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日本の原子力開発に対する社会的重要性のための核軍縮・核不拡散研究

1.研究の目的日本は原子力の研究と技術において先進的な立場にあるが、国際的に名誉ある地位を獲得、維持するためには研究技術のみならず、適した法的体制を整え、それを基盤として国際的に発言していくことも重要である。日本の優れた研究技術能力を維持するために、国内で必要であるのが社会的受容性であり、国際的には核軍縮と核不拡散が重要な点と認識されている。とくに核軍縮と不拡散に関して、CTBT(包括的核実験禁止条約)の未発効である状況について問題とされている。これら前述した状況について分析し、将来提言として発信するための研究を行う。2.研究実施計画研究方法2009年6月にはローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)で開催された、Global Perspectives on Nonproliferation & the Nuclear Fuel Cycleと題する若手ワークショップに参加し、学生としてディスカッションに参加した。今年は、これまでの原子力学会、核物質管理学会、国際法学会への参加に加え、今年設立された日本軍縮学会に入会し情報収集につとめた。とくに、博士論文のテーマである包括的核実験禁止条約:CTBTについては、文献調査も含めて集中的に分析を行った。業務においては、7月9日にCTBTにかかわるシンポジウムを開催し、中心となってシンポジウムの企画・運営を行った。現在執筆中の論文においては、CTBTの検証能力について中心に明らかにしている。具体的には、技術的な観点を踏まえた上で、将来の不拡散体制について条約や原子力関係法の観点で分析した。公法に関する観点や、環境法に関する原則、科学的に不確実性の高いデータを巡る証拠能力についても検証し、原子力と核軍縮・核不拡散についての関連性についても明らかにした。3.研究成果今年は上記方法にて収集した成果を日本放射化学会に投稿準備中で、現在共著の研究者と調整中。順次、軍縮学会や国際法学会へも成果をまとめて提出予定である。
低原子価希土類金属を用いる立体選択的炭素-炭素結合生成反応

最近、報告者は二ヨウ化サマリウムを用いるケチルラジカルカップリング反応がカルボニル基近傍の水酸基と三価のサマリウムカチオンとのキレーションにより完全に立体制御されることを見出した.この新しい立体制御法を分子間ケトン-オレフィン-カップリング反応に適用した.α-ヒドロキシケトン(1)とアクリロニトリルとを二ヨウ化サマリウムで処理したところ,シン-ジオール(2)が高立体選択的に良好な収率で得られた.ラジカルアルセプターとしてクロトン酸エチルを用いた場合でも1との付加反応は高立体選択的に進行し,シン-ラクトン(3)をほぼ単一の生成物として与えた.これらの分子間反応がα位の水酸基により立体制御されていることは明らかである.最近、報告者は二ヨウ化サマリウムを用いるケチルラジカルカップリング反応がカルボニル基近傍の水酸基と三価のサマリウムカチオンとのキレーションにより完全に立体制御されることを見出した.この新しい立体制御法を分子間ケトン-オレフィン-カップリング反応に適用した.α-ヒドロキシケトン(1)とアクリロニトリルとを二ヨウ化サマリウムで処理したところ,シン-ジオール(2)が高立体選択的に良好な収率で得られた.ラジカルアルセプターとしてクロトン酸エチルを用いた場合でも1との付加反応は高立体選択的に進行し,シン-ラクトン(3)をほぼ単一の生成物として与えた.これらの分子間反応がα位の水酸基により立体制御されていることは明らかである.
光スイッチング分子性導体

精密制御可能な外部刺激によって分子性固体の物性を制御することは、将来のナノデバイスや分子素子への発展を考える際の重要な課題である。この実現にあたり本研究では下記の成果を得た。(1)フェロセン-ニッケラジチオレン錯体における、温度により制御されるスピン密度分布の再配置を伴うプロトン共役分子内電子移動の実現、(2)フェロセン-TTFにおける、ユニット間相互作用に基づく分子内電荷移動吸収および分子内スピン間相互作用の発現、(3)発光性・高光安定性を示す稀有なラジカルの創製、ならびに(4)このラジカルの外部刺激応答能を用いた新奇な発光性金錯体や強磁性スピン相互作用を示す銅錯体の創製。分子性導体は電気伝導性を示す分子性固体であり、様々な物理的刺激(熱、圧力、電場、磁場など)によって、その物性を大きく変えることが知られている。本研究では、光などの外部刺激を用いて分子およびその集合体(分子性固体)の電子状態および物理物性(伝導性、磁性)をコントロールすることを目的としている。今年度は、昨年度に合成に成功したフェロセン(Fc)部位を有するテトラチアフルバレン(TTF)型有機ドナーFcS4TTF(R)2 (R = CF3, SMe)について、それらの酸化体の合成、単離と、構造解析および物性評価を行った。昨年度に合成した[FcS4TTF(SMe)2][F4TCNQ]の単結晶を作成し、構造解析を行った結果、この塩ではFcS4TTF(SMe)2がカチオンラジカルとなり、スピンがTTF骨格に非局在していることが明らかとなった。この結果は磁化率測定および赤外吸収スペクトル測定結果からも支持された。さらに、電解酸化法を用いることで、[FcS4TTF(CF3)2]2(BF4)2(PhCl2)を合成することができた。この塩では、FcS4TTF(CF3)2がジカチオンとなっていた。単結晶構造解析、磁化率測定、ESRスペクトル測定、およびDFT計算から、FcS4TTF(CF3)2のジカチオンでは、TTF部位に非局在したπ-spinとFeイオン上に局在した3d-spinが一分子上に共存するという、特異なスピン状態にあることが明らかになった。一分子上に二種類の異なるスピンを有する分子は報告例が稀有であるが、このようなスピン状態の分子は、二種類のスピンが近い距離に固定されていることから、結晶中において分子の配列様式によらず、スピン間相互作用とそれが生み出す物理物性の発現が期待できる。この点から、今回の研究において分子性導体の新規物性開拓のための有用な分子が開発できたといえる。本研究では、フェロセン(Fc)というレドックス活性ユニットを有する電子ドナーまたはアクセプター分子を設計し、これらを構成要素とする新奇な分子性導体を開発する。さらに、光などの外部刺激を用いて構成分子の電子状態を制御することで、固体=集合体としての大きな電子状態および物理物性(伝導性、磁性)をコントロールすることを目的としている。今年度は、電子ドナー分子としてテトラチアフルバレン(TTF)およびアクセプター分子としてニッケルジチオレン金属錯体に注目し、フェロセン部位を有するTTF分子としてFcS4TTF(R)2 (R = CF3, SMe)および(Bu4N)[Ni(FcS4dt)2]の合成を行った。FcS4TTF(R)2 (R = CF3, SMe)は、P(OEt)3を用いたカップリング反応により合成することができた。Cyclic voltammetryおよび吸収スペクトル測定の結果、FcS4TTF(R)2は多段階の酸化還元特性を示し、その酸化中心ならびに生成したカチオンラジカルのスピン密度分布が置換基Rに依存して大きく異なることが分かった。FcS4TTF(SMe)2を有機溶媒中強い電子アクセプターであるF4TCNQと反応させることで電荷移動錯体である[FcS4TTF(SMe)2][F4TCNQ]を得ることができた。予備的な単結晶X線構造解析の結果、固体中では、FcS4TTF(SMe)2モノカチオンとF4TCNQモノアニオンが一次元混合積層構造を形成し、カチオンではTTF部位が一電子酸化されていることが示唆された。以上の結果は、FcS4TTF(R)2が分子性導体の構築に有用であることを示している。本研究では、電子ドナーあるいはアクセプター分子、ラジカル分子を構成要素とする機能性分子性化合物を新規に設計、合成し、光などの外部刺激を用いてその物理物性(伝導性、磁性、発光特性など)をコントロールすることを目的としている。今年度の実績は以下の通りである。(1)白金ジチオレンアニオンラジカルとチアゾリウムカチオンからなる塩を新規に合成した。この塩の結晶中では、アニオンが有するシアノ基の非共有電子対と、カチオンの硫黄原子のσホールが静電的に相互作用し(σホール結合を形成し)、超分子ネットワーク構造が構築されていることを明らかにした。またこの塩の結晶構造ならびに磁気特性の温度依存性を調べた結果、150K付近において、構造の転移を伴う常磁性ー非磁性転移が観測された。

