hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報の詳細関係に基づくＷｅｂページの組織化

ハウツー型情報,評判情報,ファクト型情報のそれぞれを対象に構成要素を抽出し,組織化して提示し,より詳細な情報へとナビゲートする手法を開発した.ハウツー型情報および評判型情報では機械学習を用いて,構成要素を抽出する手法を開発した.また,ファクト型情報ではニュース記事を対象として,類語辞書や編集距離などの文脈によらない手法と係り受け関係にある文節での対応関係などの文脈に依存した手法を組み合わせることで対応関係を発見する手法を開発した.料理のレシピやソフトウエアのインストール方法などのハウツー情報を主な対象として以下の課題に取り組んだ.手順間の対応関係の発見手法の改良を行った.具体的には,手順を構成する対象および操作に対して,ハウツー情報の集合内での出現頻度に応じて重み付けを行い,この重み付け方法を前年度に開発した指標に導入した.また,改良した指標の1つである重みつき網羅度を商品レビューデータに応用し,有用なレビューを予測する手法を開発した.詳細関係の発見手法の開発を行った.具体的には,対応関係のある2つの手順間で,修飾語句や補足の有無によって手順間での詳細関係を発見し,これを用いてハウツー情報間での詳細関係を判定する手法を検討した.組織化の際の別の指標として導入した情報の希少度についても改良を行った.本手法では,ソーシャルブックマークでのタグの付与状況と語の出現状況を学習データとして,確率的なモデルを構築し,算出した所属度と非典型度の積として希少度を定義していた.本年度はそれぞれの指標について複数の指標を考案し,それらのうちの2つを積もしくはフィルタリング条件として組み合わせることで改良を行った.ユーザへの提示方法の検討を行った.具体的には,手順数や文の数,文字数によってハウツー情報を順序づけする手法の検討を行った.また,ハウツー情報間の詳細関係を用いてグラフ構造として検索結果を提示する手法について検討を行った.主に,料理のレシピやソフトウエアのインストール方法などのハウツー情報を対象として研究を行った.現在,ハウツー情報は手順のリストとして表現しており,手順は対象と操作のペアによって表現している.ハウツー情報間の詳細関係を判定するためには,まず,手順間の対応関係の判定が必要であるが,対象および操作のそれぞれで表記ゆれがあり,この解決が必要である.これに対して,日本語WordNetとWikipediaを用いて改良を行った.具体的には,対応関係を判定する2つの手順の対象同士と操作同士のそれぞれに対して日本語WordNetで同一の概念に含まれる場合,もしくはWikipediaで同一のエントリーにリンクしているアンカー文字列が存在する場合は,対象または操作が対応しているとみなす.また,共通度,被覆度などの指標を組み合わせて関連度を提案し,これを用いて対応関係および詳細関係の判定について検討を行った.さらに,詳細関係に応じてハウツー情報を木構造で階層化する手法を提案した.組織化の際の別の指標として情報の典型性についても検討を行った.指定されたカテゴリへの所属度と非典型度によって特徴的な情報を発見する手法を提案した.この手法では,ソーシャルブックマークのデータを学習データとして,タグの付与状況と語の出現状況から確率的なモデルを用いる.評判型情報についても着手し,カスタマーレビューを対象として,重要な語の発見や評価極性の判定手法を提案し,カスタマーレビューを組織化して提示するユーザインタフェースの試作を行った.料理のレシピやソフトウエアのインストール方法などのハウツー情報を主な対象として以下の課題に取り組んだ.(1)詳細関係の発見性能を向上させるために,その基礎となる手順の抽出手法について2種類の改良方法を提案した.まず,1つ目の手法では前年より用いているルールベースの方法に文節の係り受け関係の情報を組み込んだ.2つ目の手法ではSupport Vector Machineによって手順を構成する「操作」と「対象」のそれぞれを各文節が含むかどうかを判定する分類器を構築した.後者の手法により手順の抽出性能を向上させることに成功した.さらに,手順のリストとして表現されるハウツー情報ではなく,サブタスクによって表現されるハウツー情報(例:花粉症対策をする,ストレスを解消するなど)に対しても提案手法を適用し,評価を行った.(2)組織化の際の指標の1つである情報の希少度,文章の硬さについても研究を行った.希少度は,ソーシャルブックマークでのタグの付与状況と語の出現状況を学習データとして,確率的なモデルを構築して計算するが,別の観点から確率的なモデルの構築を行った.また,文章の硬さについては人手で学習データを作成し,それを用いて分類器を構築した.これを網羅度と組み合わせることで商品レビュー分析に応用する手法についても開発を行った.(3)現在は人手で作成した学習データを用いて機械学習を行っているが,学習データの大規模化を用意にするために,既存のソーシャルメディアデータによって学習データを代用する手法について開発を行った.(1)ハウツー情報を構成する手順の抽出手法についてSupport Vector Machineを用いた手法の開発を行ってきたが,さらなる素性の検討を行い,精度を向上させた.また,複数のハウツー情報掲載ページから手順の重要さおよび順序を決定することで要約を生成する手法について研究を行った.さらに,これらの手法を応用したハウツー情報の閲覧システムを開発した.このシステムでは,典型性によるフィルタリングや特定の手順を含むページの検索が可能であり,典型的な手順の把握や特徴的な手順の発見などが可能である.また,重要性の新たな指標としてページと内容の含意関係の2部グラフにリンク解析を適用した手法を,独自性の指標としてコーパス中での出現確率を基にした非典型度の指標を開発した.

