２０２１年１２月の主な動き
・12月９日(木)、２１日（火） ARIMデータ構造化ワーキンググル－プ勉強会【ハイブリッド開催】
関西光科学研究所（２０２１年１２月２８日発行）

メッセージ
今年も残すところあと僅かになりました。今年も新型コロナの影響で昨年同様にあまり特別なことをすることなく静かに行く年来る年を迎えることになりそうです。年の瀬というと、私にとっては商店街での買物が思い浮かびます。私は子供のころからあまり人が多い場所に行くのが好きな方では無かったのですが、唯一年の瀬の商店街は結構好きでした。それは兎にも角にも店先に吊ってある新巻鮭を一尾買いするという非日常的な経験が子供の頃からの楽しみだったからです。新型コロナの前ならば、京都なら錦小路、東京ならアメ横、広島なら本通り（ローカルですね）と、その時々に住んでいた場所の人々でごった返す商店街に繰り出していた訳ですが、それができないのはやはり寂しい感じがします。今風なら「ネットで簡単に注文」なんでしょうが、それでは非日常的な感じは得られないですよね。
そんな寂しい年の瀬に、元気が湧くニュースが伝わってきました。令和2年度の秋の外国人叙勲で旭日小綬章を受章されていたセルゲイ=ブラノフ先生の伝達式が、ついに！12月７日に在チェコ日本大使公邸にて無事行われたという知らせです。ブラノフ先生は高強度場科学の世界有数の理論物理学者で、平成14年から約20年間関西研の研究員としてこの学術分野の牽引と数多くの若手の育成にご尽力された方です。今回の伝達式は、新型コロナの影響で受章から約１年以上延期されてきたため、ご本人よりも我々の方がヤキモキしていたのですが、ついに先生に褒章が手渡され、私も長年の悲願が達成したような感動を貰うことができました。ブラノフ先生には現在も量研の上席研究フェローとしてご指導を受けており、これからも一緒に研究を進めていけることを誇りに思っています。ただ、一つ心残りは伝達式に私も参加して、その場でお祝いの言葉を伝えたかったことですが、それを差し引いても、この嬉しい知らせのお陰で、私の方は気持ち的に充実して年の瀬と来たる新年を迎えることができそうです。
皆様におかれましても、今年も大晦日まで無事に過ごされ、良い年を迎え、そして新年より元気に一緒に頑張って参りましょう。

・１２月１６日（木） ナノテクノロジープラットフォーム JAEA＆QST合同地域セミナー【オンライン開催】
・１２月２９日（水）- ２０２２年１月３日（月） 年末年始休暇

今後の主な予定
・２０２２年２月４日（金） 理研・光量子工学センター＆量研・関西光科学研究所合同セミナー【ハイブリッド開催】【きっづ光科学館ふぉとん】〇きっづ光科学館ふぉとん：一部、予約方式での来館が可能です。
Webサイト： https://www.qst.go.jp/site/kids-photon/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UC2xgeump6cehlSreH7zjIBQ〇関西光科学研究所 見学等案内Webサイト：
https://www.qst.go.jp/site/kansai-overview/2527.html
科学館You tube→ブラノフ先生ご夫妻と鈴木秀生在チェコ共和国日本国特命全権大使ご夫妻の伝達式での記念写真（12月７日大使公邸にて）【関西光科学研究所 所長 河内 哲哉】
関西研だより（２０２１年12月号）

