2018.04 第 16 号

■●

広報誌「FAS だより」第 16 号の発行に当って■賛助会員の皆様には益々ご清栄のこととお慶び申し上げます。
日頃より、当公益財団法人

高エネルギー加速器科学研究奨励会に対する格別のご協力を頂き、心から厚くお礼申し上げます。
● 広報誌「FAS だより」も公益財団法人に移行してから第 16 号を発行することになりました。
●

加速器セミナーおよび特別講演会のテーマ等でご希望・ご要望等がありましたら奨励会事務局
までお寄せください。

●

賛助会員の皆様で、広報誌「FAS だより」に投稿したい高エネルギー加速器に関する記事等がございましたら是非お知らせ下さい。投稿をお待ちしております。
●

当公益財団法人の「ホームベージ」・広報誌「FAS だより」等をご覧いただき、より良いものにするために皆様のご意見をお寄せください。お待ちしております。

●

賛助会員のバナー広告掲載について
当公益財団法人のホームページ上に賛助会員様のバナー広告を掲載しております。
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（無料）＜連絡先：info@heas.jp 又は TEL/FAX 029-879-0471 ＞

公益財団法人高エネルギー加速器科学研究奨励会

事務局

ＦＡＳだより第 16 号

目次
平成 30 年 4 月

1． 国際交流助成報告
1） International Workshop on Physics with Positrons at Jefferson Lab（JPos17）
における招待講演（米国

シェファーソン研究所）自 29.9.12

高エネルギー加速器研究機構

物質構造科学研究所

ダイヤモンドフェロー

俊夫氏

兵頭

至 29.9.15.....................

12） イオン源国際会議参加（17th International Conference on Ion Sources セルン・ジュネーブ）自 29.10.15

至 29.10.21.............................................................................................................

高エネルギー加速器研究機構

加速器研究施設

助教

柴田

7

崇統氏

3） 米国・CERN・日本・ロシア加速器スクール 2017
（国内、葉山・高エネルギー加速器研究機構）自 29.10.16
高エネルギー加速器研究機構

尚人・道園

真一郎

4） UTTAC における Lamb シフト型編極イオン源の再構築と研究開発（韓国大田市）

自 29.10.16

加速器研究施設

教授

至 29.10.26...........................

山本

至 29.10.20.............................................................................................................

筑波大学研究基盤総合センター応用加速器部門

助教

森口

14

18

哲朗氏

5） アジア加速器用超伝導・低温技術スクール（国内、高エネルギー加速器研究機構）
自 29.12.10

至 29.12.17.............................................................................................................

高エネルギー加速器研究機構

加速器研究施設

教授

仲井

21

浩孝氏

2． その他の助成報告
レクチャー＆コンサート「科学と音楽の饗宴 2017」開催報告 .................................................
（国内

つくば市ノバホール） 29.11.19

3． 公益財団法人

26

高エネルギー加速器研究機構共催

高エネルギー加速器科学研究奨励会

奨励賞（西川賞・小柴賞・

諏訪賞・熊谷賞）について（平成 29 年度）..................................................................................

281） 小柴賞

NO.1

初井

宇記氏報告 ..........................................................................................

332） 小柴賞

NO.2

小嶋健児氏報告 ..........................................................................................

38

郁生氏報告.......................................................

42

文昭氏報告...............................................................................

49..................................................................
5） 奨励賞受賞に関する科学新聞記事（30.02.23 付）

543） 諏訪賞新井4） 熊谷賞矢ヶ﨑

4． 公益財団法人

康夫氏・倉知高エネルギ－加速器科学研究奨励会奨励賞候補者募集要網（平成 30 年度）について ..................................................................................................................

55

5． 平成 30 年度（2018 年度） 事業計画書について .............................................................

58

6． 平成 30 年度（2018 年度） 収支予算書（損益計算書）について .............................................

62

7． 公益財団法人

高エネルギー加速器科学研究奨励会

賛助会員一覧

（平成 30 年 4 月 2 日現在）................................................................................................................
8． 公益財団法人

高エネルギー加速器科学研究奨励会

64

評議員・役員等一覧（平成 30 年 4 月 2 日現在）................................................................................................................

65

■国際交流助成報告

1）International Workshop on
Physics with Positrons at
Jefferson Lab（JPos17）における招待講演と思われる。先ず、このワークショップの報告書を作り、それを元に計画の白書を作る作業の中で予算申請の形を模索しようという感じであった。
したがって、エネルギーを問わず偏極陽電子及び無偏極陽電子ビーム実験の新しい提案をするた

高エネルギー加速器研究機構

めの幅広い議論を目的としていた。その中には、

物質構造科学研究所

低速陽電子を用いた物性物理学や原子・分子物理

兵頭

学実験への応用も含まれており、KEK の状況を

俊夫

Plenary Talk で話すようにということだった。
高エネルギー領域の原子核物理でも、電子入射2017 年 9 月 12 日から 15 日まで米国のジェファーの実験に加えて反粒子である陽電子入射の実験を

ソ ン 研 究 所（JLab） で 開 催 さ れ た International

して結果の比較することで、見えてくるものがあWorkshop on Physics with Positrons at Jefferson Labるようだ。すなわち、高エネルギー領域では、電（JPos17）より招待を受けて、講演を行った。

荷に依存した相互作用（クーロン補正）について、

JLab で は、12GeV の Continuous Electron Beam

電子と陽電子を比較することにより、電子だけでAccelerator Facility（CEBAF）とよばれる超伝導リは解析が難しい問題の解決に近づけるという。さニアックで加速したスピン偏極電子ビームによるらに偏極ビームを用いることでも情報量が増える

原子核や核子の研究を行っている。また、自由電

ようである。

子レーザー（JLab FEL）を用いた研究も行っている。

高エネルギーの偏極陽電子ビームは、円偏光のレーザービームを GaAs カソード等に照射して、最近、核物理分野で、偏極／無偏極陽電子を生出てくる偏極電子ビーム加速して重金属ターゲッ

成して、深い仮想コンプトン散乱によるパートン・トにあてることで得られる。すなわち偏極した制イメージング、電子散乱における 2 光子交換、お動放射が発生し、それからの対生成で生じる陽電

よび、高エネルギー陽電子を用いたダークマター

子も偏極している。

の探求などへの関心が高まっている。JLab では

ところが残念なことに、その偏極を保った低

これらに関連する研究を可能にするための陽電子

速陽電子を得ることは難しい。通常の（我々がビームラインの建設の提案を検討して、連続電子

KEK で用いている）方法で低速化すると偏極がビーム加速器施設（CEBAF）を利用する JLab 電

なくなってしまう。陽電子の初期エネルギーが対

子 ･ イオン衝突器（JLEIC）の建設を計画している。

生成の閾値 1MeV より遙かに大きいので、対生成

一方で、JLab-FEL を利用した大強度低速陽電のカスケードが起こり、スピンが電子に渡されて子実験施設を建設する提案の検討が、2013 年にしまうのである。低速化した後で偏極させる以外

米国の低エネルギー陽電子コミュニティから JLabにないが、その方法がないわけではないという議に提出された。JLab の評価委員会で評価をした論もあった。ちなみに、放射性同位体のβ＋崩壊

結果、そのままでは不十分で、むしろ JLab-FEL

からの陽電子は最大エネルギーがせいぜい 2MeV

施設と緊密に協力してもっと大きな予算を請求す程度なので、減速中に減偏極する割合は低い。

るための検討を開始するのがよい、というアドバ
イスを得ている。

ワークショップは丸 3 日かけてさまざまな分野の講演があった。大部分は JLab の装置の改良や今回のワークショップは、可能ならば高エネル

それを用いた原子核実験の可能性の講演で、そのギー実験と低エネルギー実験の施設の両方を組み

中に 2 割程度、外部の研究者からの低速陽電子実合わせた提案をするための、最初の作業であった験の現状と将来の可能性の講演があった。

－1－

筆者は、低速陽電子実験の有用性を示す情報とそのように固体中で熱化した陽電子は消滅する

して、KEK 物構研の低速陽電子実験施設の実験まで熱拡散を続けるのであるが、不純物や格子欠装置と最近の成果について講演した。以下、その陥の少ない結晶の中ではその拡散距離は 100nm に

内容を紹介する。

及ぶ。そのため一部の陽電子は表面に戻ってくる。

当施設は、専用の～ 50 MeV リニアックによっもしその固体がタングステン（W）
、
銅（W）
、
ニッ

て生成されたエネルギー可変（0.1 ～ 35 keV）低ケル（Ni）などの、陽電子に対して負の仕事関数

速陽電子ビームを共同利用に供している [1, 2, 3]。

をもつ金属であると、表面に戻ってきた陽電子はくり返し 50Hz の短パルスモード（幅 1 ～ 12ns、自然に放出される。

6+

可変、5 × 10 e /s）と長パルスモード（幅 1.2μs、7+

我々は減速材として陽電子仕事関数が -3 eV の

5 × 10 e /s）の動作モードがある。～ 50 MeV に

W の薄膜を減速材に使っている。高エネルギー

加速された電子を Ta 板に入射すると制動放射 X

陽電子は、W 薄膜内で熱化された後に、負の陽線からの対生成で陽電子が得られる。

電子仕事関数で決まる 3 eV でエネルギー幅が熱

その高エネルギー陽電子をエネルギーのそろっエネルギー程度の質のよいビームとして再放出さた低エネルギービームにする効率のよい方法があれる。これを加速して作られるのが「低速陽電子

る。それは、陽電子対して負の仕事関数を持つ金ビーム」であり、単に低速の陽電子ビームという属を減速材として使う方法である。

意味でないことは強調に値する。

あまり知られていないが、陽電子と電子の対消

我々の施設では W 薄膜減速材に 100 V から 35

滅断面積は、原子物理学や固体物理学の散乱現象

kV までの任意の電圧をかけることで、50 eV からの断面積に比べて非常に小さい。エネルギーが下

35 keV までの所望のエネルギーのビームを得ている

がると大きくなる傾向があるが、熱エネルギー程（Fig. 1）。加速されたビームは磁気的に輸送される。

度になってもまだ 100 万分の 1 程度と考えてよい。
すなわち、固体中に入射された陽電子は電子と衝突をくり返して電子にエネルギーを与え続けている間は対消滅することはなく、その固体と熱平衡に達して（熱化して）から消滅する。
ちなみに、陽電子消滅法という物性測定技術
は、対消滅する際の陽電子のエネルギーは熱エネ
ルギー程度なので、放出されるγ線は主に電子状態の情報をもっていることを利用している。
Fig. 2 パルス伸張部。1.2μs 幅のパルスを 200μs ～200ms の任意の幅に伸ばした 5 keV のパルスに伸長する。

ロングパルスモードの幅 1.2μs の低速陽電子パ
ルス中には 1012/s に相当する陽電子が含まれるので、実験によっては信号のパイルアップが起きて不便である。そこで、測定ステーションに至るまでのビームライン途中に。パルス伸張部を設置している。
現在は 5 keV に固定したビームエネルギー
Fig. 1 加速された電子から陽電子を生じる converterと低速陽電子を得る減速材（moderator）。

で 200μs から 20ms までの任意の幅に伸張させることができる（Fig. 2）。現在は、伸張されたビー－2－

Fig. 3 低速陽電子実験施設（電子 ･ 陽電子入射器棟内）のビームライ
ンと実験ステーション。

ムを、LEPD（低エネルギー陽電子回折）システ

原子配置を同時に見てしまう RHEEED に比べて、ムの位置検出遅延線検出器（DLD）を正しく動作

解析が圧倒的に簡単で高精度になる。TRHEPD は、させるために用いる。また、将来、511keV の消測定角度範囲内に全反射角度領域と侵入角度領域

滅γ線の分析や、陽電子寿命測定のための短パルが同程度存在する唯一の回折計測手段である。

ス生成システムの構築にも使用される予定である。

この TRHEPD の非常に高い表面感度を活かし測定領域まで導かれた低速陽電子ビームは、同て、我々は、この数年間に、さまざまな成果を挙じ階（地階）の分岐 SPF-A3、SPF-A4 と、階上（地げてきた。例をいくつか挙げる。

上階）の SPF-B1、SPF-B2 に分岐される（Fig. 3）。

たとえば、発見されてから 10 年間原子配列のこれらは同時には使用できず、ビームタイム毎に詳細が明らかでなかった Ge（001）（4⊗2）-Pt 原

切り替えられて別のユーザーが使用する。

子ナノワイヤの構造を決定した [5]。また、構造（1）SPF-A3 には、全反射高エネルギー陽電子

が決まらず 30 年間議論の対象となっていたルチ

回折（TRHEPD、トレプト）ステーションが接続

ル型 TiO2（110）（1⊗2）の表面原子配列を決定しされている。TRHEPD は、反射高エネルギー電子

た（Fig. 4）[6]。

回折（RHEED（リードまたはアールヒード）の陽電子版であるが、電子よりも高い表面選択性がある [3]。それは、すべての物質の内部の静電ポ
テンシャルが正であるために、電子は物質内部に引き込まれるが、陽電子は反発されることによる。
TRHEPD では、5°程度以下の視射角（入射方向を表面から測った角度）で陽電子を表面に入射するが、運動エネルギーの表面に垂直な成分が内部のポテンシャル・エネルギーより低いと全反射されるので、回折パターンは最表面の原子配列だけの情報をもたらす。また、視射角が全反射の臨界角より大きくなると、陽電子は結晶内に侵入するが、Fig. 4 TRHEPD で 30 年間の議論に決着をつけた確定
した光触媒ルチル型 TiO2（110）（1×2）表面の原子配列[6]。

表面に近づくように屈折するので、最表面の直ぐ下から、順に深くまでの情報を得ることができる

さらに、最近行っている単原子層物質の構造解[4]。これは、視射角が小さくても表面か数層の析について少し詳しく述べる。炭素の単原子層物－3－質であるグラフェンの単離やその基板上の合成が算したところ、実験を良く再現した。すなわち、可能になって以来、同じく周期表の 14 族元素で

TRHEPD の測定から、正しい構造を決定した。

あるシリコンやゲルマニウムの単原子層物質（それぞれシリセン、ゲルマネンと呼ばれる）の合成も実現され、次世代の省エネルギー・高速電子素子実現の期待から、盛んに研究されている。グラ
フェンは平面状であるが、シリセンやゲルマネンにはバックリング（凸凹構造）があるという理論
予想があった。これは炭素にはグラファイトといFig. 5 TRHEPD で決定した Cu（111）基板表面と Co（0001）基板表面のグラフェン。共にバックリングがないことと基板との距離が大きく異なることを示した [8]。

う層状物質があるが、シリコンやゲルマニウムはダイアモンド構造しかないことから、大いにあり（2）最近 SPE-A4 分岐に低速電子回折（LEED、得ることである。また、理論は、基板の種類によっリード）の陽電子版である低速陽電子回折（LEPD、て基板と原子層物質の距離やバックリングの大きレプト）ステーションを完成し、Ge（001）（1 × I）

さ異なり、それらが電子状態やその他の性質に影面からの回折パターンを測定した。現在、LEED

響していると予想している。

の専門家の Tong 氏が提唱する陽電子回折ホログ

したがって、基板と単原子層物質の距離や、バッ

ラフィ法 [10] をこの表面の構造解析で試して見る

クリングの有無やその大きさを直接測定することための測定を続けている。

は重要である。TRHEPD はまさにそのようなデー（3）SPF-B1 分岐は、汎用ステーション分岐でタを提供することのできる手段である。

ある。これまでは、ポジトロニウム負イオン（Ps-）

先ず、Ag（111）表面上にシリセンを形成する

ステーションが接続されていた。Ps- はヒドリド方法が開発されると、早速 TRHEPD で基板とのイオン（H-）において陽子が陽電子に置き換わっ

距離とバックリングの大きさを測定した。結果はたもので、純粋な 3 個のレプトンのみから成る束理論の予想と良く合った [7]。次に、貴金属や単縛系である。電子と陽電子の仕事関数および Ps-

純金属の基板上のグラフェンと遷移金属基板上のの束縛エネルギーの値から、W 表面は Ps- 放出のグラフェンは基板との距離が大きく異なるという条件を満たすがその量は 0.05 % と極めて低かっ予想があった。そこで、Cu（111）
表面上と Co（0001）た。しかしこの表面にアルカリ金属を 1 原子層以表面上のグラフェンの構造を解析したところ、確下蒸着すると放出量は 1.5 % に増加する [11, 12]。

かに大きく異なり、共にバックリングはなく平面

これは低速陽電子や電子のポジトロニウム（Ps）状だった（Fig. 5）[8]。また、さらに最近ゲルマの放出量に比べて 1 桁しか小さくなく、このエキネンも合成できるようになった。早速 Al（111）

