NEWS LETTER
http://www.qst.go.jp

関西光科学研究所「光」の最先端研究拠点

世界トップクラスのレーザー技術開発をめざして老朽化したトンネルの保守検査用「レーザー打音」の開発
指先で光に触れるだけで血糖値を測定
採血不要の血糖値センサーを開発

2017
Vol.03
Dec.

Topics

INTERVIEW withQST MEMBERS
父の言葉が座右の銘
一番の関心事は、研究です！
事務職は、QSTの営業マンだから、対話を大事にしています

国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構
National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

量 研一番大切なのは、確かなレーザー技術

関西光科学研究所「光」の最先端研究拠点

世界トップクラスのレーザー技 術 開 発をめざして
関西光科学研究所は木津地区と播磨地区に活動拠点があり、木津地区では、

河内

関西光科学研究所は、QSTにおいて特に「光」をキーワードとする学術の最先端の研究とイノベーションに向けた産業・医療応用研究を担う中核拠点として活動しています。
レーザーに関して言えば我々として一番大切な事は、最先端の確かなレーザーの技術を持ち、常に高度化を進めることだと思っています。
そして関西研が開発した世界トップクラスの高量研
たとえば今回ご紹介する鉄道トンネルの内部を非接触で調べる技術や、血糖値をはかる技術

ツールとして、QSTの他分野の研究に貢献

たたいて内部の欠陥を見つける「打音検査」、欠用化です。
それには現行の法令に則している事も陥が見つかり、崩れそうな箇所は、叩いて崩す重要です。
これまでの例から、今までと全く違う原河内

30Jのレーザーエネルギーを30 フェムト秒（1フェムトは1000兆分の1）の時間に閉じ込めることにより1000兆ワットの超高強度を実現します。
（強力な励起レーザーの光で緑色に光っています。）

理を用いた新技術が実際の現場で受け入れられるのには時間がかかることがわかっています。現たとえば生命科学や物質材料科学を研究しているグループにとっては、非常に速い現象をとらえることができる超短パルスレーザーは大いに貢献できるツールの一つだと思います。
ツールとして提供する場合は、ユーザーである生命科学や材料科学の人たちとディスカッションを重ねて、役に立つレーザーの開発を行開発にとって新しいヒントになる可能性があります。そういう異分野の交流を容易に行えるSPring-8の専用ビームラインを中心とした放射光科学研究を推進しています。

QSTはとてもいい研究環境です。
こうした研究環境を存分に利用しながら、社特に木津地区では、世界トップクラスの高強度レーザーなどの技術開発を基盤会に貢献できるレーザー技術をアウトプットしとして、電子やイオンのレーザー加速など学術の最先端を目指した研究やイノベーていけたらと思っています。

ションの創出に向けたレーザーの産業・医療応用に関する研究を行っています。

大きな目標は、重粒子線がん治療へのレーザー技術の応用
河内Interview「レーザー打音」
で検査している箇所が光っている。

このうちの打音検査についてレーザーを用い行の原理をベースにした新技術であるということて、遠隔・非接触でトンネルコンクリート内部のが現場へのスムーズな導入につながります。
その欠陥を叩いて調べる「レーザー打音」
が、私たちため、X線や赤外線で内部を見るのではなく、直が取り組んでいる研究です。
これは、従来ハンマーでコンクリートを叩き、技術者の耳で音（振動）を聞いていた打音法をレー

もちろん、それだけではなく、コンクリートの剥離の可能性に直接関係している表面から10cmを与え、その振動を別のレーザーで分析すること以内の浅い欠陥を調べるには、「打音法」が最もにより欠陥を発見する仕組みになっています。

効 果 的であることも確かです。
（ 超 音 波だとこの方法は、すでにＪＲ西日本とILTらの合同研究チームによって、原理実証及び現場での検また、道路上のトンネルは国交省の管轄です
が、鉄道トンネルは鉄道会社の管轄であり、かつの強度と繰り返しの速度でした。

