装置開発

光技術

機器分析

計算情報

学術支援

分子科学研究所 技術推進部

Activity Report

2023

ISSN 2434-1940

分子科学研究所

技術推進部

Activity ReportC O N T E N T S

1

2023

Activity Report 2023 発刊にあたり2023 年度ハイライト
2

装置開発ユニット

3

光技術ユニット

4

機器分析ユニット

5

計算情報ユニット

6

学術支援

7

技術推進部活動報告

技術レポート

分子科学研究所

10No.1高電圧フローティング電源のスイッチング特性改善の試み 木村 和典

12

No.2

加速器国際スクールISBA2023への参加報告 太田 紘志

14

No.3

新装置JNM-ECZL600G（600MHz NMR）の紹介 長尾 春代

16

No.4

Discourseを使ったコミュニケーション・サイトの構築 内藤 茂樹

18

スタッフコラム

技術推進部について

分子科学研究所長

分子科学研究所（愛知県岡崎市）は、1975 年に創設され、同時に、技術分野での研究支援を目的として技官を組織した技術課が発足しました。
2021 年、技術推進部に改組されました。ライン制ではなく職員の技術力を生かした組織形態に変更されています。技術推進部は所長直属の技術者組織であり、各個人のもつ高い専門的技術により支援しています。

技術推進部
技術職員計 37 名
（2023 年 4 月時点）

装置開発ユニット
光技術ユニット
機器分析ユニット
計算情報ユニット
学術支援Activity Report 2023 発刊にあたり
この原稿執筆時点から丁度 1 年前に当たる 2023 年 5 月 8 日より、新型コロナウィルス感染症の位置付けが 5 類感染症に変更されました。これを受けて、岡崎 3 機関では研究教育活動の一部制限が解除されました。共同利用のために来所される研究者や大学院生の人数も大きく増加しているようで、2023 年度の第 3 四半期までのロッジの延べ利用者数は、
2019 年度の 75％程度まで回復しており、コロナ以前の状況が徐々に戻りつつあると実感しています。一方、コロナ禍
ではオンラインでの開催にほぼ限定されていた研究会やセミナーについては、オンサイトでの開催が目に見えて増えてきているものの、オンラインの利便性や費用面でのメリットから、現地参加とオンラインを併設したハイブリッド型での開催がトレンドとなっています。
2023 年度は、渡辺所長の 2 年目に、技術推進部としては 3 年目に当たります。上述の通り、ポストコロナ時代を迎え、活発な研究活動が復活する中で、電気料金の高騰に伴う大型設備の運転時間短縮など研究活動への負の影響がありました。2023 年度の技術推進部においては、とても悲しい出来事がありました。再雇用職員として装置開発室にて機械加工をご担当いただいていた水谷伸雄氏が、2023 年 11 月 13 日に享年 62 歳で急逝されたのです。分子研レターズ 89 号に追悼記事が掲載されていますので、是非ご覧いただきますようお願いします（https://www.ims.ac.jp/publications/
letters89/89_22.pdf）。水谷氏の長年のご功績、ご活躍に敬意と感謝の意を表し、心よりご冥福をお祈りします。
技術職員の定年が 61 歳に延長されたため、年度当初には 2023 年度末での定年退職者は居ませんでしたが、装置開発
ユニットの菊地拓郎氏が、東京大学生産技術研究所試作工場へ転籍のため 2023 年度末をもって退職されました。菊地氏は、2018 年 5 月に装置開発室の特任専門員として採用され、2019 年 2 月に技術職員となり、機械加工を担当していました。近年、前職での経験を活かした雰囲気光電子分光用ノズルの開発により装置の著しい性能向上を達成しています。
菊地氏のこれまでのご貢献に感謝の意を表すると共に、新天地でのご活躍を祈念します。
2023 年度の新規職員採用については、前述の通り、年度当初には採用予定はありませんでしたが、年が明けてから程なくして決まった菊地氏の転籍により、装置開発ユニットで欠員補充が必要となりました。また、安全衛生管理室の専任職員である田中室長のご退職後の化学安全業務の担い手を技術職員として採用するという所の方針により、有機合成実
験の経験者 1 名を新たに選考採用することになりました。関係者で協議したところ、配属先は機器分析ユニットに決まりました。2024 年 3 月中に公募を行い、筆記試験や実技試験を４月５日に実施した結果、大学で技術職員として勤務されている即戦力 2 名の採用に至りました。7 月 1 日付で着任予定です。研究所の発展に資する技術的な研究支援のみならず、
技術推進部の活性化にも大いに貢献していただきたいと思います。
2024 年 5 月
技術推進部長繁政 英治

分子科学研究所技術推進部報告 2023

1

2023 年度ハイライト

装置開発
ユニット
担当施設：装置開発室
http://edcweb.ims.ac.jp/

スタッフ Information
近藤聖彦

KONDO, Takuhiko豊田朋範

TOYODA, Tomonori

松尾純一

MATSUO, Junichi

高田紀子

TAKADA, Noriko

木村

幸代

KIMURA, Sachiyo

菊地拓郎

KIKUCHI, Takuro

木村和典

KIMURA, Kazunori

宮崎

芳野

MIYAZAKI, Yoshino

澤田

俊広 * SAWADA, Toshihiro

石川晶子 * ISHIKAWA, Akiko

菅沼

光二 * SUGANUMA, Kouji* 技術支援員装置開発ユニットの紹介

スパッタ装置の利用率が増加したので、スパッタ装置の装置開発ユニットは、メカトロニクス、リソグラフィ、整備が必要になり、真空計や O リング、ターゲット背部のエレクトロニクス、デジタルエンジニアリングに関する技

マグネットユニットの交換、チャンバー内の清掃やベーキ術を有する職員が所属しています。これらの技術を活用しングなど、様々なメンテナンスを実施し、安定した状態でて、分子科学研究に必要とされる実験機器の設計製作、マ装置が利用できるよう努めています。

イクロレベルの微細形状を有するデバイス製作、電子機器

その他、新規の施設利用者に関しては、所内外に関わらず、の制御、設計過程で重要となる、信号、構造、磁場等に関クリーンルームの利用方法や各装置の操作手順、製作プロ

する解析、タンパク質などの 3D 造形をおこなっています。

セス等についてレクチャーをおこなっています。

さらに、このような技術支援は所内研究者に対してだけで【エレクトロニクス】

なく、全国の大学および分子科学分野を中心とした研究機製作する電子回路はアナログ回路、デジタル回路および関の研究者を対象としています。また、研究者のさまざま

それらの複合回路、ソフトウェアはハードウェアに付随しな要求に応えられるよう、新規設備の導入、新技術の取りたハンドラープログラムから実験計測・制御に必要なアプ組みをおこなっています。

リケーションに至るまで、広範な回路技術を基に支援をお各技術に関する活動内容【メカトロニクス】

こなっています。

技術レポート P.10 木村

研究者の要求に応えるために、日頃から基盤となる回路

主な依頼は（1）部品加工：依頼者から提供される手書技術の習熟と最新デバイスや新しい回路技術の情報収集に

き図面、簡単な絵、要求される仕様を確認して作成した図面、心掛け、それらをいつでも活用できるように技術の習得に

これらの部品を加工する内容、（2）装置製作：設計・開発

努めています。特に「エレクトロニクス技術の 3 本の柱」

要素を含み、部品を組み合わせて製作をおこなう内容の 2として、FPGA に代表されるプログラマブルロジックデバ

つに分類できます。

イスの製作技術、機器組み込み用マイコンの応用技術、ア

装置製作は、力学、熱学、真空、冷却、光学に関する高度な技術が必要です。製作例としては、真空装置で使用するウォブルスティック機構用タッチセンサ、レーザ実験で使用するセル冷却機構、真空または不活性ガス環境で使用する機構、高温加熱炉の水冷ホルダ、レーザ結晶を接合すナログ回路製作技術に重点を置いて取り組んでいます。
【デジタルエンジニアリング】
設計時に重要となる構造、熱解析、流体解析等は ANSYS、
磁場解析はFemtetを使用しています。
例えば、冷却ホルダの設計では、内部に水が流れる銅製る装置等があります。

部品に固定した結晶の温度変化を解析するなどの活用例が【リソグラフィ】

あります。

EB 描画装置によるナノレベルのパターニング依頼が増加

3D 造形はタンパク質模型、実験装置に使用する部品の傾向にあります。パターンの材質は、これまでと同様 Auを試作があります。タンパク質模型は構造体ごとに色分けす多く使用しました。技術向上として、Ni や Si などのパターるとわかりやすくなるため、フルカラーの樹脂 3D プリン

ニングや、新規に購入したレジストの条件検討など、要望

ターで対応しています。

に応じてチャレンジしながら経験や情報を蓄積しています。

2

分子科学研究所技術推進部報告 2023

2023 年度ハイライト

光技術
ユニット
担当施設：
極端紫外光研究施設（UVSOR）
http://www.uvsor.ims.ac.jp/

メゾスコピック計測研究センター

スタッフ Information
林
憲志 HAYASHI, Kenji
中村 永研 NAKAMURA, Eiken
酒井 雅弘 SAKAI, Masahiro
手島 史綱 TESHIMA, Fumitsuna
近藤 直範 KONDO, Naonori
矢野 隆行 YANO, Takayuki
牧田 誠二 MAKITA, Seiji
岡野 泰彬 OKANO, Yasuaki
湯澤 勇人 YUZAWA,Hayato
太田 紘志 OTA, Hiroshi
清水 康平 SHIMIZU, Kohei杦本 泰伸 * SUGIMOTO, Yasunobu
山崎潤一郎 ** YAMAZAKI, Jun-ichiro
水口 あき ** MINAGUCHI, Aki
水川 哲徳 ** MIZUKAWA, Tetsunori* 特任専門員** 技術支援員

光技術ユニットの紹介に設けていきたいと考えています。

メゾスコピック計測研究センターに所属する技術職員11名≪ BL7U ブランチビームライン完成≫

技術レポート P.12 太田

光技術ユニットは、極端紫外光研究施設 (UVSOR)およびと特任専門員１名、技術支援員 3 名によって構成されています。

BL6U で は 最 先 端 の 分 析 装 置 で あ る Momentum
Microscope (MM)の導入・開発が進んでいます。今年度

UVSOR では、シンクロトロン光の発生装置である電子

は MM で利用できる光の波長領域を拡大するため、BL7U

加速器の運転・保守・管理とシンクロトロン光共同利用支の光を MM まで導くブランチラインの建設・コミッショニ

援業務に従事しています。また、光源の開発研究の技術支ングが行われました。

援並びに分光器や測定系の開発・研究の技術支援も行っています。メゾスコピック計測研究センターでは、所内の研究グループや各施設への技術支援をしています。また、各
種機器開発・研究に従事しています。
2023 年 4 月には堀米氏が技術支援員を退職し、山崎氏が定年により技術支援員となりました。

設備更新とトラブル
UVSOR は運転開始から 40 年が経過し老朽化が深刻になっており対策を進めています。2022 年に２度にわたりブースターシンクロトロンのベローズ偏向ダクトで真空リーク事故が発生しました。加速器の不調の調査のためにブースターを大気開放することも難しくなっていることか≪期待の新人採用≫
４月より新たに清水康平さんがら、全数予備品の調達を行っており、2025 年春の長期メンテナンス期間に更新を予定しています。

採用されました。主担当の加速器について運転やメンテナンスに取り組みながら、新人研修やビームライン対応も含め様々な業務に積極的に挑戦しています。
真空リークを起こしたベローズ偏向ダクト

