■会議報告
第13回 International Conference on Synchrotron Radiation
Instrumentation（SRI2018）参加報告
矢橋牧名 (理化学研究所高輝度光科学研究センター）
井上伊知郎 (理化学研究所）
今井康彦 (高輝度光科学研究センター)
大坂泰斗 (理化学研究所）
仙波泰徳 (高輝度光科学研究センター）
玉作賢治 (理化学研究所）
初井宇記 (理化学研究所）
原徹 (理化学研究所）
湯本博勝 (高輝度光科学研究センター）
第13回 International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2018）が，台北市（台湾）の国際コンベンションセンターにて， 2018 年 6 月 10 日～ 15 日の日程で開催された。台湾の National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC）がホスト施設をつとめた。
850 人超の参加者があり，国別には，台湾 204 名，ドイツ160 名，日本 125名，米国 98 名，中国 60名の順であった。

放 射 光 施 設  XFEL 施 設 の 現 状 と 将 来 計 画 ， 要 素 技 術（挿入光源， X 線光学系，検出器等），手法（イメージン
グ，時分割，分光，回折散乱等）を含む幅広いテーマについて議論がなされた。
プログラムは， 11 日～ 13 日はプレナリーセッションに図

オープニングセレモニー

はじまり，休憩を挟んでポスターセッションと企業展示，午後からオーラルセッションという構成であった。プレナ
リー講演は10件，口頭発表は230件（うち招待講演135件）

レナリー講演として，A. Baron 氏は，SPring8 におけるであった。日本からは，プレナリー講演が 2 件（石川哲

世界最先端の硬 X 線高分解能非弾性散乱ビームライン

也氏理研， Alfred Baron 氏理研），招待講演が 14 件

（ BL43LXU ）の紹介と，サイエンスの展開について講演（SPring8/SACLA 関連12件，PF 関連 2 件）であった。

した。湾曲結晶に 10 mK の温度勾配をつけるといった，11 日は，陳建仁台湾副総統を迎えたオープニングセ

高分解能を実現するための様々な先端的な技術とともに，レモニー（図）に続き，石川氏と Christoph Quitmann

固体中の熱輸送に関する基本的な物理を解き明かすための氏（MAX IV）のプレナリー講演が行なわれた。石川氏は，意欲的な取り組みが紹介された。イメージング分野では，「Synchrotron radiation research: retrospect and prospect」

PSI の Anna Diaz 氏 が ， SLS の コ ヒ ー レ ン ト 小 角 散 乱と題し， 1940 年代の放射光の発見から現在に至る光源と（cSAXS）ビームラインにおけるタイコグラフィの手法

利用の発展史をレビューするとともに，将来の展望と，社装置の開発に関して，優れたレビューを行なった。今後の会の諸問題解決のための放射光の重要性を述べた。この分

Multi-bend achromat （ MBA ベースの放射光源の実用化

野における我が国のプレゼンスも分かりやすく位置づけらとともに，分解能視野計測速度といった指標がどのよれていた。Quitmann 氏は，MAX IV の最新の状況についうに伸びていくか，またボトルネックはどこにあるのかとて報告を行なった。 2017 年から利用運転を行ない，現在いう議論が，定量的かつ説得力をもってなされた。また，は蓄積電流360 mA で運用しているということである。イ

Robert Feidenhans'l 氏 と Pantaleo Raimondi 氏 が ， そ れ

メージングを中心とする利用例もいくつか示していたが，ぞれ European XFEL と ESRF に関するレビューを行なまだ立ち上げ途上という印象であった。また，その他のプった。最終日の最後のセッションであったにも関わらず，

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(C) 2018 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research放射光ニュース ■ 会議報告

多くの聴衆が集まり関心の高さがうかがえた。 European

高エネ ルギー 領域 の X 線集 光光学 素子 として ， JohnXFEL はレーザー発振から 4 ヶ月で利用実験を開始した

Sutter 氏（ Diamond Light Source ， DLS ）により， DLSが，利用実験の採択率が 20 程度と非常に競争率が高の I15 1 ビームライン（ウィグラー光源）における 1 m