(2)ハウツー型情報を対象に開発した手法を評判情報およびファクト型情報に応用した.評判情報については商品レビューから属性と意見のペアをSupport Vector Machineを用いて抽出する.また,抽出性能を向上させるため,前処理として,文の役割を判別する手法を開発した.この手法は,Support Vector Machineを用いて,文を意見,説明,エピソードに分類する.また,ファクト型情報ではニュース記事を対象として,辞書,編集距離,文脈内で一致度合いなどを考慮して文の間の内容の対応関係の判定を行う.また,2つのニュース記事の共通部分と差異を抽出して可視化するシステムを開発した.(3)機械学習に用いる学習データの大規模化を容易にするために,既存のソーシャルメディアデータから擬似的な学習データを生成し,これを用いて分類器を構築する手法の改良を行った.具体的には,2値分類器を組み合わせる際の最適なしきい値を求め,これに基づいて多値分類器を構築する.ハウツー型情報,評判情報,ファクト型情報のそれぞれを対象に構成要素を抽出し,組織化して提示し,より詳細な情報へとナビゲートする手法を開発した.ハウツー型情報および評判型情報では機械学習を用いて,構成要素を抽出する手法を開発した.また,ファクト型情報ではニュース記事を対象として,類語辞書や編集距離などの文脈によらない手法と係り受け関係にある文節での対応関係などの文脈に依存した手法を組み合わせることで対応関係を発見する手法を開発した.ハウツー型情報に対する手法の性能をさらに向上させる必要があり,ハウツー型情報についての研究を継続して行っている.この影響で,ファクト型情報に対する手法の開発が遅れている.情報検索ハウツー型情報に対する手法の研究成果を反映させる形でファクト型情報に対する研究を進める.また,これらの成果を用いて情報組織化システムを開発して評価実験を行う.本研究の応用として検討していた評判型情報に着手するなど予定よりも進んでいる部分もある.しかし,詳細関係の発見においては,実用レベルにするためには,さらなる精度の向上が必要であり,この部分は予定よりも若干遅れている.ハウツー情報の手順間の対応関係の判定については改良の余地があるが,主に平成25年度に予定していた詳細関係の発見に着手すると共に,本研究の応用として検討していた評判型情報についても着手しており,全体の進捗状況として遅れはない.まず,詳細関係の発見手法の精度向上に取り組む.続いて,ランキングおよび組織化の結果の提示方法について引き続き開発を行う.できるだけ早期にプロトタイプシステムの試作を行い,ファクト型情報への対応を視野に入れ,システムの設計について検討する.ハウツー情報の詳細関係の判定を中心に研究を進める.具体的には,対応する手順の分布や修飾表現についての分析を行う.同時に,ハウツー情報間の重要な差異を検出する手法についても研究を行う.さらに,手順間の対応関係の発見手法についても改良を行う.該当なし
iPS細胞・間葉系幹細胞からの色素細胞と悪性黒色腫の作成と発現分子の臨床応用

本研究では、最近蓄積されてきた色素細胞およびヒト悪性黒色腫形成の分子機構の知識を駆使して、in vitroでのiPSおよび間葉系幹細胞からの色素細胞(色素幹細胞)および悪性黒色腫細胞作成を目指した。最初にiPS細胞より色素細胞が誘導できるかを検証することにし、材料となるヒトiPS細胞を独自に樹立することにした。ヒト皮膚細胞よりiPS化に必要なリプログラム4因子(Sox2,Oct3/4,KLF4,MYC)およびMYCを除く3因子を用いて、iPS細胞株をそれぞれ樹立し、それらiPS細胞株における未分化マーカー(Nanog,SSEA4,TRA-1-60,TRA-1-81等)の発現を遺伝子発現解析や免疫組織化学的手法により検証するとともに、Oct3/4プロモーターの脱メチル化の状態をバイサルファイトシークエンス法により検証した。さらに、in vitroにおいて各iPS細胞株を分化させて、三胚葉系の細胞にそれぞれ分化することや免疫不全マウスにおけるテラトーマ形成能を確認した。これらの樹立したiPS細胞株を色素細胞に誘導するために、胚葉体を形成させたのち、Wnt3,SCF,ET3といった色素細胞分化誘導剤を含む分化誘導培地中で継体培養を行った。その結果、分化誘導後約2月で、色素顆粒を含む色素細胞への分化が確認できた。これらの細胞は、SILV,TYRP,TYR,S100といった代表的な色素細胞マーカーを発現していた。さらに、分化誘導された色素細胞の遺伝子発現プロファイルがヒト初代培養色素細胞と非常に高いことが、DNAマイクロアレイ解析により明らかになった。また、これらの色素細胞の分化誘導過程において、色素細胞の起源細胞である神経堤細胞や色素幹細胞が出現することも、それぞれのマーカー発現解析により明らかとなった。これらに加えて、色素幹細胞をレンチウィルスシステムを用いて濃縮することにも新たに成功した。さらに、神経堤細胞を高効率で選択的に誘導する系の確立にも新たに成功した。これらの技術を用いて、悪性黒色腫瘍幹細胞を人工的に作製する基盤を確立した。本研究では、ごく最近技術的に可能になったiPSやMSC分離技術や、最近蓄積されてきたヒト色素細胞および悪性黒色腫形成に関する分子機構の知識を駆使して、in vitroでの幹細胞からの色素細胞(色素幹細胞)および悪性黒色腫細胞作製を目指している。最初にiPS細胞より色素細胞が誘導できるかを検証することにし、研究材料となるヒトiPS細胞を独自に樹立することを試みた。ヒト皮膚細胞にiPS化に必要な4因子(Sox2,Oct3/4,KLF4,MYC)およびMYCを除く3因子を導入して、iPS細胞株をそれぞれ樹立した。さらに、in vitroにおいて各iPS細胞株を分化させて、三胚葉系の細胞にそれぞれ分化することを確認した。これらのiPS細胞株を色素細胞に誘導するために、胚葉体を形成させたのち、Wnnt3,SCF,ET3といった色素細胞分化誘導剤を含む分化誘導培地中で継体培養を行った。その結果分化誘導後2月で、色素顆粒を含む色素細胞への分化が確認できた。In vitroにおける細胞分化の細胞系譜を解析するために、分化誘導後1週間の細胞を解析したところ、神経堤細胞のマーカーであるp75の発現を見出した。このことは、in vitroにおける細胞分化系譜がin vivoにおける分化系譜に近似していることを示している。現在、確立した系を利用して悪性黒色腫細胞への形質転換を試みている。
In vivo組織インピーダンス測定による線維柱帯機能検査