この結果は非共有結合的な超分子相互作用が、機能性分子(ラジカル)の新奇物性や分子配列に影響を与える可能性を示唆している。またこの塩の単結晶が室温において光照射により抵抗値の変化を示すことを見出した。(2)光に応答する新奇ラジカル化合物を創出する研究の過程で、光照射により発光を示す非常に珍しい有機ラジカル分子PyBTMを創製した。この分子は室温溶液中あるいはポリマー中、また低温凍結溶液中において蛍光を示すことを明らかにした。また、PyBTMが室温、大気中で安定であること、スピン密度が分子骨格全体に広がっていること、電子受容性を有していることを明らかにした。さらに、PyBTMが溶液中において既報の発光性ラジカルよりも100倍以上高い光安定性を示すことを見出した。PyBTMは今まで研究が進められてこなかった二重項発光についてより詳細な研究を可能にする現実的な候補物質と考えられる。その他、PyBTMを配位子とする金錯体が発光特性を示すことを明らかにした。本研究では、電子ドナーあるいはアクセプター分子、ラジカル分子を構成要素とする機能性分子性化合物を新規に設計、合成し、光などの外部刺激をもちいてその物理特性(伝導性、磁性、発光特性など)をコントロールすること、またこれら外部刺激応答特性の起源を明らかにすることを目的としている。(1)昨年度見出した、光刺激に対し高い安定性と発光特性を示す稀有なラジカルPyBTMについて、分子内の塩素原子を一部フッ素または臭素原子に置換した(=ハロゲン置換した)新奇なラジカルを合成した。これらの発光特性を調べた結果、フッ素原子置換体はPyBTMよりも高い発光量子収率を与える一方、臭素原子置換体は、PyBTMよりも高い光照射下安定性を示すことを明らかにした。これらの結果は、ハロゲン置換が発光特性と光安定性の両方に影響することを示している。これらの実験結果ならびに密度汎関数法を用いた電子状態計算の結果から、ハロゲン原子の置換により、ラジカルのNHOMOのエネルギー準位が主に変化することを明らかにした。(2)フェロセンと金属ジチオレン錯体部位を有するハイブリッド分子系において、プロトン移動に連動してスピン分布の再構成を伴う分子内電子移動が起こること、またこの電子移動が温度によりコントロールできることを明らかにした。(3)PyBTMと銅(II)イオンからなる常磁性金属錯体を合成、その構造、物性、電子状態を調べた。発光ラジカルPyBTMが銅(II)イオンに配位することで、PyBTMと銅(II)イオンの不対電子間に47Kの強磁性的相互作用が働くことを明らかにした。精密制御可能な外部刺激によって分子性固体の物性を制御することは、将来のナノデバイスや分子素子への発展を考える際の重要な課題である。この実現にあたり本研究では下記の成果を得た。(1)フェロセン-ニッケラジチオレン錯体における、温度により制御されるスピン密度分布の再配置を伴うプロトン共役分子内電子移動の実現、(2)フェロセン-TTFにおける、ユニット間相互作用に基づく分子内電荷移動吸収および分子内スピン間相互作用の発現、(3)発光性・高光安定性を示す稀有なラジカルの創製、ならびに(4)このラジカルの外部刺激応答能を用いた新奇な発光性金錯体や強磁性スピン相互作用を示す銅錯体の創製。本研究の重要課題は、外部刺激による新奇機能性物質の物性のコントロールであるが、このような課題の実現に関して、今年度は、以下に示す二点の大きな成果があった。これらは研究立案時の予想を超えた成果であり、計画以上の進展があったといえる。
肝癌データベースに基づく早期肝癌特異的メチル化遺伝子の同定と機能解析

早期肝細胞癌において高頻度にメチル化されることが明らかとなったBASP1及びSRD5A2遺伝子のDNAメチル化率をより簡便に高精度に測定するため、メチル化特異的PCR(MSP)の条件を確立した。単一のCpGアイランド内であってもDNAメチル化率に違いがあることを見出し、最適な測定箇所を選択し組み合わせることで、感度85%・特異度91%の検出能を発揮するに至った。6種の肝癌細胞株における、BASP1及びSRD5A2遺伝子のmRNA発現レベルとDNAメチル化率の定量及び脱メチル化剤による発現誘導レベルの定量を行った。その結果、BASP1については、6細胞株中4つでDNAメチル化が認められ、その内の3つは脱メチル化剤によるmRNA発現の上昇も確認された。SRD5A2については、6細胞株中5つでDNAメチル化及び脱メチル化剤によるmRNA発現の上昇が確認された。両遺伝子のmRNA発現レベルとDNAメチル化率との間には逆相関も見られた。これらの結果から、BASP1及びSRD5A2はDNAメチル化によって発現制御されていることが示唆された。細胞株に特異的siRNAを移入することによるノックダウン系を確立した。さらに、発現ベクターを構築し細胞株に導入することで、安定強制発現株をそれぞれ確立した。前述のノックダウン・強制発現系を用いて、細胞増殖能の評価と細胞周期解析を行った。しかしながら、SRD5A2強制発現による細胞増殖能の低下が見られた以外に、ノックダウン・強制発現系における有意な影響は見られなかった。浸潤・転移能力の評価については解析が完了しなかったので、今後行っていきたい。本研究によって、BASP1及びSRD5A2遺伝子におけるDNAメチル化率をMSPによって測定することで、早期の肝細胞癌を特異的に検出することが可能となった。
超高速ＭＲＩおよび脳機能ＭＲＩを用いた顎関節疾患の新しい評価手法の開発