夜間は運行が停止されているため、安全管理の今回、QSTが開発した「高速動作が可能な高面から高強度レーザーの使用環境としてより適出力振動励起レーザー」を用いてILTと共同実証しています。
そのような理由から、鉄道トンネルの実験を行い、模擬トンネル（高さ約7m）の内壁を、保守点検への部分的な導入から、より早い実用1秒間に50回（50Hz）の速さで叩いて、内部の欠化へつながることを目指しています。

屋外の模擬トンネルでの計測実験風景

錦野るところで使用するものです。
それを、小型化し、ト（外乱の影響を受けにくい）化に関する技術開発や実験室では出会う事のない虫たちの対策も苦労した点です。
原理上、静止しなければ計測できませんが、将来的には検査の高速化を進めてトンネ

現在の重粒子線がん治療にはレーザーは使

老朽化したトンネルの保守検査用

ハイマック

HIMACは100ｍを超える大型施設ですが、その線形加速器部分にレーザーを使えば、50mくらいある装置を10ｍ以下のコンパクトな装置にすることが可能です。
この研究を10年くらいのうちには完成させたいと思っています。装置が小量子ビーム科学研究部門
関西光科学研究所

究課題を持って技術開発をしていくと、研究が所長でもこの研究は実現させたいと思っています。
このように10年間という一応の目標とする研ステップアップするごとに、他で使える成果が生まれてくることが多々あります。
それが社会に貢献できる成果なら、どんどん社会に出していくこ01とも大切です。

関西光科学研究所

http://www.kansai.qst.go.jp/

研究開発用の高出力レーザーは、基本的ラックに乗せて、屋外で使用するというロバスト

わ れてい ま せ ん 。重 粒 子 線 が ん 治 療 装 置

河内 哲哉

今後の展望には実験室で温度と湿度がコントロールされていむということを大きな目標にしています。

ではと考えています。社会への貢献という意味適しています。
）ていますが、問題はコンクリートを叩くレーザーてレーザー技術を重粒子線がん治療に組み込

子線がん治療のコストを下げることができるの10cmより奥、レーダーはさらに奥を調べるのに証試験が行われており、その有用性は確認され携ができるようになったので、我々のゴールとしTetsuya Kawachi

原理による新技術を研究開発してきました。

高強度のパルスレーザーを照射して表面に振動イノベーションの創出という観点でいえん、メンテナンスコストや維持費が下がり、重粒接叩いて音を聞くという従来の「打音」
を、レーザーで遠くから叩いて振動を計測するという同じザーによって置き換える技術です。具体的には、ば、QSTになり、放射線医学総合研究所との連型化することで、設置しやすくなることはもちろ

我々の目的は、新しい保守点検技術の実決まっています。

は、QST全体がイノベーションの創出という新X線レーザー等の高強度レーザーを中心とした光量子科学研究、播磨地区では、錦野「叩き落とし」の３つの手法で行うことが法律でうことも大事です。
それはまた、レーザー技術の世界トップクラスの高強度レーザー装置J(ジェイ)-KAREN(カレン)レーザーや、Interview

視検査」、危険だと思われるところをハンマーでそれから関西研で作り出したレーザーしい研究を進めている中で有効なツールになる世界トップクラスの極短パルス超高強度レーザー

なぜ「レーザー打音」
なのか？

果です。と考えています。

高強度レーザー装置 J−KAREN

陥の高速検知に世界で初めて成功しました。

たり手で触ったりして表面の状態を確認する「目非常に高いエネルギーの粒子や、非常に短い波をあげることがまず第一の使命です。

錦野 現在、トンネルなどの保守点検は、眼で見もそうしたレーザーの研究開発から生まれた成強度レーザー装置「J-KAREN」などを駆使し、長の光源を作るなどの世界最高の学術の成果「レーザー打音」とは？

Masaharu Nishikino

ル全体を高速にスキャンしたりできるようにしたいと思っています。
また、さらに小型化して、地下鉄等にも使えたら、ということも考えています。
今は、この技術をいかに実用化につなげるかが最大の目標です。

「レーザー打 音」の開発
トンネルなどのインフラの保守保全作業は、熟練の技術者の目視確認、手作

錦野 将元

業
（目視・打音・叩き落とし）で行われています。
したがって保守保全作業には非量子ビーム科学研究部門
関西光科学研究所
光量子科学研究部
Ｘ線レーザー研究グループ