緑内障は,開放隅角型と閉塞隅角型に大別される.臨床的には前者の方が発生頻度が高く,その原因は主として,線維柱帯と呼ばれる網目状組織の眼房水排出機能の低下とされる.本研究では,開放隅角緑内障の本質とも言える,線維柱帯の房水排出機能を,眼球外からin vivoで非侵襲的に捉えることを目的として,HP社インピーダンス・アナライザ(4194A)を用いて,10kHzから100MHzにわたる家兎提出眼球前眼部の誘電挙動を観察した.線維柱帯の誘電挙動は,外径0.9mmの超小型同心円状表面電極を用いることにより,角膜輪部から約0.5mm強膜側で観察可能であり,loss tangent表示することにより,線維柱帯の複雑な微細構造を反映してloss tangentのピーク値の低下として現れた.また,誘電測定時に眼圧を5,15,40mmHgと変化させると、いずれの眼圧においても,やはり線維柱帯の直上で,loss tangentのピーク値が最低となった.また,眼圧の上昇にともない,線維柱帯の誘電分散現象は,よりブロードとなり,loss tangentピーク値は,有意に低下した.以上のように,眼圧に無関係に角膜輪部から0.5mm強膜側の直上で,線維柱帯の誘電挙動が観察可能であり,線維柱帯の房水の流出を増加させると,さらなる分散現象のブロード化を認めたことから,本法により観察可能な線維柱帯の誘電挙動は,その微細構造のみでなく,房水排出機能をも反映している可能性が考えられた.緑内障は,開放隅角型と閉塞隅角型に大別される.臨床的には前者の方が発生頻度が高く,その原因は主として,線維柱帯と呼ばれる網目状組織の眼房水排出機能の低下とされる.本研究では,開放隅角緑内障の本質とも言える,線維柱帯の房水排出機能を,眼球外からin vivoで非侵襲的に捉えることを目的として,HP社インピーダンス・アナライザ(4194A)を用いて,10kHzから100MHzにわたる家兎提出眼球前眼部の誘電挙動を観察した.線維柱帯の誘電挙動は,外径0.9mmの超小型同心円状表面電極を用いることにより,角膜輪部から約0.5mm強膜側で観察可能であり,loss tangent表示することにより,線維柱帯の複雑な微細構造を反映してloss tangentのピーク値の低下として現れた.また,誘電測定時に眼圧を5,15,40mmHgと変化させると、いずれの眼圧においても,やはり線維柱帯の直上で,loss tangentのピーク値が最低となった.また,眼圧の上昇にともない,線維柱帯の誘電分散現象は,よりブロードとなり,loss tangentピーク値は,有意に低下した.以上のように,眼圧に無関係に角膜輪部から0.5mm強膜側の直上で,線維柱帯の誘電挙動が観察可能であり,線維柱帯の房水の流出を増加させると,さらなる分散現象のブロード化を認めたことから,本法により観察可能な線維柱帯の誘電挙動は,その微細構造のみでなく,房水排出機能をも反映している可能性が考えられた.
外科用吸収糸を用いた新型の胸腔鏡下手術用ガイディングマーカーの開発

外科用吸収糸でフックを形成する場合、折り返すと太さが倍になり、糸自体にスリットを入れると脆弱になる問題が生じた。そこで抜けない「返し」をもつ糸があり、これを用いることで問題が解決された。加えて糸自体に強度があり吸収糸そのものを押し込むことが可能であった。この吸収糸にX線視認性を持たせるため、ヨード造影剤、バリウム製剤などを塗布した糸を作成し実験した。ファントムにX線視認性を付与した糸を留置できるか実験した。この糸はCTで視認可能であった。加えてファントムからの引っ張り負荷でも容易には抜去不能であった。以上の結果より、外科用吸収糸で胸腔用のガイディングマーカーの作成は可能と思われた。平成26年度は以下の検討を行った。1各種外径の穿刺針内に物理的にどの太さまでの縫合糸が通過しうるのかを確認した1-0縫合糸が通過するのは18G穿刺針のみであった。20G、21G、22Gにはそれぞれ2-0までの糸が通過した。1-0の通過は困難であった。2当初計画ではモノフィラメントでの実験を計画していたが、最近では感染対策を施したブレードタイプも開発されていることからブレードでも実験を行った。で確認した通過可能なモノフィラメント縫合糸はいずれも各サイズの穿刺針内から押し出すことが可能であった。ブレードタイプの縫合糸は当初柔軟であることから押し出せないと想定していたが、予想に反して穿刺針から押し出すことが可能であった。これは比較的太い糸であったことから十分な強度を持っていたためと推測された。しかし生体内で体液等を吸収した場合はこの限りではないと思われた。3モノフィラメント縫合糸でのアンカー形成を2種類作成した。1つは先端をV字型に折り返すフック型で、これは形成は至って簡単であった。利点は安定したアンカーであること、欠点は太さが倍になることであった。もう一つはモノフィラメント表面に返しを作成する方法で、作成は簡単ではなかったが、太さが変わらないのが利点であった。4もう一つの検討は穿刺実験に使用するファントムであるが、実際に穿刺して肺組織を模するのに、メラミンに水を含ませたものが適切であることがわかった。実際にCT値を測ってみると肺組織とほぼ同様で、柔軟な素材であることから穿刺が十分に可能であると思われた。次年度以降の実験に使用予定である。平成27年度は以下の検討を行なった。1.平成26年度に各種縫合糸の穿刺針内の通過性を検証したが、本年度は縫合糸のX線視認性の付与について下記の実験を行なった。2.X線視認性を挙げるために造影剤を使用したが(1)CT用の水溶性非イオン性ヨード造影剤、(2)、油性のリンパ管造影剤(ヨード化ケシ油)、消化管用造影剤(バリウム粉末)とした。モノフィラメントには(1) CT用の水溶性非イオン性ヨード造影剤、(2)油性のリンパ管造影剤の造影剤はかろうじて付着するものの、穿刺針内で脱落が多く、穿刺針内通過後はX線視認性が十分とはいえなかった。ブレードタイプには(1) CT用の水溶性非イオン性ヨード造影剤、(2)油性のリンパ管造影剤とも吸収され、良好な視認性を得られたが、湿気のためか穿刺針内で滑らなくなり、前年度に確認した通過性に問題が再燃した。(3)消化管用造影剤のバリウム粉末はモノフィラメントには付着せず、ブレードタイプには水溶液にすれば付着するもののやはり湿気のためか通過性に問題が生じた。3.試行錯誤を繰り返したが、視認性と穿刺針内の通過性の両者をクリアする組み合わせが現時点では発見できていない。ただ視認性自体はヨード化ケシ油とBaで十分であることが確認ずみであるため、通過性の問題がクリアできれば実験はすぐに実施可能となる。このためX線CT下での穿刺、視認性確認の実験が行えておらず、最終年度に実施する予定である。当初平成27年度に各種縫合糸に様々なX線視認性を付与し、穿刺実験を行う予定であったが、X線視認性は付与できるものの、穿刺針通過時に脱落したり、通過性自体が低下したりする問題を解決できなかった。両者を備えたマーカーを作成することが重要である。外科用吸収糸でフックを形成する場合、折り返すと強度は保たれるが太さが倍になり、吸収糸自体にスリットを入れると太さはかわらずフックを形成できるが、離断などに対して脆弱になる問題が生じた。そこで刺入方向と逆方向には抜けない「返し」をもつ吸収糸があり、これを用いることでこれらの複数の問題が解決された。加えて吸収糸自体に強度があり、pushabilityが十分にあったため吸収糸そのものをガイディング針から押し込むことが可能であった。この吸収糸にX線視認性を持たせるため、CT撮影用および消化管造影用ヨード造影剤、バリウム製剤、などを塗布し乾燥させた吸収糸を作成し、X線視認性を確認する実験を行なった。X線視認性はファントム用のアクリルに挟んだ吸収糸をX線を撮影して確認した。ファントムにX線視認性を付与した吸収糸を留置できるか実験した。