2023 年度技術トピックス≪ ISBA’23 参加≫
太 田 氏 が ９ 月 に International School of Beam
Dynamics and Accelerator Technology（韓国）に参加しました。参加者間で夜中までディスカッションするという活発なもので、大いに刺激となったようです。光技術ユ
ニットでは海外も含めた若手の研修の機会を今後も積極的

その他活動報告－参加研究会等－

研究会参加（日本放射光学会、日本加速器学会、各種技術研究
会、UVSOR シンポジウム）、International School of Beam
Dynamics and Accelerator Technology（韓国）、真空技術基礎講習会、非常勤講師（中部大学）

分子科学研究所技術推進部報告 2023

3

2023 年度ハイライト

機器分析
ユニット
担当施設：機器センター
http://ic.ims.ac.jp/

スタッフ Information
繁政

英治 * SHIGEMASA, Eiji

高山

敬史

TAKAYAMA, Takashi

賣市

幹大

URUICHI, Mikio

岡野芳則

OKANO, Yoshinori

上田

正

藤原

基靖

FUJIWARA, Motoyasu

浅田瑞枝

ASADA, Mizue

宮島

瑞樹

MIYAJIMA, Mizuki

長尾春代

NAGAO, Haruyo

平野佳穂 HIRANO, Kaho

伊木志成子 *
藤川

IKI, Shinako

清江 ** FUJIKAWA, Kiyoe

久保田今井

UEDA, Tadashi

亜紀子 ** KUBOTA, Akiko
弓子 ** IMAI, Yumiko

機器分析ユニットの紹介
機器分析ユニットの技術職員は機器センターに配属され、* 特任専門員 ** 技術支援員

機器センターには、今年度より文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ（ARIM）プログラムのスポーク機関、センターの所有する実験装置や設備の維持管理、利用者の2007 年度より大学連携研究設備ネットワーク事業（設備受入・測定支援等の業務を行っています。2007 年 4 月にNW）の主体機関・事務局並びに自然科学研究機構大学間発足した機器センターは、分子スケールナノサイエンスセ

連携推進機構の分子研対応部署としての機能が付加されてンターと分子制御レーザー開発研究センターが統合されたいます。特に、設備 NW は、全国の大学の所有する各種汎ものであり、所内の研究者が共通で利用可能な NMR や ESR

用研究設備・機器を相互に利用することで、研究設備・機等の汎用分析機器を有しています。更には、新たに低温冷器の有効活用を目指すものであり、現在、文部科学省がガ媒の供給施設も加わり、充実した研究支援体制が構築されイドラインを策定し、推進しようとしている大学等におけています。これらの研究設備・機器については、所内はもる研究設備・機器の共用化の先駆けとして注目されています。

とより、所外からも「施設利用」「協力研究」の形で利用さ機器センターでは、明大寺地区および山手地区においれています。装置によっては元素分析等の様に、所内限定て液体窒素・液体ヘリウムの供給を行っています。明大寺ですが依頼測定を受け付けているものもあります。

地区においては、2022 年度の寒剤供給量は、液体ヘリウ

機器センターの所有する研究設備・機器は、(1) 化学分析、

ム 47,622 ℓ、液体窒素 27,600 ℓ、山手地区においては、(2) 磁気・物性、(3) 分子分光、(4) 電子顕微鏡、(5) 寒剤供給、

液体ヘリウム 3 ,576 ℓ、液体窒素 14 , 216 ℓをそれぞれに大別され、それぞれの分類中の主要な研究設備・機器は供給しています。なお、両地区ともに、寒剤の供給システ

次の通りです。

ムは完全に自動化されており、初心者でも簡単に取り扱う（１）化学分析 高磁場 NMR（400, 600 MHz）、質量分ことができます。

析計（MALDI–TOF-MS 型）、有機微量元素分析装置、熱明大寺地区では、2020 年度までに附属施設棟の改修工

分析装置、電子プローブマイクロアナライザ（EPMA）、X

事が全て完了し、装置開発及び機器分析ユニットの技術系職

線光電子分光（XPS）

員居室が一部屋に集約されています（共同研究棟Ｃ棟 203（２）磁気・物性 ESR、SQUID、単結晶 X 線回折装置、号室）。また、機器センター所有の研究設備・機器の多くは、粉末 X 線回折装置、15T 超伝導磁石付希釈冷凍機

2021 年度中に共同研究棟Ａ棟での運用を開始しています。

（３）分子分光

ピコ秒パルス光波長可変レーザー、高感

2023 年度トピックス

度蛍光分光光度計、顕微ラマン分光装置、円二色性分散計、

上述の ARIM 関連の補正予算により、有機合成システム

紫外可視近赤外分光光度計、遠赤外分光器、各種小型機器

及び単結晶 X 線構造解析装置の調達が進められ、米国 Cole-（４）電子顕微鏡

Parmer 社製リアクションステーション Integrity10 システ

走査型電子顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡（AFM）、透過型電子顕微鏡（TEM）（５）寒剤供給

液体ヘリウム供給装置、液体窒素供給装置、

ムとリガク社製 XtaLAB Synergy-DW/N が納入されました。
－機器センター共同利用装置導入－

全館対応窒素ガス供給装置

その他活動報告※最新情報は http://ic.ims.ac.jp/ をご覧ください。

「新装置 JNM-ECZL600G（600MHz NMR）の紹介」担当：長尾4分子科学研究所技術推進部報告 2023

技術レポート P.16 長尾

2023 年度ハイライト

計算情報
ユニット
担当施設：計算科学研究センター

スタッフ Information
岩橋建輔

IWAHASHI Kensuke

内藤茂樹

NAITO Shigeki

神谷基司

KAMIYA Motoshi

澤昌孝 SAWA Masataka

長屋

貴量

NAGAYA Takakazu

木下敬正

KINOSHITA Takamasa

鈴木和磨

SUZUKI Kazuma

金城行真

KANESHIRO Ikuma

宇野明子 * UNO Akiko

矢﨑稔子 ** YAZAKI Toshiko

https://ccportal.ims.ac.jp/* 技術支援員 ** 再雇用職員

計算情報ユニットの紹介

2023 年度トピックス

計算情報ユニットは、共同利用の計算機に関する計算科

計算科学研究センターのスパコン更新

学研究センター業務、所内のネットワークやサービスに関電気代が高騰しており 2023 年 4 月の電力単価が 1 年間する分子科学研究所ネットワーク業務、岡崎地区共通の情

続いた場合、スパコンの電気代は年額 1 億 6000 万円にな報インフラの整備やセキュリティーに関する岡崎情報ネッることが予測されました。そのため、何とかして予算内にトワーク管理室業務を担当しています。

電気代を収める必要が出てきました。運用しているスパコ

計算科学研究センター業務

ンはエアコンを使わない完全水冷システムであるため、エ

計算科学研究センターでは、分子科学、基礎生物学おアコンの設定温度を上げることで節電するということはよび生理学の研究のための計算機資源を提供しています。

できません。そうなると対応策は限られ、コンピューター

採択された申請情報を基にアカウントの作成や利用できの電力を削減するしかありません。稼働するコンピューる CPU 点数とディスク容量の設定、ハードウェア障害にターの台数を減らすという選択肢もありましたが、CPU関連したことから科学技術計算に関することまでの幅広のターボブースト機能を無効にする対応をしました。当初

い質問に対するヘルプデスク業務、ベンダーへの問い合わの予測では 7% の電力削減でしたが実際には 10% 以上のせや設定提案など、システムエンジニアと研究者の中間的電力削減となりました。

な立ち位置で業務を行なっています。
分子科学研究所ネットワーク業務
メールアカウントやネットワークにつなぐコンピューターの管理、所内ネットワークに関するヘルプデスク業務

幸いなことに電力単価のピークは 4 月であり 8 月以降は3 割電力単価が下がった状態であったため無事に電気代を予算内に収めることができました。
Office 365 の導入といった基本的な業務だけでなく、研究室やプロジェクト

自然科学研究機構の各研究所では Google Workspaceで運営する公開サーバーの管理、セキュリティーインシデ

もしくは Office 365 を使っており、機構内でファイル共ントの予防、参加登録サイトの作成、会議室予約サイトの有やウェブ会議において「組織内」の運用ができない状態

運営などの業務を行い、研究者ができるだけ多くの時間をでした。機構本部の主導により、これまで利用していな研究に割けるように各種サポートをしています。

かった研究所にも Office 365 が導入されました。岡崎 3

岡崎情報ネットワーク管理室業務

機関では Office 365 が未導入でしたのでアカウントの整

分子科学研究所の上流のネットワークは岡崎地区にある他の自然科学研究機構の 2 つの研究所と共用しています。
岡崎地区のネットワークの整備や仮想サーバーのホスト機の管理などのインフラに関する業務、ファイアウォールの管理、怪しい通信がないかの監視などのセキュリティー業
務などを行なっています。万一、セキュリティーインシデ
ントが発生した際は、自然科学研究機構本部との窓口となります。また、情報に関する業務も範疇となり、情報イン
シデントの対応なども業務に加わっています。

備を行い、2023 年 6 月から Teams や OneDrive を利用することができるようになりました。
その他活動報告―技術発表―

令和 5 年度 高エネルギー加速器研究機構 技術研究会
鈴木 和磨「スパコン計算データリポジトリの立ち上げ」
内藤 茂樹「技術情報共有サイトの立ち上げ(Discourse のインストールと設定 )」金城 行真「LDAP と Samba を組み合わせた
ファイル共有システムの作成」
岩橋 建輔「スパコンの節電運用について」

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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2023 年度ハイライト

学術支援スタッフ Information
内山功一 UCHIYAMA, Koichi

原田

美幸 HARADA, Miyuki

担当施設：研究所全般、広報室

令和 3 年度の組織改編によりユニット制となった技術推進部において、旧学術支援班員は部長直下となりました。
所外に向けた広報業務や、所内向け共通業務を通じて、日々研究所をサポートしています。

研究所共通業務
研究所の職員が利用する大判プリンターなどの各種共用機器や備品の管理、研究所主催イベントへの人員配備な
どの支援、建物の改修工事やインフラ整備などにおける現広報室

場監理などが主業務です。また最近は、オンサイトやハイ

広く一般の方々に分子研の研究活動や役割を分かり易

ブリッドなど各種開催形式の会議や研究会に対応した機材

く伝えることの重要性が益々増加しています。このような準備やそれらの操作、会場設営についても支援しています。

広報活動を進める組織として、分子研には広報室が設置さ

その他、担当部署が不明な案件などについて、所員かられており、技術職員が 1 名配置されています。主な業務内の相談対応を行っています。これらの業務を通して、研究

容は以下のとおりです。

所の職員が快適に仕事できるよう環境整備を行っています。

情報発信：分子研ホームページ運営、展示会出展等
アウトリーチ：市民公開講座企画・運営
各種作成：出版物、ポスター・ホームページ等
その他：SNS 発信、写真撮影等
その他 2023 年度は 50 周年に向けて 50 周年特別サイトを公開、特別企画として座談会の収録・動画作成を行いました。

分子科学研究所 50 周年特設サイト
https://www.ims.ac.jp/50th/

6

分子科学研究所技術推進部報告 2023

2023年度の技術推進部について
技術推進部長繁政

英治

ここでは、各ユニットや研究施設ごとの技術的なレポートではなく、分子科学研究所技術推進部として実施した活動を報告します。研究所の共通的な運営業務も技術職員が協力しながら担っていますので、それについても併せて紹介します。
なお、新型コロナウィルス感染拡大防止のため、多くの活動は、オンライン又はハイブリッドでの開催となりました。

