放射光とX線について

放射光とは、直進する高エネルギーの電子に対して、偏向磁石により軌道を曲げた時に発生する接線方向の人工的な電磁波(光)です。放射光には高輝度(極めて明るい)・高い指向性(細く絞られ拡がりにくい)などの優れた特徴があり、電子のエネルギーが高いほどX線などの短い波長の光を含むようになります。

放射光を利用した研究成果

近年の放射光利用による研究成果として、微小タンパク質の構造解析や、小惑星イトカワ微粒子の3次元構造解析、ナノ結晶複合薄膜の規則成長の構造決定などの基礎研究から応用研究だけでなく、燃料電池の白金触媒の化学状態の可視化、高性能タイヤの新材料開発技術など様々な産業分野にも広く利用されています。

生命科学

• 細胞内を3DイメージングできるX線顕微鏡開発
• 光合成の中核をなすタンパク質複合体の構造解析

物質科学/産業

• ニッケル水素電池の高容量化
• ヘアケア用品開発へ向けた髪の毛の内部構造解析
• 三次元計測の新手法が低燃費タイヤの開発に貢献

環境科学/地球科学

• 地球内部の環境を再現
  （外核が二層に別れて対流している可能性を示唆
• はやぶさ持ち帰りの小惑星イトカワの微粒子解析

考古学科学/鑑定

• 犯罪捜査の分析・鑑定
• 蛍光X線分析による三角縁神獣鏡の原材料調査
• 木製古面から剥離した破片をもとに原材料を特定

放射光施設とは

放射光施設は「巨大な顕微鏡」に例えられます。原子や分子の世界を観察するには、物質内部のミクロな世界を照らし出す強い光(X線)が必要です。蓄積リング内の大型加速器と特殊な偏向電磁石により、よく絞られた強いX線を発生させることで、微細な領域を十分明るく照らし出せる光が実現可能となります。

放射光施設は電子銃から放出した電子を光速近くまで加速し、偏向電磁石や挿入光源を用いて得られる放射光を物質に当てることで、微細な構造を調べることができる研究施設です。発生した放射光は蓄積リングから放射状に設置されたビームラインに導かれ、様々な研究・分析に利用されます。

当社の高精度X線ミラーは、ビームラインにおいて、集光や分光、結像などを目的に使用されます。使用例として、試験サンプルの手前に高精度のKBミラー（Kirkpatric-Baezミラー）を設置し、X線をナノオーダーまで集光することで、より高い分解能を得ることができます。

大型放射光施設 SPring-8

SPring-8は世界最高性能の放射光を生み出すことができる、全周1.5km、ビームライン数62本(うち56本が稼働中)の大型放射光施設です。SPring-8はアメリカのAPS(Advanced Photon Source)、欧州のESRF(European Synchrotron Radiation Facility)とならぶ世界最高レベルの放射光施設として基礎研究から産業利用まで優れた成果を挙げています。当社はSPring-8と、隣接するX線自由電子レーザー施設SACLAに多数のミラーを納入してきました。

SPring-8（外部サイト）

世界の放射光施設

現在、日本・アジア・アメリカ・欧州を中心に世界中で40以上の放射光施設が稼働しています。当社の高精度X線ミラーは、回折限界の集光を実現するミラーとして、これらの先端的な放射光施設およびX線自由電子レーザー施設で利用され、その製作精度は高い評価を得ています。