ファントムにはターゲットとなる腫瘍を模した病変を埋没させ、同部に向けてCT画像ガイド下で、19ゲージのガイディング針を刺入した。ガイディング針の内筒を抜き、外筒内に上述の吸収糸を押しながらガイディング針を抜去した。吸収糸は目的の位置に留置可能であった。この吸収糸はCTで容易に視認可能であった。加えてファントムからの引っ張り負荷でも容易には抜去不能であった。胸腔鏡下肺切除での視認性、難移動性などの要件を満たしていると考えられた。以上の結果より、外科用吸収糸で胸腔用のガイディングマーカーの作成は可能と思われた。外科用吸収糸でフックを形成する場合、折り返すと太さが倍になり、糸自体にスリットを入れると脆弱になる問題が生じた。そこで抜けない「返し」をもつ糸があり、これを用いることで問題が解決された。加えて糸自体に強度があり吸収糸そのものを押し込むことが可能であった。この吸収糸にX線視認性を持たせるため、ヨード造影剤、バリウム製剤などを塗布した糸を作成し実験した。ファントムにX線視認性を付与した糸を留置できるか実験した。この糸はCTで視認可能であった。当初計画ではモノフィラメント縫合糸のみを対象としていたが、ブレードタイプも使用できる可能性があると判明し、実際に実験可能であった。モノフィラメントと異なりブレードタイプは造影剤などを吸収させることが可能であるためX線マーカーを作成するのが容易となるからである。加えて穿刺実験に使用可能なメラミンスポンジを発見できたことは重要で、肺に模した穿刺が可能となると思われる。平成28年度は27年度に解決できなかった、通過性と視認性の両者をもつマーカーを作成することである。平成27年度には単独の縫合糸、造影剤を使用していたが、複数の組み合わせにて作成可能であると推測している。具体的にはブレードタイプの縫合糸は、柔らかいため先端に湿気があると穿刺針内で滑らなくなってしまう。ヨード化ケシ油などを十分に乾燥させて湿気を取り除くこと、手前の柔らかい部分にCT用の水溶性非イオン性造影剤を浸潤させ、十分に乾燥させることにより、糸の硬化を図ることが可能であると推測している。またブレードタイプの縫合糸(十分な硬度がある)の先端部分にX線視認性を付与したブレードタイプの縫合糸を付着させることで通過性と視認性の両方が得られる可能性があると推測している。ただこの場合は縫合糸の太さがましてしまう欠点があり、穿刺針が太くなるかもしれない。この2つの組み合わせで、CT下での穿刺実験を行う予定である。あわせてアンカー能力を実験する予定である。アンカーには引抜き試験を用いる予定である。放射線医学平成27年度はX線マーカーを縫合糸に作成し、ファントムを用いて穿刺し、視認実験を行う。視認性は重要な因子であり種々の陽性造影剤を用意し、モンフィラメント、ブレードの縫合糸に付着を試みる。CT下で撮像し、1CT値の測定、2視覚的判定を行い、その視認性が実用可能なレベルとなるかを検証する。肺野のさまざまな環境での視認性も検証予定である。加えてフック型、返し型の両方のアンカー形状でアンカー能力を実験する予定である。X線CT下での穿刺実験が平成27年度に行えなかったので、ファントム購入用に予算立てしていた多くの費用と実験用穿刺針自体の購入を行わなかったため、多額の次年度使用が生じた。
歩行動作の観察とイメージの併用における神経活動の解明とリハビリテーションへの応用

脊髄損傷や脳卒中患者に対するリハビリテーションとして、他者の動きを観察する「運動観察」と脳内での運動再現である「運動イメージ」に基づいた介入手法が用いられている。本研究の目的は、歩行を対象とした運動観察と運動イメージが脳や脊髄といった中枢神経系の活動に及ぼす影響を明らかにすることである。また、脳活動の情報から機械を操作するブレイン・マシン・インターフェースと、筋を電気刺激装置により収縮させる機能的電気刺激を、歩行の運動観察および運動イメージと組みわせて、新たな歩行のリハビリテーションの提案を目指す。
固体酸化物形燃料電池電極における三相界面反応局所交換電流密度の導出

SOFCの更なる高性能化・低コスト化・高信頼性を実現するためには,大電流密度化によるコンパクト化と,それに伴う劣化を抑制することが重要であり,そのためには基礎研究が必要不可欠である.特に,分極抵抗の大きな割合を占める電極の性能および信頼性の向上が求められている.本年度は導電性酸化物であるLa0.9Sr0.1Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)と,混合導電性を示すGd0.1Ce0.9O2 (GDC)のコンポジット電極を対象とした研究を中心的に実施した.LSCM-GDC電極の焼成温度を変化させた際に,1200°Cでの性能が最もよくなることがわかった.これはある程度の高温でないと焼結が不十分なため,粒子の連結が弱くなる一方で,より高温になると元素の拡散と反応により不活性相が生じるためである.また,スクリーン印刷の回数を変更することで,最適な電極厚みを検討した.交流インピーダンス法により分極特性を測定したところ,約15ミクロン以上の電極厚みで分極抵抗がほぼ飽和した.このことから,LSCM-GDCコンポジット電極の有効反応厚みは15ミクロン程度以下であることがわかった.また,LSCMーGDC電極の混合割合を変化させて分極抵抗を測定したところ,最適なLSCM-GDC組成があることがわかった.これはGDC単体の構造の不安定性も寄与していると考えられ,最適組成はより安定な構造を実現できれば変わる可能性がある.今後,詳細な微細構造分析を行い,反応機構の解明を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。混合導電性酸化物であるLSCFやLSCに対して,高いイオン伝導性を示す酸化物であるGDCを混ぜた場合に固体酸化物形燃料電池(SOFC)空気極の性能が向上することが報告されている.本研究では,異なる体積分率のLSCF-GDCコンポジット電極を作製し,性能評価を行った結果を用いて,その電極反応機構を明らかにすることを目的としている.過電圧および分極抵抗はLSCF-GDCの体積分率が30:70,vol. %で最も低くなること,つまり最も性能が高くなるということが実験で明らかになっているが,この電極の微細構造をFIB-SEMを用いて再構築し,微細構造構造パラメータを算出するとともに,電気化学反応の反応速度式を作成した.LSCFーGDCコンポジット電極では,表面反応に加えて,三相界面反応の両反応が性能に寄与することが考えられたため,両反応の交換電流密度式を求めた.本式を格子ボルツマン法による過電圧予測数値シミュレーションコードに導入することで,混合伝導性酸化物とイオン伝導性酸化物コンポジット電極構造の系統的なパラメータサーベイ評価が可能になった.今後,充填する粒子径や体積分率等を系統的に変化させたパラメータサーベイイを実施する.混合伝導性酸化物とイオン伝導性酸化物コンポジット電極の実験及び数値計算を実施しており,反応速度式である交換電流密度が定量化できた.また,それに基づいて数値実験により混合伝導性酸化物とイオン伝導性酸化物コンポジット電極の系統的なパラメータサーベイ評価が可能になりつつある.以上からおおむね順調に進展していると考えている.SOFCは高効率で多様な燃料に対応できる等のメリットを有するが,一方で,更なる高性能化・低コスト化・高信頼性が求められている.そのため,低コスト化を実現するための大電流密度化と,それに伴う劣化を抑制するための基礎研究が重要となる.特に,分極抵抗の大きな割合を占める空気極の性能および信頼性向上が欠かせない.La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)は,現在の空気極の代表的な材料であるが,酸化物イオンと電子の両者が導電する混合導電性を示す.イオンと電子の両者が固相中を導電するので,固相表面において気相中の酸素が電子と結びつき酸化物イオンとなる表面反応が主たる反応経路だと考えられている.一方で,混合導電性LSCF空気極に,酸化雰囲気において高いイオン導電性を有するGd0.1Ce0.9O2 (GDC)あるいはSm0.1Ce0.9O2 (SDC)を混合すると,LSCF単体よりも性能が向上することが報告されている.LSCF -GDC-空隙の三相界面反応等の他の機構も寄与している可能性が示唆される.さらには,焼結過程においてセリア相の存在により,LSCFの粒成長が抑制され,LSCFが減少しても比表面積が大きいまま維持されている可能性もある.このように,LSCF-GDCコンポジット空気極において性能が向上するメカニズムは明らかではなく,その機構解明が待たれている.本研究では一般化最小二乗法を用いて,LSCF-GDCコンポジット空気極実験データの整理を行い,表面反応および三相界面反応機構の解析とモデリングに必要となる情報を抽出することを目的として実施した.LSCF-GDC空気極分極特性計測を行うためのセル作製を行い,材料粉体の粒度分布や混合比を変化させた電極を作製した.実験は温度,酸素分圧を変化させて交流インピーダンス測定を行い,分極抵抗を測定した.燃料電池の電極粉末の調合,スラリー作製,スクリーン印刷,電気炉での焼成という一連の電極作製プロセスを経験し,問題なく電極作製が可能となった.実験も電気化学インピーダンス法により,分極時の活性化過電圧およびオーム過電圧の分離が可能となっており,順調に進捗している.