各種技術研究会への参加
大学や研究機関の技術職員が主体となって企画し開催する技術研究会・研修会は近年多くの大学および研究機関で開催され、その内容は専門分野の学会とは異なり、研究・教育支援の中での技術開発や、その現場での技術諸課題に対する解決策など、広い分野に渡って技術職員が活動している事が紹介されています。研究所創設の頃から実施されている「技術研究会」は、現在、大学と研究機関の持ち回り開催となっています。今年度の機器・分析技術研究会は、9 月に熊本大学が主催しましたが、ハイブリッド開催となりました。鳥取大学が主催した実験・実習技術研究会は、2024 年 3 月にオンライン開催されました。また、高エネルギー加速器研究機構が主催した技術研究会は、同年 3 月にハイブリッドで開催されました。これら持ち回り開催の技術研究会以外に、自然科学研究機構内で技術職員による研究会として法人化以降に開催されている「機構技術研究会」があります。第 17 回目に当たる機構技術研究会は、分子研が主催し、2023 年 6 月にオンライン開催されました。2024 年度は核融合科学研究所が主催することになっています。

技術職員研修等
受入研修
全国の大学や研究機関の技術職員を受け入れ、技術課職員との相互の技術向上および交流を目的として実施されてきた受入研修ですが、2023 年度については、電子回路技術研修と光技術研修を実施しました。前者には名古屋大学から 2 名、後者には東北大学から 1 名の技術職員が参加しました。
受入研修については全国の大学・高専・大学共同利用機関の技術職員に向けて、それぞれの専門技術について実施しています。この研修は受入側の分子研技術職員に対しても研修となるよう、相互の課題解決型の企画に重点を置いています。

その他の研修例年、技術職員の研修として、前述した研究会等以外に「東海・北陸地区国立大学法人等技術職員合同研修」にも参加しています。また、奨励研究（科学研究費補助金）の採択、所長奨励研究費（所内制度）による研究活動で必要とされる専門技術について、他機関や民間が開催する講習会等へ参加し、技術の研鑽に努めています。詳しくは本誌の技術レポー
ト等をご参照下さい。

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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共通支援業務
中学生の職場体験学習
職場体験学習は、学校教育の活動として文部科学省が推奨しており、分子研技術推進部は、体験先の事業所として協力しています。岡崎市を中心とした多くの中学校から毎年受入希望が寄せられ、研究所での体験学習に技術職員が対応して来ました。2019 年度から、研究グループでも職場体験を受け入れることになりましたが、2023 年度は、豊田市 1 校から中学生 2 名を受け入れて職場を体験してもらいました。

労働安全衛生法人化以降、研究所の安全衛生に関する実務を行うために、安全衛生管理室が設置されています。そこには専任の研究員と教員が配置されていますが、技術職員は所属していません。しかし、安全衛生管理業務には、化学物質、放射線、高圧ガ
ス、電気、機械といった内容が含まれますので、それら専門知識を有する技術職員が、安全衛生管理室の兼任メンバーとして実務を行っています。

研究環境の整備
技術推進部は、分子科学研究に関する直接的な技術支援や、研究施設の維持・管理・運用に関係した技術的支援を担う役
割の他に、事務方との協力体制の下、研究所の業務を行う事が多くあります。2023 年度も研究室・実験室の研究環境整備
や、インフラの老朽化改善のための多くの改修工事が生じました。この様な整備事業には、施設課の建築関連の事務部署が大きく関係しますが、技術推進部も研究所マネジメント業務の一つとして、深く関わり取り組んでいます。
2023 年度に実施した主な環境整備としては、研究棟１階窓枠工事及び実験棟屋上再緑化工事が上げられます。近年、山手地区の空調機に老朽化に伴う故障が多発しており、順次更新を進めています。

その他技術推進部に関すること
分子研技術推進部では、2017 年度以降、退職予定者の欠員を補充するための新任者採用を進めています。2023 年度当初、新規採用の予定は有りませんでしたが、2024 年１月末に装置開発ユニットの菊地氏が転籍のため年度末をもって退職することになり、また、田中安全衛生管理室長の定年退職後の化学安全業務の担い手を技術職員として採用する方針となったことから、2 名の技術職員を選考採用することになりました。4 月 1 日現在、技術職員は 37 名ですが、2024 年 7 月 1 日付で
2 名の即戦力の技術職員が着任予定であり、総勢 39 名となる見込です。2023 年度より定年延長が開始されており、今年度の退職年齢は 61 歳です。2 年毎に 1 歳退職年齢が引き上げられ、2031 年度には定年退職年齢が 65 歳となります。今後10 年で半数近くの技術職員が定年退職を迎えるという事態は先送りされることになりましたが、先を見越した計画的な新規採用の重要性に変わりはありません。インターンシップ制度の導入など若手技術職員の採用に向けた新たな取り組みの検討を進めています。

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

技術レポート

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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技術レポート

No.1
装置開発ユニット

高電圧フローティング電源のスイッチング特性改善の試み
装置開発室エレクトロニクスセクションでは、高速・高電圧のパルサーを多く製作してきました。今回、出力電圧は 500V 程度と比較的低いものの、トリガー
入力と出力が絶縁されているフローティング仕様の電源を依頼を受けて製作しています。さらに従来品と比較して広い周波数帯域でオン・オフを行うことが求められており、この周波数特性を改良する試みについて紹介します。

木村 和典
キーワード

高電圧スイッチ、周波数特性

絶縁ゲートドライバを用いたプッシュ・プル式高速・高電圧パルサー
図 1 のような回路をプッシュ・プル回路と呼びます。2 つのスイッチ（図の例では N チャンネル MOSFET）を交互に導通させることで、出力電圧を切り替えることができます。装置開発室では従来より、数 kHz ～数十 kHz 程度の周波数で数 kV という高電圧での動作に耐えるスイッチング素子を用いた高速・高電圧パルサーを製作してきました [ 1 ]。

図 1 典型的なプッシュ・プル回路と各部位の電圧波形

現在、研究者からの依頼を受けて、出力電圧は 500V と低いながらも直流・数百 mHz から数 MHz という広い周波数帯域でのスイッチングを行うパルサーを製作しています。出力をフローティングにしたいという要望があったため、トリガー入力信号と出力のスイッチング回路を電気的に絶縁する必要がありました。今回はガルバニック絶縁ゲートドライバと呼ばれる特殊な IC を使用することで入出力の絶縁を実現しました。回路図を図 2 に示します。

図 2 絶縁ゲートドライバ（図中 U1 A）を用いたプッシュ・プル回路の構成例

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

今回使用した絶縁ゲートドライバは入力側・出力側それぞれに電源を入力する必要があります。また出力側について、ハイサイド（図中上側）のスイッチを駆動するための電源電圧は出力電圧を基準としたものになります。このような電源が必要になった場合、たとえばブートストラップ回路（図 2 左側）を用いることが考えられます。ハイサイドを駆動するために必要な電荷を、ローサイド（下側）のスイッ
チがオンになっている間にコンデンサ（図 2 における CaU1、
Ca2U1）に充電しています。
ここで、トリガー入力信号として 20 Hz のパルスを入力したの時の電圧波形を図 3 に示します。最上段、黄色の波形がトリガー入力信号、2 段目の赤色、3 段目の緑色がそれぞれハイサイドとローサイドの駆動電圧、最下段のピンク色が出力信号です。ハイサイドの駆電圧が、トリガー入力電圧の幅の半分あたりまでの時間しか動作していないことがわかります。また出力信号も同様に、トリガー入力信号の途中で電圧が下がってしまっています。

図 3 スイッチング周波数 20Hz における入出力電圧波形

オン時間の延長
先述の通り、ハイサイドを駆動するための電荷はローサイドがオンになっている間にコンデンサに充電されます。したがって、ハイサイドをオンにし続けられる時間の限界はこのコンデンサの容量に応じて決まることになります。図 3 の例
では 0.1 μ F と 10 μ F のコンデンサを並列に接続しており、このときのオン時間は 10 ミリ秒程度でした。
そこで、単純な対応策としてこのコンデンサの容量を十分に大きくしてみます。4700 μ F のコンデンサを外付けしたときの写真、およびこの状態で 250 mHz のトリガー信号を入力したときの電圧波形を以下に示します。スイッチング周
波数 250mHz で Duty（オン時間・オフ時間の比率）は 50% ですから、ハイサイドのオン時間は 2 秒になります。図に示す通り、出力信号が途中で下がることなく 2 秒までハイの状態を維持できていることが確認できます。

図 4 コンデンサ追加接続時の写真 ( 左 ) とスイッチング周波数 250 mHz における入出力電圧波形

さいごに従来製作してきた高電圧パルスジェネレータは十分に高速でしたが、低周波についても回路のパラメータを多少変更することで十分な特性が得られることが確認できました。一方で今回用いた方法では、オン時間を延ばすためには際限なくコンデンサの容量を増やすことになります。シミュレーション上ではいくらでも容量を増やすことができますが、2 秒間のオン時間ですら回路基板の半分程度の大きさのコンデンサを用いていることから現実的ではありません。また直流で使用する場合はスイッチング回路を通す必要もありません。
使用する周波数に応じて回路自体を切り替えるなど、より適切な方法を用いる方向で改良を進めています。
[1] 吉田久史 ,“2 段式高速高電圧パルス発生器”, 分子科学研究所技術課活動報告集 Activity Report KANAE 2013 , P25[2] Sanket Sapre,“絶縁型ゲート・ドライバとは何か、なぜ必要なのか、どう使うのか ?”, ANALOG DEVICES Analog Dialogue VOL 52 ,2018ttps://www.analog.com/jp/resources/analog-dialogue/articles/isolated-gate-drivers-what-why-and-how.html

分子科学研究所技術推進部報告 202311

技術レポート
技術レポート

No.2
No.

光光技術ユニット
技術ユニット

施設間連携
加速器国際スクール
ISBA2023 へのビームライン建設計画への参加
参加報告
UVSORでは高エネルギー加速器研究機構フォトンファ
2023
年ー
8及
月3
12学
日に韓国の浦項（ポハン）において開催された加速器の
クトリ
び日から
広島大
放射光研究センターとの連携によるビームライン建設計画に参加しております。
国際スクールに参加する機会がありましたので、参加報告させていただきます。
キーワード： 施設間連携、ビームライン建設、次期計画

太田 紘志

太田

紘志

キーワード
研究会、海外、加速器

光技術ユニット極端紫外光技術第一係

加速器という単語にあまり聞きなじみはないかもしれませんが、最先端の研究だけでなく、がん治療や PET 検診のマー

UVSOR施設の現状と計画参加への経緯

カー製造などの医療分野でも広く使われております。もっとも身近なものでは、一昔前のテレビに使われていたブラウン管の中にも使われていました。分子科学研究所のある加速器は、電子をほぼ光速まで加速して、実験に利用しています。
今回、国際スクールに参加した理由として、私が技術職員として採用されて 4 年目になりますが、加速器の扱いや施設内の機器についての理解などは深まってきましたが、光速まで加速された電子等の粒子の運動や加速器の設計など基礎的な勉
UVSORは建設から38年目に入り、2012年にUVSOR
強が抜けていることに危機感を持っていたため、加速器学会からアナウンスされていた国際スクールへと派遣していただき
IIIにアップデートされてからも既に10年が経過しておりました。
ます。アップデートされた加速器の運転も安定した時期

今回、参加した国際スクールは、International School for Beam dynamics of Accelerator（以下、ISBA ＊）とに入り、施設として日々の運転において大きな課題はほいうもので、アジア圏の学生や研究者を対象として開催されているものです。韓国と日本の加速器研究者が共同で開いてとんどない状態になってきている。