く，来年末までに更に 2 本のアンジュレータを稼働させ長の多層膜形状可変ミラーが報告された。 80 以上の反て軟 X 線から硬 X 線まで広い波長範囲をカバーするとい射率，1.5×1011 photon/s が得られている。オフラインでうことである。また，ESRF のアップグレード計画は，電のミラー表面形状の計測結果から形状の補正量を検討し，磁石などのコンポーネントの組み立てが順調に進んでお形状を修正することで縦方向を 9.7 mm に集光することにり，いよいよ来年リングの入れ換えを行う。

成功した。また， Kenneth Evans-Luterodt 氏（ BNL ）か以下，いくつかの主要分野のトピックスを示す。

らは，シリコン製キノフォームレンズによるナノ集光ビーム形成（～200 nmサイズ）について報告がなされた。
David Laundy 氏（ DLS）は，集光ミラーの上流側にポ【施設加速器挿入光源】
施設報告では，TPS，NSLSII，Sirius，MAX IV などリマー製の refractor （波面変調板）を入れることで，集の 放 射 光 施 設 ， SwissFEL ， PAL XFEL ， European

光ビームサイズを変更する方式を実証した。1 秒以下の変XFEL などの XFEL 施設の現状報告があった（一部は上更時間で，集光ビームサイズが 0.5 ～ 10 mm のレンジで可述）。低エミッタンス化が進む放射光施設であるが，現在変となった。相応の波面の歪み等はあるようだが， DLS

世界各地で進んでいるアップグレード計画の更に先の計画の VMXm macromolecular crystallography beamline に 実として， PETRA IV や HEPS （中国北京）など 100 装されている。

近いコヒーレントフラックスを目指した数10 pm の超低エ

日本からは， AKB / Wolter ミラー光学系（阪大松山

ミッタンスリングが紹介されていた。日本からは SPring智至氏，山田純平氏），軟 X 線向け集光ミラー（東大三8 II の加速器の設計（理研田中均氏）， SACLA のマル村秀和氏，JASRI仙波泰徳氏）に関するインプットがあチビームライン運転（理研原った。いずれもコンセプトアプローチがユニークであ徹氏），反射型セルフシードの結果報告（理研井上伊知郎氏）， 1 つのパルスからり，会場の高い関心を呼んでいた。

時間 間隔を制 御した ダブル パルス を作り 出す split-anddelay optics（理研大坂泰斗氏）などの報告があった。

【検出器】

挿入光源のセッションでは，クライオアンジュレータが検出器関連は 2 つのセッションから構成され，口頭発多くの放射光施設で導入されている印象を受けた。一方

表は合計 13件であった。 10件の X 線画像検出器に関するで，超伝導アンジュレータも， APS に 3 台が設置される発表に加え，マックスプランク研究所の Dmitry Vasilyevなど，着々と運転実績を重ねており実用化の段階に入ってによる電子スピン検出器，Trieste 施設の Jernej Bufon にいる。しかしまだ熱流入の問題があるため，ビームアパーよるマルチエレメント X 線エネルギー検出器，産総研大チャーが 7 mm 程度と大きい。今後 XFEL や低エミッタ

久保らによる超伝導軟 X 線高空間分解能ライン検出器のンスリングへの設置には， 3 ～ 5 mm のアパーチャーで永報告が行われた。X 線画像検出器については，PILATUS

久磁石を超える性能と安定な運転が実現できるかが普及のに代表される計数型検出器の発表は 1 件のみで，積分型鍵であろう。の 検 出 器 の 発 表 が 8 件 ， ス イ ス PSI 研 究 所 の A.
Bergamaschi による積分型と計数型の比較開発プロジ【X 線光学系】

ェクトの紹介発表が 1 件であった。口頭発表件数の割合

XFEL 関 連 の 話 題 と し て ， LCLS の Diling Zhu 氏 かからも検出器開発が積分型画像検出器に大きくシフトしてら，対称非対称のチャネルカット結晶 4 組で構成されいることがわかる。 XFEL では，フェムト秒バンチ内でた硬 X 線分割遅延光学系の報告があった。遅延時間を約複数の光子が画素に到来する。このため電子回路での光子10 ps の範囲で連続的に走査した際にも，集光位置の変動計数が不可能で，積分型検出器が必須である。MBA ラテを約 1 mm 以下に抑えることに成功している。チャネルカ