SOFCの更なる高性能化・低コスト化・高信頼性を実現するためには,大電流密度化によるコンパクト化と,それに伴う劣化を抑制することが重要であり,そのためには基礎研究が必要不可欠である.特に,分極抵抗の大きな割合を占める電極の性能および信頼性の向上が求められている.本年度は導電性酸化物であるLa0.9Sr0.1Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)と,混合導電性を示すGd0.1Ce0.9O2 (GDC)のコンポジット電極を対象とした研究を中心的に実施した.LSCM-GDC電極の焼成温度を変化させた際に,1200°Cでの性能が最もよくなることがわかった.これはある程度の高温でないと焼結が不十分なため,粒子の連結が弱くなる一方で,より高温になると元素の拡散と反応により不活性相が生じるためである.また,スクリーン印刷の回数を変更することで,最適な電極厚みを検討した.交流インピーダンス法により分極特性を測定したところ,約15ミクロン以上の電極厚みで分極抵抗がほぼ飽和した.このことから,LSCM-GDCコンポジット電極の有効反応厚みは15ミクロン程度以下であることがわかった.また,LSCMーGDC電極の混合割合を変化させて分極抵抗を測定したところ,最適なLSCM-GDC組成があることがわかった.これはGDC単体の構造の不安定性も寄与していると考えられ,最適組成はより安定な構造を実現できれば変わる可能性がある.今後,詳細な微細構造分析を行い,反応機構の解明を行う.混合伝導性酸化物とイオン伝導性酸化物コンポジット化することが,実際に高性能化への効果が高いことが知られているが,今後は本研究で得られた交換電流密度式をもとに,電解質上に設ける微細凹凸の最適化や粒子径の最適化を行う予定である.離された表面反応機構に関わる交換電流および三相界面反応に関わる交換電流の情報に基づき,反応機構のモデリングを行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
骨肉腫の治療に関する心理アセスメント

本研究では、骨肉腫の患児の認知機能を評価するための基礎データを収集する。具体的には、治療を実施した、あるいは今後実施する約20例の骨肉種の患児を対象とし、認知心理学的検査を反復して実施することによって、認知心理的能力の推移を把握・分類する。これまで我が国では、小児がん生存者の認知心理学的予後を系統的にフォローしたことがないことをふまえ、本研究は大規模実施を見据えたパイロット研究の位置づけとする。骨肉腫の治療を受けた子どもの認知機能に関する研究は、重要であるにもかかわらず、国際的にも少ないことが文献研究によって明らかとなった。その理由は、発症例数、研究連携、臨床心理士の医学的知識、の3つが考えられる。第一に、骨肉腫の発症例数が少ないことが挙げられる。骨肉腫は日本でも年間に数十例の発症と見られており、なかなかまとまった数での研究が難しいことが指摘される。第二に、発症年齢が思春期と青年期に多い点が、研究を困難にしていると考えられる。つまり、発症年齢を診療科に当てはめると、患者は小児科と内科に分けられる。彼らについて研究する場合には、少なくとも両科と整形外科の協力が必須のため、研究の遂行が難しくなる。最後に、臨床心理士の骨肉腫に関する知識が不十分である場合が指摘される。骨肉腫の治療で用いられるメソトレキセート(MTX)が認知機能に影響を及ぼすかもしれないという仮説の重要性が理解されないからである。そうすると、認知機能の検査が行われても、妥当性の高い解釈が行われないかもしれない。以上の3点を克服するために、小児科と整形外科が研究連携を結び、骨肉腫の治療を受けた子どもの認知機能を検査することに理解のある施設(慶應義塾大学医学部小児科)において、研究を実施することを計画した。研究実施施設の医師と研究計画書の修正を重ね、現在、研究計画を倫理審査に申請している段階である。倫理審査において承認され次第、患者登録を開始し、認知機能に関する検査を実施していく予定である。小児がんのひとつである骨肉種の治療で用いられるメソトレキセートは、患児の認知機能に影響を及ぼすかもしれないと懸念されている。同じようにメソトレキセートを用いる白血病では、認知機能の軽微な低下を示す研究結果もある。しかし、骨肉腫の発症例数自体が少ないため、世界的にみても研究はほとんど進んでいない。つまり、骨肉腫に関してはメソトレキセートの影響はいまだ不明のままである。そこで本研究では、骨肉腫の治療を受ける患児および治療を受けた患児の認知機能と自己効力感の変化を追跡調査する。小児がん全体の発症年齢はおよそ未就学から小学校低学年の児童が多い。しかし、骨肉腫は小学校高学年から中学生にかけて多く発症するため、本人の心理的な変化も慎重に調べる必要がある。命が助かった後の生活の質をどのように捉えるかは、本人が社会の中で適応的に生活していけるという自己効力感の影響を受けると考えられるからである。本研究に関して、単一施設での新規症例の登録が始まった。肢の手術を受けている場合、歩きかたに偏りが見られても、椅子に座って検査を試行する分には何ら問題が生じない。筆記の検査においても、指先の末梢神経に問題がないため、補助なく回答が可能である。つまり、学校の授業も含めた座位における作業の場合、患児はあまり支障を感じることなく作業を進めることができている。すなわち、小児がんの治療後の障害を検討するときに、残った障害が目に見えるか否かも重要だが、残る場所が上半身か下半身かも社会適応に差を生むと思われる。ただいま、登録症例の検査第2回目の施行が開始となる。前回と比較して、認知機能の変化の有無を精査し、患児本人の自己効力感の調査も合わせて進めている。骨肉腫の治療で用いられるメソトレキセートの認知機能に対する影響を追跡調査しており、今年度で最終回の検査に入る。現在のところ、研究代表者が行っている同じ抗がん剤をつかう小児白血病の標準リスク群では、顕著な問題が見つかっていない。白血病の研究との関連も含めて、骨肉腫はどうなのかを精査していく必要がある。さらに、治療後の学校生活において、認知機能も重要であるが、自己効力感(自分はできるという感覚)も適応において大きく影響する。そのため、認知機能と自己効力感の関連も重視している。本研究は単一施設の研究であるため、検査者や検査環境に著しい偏りはみられない。その点では、今回の研究調査のデータの信頼性は高いと考えられる。ただいま、登録症例の最終回の検査が開始となる。認知機能の水準と自己効力感の水準の確定を試みる。小児がんの治療が成長発達に及ぼす影響について、国際的な調査が進められている。その中でも、子どもの認知機能に関する調査は中心的な課題となっている。なぜなら、子どもは治療後に教育と就労というライフステージを迎えねばならず、各段階での進路は認知機能の水準に大きく依存してくるからである。そこで、本研究では小児がんの子どもたちの認知機能の推移について、骨肉腫をひとつのモデルケースとして経時的調査を行った。骨肉腫は知的な能力に影響を及ぼすかもしれないメソトレキセートという抗がん剤を多く用いるからである。しかしながら、日本では骨肉腫経験者の認知機能や心理的なアセスメントについて測定したものはほとんどなく、実態はいまだ明らかになっていない。

