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東北大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センター～次世代放射光NanoTerasuへの東北大学の役割～

https://sris.tohoku.ac.jp/

東北⼤学 国際放射光イノベーション・スマート研究センター⻑

村松 淳司

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国内初の大型研究基盤整備手法
2018年7⽉3日 官⺠地域パートナーの決定
建設費概算総額︓約380億円程度（整備用地の確保・造成の経費を含む）

官

地域 パートナー
代表機関

光科学イノベーションセンター

国の主体

高田昌樹 理事⻑

枢要部の建設・運営
入射器・蓄積リング
ビームライン 〜3本

⺠

⺠間企業

コアリションメンバー
有志連合活動への参画

 基本建屋、研究交流施設
ビームライン 〜7本 コアリション活動の推進

海輪誠 会⻑

 土地造成 誘致企業への支援
村井嘉浩 知事

郡和子 市⻑

 地域支援 都市ビジョン「光イノベーショ
ン都市・仙台」 トライアルユース事業

⼤野英男 総⻑ 土地提供 学術研究（国内外連携の推進） 産学連携の強化（コアリション活動支援）

加⼊企業︓約100社（分析会社7社/2022年1⽉時点）（内訳）⾃動⾞・⾃動⾞関連機器製造・タイヤメーカー、産業用機械・電子機器・電子部品製造、化学・非⾦属材料、⾦属・エネルギー、化粧品・製薬・医療福祉関連製品製造

分担︓約180億円
宮城県、仙台市、寄付⾦等︓約100億円 コアリション活動の支援

加⼊⾦: 一口5000万円（10年間有効、建設資⾦協⼒）
インセンティブ︓200時間/年の利⽤権、課題申請免除、毎⽉申請、成果専有、研究者マッチング⽀援、他施設を活⽤した利⽤準備⽀援（現在60社以上、学術との先⾏マッチング）官⺠地域
パートナーシップ

利⽤予定者が⽀払う加⼊⾦、多様な資⾦源を活⽤して、施設を整備
財務省 歳出改革部会
⺠間資⾦を活⽤した今後の施設・整備・運⽤のモデル（令和3年11月1日開催)

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東北大学
国際放射光イノベーション・スマート研究センター
Tohoku University,
International Center for
Synchrotron Radiation Innovation Smart (SRIS)

学内措置で2019年10月1日設置

2022/12 次世代放射光施設「NanoTerasu」建設中

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学内措置で2019年10月1日設置

東北大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センター

Tohoku University, International Center for Synchrotron Radiation Innovation Smart （SRIS)

多様なディシプリン（専門分野）、課題（産/学）、技術、人材が集積
未来型医療、創薬大学
研究機関
学術団体，学会
放射光施設

農業、食品
・農学研究科・食と農免疫国際教
育研究センター

物質・材料・エネルギー・環境・多元物質科学研究所、・金属材料研究所
・流体科学研究所 ・災害科学国際研究所
・理学研究科 ・工学研究科 ・環境科学研究科

エレクトロニクス
・国際集積エレクトロニクス研究
開発センター・省エネルギー・スピントロニクス
集積化システムセンター
・電気通信研究所

基幹・医学、歯学、薬学研究科
・加齢医学研究所
・医工学研究科
・生命科学研究科

次世代計測技術の研究・開発

QST
東北大学新センター

海外のリサーチコンプレックスとの連携
不揮発システムLSI・国内外の共同研究の増加
・産学連携を強化する国際的頭脳循環のハブ機能
・若手研究者、（海外）特別研究員等の採用