運転が安定している一方で建設当初に比べれば施設内 6 回となる今回は初めて韓国にある Pohang Accelerator
おり、過去に開催されたものは日本で行われていましたが、第でのビームラインの改造や設置、加速器への新機能の追Laboratory（PAL）で開催されました。

内容としましては、加速器の研究者を目指す学生や研究者のために、加速器の物理学や設計についての講義、応用研究に
加など経験を必要とする技術的な仕事の機会は少なくついての講演、シミュレーション実習などが行われました。ただ、特筆すべきは講義を行う先生方のほとんどがネイティブ
なってきている。これは国内の他施設でも、似たような状況であり、研究職員、技術職員の両方において技術継スピーカーではないため、日本人でも内容が聞き取りやすく、参加のハードルは低いことです。それにも関わらず、登壇さ
図1 フォトンファクトリーのBL11
承の機会が減少している。幸いなことに、UVSORでれる先生方は非常にバイタリティのある方が多く、講義の質も高いため、古典物理学が理解できていれば、非常に理解しやは、2020年にはBL6Uでの新型装置の設置に伴うビーム
すい講義となっています。
ラインの改修(牧田誠二、2019年度分子科学研究所技術
また、基礎的な力学の話だけではなく、近年の加報告かなえ)、2021年にBL1Uの真空紫外ビームラインの速器業界のトピックスを盛り込んだ講義もあり、今前置鏡室の更新に伴うレイアウト変更(太田紘志、分子回は人工知能の加速器への応用でした。加速器は、

茨城県つくば市のある高エネルギー加速器研究機構の放射光施設、PFとPF-ARの2つの光源加速器を持つ大型施設。分子研と同じ大学共同利用機関である。稼働は1982年、実験に利用可能な
ビームラインは47本。

研レターズVol. 85)を実施するなど、小規模ながら施設非常に多くの機器の集合体のため、扱うパラメーターのアップデートを繰り返している。しかし、大人数がが非常に複雑なため、一つのパラメーターが違うだ

ビームラインのコンセプトから建設や設計の時点で関わけで結果が大きく変わってしまいます。よくあるのり、施設を挙げて行なわれる大型計画は少ない状態にが、急に外気温が高くなったり、低くなったりするなっている。
だけで、調子が悪くなってしまい、調子を取り戻す

大型計画の場合、専門性の違う参加者の意見の集約・のに手を焼くことがあります。個人的な表現を使っ
取捨選択、予算・進捗管理など、取りまとめ役が非常にてしまえば、気ままなネコを相手にしているような重要である。このような大型計画の実務経験者を中心に気分です。例えば、自分から膝の上で寝かせろとせ

各施設における大型のアップデート等を乗り越えてきた。しかし、施設の更新も老朽化と施設の陳腐化が進んでおり、次期計画に向けて議論が始まる中、計画をけん引するべき、若手の職員への技術継承と経験の蓄積が急

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

図1

図 2

会場の様子

HiSORの実験ホール

広島県東広島市にある広島大学所有の放射光施設、分子研
UVSOR同様の小型の光源加速器を持つ。稼働は1996年、利用可
能なビームラインは16本。

がんだのに、突然暴れて走り去ることがあります。この場合、おそらくネコにとって、不快な要因が我慢の限界を超えたこと
により、膝の上で寝ているよりもどこか別の場所に移った方が良いと判断したと考えられます。少し話が脱線しましたが、加速器も何かの要因でパラメーターが変わったことで調子が変わります。ただ、その変化は多次元の変数によるもののため、人間に理解することは非常に難しいです。ただ、近年の機械学習により、多次元のパラメーター探索が可能になったことでパラメーターの多い加速器を運転するための非常に心強いツールとなり始めています。
開催期間中には、講義とは別に歴史施設と加速器施設の見学もありました、歴史施設は韓国の 10 ウォン硬貨の裏のデザイ

図２

仏国寺内のフォトスポット？

ンである仏国寺の多宝塔などを見学し、加速器施設では韓国の X 線自由電子レーザー施設 PAL-XFEL やプロトン加速器などを見学しました。PAL-XFEL では、通常は見られない直線加速器や制御室の見学を行いました。説明によると、XFELの発振や性能を満たすことだけが目標ではなく、韓国国内の企業だけで電磁石や高周波デバイスなど加速器の構成機器のほぼすべてを製作することにも成功したとのことでした。
この勉強会の最後には、実習の総まとめとしてチームを組んで加速器のシミュレーション課題に取り組み、それぞれのシ
ミュレーション結果の発表を行う機会もありました。チーム内には様々な出身地の学生たちが集まり、研究者も技術者も学生もなく、それぞれが意見を出し合い、どのパラメーターを重視するのか？課題に対する理解は間違っていないか？など議論を重ね、非常に楽しい実習となりました。
最後に、10 日間という非常に短い勉強会ではありましたが、基礎的な講義だけではなく、実際の加速器に当てはめた講演や今後の業務にも使えるシミュレーションテクニックに加え、様々な国の若手たちが集まり、意見を交わし、交流を深めることができる国際スクールでしか得られないものも多くあり、この経験を今後の仕事に生かしていきたいと考えています。
＊ https://conference-indico.kek.jp/event/213/

図3

浦項にある X 線自由電子レーザー施設（PAL ￥XFEL）の直線加速器

分子科学研究所技術推進部報告 202313

技術レポート

No.3
機器分析ユニット

新装置 JNM-ECZL600G（600 MHz NMR）の紹介
共同利用機器として、核磁気共鳴装置（NMR）
ECZ Luminous（ 日 本 電 子 株 式 会 社 製 JNMECZL600G）が導入されました（図 1）。三重共
鳴測定や低周波数核を含む多核測定が可能です。
全般に測定時間が短縮され、とりわけ二次元測定
はアプリケーションの進化により数倍早くなります。2024 年１月より所内・所外に溶液測定用と長尾 春代

して公開しています。
キーワード

図 1 ECZL 600 G

ＮＭＲ、三重共鳴、低周波数核導入の経緯
機器センターが管理する溶液測定用 NMR は、これまで所内専用機の ECS400（400MHz NMR）と所内・所外に公開している ECA600（600MHz NMR）の計 2 台でしたが、ECA600 は部品サポートが終了しつつあります。この度、よい頃合いで新機種 ECZL600G を導入させていただきました。
ECZL600G では新たに三重共鳴測定が可能となり、以前からのユーザーのご要望にお応えできてほっとしています。また時間短縮系アプリケーションや、軽溶媒測定の自動化など、利便性の高い機能が備わっており、時短効果が期待されます。

ECZL600G の主な仕様
磁場：14.1T
感度（S/N）：Royal HFX 1H ≧ 1050、13C ≧ 340
プローブ：
・Royal HFX ：測定可能核種 1H,19F,15N ～ 31P、温度範囲 -100 ～ +150℃
・T10L：測定可能核種 1H,103Rh ～ 15N、温度範囲 -50 ～ +120℃

分光計：2ch 構成
FG 電源：30A（90G/cm）
システム： Windows10、delta 6.2

ECZL600G でできること◆三重共鳴測定
含フッ素化合物の 13 C{ 1 H}{ 19 F}（13 C 一次元
測定時の 1 H, 19 F 同時デカップリング）が測定できます。分裂していたピークが集合し（図 2 スペ
クトル中の①、②、③のピーク）感度が上がっています。1 H{ 19 F} 測定や 19 F{ 1 H} 測定、二次元測定でも利用可能ですが、分光計が 2 ch 構成であるため、19 F の観測幅等に制限があります。

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

図 2 13 C{ 1 H}{ 19 F} 測定例
日本電子株式会社 HP Applications note NM 170011 より◆アプリケーションの紹介
時間短縮系アプリケーション（NUS）
NUS（Non Uniform Sampling）は二次元測定において y 軸のデータ点を不均一にサンプリングした後でスペクトルを再構成する手法です。デフォルト条件でも測定時間が 4 分の１となり、時短効果は格別です。特に COSY（1 H と 1 H の相関）など、インターフェログラムがエコー型の測定法に適しています（図 3）。

図 3 NUS 測定例
日本電子株式会社 2016 分析機器 NMR ユーザーズミーティング予稿集「NUS 法の効果的な使い方について」よりスペクトル単純化系アプリケーション（DOSY）
DOSY（Diffusion Orderd SpectroscopY）では複数の成分からなる混合試料を自己拡散係数の違いで分離し、成分ごとに区別してスペクトルを取得します。
No-D NMR（Non-deuterium Proton NMR）
溶媒を重水素化溶媒で置換せずに通常の溶媒のままで測定する手法です。軽溶媒信号の 1 H 選択 FG シミングによる分解能調整、測定、軽溶媒信号の検出・消去、リファレンス機能が自動化され、以前よりも簡単に測定することができます。
◆その他の改善点
オートチューニングや自動分解能調整（グラジエントシムシム）がスピードアップし、測定にかかる時間が短縮されました。チューニングの様子は図でモニター表示されます。手動でのチューニングがより正確にできるようになり、特に低周波数核の感度上昇に効果が出てきそうです。

ユーザーご利用時の注意点
測定・解析ソフトウェアは ECS400 や ECA600 で以前から使用されてきた delta です。delta6.2 にバージョンアッ
プされていますが、これまでと同じ感覚で使用できます。ただし、上記でご紹介した三重共鳴やアプリケーションには、パワーの制限やパラメータ設定、解析方法等に注意点があります。入力値によっては（入力できてしまうのですが）測定がうまくいかないだけでなく、装置の故障につながります。初めての測定方法を試す際は、その都度ユーザーと一緒に行い、注意点をしっかりお伝えするようにしています。

分子科学研究所技術推進部報告 2023

15

技術レポート

No.4
計算情報ユニット

Discourse を使った
コミュニケーション・サイトの構築
令和 5 年度に研究教育に関わる機関に所属する技術者に対して技術情報の共有・蓄積および交流の場を提供することを目的とする「技術情報共有サイト」を、Discourse を用いて立ち上げました（図 1）。本レポートではこの Discourseについて記述します。

内藤 茂樹

キーワード
Discourse、情報共有、掲示板システム

Discourse とそのインストール「技術情報共有サイト」は、Red Hat Enterprise Linux 互換の OS である Rocky Linux9 上に Discourse をインストー
ルして構築しています。この Discourse というのはオープンソースのコミュニケーションプラットホームで、掲示板やチャット機能を搭載しています。ユーザはグループに分けることができますので、目的別や分野別に集まることができます。また Google や Microsoft 等の Authenticator を使う二要素認証が設定できるなど、セキュリティにも配慮されています。
Discourseはコンテナ仮想化であるdocker上で動きますので、予めその環境を構築しておきます。dockerのインストー
ルは dnf コマンドでできますので手間は掛かりません。docker のインストールが終わったら起動しておきます。続いてDiscourse をインストールしますが dnf コマンドではできません。まず GitHub 上にある必要なファイルを git コマンドでダウンロードします。次にダウンロードしたファイル中にあるインストーラースクリプトを実行します。インストールが完了すると自動的に起動します。
Discourse にユーザを追加するときなどにメールが送信されるため、ホスト OS 上に SMTP サーバを構築しておきます。
「技術情報共有サイト」では Postfix を使用しています。
インストール後の Discourse の設定は Web UI 上で行います。管理用ユーザである admin の初期パスワードは最初のログイン後に変更しておきます。その後管理者となるユーザを別途登録して管理者ロールを割り当てます。以後はadmin では無く管理者ロールを割り当てたユーザでログインし直して設定変更等の作業を行います。管理者ロールは複数人に割り当てることができます。

