317

放射光第 11 巻第 4 号( 1998年)<J ï海外ビームライン J シリーズ仁>

ESRF 超私見レポート
細川伸也(Pl向ps UniversityofMarburg*)

フンボルト奨学生としてマルブルク大学でエネルギー分
散 X 線回折の実験のための装置を作っていた筆者が，ESRF で実験をするようになったのは，ほとんど同時に起こったふたつのきっかけによる。ひとつめは，
HASYLAB や ESRF を使って液体 Li の X 線非弾性散乱の実験を行い1)，学位論文を書いたばかりだったドイツ・
口ストック大学の Sinn さんが，アルカリ金属の高温高圧下中性子非弾性散乱の経験のあるホスト教授の招きで，マルブルク大学で講演をした。このとき，私たちが X 線田折実験に使おうとしていたサファイアセル2) と高圧容器を見て，そのまま X 線非弾性散乱実験に使えるので共同で実験をやろうとなったことである。ふたつめは，以前に共同研究者であった広島大学総合科学部の田村捌三郎先生から，高温高圧下の流体 Se のエネルギー分散 X 線回折実験を日仏共間で ESRF を使ってやることになったのだが，なにぶん初めて放射光でする実験なので手伝ってほしい，と声がかかったのである。

Figure1. BeamlinesintheexperimentalhallatESRF.

マルブルクからグルノーブルまでは 900km 余りある。
飛行機で行くにはお金が無く，列車で行くには乗り搬ぎの連絡が悪くて時間がかかり過ぎるので，主に車で高速道路(アウトバーン)を往復する。コースはアルプスとレマンンが稼働中である。現在私たちは 1700 C， 150bar までの0

湖のほとりを経由するスイスコースと，直接フランスへ入高温高圧下で流体アルカリ金属の X 線弾性散乱実験をってしまう，風景に全く面白味の無い鹿行コースがある

ID30 で，非弾性散乱実験を ID16 で試みている。 ID30高圧が，距離はほとんど同じである。人だけが行くときはもちステーションでは，アンジュレータとウィグラーの組み合ろんスイスコース(高速料金も年額制で安い。)を選ぶが，わせを挿入光源として用い，150keV 以上の自色 X 線と実験装量を持っていくときは独仏直行コースをとる。なぜ

SSD 検出器を使ったエネルギ一分散実験，あるいは 60なら， EU 内なので国境検問と税関が廃止され，装置につkeV までの単色 X 線とイメージングプレートを使った角いて調べられたり関税をかけられたりする心配が無いから度分散実験が可能である。ビームラインはダイヤモンドアである。最初はドイツ人の同僚が，途中で給油と昼食用のンピルなどの高圧実験用に作られているので， 10 ミクロサンドイツチを買うためにガソリンスタンドへ行くだけン角までの微小入射ゼームを使った測定が可能である。

で，ひとりで 7 時間余りも連続運転するので驚いたもの

ID16非弾性 X 線散乱ビームラインの詳細は公表されてだが，自分でもやってみると十分に可能である。高速道路

いるインターネット情報3) などに譲るが， ESRF で大きくがドイツもスイスもフランスも広くてすいているので，進歩した技術であるので，少し紹介したい。アンジュレー

タ挿入光源から出た白色 X 線は，クライオ冷却されたく運転しても日本ほど疲れない。
さて本題を始めると， Fig.l は ESRF のビームライン

Si(111) 二結晶前置モノクロメータおよび超高分解能 Si 後のレイアウトである。周長 844m のストレージリングに方反射モノクロメータ(ブラッグ角 89.96度)により単色

は， 32 個の偏向電磁石光源 (BM)と，同数の挿入光源化され，湾曲ミラーによってゴニオメータ中心に約0.5(ID) が互い違いに並べられており，約30本のビームライmm 角に集光される。この単色化，集光はすべて，測定室

ヰ， I
nstituteo
fPhysical , NuclearandMacromolecularChemistry , PhilippsUniversityofMarburg