ゾチックな粒子の生成量としては驚くべき多量で表面上にゲルマネンを合成して構造を調べたとこある。

ろ、理論の予想と異なることが分かった [9]。理この Ps- の電子の 1 個をレーザー光で脱離して論では単位胞内の 2 個の Ge 原子が外の原子より

このイオンを中性のポジトロニウム（Ps）にす飛び出した形のバックリングが予想されていたることができる [13]。さらに、電荷をもっているが、もしそうなら（110）方位から入射した場合

Ps- を静電場で加速してから光脱離するという方の（1/3 -1/3）スポットと（-1/3 1/3）スポットの法で、エネルギー調節可能な Ps ビームを生成でロッキング曲線が同じ形であるはずであるが、測きる [14]。Ps- は束縛エネルギーが小さいので安定したところ、それらは互に異なり、しかもどち定な励起状態は存在しないが、光脱離過程にフェらも理論予想とは異なった。そこで、単位胞内のシュバック共鳴と形状共鳴のピークがあるとする

1 個の Ge 原子のみが飛び出しているモデルで計理論予想がされていた。1Po 対称性をもつ形状共－4－

鳴が Ps の不安定な励起状態（n = 2）形成の閾値機で測定したところ、予想に反して Ps 放出量の近傍で生じるのでそこを狙った光脱離を観測した

大幅な増大が見られた [17]。清浄表面の 3 倍以上ところ、断面積が予想通りのエネルギー依存性であるが、清浄表面からの放出量は 25％程度でで大きく増加した（Fig. 6）[15]。この実証は、Psあることが知られているので、これは、表面に戻っ分光における画期的な成果と評価されている。

てきた陽電子のほとんどが Ps として放出されて-Ps イオンの実験はその後、東京理科大の実験いることになる [19]。

室におけるトラップ型低速陽電子ビーム装置で行統一的な解釈はこれからであるが、Ps- の放出

われている。この汎用ステーションにで、Ps のボー量増加に対する仕事関数の効果を否定するもの

ス・アインシュタイン凝縮（BEC）の実現に必須ではない。実在金属中には Ps は形成されないが、と考えられている Ps のレーザー冷却実験が開始

自由電子密度がさらに低ければ Ps が生成するだ

された。

ろうと予想されている。この実験の単原子層以下のアルカリ金属の蒸着でその条件が満たされている可能性がある。定性的には、Ps の生成増加と電子仕事関数の低下の共存のために、Ps- イオンの生成が大幅に増加したのではないかと考えられる。
この実験でさらに興味深いのは、陽電子と電子

Fig. 6 ポジトロニウム負イオンの光脱離における形状
共鳴のデータ（丸印）と理論（実線）[15]。

の仕事関数で説明できる 5eV 程度の Ps 成分の外に、Ps 生成過程、あるいは生成後のエネルギー
損失の結果を示す成分があることである。この解（4）SPF-B2 分岐にはポジトロニウム飛行時間

明も今後の課題である。

（Ps-TOF）ステーションが接続されている。この以上、KEK 物構研低速陽電子実験施設の低速

ステーションは低速陽電子実験施設がまだ高エネ

陽電子ビームの生成と、4 つのステーションで行

ルギー実験や放射光実験とリニアックを共有してわれている実験とその最近の成果について報告

いた 1990 年代に水晶から 2 種類のエネルギーのした。

Ps が放出されていることを示した [16] ステーショ
謝辞

ンを改造したものである。
試料が金属の場合、バルク部分ではクーロン遮JPos17 ワークショップにおいてこのような発表

蔽のためにポジトロニウムが生成しないことが知をするための旅費をサポートして下さった、高エられているので、放出された Ps-TOF で測定されネルギー加速器科学研究奨励会（高﨑文彦代表理た運動エネルギー分布は、表面の電子状態に情報事）及び物質構造科学研究所山田和芳所長に心かを与える。

ら感謝いたします。また、実験遂行に必要な甚大-上に述べたアルカリ金属蒸着による Ps イオン

なサポートを下さった KEK 加速器研究施設入射の生成量増大はアルカリ金属によるよく知られた器グループの設楽哲夫氏（現研究企画）、峠暢夫

電子仕事関数の減少（陽電子仕事関数の増加）が氏をはじめとする皆様方、同物構研放射光施設の関係しているのではないかと考えられる。すなわ

柳下明氏、木村正雄氏をはじめとする皆様方、低ち電子と陽電子に対する効果は互いに打ち消し合速陽電子グループの和田健氏（現 QST）および-うが、Ps ではその数が 2:1 なので効果が残ると考

望月出海氏、主な共同研究者である東京理科大のえられる。そうであれば、Ps の生成量には影響

長嶋泰之氏と満汐孝治氏（現 AIST）及び長嶋研がないのではないかと予想される。そのような動究室の皆様、JAEA の深谷有喜氏、QST の河裾厚－5－

男氏と前川雅樹氏に心から感謝いたします。科研[19] S. Iida, et al., J . Phys .: Condens . Matter 28 ,

費基盤（S）24221006、基盤（S）24221007、若手（B）26800170、東レ科学技術研究助成、SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）の支援を受けました。実験は、PF 共同利用課題 2010S2-003、2010G652、2012G654、2013S2-005、2013U002、2013G694、2014S2-004、2014G636、2016S2-001、2016S2-006 で行った研究です。
文献[1] K. Wada, et al., Euro. Phys. J. D 66, 37（2012）.
[2] K. Wada, et al., J. Phys.: Conf. Ser. 443, 012082（2013）.
[3] T. Hyodo et al., J. Phys.: Conf. Ser. 791, 012003（2017）.
[4] Y. Fukaya, et al., Appl. Phys. Express 7, 056601（2014）.
[5] I. Mochizuki et al., Phys . Rev . B 85 , 245438（2012）.
[6] I. Mochizuki et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 18,7085（2016）.
[7] Y. Fukaya, et al., Phys. Rev. B 88, 205413（2013）.
[8] Y. Fukaya, et al., Carbon 103, 1（2016）.
[9] Y. Fukaya, et al., 2D Materials, 3, 035019（2016）.
[10] S. Y. Tong, et al., Phys. Rev. Lett. 69 , 3654
（1992）.
[11] 長嶋泰之，満汐孝治、日本物理学会誌 67, 333（2012）.
[12] Y. Nagashima, Phys. Rep. 545, 95（2014）.
[13] K. Michishio, et al., Phys. Rev. Lett. 106 153401（2011）.
[14] K. Michishio, et al., Appl. Phys. Lett. 100 254102（2012）.
[15] K. Michishio, et al., Nature Communications 7,11060（2016）.
[16] Y. Nagashima, et al., Phys . Rev . B 58 12676（1998）.
[17] H. Terabe, et al., Surf. Sci., 641, 68（2015）.
[18] T. Yamashita, et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys.
Res. B 387, 115（2016）.

－6－475002（2016）.

■国際交流助成報告2）

イオン源国際会議（17thInternational Conference on Ion
Source）参加

ズマ診断手法の確立や、プラズマ挙動をするための数値モデリング・シミュレーション結果に関する報告が、今回数多く為された。
発表件数は、全体で 293 件（内、口頭発表 47

高エネルギー加速器研究機構

件、ポスター発表 246 件）と例年に比べて 50 件

加速器研究施設

近く発表件数が増加した。参加者は一般が 255 名、柴田

学生が 65 名であり、内 59 % がアジアからの参崇統加者である。近年は、アジアからの参加者の大部分は日本からの参加であったが、今回は中国から
欧州原子核研究機構（CERN）主催にて、第 17の参加者（CSNS; China Spallation Neutron Source、th

回イオン源国際会議（17 International Conference

IMP; Institute of Modern Physics など）の割合が高on Ion Source ; ICIS） が、 ス イ ス・ ジ ュ ネ ー ブ

い印象を受けた。

市 内 の CICG（Centre International de Conférences

また、イオン源の種類についても、アーク放電

Genève）で、10 月 15 日 – 20 日の期間、開催された。

型や高周波放電（RF）型のほか、電子サイクロ

th

申請者は、17 ICIS に参加し、現在の J-PARC イ

トロン共鳴（ECR）型、レーザーイオン源、電子オン源と同じ放電形式の高周波放電型（RF; Radio銃（EBIS）の発表が多く見られた。特に、ECR

Frequency）イオン源において、高密度の誘導結合

イオン源は元々理研や BNL、JYFL（ユバスキュ型プラズマが正常に生成されていることを、ビー

ラ大学、フィンランド）で主体的に開発が進めらム加速することなく簡便に診断可能なツールを提れている重粒子加速器用のイオン源としての用案し、報告した。第 1 章では、本国際会議の概要

途があるが、中国 IMP でも Xe 加速実験の開始なを説明する。第 2 章では、会議で見かけた興味深どに伴い、Heavy Ion Plasma の生成効率が高い 40

い発表を紹介し、第 3 章では本発表内容を報告す

GHz 以上の高周波による ECR イオン源に関するる。

発表が、例年より多く見られた。
KEK と 関 連 が あ る 発 表 と し て は、J-PARC 陽

1. 会議の概要

子加速器で利用される負水素（H-）イオン源に

イ オ ン 源 国 際 会 議（ICIS） は 隔 年 で 開 催 さ

ついて、生成された H- の流束をプローブとレー

れ、 今 回 で 17 回 を 迎 え る。 近 年 で は、2011 年

ザー光脱離により直接測定する手法に関する発Giardini Naxos（INFN; 国立核物理学研究所、伊）、表（NIFS; 核融合科学研究所、津守氏）が興味

2013 年 Chiba（NIRS; 放射線医学総合研究所、日深いところであったため、次章で紹介する。他

本）、2015 年 New York（BNL; Brookhaven 国立研に、H- の生成効率を維持する上で重要なセシウ

究所、米国）と続き、今回 2017 年は Gevève（CERNム（Cs）の挙動を理解するためのレーザー吸収分主催）にて開催された。同会議は、粒子加速器を光と数値モデリングに関する発表（独 IPP; Institut

初めとする幅広い分野に関わる多種のイオン源に

für Plasmaphysik、Fantz 氏）も将来的に重要な技ついて、応用・設計・研究開発に従事する研究者術となる。核融合分野では、アンペア級の大電流が各国から参加する世界最大の国際会議であり、

H- ビームをレーザー光脱離により、中性の水素原

例年 250 件程度の発表が寄せられる。

子ビームに変換するための over view が発表され発表は衝突型加速器・核融合プラズマ加熱・医た（CEA、Simonin 氏）。レーザー光脱離は、イオ

療応用・中性子源・材料加工などに応用されるイ

ン源プラズマの診断以外に、J-PARC など陽子加オン源のビーム大強度化、高輝度化、高電荷イオ

速器においても核変換への応用など、ビーム診断・

ンビームの生成などに向け、イオン源内部のプラ制御に重要なアプローチであると言える。

－7－

プラズマ中の水素ガスは電子などと衝突して電離する以外に、水素原子（H0）や陽子（H+）に解離する。これらの粒子は、壁近傍の磁力線に捕捉される電子と異なり、引出し孔周囲のプラズマ電極（PE）に入射する（図 1 ④）
。表面生成型のイオン源では、チャンバ内部に Cs を導入し、PE 表
面に Cs の原子層が堆積するようにすることで、金属表面の仕事関数を低く保つ（J-PARC の場合は Mo 金属に対して Cs が堆積することで 1.5 eV程度となる）。このような表面に H0 や H+ が入射することで、PE 内部の自由電子が移り、負イオ
図1

ン H- が生成される。しかし、生成された H- がビー

表面生成型イオン源内の H- イオン生成過程

ムとして孔から引き出されるまでの経路は、これまで明らかでなかった。DPLP を用いた H- 流束測

2. 国際会議で見かけた興味深い発表

定では、図 2 のようにラングミュアプローブの先-H イオン源分野では、近年 1 – 2 年にかけて、端に 4 極のチップが取付けられる。H- 流束に垂直

プラズマ中の H- 生成・引出しに関わる物理過程に挿入したプローブの各チップに対し、H- 光脱離の挙動解明が大きく進んだ。その一例として、表用の Nd;YAG レーザーを照射すると、各チップの面生成型（Cs 添加型）イオン源内で生成されたレーザースポット径 RL の範囲内では、光脱離に-H が引出し孔からビームとして出射されるまでのより H- 密度が減少するが、垂直に入射する H- 流

輸送過程を直接測定した発表が印象深い。

束により緩和時間 τ を経て、密度が定常状態に回申請者が知る限りだが、2013 年ごろまで表面-復する。このことから、レーザースポット径を緩生成型イオン源における H イオンが生成されて和時間で割った RL/τ が H- 流束の平均速度となる。

からビームとして引き出されるまでの輸送過程

4 つのチップで得られる平均速度の情報から、2は、定量的に理解、あるいは可視化されていなかっ次元分布を導出することが可能である。

た。2013 – 2014 年にかけ、慶応大学のプラズマシミュレーショングループ（畑山明聖教授ら）が、-表面生成された H イオンが、電磁場による力とこの方法により、イオン源内部で生成された-

H イオンは 20 mm 程度イオン源内部に向かって飛行してから、引出し孔に進行方向を変えてビー

衝突過程を含めた 3 次元 PIC（Particle-In-Cell）シ
ミュレーションから輸送過程の計算結果を示した
ことに端を発し、共同研究を行っていた NIFS のNBI（中性粒子ビーム入射）加熱グループ（津守氏、木崎氏）がレーザー光脱離とラングミュア
プローブを組み合わせた DPLP（Directional Photodetachment Langmuir Probe）を用いて H- の流束を直接測定した。
図 1 に示すように、表面生成型イオン源では
H2 ガスを充填した金属チャンバ内に電磁場を形成し、内部の電子を加速することにより電離を促
図2

して、水素プラズマを生成する。

－8－

DPLP 測定のイメージ

ムとして引き出される過程が、初めて実験的に示

今回の発表は、J-PARC RF イオン源プラズマかされた。この手法・結果は、NBI に限らず、粒子ら発する Balmer α 線に対する分光計測を実施し、加速器用のイオン源でも応用可能であり、更なる2016 年 NIBS で発表した計算結果と比較をするこ

大強度化を目的としたイオン源引出し部構造の設とで、一般的な RF イオン源についても、直接的計に指針を与えるものと考えられる。

に H モードのプラズマが実現しているかを診断
可能なツールを開発したため、この詳細について

3. 本発表内容報告した。H モードプラズマの診断技術により、

3.1. 概要

J-PARC のような長期運転で利用されるイオン源

申請者は近年毎回 ICIS に参加しているが、最が高パワーで運転される際、プラズマ安定維持の近は特に、加速器リニアック用の RF イオン源に直接監視が可能となるほか、一般的な RF イオン

対するプラズマ計測、および数値シミュレーショ

源の新規設計時には、ビーム加速のための高圧機

ンによる結果を報告してきた。

器を必要とすることなく、プラズマが正常に立ち2012 – 2014 年にかけては、CERN LINAC4 で研上がることを検証することが可能となる。

究開発が進められる外部アンテナ方式の RF イオ
ン源に対し、プラズマから発せられるバルマー系

3.2. 研究背景

列（Balmer α, β, γ 線）の発光分光計測と、3 次元

J-PARC 素粒子実験、物質・生命科学実験でのの PIC-MC（Particle-In-Cell Monte-Carlo） シ ミ ュ

利用運転に向け、2014 年 9 月末から RF H- イオ

レーションを実施し、RF プラズマの点火直後にン源の運転が開始された。2017 年の夏までには、

おいて生成される容量性電場とプラズマ粒子の電流値 40 mA、ビームエネルギー 50 keV、duty

輸送過程の関係から、上記発光線の時間変化に

factor 1.25 %（0.5 ms × 25 Hz）、RMS エミッタン

関する特徴を説明した。また、2015 年以降は、

ス 1.5 π mm mrad 以下の H- ビームを連続して 1,845

J-PARC リニアック用の内部アンテナ方式 RF イ

時間引き出すことに成功した。このときのイオン

オン源（図 3）内で生成されるプラズマの数値シ

源の寿命は、2.5 ヶ月以上と 2015 年時点の 1 ヶ月

ミュレーションモデルの開発を進めてきた。2016から大幅に延長した。

年に STFC, CCFE 主催のもと Oxford にて開催さ今後、イオン源の課題としては、3 ヶ月以上のれ た 5th International Symposium on Negative Ions,

メンテナンスフリー期間の実現とともに、リニthBeams and Sources（5 NIBS）では、数値モデルを

アック下流部での 50 mA、60 mA 運転（イオン源

用い、RF イオン源プラズマ点火後において、低直下ではそれぞれ 58 mA、68 mA）に向けた高パ密度の容量性プラズマ（E モード）から、高密度ワー運転への設計検討が要求されている。