Discourse でできること
Discourse では掲示板のことをトピックと呼んでいます。トピックは Wiki 形式にすることもできます。Wiki 形式にすると複数人で編集することができますので、グループで一つのドキュメントを作成する場合に便利です。さらに各トピッ
クには複数のタグというキーワードを付けることができます。トピックにタグを付けておくと検索するときに便利です。
トピックの例として図 2 を挙げておきます。また各トピックはカテゴリに纏めることができます。実際には先にカテゴリを作成しておき、トピックを作るときにどのカテゴリに含めるかを選択する順番となります。カテゴリにはサブカテゴリを作ることができますので、トピックの纏まりを細分化することができます。ただし、サブカテゴリの下にさらにサブカ
テゴリを作ることはできません。カテゴリの例として図 3 を挙げておきます。図 2 のトピックは情報系技術カテゴリのロ
グイン限定サブカテゴリの下にあります。またチャット機能はチャンネルと DMs があり、グループチャットがチャンネ
ルで、個別のチャットが DMs となります。

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

Discourse にはプラグインも用意されており、ある程度の拡張が可能です。「技術情報共有サイト」では LaTeX 形式
で書かれた数式を表示させる Math というプラグインをインストールしています（図 4）。プラグインのインストールは
Web UI ではできません。Discourse のリビルドが必要となります。ただしインストール後のアップデートは Web UI
で行えます。

Discourse で構築した技術情報共有サイトについて
最後に本レポートの基となった「技術情報共有サイト」について簡単に説明します。「技術情報共有サイト」は研究・教育機関に所属する技術者を主な対象としていることから、各専門分野に特化した情報の交換が可能です。インターネッ
トで検索しても出てこない専門分野に特化した情報に関するトピックがある可能性もありますし、専門分野の関係者で相談することも可能です。詳しい参加資格は「技術情報共有サイト」のサイト利用規約に書かれています。なお参加方法は招待制を採用していますので、参加を御希望の方は既に登録済みのユーザもしくは管理スタッフにまでお問い合わせください。まずは「技術情報共有サイト」にアクセスをしていただければと思います。

・技術情報共有サイト

図1

https://tech-share.ims.ac.jp/

図2

技術情報共有サイト

図4

図3

トピックの例Math プラグインの使用例

カテゴリの例

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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スタッフコラム18

分子科学研究所技術推進部報告 2023

Staff's
COLUMN
スタッフ・コラム

装置開発ユニット

理想（回路図）と現実（プリント基板）の乖離はどうして起こるのか？第 2 回 豊田 朋範
前回、プリント基板設計のコツは、(A) 配線は出来るだけ太く短く (B) 電源の配線と信号の配線が平行になるのを出来るだけ避ける (C)GND のスルーホールを部品の端子近くに配置－の 3 点である
こと、(A) について抵抗とインピーダンスの基本公式を交えてお話ししました。今回は (C) についてお話しします ((A) と関連するので )。
前回も挙げた抵抗の基本公式 r ＝ρ× l ／ S は、抵抗値 r が抵抗の長さ l に比例し、断面積 S に反比例することを示します。
この公式から、本来どこでも 0V であるはずの GND でも、距離があると抵抗が生じることが分かります。抵抗があると電位差ができるので、特にアナログ回路では深刻な問題が発生することがあります。接続情報である回路図だけでは原因が分かりにくいトラブルの 1 つです。
対策としては、プリント基板の片面に部品を集中させて、もう片面をGND とした上で、両面をつなぐスルーホールを多く配置すること、IC や
バイパスコンデンサの GND 端子近くにスルーホールを配置することが挙げられます（図 1）。ユニバーサル基板でアナログ回路を作ったけどノイズが多い、性能が出ない、などの場合は、プリント基板設計から見直すと良いでしょう（続く……と思う）。

図 1： プリント基板の設計例

装置開発ユニット

クリーンルーム内での耐震固定 高田 紀子
クリーンルーム内にある装置類の耐震固定を行ったので紹介します。耐震固定というと床にアンカーを打って固定するイメージがありますが、アンカー工事の際にゴミが発生する恐れがあるため、クリーンルーム内で行う作業としては適していません。そこで我々は、床や壁に穴をあけずに耐震固定ができる「耐震マット」による固定方法を選定しました。業者から紹介を受け、使用したのは NITTOKU 株式会社の「エヌグリップシリーズ（N-Grip）」です。N-Grip は、ステンレス製の金具と粘着性をもつウレタンエラストマー（耐震マット）の部分から成っており、耐震設計仕様 800gal（震度 7 クラス）とされています。一度固定した後に取り外しも可能で、マット部分を洗浄して再利用できるメリットもあります。
クリーンルーム内には、重量が 1000kg を超える大型の装置や、地震が発生したらいかにも倒れそうな縦長の薬品保管庫もあります。今回はこのような危険性が高い装置や物品をいくつかピッ
クアップし、合計 31 か所について耐震固定を行いました。対象となる装置や物品各々の寸法や重量、脚の形や架台の形状に合わせた耐震金具を、
安全かつきれいに設置することができました。

写真１

耐震固定金具の例 1

写真 2 耐震固定金具の例 2

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Staff's
COLUMN
スタッフ・コラム

装置開発ユニット“50”の製作 松尾 純一
分子科学研究所創立 50 周年記念特設サイトに表示される“50”を 3D プリンターで造形しました。3DデータはHPを製作した業者よりBlender（オープンソースの3Dコンピューターグラフィッ
クスソフトウェア）形式で提供していただいたものを、３D 形状データ（STL 形式）に変換しました。
このデータが元々画面で表示するための 3D コンピューターグラフィックスであるため構造物としては問題のある箇所（空中に浮いている球等）がありましたので Materialise 社の Magics というソフトウエアにて接続する棒を追加するなどの修正を行いました。また、形状が複雑でサポート取り外しが困難なため水溶性フィラメントをサポー
ト材として使用しましたが、大きさが高さ 226 mm ×幅 346 mm ×奥行き 92 mm と今まで行ってきた２ノズル造形の中でも最大であったため、ノズルが移動する前に Z 軸方向ににがす設定を入れる等、造形条件の工夫が必要でした。しかし、これで今後さらに大きな模型の造形依頼が来ても大丈夫です。

分子研 50 周年記念サイトの“50”３D プリンターで造形した“50”装置開発ユニット

私のお気に入り ～メカニカルだるま落とし～ 宮崎 芳野
様々な材料の特性や加工方法および、旋盤とフライス盤の使い方を学ぶという目的で、だるま落としを作製しました。材料には、アルミニウム、ステンレス、銅、真鍮、アクリル、デルリン、ガラスエポキシの丸棒を用いました。
だるま落としは、頭（アルミニウム）と胴（アルミニウム、ステンレス、銅、真鍮、アクリル、
デルリン、ガラスエポキシ）の部品を組み合わせます。頭頂部から胴にかけて、中心には穴が開いており、そこに作製した
金づちの柄を挿せるように設計しました。金づちは、アルミニウムの頭とステンレスの柄の部品を、ネジ止めして組み立てられるようになっています。
だるまの頭は主に旋盤で加工し、一般的なバイトと倣い加工用のバイトを用い、丸みを帯びた形状に仕上げました。中心の穴は、ドリルで穴を開けた後にリーマで仕上げ、柄が滑らかに通るようにしました。また、顔部品の曲面に、フライス盤を用いてネジ加工を行いました。胴は 7 つに分割されており、形状はすべて同じです。
だるま落としが完成して 10 か月近く経ちますが、作業中はいつも私の机の上で見守ってくれています。

写真：だるま落とし20

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光技術ユニット

リボルバー型フィルター交換機 中村 永研
放射光を使用するとき高次光の影響を低減するため金属薄膜
フィルターを用いることが多い。また、金属薄膜フィルターは
波長較正としての機能も有する。
UVSOR の BL5B に、リボルバー型のフィルター交換機を設置した。17 種のフィルターを搭載することができ、200 eV ～ 7 eV の放射光利用において高次光低減と簡易な波長較正道具として利用可能である。利便性は向上したものの、注意すべき利用手順も増えた。注意すべき点は、真空引きにおいて、粗排気（粘性流領域）での排気流量を抑えて排気気体の流動を少なくすることである。排気流量への注意を怠ると、膜厚 50 nm の薄膜を搭載したときに薄膜が破れる事象が発生する。
真空の基礎を経験するための、よき機会になるかもしれません。

光技術ユニット

第３の水漏れ――電磁弁の不良 酒井 雅弘
昨年度の本報告において、放射線放流槽の水位を 24 時間監視するシステムを紹介し、そのログ（パターン）から水漏れが発生している部屋・機器を想定できることを示した。7 月中旬、図１に示されているように水位が上昇するにつれて上昇率（漏水率）が減少するという想定していないパターンが現れた。

上昇パターンより冷却系機械室に設置されている機器と判断できるので、放流槽に排水口を接続している機器を１つずつ供給水元弁を締めて、水漏れ機器の特定を行った。その結果、放流槽の放射線量を測定する水モニターの電磁弁不良（閉鎖不良）と判明した。起きていた現象は、以下の通りである。
1: 放射線測定＆排水が行われ放流槽の水位が下がり、水モニターへの供給水が電磁弁閉鎖不良の水モニターを通じて放流槽に流れ込む。
2: 放流槽水位が水モニター排水口下端を超えると、逆圧がかかり徐々に流れ込みが減少する。
3: 排水口上端まで水位が到達すると、流れ込みができず、見た目水漏れが止まったように見える。
4: 気付かなければ、1 から 3 を繰り返す。
なお、水モニター修理の際、今回閉鎖不良をおこした同型の電磁弁は全て予防交換した。

図１

放射線放流槽のログ

縦軸は水位、横軸は時間。水位が上昇するにつれて時間に対する水位の上昇率が減少しているところが見える。

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Staff's
COLUMN
スタッフ・コラム

光技術ユニット

赤外線検出器MCT について 手島 史綱

赤外線は分子の振動や回転運動によって吸収されるため、吸収された（もしくは反射された）赤外線の波長や強度を分析することで、物質の構造や化学的性質などの情報を得ることが可能です。赤外線を検出するための検出器の一つに、MCT（Mercury Cadmium Telluride、水銀カドミ
ウムテルル化合物の略）があります。この検出器は室温ではノイズが大きくなるため、液体窒素で冷却して感度を高め、ノイズを低減します。特に波数域 650 cm - 1 から 4500
cm - 1 の中赤外領域において高い感度をもっています。原理としては、水銀、カドミウム、
テルルの化合物からなる半導体が光子を吸収することで電荷キャリアーが生成され、これが電流として検出されます。
赤外線検出器 MCT

光技術ユニット

待ち時間の調整 近藤 直範
あるユーザーから「カウンターを使って測定がしたい」という要望を受けた。私が担当している別のビームラインのカウンターを使用することにした。両ビームラインとも LabVIEW で測定プロ
グラムを制作しているので、カウンターを制御している VI（プログラム）を移植し調整すれば要望に応えられると考えた。
移植作業は短時間で終了し、ユーザーに使用してもらったら「測定はできるが、設定してない待ち時間があり測定に時間がかかる」という指摘を受けた。調査してみると、5 秒以上カウントする場合はカウント後すぐに次の処理に移るのだが、5 秒未満の場合（カウント時間）+（待ち時間）＝約 5 秒になることが分かった。同じ VI を使っている他のビームラインではこのような現象は起こらなかった。
プログラムのテスト・調整を行うと、PC からカウンターへ命令を連続して送る際、命令と命令の間に設けている待ち時
間を 10 ～ 20 ｍ S 長くすると問題が解決することが分かった。元の PC より新しい PC に VI を移植したので PC の処理速度が速くなり、カウンターの処理速度に合わせるために待ち時間を長くする必要があったと思われる。
PC に比べてカウンターなどの測定器は長く使用することが多い。したがって、今回のような待ち時間の調整は今後も必要になると思われる。