Hans‑
MeerweinStr.D‑
35032Marburg(Lahn) , Germany
TEL (+49)
6421‑
282396 FAX (+49)
6421‑
288916 e‑
mail hosokawa@mailer.uni“marbur・g-de‑41‑(C) 1998 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

318放射光第 11 巻第 4 号(1998年)

後方に設置された長さ約20m のモノクロメータハッチで行われる。この X 線経路はすべて超高真空仕様である。
入射 X 線エネルギーは，liquidNa
1150C

Si(999) 反射のとき 17.794 keV,C) (e(2O)の一Cコム」

111 11) 反射のとき 21.748 keV である。公表されてSi(l日あいる情報からさらに進歩しているのは， X 線検出器側である。試料により散乱された X 線は長さ 7m の臣大な水平ゴニオメータアームに載った，それぞれ散乱角の異なる5 個の 2 次元集光型 Si 結晶により再び後方散乱され，試料位置のすぐそばで検出される。従って 5 つの散乱波数

恥

値 Q でのスベクトルが同時に測定できる。エネルギー走査は，モノクロメータ結品の温度を変え， Si 結晶の格子定数を変化させることで行う。エネルギ一分解能は，現在
日 (999) 反射時で 2.9 me
V, Si(1111 11) 反射時で1. 4meV まで向上しており，エネルギー走査時間はそれぞれ同40

約 1 時間， 4 時間で十分に統計性の良いデータを収集する

幽202040ことができる。

本誌、本年第 l 号で野田先生が相補性と書いておられる 4)が，非弾性散乱の実験を分解能のはるかに良い中性子線でF
igure2. SelectedinelasticX‑rayscatteringspectr
aofL
iquidNaar.
at1
15C and5b0はなく放射光 X 線を使って行うのは，放射光にはいくつか中性子線に無いメリットがあり，それが私たちの要求する条件にフィットするからである。原子炉からの熱中性子線を非弾性散乱実験に使うときの最大の欠点は，試料の音る。

さて，筆者は日本で PF あるいは UVSOR で実験を行

速がおよそ 3000 m/s を越えると，入射中性子線の飛行速った経験がある(残念ながら 3 年間毘本を宮守にし，度との関係で，フォノン分散の様子が Q の小さな領域でSPring-8 も経験が無いので up-to-date ではない。)ので，見ることができないことである。液体金属では例えば，いくつか気が付いた ESRF と日本の放射光施設の違いにLi, Al , Cu, Mg, Ge, Ga などが不可能である。

ついて経験も交えて述べたい。最初にビームタイム申請に第二の中性子線の欠点はやはり，入射中性子線密度が極ついてだが， ESRF では科学研究費補助金並みの採択率めて小さいことであろう。これはそのまま，数 cm オーダの悪さと，採択されたときの非常に長いビームタイムが特ーの試料を使って 1 週間オーダーのビームタイムで測定徴だと思う。厳しく審査して良い研究に良い条件をというし，やっと一熱力学的条件の結果が得られることに対応すのがポリシーなのだろう。日本では，できるだけ多くのグる。散乱断面積の小さな Na のような元素についてはもっループに研究機会を，と条件が厳しくなる。少し私たちの研究結果の宣伝をさせはよかったが，ビームタイムもそれに配慮して非常に短くていただくと， Fig.2 は融点直上の液体 Na の X 線非弾申請した。筆者も PF で EXAFS の実験をしていたとき，という平等感からか，かなり採択率性散乱スペクトルの一例である。 Oが実験結果，波線は分リーダーから 10 分刻みでビームタイム消化予定を提示さ解能関数，実線は理論曲線を分解能関数で広げたもののベれるのが常であったが，いつも余裕がほしかった。

ストフィットである。液体ナトリウムの音速はおよそグルノーブルへの旅費，あるいはそこでの滞在費に恵ま2500m/s であるので，測定は原理的には可能だが，散乱れていることもヨー口ッパの研究者には好条件であろう。