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トピックス
研究報告レポート（クラウドファンディング）：レーザーで空気中のウイルスを検出できるか？
現在、世界ではCOVID-19の大流行が起きています。SARS-CoV-2ウイルスは、そのほとんどが大気（空間中へ放出された微粒子、液滴、エアロゾル等）によって感染すると考えられているため、広い範囲の空気を素早くサンプリングできることが重要です。サーマ
ルスキャナー（非接触型体表面温度測定器）が使用されていますが、発熱や症状のない人でもウイルスを拡散する可能性があります。 犬は、感染者と非感染者の体液を嗅ぐことで、おそらく揮発性有機化合物（VOC）の存在により、両者を迅速に識別できるように訓練されています。 犬はSARS-CoV-2に感染しにくいようですが、それでも感染する可能性はあります。 バイオセンサーはウイルス検知の可能性を示していますが、広い範囲をカバーするためには多くのセンサーが必要です。
レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS：Laser Induced Breakdown Spectroscopy）は、レーザーが試料に照射されイオン化されます。発生したプラズマからの発光は分光器で分析され、スペクトログラムが生成されるため、物質の種類を特定することができます。
LIBSは、基板上の病原体とウイルスサンプルの区別に使用されており、最近では、火花誘起プラズマの分光分析により、COVID様ウイルスの感染をリアルタイムで検出することができるようになりました。
しかし、一般的なレーザーやスパークでは、通常、短距離でしかプラズマを発生させることができません。 超高出力レーザーは、空気中で数百メートルにわたってプラズマを発生させることができることが分かっています。 そこで、超高出力レーザーによって空気がプラズマに分解される様子をシミュレーションし、プラズマのパラメータに基づいたスペクトルを生成します。 このスペクトルをディープラーニングで解析し、ウイルスやVOCの有無を判別する予定です。
計算のために高性能なデスクトップパソコンを購入しました。LIBSと超高出力レーザーを組み合わせることで、広域の空気中からCOVID-19の感染の可能性を迅速に判断することができるかもしれません。
詳しくはクラウドファンディングのウェブページをご覧ください。
https://academist-cf.com/projects/213?lang=ja#documentBody

図・写真

人の呼気に含まれるエアロゾル、飛沫、VOCの模式図

図・写真

高性能パソコン【光量子科学研究部 高強度レーザー科学研究グループ 専門業務員
関西研だより（２０２１年12月号）

コーガ ジェームズ】
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光量子科学
赤外線レーザーが可能にするがん診断
日本人の死因で最も多いのはがんです。がんの診断のために重要となる病理診断は、患者から採取された細胞や組織を染色などのプロセスを経て、主に光学顕微鏡で観察して病変を診断することです。病理診断は、病変の質的診断には欠かせないものであり、とくに腫瘍においては最終的な確定診断となります。このことは、治療方針の決定、治療効果の評価、および予後判定に重要な意味をもちます。
病理診断のプロセスには多くの場合数日～2週間程度の時間を必要とします。この段階で正確な診断を得ることが、その後に始められる治療の成否を大きく左右します。またがん診断において、病理医が光学顕微鏡でがんの有無を確認する病理組織学的アプロー
チでは、専門病理医の技術や経験に頼るところが大きく、診断結果が異なる可能性があります。
我々は独自に開発した赤外線レーザーを用いることにより、正常組織とがん組織とで赤外線の吸収量が異なることを利用した染色を必要としないがん診断技術を開発しました。この技術を用いれば染色などの前処理を必要とせず、赤外線の「目」を用いて容易にがん診断を行うことができます。現在は病理サンプルを採取して顕微システ
ムを用いた測定技術を開発してますが、将来内視鏡に我々が開発した赤外線レーザーを搭載し、リアルタイムでの高精度がん診断も可能になると考えています。