の誘導結合型プラズマ（H モード）へのモード遷

一度リニアックトンネルに据付けた RF イオン移の背景にある物理機構を明らかにし、報告した。

源は、利用運転の間、アクセス不可の状態となる
一方、高パワー運転（入射パワー数 10 kW）の実
施によるイオン源構成機器（アンテナコイルや永久磁石）の損耗が懸案事項とされる。また、RF
イオン源内部のプラズマ状態を直接監視する方法が無いことから、イオン源プラズマの異常が発生した場合、下流部にある低エネルギービーム輸送（LEBT; Low Energy Beam Transport）通過後の変流器におけるビーム電流値で判断することとなる。

図3

J-PARC RF イオン源

そのため、異常個所の特定も困難となる。RF プ－9－ラズマからの Balmer 発光線は数少ない直接的な信号である。本発表では、RF 周波数（J-PARC の場合は 2 MHz）より高い時間分解能の光電子増倍管（PMT）による計測と、数値シミュレーション
結果の比較により、イオン源内部に E モードとH モードいずれのプラズマが生成されているかを
PMT 信号波形から判断可能であることを示した。

図4

J-PARC RF イオン源の分光計測系

3.3. Balmer 線の発光分光計測
図 4 には、RF イオン源プラズマからの Balmer
α線を測定するための PMT 分光計測系の写真を示した。図 3 に示したように、J-PARC RF イオン
源チャンバには、天板位置に中心軸から 16 度の角度で分光計測用のビューポート（optical viewingport）が取付けられている。ビューポートから光ファイバにて取り出されたプラズマからの発光
は、Balmer α線波長の周囲（656 ± 5 nm）のス
ペクトル成分のみを透過するバンドパスフィル
タを介して、PMT（Hamamatsu; H10722-01MOD）に取り込まれる。図 5 には、RF イオン源からのH- ビーム 1 shot を生成する際のプラズマへの入射パワー（RF アンテナへ印加する交流電流値；水色）と、PMT にて計測したプラズマからの Balmer α
線強度の時間変化（青色）を示した。図 5 の（a）は、
1 shot のマクロパルス全体波形、（b）,（c）,（d）は、それぞれ、プラズマ点火直後、プラズマ密度成長
後、マクロパルス終端における波形を表している。
図 5 の横軸は須らく時刻を表しており、（a）のマ
クロパルスが 1.2 ms の幅を持つのに対し、（b）–（d）はフルスケールで 10 us の時間間隔を示して

図 5 J-PARC RF イオン源へ入射する RF 電流値（水色）とイオン源から得られる Balmer α線強度（青色）の時
間変化。
（a）はマクロパルス 1.2 ms 全体、（b）,（c）,（d）は、それぞれプラズマ点火直後、プラズマ密度成長時、マクロパルス終端の 10 us を表す。

－ 10 －

いる。図 5（b）の前半における Balmer 線強度波性粒子（水素原子 H0・分子 H2）との弾性・非弾形に注目すると、プラズマ生成開始直後の低密度性衝突による運動量移行と、荷電粒子同士の衝突状態では、水色で示した RF 電流値（2 MHz）とによるクーロン散乱による運動量移行を表す。ま同じ周波数で振動している挙動が見られる。同図

た、式（3-3）中の jpl および jRF は、プラズマ電流の後半に至ると、発光線強度のピークは 2 つに割と RF アンテナコイルに印加する交流電流である。

れ、2 MHz の倍の 4 MHz での振動波形を示すよ

式（3-1）,（3-2）は Leap-frog 法による差分計算時うになる。以降、図 5（c）,（d）においても、RFに、衝突による運動量移行を算出するために Null

入射電流の倍の周波数での振動が発光線強度に見Collision Method、および Binary Collision Model といられる。また、図 5（c）における Balmer 線強度う計算技法を用いている。また、式（3-3）,（3-4）の増加は、発光線の要因となる水素原子の電子衝による誘導結合型電磁場は FDTD（Finite Differential

突励起が促進されることに起因する。これは、電Time Domain）
法を用いて計算する。
誘導結合型の他、

子密度（プラズマ密度）が高い状態にあると言アンテナコイルの一端に交流電圧を印加することえる。高密度の（H モード）プラズマ状態と、4で発生する容量性電場の影響は、Poisson 方程式

MHz の発光線強度振動の物理機構を結びつける∆φ = −

上でシミュレーションが重要な役割を果たす。
3.4. 数値シミュレーション

ρ
ε

（3-5）

を SOR（Successive Over Relaxation） 法 に よ っ て2016 年の NIBS では、J-PARC RF イオン源内の解くことで得られる各位置でのポテンシャルφかプラズマ（電子、陽子、H 、Cs ）に対し、3 次ら導出する。上式の p は、絶縁体のアンテナコイ

元 の PIC-MC（Particle-In-Cell Monte-Carlo） モ デル表面に蓄積した表面電荷を表す。

+
2+

ルを構築し、その結果を報告した。今回の結果と上記の方程式は、J-PARC RF イオン源の 3 次元の比較する上で重要であるため、簡潔に説明する。

構造、磁石配置を模した体系で計算される。図 6

計算モデルでは、4 種類の荷電粒子の輸送過程には、イオン源形状、磁場構造を示した。

（Boltzmann 方程式）

mj

∆v j
∆t

= q j ( E + v j × B ) + Finelas + FCC
∂x j
∂t

= vj

（3-1）
（3-2）

を、空間内の容量性電場・誘導結合型電磁場分布（Maxwell 方程式）

∇ × B = µ0 ( j pl + jRF ) + εµ0∇×E = −

∂B
∂t

∂E
∂t

（3-3）
（3-4）

と同時に逐次計算することで、各粒子種 j に対す
る位置 xj、速度 vj、および空間各位置における電場 E、磁場 B を自己矛盾なく計算可能である。式（3-1）における Finelas および FCC は、それぞれ中図 6 J-PARC RF イオン源におけるプラズマ閉じ込め用カ
スプ磁石・フィルター磁石配置、および磁石による磁場強度分布。X =0, Z = 0 位置はビーム引出し孔の中心を表す。
Z < 17mm の灰色部分は、プラズマ電極（PE）である。X= 22 mm かつ Z = 35, 48, 61 mm にある黒丸は、プラズマに RF パワーを印加するためのアンテナコイル断面を示す。

－ 11 －

上述のモデルを元に計算した、RF イオン源に場が形成されると、磁力線に捕捉された電子は、パワーを印加した際のプラズマ密度の時間変化を

イオン源中心軸付近に局在化するため、比較的に

図 7 下に示す。図 7 上はアンテナコイルに印加す

高密度の状態となる。一方、Z 方向磁場の極性がる 2 MHz の交流電流（図 5 の水色と同）の時間変化する間の時刻では、R 方向の電子ロスにより、変化である。図 7 下の赤線が、Balmer 発光線の密度が低くなる。2 MHz の間に、電子密度の局在生成に重要な電子の密度を表している。電子密度化は 2 回起こるため、あたかも 4 MHz でプラズ

16

17

-3

に注目すると、プラズマ点火直後は 10 – 10 m

マ密度が振動しているように見える。このようにの間で緩やかに成長していたが、2 – 3 RF 周期後、軸方向に強磁場が生成し、（かつ周方向の電場が19

電子密度は急増し、10 m 台に到達した後、2生成し）、プラズマが補足・加速されている状態は、MHz の交流電流の倍の周波数（4 MHz）で時間的高密度の H モードプラズマ状態として知られてに振動している。

いる。

-3

一方、Balmer 線強度 I（α）は、主量子数 p = 3の電子励起準位にある水素原子密度に比例する。

I

A 3,2 nH p

3

（3-6）

励起水素原子密度は、主として基底準位の水素原子が電子衝突励起を経ることで生成され、自然放出過程による脱励起により消滅する。p = 3 → 2

図 7 （上）RF アンテナコイルに印加される 2 MHz 交流
電流の時間変化、（下）各粒子密度の時間変化。赤線は電子密度を表す。

このような RF 周波数の倍の周波数での電子密度の振動が起こる原因は、イオン源内部に生成される誘導結合型の磁場が、1 回の RF 周期の間に2 度ピークを持つためである。図 8（a）,（b）には、電子密度がピークを持つ時刻（図 7 下の t = 1.63,
1.88 × 10-6 s）において、イオン源内部に形成される軸（Z）方向磁場強度を示した。R = 0 は、イ
オン源中心軸に相当し、図の黄色は +Z 方向、黒
色は -Z 方向に数 100 Gauss の強磁場が立ち上がることを表している。また、このときの電子密度分布を図 9 に示した。1 周期の間に正負方向に軸磁図 8 図 7 の RF 1 周期内（t = 1.63 × 10-6 s（上）, t =1.88 × 10-6 s（下））の各時刻における軸方向磁場強度分布。

－ 12 －

対しても、Balmer 線を計測したとき、発光強度の時間変化がイオン源に印加する RF 周波数の倍の周波数で振動していれば、誘導結合型の軸方向
磁場と周方向電場が電子補足・加速に支配的に作用し、高密度 H モードプラズマが立ち上がっていると診断することが可能である。直接的なプラ
ズマ温度・密度計測が困難な RF イオン源に対しては、この手法は極めて有効であると言える。
直接測定によるプラズマ状態の判断が可能であれば、イオン源下流に高電圧の静電加速部を準備してビーム引出しを行うことなく、プラズマが健全であることを確認することが可能である。
4. まとめ
第 17 回イオン源国際会議（ICIS）が CERN 主
催でジュネーブにて開催された。ICIS はイオン源
分野で世界最大の国際会議であり、今年は例年よ図 9 図 7 の RF 1 周期内（t = 1.63 × 10 s（上）, t =1.88 × 10-6 s（下））の各時刻における電子密度分布。
-6-7

り多い 293 件の発表が行われた。
申請者にとって今年度の ICIS は、中国からの参加が例年より増え、かつ重粒子加速器用の ECR

準位間の自然放出係数 A（3,2）は 4 × 10 s であイオン源に関する発表件数が多い印象であった。

る一方、基底準位からの p = 3 への電子衝突励起

また、H- イオン源分野に関しても、H- 輸送過程

断面積は σ = 10-21 m2 程度であり、水素原子と電の計測手法の確立や、Cs 密度分布測定・解析に

6子の相対速度は v = 10 m/s オーダーである。電子19-3

密度が ne = 10 m と考えると、水素原子から見言及した発表が行われており、近年 1 – 2 年の大きな進展が感じられた。

-4

た励起反応の時定数（1/neσv）は 10 s と自然放出

申請者は、J-PARC RF イオン源の発光分光計測に比べて遅い。そのため、定性的には、電子衝突と数値シミュレーションとの比較を行った。光時で励起された水素原子は、励起直後即座に Balmer

間分解能の PMT による Balmer 線発光強度の測定

線を放出しながら脱励起すると考えられる。定常から、RF 周波数の倍の周波数で時間的な線強度状態では、単位時間あたりの発光線強度は、p = 3の振動が見られれば、プラズマが高密度の H モー

励起原子の生成量に比例することから、電子密度ドにあることが診断可能である。

にも比例していると見做せる。

ICIS では、国内外、特に CERN, SNS の研究者から多くの有用なコメントを得た。J-PARC のよ3.5. 分光計測とシミュレーションの比較

うにビーム運転を長期間実施する施設で今後、さ3.4 節の議論から、電子密度が 4 MHz で振動すらなる長期間、高パワーのビーム運転を行う上で、ると、RF プラズマから生じる Balmer α 線強度もイオン源の長寿命化と、連続運転中の監視体制の4 MHz で時間的に振動する。この結果は、3.3 節

確立は重要性が高まってきており、定量的な議論の J-PARC RF イオン源への PMT による発光分光に基づいた RF プラズマの制御手法を多く提案し計測結果と一貫している。

ていく所存である。

逆の言い方をすれば、一般的な RF イオン源に－ 13 －

■国際交流助成報告

3）

Joint US-CERN-Japan-Russia
International Accelerator School2017 報告

占めています。受講者は大学の修士課程にあたる
学生から研究現場で実際に RF に携わる若手までで構成され、その年齢域は 20 代前半から 30 代後半までとなっていました。

高エネルギー加速器研究機構

表 2 にスクールの時間割を示します。10 月 24 日

加速器研究施設は Student Session に割り当てられ、希望者を募って

山本

尚人、道園

真一郎

参加者の研究内容などを紹介してもらいました。

1. はじめにJoint US-CERN-Japan-Russia International
Accelerator School 2017（http://www-conf.kek.jp/
accschool17/index.html）は、“RF technology” をテー
マに、平成 29 年 10 月 16 日より 26 日までの 11日間にわたって、神奈川県三浦郡葉山町にある湘
南国際村センター（写真 1）で開催されました。
湘南国際村センターは 100 名程度を収容できる国際会議場と宿泊施設を兼ね備えています。館内に

写真 1

湘南国際村センター全景は十分な速度と容量の無線 LAN も常設されており、参加者への講義ファイル配布やスクールの運営にとても役立ちました。このスクールは、米国、
CERN、日本およびロシアの各加速器スクールが合同で開催するもので、参加者と講師、スクー
ルのスタッフが文字通り寝食を共にし（写真 2）、加速器に関する知識を習得するのみに限らず、加速器の分野における世界的な交流を広めることを目的としています。今回のスクールは、2014 年のアメリカ・カリフォルニアで開催された加速器
スクールに続くもので、高エネルギー加速器研究

写真 2

湘南国際村センターでの朝食機構、総合研究大学院大学ならびに高エネルギー
加速器科学研究奨励会から援助をいただきました。校長は KEK シニアフェローの肥後壽泰氏です。
今回のスクールには、大学・企業・研究所から約 55 名の受講者が出席し、講師陣 22 名による充実した講義を受けました（写真 3）。受講者の国籍とその人数を表 1 にまとめました。中国、ロシアからの受講者が多く、2 カ国で全体の 31％を占めています。受講者数は上記の 2 カ国にアメリカ、日本を加えると 50％を占め、残り 50％はアジア・ヨーロッパ等の各国からの参加者がバランス良く－ 14 －

写真 3

授業風景

表1

受講者の国籍

国籍

人数

割合（％）

中国

9

16.4

ロシア

8

14.5

日本

5

9.1

アメリカ

5

9.1

韓国

3

55

インド

3

5.5

フランス

3

5.5

トルコ

2

3.6

タイ

2

3.6

ポーランド

2

3.6

インドネシア2

3.6

エティに富んでおり、講義によってはその場で理

スイス

1

1.8

解するのは困難な内容も存在しましたが、熱意の

フィリピン

1

1.8

ある参加者が今後より専門的な知識を深めていく

パキスタン

1

1.8

ための良い導入になったのではないかと期待しま

メキシコ

1

1.8

マレーシア

1

1.8

イタリア

1

1.8

ギリシャ

1

1.8

講義は加速器全体の概要説明に始まり、続いて

ドイツ

1

1.8

RF の基礎、常伝導及び超伝導加速管、電子・陽

カナダ

1

1.8

子・イオン加速管、RF コンポーネント及び放電

オーストリア

1

1.8

写真 4

Q&A セッション時の様子

受けられました。このような機会は参加者のみならず講師においても有益であったと思われます。
講義は基本的な内容から最先端の内容までバラす。また第一線で活躍されている講師陣が、各々豊富な研究経験をもとに特色ある講義をされたた
め、参加者は非常に興味深く受講したのではない
かと思います。

現象、低電力 RF 装置及び大電力源、荷電ビーム・RF 計測など、RF に関連するトピックを網羅しています。講義資料はどなたでもウェブサイトから

2. 講義の概要

ダウンロードできるので、興味のある方は是非ご

表 2 に示した時間割のとおり、講義は 8 日間あ覧になって下さい。

りました。講義は RF 関連の基礎的・応用的内容を取り扱う講義が 21 コマ各 1 時間 30 分、また最

3. Social Events

新のホットなトピックに焦点を当てた講義が 5 コ

10 月 20 日の金曜日は、鎌倉市への遠足を行い

マ各 1 時間設けられました。また、施設見学日をました。遠足前日までは雨の降り続く天気が続い除く日の昼食後に講義内容について講師に直接質ていましたが、遠足の間はほとんど雨に降られる問できる「Q ＆ A セッション」が各 1 時間ずつ設ことなく、スクール参加者および関係者の日頃けられ、参加者は講義中に生じた疑問などを講師の行いの良さを実感しました。遠足ではバス 2 台に直接問いかける機会を得ました（写真 4）。参に分乗し、鎌倉大仏殿高徳院、長谷寺、鶴岡八幡

