hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南極氷床に刻み込まれた超新星爆発の痕跡探査とその解析

研究成果の概要:南極ドームふじ基地において掘削された氷床コアおよそ100m分についてイオン濃度分析を実施し、硝酸イオン濃度プロファイル中の十数箇所に超新星爆発起源と思われる高濃度スパイクを検出した。本研究ではこれらの発現年代を正確に推定するため、ドームふじ氷床コアの硫酸イオン濃度測定結果と大規模火山噴火年代との関連性を考慮して、誤差1年以内の氷の堆積年代(深度と年代の関係)を求めた。人類有史上過去2000年間で発生が確認されている9つの超新星爆発の痕跡探査および太陽活動の周期性解析ため、南極氷床コアのイオンクロマトグラフィーによるイオン濃度分析を、研究代表者である五十嵐が中心となり、理化学研究所で独自に実施できる体制を確立した。その結果、共同研究として国立極地研究所に分析を依頼してきた昨年度までと比較して分析速度が飛躍的に向上し、記録に残る超新星爆発の痕跡を十分議論できる過去2100年分のイオン濃度分析を終えることができた。本研究を始めるに際し先行して行った西暦950年1150年のイオン分析結果では、西暦1006年の超新星爆発と1054年のカニ星雲超新星に対応する硝酸イオンスパイクの存在を確認していたが、今回得た新しい分析結果の中にも、残り7つの記録に残る超新星爆発に対応する硝酸イオンスパイクの候補を検出することができた。人類有史上で確認されている過去2000年間の超新星9つを全て検出できたので、次年度以降さらに時代を遡り、最終的には後氷期全体約10000年間の氷床コア分析を行うことによって、まだわかっていない我々の天の川銀河における超新星爆発率を推定する道筋をつけることができた。本研究は雪氷学と天文学の研究者が連携して実施する新領域の研究で、萌芽的な側面が多分に含まれている。今年度は入手したイオン濃度データを精査するのに費やしたため、これまで論文などの研究成果が出ていないが、西暦1006年の超新星とカニ星雲超新星に関する研究論文および西暦950年1150年の太陽活動周11年を確認した研究論文について研究分担者である望月によってNature論文が進行中である。今年度の研究実施計画では、当初、南極ドームふじ基地において掘削された氷床コアの96m以深について測定試料の新規作成と、精度の高い氷床コアの堆積年代(深度と年代との関係)の推定を行うことを計画した。しかし研究を進行するにつれ、既存のドームふじ氷床コアの年代軸では、年代の不定性が大きく、本研究の目的である超新星爆発起源のイオン濃度スパイクの年代の同定を行うためには、より精度の良い、新しい年代軸の重要性が明らかになった。このため途中より計画を変更し、より信頼のおける氷床コア堆積年代の構築に重きをおくこととした。現在までのドームふじ氷床コアの年代軸は、氷表面の直流電気伝導度測定(ECM)において検出された顕著なスパイクを、それぞれ既知の火山の噴火年代と対応させて作成したものであった。しかしECM測定では、火山起源物質以外のあらゆる不純物イオンによってもスパイクが形成され得るため、スパイクの判別に不確定性が残る。さらにドームふじ氷床コアでは、直近の過去2000年間において火山起源と判別できるECMスパイクがわずか4つしか検出されていなかったため、年代推定の不定性が非常に大きかった。そこで、本研究では、火山噴出物中に大量に含まれる硫黄酸化物が氷中に保存された硫酸イオンを直接、高時間分解能で測定し、濃度プロファイル上に現れたスパイクを火山学から求められている大規模火山噴火の記録リストと照合する方法で年代軸作成を進めた。その結果、過去850年間において、ECMより同定された2つの火山起源スパイクの他に、新たに11個の硫酸イオンスパイクを火山起源と判別することが出来、年代が知られている大規模火山噴火と対応づけることができた。この成果により、氷床コア堆積年代の精度はECMより求めた堆積年代より格段に向上することが見込まれ、現在、研究論文としてとりまとめているところである。南極ドームふじ基地において掘削された氷床コアおよそ100m分についてイオン濃度分析を実施し、硝酸イオン濃度プロファイル中の十数箇所に超新星爆発起源と思われる高濃度スパイクを検出した。これらの発現年代を推定するため、今年度は氷の堆積年代(深度と年代の関係)を精度良く求めることを主眼においた。これまでの過去1000年間の氷の年代軸は、氷表面の直流電気伝導度測定(ECM)によって検出された顕著な2つスパイクを、それぞれ既知の火山噴火の年代と対応させ作成したものであった。本研究では、火山噴火以外の要因がスパイク形成する可能性があるECMでなく、火山噴出物中に大量に含まれる硫黄酸化物が氷中に保存された硫酸イオンを直接、高時間分解能で測定し、濃度プロファイル上に現れたスパイクを火山学からまとめられた大規模火山噴火の記録リストと照合する方法で年代軸作成を進めた。その結果、過去740年間において、ECMより同定された2つの火山起源スパイクの他に、新たに10個の硫酸イオンスパイクを火山起源と判別することができ、年代が知られている大規模火山噴火と対応づけができた。

この成果により、氷床コア堆積年代の精度は格段に向上し、Igarashi et al.が研究論文"Dating of the Dome Fujishallow ice core through volcanic eruption records. From 1260AD to 2001AD"として投稿準備中である。更新した氷の堆積年代の一部を超新星爆発の発現年代推定に用い、Motizuki et al.が"An Antarctic ice core recording both supernovae and solar cycles"としてNatureに投稿した。
π受容性不斉配位子の創製と触媒機能開発