図１：染色を施した病理サンプル

赤外線レーザー

カバーガラス上の病理サンプル

図２：赤外線レーザーを使った顕微鏡システム【光量子科学研究部 レーザー医療応用研究グループ グループリーダー 山川 考一】
関西研だより（２０２１年12月号）

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プレスリリース

放射光科学

世界初！元素種を識別して材料のミクロ構造を解析するノイズ耐性の高い新解析法を開発―将来的なデバイス材料のミクロ構造研究に活路を開く―
デバイス材料の機能高度化のためにはミクロ構造の解析が必須で、EXAFSスペクトルの計測が行われます。しかし、薄膜試料ではX線の吸収強度が弱いためEXAFSのS/N比が小さく、ミクロ構造の高精度な解析は困難でした。
熊本大学、東京大学、物質・材料研究機構、筑波大学、東京工業大学、東北大学、あいちシンクロトロン光センター、日本原子力研究開発機構、量子科学技術研
究開発機構の齋藤寛之グループリーダー、および、九州シンクロトロン光研究センターの共同研究グループは、光スイッチ材料として期待されるイットリウム酸水素化物(YHO)
エピタキシャル薄膜の広域X線吸収微細構造（EXAFS）スペクトルに、電子波多重散乱理論に基づいた基底関数を用いたスパースモデリングとベイズ推定を組み合わせた新しい解析法を適用しました。その結果、YHO薄膜のイットリウム周りに存在する酸素原子が四面体配位していることが明らかになり、ベイズ推定により、データに重畳するノイズをモデリングして、解析困難なノイズの大きいデータからミクロ構造を解析することに成功しました。EXAFSスペクトルは大型放射光施設SPring-8のQST極限量子ダイナミクスIIビームライン（BL14B1）にて測定されました。

図１：EXAFSスペクトルの解析結果。(a)実験データと解析による再現結果、(b,c)解析で得られたイットリウム(b)と酸素(c)の配位数分布。（論文の図3を簡略化のため改変）

このように、開発したEXAFS解析法は、（１）事前に結晶構造の情報を必要とせず、元素種の情報だけで解析可能、（２）２体多重散乱理論に基づくことから、原子間距離を正しく推定可能、（３）ベイズ推定の枠組みに基づきノイズ耐性が高い、の特徴を持つことから、従来法では困難であった薄膜試料中のミクロ構造の推定が可能となり、機能性薄膜材料を始めとする様々な物質の構造解明が期待されます。
論文名：Bayesian sparse modeling of extended X-ray absorption fine structure to determineinterstitial oxygen positions in yttrium oxyhydride epitaxial thin film
掲載誌：AIP Advances
URL：https://doi.org/10.1063/5.0071166
プレスリリース：2021年12月11日

図２：イットリウム(赤)周りで酸素原子が四面体配位している模式図。

【放射光科学研究センター 高圧・応力科学研究グループ グループリーダー 齋藤 寛之】
関西研だより（２０２１年12月号）

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放射光科学
文科省ナノテクノロジープラットフォーム事業 セミナー報告
JAEA＆QST微細構造解析プラットフォーム合同地域セミナー
１２月１６日（木）に首記セミナーをオンラインで開催しました。文部科学省のナノテクノロジープラットフォーム事業の一環として行われました。このようなセミナーは、新規利用者の開拓と最新の利用成果の普及を主に目的としています。また、最先端の研究成果を発表することで、今後のナノテクノロジープラットフォーム事業の推進に資することも意図しています。
今回のセミナーは量研（QST）と原子力機構（JAEA）が合同で開催した地域セミナーです。大型放射光施設Spring-8に拠点を構えるQSTとJAEAの合同セミナーですので、放射光を活用した最先端の物質・材料の電子状態、反応および構造解析に係る研究成果を紹介しました。放射光の協同的研究発展・利用促進の契機となることを期待しています。
１６名の外部の方々から事前に参加申し込みがありました。企業9名（参加６名）、大学４名（参加３名）、研究機関３名（参加３名）です。他に内部、講師、事務局で１０名、総数２２名でした。企業からの申込が過半数を占めることは近年では当たり前になっています。しかも業種が多岐に渡っています。
放射光の利用が産業界に浸透してきていることの現れと思われます。
JAEAからは角度分解光電子分光と磁気円二色性吸収分光を利用した物質の電子状態を明らかにする研究、及び、光電子分光を利用した表面化学反応解析の研究が紹介されました。QSTからは硬X線の回折・散乱を利用した分子線エピタキシーによる結晶成長のその場観察、及び、コヒーレントX線の回折を利用したナノ粒子のイメージングについて紹介されました。