発機構
（QST）
、日本原子力研究開発機構などの共同研究グループにおいて、トグループリーダー

常に時間がかかり、高所作業も多く大きな危険を伴います。

現在、理化学研究所、レーザー技術総合研究所（ILT）、
量子科学技術研究開ンネルなどのインフラの保守保全作業の自動化、効率化を図るために、触診・打音・叩き落としなどを行うレーザー技術の開発が内閣府直轄のプロジェクトとして進められています。

今回、QSTでは高速でかつ遠くからコンクリートを振動させる「高速動作が可能な振動励起レーザー」を開発し、屋外での実験にも成功しました。

プレスリリース http://www.qst.go.jp/information/itemid034-001306.html

02

量研

「光」の最先端研究拠点

関西光科学研究所

放射線医学総合研究所
創立60周年記念講演会を開催

指 先で光に触れるだけで血糖値を測 定

http://www.nirs.qst.go.jp/information/event/2017/11̲27.html

採血不要の血 糖 値センサーを開 発
糖尿病患者は日本に約720万人、世界では4億人以上いると言われています。2035年には10人に1人が糖尿病にQSTからの主なお知らせ
プレスリリース、各拠点の行事などをご紹介いたします。

Interview

先に針を刺して採血し、血糖値を測らなければなりません。

Topics

山川リーダーを中心に開発された「血糖値センサー」は、この日々の血糖値管理を、針を使わず、採血無しで行うことを実現しました。

サイエンスアゴラ2017に参加

Koichi Yamakawa

知り合いのお子さんが糖尿病で、毎日夜寝ている時も起こして、血糖値をはからなければ

http://www.qst.go.jp/information/itemid047-003184.html

山川 考一

ならないという話を聞きました。その子は小学生でしたから、この先何年もそうした生活を続けグループリーダーなけなければならないのかと、愕然としました。

量子ビーム科学研究部門
関西光科学研究所
量子生命科学研究部レーザー
医療応用研究グループ

研究者としての自分になにかできることはないだろうかと糖尿病について調べ、こうした測定器を開発しようと思いました。

今回の血糖値センサーで用いられているのは採血型
自己血糖値センサー

採血不要の血糖値センサー

SMBG:
Self-Monitoringof BloodGlucose

採血不要の血糖値センサー「中赤外線」です。
中赤外線領域というのは、ある物質に光の波し、さらに小型化に成功したことが、採血不要の血長を合わせると、その物質にのみ反応させること糖値センサー開発における最大のポイントです。

サーは、血糖値だけにとどまらず、例えば、中性れていました。ただし実用に使える光源がな

は、指を置くだけで、ブドウ糖の波長に合わせた脂肪やコレステロールなど生活習慣病に関係かったので、置いてけぼりにされていた未踏の領中赤外光によって容易に血糖値を測定することする体の情報も測定できる可能性があります

域でもありました。

ができます。

ます。

いますが、現在まで実用化に至っている技術は今後の展望
山川 この血糖値センサーは、6年前から開発存在していません。
今回未踏領域である中赤外線を、今までになかった輝度が十分に明るいレーザーとして開発足などでご不便・ご迷惑をおかけして申し訳ありませんでした。
皆さまのご来場、岡田誠教授

那珂核融合研究所 核融合施設見学会を開催
http://www.fusion.qst.go.jp/naka/for̲ordinary3/event̲naka/report/
171031shisetukoukai/171031shisetukoukai.html

センタービル（東京）で開催された「サイにて核融合施設見学会を開催しました。

エンスアゴラ2017」にトークセッション

本見学会は、核融合研究開発をはじめとブース出展で参加しました。
トークとした科学技術全般に関する知識・理セッションでは「量子生命科学」などを解の促進及び地域住民の皆様との交流トークセッションを目的として毎年開催しています。