顎関節疾患の評価・診断において、有用な情報を取得するために、MRI装置で顎関節運動を捉える手法を開発し、顎関節運動の軌跡データを取得した。さらにその軌跡データを用いて3次元力学解析を行い、顎関節疾患の主要因と力学的状態の関連性について明らかとした。さらに、functional MRI(機能的磁気共鳴画像化法)を用いて、軽度顎関節疾患群と健常群の脳機能を解析し、両群間に差異があることを明らかとした。京都大学再生医科学研究所のMRI装置(Siemens社製MAGNETOM Sonata 1.5T)を用いて、MRIにおける高解像度で早い動きに対応した顎運動撮像の最適なパラメータの検討や撮像法のシーケンス開発を、ファントムおよび被験者撮像を元に進めている。多断面のMRI撮像パラメータについては、おおよその検討が完了した。画像処理手法の開発については、顎運動から顎運動軌跡を抽出したものを、3次元で顎運動をシミュレーションするソフトウェアを開発した。現在、MRIの情報を反映するような3次元有限要素法シミュレーションモデルの作成を進めている。脳機能撮像研究では、京都大学こころの未来研究センターのMRI装置(Siemens社製MAGNETOM Verio 3.0T)および32ch Head coilを用いて、正常被験者および顎関節に軽度の異常が認められる被験者を対象として脳機能および高解像度構造撮像実験を実施した。脳機能撮像では、GE-EPI(gradient echo - echo planar imaging)シーケンスを用いて実験を実施した。得られたデータはMATLAB上で動作するSPMを用いて解析を行った。脳機能実験では複数のタスクを用いて、被験者群間での脳機能の差異について比較検討を実施した。結果として両群間において、複数の脳領域で活動の差異が見られ、不定愁訴等と繋がる可能性が見い出された。27年度初めに異動があり、実験に使用する臨床用MRI装置がある施設とは、勤務先から少し距離があるようになったが、頻繁に通うことで進捗については遅れは生じていないと考えている。撮像法の改良、画像処理システムの開発および脳機能撮像研究について、どの項目でも成果が出ており、現在のところ順調に進展している。京都大学再生医科学研究所のMRI装置(Siemens社製MAGNETOM Sonata 1.5T)を用いて、MRIにおける高解像度で早い動きに対応した顎運動撮像の最適なパラメータの検討や撮像法のシーケンス開発を、ファントムおよび被験者撮像を元に実施し、パラメータを確定した。画像処理ソフトウェアの開発については、顎運動軌跡を元に、3次元で顎運動を再現するソフトウェアを開発した。またこれらの顎運動軌跡の情報やMRIデータ、CTデータを元に、顎関節部の3次元有限要素法シミュレーションモデルを関節円板の転位状態によって複数作成し、応力解析を行う事で、顎関節疾患の主要因である関節円板の転位(前方転位、後方転位)と変性が、顎運動初期の顎関節部周囲の相当応力を高くし、障害に繋がる可能性があることを明らかとした。脳機能撮像研究では、京都大学こころの未来研究センターのMRI装置(Siemens社製MAGNETOM Verio 3.0T)および32ch Head coilを用いて、正常被験者および顎関節に軽度の異常が認められる被験者を対象として脳機能撮像実験および高解像度構造撮像実験を実施した。脳機能撮像では、GE-EPIシーケンスを用いて実験を実施した。得られたデータはMATLAB上で動作するSPMやREST toolboxを用いて解析を行った。複数のタスクでの実験およびresting-state fMRI実験を実施し、被験者群間での差異について比較検討を実施した。結果として両群間において差異が見られ、精神疾患等と繋がる可能性が示唆された。平成28年度は顎関節部の3次元有限要素法シミュレーションモデルを構築し、関節円板の転位状況を変化させて有限要素法応力解析を行う事で、関節円板の転位による応力への影響を明らかとした。また、脳機能撮像研究についても被験者や解析項目を増やしながら、研究を進めており、顎関節症の影響が明らかとなってきている。さらにソフトウェアの開発も順調に進行している。どの項目でも成果が出ており、現在のところ順調に進展している。京都大学再生医科学研究所の1.5T MRI装置(Siemens社製MAGNETOM Sonata 1.5T)および開発・改良した撮像シーケンスを用いて、被験者を用いて顎運動時の動的MRIデータを取得した。さらに本データに対して自動的に画像処理を適用し、顎運動軌跡の自動計測が可能なデータ処理解析手法および計測ソフトウェアの開発を実施。本解析手法を適用することにより、高精度の顎運動計測が可能となった。脳機能解析研究では、京都大学こころの未来研究センター連携MRI研究施設の(Siemens社製MAGNETOM Verio 3.0T)および32ch Head Coilや付属の設備を使用して、正常被験者および顎関節に軽度の異常が認められる被験者を対象として、昨年度に引き続き、task-baseのfunctional MRI(fMRI)実験およびresting-state fMRI実験および、高解像度T1強調撮像、多軸拡散強調撮像(DWI)を実施し追加のデータを取得した。得られたtask-base fMRI実験およびresting-statefMRI実験は、昨年度のデータと合わせてMATLAB上で動作するSPM(statistical parametric mapping)12およびREST toolboxを用いて解析を実施し、被験者群間での差異について比較検討した。DWIデータについてはFSL(FMRIB Software Library)等を用い処理を実施し、被験者群間での差異について検討した。