ィスを備えた次世代放射光源でもバンチ当たり複数の光子ット結晶内壁部に残存するダメージによる波面の乱れ，非が画素に到来するため積分型が重要になると考えられてい対称反射の影響による波面の傾き等，いくつかの課題は残る。発表されていた積分型検出器はいずれもシリコンをフっているものの，安定性が問題となっている分割遅延光学ォトダイオードとするもので，軟 X 線から20 keV 程度ま系に対する新たなアプローチとして興味深い。

でがターゲットとなっている。

Sasa Bajt 氏（ DESY ）は，マルチレーヤーラウエレン

軟 X 線領域では FLASH や放射光での利用を念頭に置ズ（ MLL ）によるナノ集光ビーム形成を報告した。マスいた 1 Mpixel/120 frames/s の高ダイナミックレンジ画像

クを使用した傾斜膜を積む方式で MLL を作製し，NSLS

検出器 Percival の開発進捗状況を， DESY の Alessandro

II において 16.3 keV で 8.4 nm × 6.8 nm の集光サイズをタMarras が発表した。これから最終形状のセンサ製造を開イコグラフィにより評価した。

始するとのことである。 LCLS II では 100 kHz 以上の繰

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り返しが可能なより高速のフレームレートが必要とされて大阪大学の高橋幸生氏は， SPring 8 で開発しているいる。そこで画素内にアナログデジタル変換器を搭載しAdvanced KB ミラーを利用したタイコグラフィの高度化た次世代検出器 FLORA のコンセプト紹介を Fermilab の多機能化について発表した。サンプルやミラー周りの温Tom Zimmerman が行った。今後の予算獲得を目指して度の安定化を進めることでビームポジションのドリフトをいる。

低減させ，10 nm の空間分解能が達成できている。また，

硬 X 線領域では， European XFEL 施設での AGIPD 検

化学状態のイメージングを行うスペクトロタイコグラフィ出器， LPD 検出器利用の開始に関して，同施設の検出器に つ い て の 実 験 例 が 紹 介 さ れ た 。 David Shapiro 氏

責任者 Markus Kuster が発表を行った。ドイツの科学研（LBNL）は，ALS で行っている2002000 eV の軟 X 線を究大臣の視察時にも動作していない検出器モジュールがあ用いたタイコグラフィを紹介した。動作中の電池の oper-るなど，検出器運用担当者が苦労している様子がしのばれ

ando 計測や 3 nm の超高空間分解能タイコグラフィといたが，利用実験は順調に立ち上がっているとの発表であっった耳目を引く研究成果を報告した。また， Christian G.

た。AGIPD は画素サイズ 200 mm □と LPD の 500 mm□にSchroer 氏（ DESY ）は PETRA III, P06 におけるアクテ比べて比較的小さく，同施設で最も期待されている検出器ィビティを紹介した。タイコグラフィ法により 5 nm の空である。DESY の J. Becker がポスター発表でこの検出器

間 分 解能 を 達 成し て いる 。 ま た ， adiabatically focusingの補正方法について詳細を報告していた。 1 Mpixel あたlens（AFL）により20 nm 以下の集光サイズを達成していり 2.8 × 109 個の補正パラメータ（ 22 TByte ）の取得が必る。応用として，半導体のコアシェルマイクロロッドに要とのことであった。今後省力化を検討していくとのこと

ついて， 5 mm × 5 mm × 10 mm の領域を 50 nm 分解能で取であるが，ビームタイムごとにある程度の補正パラメータ得した例などが示された。

取得作業は必要な見込みとのことで，European XFEL がYong Chu 氏（ BNL ）は NSLS II HXN ビ ームラ イン

選択したマイクロバンチ構造が検出器に対して大きな制約における，高分解能マルチモーダルイメージングの開発状を課していることが理解できる。 2020 年代に実用化が可況を報告した。集光素子として MLL と ZP を使い分け，能となる硬 X 線画像検出器開発としては，理研の初井ら

3 次元 XRF の細胞イメージング， Ag ナノ粒子のタイコによ る定 格 17 kframe / s の 高速 検出 器 CITIUS ， およ びグラフィ像，三次元ひずみの観察例等が示された。 PeterDESY の Heinz Graafsma に よ る PETRA IV, EuropeanCloetens 氏（ ESRF ）は ESRF ID16A におけるナノビー