加者の中にはこの時間を利用して実際の研究で直宮を訪れました。遠足には語学ボランティアのグ面している問題点について講師に相談する者も見ループで構成される KSGG（神奈川善意通訳者の－ 15 －

会）から計 4 人のガイドが同行して下さり、鎌倉及び各観光地について丁寧に説明して頂けました（写真 5）。また、同行中は全体のスケジュール管理にも気を遣って頂き、ほぼ予定通りの行程をこなすことができました。遠足に参加した受講者・
講師はガイドの丁寧な説明を受けながら、落ち着いた佇まいの長谷寺とその内部に安置された美しい十一面観音菩薩、高徳院に鎮座する巨大な大仏、鮮やかな朱色の鶴岡八幡宮とそれぞれ趣の異なる
3 つの名所を堪能しました。さらに、遠足の最後には小町通りでお土産を物色する余裕もあり、わず
か数時間の遠足ながら充実した内容となりました。

写真 6 台風一過の日の夕方（湘南国際村センターからの富士山）

期間中、遠足の日以外はほぼ毎日雨が降り続く
湘南国際村センターでしたが、台風 2 号の通過した 10 月 23 日は雨も上がり青空の広がる素晴らしい一日となりました。この日の午後は講義もなく翌日の Student Session の準備時間として割り当てられていたため余裕のある参加者はこの機を逃さず横浜や東京に繰り出していたようでした。また、スクール会場に残った熱心な参加者も夕焼けに輝
く素晴らしい富士山を堪能することができ、ほぼ缶詰状態で酷使された心身をリラックスすること

写真 7ができました（写真 6）。
湘南国際村センターでの講義の最終日には講義最終日の Special Dinner

4. 施設見学

ビュッフェ形式の Special Dinner が用意されまし

一連の講義終了後の 10 月 25 日と 26 日には、た（ 写 真 7）。Special Dinner で は、8 日 間 に 渡 っ加速器施設の見学を行いました。見学では 10 月

た講義を友に過ごした受講者と講師陣が夜遅くま25 日に J-PARC を、翌 26 日には KEK つくばキャで楽しい時間を過ごすことができました。

ンパスを訪れました。湘南国際村センターから茨城県東海村にある J-PARC への移動では、首都高速道路の渋滞により予定がー時間以上遅れました
が、KEK J-PARC 広報セクションの方々及び関係者らの配慮により予定された見学箇所を全てまわることができました。
KEK つくばキャンパス見学では、入射器棟、KEKB トンネル、Belle 検出器を訪問・見学しました。朝 9 時過ぎから 12 時前までこれら 3 カ所をじっくりと回ることができ、参加者も満足できたのではないかと思います。見学後には KEK つ
くばキャンパス構内で昼食をとった後、参加者を

写真 5

長谷寺でガイドの説明を聞く参加者

つくばセンターまでバスで送り出し、スクールは－ 16 －

無事終了となりました。最後に湘南国際村セン

5. おわりにターで撮影した参加者の集合写真を示します。
（写高エネルギー加速器科学研究奨励会からはアジ真 8）。写真には写りませんでしたが、肉眼ではアからの参加者 4 名の航空運賃を助成いただきま

奥にうっすらと富士山がたたずんでいました。

した。加速器および高周波源を学ぶ貴重な機会となったと思います。感謝いたします。

写真 8

湘南国際村センターでの集合写真

表2

スクールのプログラム－ 17 －

■国際交流助成報告

4）

UTTAC における Lamb シフト型偏極
イオン源の再構築と研究開発(a)䝍䞊䝭䝘䝹䝅䜵䝹
~3 m

筑波大学
研究基盤総合センター応用加速器部門
森口

哲朗

ຍ㏿⟶
(b)

1. UTTAC についてLamb シ フ ト 型 偏 極 イ オ ン 源（Polarized ion

Wein Filter(1.4 t)~1msource, 略して PIS）は、1970 年代中頃、筑波大
学 の タ ン デ ム 加 速 器 施 設（University of Tsukuba
Tandem Accelerator Complex, 略 し て UTTAC） に12UD ペレトロンタンデム加速器（米国 NEC 社製）
へのイオン源の一つとして建設された [1]。PIS は
偏極陽子ビームや偏極重陽子ビームを生成することができ、主に、原子核実験の分野で利用されて

図 1 震災による UTTAC の被害状況の一部。
（a）加速器タンクの底に崩落したターミナルシェルや加速管。
（b）ビームラインから移動した PIS 下流の Wein Filter。

きた。PIS を含む三種のイオン源は加速器棟の 9(a)階に設置され、ビームは 7 階から 3 階に縦型に設置されたタンデム加速器によって鉛直方向に加速され、1 階の各ビームコースへ輸送された。ところが、2011 年 3 月 11 日の東日本大震災によって、
UTTAC の加速器や実験装置は大きな被害を受けた [2]。図 1（a）は、震災によって、加速器タン
ク（約 20 m）の底に崩落したターミナルシェル(b)や加速管を示している。また、図 1（b）は、震災によってベローズやアンカーボルトが破損し、PIS 下流の Wein Filter がビームラインから約 1 m
移動した様子を示している。このように、12UDペレトロンタンデム加速器は使用不能となり、PIS も大きな被害を受けた。
2. 震災後の復興

図2

復興後の（a）新加速器と（b）再構築した PIS。

震 災 後、UTTAC の 復 興 計 画 が 検 討 さ れ、 新規加速器の導入と PIS の再構築が決まった。図

Duoplasmatron や Wein Filter 等 の PIS の メ イ ン コ

2（a）は新規に導入された 6 MV タンデム加速

ンポーネントは再利用が可能だったため、加速器器（18SDH-2、米国 NEC 社製）で、加速器棟の 1

棟の 9 階から 1 階まで移動させた。それ以外の震階に設置されている [3]。図 2（b）は、再構築後災によって破損した物品は、新しいものに交換しの PIS である [4]。現在の PIS は、加速器棟の西た。2015 年 3 月末までには、再構築をほぼ完了さ側に新たに建設された PIS 棟に設置されている。

せ、その後は、制御システムなどの整備を進めた。

－ 18 －

3. 偏極ビームの偏極度測定
新規の 6MV タンデム加速器は、2016 年 3 月より本格的に稼働した。それに伴い、PIS からの偏極ビームの確認や偏極度測定を行った。
Lamb シフト型偏極イオン源で重要なコンポー
ネントの一つが Spin Filter（SF）と呼ばれるソレ
ノイドコイル中の RF キャビティである。SF では、
ビーム軸方向に静磁場と振動電場、ビーム軸と垂直方向に静電場を印可することができる。これらを適切に設定すると、特定の核スピン状態を生成することができ、偏極ビームとして引き出すこと

図 3 SF の磁場を変化させた時の PIS 下流のファラデー
カップで測定した陽子ビーム（●）と重陽子ビーム（○）のビーム電流値。実際には一価の負イオンとして引き出されるため、電流値は負として測定される。

ができる。図 3 は、SF の静磁場を変化させた時に PIS 下流のファラデーカップで測定したビーム射させ、25Al や 29P 等の不安定核の生成と核偏極

電流値を示す [5]。陽子ビームの場合、540 G と移行の確認を進めている。

605 G 付近に見られる共鳴ピークは、それぞれ、核スピンが +1/2 と -1/2 の状態に対応する。また、

5. PSTP2017

重陽子ビームの場合でも、565 G、575 G、585 G

2017 年 10 月 16 日～ 21 日に、“The 2017 International付近に見られる共鳴ピークは、それぞれ、核スピ

Workshop on Polarized Sources, Targets, andンが +1、0、-1 の状態に対応する。この結果から、Polarimetry（PSTP2017）” が韓国のテジョン市で開再構築後の PIS による偏極ビームの生成を確認す催された。PSTP は偏極をテーマとした国際ワー

ることができた。偏極度を見積もるために、クエ

クショップであり、2 年おきに開催され今年で 17

ンチング法と呼ばれる手法を用いると、核スピン回目となる。本ワークショップは Korea Advanced+1/2 の偏極陽子ビームの偏極度は約 80% だった。

Institute of Science and Technology（KAIST）

これは、震災前の値とほぼ同等と言える。また、

Munji キャパスが会場となった（図 4）。テジョン

偏極陽子ビームを 12 MeV まで加速させ、陽子と市には KAIST の他に多くの研究所が集中しておHe との弾性散乱に基づくポラリメータを利用し、り、科学都市としても知られる。また、テジョン

ビームコース末端における偏極度を測定した。本市は 1993 年に国際博覧会が開催され、その跡地測定で得られた偏極度は約 40% であり、PIS からは、現在、エキスポ科学公園になっている。

のビームコース末端までのビーム輸送中に減偏極がPSTP2017 で は、 約 50 名 が 参 加 し た。 発 表

あることがわかった。この原因については、現在、

は、Electron Polarimetry や Polarized solid targets

調査中である。

等 の セ ッ シ ョ ン に 分 か れ て 行 わ れ た。 著 者 は
PSTP2017 に 参 加 し、Polarized ion sources と い

4. 不安定核の核モーメント測定

う セ ッ シ ョ ン に お い て “Lamb-shift Polarized Ion

PIS からの偏極ビームを利用した原子核実験とSource at UTTAC” というタイトルで口頭発表をして、不安定核の核モーメント測定を試みている。

行った。質疑応答では、上記のクエンチング法に

磁気双極子モーメントや電気四重極モーメントは関することや震災後の復興に関する質問を受け原子核の基本的な物理量の一つである一方で、不た。ワークショップの名称の通り、偏極イオン源、

安定核に関するこれらの実験的情報は乏しいのが偏極標的、ポラリメータに関する発表が主であっ現状である。現在、実験システムの構築を目的とたが、特に、偏極標的に関する発表が多く、このして、偏極陽子ビームを Si 等のストッパーに照

分野のアクティビティの高さを実感した。個人的－ 19 －

(a)(b)

図 4 （a）会場となった KAIST（Munji キャンパス）、（b）
会場の入口。

図 5 Center for Axion and Precision Physics Research（CAPP）の施設見学の様子。

には、Lamb シフトを利用したポラリメータや偏参考文献

極核融合反応に関する話題に興味を持った。休憩[1] Y. Tagishi et al., Nuclear Instruments and Methods

時間中、本ワークショップの参加者と Lamb シフ
ト型偏極イオン源に関する議論を行い、また、重164, 411（1979）.
[2] K. Sasa et al., UTTAC, ANNUAL REPORT 2010,

要な参考文献も入手することができた。

4（2011）.

会 期 中、KAIST の Munji キ ャ ン パ ス 内 に あ[3] K. Sasa et al., Proceedings of HIAT2015, 285

る Center for Axion and Precision Physics Research（CAPP）の施設見学を行った（図 5）。CAPP では（2015）.
[4] T. Moriguchi et al., UTTAC, ANNUAL REPORT

ダークマターの有力候補とされているアクシオンの探索実験が計画されており、そのための実験装2014, 6（2015）.
[5] T. Moriguchi et al., UTTAC, ANNUAL REPORT

置の開発が進められている。

2016, 4（2017）.

このように、PSTP2017 で過ごした有意義な時間を今後の研究活動に活かしたいと考えている。

－ 20 －

■国際交流助成報告5）

アジア加速器用超伝導・低温技術スクール

今回のスクールでは、今後、アジア地域でも超伝導加速器の計画・建設・運転が増大する見通し
から、次の世代を担うアジア地域の若手研究者に

高エネルギー加速器研究機構

超伝導および低温技術の知識と経験を与えること

加速器研究施設を目的としている。AAS の精神を受け継ぎ、講仲井

義だけではなく、実際の経験によって超伝導およ浩孝

び低温技術を学べるように、1 日の前半を講義、後半を実習とした（Fig. 1 参照）。また、実習をよ1. スクールの概要

り効果的なものにするため、参加者の人数を 40

ア ジ ア 加 速 器 用 超 伝 導・ 低 温 技 術 ス ク ー ル

名に限定した。さらに、アジア地域の若い研究者（Asian School on Superconductivity and Cryogenics

や大学院生が参加しやすいように、参加登録料、for Accelerators; ASSCA）は、1999 年 に 中 華 人 民

宿泊費、および通常の食費は無料とした。ただし、共和国懐柔および北京で行われたアジア加速器

KEK までの渡航費・交通費は各受講者の所属機スクール（Asian Accelerator School; AAS）を受け関の負担とし、また、優秀で向学心のある受講者

継 ぐ も の と し て、2017 年 12 月 10 日 か ら 17 日を選ぶために、各受講者の履歴書だけではなく、までの 8 日間に亘り、高エネルギー加速器研究

上司あるいは指導教員の推薦書の提出を求め、受機構（KEK）で開催された。主催は高エネルギー

講者の選抜を行った。

加速器研究機構加速器研究施設およびアジア地域将来加速器委員会（Asian Committee for Future
Accelerators; ACFA）である。
School Time Table (as of Nov. 13, 2017)
Time

Dec. 10, 2017
SundayDec. 11, 2017
MondayDec. 12, 2017
Tuesday

Dec. 13, 2017
Wednesday

Dec. 14, 2017
Thursday- 8:30㼃 㼑㼘 㼏㼛 㼙 㼑

8:40 - 10:10(90 min.)㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㻌㻝㻌㻔㻿㻯㻌㻒㻌
㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻕

10:10 - 10:30(20 min.)㻳㼞㼛㼡㼜㻌㻼㼔㼛㼠㼛

10:30 - 12:00(90 min.)㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㻌㻞㻌㻔㻭㼏㼏㼑㼘㼑㼞㼍㼠㼛㼞㻌㻝㻕

13:10 - 14:40(90 min.)16:00 - 18:30(150 min.)
18:30 -

Dec. 17, 2017
SundayDec. 18, 2017
Monday㻵㼚 㼒㼛 㼞㼙 㼍 㼠㼕 㼛 㼚 㻛 㻭㼚 㼚 㼛 㼡 㼚 㼏㼑㼙 㼑㼚 㼠㻿㻯㻌㻹 㼍㼓 㼚㼑㼠㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻝㻕㻿㻯㻌㻹 㼍㼓 㼚㼑㼠㻌㻔㻱㼚㼓㻚㻌㻞㻕

㻿㻯㻌㻯㼍㼢㼕㼠㼥㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻞㻕㻿㼜㼑㼏㼕㼍㼘㻌㼀㼍㼘㼗㻌㻞㻌㻔㻿㻯㻌㻯㼍㼢㼕㼠㼥㻕㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻌㻔㻱㼚㼓 㻚㻌㻝㻕㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻝㻕㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻌㻔㻱㼚㼓 㻚㻌㻞㻕㻯㼛㼒㼒㼑㼑㻌㻮㼞㼑㼍㼗㻿㻯㻌㻹 㼍㼓 㼚㼑㼠㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻞㻕㻿㼜㼑㼏㼕㼍㼘㻌㼀㼍㼘㼗㻌㻝㻌㻔㻿㻯㻌㻹 㼍㼓 㼚㼑㼠㻕

Arrival Day㻿㻯㻌㻯㼍㼢㼕㼠㼥㻌㻌㻌㻔㻱㼚㼓 㻚㻌㻝㻕

Excursion㻸㼡㼚㼏㼔㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㻌㻟㻌㻔㻭㼏㼏㼑㼘㼑㼞㼍㼠㼛㼞㻌㻞㻕㻿㻯㻌㻹 㼍㼓 㼚㼑㼠㻌㻔㻱㼚㼓㻚㻌㻝㻕

㻿㻯㻌㻯㼍㼢㼕㼠㼥㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻝㻕

14:40 -15:00(20 min.)15:00 - 16:00(60 min.)

Dec. 16, 2017
Saturday㻮㼞㼑㼍㼗㼒㼍㼟㼠

8:30 - 8:40
(10 min.)12:00 - 13:10(70 min.)