結果として、どの手法の結果でも、両群間に差があることが明らかとなった。本研究の結果から、顎関節疾患は脳の機能や構造に影響を与える可能性が示唆された。顎関節疾患の評価・診断において、有用な情報を取得するために、MRI装置で顎関節運動を捉える手法を開発し、顎関節運動の軌跡データを取得した。さらにその軌跡データを用いて3次元力学解析を行い、顎関節疾患の主要因と力学的状態の関連性について明らかとした。さらに、functional MRI(機能的磁気共鳴画像化法)を用いて、軽度顎関節疾患群と健常群の脳機能を解析し、両群間に差異があることを明らかとした。撮像法の改良については、現在進めている最適なパラメータの検討や撮像法のシーケンス開発を引き続き実施していき、開発を完了させていく予定である。また、画像処理法の開発や3次元有限要素法シミュレーションモデルの開発および力学解析システムも同時に進めていく。脳機能撮像研究については、被験者数を増やし、研究成果として確実なものにしていく予定である。またより詳細な脳の活動やネットワークについても解析していく予定である。撮像法の改良については、現在進めている撮像法のシーケンス開発を引き続き実施していき、開発を完了させていく予定である。また、画像処理法の開発や新しい解析ソフトウェアの開発も同時に進めていく。脳機能撮像研究については、さらに被験者数を増やし、研究成果として確実なものにしていく予定である。平成29年度は、脳機能に加え、Diffusion Tensor Imagingの解析を用い、脳神経線維の状態についても分析を進めていく予定である。生体医工学計画では、初年度に有限要素法解析ソフトウェアを一括で購入するようになっていたが、単年度ごとの保守利用費の支払いに切り替えたため、次年度使用額が発生した。計画では、初年度に有限要素法解析ソフトウェアを一括で購入するようになっていたが、単年度ごとの利用費の支払いに切り替えたため、次年度使用額が発生した。また海外出張を次年度に変更したため差額が発生した。28年度、29年度の有限要素法解析ソフトウェアの保守利用費として使用する予定である。次年度使用額については、平成29年度の有限要素法解析ソフトウェアの利用料および海外出張費として使用する予定である。
Rendaku: Towards a Hierarchy of Blocking Constraints

この研究プロジェクトは、回転+すし=回転ずしのように、連濁という現象を取り組んだ。18世紀まで遡ることが出来るその連濁研究の多くは、起こるべきところにはなぜ起こらないのを説明しようとする、羊がびつじにならず、後部要素に濁音がある場合連濁が起こらないライマン法則などのような規則を作成するものである。この研究プロジェクトの目標は、未だに説明がつかない規則の例外を説明するには、連濁データーベースの内容に統計テストを行いながら「規則階級制度」を構成することである。時間が足りなかったため、その目標は100%成功しなかったが、予算がなくなってからもこれから研究を引き続き行う予定である。
縄文時代における植物資源利用の地域性と資源管理に関する研究

本研究は、遺跡から出土する種実や木材の分析から、縄文時代の植物資源利用史の実態を解明するとともに、植物遺体と考古資料の両面から、植物資源利用史を解明する手法の確立を目的とする。縄文時代の遺跡から出土する種子の大きさや樹木の成長速度に着目し、管理・栽培といった資源利用形態の実態や、集落差、地域や時期ごとの傾向を検討する。また、各遺跡の植物利用の傾向を詳細に数値化し、遺物・遺構や集落の時期・地域的傾向との関係性を照らし合わせることで、縄文社会の動態と植物資源利用との関係性を検討する。
液胞型ATP分解酵素阻害剤を用いた細胞機能の解析

糖蛋白質は多岐に亘る生物機能を担っている。小胞体で合成された糖蛋白質は、ゴルジ器官を経て決められた場に細胞内を転送され、そこで生物機能を発現する。糖蛋白質の細胞内転送阻害剤を探索する過程で、液胞型プロトン輸送性ATPase(V-ATPase)の特異な阻害剤が糖蛋白質の細胞内転送を阻害することを見い出すと共に、簡便なV-ATPase阻害剤の探索法を確立した。本検索系を用いて、V-ATPaseの洗濯的な阻害剤を探索し活性物質を精製した。フォリマイシンと同定した物質は、糖蛋白質の細胞内転送を阻害すること、また、V-ATPaseを選択的に阻害することを見い出した。フォリマイシン存在下に細胞内に蓄積される水疱性口内炎ウイルス外被糖蛋白質(G蛋白質)の糖鎖構造を解析し、(マンノース)_8(アセチルグルコサミン)_2の構造を有することを明らかにした。本糖鎖構造から、ゴルジ器官シス部位に至る以前の過程で糖蛋白質の細胞内転送が阻害されることが示唆された。G蛋白質に対する抗体を調製して二次蛍光抗体法で、フォリマイシン存在下に細胞内に蓄積したG蛋白質の局在を検討した。G蛋白質蓄積部位は複合型糖鎖を認識するレクチンで染まるオルガネラとは異なること、また、高マンノース型糖鎖を認識するレクチンで染まるオルガネラの一部と重複することを認めた。この結果は糖鎖構造解析の結果ともよく一致しており、フォリマイシン存在下に糖蛋白質の細胞内転送はゴルジ器官シス部位に至る過程で阻害されると結論できた。培養細胞をフォリマイシンで処理するとオルガネラの酸性化が阻害されることを認めた。小胞体から細胞表層に至る転送過程でV-ATPaseの関与するオルガネラの酸性化はゴルジ器官トランス部位以降の過程については多くが知られているが、ゴルジ器官シス部位以前の過程におけるV-ATPaseの新規な機能が示唆された。
ギヤノイズ官能指標値の提案とその評価