【量子ビーム科学部門 研究企画部（播磨地区） 研究統括 石井 賢司】
関西研だより（２０２１年12月号）

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放射光科学
放射光利用研究で二件連続若手発表賞受賞の快挙
日本高圧力学会第６２回高圧討論会 ポスター賞受賞
日本金属学会 水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会 優秀若手表彰受賞
このたび、標題の2つの賞をいただきました。日本高圧力学会第６２回高圧討論会は１０月１８日～２０日の会期で姫路市に新しくオープンしたコンベンションセンター「アクリエひめじ」での現地開催とオンライン形式を組み合わせたハイブリッド形式での開催でした。本賞は「高圧討論会で筆頭発表者としてポスター発表を行う学生会員であって，予めポスター賞にエントリーされた発表の中から，「研究のアイディアの良さ」，「実験の見事さ」，「ポスターの分かりやすさ」などの点で見る人に強くアピールするポスター発表を選び，その発表者に対して授与される賞です」 (第６２回高圧討論会ウェブサイトより引用)。 今年度は５３件のエントリーがあり、その中から５件のポスター賞が選出されました。水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会は１１月８日、９日にオンラインで開催されました。本賞は優秀な講演を行い将来の大いなる発展が期待される発表に授与されるものです。
これらの受賞対象は、私がこれまで進めてきました大型放射光施設SPring-8のQST専用ビームライン
BL14B1での新規水素化物の高温高圧合成の研究です。この成果は、QSTの関西光科学研究所播磨地区、東北大学の共同研究者の方々の多大なるサポートがあって初めて実現できたものです。素
晴らしい研究者の方々にご協力いただきましたことを心から感謝申し上げます。また、学部４年生のときに、研究の右も左も分からない私を受け入れてくださり、一からご指導してくださった高圧・応力研究グループの皆様にも心から感謝申し上げます。
QSTに受け入れていただいてから、まだ約２年半と未熟ですが、今回の受賞を励みに、高圧を用いた新たな金属水素化物の合成研究の更なる発展にむけての努力を続けていく所存ですので、皆様の変わらぬご理解とご支援を賜りますよう、宜しくお願い申し上げます。
受賞した内海伶那QSTリサーチアシスタント【放射光科学研究センター 高圧・応力科学研究グループ リサーチアシスタント 内海 伶那】
関西研だより（２０２１年12月号）

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所内活動
事故事例説明会の開催報告（関西光科学研究所木津地区・播磨地区）
１２月１６日に播磨地区、１２月２２日に木津地区で、職場安全に関する理解を深めるため、職員等に対して事故事例説明会を開催しました。新型コロナウイルス感染予防のため、会場の座席の間隔を空けての開催となりました。
事故事例説明会の内容は、同様又は類似の事故が発生しないよう様々な事故事例を紹介し、異常時等もしもの時の連絡や必要な対応等について、説明及び質疑応答が行われました。
関西光科学研究所においては、量研発足以降、事故は発生しておりませんおりませんが、ひとたび事故が発生すれば、研究所の活動に大きな支障を来たしかねません。
説明会では、参加者が熱心に聴講され、安全意識のさらなる高揚が図られたと考えております。
折しも、例年１２月１日～翌年1月１５日において全国無災害運動が行われておりますが、今年度の全国無災害運動は『年末年始も 安全作業 あなたが無事故の キーパーソン』を標語として展開されています。
関西光科学研究所では、これからも無事故を継続し、なお一層の安全の確保と災害の防止に努めます。

新型コロナウイルス感染予防ガイドラインのポスター

事故事例説明会の様子関西研だより（２０２１年12月号）【管理部 保安管理課】
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読み物
古寺散策：平等院（鳳凰堂）
今回は京都の宇治の平等院です。平等院は11世紀半ば藤原道長の別荘を息子の頼道が寺院に改め創建され、現在鳳凰堂と呼ばれており、経典に描かれる浄土の宮殿をイメージした建物です。その中には国宝で定朝仏師作の阿弥陀如来坐像が安置されています。
有名なのは十円玉の図柄ですが、実は一万円札に印刷されている鳳凰も平等院鳳凰堂の屋根に乗っていたもので、現在は敷地内にある鳳翔館という博物館で観覧することができます。前方の池の水面に映った上下左右ともシンメトリーになっている優
雅な佇まいは昔も今も見る者を極楽浄土にいざなうようです。