π受容性の高いジエン部位を持つテトラフルオロベンゾバレレン(tfb)を基本骨格とするキラル配位子とその金属錯体を合成し,その錯体を触媒とする不斉反応を開発した.ロジウム/キラルtfb触媒は,アリールホウ素化合物の不飽和結合への不斉付加反応において高い触媒活性とエナンチオ選択性を示した.また,イリジウム触媒を用いた不斉1, 6-付加反応においても,開発したキラルtfb配位子のみが高い触媒活性を示し,対応する付加生成物を高いエナンチオ選択性で与えた.π受容性の高いジエン部位を持つテトラフルオロベンゾバレレン(tfb)を基本骨格とするキラル配位子とその金属錯体を合成し,その錯体を触媒とする不斉反応を開発した.ロジウム/キラルtfb触媒は,アリールホウ素化合物の不飽和結合への不斉付加反応において高い触媒活性とエナンチオ選択性を示した.また,イリジウム触媒を用いた不斉1, 6-付加反応においても,開発したキラルtfb配位子のみが高い触媒活性を示し,対応する付加生成物を高いエナンチオ選択性で与えた.π受容性の高いジエン部位を持つテトラフルオロベンゾバレレン(tfb)を基本骨格とするキラル配位子とその金属錯体を合成し,その錯体を触媒とすることで達成される反応を開発した.まず,メチル基を置換基に持つキラルtfb配位子のイリジウム錯体を触媒として用いると,アリールボロキシンが共役ジエニルカルボニル化合物へ高いエナンチオ選択性で1,6選択的に付加することを明らかにした.この反応では,tfb配位子のもつπ受容性によって安定化されたイリジウム錯体を用いることが反応の進行に不可欠であった.また,フェロセニル基を持つtfb配位子は,ロジウム触媒を用いたアリールボロン酸のエンインアミド化合物への不斉1,6付加反応に極めて有効に働き,光学活性アレン類を高い収率,エナンチオ選択性で与えた.さらに,末端アルキンと内部アルキンからなる様々なジインを用いて,ロジウム/光学活性ジエン触媒によるポリアセチレン合成を行った.アキラルな窒素架橋1,8ジインの重合反応によって合成したポリマーは,旋光度測定とCDスペクトルから,明らかにらせん不斉を示すことがわかった.本重合反応では,末端アルキンの分子間挿入と内部アルキンの分子内挿入が交互に進行し,安定ならせん構造を持つポリアセチレンが得られたと考えられる,一方,オルトアミドフェニル基を持つtfb配位子を開発し,その配位子が一価のクロロロジウムに対してジエンとカルボニル酸素により三座で配位することを明らかにした.この錯体は,メチルジアゾマロネートを用いたスチレン類の不斉シクロプロパン化反応において高い触媒活性とエナンチオ選択性を示した.従来,ジアゾマロネートによる不斉シクロプロパン化反応では高いエナンチオ選択性が達成された例はなかったが,今回開発した触媒は高いエナンチオ選択性を示した初めての例となる.π受容性の高いジエン部位を持つテトラフルオロベンゾバレレン(tfb)を基本骨格とするキラル配位子とその金属錯体を合成し,その錯体を触媒とすることで達成される反応を開発した。まず,エステル基を置換基に持つキラルtfb配位子を新たに合成し,そのイリジウム錯体を触媒として用いると,アリールボロキシンがδ位にアリール基を持つ共役ジエノンへ高いエナンチオ選択性で1,6-選択的に付加することを明らかにした。この反応では,エステル基で置換されたtfb配位子が反応の進行に不可欠であり,従来の配位子では達成できなかった共役ジエノンの適用範囲を大幅に広げることが出来た。また,フェロセニル基を持つtfb配位子は,ロジウム触媒を用いたアリールボロキシンのβ-アルコキシアクリル酸エステルへの不斉1,4-付加反応にきわめて有効に働き,光学活性β-アルコキシ-β-アリールカルボン酸エステルを非常に高い収率,エナンチオ選択性で与えた.本反応で合成出来る化合物は,天然物や医薬品に多く見られる骨格をもち,それらを不斉1,4-付加反応によって合成した初めての例である。さらに,天然物から容易に合成出来るキラルジエン配位子を持つロジウム錯体を触媒とする光学活性トリアリールメチルアミンの合成を行った。本反応では,アリール置換環状スルホニルケチミンへのアリールボロキシンの付加反応により,3つの異なるアリール基で置換された不斉炭素中心を高いエナンチオ選択性で構築した初めての例である。また,生成物の環構造を還元的に切断することで光学活性トリアリールメチルアミンへと変換できることを明らかにした。一方,ジエン-ホスフィン三座配位子を新たに合成し,そのロジウム錯体を触媒とする1,6-エンインの不斉環化異性化反応を行った。本反応で用いられるロジウム錯体は,立体電子的に制御された金属部位とそれを取り囲む不斉場によって,高い触媒活性とエナンチオ選択性を発現することを明らかにした。また,コバルト触媒によるアルキニル化反応に関する研究も行い,ロジウムに代わる触媒の探索を行った。
ナノ界面のコヒーレンスと相転移が織りなす新奇な潤滑現象の解明-超潤滑を中心として

ナノ界面系における新奇な潤滑現象を中心にコンピュータシミュレーションと理論解析の方法で調べた。潤滑の発生方法としては,表面原子層に時間空間的変調波を励起することに着目した。そして解析の結果,変調パラメータに対して多様かつ新奇な潤滑現象が現れることが分かった。潤滑状態では表面原子の断熱運動及び緩和効果が重要であることが理解された。これをもとに非平衡現象及び超潤滑効果等に関する理解が深まり,複雑なダイナミクスも明らかにできた。そして関連物理系において,上記潤滑と関係する現象も調べることで,新奇な潤滑についての包括的な理解を得た。ナノ界面系において,原子間相互作用及び外部からの操作等によって現れる新奇な潤滑現象を中心に計算機シミュレーションの方法で調べた。まず,ナノスケールの固体界面を対象として解析できる理論モデルを構築するために,いくつかのナノ界面での固体表面内及び異種表面間における原子間相互作用,界面構造の整合性等について検討した。そして界面の潤滑及び摩擦について解析可能な統計物理学的モデルを各種ナノ界面について構築した。これらのモデルをもとに,原子の時間発展から各種物理量を調べるための分子動力学的シミュレーション解析を行った。その具体的内容を次に述べる。まず,界面摩擦効果及び界面相互作用を考慮しつつ,ナノスケールで表面原子層に潤滑を発生させるための理論的方法を上記モデルとシミュレーション手法をもとに考察した。そして,この方法で発現する新奇な潤滑現象についての物理機構・特性等の詳細を調べた。ここで,潤滑発生の一つの方法として,界面相互作用のもとで表面を構成する原子層に対して外界から変調を加えて原子層に変調波を励起させることの有効性を明らかにした。そして,その潤滑ダイナミクスの界面物性パラメータ等に対する依存性について詳しく調べた結果,方向性のある潤滑運動が行われるためには,物性パラメータについては原子間相互作用等が本質的であり,変調パラメータについては非常に複雑な依存性を示すが時間周期等が重要であることが分かった。これらのことより,この変調による新奇な潤滑現象に対して,界面相互作用のもとで表面原子層の格子緩和効果及びその緩和時間スケール等が重要であることが理解された。これらの事から,潤滑運動の速度,方向,安定性及び超潤滑との関係等について議論が可能となり,潤滑運動方向の反転・リエントランス現象等の複雑なダイナミクスの物理機構も明らかとなった。まず,これまでの研究成果をふまえて,新奇な潤滑現象についてさらに詳細に調べた。この潤滑では,界面の相互作用及び構造の整合性にくわえて,界面原子の動的コヒーレントな集団運動が重要となりえるため,原子層-固体表面の界面等のようなナノ界面系での原子層等の潤滑の素過程及びダイナミクスを高精度・高速に数値シミュレーションすることが必要となる。そこで,シミュレーション設備について,ハードウェアとソフトウェアの両面からの補強・拡張を行い,計算・解析能力を向上させた。さらに,シミュレーションのためのプログラム開発・改良も併せて随時行った。そして,これらをもとに,新奇な潤滑として,方向性を持つ外力を必要しない潤滑及び超潤滑を主として詳細に調べた。ここで潤滑を発生させる方法としては,界面の原子層の原子間隔等に対して時間空間的変調を加える方法を主に考察した。この潤滑方法はナノスケールの機械の研究に関しても重要な意味を持っている。本研究では,並進運動に関するマシン動作を発生させる物理機構を明らかにすることができた。さらに,界面物性パラメータや力学的パラメータへの依存性に着目してシミュレーション解析して,潤滑に関する相図を導入することで,新奇な潤滑状態の発生条件と物理的特性のグローバルな理解が可能となった。また,関連の物理系における有方向性運動の物理機構及び特性についての知見も得ることができた。これまでの研究成果をふまえて,特に時間空間的変調効果を利用した潤滑現象を中心に調べた。その過程で,いくつかのナノ界面物理系を想定して,そこでの潤滑の発生の物理機構及び物理特性としての非線形ダイナミクス及び緩和効果と動的リエントラント現象等の詳細を理論解析及び数値シミュレーションの方法で明らかにした。なお,シミュレーションのためのプログラム開発・改良も重要視して適宜行った。解明した具体的事項は以下のとおりである。現象の全体像を解析して把握し,さらに超潤滑も含む各潤滑状態の詳細を理解するために,外場及び界面に関するパラメータ空間を導入して,その中で各種の潤滑状態を記述できる相図を明らかにした。この相図において異なる相間の相転移と臨界現象等の基本的性質の詳細は統計物理的方法で解明できた。これをもとに相図の全体像を理解して,新奇な潤滑現象全体の普遍性等を明らかにした。そして,界面の相互作用,表面配列の整合性などが絡み合って発現する動的コヒーレントな運動や長時間緩和効果等が上記潤滑に重要な影響を及ぼすことが明らかになった。

