ(ACA13)が花粉発芽時に機能することを示した。被子植物は、昆虫や風などを介して雌ずいに運ばれてくる様々な花粉の中から適切な交配相手を選択する機構を発達させている。アブラナ科植物では、雌ずい先端の乳頭細胞に異種の花粉が受粉した場合には、花粉の吸水・発芽が阻害され、受精が成立しない(種間不和合性)。また、同種でも自家花粉が受粉した場合にも、花粉の吸水・発芽が阻害され、受精が成立しない(自家不和合性)。これに対し、同種他家(和合)の花粉が受粉した場合には、花粉は吸水・発芽し、花粉管は乳頭細胞に侵入し、雌ずいを伸長、胚珠に到達して受精に至る。申請者はこれまでに、アブラナ科植物の花粉が、同種の雌ずいに対してその花粉の受入に必要な一連の生理反応を誘導する何らかの因子(「和合シグナル」と呼ぶ)を保持している可能性を見いだしてきた。この「和合シグナル」は、種間不和合性の機構を解明する上で鍵を握ると予測されるが、その実体については全く未解明である。本研究では、「和合シグナル」の実体を解明すること、そのシグナルにより乳頭細胞内に誘起される情報伝達系を解明することを目的として、生化学的、分子生物学的、遺伝学的解析を計画している。平成24年度は、「和合シグナル」下流情報伝達系の生理学的・分子生物学的解析を目的として、EDX/SEMによるシロイヌナズナ受粉過程の元素分析とマイクロダイセクション・マイクロアレイ解析による乳頭細胞特異的発現遺伝子の同定を行なった。その結果、シロイヌナズナの和合受粉時には乳頭細胞から花粉への水の供給とともに、様々なイオンが供給されることが明らかになった。そこで、乳頭細胞特異的発現遺伝子の中からこれらのイオン輸送体の候補遺伝子を探索し、遺伝子破壊株を用いて機能解析を行なった。その結果、和合受粉時に機能する遺伝子候補が得られた。被子植物は、雌蕊に運ばれてくる様々な花粉の中から適切な交配相手を選択する機構を発達させている。アブラナ科植物では、雌蕊先端に異種の花粉や、同種の自家花粉が受粉した場合には、花粉の発芽・花粉管伸張が阻害されて受精に至らない。これに対して、同種他家の花粉が受粉した場合には、花粉は発芽し、花粉管は雌蕊を伸長し、胚珠に到達して受精に至る。申請者はこれまでに、アブラナ科植物の花粉が、同種の雌蕊に対してその花粉の受容に必要な一連の生理反応を誘導する何らかの因子(「和合シグナル」と呼ぶ)を保持している可能性を見いだしてきた。本申請の目的は、1)和合シグナルの実体解明と、2)和合シグナルにより雌蕊乳頭細胞で誘導される情報伝達系の解明を進めることである。本申請の研究期間中に、1)については「和合シグナル」の花粉からの抽出方法を確立し、カルシウムグリーンアッセイ系により活性のある画分を得ることに成功した。今後この画分の性状解析と、葯タペート組織のトランスクリプトーム解析により「和合シグナル」の実体が解明されると考えている。2)については、「和合シグナル」により乳頭細胞からカルシウムイオンがエクスポートされることをバイオアッセイ系により見いだし、トランスクリプトーム解析により、それに関わるカルシウム輸送体としてAutoinhibited Ca2+-ATPase 13(ACA13)を同定した。この分子の遺伝子破壊株では、稔性の低下、花粉発芽遅延、カルシウム輸送活性の低下が見られ、遺伝子相補実験によりそれらの表現型は回復した。ライブセルイメージングと免疫電顕では、花粉発芽時に花粉管近傍の乳頭細胞膜にACA13が集積することが観察された。和合受粉時にはベシクル輸送に関わる遺伝子群も発現上昇したことから、今後これらの分子の和合シグナル情報伝達系への関与を調べていくことが必要であると考えている。被子植物には、雌ずいに運ばれてくる様々な花粉の中から適切な交配相手を選択する機構を発達させている。