断面積が小さいのでこれまでできなかった。筆者の同僚は

1 ビームタイムにつき， 3 人の研究者(ユーザ)の旅費，世界最強のスバレーション中性子源と言われている英国の滞在費が支給される。旅費はほとんど実費である。列車でISIS へ開様の実験をしに行ったのであるが，一晩測定し行った人はそのチケットを送ると全額返ってくる口飛行機ても試料容器以外からの散乱シグぉナルが見つからず，容器の場合その区間により，実費か，その区間相当の鉄道運賃から液体 Na が流れ出てしまった，と勘違いしたほどである。また，試料サイズが大きいことは高温，高圧，低温，が支給される。私たちのように自家用車に相乗りしていく

場合は，車の所有者に 1km あたり1. 8 フランとともに，高磁場などの条件を達成し，それを長時間維持するのに大高速料金がその領収書とヲ i き換えに支払われる。従って，きな障害となる。さらに，徴小単結晶しかできない物質の車の相乗りや二つのビームタイムの掛け持ちで旅費を浮かフォノン分散の研究にも致命的である。 SPring-8 でこのすなどという芸当はできない。この 3 人のユーザには，ような高分解能 X 線非弾性散乱のビームラインはまだ計ESRF と lLL 共通のゲストハウスおよび所内レストラン

画段階と開いているが，是非実現して日本や近隣アジア諸での，それぞれ朝食付宿泊費，昼夕食費も支給される。食国の様々な分野の研究者に道を開いてほしいと望んでい費はもちろん上限があるが，いつも所内で食事を取るわけ‑42放射光第 11 巻第 4 号

319(1998年)

ではない(たまにはグルノーブルの町へ出て，自費でもい存はなかった。しかし，いからおいしいフランス料理が食べたい)ので，フランス了解を得ょうがない。申請書に書いていないことは，いく

ワインを所内レストランから 2 ， 3 本マルブ jレクに持ってら安全に思えても無断で実験してはならないのである。

帰れるくらいはいつも余る。もちろん，ユーザになることアルカリ金属試料はマルブルク大学にあるグローブボッができるのは，ヨーロッパ内の ESRF 拠金国 (13 ヶ国)

クスを使って無酸素無水分 Ar ガス雰囲気中でサファイアの研究機関に所麗する研究者に限られている。筆者もフンセルに詰め込み，高圧容器内に封じて車でグルノーブルにボルト奨学生の時期はロストック大学から出張費用を出し運んでくる。ところが実験中にセルや試料に問題が生ずるてもらい，マルブルク大学の研究員になってから ESRFと， ESRF の化学窓の高級グローブボックスのお世話にのユーザとなることができた。このシステムはおそらく，なる。ここでも同様の問題が起こる。室長はドイツ人で，いくつかのヨーロッパの国々からのお金で作り，維持して私たちは「グロープボックスマイスター J と呼んでいるが，いる施設なので，遠くの閏からの研究者に不平等感が生ま彼はそこでは絶対権力者なのである。最初は私たちのフラれないような配慮だと思う。

ンス人共同研究者が，彼に十分に確認を取っておかなかっ

ESRF を訪れた人の誰もが最初に思うことであろうが，たミスがあって，彼は他の使用者の優先権を主張した。そビームラインに日本の放射線取り扱い区域にあたる規制がれで私たちは，誰も使っていないグローブボックスをビー無い。日仏の法律の違いなので仕方がないのだろうが，ビムタイム中，丸一目指をくわえて見ているしかなかった。

ームラインで瑚排を飲み，リラックスして実験している

優先権者はただ試料をボックス内に保管していただけなのと，ふと日本でラジオアイソトープの無い区域でも全面的に，である。さあ使えるぞ，に飲食を禁じる実質的な根拠は侭なのだろう，と思いを馳

ス内に持ち込もうとしているアルミナ粉末について，成せることがある。同様の問題は高圧ガスの規制でも感じ分，品質から製造会社，型番まで根掘り葉掘り聞いてくる。 ESRF では不活性ガスの場合，高圧容器の容積(単る。そんなことまで完全に覚えているはずがなく，それが位リットル)と最大圧力(単位 bar) の積が 80 を越えない被の気分を害する。一度使って何も問題が起こらないと，限り，特別な規制はない。高圧容器が壊れても出てくるガ