歯車を起振源とする騒音は不快で耳につきやすいため、乗用車や鉄道、風力発電装置などでは非常に重要な要件となっている。歯車装置設計においては、歯のかみあい部に働く振動起振力を歯車装置の静粛性に対する指標として用いる場合が多いが、振動起振力での評価と実際の騒音の不快さはしばしば一致しない。この原因の一つは、騒音に対する人間の聴覚特性が見逃されていることにあると考えられる。本研究では、ギヤノイズの不快さをより正しく評価できるようにするため、振動伝達系のシステム特性が完全に白色となる場合のギヤノイズ(起振力ノイズ表現)を用いる評価法を提案する。この起振力ノイズ表現に聴覚特性を取り込むことで、歯車の製造誤差等によるギヤノイズの不快さの評価を可能とすることを目指す。本年度の研究により次の成果を得た。(1)作成した起振力ノイズ表現データとギヤノイズ発生装置を用いて、ギヤノイズ(起振力ノイズ表現)を発生させ、耳で聞いて、音の大きさや感じを評価する官能評価実験を行ない、生産歯車に特徴的な振動起振力波形と、起振力ノイズ表現の官能評価値の関係を明らかにした。特に側帯波の発生する状況を明らかにし、それが官能評価値に与える影響を明確にした。(2)起振力ノイズ表現を用いて、実際の歯車に存在する圧力角誤差やねじれ角誤差などの歯面形状誤差の種類や大きさが、ギヤノイズに与える影響を明らかにした。(3)人間の聴覚特性を考慮したギヤノイズ評価指標を考案し、その有効性を確認した。これまでに次の成果を得た。1かみあう歯車対の各歯の微小な歯面形状の違いを取り込んだ歯車運転性能解析法を開発した。2歯車の歯面形状や各種の製造誤差が歯車振動性能に与える影響を調査し、歯面形状の傾きの各歯での変化が振動性能に影響することを明らかにした。3歯車運転性能解析法をもとにして、歯車の振動起振力からギヤノイズを作成するプログラムとシステムを開発した。4起振力ノイズ表現を耳で聞いて評価する官能評価法と従来の歯車振動性能評価法とでは、歯車品質の評価結果に違いが現れることを明らかにした。また、起振力ノイズ表現による評価法では、音の大きさだけでなく、音の感じや不快感の違いまで評価しやすいことが明らかになった。このような評価は従来法では困難であった。これらのことから、起振力ノイズ表現による評価は有効な歯車騒音性能評価法となる可能性があることを示した。1 0.1μmオーダーの微小な歯面形状の凹凸が、歯車騒音の大きさや、感じ、不快感に影響を与えるため、これを考慮した歯車運転性能解析と起振力ノイズ表現を行う必要があり、このためのプログラムの作成を行った。詳細な歯面の凹凸形状を考慮し、かつ、高音域まで信頼性のある解析とするために膨大なデータを取り扱うことができるようにした。これにより、種々の歯車製造誤差や歯面の凹凸の影響を取り込んだ高忠実度音データによるギヤノイズ官能評価実験の準備をした。2異なる5種類の歯面仕上げ加工法の施された歯車を用いて、種々のトルク、回転速度条件下での振動加速度を測定した。また、これらの歯車の歯面形状測定データをもとにして運転性能解析を行い、起振力ノイズ表現のための解析データを得た。これにより、実測振動波形を用いたギヤノイズ官能評価実験、ならびに、起振力ノイズ表現によるギヤノイズ官能評価法の有効性の検証のための準備を行った。

この原因の一つは、騒音に対する人間の聴覚特性が見逃されていることにあると考えられる。本研究では、ギヤノイズの不快さをより正しく評価できるようにするため、振動伝達系のシステム特性が完全に白色となる場合のギヤノイズ(起振力ノイズ表現)を用いる評価法を提案する。この起振力ノイズ表現に聴覚特性を取り込むことで、歯車の製造誤差等によるギヤノイズの不快さの評価を可能とすることを目指す。本年度の研究により次の成果を得た。(1)作成した起振力ノイズ表現データとギヤノイズ発生装置を用いて、ギヤノイズ(起振力ノイズ表現)を発生させ、耳で聞いて、音の大きさや感じを評価する官能評価実験を行ない、生産歯車に特徴的な振動起振力波形と、起振力ノイズ表現の官能評価値の関係を明らかにした。特に側帯波の発生する状況を明らかにし、それが官能評価値に与える影響を明確にした。(2)起振力ノイズ表現を用いて、実際の歯車に存在する圧力角誤差やねじれ角誤差などの歯面形状誤差の種類や大きさが、ギヤノイズに与える影響を明らかにした。(3)人間の聴覚特性を考慮したギヤノイズ評価指標を考案し、その有効性を確認した。
表現活動としてのコンピュータグラフィックスの教育機能

児童生徒にとって、CGの特徴を生かした造形表現と、従来の描画材による造形表現とが、どのように類似しどのように相違するかを具体的に明らかにすることを目的として、CG表現のシミュレーション性についての意識調査を行った結果、子どもと大人の間では大きな違いのあることと、その要因の幾つかを示すことができた。InSEA(ニューヨーク開催)世界大会にて,世界的な傾向として,3D動画制作の教材は,'80年代より可能性と教育効果が再三指摘されているにもかかわらず,実際の授業研究が皆無であることを改めて認識した。そこで,具体的開発教材を,3D動画の制作に集中することとした。教育システムの雛形を兼ねた実験用システムを構築するための試行用のシステムとしてノート型パソコンを中心とした3Dアニメーション作成・映像編集のできるシステムを構成した。このシステムを用いて,実験的な教材を運営しデータ収集・分析を行った。3D動画作品の制作教材の特色として以下が指摘できる。従来の造形表現との関係を払拭し,子どもの感じ方に近い教材発想となる。子どもにとっては,身近な視覚文化メディアである。空間認識能力,動的認識能力の獲得が期待できる。メディアリテラシーの獲得が期待できる。モデリングの指導は時間を要する。中学生を対象にした実験的教材を対象にデータを収集し,それをもとに教材の改良を進めた。当該の実験的教材の中心的目的は,表現活動へのモチベーション喚起,立体操作の導入,時系列変化操作の導入とした。取得データは,概ね,上記の目的が達成されていることを示したが,被験者が微妙な位置設定に困難を感じていることも示していた。実験教材実施の過程で,事後にシステムを自由に操作する時間を設けたが,表現方法を発見する極めて活発で多様な活動が見られた。児童生徒にとって、CG(3Dアニメーション作成・映像合成を含む)の表現特徴を積極的に生かした造形表現と、従来の描画材などを用いた一般の造形表現活動とが、どのように類似しどのように相違するかを具体的に明らかにすることを目的として、CG表現のシミュレーション性についての意識調査を行った。その結果、子どもと大人の間では大きな違いのあることと、その要因の幾つかを示すことができた。また、付随して下記の項目を示すことができた。子どもは、普段はコンピュータをシミュレータと見ていても、CG表現については別の見方をする。その見方には、コンピュータゲーム等のCGイメージに触れる機会の多いことはとくに影響していない。また、従来の描画材との関わりが強いほど、シミュレーション意識が強くなると考えていたが、それは大人についてであって、子どもの場合は当てはまらない。むしろ、CGを経験しながらの従来からの表現メディアへの関わり方がキーであるように思われる。子ども達はCGを使っても従来の描画のように描こうとするが、その関わり方が大人とは違う。子どもは、既に、CG表現と従来の描画材を使い分ける能力や姿勢を身につけている可能性が高い。教育システムの雛形を兼ねた実験用システムを構築するための試行用のシステムとして、デジタルビデオ編集のできるノート型パソコン、ビデオカメラ、MOディスクドライブからなるハードウエアに、画像編集・ビデオ編集・三次元アニメーション作成の3種のソフトウエアを組み合わせ、単純な構成でかつ高機能のシステムを構成した。これについて、大学生を被験者として、表現活動のデータ収集のシュミレーションを行った。昨年度までの研究において,CG表現のシミュレーション性についての意識調査を行い,その結果,子どもと大人の間では大きな違いのあることと,その要因の幾つかを示した。本年度は,その結果から,昨年度までに整備したシステムを用いて,実験的な教材を運営しデータ収集・分析を行った。年度途中に経過をInSEA(ニューヨーク開催)世界大会にて報告した。