アブラナ科植物では、雌ずい先端の乳頭細胞に異種の花粉が受粉した場合には、花粉の吸水・発芽が阻害され、受精が成立しない(種間不和合性)。また、同種でも自家花粉が受粉した場合にも、花粉の吸水・発芽が阻害され、受精が成立しない(自家不和合性)。これに対し、同種他家(和合)の花粉が受粉した場合には、花粉は吸水・発芽し、花粉管は乳頭細胞に侵入し、雌ずいを伸長、胚珠に到達して受精に至る。申請者はこれまでに、アブラナ科植物の花粉が、同種の雌ずいに対してその花粉の受入に必要な一連の生理反応を誘導する何らかの因子(「和合シグナル」と呼ぶ)を保持している可能性を見いだしてきた。この「和合シグナル」は、種間不和合性の機構を解明する上で鍵を握ると予測されるが、その実体については全く未解明である。本研究では、「和合シグナル」の実体を解明すること、そのシグナルにより乳頭細胞内に誘起される情報伝達系を解明することを目的として、生化学的、分子生物学的、遺伝学的解析を計画している。平成23年度は、1)「和合シグナル」アッセイ系の構築による性状解析と、2)マイクロダイセクション・次世代シーケンサーによる「和合シグナル」候補遺伝子の同定を行なった。その結果、性状解析からは、和合シグナル分子が蛋白性分子であることと、タペート組織ではCRP(cysteine-rich protein)群が非常に高い発現を示すことが示唆された。従って、本研究でえられた新規CRP群中に和合シグナル分子が含まれていることが期待される。今後、これら候補遺伝子群の機能解析と、和合シグナルにより乳頭細胞内で誘起される情報伝達系の解明を進める予定である。平成24年度は和合シグナルにより誘起される情報伝達系の解明を中心に進めた。その結果以下の2つの成果が得られ、順調な計画の進展が見込めた。1)申請者はこれまでに独自の蛍光色素によるアッセイ系を構築し、和合受粉時には乳頭細胞から花粉へのイオンの供給がおこることを示してきた。本年度、EDXシステムを装着した走査電顕を用い、さらに受粉過程の観察・元素分析を凍結条件下で行なうことにより、乳頭細胞から花粉への詳細なイオンの供給が明らかになった。従って、和合シグナルを受容した乳頭細胞では、これらのイオン輸送体が機能することが示された。2)和合シグナルにより誘起される遺伝子は、乳頭細胞で特異的に発現している可能性が高い。そこで、シロイヌナズナのレーザーマイクロダイセクション・マイクロアレイにより乳頭細胞特異的に発現する遺伝子を探索した。その中には乳頭細胞特異的に発現し、しかも発現量が非常に高い、チャネル様分子が含まれていた。この遺伝子の単独の遺伝子破壊株では顕著な表現型は見られなかったが、2重3重変異体では種子数が減少し、吸水発芽遅延が見られた。しかも、上記のEDXシステムで変異体の元素分析を行なったところ、受粉後の花粉で特定の元素の減少がみられた。従って、シロイヌナズナの受粉過程で機能する輸送体遺伝子であることが示唆された。1)和合シグナルアッセイ系よる性状解析については、これまでに、カルシウム親和性蛍光指示薬カルシウムグリーンを用たアッセイ法を用い、B.rapa花粉のシクロヘキサン抽出物中に乳頭細胞からの水・Caを排出する活性物質(和合シグナル物質)が含まれることを見いだしてきた。本年度は、この抽出画分を更にクロロホルム・メタノール処理により、脂溶性と水溶性とに分画し、活性判定を行った。
胎児発育不全に対するタダラフィル母体経口投与に関する臨床試験

本研究は、胎内治療のない胎児発育不全の治療法の確立が目的である。我が国では、低出生体重児は増加傾向であり、神経学的障害及び発達障害、成人期における生活習慣病が増加することが予想される。低出生体重児を減らすことは、今後、少子化と医療費の増大が懸念される我が国において、極めて重大な課題である。私達は、胎児発育不全に対するホスホジエステラーゼ(PDE)5阻害薬:タダラフィル投与の有効性に関して、第II相多施設共同試験(ランダム化比較試験)を施行した。試験内容は、胎児発育不全、妊娠22週以降34週未満、単胎、染色体異常が認められないものを対象とし、登録時にA群(従来型治療群)とB群(タダラフィル群)の2群へランダムに割り付けを行った。A群はガイドラインに沿って、従来型の治療を行い、B群はタダラフィル20mg/日の内服を分娩まで行った。主要エンドポイントはプロトコール治療開始後から出生までの胎児発育速度(g/日)、副次エンドポイントは治療完遂率、治療効果、安全性とし、従来治療とランダム化比較試験で評価した。また、胎児発育不全の病態を解明すべく、PDE5阻害薬の臓器選択性に着目し、タダラフィル内服群において、内服前後の母体心機能を評価し、タダラフィルによる作用機序を検討した。第II相試験では、出生体重の増加はみられずも、出生週数の延長が確認された。私達は、胎児発育不全に対するホスホジエステラーゼ(PDE)5阻害薬:タダラフィル投与の有効性に関して、第II相多施設共同試験(ランダム化比較試験)を開始した。同治療が有効であった出生週数の延長、出生体重の増加により周産期予後が改善し、医療費など問題を抱えている現代にもたらす効果は大きいと考えられる。症例登録は予定通りに進行し、また心機能評価も順調に行うことができている。登録症例に関して、今後解析、評価を行っていく。母体心臓機能評価に関しては、エスクロンミニによるものでなく、適切かつ多数の評価項目を確認できる心臓超音波検査で代用し、評価を行っていく。
3次元グラフィックス用インテリジェントメモリアーキテクチャに関する研究