彼は極端に友好的になったが，それで全て開題が解消した

スは 80 リットルまで，と非常に実質的である。高圧ガスわけではない。彼の出勤時間は平日の 9 時から 5 時なのが特別に危険だというアレルギーも無いので，非常に実験だが，その時間帯に合わせて都合よくセルや試料に開題がとなると彼は私たちがボックがやりやすい。これが白木だと 10 bar を越えた途端に法起こってくれるわけではない。これまで金曜の夜に何も問律の網にかかり，認可をとるだけのために多大な努力と費題が起こったことがないのは全く幸運である。ひょっとし用を必要とする。 SPring-8 では，高温構造物性ビームラて，ビームタイムが長いのは，このような待ち時間が最初インで唯一，2000bar までの高圧ガスの使用が可能となったが，その経験を活かして，ほかにもいくつか高圧ガスが使用できるビームラインができてほしい。

から考慮されているのか，とも思ってしまう。
これと似たようなことで危ない経験がもうひとつ，最初に述べた田村先生を手伝ったときにある。初めての実験だ

安全に関して ESRF では安全管理職員がそれを一手にからと恐れたように試料周りの準備は遅れに遅れたが，そ扱っている。申請書の採択の判断が出た段階で，その職員れでも土日丸二日のビームタイムを残して液体 Se はサフによって安全性が検討され，問題宥りとなると規制がかかァイアセルにちゃんと入ってハッチ内に鎮産した。放射光る。実験開始前に安全管理職員の点検を受けた上，ビームは順調に出ている。その段階で田村先生は安心して所用でタイムの問中ユーザの誰かが必ず常駐しなくてはならない自本に帰ってしまっていたが，その後問題は起こった。コ「レッド J と，その後は無人実験を許す「イエローJ で，ンビュータ制御で SSD 検出器からデータを取り込むのだ

問題がない実験は最初から「グリーンJ である。私たちはが，そのコミュニケーションがうまくゆかず，コンビュー高圧容器と，水と触れると爆発する可能性のあるアルカリタが途中で止まってしまうのである。コンピュータのこと

金属を扱うので，最初は「レッド」カードをもらってしまは，その専門職員が対応してくれることになってはいるのった。ところが，最初の点検でアルカリ金属の量が少なだが，なにぶん土曜日である。ビームライン責任者が自く，爆発しても所詮は頑丈な高圧容器の中とわかると，ら，懸命に努力したが全く解決する素振りもない。高度「イエロー J を飛び越して「グリーンJ サインになってし化，専門化の弊害である。完全に消耗した彼は，コンピュまった。高圧容器の安全性は最初から鼻にもかけられなかータ職員の日躍出勤の約束を取り付けるとすぐ，帰って寝った。田村先生の日仏共同実験のときの経験が職員にちゃてしまった。さて，んと記憶されていたのである。この集中管理方式にもちろ員は，手持ちぶさたでコンピュータゲームをしていた私ん問題が無いというわけではない。前回の液体 Na の非弾に， r あら，このコンピュータは動くのね。 j とジョークを性散乱測定では，実験が予想以上に早く終わって(サファとばした後，懸命に仕事を始めた。三々五々現れた共同研イアセルが壊れて)しまった。そこで次の申請のために水究者のリヨン大学の教授， CNRS の研究室長，ビームラ銀の予備実験をしたくなった。ゼームライン担当者にも異イン責任者のおえらがたも，はらはらしながら彼女の仕事

43‑

日曜日早朝にさっそうと現れた女性職

320

放射光第 11 巻第 4 号(1998年)を見ているだけである。しかし彼女は何と，日曜夜の半日たちに質問を始め，あっ，と途中で英語で言い直したりすのビームタイムを残して問題を解決してくれたのである。

る。これまで，日本人は集まってはすぐ日本語で話し始め

もし彼女の週末にあらかじめ何か予定があったら，あるいて徒党を組む，は週末の権利を西欧人的に主張されたら，などと考えるとが，これを問題と考えるならば問題は国際的であって，こという批判を何人もの日本人から聞いたとさらに日本人だけを卑下することはないと思う。私もマ今でもぞっとする。