Dec. 15, 2017
Friday㻿㻯㻌㻯㼍㼢㼕㼠㼥㻌㻌㻌㻔㻱㼚㼓 㻚㻌㻞㻕㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻌㻔㼀㼔㼑㼛㼞㼥㻌㻞㻕㻿㼜㼑㼏㼕㼍㼘㻌㼀㼍㼘㼗㻌㻟㻌㻔㻿㻯㻌㻒㻌
㻯㼞㼥㼛㼓 㼑㼚㼕㼏㼟㻕㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻯㻌㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻯Day㻯㼛㼒㼒㼑㼑㻌㻮㼞㼑㼍㼗㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻭㻌㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻭㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻮㻌㻵㼚㼠㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼕㼛㼚㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻭㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻮㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻮

WelcomeParty㻰㼕㼚㼚㼑㼞

Fig. 1

スクールの時間割－ 21 －

㼀㼞㼍㼕㼚㼕㼚㼓 㻌㻯

BanquetDeparture㻰㼕㼚㼚㼑㼞

2. 受講者

2.3. 参加者の国籍および職業

2.1. 募集方法

受講者および講師（参加者）の国籍を Table 1

受講者の募集に当たり、Fig. 2 に示すスクールに示す。国籍は、日本を含む 9 か国となっている。

のポスターを作成した。ACFA の委員や加速器関インドと中国からの受講者が多く、講師は日本人係者へこのポスターと共にスクール概要を送付が主となっている。日本では超伝導や低温技術にし、受講者募集の協力を依頼した。また、スクー

関する種々のスクールが日本国内で既に行われてルのウェブサイトを立上げ、インターネットでもいるため、日本からの受講者が少なかったと考え検索できるようにした。その結果、申込み締切りられる。唯一の日本人受講者は総研大の学生であまでに、アジア地域内外から約 65 名の応募があっる。

た。

Table 1

参加者の国籍と参加者数

国名

受講者数

講師数

インド

10

2

オーストラリア

1

0

韓国

4

0

タイ

4

0

台湾

5

0

中国

15

1

日本

1

12

パキスタン

1

0

ロシア連邦

1

0

計

42

15

Table 2 に受講者の職業を示す。研究者や大学等の教員が全体の 1/3 強を占め、技術者が 1/3 弱、
ポスドクや大学生、大学院生が約 1/3 となっている。
Table 2

Fig. 2

スクールのポスター

2.2. 受講者の選抜
受講申込みが定員の 40 名を超えたため、受講者の選抜を行なった。まず、受講申込みの条件である履歴書と推薦状の提出がない申込みを排除した。この条件を満足した申込者の推薦者に、渡航費・交通費の負担を承認済みであるか確認し、最終的な受講者を決定した。

－ 22 －

受講者の職業

職種

受講者数

割合 [%]

研究者・教員

15

36

技術者

13

31

ポスドク

13

7

大学生・院生

11

26

計

42

100

3. 講義および実習

数測定

講義と実習は、それぞれ・銅製空洞とニオブ製空洞の室温での Q 値の測・超伝導空洞定・超伝導磁石・低温技術の 3 つの分野について、講師や内容を設定した。
3.1. 講義
講義は、各分野の理論的な側面、技術的な側面のそれぞれから鳥瞰するような講義を中心に、各分野の最新の話題を提供する講義も提供した。また、各分野の講義に先立って、超伝導や低温技術、加速器の概論を紹介する講義を行なった（Fig. 1参照）。概論が 2 つ、超伝導磁石関係の講義が 6 つ、Fig. 4超伝導空洞関係の講義が 6 つ、低温技術関係の講義が 4 つの合計 18 の講義を行った。

ニオブ製空洞の Q 値測定

3.2.2. 超伝導磁石
・超伝導磁石関連施設の見学
・高温超伝導体の磁気浮上おもちゃの製作

Fig. 3講義風景

3.2. 実習
実習は 2 日間で 1 分野の実習を行い、6 日間でFig. 5

磁気浮上おもちゃの製作

3 つの分野全ての実習を行えるように時間割を設定した。受講者を 3 つのグループに分け、各グルー

3.2.3. 低温技術

プは 2 日毎に異なる分野の実習を行った。各分野

・科学おもちゃの実習初日には、実習内容の原理や方法などの説

1. 液体窒素による酸素の液化明を行い、その後、2 日間の実習を行った。

2. 高温超伝導コースター
3. 異なる温度での種々の金属の渦電流

3.2.1. 超伝導空洞・超流動ヘリウムの生成

・ニオブの残留抵抗比（RRR）の測定

・低温での温度測定

・銅製空洞とニオブ製空洞の室温での共振周波－ 23 －

4.2. 遠足
スクール最終日の 12 月 17 日（日）に、東京ス
カイツリーの下にある「すみだ水族館」と浅草への遠足を行なった。KEK- 東京間の移動はバスをチャーターした。KEK を出発して、KEK に戻ってくるまでのスケジュールは決めたが、帰国する
航空機のスケジュールが参加者によって異なるた
め、KEK 出発後は原則自由行動・解散とした。
水族館はありふれた施設であるが、国外からの参加者のみならず、日本人にも意外と好評であった。浅草寺は、ちょうど年末の羽子板市が行われており、かなり混雑していた。

Fig. 6超流動ヘリウムの生成

4. 行事
スクールでは、講義と実習の他に、バンケットと遠足を催した。両方の催し物への参加は任意とし、参加する人と参加しない人との不公平感をなくすため、バンケットと遠足それぞれの参加費を徴収した。
4.1. バンケット
バンケットを講義・実習の最終日である 12 月
Fig. 816 日（土）の夕方に催した。会場はつくば中心

浅草・浅草寺雷門前で部の宴会場を使用し、和食ビュッフェの立食とした。KEK からの移動は宴会場のマイクロバス 2

5. まとめ台を利用した。

アジア加速器用超伝導・低温技術スクールは無事成功裏に終了した。スクールには、KEK の職
員および総合研究大学院大学の学生を含め、アジア地域を中心に日本を含む 9 か国から受講者 42
名と講師 15 名が参加した。平成 29 年 12 月 10 日（日）から 12 月 17 日（日）までのスクール期間中、18 の講義と 3 種類の実習を行った。受講生へのアンケートの結果では、講義、実習共に時間の長さや難易度については概ね適切であったとの評価を得た。また、食事や宿舎についても好評であった。

Fig. 7

バンケット会場で－ 24 －

Fig. 9スクールの集合写真

謝辞
アジア加速器用超伝導・低温技術スクールを運営するに当たり、スクール参加者の宿泊費助成をしていただいた公益財団法人高エネルギー加速器
科学研究奨励会に御礼申し上げる。また、スクールの実施に関しては、高エネルギー加速器研究機
構管理局および加速器研究施設、素粒子原子核研究
所、超伝導低温工学センターの皆様に多大なご協力をいただいた。各位に感謝する。

－ 25 －

■その他の助成報告

レクチャー＆コンサート「科学と音楽の饗宴 2017」開催報告

1. 開催日時
平成 29 年 11 月 19 日（日）14 時～
2. 会場
ノバホール（つくば市吾妻 1-10-1）
3. プログラム【第 1 部

講演】「進化論から進化学へ：進化する進化論」

講師：長谷川
【第 2 部眞理子（総合研究大学院大学長）

コンサート】「科学と共に進化する音楽」

ピアノ：山岸ルツ子～曲名～F. リスト作曲「エステ荘の噴水（巡礼の年第 3 年 IV）」「ラ・カンパネラ（パガニーニ大練習曲より）」
C. ドビュッシー作曲「月の光」「喜びの歌」
I. ストラヴィンスキー作曲「ペトルーシュカからの 3 楽章」
4. 来場者数
744

名－ 26 －

5．「科学と音楽の響宴 2017」開催報告
科学に関する講義と音楽コンサートを融合したレクチャー＆コンサート「科学と音楽の響宴 2017」を
11 月 19 日（日）、茨城県つくば市のノバホールで開催しました。
このイベントは、2005 年に世界物理年を記念して、物理学の講演と、現代物理学の父・アインシュタ
インが愛したヴァイオリンの演奏を組合せて開催したことに始まり、今回で 11 回目を迎えました。KEK、つくば市、つくば文化振興財団が共催し、高エネルギー加速器科学研究奨励会が協賛しています。
第 1 部は、今年 4 月に総合研究大学院大学の学長に就任した長谷川眞理子さんによる「進化論から進
化学へ：進化する進化論」と題した講演が行われました。長谷川さんは、「カブ、ハクサイ、ミズナ、ダイコンのうち仲間外れは誰でしょう？」などとクイズを出しながら、種についてや進化学の変遷について分かりやすく解説。2004 年にはヒトゲノムがすべて解読されたことを紹介した上で、遺伝子を読み解く技術の改良や新たな化石の発見などで、「進化論はこれからさらに発展するでしょう」と今後の展望を話していました。
第 2 部では、ピアニストの山岸ルツ子さんが「科学と共に進化する音楽」と題してトークコンサート
を行い、人の手の届く限界を超えた音程の跳躍などの超絶技巧で知られる F. リストの「ラ・カンパネラ（パガニーニ大練習曲より）」など、アンコール曲を含めて 6 曲演奏しました。山岸さんは、天文学者として知られるピタゴラスが今の音階の原型を作ったことなど、科学と音楽の密接な関係を紹介しながらコンサートを進行。笑いを交えた山岸さんのトークと幻想的なピアノの音に、来場者は感嘆の溜息を漏らしながら聴き入っていました。

進化論について分かりやすく講義する長谷川眞理子さん

リストの「ラ・カンパネラ」など 6 曲を演奏した山岸ルツ子さん－ 27 －

公益財団法人 高エネルギー加速器科学研究奨励会
奨励賞（西川賞・小柴賞・諏訪賞・熊谷賞）受賞者について（平成 29 年度）

平成 29 年度の公益財団法人

高エネルギー加速器科学研究奨励会

奨励賞（西川賞・小柴賞・諏訪賞・

熊谷賞）は、平成 29 年 11 月 24 日に開催された選考委員会及び平成 29 年 12 月 18 日に開催された理事会において審議の結果、受賞者は次の通り決定いたしました。
なお、受賞者に対する奨励賞（西川賞・小柴賞・諏訪賞・熊谷賞）授与式は、平成 30 年 2 月 13 日（火）14 時 30 分より、アルカディア市ケ谷（私学会館）において開催されました。
1．小柴賞 NO.1

はつい

たかき

1）受賞者氏名

初井

宇記（45 歳）2）所属機関理化学研究所

3）研究テーマ「SOI 技術を用いた広ダイナミック・レンジ X 線イメージセンサーの開発」

4）受賞理由本研究では、最先端技術である Silicon-On-Insulator（SOI）技術を用い、従来の X

放射光科学総合研究センター XFEL 研究開発部門

線検出器よりもはるかに広いダイナミック・レンジを持つ新しい X 線イメージセ
ンサーの開発に成功した。
開発した X 線イメージセンサーは、SOI 技術により、センサーと読み出し回路が一体化されており、さらに 64.8 × 26.7mm2 という大きな有感面積をもっている。
また、広いダイナミック・レンジを実現するために、一つのピクセル内に多数のセンスノードを設けることで信号を分離し異なるゲインを実現するという世界で初めての手法を開発している。
本センサーは超高輝度 XFEL 加速器（SACLA）での実験用に開発され、カメラシステムとしても完成している。
現在は、XFEL、Spring-8、KEK-PF の複数の実験でカメラシステムの使用が開始されている優れた実績を持つ。
以上のように、本研究で開発に成功した新しい X 線イメージセンサーは過去に例のない、優れた性能を有している。
よって、本研究は小柴賞授賞にふさわしい内容である。

－ 28 －

小柴賞 No.1

2．小柴賞 NO.2

こじま

授賞式・成果発表の様子

けんじ1）受賞者氏名小嶋

健児（49 歳）2）所属機関高エネルギー加速器研究機構

3）研究テーマ「高集積陽電子検出器システム Kalliope の開発と実用化」

4）受賞理由本研究は、大強度 Muon ビーム実験のための超高計数率崩壊陽電子計測システム

物質構造科学研究所「Kalliope」を開発である。
プラスチックシンチレータと PPD、独自開発の ASIC と FPGA による高密度信号処理ボードをコンパクトな一体型モジュールに収めることで、従来にない多チャンネル化と高計数率を実現した。
これにより、J-PARC MLF の世界最強度パルス Muon による物理測定が可能となった意義は極めて大きい。
小嶋氏はこの開発研究において中心的な役割をになっていた。
シ ス テ ム は 優 れ た 拡 張 性 と 汎 用 性 を 有 し て お り、 今 後 J-PARC MLF 以 外 のMuon 測定にも活用されることが決まっており、特定の実験にとどまらないこの分野の計測のスタンダードになりつつあるという点も見逃せない。
以上のように、本研究開発は小柴賞授賞にふさわしい内容であると考えられる。

小柴賞 No.2

授賞式・成果発表の様子－ 29 －

3．諏訪賞
1）受賞者氏名
所属機関

あらい

新井

高エネルギー加速器研究機構
くらち

倉知
所属機関

やすお

康夫（62 歳）
素粒子原子核研究所

いくお

郁生（58 歳）高エネルギー加速器研究機構

先端加速器推進部

2）研究テーマ「SOI 技術を使った革新的ビクセルセンサーの実現」

3）受賞理由新井、倉知両氏は、先端的な半導体技術である SOI（Silicon-On-Insulator）技術を導入することによりシリコンピクセルセンサーに革新をもたらし、これまでにない高精細、高機能、高検出効率を持ったピクセルセンサーの実現に成功した。
従来、半導体技術を用いたシリコンピクセルセンサーは、CCD 検出器、CMOS
ピクセルセンサー、ハイブリッドピクセル型などが開発されてきたが、放射線検出器としてみた場合には、繰り返しが遅かったり、空乏層が薄く検出効率がほとんど稼げない、ピクセルサイズの制限により高精細が実現できないなど、高性能センサーとしては満足のいくものとは言えなかった。
新井氏は、これらの課題を解決するために、シリコン基板上に薄いシリコン酸化膜を介て CMOS 回路層となる別の薄いシリコン層を貼り付けるという SOI ウェ
ファーを用いた CMOS 集積回路技術に着目した。
これを利用することにより、SOI ウェファーにおいて高抵抗のシリコン結晶を使うことで放射線に対して高い検出効率を持たせ、同時にその信号電荷を酸化膜を貫通した電極を通じて上層の CMOS 回路層へ伝送して高機能な信号処理を行うことを可能とした。
このことにより、センサーと信号処理回路全体が一連の半導体プロセスだけで一体のチップ（monolithic chip）として製造することも可能となった。
新井氏と倉知氏は、このアイディアを基に、半導体製造のパートナーとして共同開発研究を開始し、10 余年をかけて開発を進めたが、実用的な段階に達するには多くの技術革新を必要とした。
二人は新しいアイディア・議論と試験測定を繰り返し、これを乗り越えることに成功した。
この開発により実用への道が開け、SOPIX コラボレーションという一種のコンソーシアムを立ち上げ、国内外の潜在的なユーザーを掘り起こすことにも着手した。
これにより、1 つのウェファー上に複数のユーザーが相乗りしてユーザーチップを試作しながら開発が進められるようになり、開発コストを軽減し技術の普及が大きく進むこととなった。
現在までに、既に、1）世界最大級の x 線用 monolithic chip（SOFIAS チップ）、2）
空乏層厚 500μm の monolithic pixel sensor（INTPIX チップ）
、3）荷電粒子トラッ
キングで世界最高精度（0.7μm）（FPIX チップ）などの世界最高性能の検出器が開発されてきている。
基本的なアイディアから実用化までを我が国で貫徹されたという意味でも特筆すべきことであり、本開発研究は日本の技術が誇る偉業であり、諏訪賞の授賞にふさわしいと考える。

－ 30 －

諏訪賞

4．熊谷賞

や が ざき

授賞式・成果発表の様子

ふみあき

1）受賞者氏名矢ヶ﨑

文昭（53 歳）2）所属機関株式会社

3）研究テーマ「ノイズカットトランスの発明、及び各種安定化電源の開発等、多年に亘る加速

電研精機研究所

器科学への貢献」
4）受賞理由電研精機研究所が開発・製造した，各種実験用設備のノイズ障害防止を目的とし
た障害波遮断変圧器（商品名：ノイズカットトランス）ならびに各種安定化電源は、国内の多くの加速器施設において、加速器の開発・運転ならびに研究開発に使われてきており、加速器の性能向上と安定運転に大きく貢献してきた。
この業績は、電研精機研究所の創業者である故矢ヶ崎昭彦氏とご子息である現社
長の矢ヶ崎文昭氏の長年にわたる絶え間ない努力によるものであり、熊谷賞の授賞に値すると判断した。

熊谷賞

授賞式・成果発表の様子－ 31 －

賞授与式

集合写真

－ 32 －

SOI 技術を用いた広ダイナミック・
レンジ（高ピーク信号）X 線イメージ
センサの開発させることができるようになり、日本では理化学研究所が SACLA を建設し 2012 年から共用を行っている。XFEL では、フェムト秒という短い
時間内に多数の光子が同時に到来する。X 線検出