本研究により、以下のような成果が得られた。(1)高性能グラフィックスアルゴリズムとそのハードウェア化に関する成果大域照明モデルに基づくレンダリングアルゴリズムの持つ並列性とデータ参照の局所性の解析を行い、新たなレンダリングパイプラインの基本アーキテクチャを設計した。さらに、本レンダリングパイプラインのハードウェアアルゴリズムを設計・開発した。さらに、ソフトウェアシミュレーションにより性能評価を行い、リアルタイムレンダリングの実現可能性を明らかにした。さらに、ウォークスルーアニメーション用高速レンダリングアルゴリズムを開発し、性能評価によりその有効性を明らかにした。(2)省電力メモリ制御機構に関する成果本グラフィックスアーキテクチャを携帯端末などの低消費電力指向の情報機器に組込むことを目的として、電力あたりの計算効率が最大になる動的再構成可能メモリシステムの基本設計をした。計算負荷の変動に応じてシステムの演算器・メモリ要素を活性化・不活性化可能な動的再構成可能インテリジェントメモリ機構の設計を行い、活性化ハードウェア量とその性能への影響を定量的に評価し、アプリケーションの計算資源要求の時間変化に応じてハードウェアを最適制御できることを明らかにした。(3)グラフィックスハードウェア用データ圧縮アルゴリズムに関する成果グラフィックスデータの高効率・高性能圧縮技術に関する研究を行った。ボリュームデータにベクトル量子化技術を適用し、情報損失最小下での高効率データ圧縮を実現した。さらに、圧縮データに直接適用可能な可視化アルゴリズムを開発し、高速ボリュームレンダリングを実現した。データ圧縮の主処理であるデータクラスタリングの高速化を目的として、グラフィックスハードウェア上で動作可能な並列高次元ベクトル間距離計算アルゴリズムを開発した。研究初年度である平成14年度は、まず、3次元グラフィックス用インテリジェントメモリアーキテクチャの基本計算モデルを確立することを目的とし、高品質写実的画像生成アルゴリズムの調査、検討を行った。つぎに、写実的画像生成モデルとして、4つの相互反射モデルに基づく画像生成が可能なマルチパスレンダリングアルゴリズムに着目し、本アルゴリズムに適した新たなレンダリングパイプラインの基本アーキテクチャを設計した。さらに、本レンダリングパイプラインのハードウェアアルゴリズムを設計・開発し、アーキテクチャの詳細化を進めた。本レンダリングパイプラインアーキテクチャは、従来の局所照明モデルに基づくレンダリングパイプラインとは異なり、光線追跡法に基づき、初期光線生成、空間探索、交差判定、輝度計算から構成される。これらの処理ステップの中で支配的要素である空間探索処理と交差判定処理について、1秒間に10枚以上の写実的画像生成を可能とするための性能要求を明確化し、基本演算装置とメモリシステムのハードウェア設計を行い、ソフトウェアシミュレーションにより、提案アーキテクチャの有効性を明らかにした。本研究の成果を、1編の招待講演、2編の学術論文、3編の国際会議論文、1編の国内会議において発表した。また、平成14年8月に研究代表者小林がスタンフォードを訪問し、海外研究協力者の米国スタンフォード大学マイケル・フリン教授とグラフィックスパイプラインの基本アーキテクチャに関する研究討論を行った。さらに、平成15年2月に海外研究協力者である韓国朝鮮大学李禎娥教授を東北大学に招聘し、高速演算アルゴリズムとそのハードウェア化に関して議論を行った。本年度は、3次元グラフイツクス用インテリジェントメモリアーキテクチャを確立するために、以下の4項目に関する研究を行った。(1)大域照明モデルに基づく拡散反射、鏡面透過・屈折を実現する高性能グラフィックスハードウェアの設計のために、大域照明モデルによる写実的画像生成が可能なフォトンマッピング法に着目し、その高速化を主目的として低通信コストの並列計算モデルを検討し、さらにメモリ参照の局所性を活用することによりメモリ参照ペナルティが小さい高速並列グラフィックスアルゴリズムの検討を行った。現在、FPGA/GPU/メモリからなる回路基板にその基本アルゴリズムを実装中である。(2)本グラフィックスアーキテクチャを携帯端末などの低消費電力指向の情報機器に組込むことを目的として、電力あたりの計算効率が最大になる動的再構成可能メモリシステムの基本設計をした。本システムは、グラフィックス処理に必要な大量のメモリ参照に着目し、特にチップ上の占有面積が大きく、その消費電力が全消費電力中で支配的なキャッシュメモリについて、動的電力制御機構に関して検討を行った。(3)ボリュームデータの効率的保持とその高速可視化を実現するために、グラフィックスデータの高効率・高性能圧縮技術に関する研究を行った。

さらに、圧縮データに直接適用可能な可視化アルゴリズムを開発し、高速ボリュームレンダリングを実現した。(4)グラフィックス用高速演算回路設計法として、海外研究協力者のフリン教授が行っている冗長数表現による高速演算法の研究成果と李教授が研究を進めているCORDICに基づくシステムLSI設計法について本グラフィックスアーキテクチャへの適用可能性について検討し、必要設計条件を明確にした。本年度に得られた成果について、サブテーマごとに以下にまとめる。(1)動的再構成可能インテリジェントメモリ機構に関する研究計算負荷の変動に応じてシステムの演算器・メモリ要素を活性化・不活性化可能な動的再構成可能インテリジェントメモリ機構の設計を行い、活性化ハードウェア量とその性能への影響を定量的に評価し、アプリケーションの計算資源要求の時間変化に応じてハードウェアを最適制御することができることを明らかにした。(2)グラフィックスデータの高効率・高性能圧縮アルゴリズムに関する研究データ圧縮の主処理であるデータクラスタリングの高速化を目的として、グラフィックスハードウェア上で動作可能な並列高次元ベクトル間距離計算アルゴリズムを開発した。(3)高性能グラフィックスアルゴリズムに関する研究高品質写実的画像生成アルゴリズムのリアルタイム化を実現するために、ウォークスルーアニメーションの生成においてすでに計算済みの輝度の再利用可能性に着目し、従来の方法に比べて最大17倍の高速化が可能なアルゴリズムを開発した。(4)グラフィックス用高速演算回路設計とそのシステムLSI化に関する研究3次元グラフィックス用インテリジェントメモリシステムに実装する写実的画像生成アルゴリズムの最適化を試み、交差判定処理の高速化の観点から物体情報管理のための空間等分割データ構造と8進木構造とを実験を通して定量的に比較評価した。また、交差判定アルゴリズムの最適化に取り組み、従来の交差判定アルゴリズムを10%性能向上させた。さらに、本アルゴリズムのハードウェア化に取り組み、FPGA上に実装し、その実現性を示した。
光触媒還元反応の基質選択性と還元深度の精密制御と硝酸イオンの還元無害化への展開