ルブルク大学で，たまには日本人の共同研究者がいてくれ

ESRF はヨーロッパ共同研究施設なので，研究用言語は英語ということになっている。しかし個々のビームラインはその責任者の色彩が強く出る。 ID16 は責任者がないかなあ，と感じる今日この頃である。
ESRF での日本人ユーザのレポートを，というー編集

イタリア人で，そこで仕事をしているポスドクはほとんど者からの依頼であったのだが，思いついたことを脈絡もなイタリア人であるしフランス話題スイス出身者が責任者く並べてしまった。この拙文が，これから ESRF を使っの ID30 ではほとんどフランス人である。たまたま最近，てみようという研究者や SPring-8 などの日本の新しい放両方のビームラインから同時にポスドク公募が出ていた

射光施設のプランニングの一助になれば，筆者にとっが，その語学条件は全く違う。両方とも「仕事言語は英語」

いである。

なのだが， ID30 ではそれに加えて高度なフランス語の知識を条件とし， ID16 では付加事項はない。高度な日本語の知識を必要とするとか，語学条件がビームラインで違うことを，はたして SPring-8 や PF で公に言うだろうか。

彼らはポスドクも含めて全員，普段は非常に流暢に英語を話すのだが，ビームライン実験装置のことでちょっとでも閤ると，母国語で議論を始め，私たち日本人，ドイツ人は，もはやかやの外である。ときにはそのまま母国語で私文献
1) H.Sinn , etal.
:Phys.Rev.Lett.78 , 1715(1997);E.BurkelandH.Sinn:].Phys.Condens.Matter6, A225(1994).
2) S.Hosokawa , T.Matuokaa
ndK.Tamura:].P
hys.Condens.
Matter3, 4
443(1991);K.Tamura , M.InuiandS. 耳 osoka帽
w
a:Rev.Sci.Instrum. 投稿中3) http://www.
esrf.
fr/exp̲facilities/BLHB.
htm4) 野田幸男，放射光 11 ， 3(1998).

<コ「海外ビームライン J シリーズじ>

ブラジル放射光研究所 (LNLS) でのオソン光解離の実験
下僚竜夫(分子科学研究所*)

4 月 5 日から 13 日までブラジルのシンク口トロン放射光

月からビームを使用しての実験が開始され，現在すでにユ研究所 (LNLS) での共同研究に参加してきました。短いーザーに解放されています。 LNLS はカンビーナスとい滞在期間だったので通常の施設紹介のような詳しい報告でう町のはずれの，森というか草原の中にあり，近代的な建はありませんが，まだ完成して間もない研究所であり，ま物とまわりのサバンナ的風景とのコントラストが印象的でた日本とは地球の反対側ということで知る人も少ないと思す。ちょうど相生の方から SPring8 に行く途中，八ツ嘉いますので，簡単にその設備などを報告したいと思いま村のような純日本的風景が広がっているのとよく似たとこす。

ろがあります。

1. LNLSのストレージリングは1. 37 GeV , 476MHz で運転してい加速器としてはライナックがあり，約 93m のリング長

ブラジルの放射光研究所 (Labratorie NationalLuzSynｭます。まだ完成して間もないためビームラインは少なく，chrotron) は略して LNLS を呼ばれており，高米のみな7 本のみが測定可能です。うちわけは，軟 X 線用のビーらず南半球において初めての放射光施設です。ブラジル科

ムラインが TGM と SGM の 2 本， XAFS ， X 線回折等の学技術省に属するブラジル科学技術振興審議会 CNPq (日測定用の二結品，四結晶分光器ビームラインが 4 本，そ本の学術審議会みたいなところ)によって建設されまし

れからタンパク質構造解析専用た。 93 年から建設が始まり， 95 年に建物が完成， 97 年 6raphy) のビームラインが 1 本となっています。まだ出来*分子科学研究所

千 444-8585

岡崎市明大寺町西郷中 38

TEL 0564‑
55‑7403 FAX 0564-54-7079

令mailgejo@ims.
ac.
jp

‑44‑

(Protein Crystallogｭ