図・写真

キャプション：HGP教科書体・11ポイント

帰り道に立ち寄った茶屋でいただいた
宇治茶と和菓子も格別でした。

【管理部
関西研だより（２０２１年12月号）

羽石 明博】
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関西光科学研究所近隣の城跡を訪ねて （不定期掲載）
篠山城：兵庫県篠山市（日本１００名城）
１．城の歴史
関ヶ原役の後、徳川家康が西日本の大名に対して役務を命じた天下普請にて一年足らずで竣工した。完成後、明智光秀の攻略で有名な八上城から松平氏が移転。その後、青山氏が城主を務めて明治維新に至る。この間、藩主は老中・奉行など幕府の中枢を占めたが、内政が行き届かず、度々領民の一揆に見舞われている。
２．城の遺構石垣、東及び南の馬出、堀が遺構として残されている。特に内堀に面した石垣は、築城の名手である藤堂高虎が監修し、広い武者走り（右の写真で石垣と堀の間の草の部分）がある特徴的なものとなっている。なお、現在の篠山城の象徴となっている二の丸大書院は平成１２年に復元されたものである。

（表門枡形：おもてもんますがた）３．城の性格この地に城郭を建築した家康の意図は、豊臣家の居城であった大阪城包囲陣の一角を担わせることにあり、本城に山陰方面の監視及び抑止の役割を与えていた。
特に、将軍が滞在した二条城御殿に匹敵する大書院の規模から、将軍、側近及び諸大名の滞在も想定した、山陰方面の前線基地の役割を与えていたものと思われる。
他方、関ヶ原役の後の建築らしく、領地の政治の中心としての役割も重視し、正方形に近い敷地と効率的に配された郭の配置など、近代的な政庁の性格も感じられる。

（大書院：おおしょいん【復元】）４．アクセス
JR篠山口駅からバスで１５分、二階町下車。城跡に近隣する表門近くに駐車場有。
自動車では関西光科学研究所（木津地区、播磨地区とも）から約１００分。

【本部 総務部 和泉 圭紀】
関西研だより（２０２１年12月号）

https://www.qst.go.jp/site/kids-photon/

9地元の博物館・美術館等 紹介
金魚のふるさと 郡山金魚資料館
関西光科学研究所（木津）から南に約１５ｋｍ、クルマで３０分少しにある郡山金魚資料館を紹介します。
住所：奈良県大和郡山市新木町１０７
電話：0743-52-３４１８
開館：１０時～１７時（火曜日～日曜日、月曜定休）
料金：無料（徒歩５分のところに車の無料駐車場あり）
Webサイト：https://www.kingyoen.com/ 電子メール：info@kingyoen.com
金魚について、３００年の歴史を持つ日本で一番有名（たぶん世界でも）である奈良県大和郡山市。 戦国時代に城下町として栄え、江戸時代には金魚（学名: Carassius auratus）養殖が始まっていたそうです。 現在では、市をあげて「キンギョの町・大和郡山」のアピールも行っています。（例：8月の全国金魚すくい選手権大会の開催（２０２１年は中止）、マンガ・映画「すくってごらん」のロケ協力等）
市内には多くの金魚養殖田があり、その中に金魚資料館もあります。 金魚の父・松井佳一（まついよしいち）先生の像、金魚の系統図や歴史、また養殖技術の紹介、書籍等、いろいろな資料があります。また金魚グッズや金魚の販売もおこなっており、お手頃価格での購入（酸素入りビニール：２４時間程度の輸送OK）も可能です。 入
口に大きなワンちゃんがおり小さなお子さんはビックリするかもしれませんが、家族で楽しむことができる資料館です。
関西光科学研究所（木津地区）からクルマでお出掛け、金魚すくいを楽しんだり、近くの大和郡山城（サクラの名所）でお弁当を食べたりもできますので、一度訪問してみてはいかがでしょうか。