理化学研究所では量子効率を向上させるため厚膜（～ 300μm）

放射光科学研究センターのフォトダイオードを利用することが多いが、厚初井

宇記

み方向に信号電荷が移動するだけでも 1-10 ナノ秒程度時間がかかるので、X 線を数える計数方式は適用不可能となる。したがって信号電荷の合計

1. 背景を計測する積分型画像検出器の開発が世界的に活X 線と物質の相互作用のうち、放射光分野で重発に行われている [2]。

要なものに光電効果による X 線吸収、吸収後に筆者らのチームは、2007 年から SACLA 施設の引き続いて起こる蛍光 X 線放出、弾性散乱、コ

高性能画像検出器として Multi-portCCD [3] を開ンプトン散乱がある。これらのうち、X 線吸収は発してきた。Multi-port CCD は、米国の LCLS で試料の厚みが厚くなると、弾性散乱は散乱角がお用いられているハイブリッド検出器 CSPAD [5] におきくなると急激に強度が弱くなる。この強度差

比べて広ダイナミック・レンジ、低いノイズ、小が極めて大きな吸収、散乱パターンの測定が多くさな画素等、多くの飛躍的な性能向上をもたらしの線実験で重要となっている（Fig. 1）。このためた。SACLA では現時点で 29 の検出器システムがX 線が発見されてから今日に至るまで、如何にし整備をおこない共用課題の約 7 割で利用されていて強い X 線と弱い X 線を同時に測定するか、とる [5]。最近では、韓国の XFEL 施設 PAL-XFEL

いうことが実験技術として極めて重要なテーマででも活用され始めている [6]。

あった。2000 年代のトピックの一つが、この要請に対応した広いダイナミック・レンジ（高ピー

2. 電荷分割方式と SOI 技術

ク信号 [1]）を有する光子計数型検出器が開発され、放射光分野で多くの成果を上げた [2]。

2007 年頃の議論では、1 画素あたり 1 万光子程
度のピーク信号を実現することが XFEL 分野にお近年では X 線自由電子レーザー（XFEL）によける暫定的なターゲットとして認識されていた。

り極めて強い X 線をフェムト秒スケールで発生

シリコンセンサを用いた場合、Ｘ線光子エネルギ

Fig. 1X 線と物質の相互作用と本研究の対象－ 33 －

ー 6 keV で 16.4 Me- に相当する。我々は、画素あの開発を進めておられた高エネ研新井教授に共同たり 1 万光子、あるいはそれ以上のピーク信号を研究者の工藤統吾とともに訪問し、その可能性に

小さな画素で実現することは CCD 技術の延長について議論を行った。その結果半導体微細加工技は不可能と考え、新しい技術を 2007 年から並行術をインテグレーションした SOIPIX では実現でして検討してきた。我々が注目したのは 1 光子当きる可能性があるとの結論に至った。そこでそたりの電荷量である。6 keV 光子の場合、1.6 ke-の後 SOIPIX コラボレーションに加わり、SOIPIXの信号電荷が発生する。微弱信号領域で 1 光子をの基盤技術のうち特に放射光等の X 線用途で必確実に検出する観点では 1 光子当たりの電荷が大要となる、つなぎ合わせ露光による大面積センサ

きく有利であるが、1 万光子検出時には信号電荷

製造方法、厚い空乏層を実現するための ﬂoating

は多すぎる。したがって、1 光子それぞれから発

zone ウェハの導入と歩留まり改善、トランジスタ

生する電荷を一定の割合で削減することが望ましの放射線損傷解析に取り組んできた。

い。そこで、電荷を常に一定の割合で分割できる画素構造を実現できないかと考えた。シリコン中

3. SOPHIAS

で信号電荷が深さ方向に移動する際に、熱拡散に最終的に採用した SOPHIAS 検出器の画素構造

よってセンサ面内に 10μm 以上に広がる。このについて Fig. 2a に示す。信号電荷のドリフトの広がりは、複数の画素に信号電荷が分割されてし様子を Fig. 2b にに示している [7]。センサ裏面かまうので空間分解能が劣化する（charge sharing）。

ら入射した X 線光子は光電変換され信号電荷を

しかしながら電荷分割という観点からみると、信生成する。信号電荷は電界によって移動し（Fig.

号電荷の広がりよりも十分小さな電荷収集微細構

2a 中下方向）、電荷収集される。電荷収集のため造を構築すれば電荷分割できることを意味しておの構造化イオン注入領域 (patterned implant) で信り、大変興味深い。そこで 2007 年 12 月、Silicon-

号電荷は電流に変換され、CMOS 回路で電圧信

on-insulator 技術を活用した放射線検出器 SOIPIX

号として処理される。構造化イオン注入領域のFig. 2

SOPHIAS の単一画素の断面構造と信号電荷のドリフトの様子。

－ 34 －

構造は (b) に、CMOS 回路との接続も含めて示し

信号時にはデータの精度の悪化を招くことなく高た。薄青で示した円状の領域 4 か所は Low gain

いピーク信号の計測が可能となる。

の CMOS 回路へ 10 % の信号電荷が、それ以外の我々が考案したこの電荷分割方式は電力の消領域から High gain の CMOS 回路へ電荷 90 % が費を伴わず、極めて電力効率が良い。電荷積分伝送される。この構造により、小信号領域ではほアンプを 3 つ備えた伝統的な方式の検出器ではぼすべての電荷を用いて高い S/N 比を実現し、大3 mW/pixel を消費している例 [8] もあるのに対し、
SOPHIAS では 0.2μW/pixel 以下の消費電力に抑制することができている。
実際に電荷分割方式の画素を実装したセンサの外観をに示す。また性能を Table 1 にまとめた。
SOPHIAS は世界で初めて 1 万光子 /pixel のピー
ク信号を実現した検出器を実現することに成功した。
他の検出器のピーク信号性能を比較する場合、
画 素 面 積 当 た り の ピ ー ク 信 号 を Figure of Merit(FoM) として比較することが妥当である。この指標 で は SOPHIAS は 12 photons/1μm2 @ 6 keV とFig. 3 SOPHIAS センサの外観。モノリシックセンサとして世界最大となっている

Table 1なる。現在注目されているスイスの Paul Scherrer

Performance of SOPHIAS sensor

Parameters

Sensor

Value

Units

Pixel Size

30

μm

Pixel Number

1.9 M (891 (V.) x 2157 (H.))

N/A

0.12

phs. at 6 keV X-ray

12000

phs. at 6 keV X-ray

Noise

1,2
1,2

Peak Signal

Frame Rate60
Hz1) Results obtained for a sensor. 2) Peak signal is deﬁned as maximum signal satisfying linearity of 3 %.

Fig. 4

SACLA で実際に散乱パターンを SOPHIAS で測定した結果（画像はログスケールで表示）。

－ 35 －

Institut (PSI) が開発している Jungfrau 検出器は 3.7
2の皆様、特に新井康夫先生、倉知郁生先生に大変

photons/1μm @ 6 keV であり [9]、SOPHIAS の方

お世話になりました。ありがとうございました。

が依然として 3 倍以上性能が良い、ということが

また測定器開発室の創設と運営に尽力された高崎言える。

史彦先生、幅 淳二先生他、諸先生に深く感謝いSOPHIAS は現在、SACLA だけでなく SPring-8,

たします。

Photon Factory のビームラインにおける放射光利

最後に理化学研究所の矢橋 牧名、石川 哲也両

用、群馬大学での粒子線治療への応用、大阪大先生には常に励ましていただき、また開発の方向

学での非破壊検査応用などの利用も開始されてお性について助言をいただきました。深く感謝申しり、今後の利用の拡大が見込まれている。

上げます。

4. 謝辞

5. Reference

SOPHIAS 検出器の開発は 2007 年末から今日ま[1] X 線分野ではダイナミック・レンジとは検出で工藤統吾博士と共に遂行してきたプロジェクト

可能な最大光子数を指す場合が多い。他の分です。この間、遠茂谷誠彦（現、㈱ヘルヴェチ

野、特にイメージセンサでは計測可能な最大ア）、辰巳知彦、小野峻（現 KEK）、桐原陽一（現

信号量とノイズの比であるので注意が必要でKEK）、広野等子（現ボン大学）、尾崎恭介、東末ある。本稿では混同を避けるため検出可能な

敏明、中川敏治、小橋侑輔、池田清秀、繁田和也、

最大信号量をピーク信号と定義し以下用いる。

牧伸行、藤田良平、藤原邦弘、永禮高士、石野健太、[2] 最近の研究開発動向は、筆者らの下記の総説

香村芳樹、井上伊知郎、亀島敬、小林和生、松田に ま と め て い る。“X-ray imaging detectors for

裕二、寺西信一（現兵庫県立大学）小林俊之、片synchrotron and XFEL sources”, Takaki Hatsui,

山哲夫、宇留賀朋哉、増永啓康、加部 泰三、鈴and Heinz Graafsma, IUCrJ, 2015, Vol. 2(3), p.

木基寛、松下 智裕、川瀬 守弘、豊川秀訓、植良啓、

371-383.

関澤央輝の皆々様にお世話になりました。

[3] “Development of an X-ray Pixel Detector with

大面積センサの製造は難航しましたが兵庫県立

Multiport Charge-Coupled Device for X-ray Free-

大学の渡邊 健夫先生、木下博雄先生に半導体工

Electron Laser Experiments”, Takashi Kameshima,

学の専門家の立場からご支援をいただきました。

Shun Ono, et.al, Review of Scientiﬁc Instruments,

ここに厚く感謝申し上げます。

Vol. 85, (2014) Art. Num. 033110.

開発・製造にあたっては、株式会社エイアール[4] “CSPAD-140 k: A versatile detector for LCLS

テック、京セラ株式会社、株式会社アークス（現experiments”, Sven Herrmann, et.al., Nuclear

ゴフェル株式会社）、株式会社ヘルヴェチア、株

Instruments and Methods in Physics Research Sec.

式会社中央電機計器製作所、株式会社ブルックマ

A Vol. 718 (2013) 550-553.

ンテクノロジの方々にお世話になりました。また[5] SACLA の成果については次を参照されたい。

ラピスセミコンダクタ株式会社の皆様には難しい

http://xfel.riken.jp/research/index.html

センサの製造技術開発を精力的に取り組んでいた[6] “Hard X-ray free-electron laser with femtosecond-

だきました。特に沖原将生、葛西大樹、三浦 規之、

scale timing jitter”, Heung-Sik Kang et.al., Nature

栗山尚也の皆様には多くの教え・ご協力をいただ

Photonics 11 (2017) 708-713.

きました。ありがとうございます。

[7] “A direct-detection X-ray CMOS image sensor

本研究は KEK の測定器開発室の SOIPIX プロ

with 500μm thick high resistivity silicon”, T. Hatsui,

ジェクトに参加させていただいて得られた成果の

M. Omodani, T. Kudo, K. Kobayashi, T. Imamura，一つです。KEK の SOIPIX プロジェクトの関係者

T. Ohmoto，A. Iwata, S. Ono，Y. Kirihara，T.

－ 36 －Kameshima, H. Kasai, N. Miura, N. Kuriyama, M.
Okihara, Y. Nagatomo, M. Nagasaki, T. Watanabe,
Makina Yabashi, Proceedings of International
Image Sensor Workshop, (2013) Art. Num. 3.05.
[8] “Performance of an LPD prototype detector at MHz
frame rates under Synchrotron and FEL radiation”,
A. Koch et.al., Journal of Instrumentation, Vol. 8(2013) C11001.
[9] “Calibration status and plans for the charge integrating
JUNGFRAU pixel detector for SwissFEL”, S. Redford
et.al., Journal of Instruments, 11 (2016) C11013.

－ 37 －

高集積陽電子検出器システム Kalliopeの開発と実用化

1. Kalliope について
1.1. 何が独創的なのか
Fig.1 に Kalliope の 1 セットを既存の計測シス

高エネルギー加速器研究機構

テムと並べて比べてみた。どちらもトリガー信号

物質構造科学研究所

からのマルチヒット時間計測システムである。崩小嶋

壊陽電子を受けたプラスチックシンチレータの健児

発光を、光電子増倍管またはピクセル型雪崩フォトダイオード（p-APD）で検出し、波高弁別
Kalliope（カリオペ）というのは、我々の開発器（Discriminator）でデジタルパルス化して、時した高集積陽電子検出器システムのことで、KEK間計測器（TDC）でミュー粒子の飛来トリガーかAdvanced Linear and Logic-board Integrated Optical

らの時間計測を行うシステムである。既存の検detectors for Positrons and Electrons の略称である。

出器システムでは、光電子増倍管と NIM 規格の

この名前は、ギリシア神話に登場する文芸の女神

Discriminator、CAMAC や VME の TDC と い っ た

ムーサ（MUSE）たちの一人に掛けている。このモジュール回路で行うので、この写真には含まれ検出器システムが開発された目的は、茨城県東海

ないビンやクレート電源が必須で、チャンネル数

村にある、大型陽子加速器施設（J-PARC）の物質

だけの結線を検出素子からモジュール回路まで長生命科学実験施設（MLF）で、世界最高瞬間強度

く引き延ばす必要があった。Kalliope では、特定のパルス Muon 源を使って、スピン緩和測定（muon

用途集積回路（ASIC）、プログラム可能なゲート

spin relaxation: µSR） が 可 能 に な る た め で あ る。

アレイ（FPGA）といった集積回路でモジュール

2018 年現在、MLF では 4 台のμSR 分光器（S1-

回路を置き換えるので、軽量コンパクトになり、

ARTEMIS, D1 汎用 , U1A 超低速、CYCLOPS 高磁

手のひらサイズのボードで 32 チャンネルの処理

場分光器）に合計 200 セットぐらいの Kalliope がを行えるようになった。このボードにはイーサネ

使われていて、日々の測定に稼働している。

ットの口が付いていて、データが SiTCP パケッ
トの形で送られてくる。Kalliope によって、信号

Fig. 1

従来型検出器と Kalliope の比較－ 38 －

処理回路を分光器に組み込むことができるよう

1.3. Kalliope の将来についてになったので、分光器はイーサネットケーブル 1

現 行 Kalliope の ス ペ ッ ク は、MLF の パ ル ス

本を外せば、自由に動かせる可搬性を獲得した。

Muon ビームを用いる限り十分である。しかし、Kalliope の開発記 [1-3] と技術・学術論文 [4] も合DC-Muon 源や中性子イメージングに対しては、わせて参考にしていただきたい。

現在の時間分解能（1 ナノ秒）は不十分である。
また、DC モードのヒットレート耐性（2 Mcps/

1.2. Kalliope の拡張性について

board）は、SiTCP の帯域（1Gbps）の 1/10 程度のKalliope は、拡張性・汎用性が高いので、μSR

スピードに留まっており、ボトルネックはデータ

分光器以外の用途に使われ始めている。例えば、転送部分以外にある。この 2 点を改善するため、（1） シンチレータ周りの設計を変えて、Muonium

現在、Kalliope-II 開発計画が進んでいる。その概の超微細構造定数精密測定実験（MuSEUM）

要は、[5]、ガス中の Muon 移動度測定実験 [6] で使（1） ASIC の製作プロセスを変え、帯域を 3GHz

われている。

に上げる（現行 ASIC ＝ Volume2012/2014 は（2） デジタル基板の挙動を決めるファームウェア

100MHz の帯域）。

を変えて、大阪大学核物理センター（RCNP）（2） デジタル基板に MByte クラスのデータバッの連続（DC）-Muon 源、MuSIC でも計測にファをつける（現行デジタル基板のバッファ

使われている [7]。

は 64kByte=16khit）。

（3） アナログ基板の入力部分を変えて、超伝導デである。

ィレイライン検出器をつなぎ、（2）と共同

Kalliope-II の ASIC は FGATI（Front-end for GHz

開発した DC 版ファームウェアを使って、パApplication using Trans- Impedance ampliﬁer） と 呼ルス中性子の飛行時間（TOF）によるエネル

ばれていて [11]、既に 1 チャンネルのテストチッ

ギー分解とイメージング測定に使われている

プが納入され、平成 30 年度に動作試験を行う予[8]。

定である。TDC の時間分解能は、パルス応答の（4）海外においても、RIKEN/RAL や TRIUMF で立ち上がり時間で決まり、今までの Volume2012 /の 熱 Muonium 発 生 実 験 [9] で も 用 い ら れ、

2014 より 10 倍程度改善した、時間分解能の計測

最近は ISIS/RAL グループが 1000 チャンネルが可能になると期待している。

級の分光器増強に採用を検討している [10]。

これまでの考察で、現在の Kalliope のヒット

（5）MLF で の Muonic X 線 測 定 も、Kalliope 用

レート耐性（2 Mcps/board）は、デジタル基板ののデータ収集プログラムの拡張（と VME-

バッファサイズで決まっているらしいことが分か

ADC のファームウェア拡張）で実現されてってきた。具体的にはデータ収集コンピュータいる。

のハードディスクのシークタイム中（～ 10 ミリなどが挙げられる。

秒）に来るデータ量をデジタル基板が保持できな

Kalliope のスペックは、最小ビット＝ 1 ナノ秒

いためデータ溢れが生じているのである。これをの TDC が 1 ボード 32 チャンネル、最大ヒットレ改善するには FPGA に外付けメモリを用意するだートが DC モードでは 2 Mcps/board、パルスモーけで良い。実際、MLF 中性子で利用されている