XFEL の CWXFEL 化に対応するための100 kframe/s 検ムを利用したマルチモーダルトモグラフィを報告した。多出器のコンセプトについて発表があった。

層膜 KB ミラーにより， 12 ～ 50 nm の集光ビームが， 1.4開発グループによる発表は科学的内容に偽りはないもの

× 1012 ph / s （＠ E ＝ 17.0 keV or 33.6 keV, DE / E ＝ 1 ）のいずれも宣伝色が強く，検出器ユーザにとってバランスで利用可能であり，集光ビームの高い安定性（水平 2 nm，の取れた情報収集は容易ではなかったと推察される。宣伝

垂直10 nm 程度を 6 時間以上維持）も示されていた。

色の強い画像検出器の発表が多い中で一服の清涼剤となっNSRRC の C.-S. Ku 氏 は ， TPS の X ray NanodiŠrac-た の は ， PTB の Michael Krumrey に よ る 計 数 型 検 出 器

tion ビームライン 21A で行っている走査型ラウエ顕微鏡

PILATUS 100k の詳細な性能評価の報告であった。画素と成果について紹介した。 K B ミラー集光によって，白ごとの感度ばらつきの光子エネルギー依存性や低エネル

色 X 線を 80× 80 nm2 に集光し，試料からの Laue 反射をギー領域での感度の低下，計数率の非線形性の光子エネル

真 空 封 止 の PILATUS 6M 検 出 器 で 撮 影 す る こ と に よ

ギー依存性を定量的に報告していて興味深いものであった。

り，多結晶試料の方位分布や歪み分布を測定することができる。試料観察用の SEM に加え，可視光の発光分光器，【コヒーレンス利用イメージング】
コヒーレンス利用のセッションでは，Bragg 反射周辺の蛍光 X 線検出器も備えており，幅広い試料に対応できる装置になっていた。

スペ ックル を測 定する こと で結晶 の歪み を可 視化 する

少 し 毛 色 の 違 う 話 題 と し て ， Henry Chapman と Ralf

Bragg CDI と，ビームを走査して回折像を測定すること

Rohlsberger から高次コヒーレンス計測による量子イメーで試料のイメージングを行うタイコグラフィが，海外の放ジング構造解析の発表があった。強度干渉などの高次コ射光施設において精力的に開発されているという印象を持

ヒーレンス現象を観測する場合には，光のコヒーレンス時った。これらの方法は手法開発から実材料への応用へと急間とパルス幅（または，検出器の応答時間）が同程度であ速にシフトしており，様々な興味深いアプリケーションがる必要がある。 XFEL の登場によって短パルス X 線が利発表されていた。また，硬 X 線ナノ集光ビームを利用し用可能になり高次コヒーレンス現象が比較的簡単に観測でたマルチ分析ビームラインの整備が様々な放射光施設で進きるようになったため，このような研究が行われるようにんでおり，吸収，蛍光 X 線，位相コントラスト，回折，なったのであろう。可視光領域で，量子イメージングや非タイコグラフィなどを備え，三次元で高分解能かつ高感度古典光の生成法の研究が最近流行していることを考えると，な顕微分析が実施されている。

X 線領域での高次コヒーレンス現象の開拓は非常に面白

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放射光ニュース ■ 会議報告

い研究テーマになり得るだろう。
【分光】
非弾性散乱のセッションは 2 つに分かれていて，それぞれ特にテーマを絞っている訳でもなく，やや散漫な印象を受けた。この中では，軟 X 線共鳴非弾性散乱（RIXS）の分光器が特に興味深かった。 DLS からの講演では，分解能30,000を超えるビームラインが限られていることが指摘された。このクラスの分光器は残念ながら日本には存在しない。この講演のタイトルが「RIXS facility」とうたっているように，単なる測定装置というよりは，一つの施設のような規模であった。まず，高分解能を達成するために長尺のアナライザーアームが必須となるが， DLS のものは 15 m に及ぶ。そして，その性能を発揮するために，地図バンケット会場の The Grand Hotel

中深くまでパイルを打って，リング建屋とは別棟を建てている。その結果，床面の振動は100 nm（1～100 Hz）に抑えられている。これほどの投資をするには，相当サイエン設計が丁寧に行なわれているという印象を受けた。軟 X