究活動の紹介と、お子様向け実験工作

当日はあいにくの雨模様でしたが、こ教室を行いました。両企画とも、QSTのの日のために準備を行った科学実験教

研究活動に興味・関心を持っていただけ

室 や 毎 年 ご 好 評 い た だ いているたと思います。詳細はQSTホームペー

JT-60SA見学ツアー等を行い、ご来場ジ、Facebookをご覧ください。

くださった約640名の方と交流を深めQSTブースました。今後も、より充実した施設見学

放射線を探してみよう

真空に関する実験会の開催に努めてまいります。

PRESS RELEASE

中赤外レーザー光を使ったこの血糖値セン

今回開発した「採血不要の血糖値センサー」

波長の光を使って25年くらい開発が続けられて03床研究を行う予定です。

ができる魅力ある光であることは古くから知ら一方、採血不要の血糖値センサーは、様々な860名ものご参加をいただき、お席の不10月22日（日）、那珂核融合研究所語り合いました。
ブースでは、QSTの研山川 レーザーの領域には、X線、可聞かれます。に至る経緯をご披露いただき、会場は大11月25日（土）から2日間、テレコム

テーマに、QST、大学、企業の研究者が世界で初めて！
手のひらサイズの高輝度中赤外レーザーの開発が決め手でした

満席となった会場

いに盛り上がりました。定員を上回る約誠にありがとうございました。

研究のきっかけは、知り合いのお子さんでした

中では「遠赤外線」という言葉がよく年間の代表的な研究・活動と展望をごと題した特別講演では、チバニアン命名

起こし死に至るケースもあります。そのため1日4~5回、指ルツなどがあります。私たちの生活の60周年記念講演会を開催し、過去10教授による「チバニアンと地磁気逆転」

くと、網膜症や腎症そして脳卒中といった様々な合併症を視、近赤外、中赤外、遠赤外、テラヘ音楽ホール（千葉市）にて放医研創立紹介しました。
また、茨城大学の岡田誠なると予想されています。糖尿病は、高血糖の状態が長く続山川

11月27日（月）、京葉銀行文化プラザ

モバイル化して、いつでもどこでも使えるようにできれば、健康管理の意識改革も進み、糖尿病予防にも貢献できるのではと期待しています。
中赤外レーザー光は、今やっと実用化に向けしてきました。今後実用化に向けて糖尿病の患て動き出したところなので、これからチャレンジ者さん300人〜400人に使っていただいて、臨を続けていきたいと思っています。

電子の動きを止めて観る、極短パルスX線の実現にあらたな道筋
http://www.qst.go.jp/information/itemid034-003059.html

羽島良一 上席研究員

永井良治 上席研究員【文献情報】
Ryoichi Hajima and Ryoji Nagai, Generating Carrier-Envelope-Phase Stabilized Few-Cycle Pulses from a Free-ElectronLaser Oscillator, Phys. Rev. Lett. 119, 204802 (2017) - Published 15 November 2017
高速に動くものを観る方法として、短い時間だけ光をあてて観察するストロボ撮影などがあります。
物質の中で非常に高速に推移する電子の動きも同様の方法で観察し、化学反応などの現象が調べられてきました。
しかし、電子の動きを完全に止めた状態を観察するには、より短い時間（アト秒：10 -18秒）でかつ透過力の高いX線（ストロボ撮影の光に相当します）が必要とされています。
量子ビーム科学研究部門の羽島良一上席研究員と永井良治上席研究員は、
アト秒のＸ線パルスを発生させる新たな手法を考案しました。
この手法により発生したアト秒X線は、電子や原子をはじめあらゆるものを「止めて観る」ことを可能とし、物質変化のプロセスばかりでなく、生命活動に

プレスリリース http://www.qst.go.jp/information/itemid034-002616.html

おける電子の動きなど現在予想もされていない新たな現象を見出し、さらには制御する可能性も秘めています。

04

量研

INTERVIEW withQST MEMBERS

今も支えになっている父の言葉平野

小さい頃は、両親から勉強しろとは言われたことはほとんどありません。結構外遊びが好きな子どもでした。
ただ父から言われたのは「何でも続けることが大事。
諦めずの続けていると、できなかったことで石川県珠洲市の出身。
大学もできるようになる」ということでした。