ドなら、64μs 時間窓に 1 チャンネル当たり 1000

NeuNET には、数 MByte の DRAM が付いていて、ヒットのバッファという汎用 TDC で、1 セット

数秒間のデータを保持できるようになっている。

価格が約十数万円である。ファームウェアの書き

これを Kalliope-II は真似るだけでヒットレート耐換えによっては、時間計測の関わる他の用途にも性も SiTCP データ転送帯域を使い切って、現在の利用可能という拡張性を持っている。

約 10 倍になるはずである。

－ 39 －

電気回路における GHz は、感覚的には航空機のかもしれない。

における音速のようなもので、どちらもこれを超

その後、2 年も経たないうちに、僕は東大工学

えると様々な問題が生じてくる。現行の Kalliope部の助手となったのだが、高エネルギー物理とはは、いわばプロペラ機で、完成されてはいるが、縁遠いので、何だか遠慮して、小柴先生にご挨拶

音速は超えていない。現在開発が始まっているしなかった。そして、2002 年に小柴先生がノー

Kalliope-II は超音速機で、今まさに、ジェットエ

ベル賞を受けられた時に、最初に思ったのは「しンジン（＝ FGATI-ASIC）の開発が始まったとこ

まった、筏をご馳走になっておけばよかった」とろである。予算の調達状況によるが、これから機いうことだった。妻と一緒に「うなぎはもう無理体（＝次期デジタル基板）の開発を行う。

だね」と残念がった。
今回、その 15 年後、小柴先生の名前を冠した

2. 小柴先生とうなぎの筏賞をいただいたのをきっかけに、今度こそご挨拶

この機会に筆者の 20 年前の思い出を書かせてに行こうと思う。覚えておられるかどうかわからいただこうと思う。実は、小柴先生に南千住のうない。覚えていただいていたとしても「20 年前

なぎをご馳走していただけるはずの話があるのだ。

の約束なんて時効だよ」と言われそうな気もする1996 ～ 1997 年度、筆者は JSPS の海外特別研が（笑）
。

究員として米国ニューヨークのコロンビア大学に滞在していた。1996 年か 1997 年か、もう定かで謝辞はないが、ワシントンの JSPS オフィスのセンタ

Kalliope の開発と実用化には KEK 素核研の田ー長をしていらした小柴先生が、コロンビア大物

中真伸氏、内田智久氏、庄子正剛氏、村上 武氏、理学科にセミナーに来られた。カムランドかその池野正弘氏、齊藤正俊氏、KEK 計算科学センタ

次の計画（ドーナッツと呼んでいたような気がすーの鈴木（山形）聡氏を始めとする Open-It のコるが？）の話だったと思う。セミナーの後、日本ラボレーションでようやく可能になりました。ま人で集って、ミッドタウンの日本料理屋に繰り出た、ハードウェアの設計・設置、ASIC の良品検査、すことになっていて、僕と妻は小柴先生の案内役

FPGA ファームウェアの改善、制御ソフトの開発

を仰せつかった。ホテルに着いて、まだ時間があには業者の方々（特にスズノ技研、ツジ電子、ジったので、部屋で 30 分ぐらい雑談した後、料理ー・ エ ヌ・ デ ィ ー、Bee Beans Technology、 ヴ ィ

屋に行こうとしたのだが、雨が降ってきてタクシ

ジブルインフォメーションセンター）のお世話にーは捕まらず、5 番街など数字で呼ばれる通りのなっています。ビームを使った分光器コミッショ

間に文字だけの通りが何本も挟まっていることをニングは KEK- 物構研μSR グループや JAEA- 先

知らず、距離の見積もりを間違えて、結局、小柴

端研μSR グループの方々の献身的なシフト参加

先生を 5 ブロックぐらい歩かせて、15 分ぐらいなくしては成り立ちませんでした。以上の方々及

遅刻して料理屋に到着してしまった。ひどい案内

び、小柴賞に推薦してくださった、門野良典氏に役だった。

も、この場を借りて感謝の意を表したいと思いま

それでも食事中、小柴先生は上機嫌で「小嶋さす。

ん、日本に帰ってきたら遊びにおいで。うなぎをご馳走してあげよう。南千住に気に入った店があ

参考文献

るんだ。筏（いかだ）みたいに 3 枚ぐらい繋いで[1] 小嶋健児、日本中間子科学会誌「めそん」40,

あるやつ、うまいぞ。」などと言ってくださった。
豪快でフレンドリー・オープンなお人柄は、戦後（2014）, 30-36.
[2] 小嶋健児、日本中間子科学会誌「めそん」41,の混乱期を生き抜いた世代に特有な力強さそのも－ 40 －（2015）, 31-42.

[3] 小嶋健児、日本中間子科学会誌「めそん」44,（2016）, 46-50.
[4] K.M. Kojima et al. J. Phys: Conf. Ser., 551（2014）,,
012063; K.M. Kojima et al. JPS Conf. Proc. 21,011062（2018）.
[5] K. Shimomura. AIP Conference Proceedings ,（2011）; S. Kanda for the MuSEUM Collaboration,
Proceedings of Science , PoS（PhotoDet2015）（2016）039; S. Kanda, Proceedings of Science,
PoS（INPC2016）（2017）170.
[6] S. Matoba et. al., 30th International Conference on
Photonic, Electronic and Atomic Collisions（2017）;
paper in preparation.
[7] D. Tomono et al . to appear in JPS Conf . Proc .
（2018）.
[8] H. Shishido et al. 17th international workshop on
Low Temperature Detectors（LTD17）（2017）;
T. Ishida et al. 15th International Conference on
Advanced Materials, IUMRS-ICAM2017（invitedtalk）; 4th International Symposium on Advanced
Magnetic Materials and Applications（ISAMMA）（2017）; paper in preparation.
[9] S. Okada et al., RIKEN Accel. Prog. Rep.（2016）49.
[10] S. Cottrell and P. Baker, private communication（2017）.
[11] 田中真伸、FGATI デザインメモ（2017）.

－ 41 －

SOI 技術を使った革新的ピクセル
センサーの実現

感度センサーと画素内にアナログ増幅やデジタル処理回路を両立させたピクセル量子線検出器が可能になり、これまでにない新しい検出方法への道

高エネルギー加速器研究機構を開いた。モノリシック化する事により、大幅な素粒子原子核研究所、 先端加速器推進部

コストダウンも見込め、これまで考えられなかっa）

新井康夫、 倉知郁生
a）

た使い捨て利用も可能となる。
我々は、国内半導体メーカの協力を幸い得ることが出来、2005 年の KEK 測定器開発室の立ち上

1. はじめにげと共に SOI 検出器プロジェクトをスタートし、この数十年で、可視光に対するイメージセンサ

2013 年度からは、科研費新学術領域研究「3 次元ーは大幅な進歩を遂げ、今やあらゆる場所に半導半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージング

体イメージセンサーが用いられている。一方、放の展開」[2] を展開した。ここでは、SOI 検出器

射線に対する 2 次元センサーは、崩壊点検出器、をベースに新しいサイエンスを切り拓く事を目的

ピクセル検出器等と呼ばれるが、こちらも大幅なに、物質・宇宙・放射光等様々な科学分野の興味進展を見せながらも、まだ可視光センサーと比べを持つ研究者が集まり、工学系の研究者・技術者

るとその歩みは遅い。

をも含んだグループとして活動してきた [3]。ま現在 CERN の LHC 実験で用いられているピク

た、多くの検出器開発を効率よく行うために、技セル検出器 [1] は、センサー部の半導体と読み出術交流を行うとともに毎年 1 ～ 2 回の相乗りプロ

しエレクトロニクス部の集積回路とを大量の金属

セス（MPW）ランを行った。

バンプにより接続したハイブリッド型であり、性能、量産性、コスト等多くの課題を抱えている。

2. SOI ピクセルプロセス

これをバンプボンディング無しで、1 枚のウエハ

2.1. 背景

ーから半導体プロセスのみで作るモノリシック化

透過力の強い量子線を高感度に検出するためにを目指し多くの R&D が行われてきたが、十分なは、厚い空乏層が無ければならない。この為、セ性能を実現することは難しかった。

ンサ部は高抵抗率の基板を使用し高電圧（~100V）

これは、可視光検出には表面に数ミクロンの空乏層があれば良いが、量子線（X 線、電子、荷電を印加する事により厚い空乏層を実現する必要がある。

粒子、、、）を検出するためには、多くの場合高電しかしながら、この事により生じる電場がト

圧をかけ厚い空乏層を作ることが必要で、これをラ ン ジ ス タ 動 作 に 影 響 し て し ま う（Back Gate

低い電圧で動作する CMOS 集積回路と一体化す

Effect）。また、センサ、アナログ／デジタル回路

ることが難しかった為である。また、裏面照射やをピクセル内の狭い領域に共存させる必要があ

薄い不感層、強い放射線耐性等の厳しい要求も求るが、両者の間の容量結合によりクロストーク

められ、半導体プロセスの細部にわたる開発が必

や信号の発振を引き起こす可能性がある。さら要となり、限られた予算内でこれらすべての事をには、高い放射線環境下で使用されるので、こ行うということが難しかった。

れに対する強い耐性を持たせる事も必要とされ

上 記 の よ う な 課 題 を 克 服 す る た め、 我 々 はる。

Silicon-on-Insulator（SOI）技術を用いて、センサ

我々は、ラピス・セミコンダクタ（株）社の 0.2μmと CMOS 回路を一体化した検出器を開発した。

CMOS Fully Depleted（FD）-SOI プ ロ セ ス [4] を

SOI は 2 つのシリコン層を持ち、両者は異なった

元に SOI ピクセル検出器の開発を行ってきた [5]。

特性を持たせることが可能である。これにより高まず Back Gate Effect に対しては、埋め込み酸化－ 42 －

膜（BOX）層の下に Buried Well 導電層を作る事
により電場を遮断する事で解決した。しかしながら Buried Well だけでは、容量結合に関して却っ表1

Double SOI ピクセル検出器用プロセス仕様

Wafer

200 mmf diameter, 725 mm thick.
Thin down to 50~500 mm after
process with backside doping.

Top SiCircuit layer.
0.2 mm low-leakage fully-depleted
SOI-CMOS, 1 poly, 5 metal layers.
Body-floating, body-tie transistors.
MIM (1.5 fF/mm2) and DMOS
capacitors.
Core (I/O) Voltage = 1.8 (3.3) V.
Cz, ~18W•cm, p-type, ~40nm
thick.

Middle Si

Shield layer; n-type 150 nm,< 5 W•cm

BuriedOxide(BOX)

Two BOX layers between Si layers;
145 nm thick.

Handlewafer

Radiation sensing layer.
FZ p-type(100) > 5 k W•cmて悪化させる事があるので、我々はトランシス
タの下部にもう一層のシリコン層を埋め込んだ
Double SOI 技術を開発した [6]。
2.2. Double SOI
通常の Single SOI ウエハーに、新たに中間シリ
コン（Middle Si）層を加えた Double SOI ピクセ
ル検出器の概念図を図 1 に示す。またプロセスの仕様を表 1 に、TEM 断面図を図 2 に示す。
これにより、• トランジスタの下に Buried Well を設けなくとも
Back Gate Effect を抑制出来る。
• 中間 Si 層の電位を固定する事により、センサと回路間の容量結合を減少させる事が出来る。
• 放射線照射により BOX 中に捕獲された正孔の影響でトランジスタ特性が変化してしまう現象
に対し、中間 Si 層に電圧を印可する事で補償し、放射線耐性を強化出来る。
• 中間 Si 層を第 3 のシリコン層として、新たな機能を持った検出器の可能性が広がる。
といった特徴が得られる。

図2

Double SOI ウエハープロセス後の TEM 断面図。

クロストークの影響を調べる為に、ピクセル内のカウンタにクロックを供給し、センスノードのPreampliﬁer - Shaper amp の出力信号を観測した様子を図 3 に示す。Single SOI ではクロックエッジ
図 1 Double SOI 技術により 3 つの活性化 Si 層を持たせた SOI ピクセル放射線イメージセンサの概念図（p 型基板の場合）。

で、出力に大きなクロストーク信号が現れてしま
うが、Double SOI にすることでこの影響は 20 分の 1 以下にする事が出来た [7]。

－ 43 －

また電荷感応型アンプを用いた場合、センスノ

出来る（図 5 右）。

ードとアンプ出力間のフィードバック容量の寄生

また、中間 Si 層に高電圧パルスを印加し BOX

容量を減少させる事が出来るので、全く同じレイ層中に電子を注入する事でも回復が見られる [9]。

アウトのアンプでもゲインを 3 倍に増大させる事

さらには、主に PMOS トランジスタで見られるが出来た（図 4）[8]。

トランジスタ・サイドウォール部へのホール蓄積によるドレイン電流減少の影響に関して、Lightly
Doped Drain（LDD）領域の不純物濃度を調整する
ことで改善させた [10, 11]. 検出器の設計により多少異なるが、これらの改良により、現在は 1MGy
（Si）程度の放射線環境下まで使用できる見通しがついた。

図 3 クロック信号からピクセルアンプ出力へのクロス
トークの様子。Double SOI ではクロストーク信号の大きさが 20 分の 1 に減少した。

図5

NMOS の Id-Vg 特 性 の ガ ン マ 線 照 射 に よる変化と VSOI2 電圧による変化。この例の場合、
VSOI2 電圧を -5V 印可する事により 100 kGy（Si）の放射線照射後に於いても照射前に近い特性を維持出来た。
2.4. PMOS-NMOS アクティブ共有化
2 次元検出器では、画素サイズをあまり大きく
ピクセルアンプのゲイン。Single SOI では

せずに、様々な機能をピクセル内に持たせる為、

20μV/e- のゲインだったものが、Double SOI では高集積化が重要な鍵となる。しかしながら、より寄生容量が減少したことから 61μV/e- に増加した。

高精細なプロセスでは、動作電圧が低くなり、ア

図4

ナログ回路に広いダイナミックレンジを持たせる
2.3. 放射線耐性強化

事が難しくなる。

SOI ではトランジスタ厚さが 40nm と薄いため

SOI では素子分離のための well 構造が必要無い

放 射 線 に よ る 単 発 効 果（Single Event Effect） がため NMOS と PMOS とを同一のシリコン島上に起こる確率は非常に低いが、厚い BOX 層があ形成する事が可能である（図 6）。ソース／ドレるため BOX 中にホールが溜まり、トランジス

イン領域の上は Salicide 化されているので、コンタの閾値が下がってしまう蓄積線量効果（Total

タクトを共有することも可能である。このように

Ionization Effect）が問題となる（図 5 左）。これして、0.2μm プロセスにおいても、0.13μm プロ

に対し、Double SOI では中間 Si 層に負電位を与セスで設計したレイアウトと同等以上に高集積化える事により閾値を照射前の状態にほぼ戻す事ができている。

－ 44 －

図 8 （左）PDD 構造のポテンシャル。（右）PDD 構造のセンサで測定した Fe55 の X 線エネルギースペクトル。
図 6 NMOS と PMOS のアクティブ領域共有化。Well
構造が不要な為、レイアウト面積を非常に小さく出来る。

3. 検出器例
上に述べたように KEK では毎年 SOI MPW ラ

2.5. Pinned Depleted Diode（PDD）構造
センサ・ノイズを抑えるため、また長時間露光を可能とする為には、センサのリーク電流を低く抑える事が重要である。リーク電流の発生源としては、BOX とセンサ部の界面で発生する表面電流が大きな割合を占める。
これを抑える為、界面を埋め込み層で中性化しつつ、電荷を小容量のセンスノードに集める構造を開発した [12]。図 7 に PDD の断面構造を、図8（左）にポテンシャル構造を示す。これにより、リーク電流を大幅に削減する事が出来、電荷収集効率も向上させられた。
図 8（右）に 55Fe からの X 線エネルギーを測ンを主催しており、これを通じてこれまでに様々な検出器が開発されてきた。ここでは、そのうちのいくつかについて紹介する。
3.1. INTPIX
SOI プロセスを用いて最初に開発したのが積分型ピクセルで、INTPIX という名前がついている。
INTPIX4 のピクセルレイアウトとそれを用いて撮影した小魚のＸ線 CT 像を図 5 と図 6 に示す。この検出器は、ピクセルサイズが 17μm で市販の
X 線検出器よりも格段に良い空間分解能を示した。