ティフィックケースを検討してあるはずで，その計画実線ビームラインは 3 本あり，そのうち 2 本のアンジュ行力に驚くばかりである。同じく分解能 30,000 を超える

レータビームライン（ 41A, 45A ）では， C.T. Chen によESRF の 軟 X 線 RIXS ビ ー ム ラ イ ン か ら も 報 告 が あ っって提案された Dragon 型分光器の発展版である Active

た。こちらはミラー表面へのコンタミネーションの対策がGrating Monochromator がインストールされていた。不興味を引いた。当初，表面へのコンタミネーションを抑え等刻線間隔回折格子を 25 個のアクチュエータにより形状るために酸素を少量（10－9 mbar）導入していたという。

可変とすることで収差が低減されエネルギー分解能数万が3 年が過ぎても表面が綺麗であったが，計測してみると実達成されており， 2000 年台初頭から培われてきた技術がはエッチングされていたことがわかった。そのため，現在高い水準にあることを示していた。RIXS エンドステーシは酸素を入れていないということである。

ョン（ 41A ）ではスペクトロメータとしても Active grat-

硬 X 線の高分解能分光器について，上述の Baron 氏のing が採用されており，酸素の Kedge でトータルエネル

プレナリー講演に続き，パラレルセッションでもいくつかギー分解能20,000以上を達成しているとのことであった。の新 しい装 置が 発表さ れた 。特に 興味を 引い たの は，実験ホールでは冷却水配管は天井からダンパーを介してNSLS II や APS の Montel ミ ラ ー を 使 っ た 分 光 器 で あ吊り下げられており，各装置（光学素子やエンドステーシる。試料から発散する X 線を Montel ミラーで平行化するョン）の架台は床に接着されていて，振動対策に気を使っと，平板結晶で高分解能を達成できる。そうすると例えばている様子が見受けられた。

水晶を分光結晶として，様々な元素で高分解能の RIXS が可能となる。ミラーと結晶を組合せた光学系は，今後の発同日夜には，台北市内の The Grand Hotel（圓山大飯店）にてバンケットが開催された（図）。

展を期待できそうな印象を受けた。
【終わりに】【施設見学】SRI も回を重ね， 1000 人近い参加者を擁する大きな会

14 日には，バスで新竹市まで移動し， Taiwan Photon

議になっているが，マンネリ感や閉塞感をあまり感じるこSource （ TPS ）の施設見学が行なわれた。 TPS は，コンともなく，各国各施設とも概ね健全に発展しているといパクト第 3 世代の 3 GeV 放射光源で， 2016年から利用運う印象を受けた。光源とサイエンスの絶え間ない進歩がこ転を開始している。見学は，Phase I の 7 本を中心とするの分野の発展を支えていると思われる。このような状況の各ビームライン，蓄積リング，挿入光源のテストベンチに中で，我が国からのインプットに目を向けると，口頭発表

分 か れ て 行 な わ れ た 。 硬 X 線 で は ， 標 準 的 な Proteinの件数こそ参加者の国別の平均からみると少ないものの，Microcrystallography，Quick-scanning XAS 等に加えて，発表の内容は概ね国際水準を超える高いものであったと思

X ray nanodiŠraction （ 21A ）， X ray nanoprobe （ 23A ）う。発表者の年齢構成も，ベテランから若手まで幅広く分等のハイエンドのビームラインが設置されている。ここで布している。最近，放射光学会の年会をはじめとする国内は， X 線集光光学系や 2 次元検出器の積極的な導入に加の関連学会において活気を感じることが多いが，特に基盤えて，試料周りを高真空にしてナノアライメントを SEM技術については，そのまま国際会議にも十分通用する高いで行なうといった様々な工夫がなされており，実験装置のレベルに達しているということを改めて実感した。しかし

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ながら，サイエンスに展開するところでは依然課題が多でホストをつとめながら，ハンブルクにおいて開催されい。科学技術を支える基盤として，いかに「外側」に門戸る。ハンブルクでの開催は， 1982 年の第 1 回に続く 2 回を開いていくかを考えていくことが重要であろう。

目である。

次 回 の SRI2021 は ， DESY と European XFEL が 共 同

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