そして,上記の新奇な潤滑現象の応用的側面を考慮・検討して,実験方法及び機械的な応用可能性を議論した。また,関連の物理系として,周期構造をもつ位相系に着目し,そこで現れる新奇な有方向性運動の物理機構及び動的特性についても解析した。この結果と上記の成果をもとに,新奇な並進運動の物理について包括的な理解を得た。さらにこれまでの研究結果を総括して,新奇な潤滑現象の全体像の統一的理解を行った。
精神障害者の生活支援に必要なケアマネジメント構築に関する研究

精神障害者の地域生活を支えるネットワークを作り,維持し,展開していく関係諸機関・施設,地域住民などによる効果的かつ効率的な援助方法・技術(=ケアマネジメント)の構築を図る研究を実施した。精神障害者社会復帰施設(以下,施設)の精神科ソーシャルワーカー(以下,PSW)を中心に訪問・調査を実施した。比較的歴史があり,先駆的な活動を続けている施設に焦点をあて,併せて精神障害者地域生活支援センターのPSWも対象とした。上記施設等を訪問し,職員,またそれらを支援している人々,また利用者を対象とした聞き取り調査など(郵送による事前アンケート調査と訪問による聞き取り調査)をおこなった。ケアマネジメント活動の成功例、失敗例を抽出し,精神障害者を生活支援するために必要な社会的条件,PSWのケアマネジャーとしての役割・能力などに焦点を当てて検討した結果,次のような事柄が判明した。(1)PSWは,総じて精神障害者の生活支援には必要な方法・技術であるとの意識は高かった。(2)施設よりも地域生活支援センターのPSWの方がケアマネジメントへの関心が高かった。(3)しかし,PSWが実施するケアマネジメントの成否は,PSW自身のネットワークに依存している傾向が高い。(4)(3)のPSWは経験年数が多いほど,ネットワークの密度が高いし,関係職種との良好な関係を保持しているが,PSWのオーバーワーク(時間外・休日出勤は当たり前で,症状再燃による緊急対応も少なくない)は無視できない状況である。(5)PSWの個人的力量でケアマネジメント活動がおこなわれているが,これでは継続できるとは考えられない。PSWの労働条件などを整備しないと燃え尽きてしまう可能性が高い。(6)精神障害者の地域生活支援に必要な社会資源やサービスの整備が喫緊の課題であり,これらの充実がないとケアマネジメントは有効に機能しないと考えられる。精神障害者の地域生活を支援するため,多領域・多職種によるフォーマルなネットワークおよび精神障害者の家族や友人,ボランティアなどによるインフォーマルなネットワークによっておこなわれるチーム活動(ケアマネジメント活動)が重要である。わが国におけるケアマネジメントの中心的役割を今後果たすのは,精神障害者社会復帰施設(以下,施設)であるが,この施設を中心に訪問・調査を実施した。比較的歴史があり,先駆的な活動を続けている施設に焦点をあて,併せて精神障害者地域生活支援センターも対象とした。上記施設等を訪問し,職員,またそれらを支援している人々,また利用者を対象とした聞き取り調査をおこなった。聞き取り調査は次のようにおこなった。まず郵送による事前アンケート調査を全国の施設を対象に実施し,その後訪問による聞き取り調査を実施した。現在調査分析中で平成11年度に引き続き研究を実施する予定である。ケアマネジメント活動の成功例、失敗例を抽出し,際精神障害者を生活支援するために必要な社会的条件やケアマネジャーの役割・能力などに焦点を当てていく予定である。
リモートセンシングと作物モデルを用いた水稲の生育と収量の高精度予測