本研究では、正孔捕捉剤共存下、光触媒還元反応による硝酸イオン(NO^-_3)のN_2への還元無害化を検討した。まず、シュウ酸イオン共存下0.5wt%Cu-TiO_2を用いたときの懸濁液のpHの影響を検討した。pHを上げると還元生成物はNH_3からNO^-_2へと変化した。懸濁液をアルカリ性にすることで系内のプロトンが少なくなりNO^-_3のプロトン化が起こらなくなったためであると考えられる。光、触媒、正孔捕捉剤のいずれかが欠けると反応が進まないことから、この反応は光触媒的に進行していることを確認した。触媒にCuPd-TiO_2を用いてpH12で12h光照射するとNO^-_2は生成せず、代わりにN_2が生成し、光触媒によるNO^-_3のN_2への還元無害化が可能であることを見出した。つぎに、この条件下における窒素化合物の分布の経時変化を検討した。照射時間が短い領域でNO^-_2が一時的に生成するが、時間を延ばすとNO^-_2はすぐに減少し検出されなくなった。一方、N_2の生成は誘導期を伴って増加した。CuおよびPdの担持量の影響を検討したところ、TiO_2に対してCuが0.5wt%、Pdが1.0wt%のときに最大活性となり、いずれかの成分をさらに増加させると活性は減少した。また、基質をNO^-_2に代え、触媒としてPd-TiO_2を用いてアルカリ性条件下で光触媒還元を行うと、NO^-_2は誘導期を持たずにN_2へと還元された。このことはNO^-_2からN_2への還元においてPdが助触媒として機能していることを表している。NO^-_3の還元反応の進行と共にシュウ酸イオンの酸化生成物である炭酸イオンが系内に蓄積し反応速度が低下するが、pHスウィング等により炭酸イオンを除去することにより反応は進行することを確認した。また、金属の担持方法を改善することにより反応速度を低下させずにほぼ定量的にNO^-_3をN_2への還元することができた。本研究では、正孔捕捉剤(シュウ酸イオン)共存下、光触媒還元反応による硝酸イオン(NO_3^-)のN_2への還元無害化を検討した。まず、0.5wt%Cu-TiO_2を用いたときの懸濁液のpHの影響を検討した。pHを上げると還元生成物はNH_3からNO_2^-へと変化した。懸濁液をアルカリ性にすることで系内のプロトンが少なくなりNO_3^-のプロトン化が起こらなくなったためであると考えられる。触媒にCuPd-TiO_2を用いてpH12で12h光照射するとNO_2^-は生成せず、代わりにN_2が生成し、光触媒によるNO_3^-のN_2への還元無害化が可能であることを見出した。照射時間が短い領域でNO_2^-が一時的に生成するが、時間を延ばすとNO_2^-はすぐに減少し検出されなくなった。

一方、N_2の生成は誘導期を伴って増加した。CuおよびPdの担持量の影響を検討したところ、TiO_2に対してCuが0.5wt%、Pdが1.0wt%のときに最大活性となり、いずれかの成分をさらに増加させると活性は減少した。また、基質をNO_2^-に代え、触媒としてPd-TiO_2を用いてアルカリ性条件下で光触媒還元を行うと、NO_2^-は誘導期を持たずにN_2へと還元された。このことはNO_2^-からN_2への還元においてPdが助触媒として機能していることを表している。以上のことから水中NO_3^-の光触媒還元による無害化反応においてCuPd-TiO_2触媒が有効に作用する。助触媒のCu、Pdの機能は異なり、CuはNO_3^-の酸素を引き抜く2電子還元の過程に、PdはNO_2^-からN_2を生成する3電子還元の過程に有効であると考えられる。本研究では、正孔捕捉剤(シュウ酸イオン)共存下、光触媒還元反応による硝酸イオン(NO_3^-)のN_2への還元無害化を検討した。まず、0.5wt%Cu-TiO_2を用いたときの懸濁液のpHの影響を検討した。pHを上げると還元生成物はNH_3からNO_2^-へと変化した。懸濁液をアルカリ性にすることで系内のプロトンが少なくなりNO_3^-のプロトン化が起こらなくなったためであると考えられる。光、触媒、正孔捕捉剤のいずれかが欠けると反応が進まないことから、この反応は光触媒的に進行していることを確認した。触媒にCuPd-TiO_2を用いてpH12で12h光照射するとNO_2^-は生成せず、代わりにN_2が生成し、光触媒によるNO_3^-のN_2への還元無害化が可能であることを見出した。つぎに、この条件下における窒素化合物の分布の経時変化を検討した。照射時間が短い領域でNO_2^-一時的に生成するが、時間を延ばすとNO_2^-はすぐに減少し検出されなくなった。
タウ・チャーム・ファクトリーに関する設計研究とR&D