健康

食の安全製品、価値 （概念） の創造

横幹

ｴﾝﾄﾞｽﾃｰｼｮﾝと次世代計測技術のｲﾝﾀｰﾌｪｰｽの研究・開発

エコカー、有機EL
エネルギー産業

PhoSIC

産業界

展開 社会連携・分野融合研究の推進

サイエンスの裏付けが必要な基幹計測技術の開発、設計への助言、産学のフィジビリティスタディまでをカバー

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本センターの部門構成

次世代放射光ビームライン
拡⼤模式図

サイエンスの深化と展開

国際放射光イノベーション・スマート研究センター

2020-2022年度

横幹研究部門

次世代計測技術と放射光科学をつなぐR&D
４スマートラボ
次世代検出法

ビッグデータ

横幹 国際連携
データ可視化

基幹研究部門

次世代計測技術の研究開発
６スマートラボ
階層的計測
スピン
計測

展開研究部門社会連携、分野融合研究の推進
４スマートラボ

機能計測
多元計測

基幹 界面計測
生命分光
計測

農業・食品

未来型
医療・創薬

展開

物質・材料・
ｴﾈﾙｷﾞｰ・環境

ｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ

欧州

スーパーコンピュータ

アジア・ｵｾｱﾆｱアメリカ
南米

リサコン４極構想

エンドステーションの設計を裏付けるサイエンス支援から、産業界との価値共創の牽引まで、本センターが中心となって学術研究を先導する7

准教授・野村 光
准教授・吉田純也

准教授・星野大樹

准教授・ Zhong.Yin

東大・物性研准教授・高山祐貴

東大・物性研8

コアリションメンバーとSRISとの関係
SRIS
コアリションBL技術供与

PhoSIC

共同研究，フィージビリティスタディサポート

コアリションメンバー
コアリションメンバー参画

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国およびパートナーが整備するビームライン
共用BL
国側

3本

世界最高性能で自然科学を先導

コアリションBL
パートナー側7本

様々な物質の機能を可視化

BL06U

軟X線ナノ光電子分光

BL07U 軟X線電子状態解析

BL13U

軟X線ナノ吸収分光

BL08U 軟X線オペランド分光

BL02U

軟X線超高分解能共鳴非弾性散乱

BL14U 軟X線イメージング

軟X線

BL10U X線コヒーレントイメージング
BL08W X線構造-電子状態トータル解析
BL09U X線オペランド分光
BL09W X線階層的構造解析

硬X線

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BL10U X線コヒーレントイメージング
BL08W X線構造-電子状態トータル解析

BL07U 軟X線電子状態解析

BL09U X線オペランド分光

BL08U 軟X線オペランド分光

BL09W X線階層的構造解析

BL14U 軟X線イメージング

BL09W

東大・物性研BL08W

東大・物性研准教授・江島丈雄

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EUV（50eV）〜 硬X線（約15keV※）をカバーする７BLの横断的利⽤で，ほぼ全ての原子種のデータ計測が可能
Wave length (nm)Photon energy (keV)

0.05-1.0 keV

2.1-15 keV
2.1-13 keV

0.18-2.1 keV
0.2-1.4 keV

4.4-30 keV（白色）
5-15 keV12○ コアリションビームライン（BL）による利用の進化（従来） 複数の放射光施設をまたいでデータ収集（次世代放射光）→ 7本のコアリションBLの横断的利用により、効率よく必要なデータを取得
マルチスケール/マルチ情報
コヒーレントイメージング