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

光技術ユニット

原点回帰 矢野 隆行
例年通り今年も鼎の原稿依頼がメールで送られてきて、自宅で見返してどうしたものかと思っていたところ、部屋のテレビでは NHK プロジェクト X の新シリーズが放送していました。その第 1 弾は「東京スカイツリー天空の大工事〜世界一の電波塔建設に挑む〜」でした。スカイツリーと言えば、まだ私が装置開発室所属だった時に、出張で東京に出かけたことがあったのですが、空き時間に、先輩の水谷さんとスカイツリーに行ったときのことを思い出します。開業から1年近く経っていましたが、展望台までのエレベーター
がかなり混んでいて、それを待っている間、水谷さんはずっと窓の外をしげしげと見ていました。あまりにもずっと同じ体勢だったので、「どうしたんですか」と声をかけたら、「この枝分かれしている部分の溶接、すごいわぁ。そもそもこの
鉄骨、厚みがかなりありそうだけど、どうやって曲げた？」とそういう話に花が咲きました。残念ながら今回の放送を見て、当時のことを思い出して語り合うことはできなくなってしまいましたが、どんなところにいても、もののしくみや構造を探求するその姿は、私も見習わなければいけないし、そのような気持ちをずっと持っていたいと思いました。

光技術ユニット

水漏れ 牧田 誠二
UVSOR では放射光により熱せられる光学素子や、熱交換器を用いた機器の冷却のため、チラー（冷却水循環装置）や建物設備として循環冷却水を使用しています。冷却水を使用する上で問題となるのが、老朽化した配管からの水漏れです。2021 年度の本誌でも同様な事例が報告されており、頻度が高いトラブルに分類されています。そんな中、年明け早々の日曜日、唐突に職場より電話がありました「牧田さん、ビームラインが水浸しです。」と。
急ぎ身支度をし到着すると、床一面に水たまりが（焦っていたので写真はありません）。原因は、冷却水を使用していた
コンプレッサーからの水漏れによるものと判りました（図 1）。幸いにも休日出勤をしていた職員が応急措置をしていただ
いたおかげで、事故には至りませんでしたが、漏電の可能性もあった危険な事象でした。

図1

水漏れを起こしたコンプレッサー

図2

内部で見つかった水漏れ（ピンホール）

後日、内部を開け、どこの箇所からの水漏れかを確認してみたところ、冷却水が流れる銅配管にピンホールが見つかりました（図 2）。原因として考えられるのは、長期にわたり水が流れていく中で、銅配管の肉厚が徐々に薄くなり穴が開いたことによるものと推測されます。この様なトラブルを未然に防ぐことは難しいですが水質や水量の管理、定期的な点検や交換が必須であると改めて認識させられました。

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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スタッフ・コラム

光技術ユニット

アンジュレーターからでてくる光とは？ 岡野 泰彬
電子蓄積リングからシンクロトロン光を取り出す光源の一つに、アンジュレーターと呼ばれる装置があります。この装置では、交互に極性を反転させた周期的な二つの磁石列で電子ビームの行路を挟むことで、磁気力により電子ビームを蛇行させながら通過させます（図１）。このとき、電子の運動により電磁波が誘起され、特定の波長に強いピークを持ったシンクロトロン光が発生します。
電子の軌道は磁場の強度に依存するため、磁石列の間隔（アンジュレーターギャップ）を変えることでシンクロトロン光の波長（光子エネルギー）を調整することができます。ビームラインでは、後段に分光器を設置し必要なエネルギーの光だけを切り出すことで、高輝度かつ単色な光を実験装置まで導いています。
実際のビームラインの運用では、アンジュレーターと分光器の連携動作が必要です。この連携パラメーターの更新に合わ
せて、ビームライン BL6U にてシンクロトロン光の放射特性を、アンジュレーターギャップを変えながら広いエネルギー範囲にわたって取得しました（図２）。このように、教科書で見かけるような高調波を含んだ光源特性を直接確認できるのも、
ビームライン担当のならではの醍醐味かと思います。

図１

一般的なアンジュレーターの磁石列と電子ビーム（作画：太田氏）

図２

BL 6 U アンジュレーターからの放射エネルギー特性

光技術ユニット

定量分析 湯澤 勇人
X 線吸収分光測定では、エッジジャンプ（図 1）から試料中の測定元素の含有量が得られる。しかし、この定量分析はスペクトルから局所構造情報を帰属する場合と比べると、①解析時のバックグラウンド処理において測定ノイズに影響を受けやすい②低・高エネルギー両方向により広範囲の測定が必要などの難点がある。そのため、時間的な制約が理由でユーザーが検討を断念したこともあった。一方、①の処理に必要なバックグランドの吸収強度は、試料の主成分が分かれば計算によりある程度の精度で求められる。これを利用できれば①の問題は軽減でき、②で低エネルギー側に余分にデータを取る
必要もなくなる。そこで、計算と測定データから、どの程度正確に含有元素の定量値を出せるか試して見た。
SiC メンブレン（膜厚：100 nm ± 10 nm）を試料として、走査型軟 X 線
顕微鏡により炭素の K 殻吸収端スペクトル測定（図 1）を行い、炭素含有量を計算した結果 SiC の密度から考えられる値（密度 3 .22 g/cm 3、厚み 100
nm として計算）と 10% 程度の差で定量値が得られた。これはメンブレンの膜厚の誤差も考慮すれば十分に使用できそうな値である。今後、サンプル数や測定吸収端を増やして汎用的に適用可能なのかを検討したい。

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

図 1 . 赤線：SiC メンブレンの炭素の K 殻吸収端
スペクトル（測定結果）
黒線： SiC の Si の寄与によって形成されるバックグラウンド（計算値）
青線：赤線からバックグラウンドの影響を差し引いたスペクトル

光技術ユニット(仮題)⼊所⼀年⽬

清⽔ 康平

2023 年 4 ⽉より光技術ユニットに着任し、おもに加速器の運転・保守、および光源開発ビームラインの⽀援を担当しています。前
職まではもっぱら実験室規模の装置で半導体の物性分析に携わり、放射光施設の利⽤経験がないためもありますが、あらためて
光技術ユニット
光技術ユニット

放射光施設の運転がさまざまな要素から成り⽴っていることを実感し、そのスケールに⽬
入所一年目を振り返って 清水 康平(仮題)⼊所⼀年⽬

清⽔ 康平

が回る 1 年でした。真空・電⼦・電気機器はもちろん、空調・冷却配管から電算・画像処理

2023
年年
4 ⽉より光技術ユニットに着任し、おもに加速器の運転・
2023
4 月より光技術ユニットに着任し、おもに加速器の運転・保守、および光源開発ビームライに⾄るまで幅広い領域のタスクやトラブルがありました。
保守、および光源開発ビームラインの⽀援を担当しています。前
ンの支援を担当しています。前職まではもっぱら実験室規模の装置で半導体の物性分析に携わり、放射職まではもっぱら実験室規模の装置で半導体の物性分析に携わそのかたわら、「⾃分で作ったな」と思えるものとして、学会での施設報告や記念⾏事で光施設の利用経験がないためもありますが、あらためて放射光施設の運転がさまざまな要素から成りり、放射光施設の利⽤経験がないためもありますが、あらためて立っていることを実感し、そのスケールに目が回る
1 年でした。真空・電子・電気機器はもちろん、空調・冷却配管から掲⽰するポスターを作る機会を何度かいただきました。⼤学院⽣のころからプレゼンやポ放射光施設の運転がさまざまな要素から成り⽴っていることを実感し、そのスケールに⽬
電算・画像処理に至るまで幅広い領域のタスクやトラブルがありました。
が回る
1スターのデザインを考えるのが好きで年でした。真空・電⼦・電気機器はもちろん、空調・冷却配管から電算・画像処理（しばしば読みやすさより好みを優先するので、デザに⾄るまで幅広い領域のタスクやトラブルがありました。
そのかたわら、「自分で作ったな」と思えるものとして、学会での施設報告や記念行事で掲示するポスターを作る機会

インと呼ぶに相応しくありませんが）、情報を配列して⾒出しをつけて……という編集の作

そのかたわら、「⾃分で作ったな」と思えるものとして、学会での施設報告や記念⾏事でを何度かいただきました。大学院生のころからプレゼンやポスターのデザインを考えるのが好きで（しばしば読みやすさ

掲⽰するポスターを作る機会を何度かいただきました。⼤学院⽣のころからプレゼンやポ業も楽しく、意欲的にやっていました。とくに放射光 60 周年記念シンポジウムに出したポより好みを優先するので、デザインと呼ぶに相応しくありませんが）、情報を配列して見出しをつけて……という編集のスターのデザインを考えるのが好きで（しばしば読みやすさより好みを優先するので、デザスターは A0×2 枚という、ふつうの学会発表にはない⼤掛かりなもので着⼿時は頭を抱え作業も楽しく、意欲的にやっていました。とくに放射光60 周年記念シンポジウムに出したポスターは A0 × 2 枚という、インと呼ぶに相応しくありませんが）、情報を配列して⾒出しをつけて……という編集の作

ましたが、最終的には何とか形になりました。
次年度以降も作るとしたらもう少し垢抜けた、
ふつうの学会発表にはない大掛かりなもので着手時は頭を抱えましたが、最終的には何とか形になりました。次年度以降
業も楽しく、意欲的にやっていました。とくに放射光60 周年記念シンポジウムに出したポ
常時掲⽰されても恥ずかしくないものを作りたいものです。

スターはA0×2 枚という、ふつうの学会発表にはない⼤掛かりなもので着⼿時は頭を抱えも作るとしたらもう少し垢抜けた、常時掲示されても恥ずかしくないものを作りたいものです。
ましたが、最終的には何とか形になりました。次年度以降も作るとしたらもう少し垢抜けた、
常時掲⽰されても恥ずかしくないものを作りたいものです。

図 1. 1 年間で作ったポスター

1 年間で作ったポスター
図 1. 図1 1年間で作ったポスター

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機器分析ユニット

ラズパイを使用した回収ヘリウムガスホルダーの監視用レベルメーター 高山 敬史
低温実験で使用された液体ヘリウムは気化してヘリウムガスとして各実験室内に設置された回収配管より共同研究棟 A 棟にあるヘリウムガス
ホルダー（容量 50 ㎥）に溜められます。ガスホルダーには機械式スイッチが附属されていて、ある量のヘリウムガスが回収されたら回収用圧縮機が起動して、今度は高圧ガスの状態で長尺ボンベに貯蔵されます。回収用の圧縮機は処理できるガス量が決まっており、低温実験で気化した多量のガス・ヘリウム液化運転で前処理されて回収配管に排出されるガス・液体ヘリウム充填作業のトランスファー時に気化するガスが全て同時にガスホルダーに流れ込むと圧縮機処理量の限界を超過するために、ガスホルダーが満杯になり最悪内部のゴムシートが破裂してしまいます。前述の事故を防止するために、今回紹介するヘリウムガスホルダー監視用のレベル
メータを安価なラズパイを用いて製作しました。

図1

He ガスレベルメーター

ラズパイはご存じのように手軽に使えるワンボードマイコンでPC の代用が可能であり、昨今、低温分野では回収ヘリウムガス純
度監視用などに応用されています。ヘリウムガスホルダーは元からレベルを検出するセンサーがあり、4 − 20 mA の電流出力をガス容量に変換してグラフ化しています（図 1）。今回人生で初めて扱う Python でのプログラミングには困難をきたしましたが、何とか使える物となりました。このレベルメーターは液体ヘリウム充填作業場の傍らに置き、常に回収されるヘリウムガスの量を監視しながら、ガスホルダー保護の目的として大いに役立っています。
図2