同学会にて,世界的な傾向として,3D動画制作の教材は,'80年代より可能性と教育効果が再三指摘されているにもかかわらず,実際の授業研究が皆無であることを改めて認識した。そこで,具体的開発教材を,3D動画の制作に集中することとした。これまでの研究から,3D動画作品の制作教材の特色として以下が指摘できる。従来の造形表現との関係を払拭し,子どもの感じ方に近い教材発想となる。子どもにとっては,身近な視覚文化メディアである。空間認識能力,動的認識能力の獲得が期待できる。メディアリテラシーの獲得が期待できる。モデリングの指導は時間を要する。昨年度までのデータ収集法に加え,中学生を対象にした実験的教材を対象にデータを収集し,それをもとに教材の改良を進めた。当該の実験的教材の中心的目的は,表現活動へのモチベーション喚起,立体操作の導入,時系列変化操作の導入。取得データは,概ね,上記の目的が達成されていることを示したが,被験者が微妙な位置設定に困難を感じていることも示していた。実験教材実施の過程で,事後にシステムを自由に操作する時間を設けたが,表現方法を発見する極めて活発で多様な活動が見られた。今後の教材改良の見通しとして,特に困難であるモデリングの指導には,一斉指導の効果は期待できないがゆえに,分岐の多いハイパーテキスト的なチュートリアルを開発する必要があることが指摘できる。昨年度までの研究において,CG表現のシミュレーション性についての意識調査を行い,その結果,子どもと大人の間では大きな違いのあることと,その要因の幾つかを示した。さらに,その結果から,昨年度までに整備したシステムを用いて,実験的な教材を運営しデータ収集・分析を行った。本年度は、国際的なニーズに鑑み、具体的開発教材を3D動画の制作に集中し、さらにデータ収集・分析を行った。また中学生を対象としたトータルな3D動画作品の制作が教材として運用可能であることも実証した。この三年間の研究成果を主に学会誌に投稿した論文内容の統合・加筆・修正したものとして、研究成果報告書を作成した。
極低周波変動磁場による遺伝子突然変異誘発の検索と機構解析

ヒト由来培養樹立細胞(MeWo)を用いる。MeWo細胞はGバンド染色法により、正常X染色体を1本保有することを確認している。突然変異誘発を検索する遺伝子座として、hypoxanthineguanime phosphoribosyl transferase(HPRT)遺伝子を選んだ。変動磁場(ELF)曝露(50Hz、400mT)による誘導電流密度の影響を検討するため直径15cmのド-ナツシャーレを用いた。さらに曝露時間も変化させて、MeWo細胞に曝露し、2週間の発現時間を経て、6-チオグアニン(6-TG)で選択した。選択後の6-TG抵抗性細胞の集落形成を指標として、HPRT遺伝子の突然変異誘発頻度を検索した。陽性対照としてMeWo細胞に放射線(X線)を照射し、同じ方法により突然変異誘発頻度を算出した。さらに、放射線照射後ELFに曝露し、HPRT遺伝子の突然変異頻度について放射線とELFの相乗効果の有無について解析を加えた。その結果、400mTのELFを1時間から20時間まで曝露した場合、2時間で約4.5倍、10時間で約6倍に突然変異誘発頻度は増加した。ELF曝露をさらに20時間まで行ったが、突然変異誘発頻度のさらなる増加は見られず、ELF10時間曝露とほぼ同じレベルであった。400mTで2時間曝露した場合、突然変異誘発頻度は誘導電流密度にほぼ依存して増加した。また、X線照射単独に比べてX線照射後ELF2時間曝露した場合、相乗的に突然変異誘発頻度は増加した。ELFはそのエネルギーからDNA鎖を切断することは考えにくいので、特にDNA合成期における影響についてハイドロキシウレアとAra-C処理によりDNA合成を阻害させ、この状態でELFを曝露した場合の突然変異誘発頻度にどのような影響がもたらされるかをも合わせて解析した。その結果、ELF曝露中DNA合成を阻害した場合、突然変異誘発頻度の増加は観察されなかった。
ICTを活用した助産師の心理支援教育プログラムの開発および技術検証

本研究は、助産師および周産期のケアに従事する看護師・保健師に対し、動画教材を用いた周産期メンタルヘルスの知識と心理援助技術に関する教育を実施し、受講者の共感的コミュニケーション能力に及ぼす効果を検証することを目的とする。教育効果検証研究実施のためのプロトコル作成、リクルートを開始した。教育効果検証のための介入研究を実施していく。2018年度は、研究の進捗状況として介入研究実施前の計画の段階であり主にプロトコルの作成を行ったため、経費をあまり必要としなかった。次年度はリクルート・介入・分析・まとめ・論文執筆・発表を実施していくため、経費を必要とする。
高速通信網における呼受付制御に関する研究

本研究は、高速通信網の性能を最大限引き出すために必須の最適な呼受付制御法の開発を目的としていた。高速通信網では様々なトラヒックを収容するため、個々の接続呼の要求するサービス品質は大きく異なる。また個々の接続呼のバースト性も大きく異なる。本研究では、高速通信網に特有のこれらの性質を正面から捉え、過去に申請者が開発した性能評価手法を発展させることにより、呼受付制御法の開発に必要な理論的基盤の確立し、それを基礎として、多様なバースト性をもつ様々な呼のサービス品質を同時に満たし得るような呼受付制御法を開発を目指していた。現在までに、様々なバースト性を持つ接続呼が高速網交換機において統計多重化された時の、システム全体でのセル呼損率を実時間で評価できる理論的解析手法を確立した。そこでは、比較的容易に得られる待ち行列長の裾野分布を用いてセル呼損率を評価する理論的解析手法を考案した。また裾野分布の上界値ならびに下界値の陽表現を導出し、これらを用いてセル呼損率を実時間で計算するアルゴリズムの開発を終了した。これらの成果はIEEE GLOBECOM'95で一部発表済みである。さらに、動画像トラヒックに対応する周期的なバーストトラヒックが存在する場合について検討を進めた。周期性を持つトラヒックの統計多重は位相によってその性能が大きく変化する場合があるため、実際のネットワークでは注意を払う必要がある。現時点までに、周期的なトラヒックを含むバースト性をもつトラヒックが多重化された場合の呼損率ならびに裾野分布について、基礎となる理論的基盤が得られており、現在、この成果を発表すべく論文を作成中である。またシステム全体でのセル呼損率を基礎として、既に接続された多数の呼に新たに呼を加えた時に生じる、個々の接続呼のセル呼損率の変化量をから、個々の接続呼のセル呼損率を評価する理論的解析手法を考案中である。
P23Hノックイン網膜色素変性症モデルにおけるミトコンドリア保護治療の効果