本研究は、稲の生育と収量を精度良く推定するために、リモートセンシングと作物モデルの同化による推定に関する研究を行った。まず、本研究で用いる作物モデルの性能を評価し、水稲の葉面積を用いてモデル内のパラメータを調整することで、高精度に生育と収量を推定することが可能になることを確認した。そして、広域で葉面積を精度良く推定するために、リモートセンシングデータから算出可能なTIPSという植生指標から求めた葉面積指数によってモデル内のパラメータを調整することで、生育と収量を精度良く推定することが可能であることを示した。平成24年度は、前年度に開発した「光学センサデータを利用した植生指標」を研究対象地であるタイ国のスパンブリ県に適用可能か検討した。その結果、主に雲の影響のため、衛星搭載の光学センサデータの利用は極めて困難であることが分かった。そこで、雲量の多い地域でも適用可能な合成開口レーダーの利用について、現地の研究協力機関であるタイ国地理情報・宇宙技術開発機構(GISTDA)、さらには日本の宇宙航空研究開発機構(JAXA)と共に検討した。具体的にはGISTDAが受信しているRADARSAT-2の観測日に現地調査を行い、そこで得られた水稲の葉面積などをRADARSAT-2データから推定可能か検討した。その結果、この衛星センサを用いることにより、天候に左右されずに水稲の葉面積を推定することが可能であることを確認した。このことから、当初予定していた光学センサー衛星画像の利用は困難であったが、合成開口レーダー衛星画像(特にCバンドによる計測が可能な衛星)を利用することで、今年度の研究目的であった「農事暦の推定」が可能となった。また、これにより、圃場レベルで検証済みであるリモートセンシングデータと作物成長モデルの同化による生育・収量の高精度推定手法の適用が、雲量の多い対象地域においても可能となった。平成25年度は、前年度に得られた成果を広域展開する前段階として、合成開口レーダデータから推定した移植日の精度を検証するために、現地で農家へのアンケートを行い、その結果を用いて検証を行った。その結果、対象地域で利用可能であった合成開口レーダでは、データ取得日の間隔が広いため、高精度に移植日を推定出来ないことが分かった。このことが原因で、対象地域での広域収量推定の精度は低くなることが予想出来た。そこで、合成開口レーダデータが高頻度で取得されている地域を対象として、合成開口レーダと作物成長モデルを用いた広域収量推定の精度検証を行った。その結果、合成開口レーダデータから移植日を正しく推定出来ている場所では、概ね精度よく収量推定が行われていることを確認した。さらに、無人空撮機器を用いた圃場規模での生育評価についても、開発した手法を用いた場合、概ね良好な結果が得られることを確認した。平成23年度は、主に京都大学の圃場において、様々な品種及び施肥条件での稲の栽培実験を行った。そして、リモートセンシングデータを用いて、葉面積の変化を推定する植生指標について検討した。その結果、既存の研究で用いられている植生指標よりも、田植えから出穂期までの稲の葉面積の時系列変化を高精度に推定することが可能な指標を開発することが出来た。これにより、次年度以降の検討課題である「稲の生育・収量予測モデルとリモートセンシングの同化」において、リモートセンシングが果たす役割として期待される観測時刻における正確な生育状況の把握が可能になると考えられる。また、対象地域であるタイ国内の灌漑地区において、可視・近赤外カメラを用いて上空から生育状態が不均一な水田を撮影し、得られた画像に対して本研究で開発した指標及び既存の植生指標を適用した。そして、水田内の葉面積のバラツキの推定について検討した。その結果、最も水田内の葉面積のバラツキを推定することが可能であったのは、本研究で開発した指標であった。このことから、本研究で開発した指標は、葉面積の時系列変化推定のみではなく、空間内での生育ムラの把握についても可能であると考えられる。さらに、本研究の対象地域であるタイ国内の灌漑地区において、過去の栽培状況及び収量についてのアンケート調査を幾つかの農家に対して行い、対象地区内の大まかな農事暦及び作付け環境について把握することが出来た。これにより、次年度以降に計画している「衛星データを用いた農事暦(特に田植え時期)の推定」に関する検証データの一部を収集することが出来た。本年度の目標は、主に衛星データと作物成長モデルの同化、衛星データを利用した農事暦の推定についての検討であった。これに対して、計画段階で予定していた衛星(光学センサ搭載)の利用は困難であったが、その代替案として、合成開口レーダー搭載衛星の利用可能性について現地調査結果と比較検討した結果、農事暦の推定や葉面積の推定が可能であった。これにより、結果として本年度の主な目標を達成することが出来た。

本年度の主な成果は、リモートセンシングデータから稲の葉面積の時系列変化および空間分布を推定するための植生指標を開発したことであり、これは、平成23年度の主な目標である「圃場での分光計測に重点を置き、リモートセンシングデータから稲の葉面積を高精度に推定する手法を開発すること」を達成したと考えられる。また、その他の目標についても、栽培実験や現地調査によって今後の検証に必要な情報収集を行った。今後は、平成24年度に得られた成果を広域での利用可能性を検討するため、衛星データ(合成開口レーダーデータ)と作物成長モデルを用いて対象地域で水稲の生育・収量予測を行う。この結果を検証するためには、収量データのみならず農事暦の情報も必要不可欠である。現時点で入手可能な(公式の)農業統計情報は、2010年頃までのため、時系列で合成開口レーダーデータが揃っている2011年や2012年については、現地で農家へのアンケート調査を行い、必要な統計情報を収集する必要がある。よって、今後は衛星データ解析結果の検証用の現地情報収集(現地農家へのアンケート調査、地方行政機関への聞き取り調査等)を、重点的に行うことを予定している。また、本年度も実施した無人空撮機器による撮影についても、今後も継続して行う予定である。今後は、平成23年度に得られた成果を活用するため、まず作物生長モデルと開発した指標との同化について検討する。そのために、圃場での栽培実験および分光計測は継続して行う。さらに、圃場において開発した手法をタイ国の対象地域へ展開するために必要な水田マップを作成するため、衛星画像から水田の分布を推定し、分類精度の検証を行う。そのために、現地でのGPS計測を行う。また、その際に農家へのアンケート調査も行い、農事暦、栽培方法や収量等についての聞き取り調査を行う。この情報は、高時間分解能衛星画像から推定する農事暦の検証に用いる。そして、最終的には、対象地域において、リモートセンシングデータと作物生長モデルによる収量予測を行う。さらに、無人空撮機器を用いた高分解能の空撮画像の撮影も行い、衛星画像を用いた場合と同様に収量予測を行う。これにより、空間分解能の観点から衛星データを用いた際の精度評価に必要な情報を収集する。なお、無人空撮機器の利用については、当初の予定には含まれていなかったが、衛星画像を用いた際の精度評価、特に誤差の要因の検討に利用する価値は高いと判断したため、利用することとした。平成25年度は、これまでに得られた成果を活用し、対象地域内の水稲の生育・収量推定を試みる。その精度検証のためには、統計情報が必要であるが、利用可能な衛星データの制約から、統計情報が整備されていない2011年や2012年を対象とする必要がある。よって、この年の収量や農事暦情報を収集するための現地農家へのアンケート調査を集中的に行う。そのためには、現地での通訳や効率的な移動を行うためのレンタカーが必要となる。これらのことから、平成25年度の研究費は、主に現地アンケート調査に関わる旅費や人件費に用いる。さらに、合成開口レーダーデータの更なる利用の可能性を検討するため、合成開口レーダーおよび光学センサの比較に用いる同時期の撮影されたそれぞれの衛星画像の購入も予定している。
鋼線を新素材で被覆したハイブリッド・ケーブル素線、およびケーブルの開発