本研究では、12人の骨肉腫に罹患した子どもに、認知機能検査および心理的なアセスメントを1年ごとに実施し、トータルで3年間、追跡調査をした。その結果、一人を除いて、知的な能力を含む認知機能には問題がみられなかった。また、意欲を含む心理的な状態に関しても、日常生活に支障をきたすような特徴は見られなかった。一方、12人中一人は、知的な能力が平均よりやや低かった。その原因がもともとの本人の能力の水準なのか、個人の薬剤感受性によるものかはわからない。しかし、そのようなケースが見つかれば、すみやかに教育上の合理的配慮を求めることにより、本人の学習能力を支援することができる。今後は、骨肉腫の認知機能および心理的アセスメントから教育支援に連結できるよう、症例数を増やしていく必要がある。本研究では、骨肉腫の患児の認知機能を評価するための基礎データを収集する。具体的には、治療を実施した、あるいは今後実施する約20例の骨肉種の患児を対象とし、認知心理学的検査を反復して実施することによって、認知心理的能力の推移を把握・分類する。これまで我が国では、小児がん生存者の認知心理学的予後を系統的にフォローしたことがないことをふまえ、本研究は大規模実施を見据えたパイロット研究の位置づけとする。ただいま倫理審査に申請中であるため、承認が下り次第、骨肉腫の治療を受けた子どもたちへの検査を開始する。骨肉腫の登録症例の第2回の認知機能検査が開始となる。対象者は小学校高学年から中学生が主であったため、認知機能の検査と同時に、自己効力感の変化も注目していく。特に、思春期を迎える患児たちの認知機能と自己効力感は、学校生活を適応的に送るためには重要な能力と感覚である。自己効力感の質問紙が13歳の年齢で切り替えになる点も、解釈の際には注意したい。骨肉腫の登録症例の最終回の検査が開始となる。対象者のなかでも年長者は高校生になっている。自己効力感と合わせて最終調査を行い、認知機能の水準を確定する。臨床心理学骨肉腫の治療を受けた子どもの認知機能の検査を行い、その推移を追っていく。骨肉腫の治療は人工関節などの機能や見た目による障害や障壁について研究されてきた。しかし、認知機能においても脆弱性が見られるならば、治療早期からそれらに対応する教育支援を要請したり、教育の方略を子どもに教えることも可能になる。もし認知機能に脆弱性が見られない場合は、その旨を子どもと家族に伝え、治療に対する心配や不安を軽減することができるようになる。以上、本研究で行う認知機能の検査は、退院後の教育環境を整えるための手段であり、データに基づいた病弱児の教育支援を組み立てるのが目的である。新規の症例数が当初の見込みより、少なかったため。1回分の調査交通費が不要になったため。新規登録症例の調査交通費として使用する。
流体・微粒子・壁面の相互干渉により生じる波状サンドエロージョン現象の数値的解明