国内失明原因の第3位である網膜色素変性症は4000-8000人に1人が中年以降に発症する。加齢とともに徐々に進行する視野欠損により最終的に失明に至りうる。長寿社会においては進行期の患者が増え社会問題となる。遺伝子異常による変性疾患であり、治療法はない。本疾患の原因遺伝子の中で最多であるロドプシン遺伝子異常では、異常タンパクが蓄積して視細胞死を生ずると考えられている。そこで本研究では、異常タンパクの蓄積がミトコンドリア酸化ストレスを介して視細胞死を引き起こすと考え、P23Hロドプシン遺伝子改変マウスを用いてミトコンドリア保護による網膜変性抑制の効果を解析している。これにより遺伝子異常があっても網膜異常が進行しないための新規治療法の開発につなげる。P23Hロドプシン変異はロドプシンタンパクのN-末端から23番目のプロリンがヒスチジンに変わったものであり、米国で最も多く常染色体優性遺伝を呈す。アメリカの網膜色素変性の約10%を占める。一般にP23Hやその他の多くのロドプシン遺伝子異常はmisfoldingし、小胞体ストレスを引き起こして細胞内のCa2+を放出させ、ミトコンドリアの呼吸鎖に作用して酸化ストレスを生じさせることが知られる。P23Hロドプシン遺伝子改変マウスでは、進行性の網膜細胞死を呈することが報告されており、申請者らも確認した。本モデルマウスにおいてミトコンドリアに直接作用する抗酸化剤により網膜神経保護作用があるかについて、申請者らは細胞死をTUNELアッセイにより、網膜機能を網膜電図により解析した。本疾患の原因遺伝子の中で最多であるロドプシン遺伝子異常では、異常タンパクが蓄積し、視細胞死を生ずる。本研究では、異常タンパクの蓄積がミトコンドリア酸化ストレスを介して視細胞死を引き起こすと考え、P23Hロドプシン遺伝子改変マウスを用いてミトコンドリア保護による網膜変性抑制の効果を解析する。そのために本遺伝子改変マウスの表現型の解析をミトコンドリアに着目して進めている。本遺伝子改変マウスはすでに研究室で飼育されており、解析のための動物の繁殖が進められている。ただし、解析のための動物と繁殖のための動物を分けて飼育する必要があり、限られたスペースをうまく活用する必要に迫られている。とはいえ、表現型については組織学的なものが明らかとなってきた。P23Hロドプシン遺伝子改変マウスでは、進行性の網膜細胞死を呈することが報告されており、申請者らも確認済みである。本モデルマウスにおいてミトコンドリアに直接作用する抗酸化剤により網膜神経保護作用については、申請者らは細胞死をTUNELアッセイにより、網膜機能を網膜電図により解析している。解析のための本マウスの飼育は、スペースに限度があるものの、ほぼ順調に進められている。本モデルマウスの表現型が経時的に明らかにされてきており、薬効を見る実験の指標が定まっている。

これにより遺伝子異常があっても網膜異常が進行しないための新規治療法の開発につなげる。P23Hロドプシン変異はロドプシンタンパクのN-末端から23番目のプロリンがヒスチジンに変わったものであり、米国で最も多く常染色体優性遺伝を呈す。アメリカの網膜色素変性の約10%を占める。一般にP23Hやその他の多くのロドプシン遺伝子異常はmisfoldingし、小胞体ストレスを引き起こして細胞内のCa2+を放出させ、ミトコンドリアの呼吸鎖に作用して酸化ストレスを生じさせることが知られる。P23Hロドプシン遺伝子改変マウスでは、進行性の網膜細胞死を呈することが報告されており、申請者らも確認した。本モデルマウスにおいてミトコンドリアに直接作用する抗酸化剤により網膜神経保護作用があるかについて、申請者らは細胞死をTUNELアッセイにより、網膜機能を網膜電図により解析した。P23Hロドプシン異常網膜色素変性症モデルマウスにおけるミトコンドリアの状態を解析する。ミトコンドリアではATPを産生すると共に活性酸素種が産生されて細胞を障害し得るとされる。そこで、ミトコンドリア機能を示す分子の発現を測定すると共に、網膜内活性酸素種のレベルを解析する。また、ミトコンドリアの生合成や融合・分裂状態および細胞内呼吸・ATP産生等を解析する。これらにより、TUNEL染色等により示される視細胞アポトーシスに対するミトコンドリア変化の影響の分子メカニズムを解析する。本モデルマウスにおいてミトコンドリアに直接作用する抗酸化剤に網膜神経保護作用があるかを解析するために、効果の見られる量や投与間隔を明らかにする。細胞死をTUNELアッセイにより解析したり、網膜機能を網膜電図により解析したりする研究を進める。また、本薬剤はミトコンドリアに作用するため、本モデルマウスの網膜におけるミトコンドリアの状態や、薬剤投与時のミトコンドリアの状態について、リアルタイムPCRやATP産生等に着目して解析する。
東日本大震災における災害支援者の心理的負担感