(1)ハイブリッド・ケーブル素線のPultrusion法による効率的な製造法の検討を行い、引張強度と伸び剛度との発現率の良好な素線を製造することができた。(2)ハイブリッド・ケーブル素線の機械的性質を、定式化した。(3)ハイブリッド・ケーブルの実構造物への適用において、3つの限界状態、すなわち芯にあたる鋼線の降伏限界状態、外側の新素材が破断する終局限界状態、および事故などにより新素材が破断するハザッド状態に対する安全性を照査する必要があることを明らかにした。そして、これらの3つの限界状態に対して、それぞれ1.7、3.0、および1.1の安全率を用いることを提案した。(4)ハイブリッド・ケーブルを用いた斜張橋、およびニールセン橋の試設計を行い、それらに対して弾塑性有限変位解析を実施した。そして、耐荷力の面から、ハイブリッド・ケーブルは、これらの鋼橋に適用可能であることを示した。(5)ハイブリッド・ケーブル素線の疲労強度に関しては、芯にあたる鋼線の疲労強度によって決定されるため、とくに問題がないことを、疲労試験を行って示せた。(6)ハイブリッド・ケーブルとした場合、現時点では、その定着部によって、ケーブル強度が決定されることがわかった。(7)現在までの研究において、ハイブリッド・ケーブルで破断するような信頼性の高い定着構造を開発するまでには、至らなかった。(8)側圧を受けるハイブリッド・ケーブル素線の強度は、コンクリートの圧縮強度程度であることを実験により示した。(9)ハイブリッド・ケーブル素線の摩擦係数を、実測した。(10)炭素繊維を用いたハイブリッド・ケーブル素線においては、電食による鋼線の腐食防止の必要性があることを見出した。(11)ハイブリッド・ケーブルを直径1.5m程度の輪にして、輸送できることを、実験的に調べた。(12)ハイブリッド・ケーブル素線、およびハイブリッド・ケーブルの設計指針素案を、作成した。(1)ハイブリッド・ケーブル素線の応力-ひずみ関係を、明らかにした。その結果に基づいて、ハイブリッド・ケーブルの3つの限界状態、すなわち鋼線の降伏による使用限界状態、炭素繊維の破断による終局限界状態、および事故などにより炭素繊維が破断するハザッド状態を設けて、それぞれに対して、安全率1.7、3.0、および1.1を設定した。(2)炭素繊維を用いるハイブリッド・ケーブル素線では、鋼線の腐食防止対策が必要である。(3)高強度・高剛性という新素材の優れた機能を十分有効に利用するためには、鋼線のまわりに新素材を綾紐のように撚る現在の製作法でなく、新素材を平行に束ねた状態で使用できる製作法を開発する必要があることがわかった。そこで、平成7年度の研究では、その製作法として、具体的にPultrusion法でハイブリッド・ケーブル素線を製作する方法を、検討した。(4)その結果、ハイブリッド・ケーブル素線に関しては、ほぼ期待するものが製作できることがわかった。(5)しかし、ハイブリッド・ケーブル素線の引張試験の結果、ケーブルの定着部の構造がハイブリッド・ケーブルの強度を支配してしまう可能性が大きいことが明きらかとなった。この点については、今後、十分に検討することが最も重要な課題となった。(6)炭素繊維と鋼線からなるハイブリッド素線を束ねるケーブルではなく、炭素繊維のみからなるケーブル素線と鋼線とを束ねるハイブリッド・ケーブルについても研究する必要がある。(7)3段ケーブルの斜張橋を対象とした試設計、および、それらの耐荷力解析の結果、長大橋になれば、ハイブリッド・ケーブルを用いる効果が十分に期待できる。

しかし、ハイブリッド・ケーブルを用いる斜張橋では、高ケーブルを用いる斜張橋に比較して、主桁のたわみが大きくなることがわかった。(8)また、ケーブル素線の炭素繊維と鋼線との断面積は、それぞれの材料の強度と剛性のみならず、斜張橋とした場合のケーブルの荷重分担率をも考慮して決める必要があることも、上記の解析によって明らかになった。(9)ハイブリッド・ケーブルを用いる鋼橋では、上記(1)の3つの限界状態の照査が必要となる。しかも、それらを照査するための構造系は、全て異なるため、設計が煩雑になる。そこで、何らかの近似解法を開発する必要がある。(10)炭素繊維は曲げ強度が低いので、ハイブリッド・ケーブルを輪にして輸送する場合の可能性とケーブルの断面寸法との関係についても、検討する必要がある。(1)ハイブリッド・ケーブルを用いたニールセン・ロ-ゼ橋を対象とした試設計、および、それらの耐荷力解析を行った結果、新素材としてアラミド、あるいは炭素繊維を用い場合には、鋼ケーブルのみを使用する場合に比して、ケーブル本数を少なくでき、またケーブル定着部の数を少なくできて、経済性も発揮できうることがわかった。(2)高強度・高剛性という新素材の優れた機能を有効利用するために、Pultrusion法を用いて、鋼線のまわりに新素材を平行に束ねたハイブリッド・ケーブル素線を、種々試製作してみた。そして、その製作法の効率化・実用化についても、目処をつけた。(3)Pultrusion法で製作したハイブリッド・ケーブル素線に対して、引張試験、曲げ試験、および疲労試験を行った結果、ほぼ期待するものが、製作できることを明らかにした。(4)疲労試験結果によると、ハイブリッド・ケーブルは、十分な疲労強度を保有することがわかった。また、ハイブリッド・ケーブルの疲労強度は、新素材の疲労強度でなく、芯材である鋼線の疲労強度に支配されることを明らかにした。(5)側圧試験の結果によると、ハイブリッド・ケーブルは、側圧に対して極めて弱いことがわかった。そのため、サドル部、およびケーブル・バンド部の構造については、今後、十分に検討する必要がある。(6)ハイブリッド・ケーブル素線の引張試験の結果によると、ケーブルの定着部の構造は、十分な強度を有しており、またハイブリッド・ケーブルの定着部の製作法に関する見通しも立てた。(7)ハイブリッド・ケーブルを輪に巻いて輸送する場合に対しては、ハイブリッド・ケーブル素線の径が7mm以下であれば、搬送可能であることを明らかにした。今年度の研究によって得られた主な成果は、以下の通りである。(1)ハイブリッド・ケーブル素線のPultrusion法による効率的な製造法の再検討を行い、引張強度と伸び剛度との発現率の良好な素線を製造することができた。(2)ハイブリッド・ケーブルを用いた斜張橋、およびニールセン橋の試設計を行い、それらに対して弾塑性有限変位解析を実施した。そして、耐荷力の面から、ハイブリッド・ケーブルは、これらの鋼橋に適用可能であることを示した。(3)ハイブリッド・ケーブル素線の疲労強度に関しては、芯のある鋼線の疲労強度によって決定されるため、特に問題がないことを、疲労試験を行って示せた。
デスクトップ型および可搬型ナノ構造欠陷その場分析装置の開発