2.光電子不安定性についての一連の実験を高能物理研究所の電子陽電子衝突型加速器BEPCを用いて行った。この実験の結果は、(1)かって高エネルギー加速器研究機構のPFリングで観測された現象を再現した、(2)不安定性の強度の加速器の種々のパラメータに対する依存性を明らかにした、そして(3)光電子不安定性の振動モードの分布と各モードの強さの時間的変化を明らかにした、とまとめられる。この実験は国際的に高く評価されている。3.高エネルギー加速器研究機構のARを用いたビームテストにより、単一セル型超伝導加速空洞により、570mAの電流を蓄積できた。この電流はBTCFの最大電流に匹敵するものであり、超伝導空洞がBTCFに適用可能であることを証明した。また、高能物理研究所における超伝導技術開発の基礎を確立し、タウ・チャーム・ファクトリーの実現に必須である、超伝導加速空洞と超伝導最終収束電磁石の制作を可能とするために、超伝導技術についての研究協力、特に、ヘリウム冷凍機に関する技術移転の可能性についての予備調査を行った。(1)BTCF(北京高能物理研究所のタウ・チャーム・ファクトリー)の基本設計は、予定どうり順調に進行した。BTCEは高エネルギー物理学研究所で建設中のBファクトリーを小型にしたものといえ、全体システムの設計に日本側は大きな貢献をすることができた。BTCFにおいては、加速装置として超伝導加速空洞、衝突点の最終収束にための電磁石として超伝導4極電磁石を用いることが必須であるが、中国側はこれまでに超伝導機器を製作したことがなく実際の採用にためらいがあった。高エネルギー物理学研究所側からの積極的な協力により、BTCFに超伝導技術を用いることを基本案とすることができたことが特筆できる。基本設計は、Feasibility Study Report on Beijing Tau-Charm Factory,IHEP-BTCF Report-03という表題の300ページのレポートにまとめられ、1996年10月に印刷されている。(2)光電子不安定性は、陽電子を蓄積する蓄積リング(例えば、タウ・チャーム・ファクトリーの陽電子蓄積リング)で大きな問題となる不安定性であり、現象の実験的な解明が緊急の問題である。中国高能物理研究所の加速器BEPCを用いた光電子不安定性に関するビームスタディが、中国-日本の共同研究として、1996年度中に3回(1996年6月、12月、1997年3月)行われた。第1回目のスタディにおいて、これまでに存在した唯一の実験である高エネルギー物理学研究所PFリングの実験結果を再現することができた。第2回と第3回目のスタディでは、どのような条件のもとにこの不安定性が引き起こされるかについての詳しい調査がなされた。実験の結果は、Physical Review Letterの投稿するべく論文の作成中である。また、1998年5月にバンクーバーにて開催されるPAC(加速器国際会議)における口頭発表論文に選ばれている。平成9年度は、(1)光電子不安定性のビーム実験、と、(2)タウチャーム・ファクトリーの準備としての超伝導技術の立ち上げ、を主として行った他、タウチャーム・ファクトリーの制御に関する技術検討を開始した。(1)光電子不安定性のビーム実験光電子不安定性は、(a)リング中に蓄積された陽電子から発生する放射光が真空ダクトの内壁をたたいて二次電子を発生する、(b)発生した二次電子がビームに引き寄せられ、ビームの周りに電子雲が形成される、(c)ビーム中のバンチの振動が電子雲中の電子密度を変化させることにより,後続の番地の振動を励起させることによって引き起こされる。平成8年度に引き続き中国高能物理研究所のBEPCを用いた実験を行い、光電子不安定性がどのように、エネルギー、クロマティシティ、RF周波数などの加速器のパラメーターに依存するかを定量的に調べた。なお、実験の結果は、平成9年5月にヴァンクーバーで開催された米国加速器会議に招待講演として発表された。(2)超伝導技術の立ち上げタウチャーム・ファクトリーの実現のための必要不可欠の技術である超伝導空洞と超伝導電磁石技術を高能物理研究所にて立ち上げるために、高エネルギー加速器研究機構の研究者を中国に派遣し、種々の技術打ち合わせをおこなとともに、この技術の基礎である、ヘリウム冷凍機技術の転移についての準備作業を開始した。

この実験の結果は、(1)かって高エネルギー加速器研究機構のPFリングで観測された現象を再現した、(2)不安定性の強度の加速器の種々のパラメータに対する依存性を明らかにした、そして(3)光電子不安定性の振動モードの分布と各モードの強さの時間的変化を明らかにした、とまとめられる。この実験は国際的に高く評価されている。3.高エネルギー加速器研究機構のARを用いたビームテストにより、単一セル型超伝導加速空洞により、570mAの電流を蓄積できた。この電流はBTCFの最大電流に匹敵するものであり、超伝導空洞がBTCFに適用可能であることを証明した。また、高能物理研究所における超伝導技術開発の基礎を確立し、タウ・チャーム・ファクトリーの実現に必須である、超伝導加速空洞と超伝導最終収束電磁石の制作を可能とするために、超伝導技術についての研究協力、特に、ヘリウム冷凍機に関する技術移転の可能性についての予備調査を行った。
隷古定尚書舊鈔本の研究

舊鈔本隷古定尚書を見ることについては、國内現存のものをほぼ實見しおえるとともに、その複冩物についても、本研究所既収藏の物をも含めて、ほぼ入手を終わった。そこでつづいてそれらの諸本を並べて切り貼りした「諸本比較隷古定尚書」の作成に作業の中心を移した。これの完成によって、諸本の比較檢討が極めて容易かつ確實なものとなった。校訂作業は進行中であり、俄には断定できないが、現在靜嘉堂文庫所藏のいわゆる内野本を基礎にして考察を進めていってよいようである。また正始石經との関係については、現存の隷古定尚書は正始石經の直接の流れを受けるものではないと考えられる。これは、眞古分尚書から兩者が別々に流れたものとも、正始石經の古文/篆書が當時の通行のテクストから作成されたとも、隷古定尚書が後世何らかの資料から新たに作成されたものであるとも考えることができるが、いずれを取るべきであるが、現在のところ判断できない。また今回、「諸本比較隷古定尚書」を作成して、同じ系統の鈔本でありながら表記を異にするものきわめて多いこと、および石という永續性を持つ素材に刻された石經が破壊のために直系の後繼者を持たなかったことなどから、印刷/出版というメディアの強讙性と強力な浸透性が明かになるとともに、現在の學術が過去のそれとは状況を大きく異にする中で行われていることへの認識の必要性が確認された。さらに近年は文字のコード化が進んでおり、いっそうの留意が必要となるであろう。さらに一昨年の正始石經の研究では文字單體での時間的推移に注目したが、今回の研究により、手薄であった尚書という著作物としてのテクストの變遷について缺を補うことができた。
フォトニックネットワーク用一活波長変換デバイス実現のための非線形光学ガラスの研究