サンドエロージョンは,各種流体機械にとって致命的な現象である.流路の曲がり部で発生するエロージョンでは主流およびスパン方向に周期的な波状のエロージョン・パターンを示すことが知られているが,このようなパターンを生み出している流体力学的なメカニズムは未だ解明されていない.本研究は,申請者が開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを用い,この波状サンドエロージョン・パターンを発生させる物理的メカニズムを数値的に明らかにすることを目的としたものである.平成16年度は,正方形断面90°ベンドにおける波状サンドエロージョンの発生メカニズムの数値的解明を行った.計算条件として粒子直径と壁面曲率半径を変化させた計9ケースを取り上げ,材質としてシリコンカーバイド粒子とアルミニウム壁面を用いた.本計算により,粒子の壁面衝突により壁面に溝が生じると溝の下流方向にエロージョンが進行すること,エロージョン溝による縦渦の作用により溝の幅方向にもエロージョンが誘起されること,これらの現象が進行することによって壁面に波状のエロージョン・パターンが形成されることなどが示された.平成17年度は,圧縮機動静翼干渉場における波状サンドエロージョン発生メカニズムの解明を試みた.計算格子の総数は約300万点である.本計算により,エロージョンが集中するのが動翼正圧面の前縁かつチップ側であること,動翼内での粒子衝突による減速のため下流にある静翼ではエロージョンがほとんど発生しないこと,粒子が遠心力によりチップ側へ集中していくことなどが明らかにされ,圧縮機動静翼干渉場におけるサンドエロージョン発生のメカニズムに関して多くの有益な知見を得ることができた.サンドエロージョンは,各種流体機械にとって致命的な現象である.流路の曲がり部で発生するエロージョンでは主流およびスパン方向に周期的な波状のエロージョン・パターンを示すことが知られているが,このようなパターンを生み出している流体力学的なメカニズムは未だ解明されていない.本研究は,申請者が開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを用い,この波状サンドエロージョン・パターンを発生させる物理的メカニズムを数値的に明らかにすることを目的としたものである.平成16年度は,正方形断面90°ベンドにおける波状サンドエロージョンの発生メカニズムの数値的解明を行った.計算条件として粒子直径と壁面曲率半径を変化させた計9ケースを取り上げ,材質としてシリコンカーバイド粒子とアルミニウム壁面を用いた.本計算により,粒子の壁面衝突により壁面に溝が生じると溝の下流方向にエロージョンが進行すること,エロージョン溝による縦渦の作用により溝の幅方向にもエロージョンが誘起されること,これらの現象が進行することによって壁面に波状のエロージョン・パターンが形成されることなどが示された.平成17年度は,圧縮機動静翼干渉場における波状サンドエロージョン発生メカニズムの解明を試みた.計算格子の総数は約300万点である.本計算により,エロージョンが集中するのが動翼正圧面の前縁かつチップ側であること,動翼内での粒子衝突による減速のため下流にある静翼ではエロージョンがほとんど発生しないこと,粒子が遠心力によりチップ側へ集中していくことなどが明らかにされ,圧縮機動静翼干渉場におけるサンドエロージョン発生のメカニズムに関して多くの有益な知見を得ることができた.申請者は,平成15年度までの研究により,正方形断面90°ベンドに発生する波状サンドエロージョンの定性的な再現に成功している.この研究結果によれば,主流方向に波状サンドエロージョンが発生することによって主流方向速度分布が大きく変化し,流れ場と壁面形状の変化が相互干渉していることが認められた.この研究は,約3年にわたる3次元サンドエロージョン数値予測プログラムの研究開発の成果であり,平成15年度末までにガスタービンの3次元タービン翼に生じるサンドエロージョン現象に対する検証を実施して,プログラムの検証・開発を終了した.平成16年度は,このプログラムを利用して,正方形断面90°ベンドにおける波状サンドエロージョンの発生メカニズムの数値的解明を行う.このケースは,スパン方向のみに波状サンドエロージョンが発生する典型例である.計算の実行は分担者の戸田和之が,結果のチェックと研究方針の調整は代表者の山本誠が担当した.計算条件としては,1ケースの計算に約1ケ月かかることを考慮し,粒子直径、壁面曲率半径をそれぞれ3通りに変化させた計9ケースを取り上げることとした.また,本プログラムでは粒子および壁面の材質に任意のものを採用できるが,エロージョン速度が比較的速く,典型的な延性材料のエロージョンを示す組み合わせとして,シリコンカーバイド粒子とアルミニウム壁面を用いた.計算結果は逐次可視化処理し,現象の把握・理解を行い,正方形断面90°ベンドにおいて波状サンドエロージョン・パターンが生み出されるメカニズムを明らかにした.すなわち,粒子の壁面衝突により壁面に溝が生じると溝の下流方向にエロージョンが進行すること,エロージョン溝による縦渦の作用により溝の幅方向にもエロージョンが誘起されること,幅方向のエロージョン量が下流方向に比べてわずかであること,これらの現象が進行することによって壁面に波状のエロージョン・パターンが形成されることなどが示された.今年度の研究成果の一部は,平成16年7月にユバスキュラ(フィンランド)で開催された国際会議ECCOMAS2004,9月に北京(中国)で開催されたWCCM6など国内外の学会において発表した.サンドエロージョンは,各種流体機械にとって致命的な現象である.

流路の曲がり部で発生するサンドエロージョンでは主流方向およびスパン方向に周期的な波状のエロージョン・パターンを呈することが知られているが,このようなパターンを生み出している流体力学的なメカニズムは未だ解明されていない.本研究は,申請者がこれまでに開発してきたサンドエロージョン数値予測プログラムを用い,この波状サンドエロージョン・パターンを発生させる物理的メカニズムを明らかにすることを目的としたものである.本研究の特色は,サンドエロージョンをマルチフィジックス現象として厳密に取扱う点,すなわち流体挙動,微粒子挙動,壁面形状それぞれの変化を時々刻々連成させてシミュレーションを行う点にある.本研究により波状サンドエロージョンの物理的メカニズムが明らかとなれば,航空機,船舶,ターボ機械などにおいて発生するサンドエロージョンの抑制を通じて,これら機械の性能維持や長寿命化に大いに貢献でき,最終的にはエネルギー・環境問題に寄与するものと考えられる.平成17年度は,平成16年度に開発したプログラムを利用して,圧縮機動静翼干渉場における波状サンドエロージョンの発生メカニズムの解明を試みた.3次元圧縮機動静翼干渉場における乱流場,粒子軌道,エロージョン量,壁面形状変化に関する4種類の数値計算が反復的に実行され,エロージョンの時間進行過程が再現された.流れ場計算には3次元圧縮性乱流を仮定して差分法が,粒子軌道計算には個々の粒子を追跡するラグランジュ法が,エロージョン量の評価にはネイルソン・ギルヒリストのモデル(1968)がそれぞれ採用された.計算格子は動翼,静翼および両翼の壁面内に対して設定され,動静翼間の情報交換には重合格子法が用いられた.使用した計算格子の総数は約300万点である.計算結果を可視化することにより,明瞭な波状サンドエロージョンの発生は再現できなかったものの,エロージョンが集中するのが動翼正圧面の前縁かつチップ側であること,動翼内での粒子衝突による減速のため動翼下流にある静翼ではエロージョンがほとんど発生しないこと,粒子が遠心力によりチップ側へ集中していくこと,静翼下流側で粒子の再加速が起きるためさらに後段ではチップ側でエロージョンが発生する可能性が高いことなどが明らかにされ,圧縮機動静翼干渉場におけるサンドエロージョン発生のメカニズムに関して多くの有益な知見を得ることができた.なお,本研究の成果の一部は,平成17年6月にヒューストン(米国)で開催された第10回固気混相流シンポジウムおよびボストン(米国)で開催された第3回MIT Conferenceにおいて研究発表された.
次世代中性子検出のための高速応答有機シンチレータ結晶の開発