陽電子寿命測定法は、材料内部の原子空孔やその集合体、転位などナノメータースケールの構造欠陥を敏感に検出し、その種類と量を識別できる優れた非破壊検査手法である。しかし、現在一般に利用されている「サンドイッチ法」と呼ばれる陽電子寿命測定法は、線源からランダムな方向に放射される陽電子を、被測定試料内で総て消滅させねばならないため、線源を試料で取り囲む必要がある。そのため、この方法では、被測定試料に手を加えずに試料の存在するその場でナノ構造欠陥分析を行うことは不可能であった。可搬型のナノ構造欠陥その場分析装置を実現するために、本研究では陽電子をビーム状にし、線源から離れた位置にある試料に照射して寿命測定を行う方法を新しく開発した。本装置は、磁場レンズを用いて線源から出た白色陽電子線のエネルギー選別を行うことにより、ある一定のエネルギーを持つ陽電子のみをスタート信号検出部に導くことができる。スタート信号検出部にはアバランシェ・フォトダイオード(APD)を用いた。そして、APDを透過した陽電子を同じように磁場レンズを用いて試料へ導き、陽電子消滅時に発生するγ線をストップ信号として検出することにより、陽電子寿命を測定するシステムになっている。APDを透過して試料に入射する陽電子を直接検出することによってスタート信号を得ているので、線源を試料で覆う必要が無い。また、陽電子のエネルギー選別を行っているので、スタート信号検出部から試料までの空間を陽電子が飛行する時間を一定にすることができ、寿命測定精度は良好である。これまで10mを越す大型加速器を必要としていた実験技術を、新しい発想によって一気にデスクトップサイズにまでコンパクト化し、移動可能とすることができた。この技術を応用することにより、現場で使用中の大型構造物の構成材料の余寿命を非破壊でその場診断することが可能となると期待できる。初年度にあたる平成10年度は、デスクトップ型の材料構造欠陥分析装置の開発をすすめた。具体的には、(1)磁場レンズによる磁界中の陽電子飛行軌跡のコンピュータ・シミュレーション(2)上記シミュレーション結果に基づく陽電子ビームエネルギー選別用小型磁場レンズの設計・製作(3)シミュレーション結果に基づく真空容器の設計・製作(4)線源装着部の設計・製作(5)温度可変型試料ステージの設計・製作(6)陽電子検出器(APDによる)及び消滅γ線検出器(BaF_2シンチレータによる)の設計・製作(7)寿命測定の為の電子計測系の構築(8)測定された陽電子寿命スペクトル解析の為のソフトウエアの整備に従って進めた。今後システム全体の総合性能確認の後、広く技術の公開を行いその普及をはかる予定である。研究代表者が独自に開発した、高速ポジトロンビームによる材料中の微小欠陥のキャラクタリゼイション技術を応用し、エネルギー可変高速ポジトロンビームを用いる微小欠陥のその場分析装置の開発に取り組んだ。この新技術は、これまで10mを越す大型加速器を必要としていた技術を、新しい発想によって一気にデスクトップサイズにまでコンパクト化するとともに、フィールドでの使用にも道を開こうとするものである。本研究によって、卓上型材料ナノ構造欠陥深度分布計測装置を開発し、さらに本年度は可搬型陽電子ビーム欠陥探査装置の開発に技術的見通しを確立した。具体的には、前年度に開発した技術の延長上にたって、移動式の材料非破壊検査装置の設計を実施した。特に、陽電子検出器、消滅ガンマ線検出器の小型化にカを注いだ。

本装置を用いると、高速陽電子ビームを用いるので試料を切り出す必要がなく、被試験物に陽電子ビームを照射し、そこから放出される消滅γ線を検出することによって、現場で非破壊で重要構造物中の構造欠陥をその場測定することが可能となる。すなわち、各種構造体の疲労の度合いや照射欠陥等の蓄積度を非破壊で診断することが可能となり、各種構造体の余寿命診断を行う上で大きな武器となる可能性を秘めている。
ETV6/FLT3融合遺伝子による造血器悪性腫瘍 発症機構の解析

我々は、骨髄増殖性疾患(MPD)と前駆T細胞リンパ芽球性リンパ腫(T-LBL)を合併した患者の腫瘍細胞から、新規のETV6/FLT3融合遺伝子を同定した。ETV6/FLT3の腫瘍化における役割を解明するため、マウスの骨髄移植モデルを用いて解析したところ、ETV6/FLT3は移植したマウス全例で早期にMPDを発症し、さらに腫瘍化においてGrb2-Gab2のシグナル伝達経路が重要であることが示された。我々は、患者の骨髄からt(12;13)(p13;q12)転座を同定し、この染色体相互転座からETS variant gene6 (ETV6; TEL)とFMS-like tyrosine kinase 3 (FLT3)の融合遺伝子ETV6/FLT3を確認した。この染色体転座は、これまで一例の骨髄増殖性疾患で報告されているが、腫瘍化における役割についての詳細は解明されていない。融合遺伝子の全長をクローニングし、これをBa/F3や32D細胞に遺伝子導入するとFLT3のtyrosineが恒常的にリン酸化され、IL-3非依存性に生存することを確認した。さらに、レトロウイルスベクターを用いてマウスの骨髄細胞に遺伝子導入し、同系マウスに骨髄移植をおこなったところ、移植後早期に致死的な骨髄増殖性疾患を発症することも判明した。正常のFLT3はそのligandと結合してdimerを形成し活性化されるが、ETV6のhelix-loop-helix domain (HLH)のdeletion mutantやFLT3のkinese dead mutantを用いたマウス骨髄移植の解析では、この融合遺伝子ではHLHのoligomerizationとFLT3のtyrosine kinaseの活性化が腫瘍化に必須であった。さらに、急性骨髄性白血病でしばしばみられるFLT-ITD変異では,FLT3のチロシン残基の中でjuxtamenbrane domainのY589およびY591のリン酸化によるSTAT5の活性化が腫瘍化において重要と報告されているが、ETV6-FLT3においてはこのリン酸化は腫瘍化に必須ではなく、adaptor proteinであるGrb2の結合が重要であることが示唆された。我々は、患者の骨髄からt(12;13)(p13;q12)転座を同定し、この染色体相互転座からETS variant gene6(ETV6;TEL)とFMS-like tyrosine kinase 3(FLT3)の融合遺伝子ETV6/FLT3を確認した。融合遺伝子の全長をクローニングし、レトロウイルスベクターを用いてマウスの骨髄細胞に遺伝子導入し、同系マウスに骨髄移植をおこなったところ、移植後早期に致死的な骨髄増殖性疾患を発症した。一部のマウスではT細胞リンパ腫を併発し、これは実際の臨床像を反映するものであった。急性骨髄性白血病のしばしば見られる遺伝子変異FLT3-ITDは、ETV6-FLT3と同じくマウスの骨髄移植で骨髄増殖性疾患となる。FLT3-ITDではFLT3のチロシン残基の中でjuxtamenbrane domainのY589およびY591のリン酸化によるSTAT5の活性化が腫瘍化に必要であるが、mutantを用いたマウスの解析でETV6-FLT3ではこのリン酸化は腫瘍化に必須ではなかった。一方でadaptor proteinであるGrb2の結合の重要性が、同じくmutantを用いた解析で示唆された。Grb2ノックアウトマウスを用いて、骨髄移植による腫瘍化の有無を解析したところ、ETV6-FLT3による腫瘍化がノックアウトマウスでは起こらず、コロニーアッセイでもコロニー形成能が低下していた。このように、ETV6-FLT3の腫瘍化においてGrb2を解したシグナル伝達が重要であることが推測された。
簡約戦略に関する研究