フォトニックネットワーク用一括波長変換デバイス実現のための非線形光学ガラスとして、テルライト系光学ガラスに着目し、TeO_2-X-Y (X=WO_3,MoO_3,CrO_3,Y=La_2O_3,Nb_2O_5,Bi_2O_3,PbO,Ta_2O_5,TiO_2,Y_2O_3,SnO,Sb_2O_3)系のガラス化範囲、紫外可視分光特性、200nm250Onmおける屈折率分散特性、三次の非線形光学定数を明らかにした。その結果、(1)より透明感のある系は、TeO_2-WO_3-PbOとTeO_2-WO_3-La_2O_3であること、(2)両系の屈折率分散は0.4μm5μmの波長範囲で2.20141.9603および2.1658約1.925であること、(3)テルライト系ガラスの三次非線形定数は0.281,6(x10-12esu)であり、ミラーの法則にも良く当てはまること、(4)TeO_2-WO_3-La_2O_3系では、組成に依存したガラスの呈色(淡黄色から茶色)という興味深い現象が生じること、(5)TeO_2-WO_3-La_2O_3系では、組成に依存したガラスの呈色(淡黄色から茶色)という興味深い現象等の新しい知見を得た。次に、熱ポーリングによる分極形成を行う目的で、示差走査熱量測定(DSC)により、TeO_2-WO_3-La_2O_3、TeO_2-WO_3-PbO、TeO_2-WO_3-Nb_2O_3、TeO_2-WO_3-B_2O_3のガラス転移温度を正確に測定した。これらガラスサンプルの中からT_eO_2 60:WO_3 30:PbO 10(T-W-P-6)を選び、針状電極を用い熱ポーリングを試みた。メーカーフリンジ法でYAGレーザ(1.064μm)を用いSHG測定行った結果、テルライト系ガラス試料に二次非線形性を誘起することに初めて成功した。今回作製したサンプルの二次非線形定数は最も高いポイントで54pm/Vとなった。(但し、屈折率、厚さ等のデータより、ある程度の誤差を含む。)これは、代表的な二次非線形材料であるKDP(0.4pm/V)や、UREA(1.34pm/V)よりも大きく、ガラス材料としてはかなり高い値を達成した。本年度はフォトニックネットワーク用一括波長変換デバイス実現のための非線形

光学ガラスとして、テルライト系光学ガラスに着目し、TeO_2-X-Y(X=WO_3,MoO_3,CrO_3,Y=La_2O_3,Nb_2O_5,Bi_2O_3,PbO,Ta_2O_5,TiO_2,Y_2O_3,SnO,Sb_2O_3)系のガラス溶融調製を行い、通常のキャスティング法によりガラス化範囲を明らかにした.得られたガラス化範囲の中で、安定かつ品質の良いガラスを与える組成サンプルについては約15×20×0.5mmの平板形状に光学研磨を行い、紫外分光特性、三次の非線形光学定数の測定を行った。同時に60TeO_2-30WO_3-10PbO及び60TeO_2-30WO_3-10La_2O_3については屈折率測定用の直方体状のサンプル作製を行い、プリズム加工研磨を行うことにより、プリズム形状のサンプルを調製し、200nm2500nmの波長範囲における精度の高い屈折率分散測定を最小偏角法により行った。また、研究分担者の所属する研究所の協力により上記の平板形状ガラスサンプルについて、第三高調波発生(THG)を用いたメーカフリンジ法により三次の非線形定数の測定を行った。その結果、(1)より透明感のある系は、TeO_2-WO_3-PbOとTeO_2-WO_3-La_2O_3であること(2)両系の屈折率分散は0.4μm5μmの波長範囲で2.20141.9603および2.1658約1.925であること(3)テルライト系ガラスの三次非線形定数は0.281.6(×10^<-12>esu)でありミラーの法則にも良く当てはまること(4)TeO_2-WO_3-La_2O_3系では、組成に依存したガラスの呈色(淡黄色から茶色)という興味深い現象が生じること等の新しい知見を得、応用物理学会等で論文発表を行った。EUROMAT2003(European Congress on Advanced Materials and Processes,1-5 Sep. 2003)に投稿し、今後の国際会議等でも研究成果発表を行う予定である。また、次年度以降の研究計画推進に向け、上記結果に基づいて2次の非線形発現に向けたポーリングのための高電界印加装置系の準備及び、波長変換デバイス用入出力インターフェースとしても有望な結晶化ガラスフェルールの端面パラメータ設計の研究も行い、国内外の学会で発表し標準化の下地作りを行った。本年度は、まず第三高調波発生(THG)を用いたメーカフリンジ法による三次の非線形定数の測定結果を中心として、(1)テルライト系ガラスにおいては、より透明感のある系は、Te0_2-WO_3-PbOとTeO_2-WO_3-La_2O_3であること(2)両系の屈折率分散は0.4μm5μmの波長範囲で2.20141.9603および2.1658約1.925であること(3)テルライト系ガラスの三次非線形定数は0.281.6(x10^<-12>esu)でありミラーの法則にも良く当てはまること次に、熱ポーリングによる分極形成を行う目的で、示差走査熱量測定(DSC)により、TeO_2-WO_3-La_2O_3、TeO2-WO_3、-PbO、TeO_2、-WO_3、-Nb_2O_3、TeO_2、-WO_3、-B_2O_3のガラス転移温度を正確に測定した。続いて、熱ポーリングのための装置を構成し、特にサンプルを設置する電気炉制御温度とサンプルの実測温度との正確な校正曲線を求め、サンプル熱処理の正確性の向上を図った。これらの結果を基に、各サンプルの熱ポーリングのためのガラス転移温度以下の適正な温度条件の探索を行った。熱ポーリングは、平板形状のガラスサンプルを平板の二つの電極で挟み、温度を変化させながら3kV-DCの高電界を印加しガラス内部に分極構造形成を試みた。得られたサンプルを東北大学の戒能研に送付し、第二高調波発生(SHG)を用いたメーカフリンジ法により、二次の非線形定数測定を行った。このデバイスが用いられるシステムや、このデバイスとのインタフェースとなる部品技術についての検討結果も併せて研究発表を行った。昨年度の研究成果を元に、T_eO_260:WO_330:PbO10のガラスサンプルを作製した。組成が同一であるガラスサンプルを2つ用意し、それぞれT-W-P-5、T-W-P-6とした。T-W-P-5のポーリングは、平行板の電極を用い、また電極とガラスサンプルの間にカバーガラスを挟んで行った。次に、分極形成の最適化をねらい、
高山病の発症と水・電解質代謝調節ホルモンとの関連に関する研究