を卒業し、民間企業での勤私の研究は実験系で、実験はうまくいかない方

平野 タンパク質は体の中でいろいろな働きをしています。
その中で私が研究対象としているのは肝臓で働いているタンパク質です。
タンパク質は比較的大きな分子ですが、その構最近10年ぶりにテレビを見て、健康への関心も持つようになりました平野

夢は世の中の役に立つ研究成果を出すことです
研究の成果が、実際に創薬など世のんといっても私の夢です。

最近10年ぶりでテレビを見るようになって、一番驚いたのは健康番組の多さです。
否応なく関心を持たされました。といっても、何か特別なことタンパク質の立体構造研究のきっかけは、SPring-8です

日には自転車通勤をするなど、運平野動するように心がけています。

大 学 が 京 都 だった の で 、兵 庫 県 にだと思っています。
座右の銘ですね。

中の役に立つものになってくれることが、な造を解析してどんな役割をしているかということ寿命と関係があるのではないかといわれています。

父の言葉そのものが、研究者にとって一番大事

平野を調べる研究をしています。
最近、肝臓で働く代謝系のタンパク質は、健康えにしています。

Satoshi Taniguchi

一番の関心事は、研究です！

谷口 聡史

父の言葉が座右の銘

一番の関心事は、研究を進めること

務を経 験した後 、2 0 1 2が圧倒的に多いので、その時に特に父の教えを支をする時間はないので、晴れた

脱 酸 素の環 境で作業を行います。

SPring-8ができ供用が開始され、大学生も容易に使えるようにタンパク質の構造を「見る」ための装置なったことがこの研究に進もうと思った大きなきっかけです。

機構へ入構。地層処分研
究開発部門、契約部、移管
統 合 準 備 室 などを 経 てQSTに転籍し現職。

珠洲市で毎年８月7日に行われる七夕祭り。
「キリコ」を担ぎ、フィナーレは海に突入します。その瞬間、海上から花火が打ち上がります。

趣味はスキー

故郷のためになにかできな

総務部
契約管理課

この巨大なフラスコでタンパク質を培養します。

年、日本原子力研究開発

いだろうかという想いが、いつも心の片隅にあります。

事務職は、QSTの営業マンだから対話を大事にしています

SPring-8によってタンパク質の立体構造が、以前は営業マン、3.11がきっかけで転籍元の原子力機構に入りました

どんどんわかり始めた時期だったので、すごく興味がわきました。

平 野 「 見ること」は、私の研究にとってはとても重要です。
タンパ
ク質の構造は、X線や中性 子を使って調べますが、装置がなければ、構造を「見ること」はできません。
中性子を使って肝臓のタンパク質の構造を研究したいと思っていたので、QSTに入った決め手はJ-PARCの存在でした。
中性子で「見る」と水素が見えます。
タンパク質は水が関わる反応が大きいので、よりその働きが解明できます。
それと、私はQST第１期生ですが、この年にして第１期生というのは、すごく嬉しい気分です。

05

2007年、博士（理学）取得

平野 優

QSTに入る動機は、J-PARCです

後、茨城大学−京都大学−
日本原子力研究開発機構の博士研究員を経て、2016年

ことをきちんと考えなければならない機会が、私が名付けた私自身すごく増えました。その分周りを巻き込の営業の仕事をしていましたが、6年前、転籍元むこともありますが、組織としては非常に風通（カイヒン）の日本原子力研究開発機構に入構しました。