金魚に関する文献・書籍展示されている金魚（他にもたくさんの金魚を見ることができます）

資料館の水槽

松井佳一先生の像

金魚系統図【量子ビーム科学部門 研究企画部（木津地区） 織茂 聡】
関西研だより（２０２１年12月号）

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19組のお客様にご来館（ご予約）いただきました！
９月１日～30日
ご家族連れに加え、幼稚園や小学校、子ども臨時休館会、福祉施設からもご来館いただきました。

プラネタリウムの上映と工作教室を再開した10月以降に、２度あるいは施設公開日を含め毎月（今月が３度目の）ご来館をいただいているリピーターもおられました。
工作体験後、偏光グラフィックスにじっと見入っている家族連れの姿が印象的でした。
子ども会の参加者は退館時もサーマルカメラの反応に興味津々でした。

関西研だより（２０２１年12月号）

幼稚園からご来館

工作体験

偏光グラフィックスを熱心にご覧になる家族連れ

子ども会の締めは何故かサーマルカメラ

https://www.qst.go.jp/site/kids-photon/11ランチ後、コーポレートスペースで「飲み物無し」でクリスマス予定等の雑談中。
QST NewsLetterや木津川市広報誌等、のマガジンラックがあります。（木津地区）

関西研ホームページ https://www.qst.go.jp/site/kansai/
関西研だより https://www.qst.go.jp/site/kansai-topics/2528.html
関西研ブログ https://www.qst.go.jp/site/kansai/31978.html
関西研YouTube https://www.youtube.com/channel/UCGQohC8igUdeiLFTx_1KhtA
関西研Facebooks https://www.facebook.com/KPSIkouhou/
関西研twitter https://twitter.com/kpsi_kizu
放射光物性研究棟（播磨地区）に射し込む朝日【撮影：高橋有史（播磨地区）】
関西研だより（２０２１年12月号）

12光都プラザのイルミネーション点火式典【光都プラザにて撮影：篠本由佳理（播磨地区）】

姫路市手柄植物園のシクラメンツリー【撮影：竹内裕美（播磨地区）】

QSTでは「QST未来基金」として、ご寄付を募っています。
人類の未来を開くQSTの活動にご理解とご賛同をいただき、「QST未来基金」へのご支援を賜りますよう、謹んでお願い申し上げます。
https://www.qst.go.jp/site/about-qst/1311.html

放射光物性研究棟のクリスマスツリー（仮想）【撮影：上田美菜子（播磨地区）】
関西研だより（２０２１年12月号）

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12月7～9日にかけて、月と金星・土星・木星が接近しました。月が少しずつ大きくなっているのがおわかりでしょうか。7日の三日月、8日の四日月では地球照も見えます。SPring-8では天文台に配慮して構内の証明を下向きにしています。【SPring-8普及棟前にて撮影：竹内裕美（播磨地区）】

木星

木星

木星

土星

12/9の五日月
土星

土星
12/8の四日月

金星

金星

金星
12/7の三日月

関西研だより（２０２１年12月号）

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レナード彗星：明け方の空に見えていたレナード彗星が12月中旬に入って夕方の空に見えるようになりました。2分半かけて撮影しましたので、ほのかに青く移動する彗星の帯が見えます。1秒間で70ｋｍ移動している彗星なので、2分半ですとこの青い帯は約10000ｋｍです（尾ではありません）。右の明るいのは金星です。【光都の量子線医療センター前にて撮影：竹内裕美（播磨地区）】

金星

レナード彗星進行方向

関西研だより（２０２１年12月号）

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光都プラザの夕焼け 【光都プラザにて撮影：篠本由佳理（播磨地区）】 ギャラリー

編集後記：
今年もコロナ禍の大きな波がありましたが、去年の教訓もあり、落ち着いて対処できたのではないでしょうか。コロナ禍の影響は悪い面ばかりでなく、テレワークという新しい働き方や便利なオンライン会議を普及させました。放射光科学では、遠隔操作実験や測定の自動化促進など、新しい実験形態の実現に向けた取り組みが本格化しています。データ共用を目指す文科省のプロジェクトも新たに発足しました。これらの胎動は来年度には目に見える形になって花開くものと期待されます。【研究企画部（播磨地区）】

関西研だより（２０２１年12月号）

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