我々は、水の貯留,アルカロ-シスなど高山病の発症要因とされる水・電解質代謝の異常が,低圧・低酸素負荷によって起こる水・電解質代謝の調節ホルモンの分泌増加により増悪すること,低圧・低酸素負荷で血清カルシウムの上昇,隣の低下という電解質代謝異常が起こることを認めた。本研究は,(1)低圧・低酸素負荷時に,水・電解質代謝の調節ホルモンの分泌増加を抑制ないしホルモン作用を阻害した際のこの代謝異常への影響,(2)低圧・低酸素負荷に対するホルモン反応の、デキサメサゾンによる抑制率を,登山家と非登山家で比較し,高山病の易羅患性の判定の可能性,(3)低圧・低酸素負担による血清カルシウムの上昇,隣の低下への副甲状腺ホルモンの関与を,検討し,高山病の発症予防と治療に資することを目的とした。(1)6,000m模擬高度負荷によって起こる水の貯留やアルカロ-シスが,デキサメサゾン投与による抗利尿ホルモンやアルドステロンの分泌増加の抑制により軽減し,自覚症状も軽減した。アルドステロン作用の阻害剤であるスピロノラクトン投与も水貯留やアルカロ-シスを軽減した。それ故,これらの薬剤が高山病の発症の予防・治療に役立つ.(2)模擬高度負荷によって起こる血清コルチゾルの上昇反応は,登山家では非登山家に較べてより少量のデキサメサゾンによって抑制される。このコルチゾルの抑制とアルドステロン及び抗利尿ホルモンの抑制の一致率が高い。即ち,デキサメサゾン投与による高山病の易羅患性乃至登山の適格性の判断の可能性が示唆された。(3)低圧・低酸素負荷により血清カルシウムの上昇と隣の低下が起こる。この変化は解糖系機能の促進によると考えられるが,副甲状腺ホルモンの分泌増加が,この代謝異常を助長することが示された。細胞機能の調節,発現に重要なこれらのイオンの代謝異常の高山局発症への係わりに関する検討の必要性が示唆された。1)ヒトを被検者として低圧低温環境シミュレータを用い、減圧・滞留・復圧各2時間で模擬高度6,000mの低圧・低酸素暴露を行った。2)低圧・低酸素負荷によりヘマトクリットの上昇後低下、尿量の減少が見られ、体液の貯留が起こることが示唆された。又血清ナトリウム、クロールの上昇とカリウムの低下が見られアルカローシスの存在が示唆された。これらの代謝変化と共に抗利尿ホルモン、アルドステロン、レニン活性、コルチゾルが何れも上昇したが、心房性ナトリウム利尿ポリペプチドには変化がなかった。即ち水の貯留、アルカローシスに抗利尿ホルモン、アルドステロンの増加が関与し、心房性ナトリウム利尿ポリペプチドは関与が無いことが示唆された。3)低圧・低酸素負荷により血清カルシウムの上昇、燐の低下と副甲状腺ホルモンの上昇傾向、腎性cAMPの増加傾向が認められ、副甲状腺ホルモンのこれらの代謝変化への関与が示唆された。4)1mgのデキサメサゾンを投与後、低圧・低酸素に暴露すると、コルチゾルの上昇が見られない被検者ではアルドステロン及び抗利尿ホルモンの分泌増加が認められず、コルチゾルの上昇した被検者ではアルドステロンも抗利尿ホルモンも同時に上昇した。一方血漿レニン活性は何れの被検者でも上昇した。即ち、低圧・低酸素負荷時のアルドステロンの上昇が副腎皮質刺激ホルモンに媒介されること、又抗利尿ホルモンの上昇も副腎皮質刺激ホルモンの上昇と密接な関連をもつと考えられた。