Python プログラムの一例

機器分析ユニット

新・ヘリウム（液化機）危機 賣市 幹大
前号では液化機の更新は決まったものの記録的な円安が直撃し、その先さらに円安が進むのか、戻るのか、契約金はどうなるのか、というところで続く、でした。結局、新しい日銀総裁の舵取り程度
では世界の景気とアメリカの金利動向は変わりませんでした。
それでは今号のヘリウム液化機危機は何かというと、山手のヘリウム液化機を入れ替えるのにどうやって運び込むか、ということです。明大寺の実験棟や南実験棟に大型装置を外から搬入する扉が UVSOR 下側にあります賣市幹大が、同様のルートが山手にもあります。元々今の液化機はそこから運び入れました。しかし時代の流れとともに装置が大型機器利用技術班

化し、明大寺のヘリウム液化機のバックアップ能力のあるサイズではその廊下が狭くて通れないというコントのような事態
続・ヘリウム（液化機）危機になりました。他に設置できるフロアもないため、窓をくり抜いて外から運び込むしか手がなくなってしまいました。壁や柱までぶち抜く羽目にならなかっただけ、まだましと言えるでしょうか。
前号では山手のヘリウム液化機の調子が思わしくないことを書いたのですが、日を経ずして液化機を止めることになりました。結局その後も本調子にならず、効率の悪い状態での運転が続い後は、最近あちこちで大地震が起こっていますので、窓を外したところでぐらっときて、そこから建物が崩れたりしないており、液化機の更新が決定した以上いつかは止めることになる。なら今止めても同じということで決断しました。実際止めてみると、山手の利用量は明大寺に比べれば微々たるもので、容器かが心配の種です。次回新しい液化機が稼働しているかに乞うご期待。
の移動もさほど手間にならず、むしろ夏場からの電気代高騰の中無駄な電気を使わずに済む結果となりました。
一方前回書いたヘリウムガスの供給危機は長引くコロナにウクライナ情勢が加わったことでさらに悪化し、もはや業者に注文しても納品の見込みが立たない状況でした。ところがここで幸運にも山手の液化機を止めたことで山手に残るヘリウムを明大寺に回すことができることになりました。今回はこのことでヘリウム不足をしのぎ切ることができました。もちろん２年後の液化機納入時にはその分のヘリウムが必要となりますが、それまでにヘリウムの流通が元に戻っている
26 分子科学研究所技術推進部報告 2023
ことを願っています。
それでは今号のヘリウム液化機危機は何かというと、液化機の更新は決まったのですが、入札の段になって記録的な円安が直撃しました。納入は数年先でも価格は現契約時点での為替レート

機器分析ユニット

共同利用装置の蛍光寿命測定用にレーザーを導入 上田 正
共同利用装置のピコ秒レーザー（1998 年購入）を光源に用いて蛍光寿命が測定できるシステムを構築しています。レーザーについては、これまでも補修や調整をしてなんとか利用に供してきましたが、老朽化が一層進み測定が難しい状況となりました。そこで今年度、当センター長の研究グループが所有する波長可変フェムト秒レーザーを移管させて頂き、光源に加えシステム化しました。このレーザーは既存のピコ秒レー
ザーと比べると、パルスエネルギーと波長可変範囲で劣ってしまいますが、繰返し周波数が 4 桁以上も早く蛍光寿命測定の測定時間短縮に極めて有利です。しかしながら、繰返し周波数が早過ぎてパルスを間引く場合も必要で、パルスピッカー（メゾスコピック計測研究センターから借用）を用いて適当な繰返し周波数に変えることができるようにしました。サンプルの蛍光寿命スケールに合わせて測定できるようになったことも良い点です。パルスピッカーの入力には上限があるため波長によってレーザー出力を調整し、出力波長は赤外域ですので紫外光への変換もその都度行います。今回は、移設からシステム化まですべて独りで行い、実際に利用を始めることができました。レーザーは特に高額な装置ですので、有効利用できるよ
うに努めています。ご興味のある方は、是非お知らせください。

機器分析ユニット

カートリッジフィルター交換とベルトレンチ 岡野 芳則
カートリッジフィルターの交換で難儀したことはありませんか？
カートリッジフィルターは冷却水の循環系統に組み込まれ、冷却水中の不純物を除去するものです。直径 10 cm くらいの円筒ケース（ハウジング）に円筒状のフィルターを入れ、これを経路中に設けたヘッド部にねじ込んで固定します。フィルター交換の際はハウジングを手で回して外します。メーカー／製品によっては専用のレンチが供されるものもありますが、そのレンチも概して貧弱な印象を受けます。
前任者から引き継いだ装置に水冷式チラーがついており、この装置内にカートリッジフィルターが組み込まれていました。これが長年交換した形跡がなくフィルターに赤錆が堆積していました。フィルター交換しようとハウジングを手で回してみてもびくともしません。
ホームセンターをいくつか回ったところ、写真のようなツールを見つけました。ベルトレンチと総称される道具のようで、力をかけるレバー部の先にゴムベルトがついています。このベルトを回したいものに巻きつけてベルトをレバーに固定、レバーに力をかけて対象物を回すようになっています。作業前に DIY 方面で有名なラスペネ（固くて回らないネジを外すときに使う潤滑剤）を吹き付けました。ハウジングは透明なのでネジ部に潤滑剤が浸透していくのがよく見えます。十分浸透したとこ
ろで件のレンチを使ったところ数分程度の格闘の末、外すことができました。ツールは強い力をかけると配管全体が押されたり引かれたりしてしまいます。今回は不要でしたが場合によっては 2 本のレンチを
180 度くらい角度をつけて固定して使え
ば配管への負担も減らせるかと思います。

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スタッフ・コラム

機器分析ユニット

RDE マニュアル作成、運用変更 藤原 基靖
2023 年 4 月からデータ蓄積・共用サービス（RDE）の運用が開始されました。当初 17 台だった対応装置も、現在では 29 台となりました（2024 年 4 月現在、機器センター分）。
RDE システムのフローは、［①グループ作成］－［②課題番号の設定］－［③データセット開設］－［④データ登録］－［⑤データ閲覧／ダウンロード］です。各フローのマニュアル、データ登録ファイル一覧を作成し、Google ドライブ（リンクを知っている全員）にアップロードしました。システム改修に伴う変更点、気【注意事項】顔写真（上半身以上）を画像フォルダに入れてください。原田さんがトリミングして掲載するのでサイズ指定なし。画素数が少なすぎるのは避けること付いた点など、都度更新しています（https://drive.google.com/drive/folders/1vPMfXGkflBMspJOdQGmSxdplMtd
F5L0p）。
スタッフコラム
運用面でも少し変更を行いました。当初、①「提案代表者ごと」にグループ作成（提案代表者名・所属）をマテリアル事
機器分析ユニット
務局で行い、②以降を提案代表者にお願いしていました。2023
年 8 月頃、①「課題番号ごと」にグループ作成（課題番号・

デジタル数字を読む提案代表者名・所属）および②課題番号の設定をマテリアル事務室、③以降を提案代表者に変更しました。マテリアル事務
技術員 浅田瑞枝
室にとってはグループ作成の作業効率 UP、提案代表者にとっては課題番号ごとのメンバー設定が可能となりました（その後、本文

2024 年 2 月、センターハブから「年度ごとにグループ作成を行ってください」という通知が来ました。もっと早くに方針

今回はデジタル数字を画像から読み取る Python プログラムを作成しました。定点カメラで連続的に撮影しておいた装置の表示値から数値を自動的に判別して時系列のグラフを作成します。画像から数値を読み取るシステムは OCR（光学決めておいてください……）。

文字認識）として発展しており、Python の OCR 機能が面白そうだったので試してみたのですが、デジタル 7 セグメント
数字の場合はセグメントが分離していたり光の加減で小数点が数字と融合していたりすると読めなくなってしまったため、

本年度末、2022 年度分データセットがエンバーゴ期間終了日を迎え、公開されることになります。動作確認や情報収集

OCR は諦めてセグメントの ON/OFF から数字を判別する方法を採用しました。まだ完全な自動化には至っておらず、たなど出来ることを行い、なるべくトラブルがないよう迎えられればと思います。

まに変な値が出現してしまうため、精度の向上には読み取り位置を指定するなどの手動調整が必要ですが、全体的には人間が 1 枚 1 枚手入力するより高速にデータを作成できそうです。現在、読み取れる表示器のバリエーションを増やすべく判別方法を改良中です。車輪の再開発の感はありますが、一連の判別アルゴリズムを考えていると、自分がどうやって数字を数字として認識しているかと向き合うこととなり、興味深い経験ができています。

機器分析ユニット

デジタル数字を読む・その２ 浅田 瑞枝
2021 年度かなえコラムでの報告の後、様々なアドバイスをいただき、デジタル数字を画像から読み取る Python プログラムにいくつか改良を加えました。（1）静止画だけでなく動画も処理できるよ
うになりました。
（2）数値の傾きを自動補正することで、手入力による調整を減らしました。ほとんどの 7 セグメントディスプレイは可読性向上のため少し右側へ傾いていますが、その角度はディス
プレイごとに異なり、小数点と重なるケースも多く、画像処理の妨げとなっていました。（3）ArUco マーカー（OpenCVの拡張機能のひとつ）を利用することで、ディスプレイの四隅を自動的に判断して座標を自動取得できるようになりました。
あらかじめディスプレイにマーカーを貼り付けておく必要がありますが、カメラとディスプレイの位置関係が撮影途中でずれてしまっても、追従してディスプレイ検出が可能になります。
このプログラムは Github で公開中です。https://github.com/asada-m/read_digits

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分子科学研究所技術推進部報告 2023

【注意事項】顔写真（上半身以上）を画像フォルダに入れてください。原田さんがトリミングして掲載するのでサイズ指定なし。画素数が少なすぎるのは避けること

スタッフコラム
機器分析ユニット

機器分析ユニット

宮島 瑞樹
グローブバッグの活用
グローブバッグの活用

宮島瑞樹

機器センターでは水分、酸素に弱い試料の調整などのために、グローブボックス（G-BOX）といっ
本文

た設備を用意しています（図1）。この G-BOX は不活性ガスとして Ar を使用しています。精製棟（水機器センターでは水分，酸素に弱い試料の調整などのために，グローブボックス（G-BOX）といった設備を用意しています（図１）．この G-BOX は不活性ガスとして Ar を使用しています．精製棟（水分等を吸着するフィルターのようなも分等を吸着するフィルターのようなもの）を備えており、露点が-76 ～ -80℃（湿度の指標、低いほの）を備えており，露点が-76 ~ -80℃（湿度の指標，低いほど良い），酸素濃度が 0.1 ppm 以下を維持しています．

ど良い）、酸素濃度が 0.1
ppm 以下を維持しています。
2023 年度には水溶液の調整の際に酸素が気になるので G-BOX 内で作業を行いたいとの要望が３件（２件は同ユーザ