しがいいように思います。
これがQSTの大きな3.11による福島第一原子力発電所事故の影魅力の一つだと思います。

響についていろいろな報道がなされましたが、からQSTの主任研究員に着

当時一般市民だった私には、何が正しい情報な量子ビーム科学研究部門
高崎量子応用研究所

任 、本 年 7月から主 幹 研 究員。本年9月にJSTの「さきがのか、よくわかりませんでした。
そこで、原子力の東海量子ビーム応用研究センター

例化していくことが多くなりがちですが、QSTになってからは、本来はどうあるべきか、という谷口 大学を卒業して、離職者の就労支援など

Yu Hiranoけ」
研究員に採択された。

家族でパンダが大好き！

和歌山アドベンチャーワールドのパンダの名づけ親証です。

専門機関の立場で、情報を正しく発信するための橋渡しができないだろうかと思ったことが転職のきっかけです。

QSTの魅力は風通しの良さ
谷口 ３か月という短い期間でしたが、QST設

海 浜

妻が名付けた優 浜（ユウヒン）

事務職にとってもっとも大切なのは、
コミュニケーション（オウヒン）

谷口（トウヒン）

私は事務職は営業職だと思って取り組

桜 浜

桜浜・桃浜の双子パンダ（撮影 谷口）

桃 浜んでいます。だから、大事なのは、コミュニケーションです。以前の仕事では、飛び込み営業とんな社会を目指しているのかを伝える、つまり、か集客の仕事もしました。
その経験は今でもすQSTが生み出す「商品」を「売る」活動がとてもごく役に立っています。

大切だと意識をしています。
なので、研究者をは研究開発というのは、とても長いスパンで考じめとした内部の方とのコミュニケーション力立準備の仕事をさせていただきました。期間がえていかなければならないことが多いので、そや、QSTを取りまく外部の方への営業力が非常決まっている中で新しい組織を立ち上げていくの成果が見えづらいです。
でも、研究開発で得に重要だと考えています。そういう意味ではま仕事は、いろいろな部署の人たちと対話を重ねられた成果が、社会の役に立って、それが人々さに営業職ですね（笑）
。

ながらの毎日でした。私のこれまでの人生の中の生活を豊かにしていきます。
だから、成果が見で、密度の濃い充実感のある仕事でした。
この3

えづらい研究開発は、とても大事です。

か月間で、私のQST愛は十分育まれたように思います。
歴史のある組織だと、以前はこうだったと慣

私は研究者ではないため、研究開発そのもの

QSTをよい組織にするのは、職員一人一人の在り方なので、自分もその一員として組織に貢献したいと思っています。QSTがもっともっとは行っていません。
だからこそ、事務職の立場と社会に必要とされる法人になれるように自覚をして、QSTがどのような研究開発をしていて、どもって業務に取り組む、それが直近の目標です。

06

見て、触れて、「きっづ光科学館ふぉとん」
で光の不思議を体験しよう。
３つの展示ゾーンと全天周映像ホール、さまざまな実験・工作イベントで光の不思議な性質から利用技術まで、楽しく学べます。
写真1

写真2

ピカッと測ろう！

写真3

をみなさん、ものとものの距離を測るのに何を使いますか？定規とか巻き尺？なんと光も使えるのです！ふぉとんには、レーザー光を使って距離を測ることができる「レーザー測量器」
があります（写真１）。
この装置からレーザー光が出て的に当たります（写真２）。光はいつも同じ速さで進むので、このレーザー光が的に届いて戻ってくる時間を計れば距離が分かってしまうのです（写真３）。
ところで、光の性質を利用して測れるものは、距離だけではありません。赤外線により対象物を熱画像でとらえるサーモグラフィもあります。
ふぉとん
で是非チャレンジしてみてください！

http://www.kansai.qst.go.jp/kids-photonは て な？の 科 学
雪と氷はどう違う？
雪と氷はどう違うのでしょうか。雪の結晶は雲の中で作られます。
そのもとになるのは、氷晶といわれる小さな氷の粒です。
氷晶が大きくなって、雪の結晶になります。
その形は、雲の中の温度や湿度によって細長いものになったり、平たい六角形になったり、形が決まってきます。
雪と氷の違いですが、大きく分けると、通気性のあるものを雪、通気性のないものを氷と定義づけしているようです。降り積もった雪は、ふわふわのときは、雪粒の間に十分な隙間がありますが、カチンカチンに固まると通気性をなくします。
この段階で、雪は氷に変

寄 附 金 のお 願い
QSTの活動をご支援ください◆ 問い合わせ先
国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構
イノベーションセンター研究推進課

043-206-3023（ ダイヤルイン ）TEL:Email: kifu@qst.go.jp
http://www.qst.go.jp/about/contribution.html化したことになります。

国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

量 研

QST NEWSLETTER 2017 vol.3 通巻5号 平成29年12月
企画・発行
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URL
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制作 有限会社オズクリエイティブルーム