又デキサメサゾン投与によりこれらホルモンの分泌が抑制された例では、水・電解質代謝の変動や自覚症状の発現が軽減した。5)アルドステロンの腎作用を阻害するスピロノラクトンを投与すると、低圧・低酸素負荷時の血清カリウムの低下、尿中Na/K比の低下が減少し、アルドステロンが高山病の発症要因であることが裏付けられた。1)低圧・低酸素によるストレス反応が水・電解質代謝の異常を助長し高山病の発症・憎悪に関与することを報告して来たが、このストレス反応は低圧・低酸素の反復負荷や登山後に減弱するので、ストレス反応の抑制され易さにより登山家としての適性の判定を試みた・登山家20名と非登山家30名を被検者としてデキサメサゾン1 or 2mg投与下で、模擬高度6,000mの低圧・低酸素暴露を行った。1mgデキサメサゾン投与下の暴露では両群共有意なコルチゾルの上昇が見られたが、登山家の上昇が少なかった.2mgデキサメサゾン投与下では、非登山家では有意なコルチゾルの上昇が見られたが、登山家では上昇しなかった.即ち、デキサメサゾンによるコルチゾルの抑制度により登山家の適性が判断できる可能性が示唆された。コルチゾルの上昇反応とアルドステロン及び抗利尿ホルモンの上昇反応に良好な平行関係が見られた。2)低圧・低酸素負荷によるアルドステロン及び抗利尿ホルモンの分泌増加が高山病の発症に関与すると考えられるが、このホルモンの増加反応は登山後に減弱し、またデキサメゾン投与によって抑制される。そこで低圧・低酸素負荷による水・電解質代謝の変化を登山後とデキサメサゾン投与下とで比較した.尿量の減少、血清Na、C1の上昇、血漿抗利尿ホルモン、アルドステロン、コルチゾン等の上昇は登山後でもデキサメサゾン投与でも減弱した。しかし、血清Kの低下反応は、デキサメサゾン投与では減弱したが、登山後には登山前より増強した.即ち、登山後には、内分泌系の反応は、登山による順応の為減弱し、代謝変化も少なくなるが、呼吸器系の機能の増強により呼吸性アルカロ-シスが強くなり、Kの低下が増大したものと思われる。この結果は高地住民が低地居住後再び高地へ戻った時高山病が多発することを良く説明する。以上、登山家の適性判定及び高地順応の機序に関し有用な成績を得た。カルシウム(Ca)は,情報伝達や細胞機能の調節に,燐(P)はエネルギ-代謝に重要な役割を担うが,これ迄低圧・低酸素下のCa・P代謝の報告は殆どない.我々は低圧・低酸素負荷時に血清Caが上昇し,Pが低下することを認めたので,Ca・P燐の代謝への副甲状腺ホルモン(PTH)の関与を明確にすることを目的とした.健康成人を対象とし,低圧タンクを用いて6,000m担当の模擬高度負荷を6時間行い,血液と尿を採取した.PTHの測定には,intact PTHの測定キットを用い,またPTHの作用の指標としての腎性cAMPを測定した.模擬高度負荷により,血清Caは上昇傾向を示し,Ca^<++>は有意に上昇した.逆に,血清P濃度は有意に著しく低下した.尿中Ca排泄量は,血清Caの上昇にも拘らず減少したが,尿中P排泄量は血清Pの低下に応じて減少した.血清PTHは上昇し,その上昇は実験終了時に有意となった.腎性cAMPも負荷前半から増加して,負荷後半には前値の2倍に達した.
太古代-原生代境界の環境復元のための四種硫黄安定同位体を含む硫黄循環モデル開発

昨年度は、2007年-2009年の湖水中及び堆積物中硫黄同位体比の測定を一通り終え、湖水中の硫黄循環季節変動解析を行った。そして今年度は堆積物四種硫黄同位体が湖水中で季節変動する硫黄同位体の何を保存しているのかを明らかにすることを試みた。昨年度構築した2種硫黄同位体モデルへ質量数33、36の硫黄同位体を加え、観測された四種硫黄同位体を再現する嫌気光合成の質量依存指数及び嫌気光合成の硫酸還元過程に対する相対速度比を求めた。四種硫黄同位体分布には酸素-無酸素境界における硫酸の拡散及び硫化物の沈降も影響を与えるため、閉鎖系のボックスモデルで検討した条件を基に拡散、沈降の効果を加えたモデルを構築した。さらに、堆積物中の硫黄同位体分布は湖水中成層期後半に観測される硫化物の同位体比を示し、硫酸還元過程のみの系で表されるΔ^<33>SとΔ^<36>Sの同位体分布とは異なることが明らかとなった。つまり堆積物中には嫌気光合成と硫酸還元過程を含んだ硫黄循環であり、微生物活動が硫酸濃度の影響を大きく受ける低硫酸濃度(<1mM)環境である情報がΔ^<33>SとΔ^<36>Sの傾向として安定に保存されていることが示された。今年度の四種硫黄同位体解析に関する研究成果は「Quadruple sulfur isotopic signature of the sulfur cyclesystem withanocygenic photosynthesis and sulfatereduction in low sulfate concentration condition」という題目で、また、4年間に渡る深見池の連続観測から嫌気光合成が大繁殖する生態系を支える栄養塩の供給及び硫黄源に関して考察した結果を「Hydrochemistry of the lake Fukami-ike」という題目で執筆中であり、どちら5月中に投稿される予定である。今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための文献の購入費、分析に必要な実験器具、解析するためのPC周辺機器に当てられた。今年度は、2007年-2009年の湖水中及び堆積物中硫黄同位体比の解析を中心に研究し、太古代-原生代境界復元のための古海洋モデルの基礎を構築した。今年度の研究成果は以下に記す2編の論文にまとめる。1.2007年-2008年の湖水中硫黄同位体比解析についての論文は「Sulfur mass balance and seasonal change of microbial sulfur cycles in stratifiedlakes : Acase studyfrommonomictic Lake Fukami-ike, Japan」という題名で現在投稿中である。この論文では、硫酸還元過程と嫌気光合成過程に注目し、報告例の少ない単循環成層湖における硫黄循環に関して執筆した。成層湖深見池(長野県)における硫黄収支から、この湖は表層水が主な硫黄源であり、地下水としての流入がほとんどないことを示した。このため湖底にて安定した還元環境が成層期間中形成され、成層してからの経過時間に伴い硫酸還元と嫌気光合成の相対的な代謝速度が変化することをボックスモデル解析により明らかにした。2.2009年の湖水と堆積物試料からえられた四種硫黄同位体比変動に関しては、現在執筆中である。この論文では、1の論文で明らかにした2種の硫黄同位体(質量数32、34)情報に新たな2種の硫黄同位体(33と36)を加えてより定量的な解析を行う。湖水中における四種硫黄同位体が堆積物中でどのように保存されるかを考察し、湖水と堆積物を含んだ系で硫黄循環モデルを構築する。今年度の四種硫黄同位体解析に関する研究成果は「Quadruple sulfur isotopic signature of the sulfur cyclesystem withanocygenic photosynthesis and sulfate

reduction in low sulfate concentration condition」という題目で、また、4年間に渡る深見池の連続観測から嫌気光合成が大繁殖する生態系を支える栄養塩の供給及び硫黄源に関して考察した結果を「Hydrochemistry of the lake Fukami-ike」という題目で執筆中であり、どちら5月中に投稿される予定である。今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための文献の購入費、分析に必要な実験器具、解析するためのPC周辺機器に当てられた。