中性子利用は、今後基礎研究から産業応用の広範な分野で需要が大きくなると考えられており、検出効率が高い検出器の開発が求められている。本研究では、高速応答を示す中性子検出用途のシンチレータに着目した。有機結晶は中性子との反応断面積が大きく、蛍光寿命が速いという特徴をもつ。一方、既存の有機シンチレータ結晶は低融点で、温度上昇による性能劣化が起こりうる。そこで、より高融点で、高速応答・高発光量の有機結晶の研究開発を行った。候補材料をブリッジマン法により育成した。育成結晶において高い融点があり、高速応答,高い発光量を示すものができた。また、検出器への応用に向けて大口径化も行った。中性子検出器用シンチレータとして、有機結晶の研究開発を行った。将来の中性子利用を鑑みたとき、数ナノ秒以下の速い蛍光寿命が求められている。有機結晶では、数ナノ秒以下の蛍光寿また、中性子の反応断面積が大きい水素を多く含むため、中性子の検出効率が高く、高速中性子でも検出可能かつ潮解性がないという特徴を有する。一方、既存の有機シンチレータは低融点で温度上昇による劣化が起こりうる。そこで既存の有機シンチレータより高融点で、高速応答・高発光量な有機結晶の開発を行った。本年度は、まず一般的な有機結晶シンチレータであるスチルベン及び有望な候補材料であるp-terpenylを用いて、有機結晶の育成法を検討した。まず、中性子検出用途の大型化を見据えて、垂直ブリッジマン法による大口径化を試みた。窒素置換した密閉チャンバー内にて、石英アンプル内に原料を充填し、抵抗加熱により育成を行った。しかし、無機材料と比較して熱伝導率が小さくサブグレインに起因するクラックが内部に生じた。そこで、新しいるつぼを設計し、クラックのない結晶の育成に成功した。現状では半インチサイズの結晶の育成に成功している。また、ベンゼン環を有する候補材料の探索として安息香酸等の結晶化にも成功している。育成結晶の光学特性評価として、中性子源(251Cf)と光電子増倍管を用いた蛍光寿命測定を行い、スチルベン及びp-terpenylは共に数nsオーダーの高速寿命であった。また、分光器を用いた、X線、アルファ線励起による発光波長スペクトル測定、発光量の測定を行った。p-terpenylはアルファ線励起において既存の中性子Liガラスシンチレータの1.8倍の発光量であった。概ね当初の予定通りに進捗している。結晶育成に関しては、結晶内部にクラックが生じるという問題が発生したが新しく設計したるつぼによりクラックフリーで育成できるようになった。これを用いて候補材料であるp-terphenylや安息香酸等の結晶育成に成功している。本年度予定していた候補材を全て育成できていないが、これは結晶の大型化を前倒しした為である。中性子照射施設にて照射実験をおこなう機会がえられたので、大型の結晶が必要であった。本年度育成したp-terphenylの融点は210°C程度かつα線励起の発光量はトランス-スチルベンの2倍程度であった。蛍光寿命も目標としている性能の6nsに近く非常に有望な材料である。当初計画していた材料の探索方針に沿ってπ結合を含むものを中心に探索を進めてきたが、良好な結果が得られており今後も同じ方向性で進めていく所存である。評価手法としては、透過率、発光、励起波長、および蛍光寿命といったフォトルミネッセンス評価は問題なく従来の手法が用いることができた。将来の中性子利用として数ナノ秒以下の速い蛍光寿命が求められている。有機結晶では、数ナノ秒以下の蛍光寿命を有するものがあり、高速応答が実現可能である。昨年度に引き続き、育成候補材料である(ア)ベンゼン環を有するClHmOnで表現される物質もしくはその一部置換分子(l,m,nは数字)、(イ)ClHmNnなどを含むビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体、(ウ)上記の母材に発光賦活剤をつかさどるものを添加したものを育成した。具体的には、母結晶としてスチルベン、安息香酸、安息香酸Li、安息香酸Na、p-テルフェニル、サリチル酸等を育成した。また、これらの母結晶にBisMSB、POPOP、PPO等の発光賦活剤を添加したものも併せて育成した。これらの育成手法としては、前年度設計したるつぼを用いたブリッジマン法を用いた。特に有望な特性を示したp-テルフェニルについては、検出器開発用途に大口径化を行い、クラックフリーかつ気泡を含まない1インチ径のバルク結晶の育成に成功した。これらの育成結晶については、フーリエ変換赤外分光光度計、粉末X線回折による相同定、格子定数の決定を行った。また、シンチレータ特性評価として、透過率、発光、励起波長、および蛍光寿命といったフォトルミネッセンス評価した。加えて、絶対量子収率装置にヒーターを装着し100°Cまでの温度依存性を測定し、100°Cでも量子収率が劣化しないことがわかった。更に、京都大学複合原子力科学研究所にて、ガンマ線照射装置を利用し既存のプラスチックシンチレータとの放射線耐性測定を実施した。

中性子利用は、今後基礎研究から産業応用の広範な分野で需要が大きくなると考えられており、検出効率が高い検出器の開発が求められている。本研究では、高速応答を示す中性子検出用途のシンチレータに着目した。有機結晶は中性子との反応断面積が大きく、蛍光寿命が速いという特徴をもつ。一方、既存の有機シンチレータ結晶は低融点で、温度上昇による性能劣化が起こりうる。そこで、より高融点で、高速応答・高発光量の有機結晶の研究開発を行った。候補材料をブリッジマン法により育成した。育成結晶において高い融点があり、高速応答,高い発光量を示すものができた。また、検出器への応用に向けて大口径化も行った。結晶育成としては、引き続きπ結合を含むもの、例えばベンゼン環を有するClHmOnで表現される物質もしくはその一部置換分子、ClHmNnなどを含むビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体を中心に探索を行う。また、これらを母材として発光賦活剤(POPOP、1,4-Bis(5-phenyl-2-oxazolyl)benzeneなど)の添加も試みる。結晶育成としては今年度に開発した有機結晶育成に適した新しいるつぼにより行う。また、中性子照射実験や検出器開発用途に向けて有保材料について1インチ径以上の大型化を試みる。特性評価については、これまで行ってきた透過率、発光、励起波長、および蛍光寿命といったフォトルミネッセンス評価、X線、アルファ線および中性子励起による発光波長スペクトル測定、発光量、および蛍光寿命の評価を引き続き行う。また、恒温槽を用いた発光量測定システムで100°Cまでの高温での発光量の温度依存性を行う。シンチレータは中性子や陽電子等に対してある程度放射線体耐性が必要となるので、外部の放射光施設を利用して放射線耐性測定等の実験を実施予定である。また、これまでにいくせいしたサンプルを中心に波形弁別を行い、弁別のしやすさと組成の関連性について調査する。以上の評価手法と高速な結晶育成手法を組み合わせて、互いの結果をフィードバックすることで効率的に研究を進めていく。当初の目標通り、低融点を克服し(目標値:200°C以上)、なおかつ高速応答(蛍光寿命6ナノ秒以下)を有し、トランス-スチルベンを凌駕する発光量を有する新規材料の開発を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。結晶工学29年度が最終年度であるため、記入しない。