雰囲気オペランド
分光計測

Ⅶ Ⅰ
08U（Ⅶ）

オペランド
光電子分光・回折計測

09U
（Ⅰ）

全元素追跡オペランド解析

ハイスループット計測

Ⅲ

Ⅱ

09W
（Ⅲ）

プラグ＆プレイ
テクノロジーⅣ

08W オールマイティ（Ⅲ） 階層構造・電子状態計測
メールイン＆リモート
物質情報全解析

10U（Ⅳ）

コヒーレントイメージング計測

07U
高分解能（Ⅵ） 電子状態計測

VI

14U（Ⅴ）先端機能
イメージング計測

V

横断利用に最適化したビームラインのラインナップをデザイン

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実験ホール内部

CFRP
製造装置

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BL No.
（旧番）

07U
(Ⅵ）
08U
（Ⅶ）
14U
（Ⅴ）
08W
（Ⅱ）
09U
（Ⅰ）
09W
（Ⅲ）
10U
（Ⅳ）

BL名称

エネルギー

主要装置

特徴

軟X線電子状態解析

0.05~1.0 keV

軟X線発光分光デバイスや溶液を含む複雑系の電子状態や化学状態の分析

軟X線オペランド分光

0.18~2.0 keV

雰囲気光電子分光

固体の電子状態・化学状態のオペランド時空間マッピン
グ、リアルタイム観察

軟X線イメージング

0.20~1.4 keV

軟X線顕微鏡ナノ構造の元素分布、磁性、ダイナミクスを含む高分解能分光イメージング

局所構造解析

2.1~13 keV

X線オペランド分光

5~15 keV

硬X線光電子分光

階層構造

4.4~30 keV

4D高速X線トモグラフィ

X線コヒーレントイメージング

2.1~15 keV

X線吸収分光 (XAFS),
構造解析および自動測定
SAXS, WAXS, XRD

コヒーレント回折イメージング

バルク内部や埋もれた界面の化学状態
X線CTによる内部構造の可視化
内部構造の高分解能可視化• 従来の施設より測定時間が大幅に短縮する。
「このデータの別の条件は次のビームタイムで...」ではなく、種々の条件でのデータが取得できるようになる。

• 測定結果の質が抜本的に向上する。


一般に、質の悪いデータは積算しても大幅には改善しない（時間的に徐々に変化する系統誤差などのため）15
Photon Science Innovation Center○ 挿入光源

⇒ 通過する電子軌道を蛇行させて強力なＸ線を発生する装置○ フロントエンド○ 光学ハッチ⇒ 実験に不要な波長の光（熱）を除去するセクション
実験ハッチ ⇒ 放射線シールドルーム○ BL輸送チャンネル ⇒ 実験に必要な波長選択や集光を担う光学系○ エンドステーション⇒ 試料をセットして計測する実験装置（加速器）収納部
実験ホール

拡大

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International Summit on SR innovation – AOBA summit
Chair: Hideo Ohno, President of Tohoku University「1st Next Generation Synchrotron International Forum」（April 21-23, 2019, The Westin Sendai, Tohoku University）

AOBA communique April 22, 2019

 Congratulate Japan on successfully initiating the next generation 3GeV Synchrotron Radiation
facility construction in Sendai Tohoku and hosting the 1st International Forum for innovation in
Next Generation SR. This proves to the world Japan's full-fledged recovery from the Great EastJapan Earthquake.
 Establish the Summit Meeting amongst SR facilities worldwide to be held on a regular basis as aforum for development of alliances between universities, industry and the facilities to promote
basic and applied research.

「2nd International Summit on SR innovation – AOBA summit 2」（April 24, 2020 Held online）

AOBA communique2 April 24, 2020

 Sharing information and developing cross-cutting efforts in scientific research to address theCOVID-19 pandemic
 Construction of a global network of X-ray science research facilities
 Promoting research and development of IT systems
 Sharing experiences of remote systems that can be operated remotely and mail-in systems
that send experimental samples and perform experiments
 Promoting coordinated efforts with other analytical laboratories「3rd International Summit on SR innovation – AOBA summit 3」（July 1, 2021 In-person & online, Aobayama Commons, Tohoku Univ.
 Plenary lecture was by Dr. Francesco Sette and keynote ones by other directors of the world's
major synchrotron radiation facilities.
 Young researchers gave lectures on the most advanced measurement science and technology.

「4th Next Generation Synchrotron International Forum」（October 25, 2022 Sendai Garden Palace / Metropolitan Sendai）

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Webサイトhttps://sris.tohoku.ac.jp/

http://www.phosic.or.jp/