ー）ありました．G-BOXG-BOX
で水を扱うのは，他のユーザーのことを考えるとリスクがあったため，グローブバッグ（g-bag）2023 年度には水溶液の調整の際に酸素が気になるので内で作業を行いたいとの要望が３件（２件は同ユーザー）を使ってもらうことにしました（図 2）．ただ，g-bag を窒素ガスで満たすだけでは酸素が残ってしまうので，真空排気，ありました。G-BOX で水を扱うのは、他のユーザーのことを考えるとリスクがあったため、グローブバッグ（g-bag）を使っ窒素置換を繰り返し行い，酸素をできるだけ減らせるようにしました．置換 3 回で g-bag 内に入れておいた酸素濃度計はてもらうことにしました（図 2）。ただ、g-bag
を窒素ガスで満たすだけでは酸素が残ってしまうので、真空排気、窒素置
0%を示しました．
１件目のユーザーの際には突貫工事でチューブを繋げたため，チューブを抜き差しする必要がありましたが，2 件目のユーザーからはピスコのチューブとバルブを使ってバルブ操作で窒素置換できるように改良しました（図換を繰り返し行い、酸素をできるだけ減らせるようにしました。置換3 回で g-bag 内に入れておいた酸素濃度計は 0 % を示しました。1 件目のユーザーの際には突

3）．G-BOX よりは気軽に使える g-bag，気になる方はお声がけください．

貫工事でチューブを繋げたため、チュー
ブを抜き差しする必要がありましたが、2 件目のユーザーからはピスコのチュー
ブとバルブを使ってバルブ操作で窒素置換できるように改良しました（図 3）。
G-BOX よりは気軽に使える g-bag、気になる方はお声がけください。

図１
図1

図図２
2

図 3図３

機器分析ユニット

チラーの修理 平野 佳穂
去年の 4 月に機器センターの技術職員に着任してから 1 年が経ちました。主な業務は EPMA-SXES（主）、TEM,SEM,XPS の支援で、いずれもここに来るまでに経験したことがなく、勉強の毎日です。
そのうち EPMA-SXES（軟 X 線分光器付き電子プローブマイクロアナライザー）は、名古屋工業大学さまから譲渡いただいた装置で、私より一足早く去年の冬弊所に導入されました（一部修理し、今年 1 月より一般公開しております）。ですので、弊所にとっては新しいのですが、装置自体は中古で、去年度はチラーの故障がありました。
各部品の動作をチェックして部品を取り替えたのですが、起動しても水量センサーが一向に反応しません。チラー自体は動作しているようなのにセンサーだけが動かず、しかし別のチラーと繋げると反応するので、センサーの故障ではないようです。原因が分からず悩みましたが、最終的には循環水の水質に行きつきました。水量センサーは、ファラデーの電磁誘導を利用した電磁式のセンサーだったようで、導電率の足りない液体は検出できません。そんなことで本当に変わるのかと半信半疑ながらも、使用していた循環水を少し減らし、水道水を 1L 加えたところ、メーターが動き出しました。
故障は困りますが、私個人としては装置の仕組みを学ぶいい機会になりました。

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計算情報ユニット

スパコンモニタリングツールの更新 神谷 基司
スパコンの混雑状況等を一目で俯瞰できるモニタリングツールは運用において非常に役に立ちます。
そのため、計算センターでも以前から積極的に活用していました。しかし、2023 年 2 月のスパコン
置き換えの後、モニターで確認できる情報を変更したい、指定した時間の情報をもう少し手軽に取り出せるようにしたい、という需要も発生していたため、これを機会にモニタリングツールを置き換えることになりました。
今回は Grafana と InfluxDB というソフトを用いて新規にモニタリングツールを構築しました。これにより、指定時間のデー
タを以前よりも手軽に確認できるようになり、さらにはこれまでモニターできていなかった GPU の利用状況やシステム中の機器の温度なども取得できるようになり、より現行のシステムに適した形にすることができました。あと、ついでに見た目も以前のものよりちょっとかっこよくなりました。
こちらのモニタリングツールについては置き換え完了からすでに半年以上運用できており、期待通りに活用もできています。一方で、スパコンのユーザーマニュアルも含めて手を入れなければならないものはまだまだ残っています。それらについても順次対応を進めていきたいと思います。

モニタリングツールのスクリーンショット

計算情報ユニット

予定外の電子証明書失効 澤 昌孝
私達は普段、インターネットを通じて情報のやり取りをしていますが、その通信の暗号化には TLS/
SSL 証明書（電子証明書）がよく利用されています。公的な電子証明書は信頼性や安全性などを実現するために、CA/B フォーラムという団体によってガイドラインが策定されていて、証明書の失効は、問題の影響に応じて、24 時間以内（証明書の鍵の漏洩など）、5 日以内（証明書の情報が不正確など）、7日以内（下位（中間）認証局の失効など）に実施することが定められています。
今年の 3 月、岡崎 3 機関の一部サーバで使用していた電子証明書にて、発行元の不具合により証明書情報に欠損があることが判明したため、5 日以内に該当する証明書を失効するので再発行するよう発行元から通知が来ました。運の悪いことに通知された 5 日間に土日祝が含まれていたため、作業できる期間がその分減りました。また該当証明書の一部に運用管理を委託しているサーバなど即応が難しい環境で使用されていることもありましたが、なんとか失効期限までに影響する証明書を入れ替えることができました。
電子証明書が無効になったことによりネットサービスが利用できなくなったニュースを見ることがありますが、実はこの事例のように予定のない失効だったりしたら気の毒にと思った次第です。

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計算情報ユニット

CentOS 7 マシンの置き換え 長屋 貴量
今年 6 月末、自分の周りでよく利用していた Linux サーバー OS の一つである CentOS 7 のサポートが終了する。昨年末より、このサポート切れに対応すべく、OS の載せ替えを行ってきた。載せ替え先
OS は、CentOS 7 の後継シリーズの一つである RockyLinux 9 とした。
自分の身の回りにあるCentOS 7マシンは、だいたいが Webサーバーである。シンプルな HTMLファ
イルを設置している研究室 HP マシンの置き換えは、順調に行えた。Apache / MariaDB / PHP 5/7 を利用している HP
マシンの置き換えは、苦労している。特に PHP は、かつて利用していた PHP 5 や７は既にサポート終了しているため、現在サポートしている PHP 8 を利用することにしたが、そのままではすんなりと動作せず、そのソフトをバージョンアップ
させて、動作できるのか検証したりしている。
また、Web サーバー以外に、メーリングリストサーバーや認証サーバー (LDAP) もある。メーリングリストサーバーは、
postfix の設定方法が若干修正されたために、同様の設定を追記するのに時間を取られた。LDAP サーバーは、今まで利用してきた OpenLDAP が標準で選択できなくなり、やむなく同種ソフトの中で標準的な 389-DS で構築することにしたが、ネットには構築例が少なく、サービス提供できるまでにかなりの時間を費やした。容易に置換できるマシンは置換したため、置換に手間のかかるマシンが残ってきており、サポート期限までに完了するのか、頭の痛い所である。

計算情報ユニット

Zabbix による所内サーバの統合監視 金城 行真
2024 年 3 月現在、計算情報ユニットでは 80 台近いサーバを運用しています。サーバ上での異常発生時、迅速な対応が求められることは自明の理です。しかし、人力で多くのサーバを管理する場
合、迅速な異常検知は困難であり、結果として対応が遅れてしまう可能性がどうしても出てきます。
そこで、Zabbix と呼ばれる統合監視ソフトウェアを Gmail と連携させ、サーバの異常を担当者に通知するシステムを作成しました。具体的には、Zabbix を導入したサーバを新しく 1 台作成した上で、既存の各サーバにエージェントを導入し、CPU 使用率やディスクの空き容量などの情報を Zabbix サーバに報告させます。
エージェントからの報告に異常値が含まれた場合、Zabbix サーバが担当者に Gmail 通知を発信することで、異常をいち早く検知する仕組みとなっています。また、担当者は Zabbix サーバにアクセスすることで報告内容の詳細を確認でき、対応策を練ることが可能です。これにより、迅速な異常検知のみならず、エージェントから集積される情報を一元的に保管することも可能となり、運用しているサーバ群全体の保守性が向上したと考えています。

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スタッフ・コラム

計算情報ユニット

スパコン計算データリポジトリの立ち上げ 鈴木 和磨
近年、オープンサイエンス推進の流れから、研究者がデータをネット上で共有・公開する機会が増えています。一方、スパコン利用者が扱うデータは大容量で、無料のクラウドサービスを使ったデー
タ共有・公開が難しいという課題がありました。また、外部サービスには規約変更などによってデー
タの長期保存が困難になるリスクもあります。この課題を解決するため、私を中心に、計算科学研究センターでスパコンユーザー向けの無料で使えるデータリポジトリを提供するプロジェクトを開始しました。
要件として、アップロードなどの操作が簡単なこととファイル共有を重視することが挙げられていましたので、Nextcloud というオープンソースのクラウドストレージ構築ソフトを採用しました。Nextcloud は、Google Drive のよ
うな操作感でファイルをアップロードでき、共有リンクを通じて外部にも安全かつ簡単にファイルを共有・公開できます。
現在は、実際のサービス開始に向けて、運用方針の決定や利用申請フォームの作成などの準備を進めているところです。
ユーザーのニーズに合わせて、使いやすいデータリポジトリを提供できるよう尽力しています。

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学術支援班

ハイブリッド会議研修 内山 功一
分子研では、研究力強化戦略室の主導で所内の職員向け研修を実施しています。その一環として、
ハイブリッド会議を円滑に行うための講習会を企画することになり、私が講師を仰せつかりました。
初年度は試行のため、まずは事務支援員のみを対象にするとのことです。
さて、ハイブリッド会議を開くための準備ですが、まずはテレビ会議するためのソフトウェアの説明が必要でしょう。ZOOMやMS Teams、Google Meetなどが候補でしょうか。あと昨年度まで、
ハイブリッド会議に対応するために整備を進めてきた、所内の各セミナー室の機材についての紹介も必要でしょう。
このような感じで準備を進めて、トータル 1 時間半の内容で資料を用意しました。満を持して開催日を 7/ 26 と 8 / 4 の 2回開催で募集したところ、7/ 26 が 16 名、8 / 4 が 14 名と想定を上回る人数になりました。このため、急遽それぞれを午前午後の 2 回、計 4 回で実施することになりました。また岡崎コンファレンスセンター（OCC）の各会議室もハイブリッドに対応しているため、オプションとしてこちらの機材紹介についても別日に設定し実施しました。
なんとか勢いで乗り切りましたが、今回は初回ということもあり想定していた時間を大幅に超えてしまったことが反省点です。また概ね好評だったため、来年度から春と秋の年 2 回で職員向けの講習として本格的に実施することになりました。
本業ではありませんが、まだまだ講師を続けることになるようです。

学術支援班

座談会収録で学んだこと 原田 美幸

分子研は来年度に 50 周年を迎えますが、特別企画として、座談会を開催しました。技術職員の皆さま、広報メンバ―にご協力をいただき、研究棟 201 に本格的なスタジオを作り、2023 年３月に無事収録を終えました。
収録本番までに２回のリハを行いましたが、その間に次々に課題が出てきました。まず照明ですが、
201 号室の天井照明は蛍光灯ではなく、ダウンライトです。当然ながら照明は足りず、最終的には４灯の照明を設置し、何とかギリギリの明るさになりました。次にカメラです。計３台必要でしたが、手持ちカメラのうち２台は同じ機種ですが、残り１台が違う機種でした。どうしても画質が変わってしまうので、急遽レンタルすることにしました。簡単にレンタルできると思ったのですが、審査に一週間必要です、と言われ、数日しか時間がなかったため、数日の審査でレンタルできる会社を何とかみつけ、無事レンタルすることが出来ました。カメラは高価なので、盗難被害が多々あるそうで、審査がどうしても厳しくなる、とのことでした。
座談会は無事終わり、現在編集作業中です。編集作業でも学ぶことは多く、何歳になっても新しいことは楽しいなあと思いながら作業を進めています。

分子科学研究所技術推進部報告 2023

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分子科学研究所技術推進部
Activity Report 2023
発行年月

2024 年 5 月

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