本研究は、東日本大震災によって被災された方に支援を行っている者を対象に調査を行った。調査方法は質問紙調査を実施し、PTSD傾向を測定する尺度とバーンアウト尺度を用いた。そこでの調査の結果から、災害支援者の心理的負担感の様相について検討することを目的とした。その結果,本調査におけるIES-R得点は,061点に分布し,平均点は21.2(SD=15.6)点であった。またPTSD傾向が高い基準とされている25点以上の者の割合は,男性で18.8%(3名),女性で47.5%(19名)であり,カイ二乗検定の結果,有意差が認められた。2011年3月に起こった東日本大震災は、我が国において未曾有の出来事であり、我々に様々な影響を与えている。震災の発生当時、岩手、宮城、福島3県の消防団員の死者・行方不明者数は計249人にも上り、総務省は被災地で活動した消防団員について、心的外傷後ストレス障害(PTSD)などの対策が必要と判断した。このように、被災者のみならず、救援者に対してもこころのケアの必要性を国が判断し、動いていることが伺える。つまり、助けられる立場である被災者のみならず、助ける側である救援者も同じようなストレスを抱える可能性があり、支援が必要であるということが公的に認められたと考えられる。よって、本研究では、東日本大震災によって支援に携わった人に関する心理的負担感に焦点を当てて調査を実施することを目的とした。本研究は、東日本大震災において被災および原発で避難をされている方々に対し、支援をおこなっている災害支援者対象とした。調査協力者においては、調査用紙には,本研究の目的,結果は統計的に扱うため対象者は特定されないことを示した上で協力依頼を明記した。調査内容は、バーンアウト尺度、文章完成法(SCT)などを用いた。また、フェイス項目として、協力者の性別,専門職(看護師、保健師、臨床心理士など)年齢,経験年数,支援区域,支援内容を記載した。現在、質問紙回答の回収中であり、順次分析にかけていく予定である。また、本年度のインタビュー調査の方は、順調に進んでいる。本研究では、東日本大震災によって支援に携わった人に関する心理的負担感に焦点を当てて調査を実施することを目的とした。(1)質問紙調査では、東日本大震災による仮設住宅などに住んでいる住民に対する支援に携わっている方80名を対象とした。調査内容は1改訂出来事インパクト尺度、バーンアウト尺度などを用いた。その結果、本調査におけるIES-R得点は,061点に分布し,平均点は21.2(SD=15.6)であった。またPTSD傾向が高い基準とされている25点以上の者の割合は,男性で18.8%(3名),女性で47.5%(19名)であり,カイ二乗検定の結果,有意差は認められた。( χ(2)(1) = 3.96)p<.05)。また,直接震災に被災した者と被災していない者とでt検定を行ったところ有意差は認められなかった(t=1.4,n.s.)。この結果は、直接被災していなくとも、間接的に震災を体験した、もしくは、支援している中で二次的に影響をもつことも考えられ、今後の検討の余地が残される。(2)インタビュー調査では、10名程度の実際に被災地において仮設住宅などを巡回し、支援にあたっている保健師、看護師、生活支援員、介護士などに調査を行った。そこでは、支援者が同時に被災者であるケースが多く、自らの家族の問題や介護、子育ての問題を抱えていることが語られた。また、放射線の影響に対する不安についての語りや、実際に避難している場所から、自宅がある場所に戻る選択を求められている時期でもあり、今度の調査においてさらなる検討が必要であると思われる。さらには、現状の負担感のみに焦点づけるのではなく、支援者のレジリエンスやストレスマネージメントなどの観点からの検討が必要であると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。臨床心理学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度において質問紙調査を実施しており、現在質問紙回答の回収中であり、これから順次分析を行っていく予定である。東日本大震災から3年が経ち、現場では、中長期支援の枠組みとなっている。震災直後から連続して支援に携わっている方の心理的負担には個人差が生じているともいえるが、今後、わが国において自然災害などが起こった場合に、本研究から得られた結果が、支援者のシステム構築の一助となればと考えている。
光誘起表面反応を併用したCVD法によるダイヤモンド膜の低温形成

熱脱離および光励起脱離の測定を行うための装置を設計製作した。本装置は,レーザー光を試料に照射する4種の入射窓(照射角:060°),脱離種の測定角を可変とするXYZθ試料ステージ(測定角:080°),time-of-flight兼用四重極質量分析装置,1400°Cまでの試料加熱機構を備えている。試料表面を改質するドース機構には,ガス導入管の一部を高温のタングステン管とすることにより気体分子を輸送中に熱解離させる熱クラッキングを採用した。これにより,試料加熱による熱解離を利用した,もしくは,熱クラッキング部で生成した原子フラックスを用いた,試料表面の終端原子の任意操作を可能としている。この熱脱離光脱離用超高真空装置を用いて,1300Kに加熱した試料表面での重水素分子の熱解離により,試料表面のダングリングボンドを重水素により終端する処理を行った。水素終端試料から熱脱離する水素分子の質量スペクトル測定を行い,熱脱離測定によって試料表面の終端構造を確認した。熱脱離測定により得られた知見を基に,ダイヤモンド結晶のH終端表面からのH2,O終端面からのCO, CO2等を対象として,現有のNd:YAGレーザー(基本波から4倍波までのパルスレーザー)を用いた光励起脱離スペクトルを測定した。物理吸着したH2OやCOなどが十分に脱離可能な200°Cまで試料を加熱・保持した後,波長及びエネルギー密度を変えてレーザーを照射した。基本波,2倍波,3倍波の場合には,いずれも脱離スペクトルが観測されなかったが,4倍波の場合には脱離スペクトルが観測された。この場合でも,表面の結合手の光反応による脱離ではなく,ダイヤモンドのバルク内の欠陥が4倍波の紫外線を吸収し,結晶全体が加熱して熱脱離がおこっているものと思われる。ダイヤモンド薄膜の気相生成上の問題として,高い基体温度(800900°C)がある。これは,成長表面のsp^3混成軌道を維持するためにダングリングボンドを終端するH原子が,高温(700°C以上)でないと脱離しないためである。そこで,本研究では,低基体温度成長の実現のために,光励起反応を用いた原子の吸着・脱離過程について動的に測定し,得られた知見を基にH原子を低温脱離させる光誘起表面反応を実現することを目的とする。本年度は,(100), (111)および(110)面の高圧合成Ib型単結晶を用いて,熱脱離および光励起脱離の測定を行うための,装置を設計製作した。本装置には, Nd : YAGレーザーを試料に0°から60°までの照射角で照射するための4種の入射窓,脱離種が0°から80°までの測定角で計測するためのXYZθ試料ステージ,ならびに,熱脱離スペクトルと光励起脱離スペクトルの両者を測定するためのtime-of-flight兼用四重極質量分析装置などが備わっている。これにより,脱離種の角度依存性を測定可能とし,脱離種の吸着時における結合角について考察することができる。また,(100), (111)の試料表面をDおよびO終端面とするためのD_2およびO_2ドース機構および,熱脱離スペクトル測定のための1400°Cまでの試料加熱機構なども備えている。現在,作製した装置について,既存の熱脱離測定データを利用した,熱脱離質量スペクトルの測定を行い,装置性能のチェックを行っている。ダイヤモンド膜の気相生成上の問題に,高い基体温度(800900°C)がある.