本研究では,意味ラベリングと呼ばれる,項書換え系の停止性を証明する手法について考察を行なった.Zantemaは,意味ラベリングを等式付き書換えへ拡張しているが,この拡張は制限が強い.このため,(1)意味解釈を与える代数上の順序(半順序または擬順序)(2)代数と書換え系の関係(モデルまたは準モデル)(3)等式に現われる関数記号のラベル付け可能性(禁止または許可)の3つをパラメタ化することにより,強力な意味ラベリングの手法を導入した.Ohsaki,Gieslらとの共著論文では,この新しい停止性証明手法が健全性と完全性をもつことを証明し,応用の可能性を示した(論文一覧を参照).また,遅延ナローイング計算系の完全性に関する考察も行なった.我々は,以前に発表した研究論文で,遅延ナローイング計算系LCNCが,条件部に外変数をもつ条件付き書換え系において,正規解に関して完全性をもつことを証明した.しかし,この論文中では,有用な選択関数を与えることができなかったため,計算系を実装する際,全ての解を列挙するために,ゴール中の等式を選択する場所へのバックトラックが必要となった.本研究では,この問題を解消するため,最左の等式を選択することにより,完全性が得られることを証明した.得られた研究成果は,Suzukiとの共著論文により公表する予定である(論文一覧を参照).Durandとの共著論文(論文一覧を参照)では,必要呼び計算の研究に有用な理論を導入した.この理論をでは,木オートマトンと基底木変換系を用い,簡潔な決定可能性の証明を与えることができる.本研究では,停止性の成立する書換え系に関する所属問題のモジュラー性について考察を行なった.まず,関数記号を追加した場合の性質の保存について考察を行なった後,書換え系に対する制約を強めることにより,一般のモジュラー性や,構成子記号の共有を許す場合に,同様の結果が成立するかどうかも調べた.本研究では,意味ラベリングと呼ばれる,項書換え系の停止性を証明する手法について考察を行なった.Zantemaは,意味ラベリングを等式付き書換えへ拡張しているが,この拡張は制限が強い.このため,(1)意味解釈を与える代数上の順序(半順序または擬順序)(2)代数と書換え系の関係(モデルまたは準モデル)(3)等式に現われる関数記号のラベル付け可能性(禁止または許可)の3つをパラメタ化することにより,強力な意味ラベリングの手法を導入した.Ohsaki,Gieslらとの共著論文では,この新しい停止性証明手法が健全性と完全性をもつことを証明し,応用の可能性を示した(論文一覧を参照).また,遅延ナローイング計算系の完全性に関する考察も行なった.我々は,以前に発表した研究論文で,遅延ナローイング計算系LCNCが,条件部に外変数をもつ条件付き書換え系において,正規解に関して完全性をもつことを証明した.しかし,この論文中では,有用な選択関数を与えることができなかったため,計算系を実装する際,全ての解を列挙するために,ゴール中の等式を選択する場所へのバックトラックが必要となった.本研究では,この問題を解消するため,最左の等式を選択することにより,完全性が得られることを証明した.得られた研究成果は,Suzukiとの共著論文により公表する予定である(論文一覧を参照).Durandとの共著論文(論文一覧を参照)では,必要呼び計算の研究に有用な理論を導入した.この理論をでは,木オートマトンと基底木変換系を用い,簡潔な決定可能性の証明を与えることができる.本研究では,停止性の成立する書換え系に関する所属問題のモジュラー性について考察を行なった.まず,関数記号を追加した場合の性質の保存について考察を行なった後,書換え系に対する制約を強めることにより,一般のモジュラー性や,構成子記号の共有を許す場合に,同様の結果が成立するかどうかも調べた.本研究では,文脈依存書換え系を標準的な項書換え系に変換する手法について考察を行なった.文脈依存書換えとは,Lucasにより提案された,項書き換えの拡張である.文脈依存書換えでは,関数記号のどの引数を評価すべきかを指定することができ,これにより,一種の簡約戦略を記述することが可能になる.本研究で主に取り組んだのは,停止性に関する変換手法に関する理論的考察である.特に,健全性をもつような変換,つまり,変換後の項書換え系の性質から,変換前の文脈依存書換え系の性質を保証できるような変換について,理論的性質を明らかにした.健全な変換を用いる利点は,既存の項書換え系の性質の証明手法が,そのまま,文脈依存書換えの性質の証明に利用できる点にある.本研究では,停止性証明のための2つの新しい変換法を開発した.第1の変換法は,これまでに知られていた変換法よりも強力であり,しかも簡潔な変換法である.

第1の変換法は,健全性をもつが,完全性がない.つまり,停止性をもつ文脈依存書換え系を変換しても,変換により得られる項書換え系が停止性をもたない場合がある.これを改良して得られた第2の変換法は,健全性に加え,完全性をも満たす.この,完全性を満たす変換法の発見により,文脈依存書換えの停止性証明法を新たに開発する必要性がないことが,理論的に明らかになった.以上の2つの変換法の研究は,主に,Darmstadt工科大学のJurgen Gieslとの共同研究により得られ,書換え理論とその応用に関する国際会議RTA'99において,成果を公表済みである(論文一覧を参照).さらに,書換え系の変換法の比較に関する研究を行なうことにより,依存対を用いる停止性のための変換手法が,ダミー除去と呼ばれる停止性のための変換手法よりも強力であることを証明した.この研究により,依存対による変換の前処理としてダミー除去をする必要がないことが理論的に明らかになった.ダミー除去を中心とした変換法の比較に関する研究は,学術誌Acta Informaticaへの掲載が決定している(論文一覧を参照).本研究では,意味ラベリングと呼ばれる,項書換え系の停止性を証明する手法について考察を行なった.Zantemaは,意味ラベリングを等式付き書換えへ拡張しているが,この拡張は制限が強い.このため,(1)意味解釈を与える代数上の順序(半順序または擬順序)(2)代数と書換え系の関係(モデルまたは準モデル)(3)等式に現われる関数記号のラベル付け可能性(禁止または許可)の3つをパラメタ化することにより,強力な意味ラベリングの手法を導入した.Ohsaki,Gieslらとの共著論文では,この新しい停止性証明手法が健全性と完全性をもつことを証明し,応用の可能性を示した(論文一覧を参照).また,遅延ナローイング計算系の完全性に関する考察も行なった.我々は,以前に発表した研究論文で,遅延ナローイング計算系LCNCが,条件部に外変数をもつ条件付き書換え系において,正規解に関して完全性をもつことを証明した.しかし,この論文中では,有用な選択関数を与えることができなかったため,計算系を実装する際,全ての解を列挙するために,ゴール中の等式を選択する場所へのバックトラックが必要となった.本研究では,この問題を解消するため,最左の等式を選択することにより,完全性が得られることを証明した.得られた研究成果は,Suzukiとの共著論文により公表する予定である(論文一覧を参照).Durandとの共著論文(論文一覧を参照)では,必要呼び計算の研究に有用な理論を導入した.この理論をでは,木オートマトンと基底木変換系を用い,簡潔な決定可能性の証明を与えることができる.本研究では,停止性の成立する書換え系に関する所属問題のモジュラー性について考察を行なった.まず,関数記号を追加した場合の性質の保存について考察を行なった後,書換え系に対する制約を強めることにより,一般のモジュラー性や,構成子記号の共有を許す場合に,同様の結果が成立するかどうかも調べた.
フラーレン単結晶における光キャリア生成と相転移

本研究では、C_<60>単結晶におけるキャリア生成とその輸送過程、並びにその構造相転移との関連性を、異なる素励起状態を選択的に初期生成させることで明らかにすることが目的である。気相成長法で作製したC_<60>単結晶を非接触型の電圧印加下において、波長可変ナノ秒レーザーパルス(hω=1.9-3.8eV,10Hz)を励起源とし、飛行時間測定(TOF)法による光伝導の時間分解測定を行った。温度、励起波長をパラメータとし、光キャリアの生成量や輸送過程の時間応答性を調べた。その結果、主キャリアである電子の生成過程は熱活性型であり、キャリア生成量は励起波長に依存するが、輸送過程を反映する時間応答は励起波長に依らないことが明らかになった。一方、我々の吸収端領域での光伝導スペクトルの構造に関する研究から、吸収端付近ではフレンケル励起子の熱解離によりキャリア生成していることが分かっている。従って、本研究からC_<60>単結晶における光キャリアは、各種素励起の緩和過程で生成するフレンケル励起子が熱解離することによって生成され、その後共通の輸送過程を経ることが明らかになった。さらに、光キャリア生成量の温度依存性は局在励起子の発光強度の温度依存性と反相関を示すことが確認された。このことから、局在励起子はフレンケル励起子を経由して生成され、温度上昇と伴にフレンケル励起子の熱解離過程が促進することにより、発光始状態の占有数が減少する一方でキャリア数が増大すると理解することが出来る。以上の内容を、第15回光物性研究会('04,12)、第28回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム('05,1)、IWEPNM2005('05.3)で発表した。すなわち、熱解離エネルギーや、ホッピング拡散、欠陥による捕獲と再解離など、光キャリア生成に関与するパラメータを異にすると推定される異種励起子のそれぞれに対して、光キャリアの最終生成量子効率を規定している因子が何かを解明することがねらいである。既設の断続光を用いた位相同期検出法による光伝導観測をC_<60>単結晶について接触電極(2端子法)を用いて行ったが、再現性のある結果は得られなかった。これは電極に使用した金が試料中に拡散して試料表面でのキャリア生成・輸送過程を変えたことが原因と思われる。そこで、非接触型のブロッキング電極を用いた飛行時間測定法(TOF)による時間分解測定をすることにし、装置を立ち上げた。交付金で購入したエレクトロメーターの電圧出力をパルス化するための外部タイミング回路を作製し、現有のナノ秒OPOレーザーと同期させて電圧印加することが可能になった。また、TOF法による測定に不可欠である平坦な表裏面を持つ単結晶を気流輸送法により作製した。非接触型の電圧印加の下、可視から紫外域のレーザーパルス光でキャリア生成し、その時間応答、時間積分キャリア生成効率などを明らかにする準備が整った。一方で、輸送過程のモルフォロジー依存性についての知見を得るために、薄膜試料を用いたTOF測定をする準備を進めた。そのために、貴重な少量の原料から薄膜を作製するための、小型蒸着膜作成装置を自作し、現在良好な蒸着膜試料を得るに至つている。
脳研究における生物物理学的アプローチの探索

脳機能の解明は人類最大の夢である。記憶や思考がどのように脳で行われているか、意志や心がどのようなメカニズムで現れているかを解明することは、人類の知的好奇心を満たすためだけではなく、様々な応用の可能性を開くことが期待できる。近年の分子遺伝学で代表される生物科学の発達、PET、MRIなどで代表される物理的な脳内の現象の計測法の発達、情報処理やコンピューター技術の発達などによって、その解明も不可能ではないと認識されるようになってきた。本研究班では生物物理学的見地からどのような寄与が脳研究にできるのかを検討するため、脳研究の第一線で研究を行っている研究者と生物物理学の分野で新しい計測技術を開発している研究を班員として、班会議による検討会。若手の研究者の参加を含んだ研究会、更に公開シンポジウムを開催した。具体的な研究会のテーマは、(1)感覚情報処理と学習・記憶で嗅覚情報処理と嗅覚に関連する学習と視覚・脳神経系における光情報伝達系の発生と進化、(2)脳における神経回路形成のストラテジー、(3)生物システムの1分子過程を見る、(4)シナプス前過程への生物物理学的アプローチ、(5)生物物理としての脳研究、(6)膜融合に係わるタンパク質とリン脂質の相互作用をどう解くか?、(7)神経科学とイメージング-生物物理の果たす役割を考えるであった。また公開シンポジウムでは話題は、(1)大脳視覚記憶のニューロン機構、(2)内因性光信号のイメージングによりわかる側頭葉視覚連合野の機能構築、(3)イメージングでなにがわかるのか:シナプス形成の素過程の解析、(3)オピオイド受容体におけるカルシウムシグナリング、(4)脳の形態形成と高次機能発現の分子メカニズムであり、広く脳研究の現状についての解説であった。これらの活動によって脳研究の現場で活躍している研究者、生物物理学の分野で活躍している研究者、また、これらの研究に興味を持つ研究者などを多く集めることができた。これらの結果をふまえ、新しい特定研究の計画を検討することになった。