定した図を示す。ノイズレベルは 11 電子となり、リーク電流は 56pA/cm2 にまで減少した。スペク
トル中のピークはほぼテールが無く、発生した電荷がほぼ全てセンサ・ノードに吸収されていることを示している。

図7

PDD 構造の断面図。

図 9 積分型 SOI 検出器 INTPIX4 のピクセル部レイアウ
ト。17μm 角内に蓄積用コンデンサ、Correlated Double
Sampling 回路等を含む。

－ 45 －

Ｘ線天文衛星用に開発されている XRPIX[15]は X 線のヒットによりトリガー信号が出せ、周りを囲んだシンチレータとの反同時係数を行うことで宇宙線によるバックグラウンドを落とすことが出来る。
ま た、XFEL・ 放 射 光 実 験 用 に 開 発 さ れ た
SOPHIAS 検出器 [16] はマスクサイズよりも大きな約 3cm ⊗ 6cm という大面積検出器を作成するために重ね合わせ露光（Stitching exposure）が行われ、
図 10 放射光からの X 線を用い INTPIX4（512 x 832
pixels）検出器で撮影した煮干しの X 線 3 次元 CT 像。

今回同時に小柴賞を受賞している。
日本に建設が計画されている全長約 30 km のInternational Linear Collider（ILC）[17] 向けの崩壊

3.2. FPIX

点検出器 SOFIST[18] は KEK を中心に開発されこれまでに開発した中で最も小さい 8μm 角ピている。SOFIST ではピクセルサイズを小さくクセルサイズを持った FPIX（Fine PIX）検出器を（~20μm 角）保ちながら、多数のヒット情報をピ用いた位置分解能測定実験が、米国フェルミ研究クセル内に蓄積しなければならない為、現在の所の 120 GeV/c 陽子ビームを用いて行われた。4

SOIPIX の上にさらに回路層を 3 次元的に積層す枚の FPIX 検出器が並べられ、各検出器で測定しることも検討されている。

て得られた測定データより電荷重心を求める事に

SOI 技術ではウエル構造がない為、同じ線幅のより、ひとつひとつの粒子の通過位置が決められ半導体技術を使っていても、バルク CMOS 技術

た。3 枚の検出器データから推定される軌跡の位よりも回路面積を小さくすることが出来、今後さ置と残りの 4 枚目の検出器で得られた位置との残らに様々な検出器が開発されるものと期待される。

差から、位置決め精度 0.7μm 以下という値が得られた。この値は、半導体検出器で得られた値と4. まとめしては、世界最高の位置分解能である [13,14]。

LSI の高性能化のために開発された SOI 技術は、
2 次元量子線検出器に最適な構造を持っている。
しかしながら、厚い空乏層を作るための高電圧印
加や放射線耐性の問題があったが、我々は Buried
Well や Double SOI という技術を開発することで、これらの課題を克服して来た。また、リーク電流を抑え電荷収集効率を上げる為に新たに PDD 構造を実現した。
これらの開発成果は、高エネルギー加速器実験における高精度崩壊点検出器、放射光実験における広ダイナミックセンサ、X 線衛星用検出器等に

図 11 高エネルギー陽子ビームを用いた荷電粒子の軌跡の位置分解能測定実験の様子。FPIX を用いる事で、世界で初めて 1μm を切る分解能を達成した。

向け開発・実用化されている。

3.3. その他の SOI 検出器を一層向上させていきたい。また同時に、より高上記の他、いくつかの検出器が開発され、一部はすでに実際の実験で使われている。

今後は CMOS 光センサで開発された様々な技術を取り入れ、低ノイズ、高速読み出し等の性能
強度の放射線環境下でも使用できるよう、改良を加えていく予定である。

－ 46 －

5. 謝辞[9] M. Yamada, et al., “Compensation for radiation

今回の高エネルギー加速器科学研究奨励会「諏damage for SOI pixel detector via tunneling”,

訪賞」受賞にあたり、これまで一緒に研究を行っ

NIM A831（2016）309-314. doi:10.1016/てきた SOIPIX グループメンバーおよびラピスセ

j.nima.2016.04.110.

ミコンンダクタ（株）の皆様に感謝します。また[10] I. Kurachi, et al., “Analysis of Effective Gate

研究の多くは KEK 測定器開発室および科研費でLength Modulation by X-Ray Irradiation for

支えられていますが、特に SOI 検出器に関してはFully Depleted SOI p-MOSFETs”, IEEE Trans.

科研費新学術領域研究（25109001）の助成を受まon Elec. Dev., Vol. 62, No. 8, 2015. doi:10.1109/した。またセンサや LSI 回路設計にあたっては、

TED.2015.2443797.

東京大学大規模集積システム設計教育研究センタ[11] I. Kurachi, et al., “Tradeoff Between Low-

ーを通し、ケイデンス株式会、シノプシス株式会

Power Operation and Radiation Hardness of社 、メンターグラフィクス株式会社の協力で行Fully Depleted SOI pMOSFET by Changing

われました。

LDD Conditions,” IEEE Trans. on Elec. Dev.,
Vol. 63, No. 6, pp. 2293-2298, 2016. doi:10.1109/[1] X. Llopart, et al., "Medipix2: a 64-k Pixel Readout

TED.2016.2552486.

Chip With 55-um Square Elements Working in[12] H. Kamehama, et al., “A Low-Noise X-ray

Single Photon Counting Mode", IEEE Trans.Nucl.

Astronomical Silicon-On-Insulator Pixel Detector

Sci. Vol. 49, pp. 2279-2283, 2002.

Using a Pinned Depleted Diode Structure”, Sensors[2] 科研費新学術領域研究「3 次元半導体検出器
で切り拓く新たな量子イメージングの展開」、

2018, 18, 27; doi:10.3390/s18010027.
[13] Press Release（2017.6/23）. http: www.tsukubai.

http://soipix.jp.

ac.jp/attention-research/p201706231400.html.

[3] Y. Arai and I. Kurachi, “Radiation Imaging[14] D. Sekigawa, et al., “Fine-Pixel Detector

Detectors Using SOI Technology”, Synthesis

FPIX Realizing Sub-micron Spatial Resolution

Lectures on Emerging Engineering Technologies,

Developed Based on FD-SOI Technology”,

Morgan & Claypool Publisher（2017/2/15）, ISBN-International Conference on Technology and13: 978-1627056960.

Instrumentation in Particle Physics（TIPP2017）,[4] F. Ichikawa, et al., "Fully depleted SOI process and

May 22-26, 2017, Beijing China. to be published indevice technology for digital and RF application",
Solid-State Electronics, 48（2004）999-1006.

Springer Proceedings in Physics.
[15] A. Takeda, et al., "Development of an Event-[5] Y. Arai, et al., "Developments of SOI Monolithic

driven SOI Pixel Detector for X-ray Astronomy,

Pixel Detectors", Nucl. Instr. and Meth. Vol. 636,

- Improvement of an Intra-chip Readout Circuit

Issue1 , Nov. 2010, pp. S31-S36. doi:10.1016/

for Low Noise Performance -", 14th The Vienna

j.nima.2010.04.081.

Conference on Instrumentation（VCI2016）, 2016.

[6] Y. A r a i , “ S O I M o n o l i t h i c P i x e l D e t e c t o r[16] Y. Hatsui, et al., “A direct-detection X-ray CMOS

Technology,” PoS（Vertex 2016）029.

image sensor with 500 um thick high resistivity[7] Y. Lu, et al., “First results of a Double-SOI pixel

silicon”, Proceedings of International Image Sensor

chip for X-ray imaging”, NIM A831（2016）44-48.

Workshop, 2013, Art Num 3.05. http://www.

[8] T. Miyoshi, et al.,“Front end electronics of double

imagesensors.org/Past%20Workshops/2013%20

SOI X-ray imaging sensors”, 2017 JINST 12

Workshop/2013%20Papers/03-5_058_hatsui_

C02004, doi:10.1088/1748-0221/12/02/C02004.

paper.pdf.

－ 47 －

[17] International Linear Collider project（ILC）.
https://aaa-sentan.org/ILC/.
[18] Shun Ono, et al., "Development of a pixel sensor
with fine space-time resolution based on SOI
technology for the ILC vertex detector", 14th The
Vienna Conference on Instrumentation（VCI2016）,
Nucl. Instr. and Meth. A, March 17, 2016.

－ 48 －

各種安定化電源装置の開発および《ノイズカットトランス ®》の発明
株式会社電研精機研究所
矢ヶ﨑

文昭

1. はじめに
この度は大変栄誉ある熊谷賞を賜り、まことにありがとうございます。心底より御礼申し上げます。

Fig. 1 LMD-H 型 直流高圧自動定電圧装置
消耗せず、僅少の温度ドリフト、経時間的に特性変化の無い高安定精度の高圧電源。
（納入先：東京大学原子核研究所）

2. 加速器科学から生まれた《ノイズカットトランス ®》2.1 弊社の現在の事業内容
さて、私どもの事業は “EMC 技術の明日をひらく ” を理念として、電気的ノイズを防止することを柱としています。
具体的には、ノイズ防止型の精度の高い電源装置のご提供およびコンサルティング業務に全力を注いでいます。このような事業を営むようになった経緯として加速器研究分野との深い関わりがありますので、その点について触れたいと思います。
2.2 創業当初からの加速器科学との関わり
弊社は 1960（昭和 35）年の創業よりこれまで、

Fig. 2 D 型 超高速高圧パルス発生装置
30ns 以下で立ち上り、ジッタの少ないパルス発生装置。
主にスパークチェンバー用にご採用いただいた。
（納入先：高エネルギー物理学研究所）

6500 台余の製品を高エネルギー加速器研究機構、
日本原子力研究開発機構、理化学研究所等、多くの加速器研究施設へ納入してまいりました。
特に創業から 20 年程は、お引き合いの殆どが「こういう振る舞いをする、このような装置を創れないか」というご要求にお応えして、前例の無い研究実験用装置を開発することでありました。
代表的なものを Fig. 1 ～ 5 に示します。
2.3 ノイズ防止技術の創出
Fig. 1 に示した光電子増倍管陽極電源用 LMD-H型直流高圧自動定電圧装置（以下、フォトマル用電源装置と略記）は、創業間もない頃、高エネル
ギー加速器研究機構の前身である東京大学原子核Fig. 3 K101 型 80kV 超高速高圧パルス発生装置
キッカー電磁石励磁用パルサーの同期蓄電装置。12GeV
陽子シンクロトロン等にご採用いただいた。
（納入先：高エネルギー物理学研究所）－ 49 －

私どもも、あらゆる種類のアブソーバーやライ
ンフィルター（ノイズフィルター、LC フィルター、EMI フィルターの類）を試しましたが、どうにも上手く行きませんでした。条件を固定した社内試
験では高い効果を示すラインフィルターでも、電源ラインのインピーダンスは場所ごとに固有の値を持っているため、諸条件が異なる設置場所に持ち込むと特性が変わり効果が無くなってしまった
Fig. 4 サイクロトロンイオン源制御装置
右から、フィラメント電源、アーク電源、安定化電源。アー
ク放電に伴うノイズを閉じ込め、周辺への影響を防いでいる。サイクロトロンの加速用電子を発生させる電源としてご採用いただいた。
（納入先：大阪大学核物理研究センター）のです。そこで一度行き詰まってしまい、たとえ
電源インピーダンスが変わったとしても影響を受
けず、いかなる場所でも確実に効果のある、そのような理想的なノイズ防止素子を自ら開発するしかない状況になりました。
こうした経緯で開発いたしましたのが、磁気結合を用いて電源ラインをアイソレート出来る、全く新しいノイズ防止素子でした。これが現在弊社の主力製品の一つである《ノイズカットトランス®》の最初期のモデルであります。

Fig. 5 B 型 超高圧方形波パルス発生装置
寄生振動の無い正確なフォームの 50kV 級超高圧波形を発生できる装置。主に電気絶縁物質の研究開発にご採用いただいた。
（納入先：理化学研究所）

研究所よりご依頼をいただきました。この装置はFig. 6 回路のアイソレート
電流の動作ループごとに回路を分離・絶縁し、電気エネ
ルギー以外のエネルギーで相互に作用を伝達する。

「極めて高い安定精度」「経時間的に特性変化の無いこと」「僅少の温度ドリフト」等のご要求がありました。

創業者矢ヶ﨑昭彦はこの頃のことにつきまして、「核研は大変風通しが良く、製品を性能本位

実はこの開発の最中に、弊社の将来に重大な影で見て戴けたため、愚直に取組み、良い物を開発

響を与える出来事が生じます。それは納品したこ

してお応えできれば、きちんと評価して下さった」のフォトマル用電源装置がノイズに悩まされて、「人格的にも心を洗われる様な方達に、また同年

それを解決しない限り検収があがらないという事

代の若い方達と手づくりするようにパートナーと態に陥ったことです。

して扱ってもらえた」と書き残しています。

－ 50 －

原子核実験エレクトロニクス放射線測定機器回路図集
Toranomaki と呼ばれていた林厳雄先生編纂の本書に、フォトマル用電源装置が回路図と共に収録された。また、
山口尚先生によって「日本物理学会誌」（第 16 巻 8 号
p.557 〜 p.558）にも同様に掲載された。

Fig. 8 一般市販を開始した頃の《ノイズカットトランス ®》Fig. 7

ッチング電源は、多種多様な機器（例：LED 照明、空調機器、生産設備、インバータモータ、サーボシステム等々）に搭載され、あらゆる場面でノイズ発生源となっています。また、自然現象である

3. ノイズ障害の歴史と今後の展望

雷や静電気も、ノイズ発生源となります。

3.1 ノイズ障害の頻発・拡大

一方、IoT 技術に代表される微細な信号を扱う

研究実験用装置の特注品を、一品料理のように機器（例：パソコン、音響・映像機器、通信機器、開発することを事業としていた弊社に、転機が訪制御機器、半導体製造装置、測定・分析・検査装れたのは 1980 年前後です。

置、センサー等々）も増加しており、様々な場面

この頃、半導体の進化に伴いコンピューターのでノイズの被害装置となっています。

パーソナル化が急激に進み、その心臓部の集積回

これらのノイズ発生源と被害装置の組合せは無路がノイズに対し敏感になるにつれ、次第にノイ数に存在し、エレクトロニクスの発展と共に、新ズ防止技術が広く一般にも必要となってまいりま

たな形でノイズ障害が発生している状況です。

した。

私どもは、世間ではまだノイズが一般的ではな

加速器科学向け装置開発の中で培ったノイズ防かった 1960 年に自らノイズの被害者となり、メ止技術が、この時期に脚光を浴びることとなりまーカーとしての死活問題を克服する為にノイズ防す。この頃から、弊社の事業も徐々に社会の要請止技術を開発したわけですが、昨今のノイズ障害にお応えするかたちで、ノイズ障害の防止およびも、弊社が創業時にノイズ対策に苦しんだ時の状対策製品の量産に軸足を移してまいりました。

況に似ている例が多く見られます。

更にその後も皆さまご周知のとおり、エレク

それは、正常に動作・機能することが確認されトロニクス技術の発展は日進月歩で進み、同時にたシステムが、場所を変えたり周囲に新たな設備

ノイズ障害も益々増加して、今日ではノイズ防止が追加された際に突然不調をきたすことがあると技術は世の中になくてはならないものになりましいう事例です。

た。

この要因の一つは、ノイズに関する規格にあります。規格が存在しなかった時代に比べ、規格3.2 現在生じているノイズ障害の例が整った現在は著しくノイズを出す機器は無くな

企業のみならず、一般家庭においても節電へのり、ノイズによる影響を受けないようにノイズ耐意識が高まり、省エネ化が進んでいます。小型軽量を高めた機器のみが販売されるようになりまし

量・低消費電力・高効率化を実現するためのスイたらから、より良い電磁環境となったことは間違－ 51 －

Fig. 9 《ノイズカットトランス ®》の最高性能型 NCT-Z
弊社が 1960 年以来積み上げてきたノイズ防止技術をもとに、理論に最大限忠実に従い製品化。
（納入先：東京大学、名古屋大学等）

いありません。しかし、規格試験は再現性が求めトする方式が最も確実な方法であるということでられるため、画一的な条件で試験を行います。具す。

体的にはインピーダンス一定の環境で試験を行うのですが、これは、先のフォトマル用電源装置の3.3 益々必要性が高まるノイズ障害防止技術

例で言えば、弊社工場ではうまく行っても、核研

今後も世界の科学技術はエレクトロニクス技術に持ち込むと上手く行かなかったことと同じ構造

と共に発展することが期待されるものの、同時にです。つまり、アブソーバーやラインフィルター

光と影の関係にありますノイズ障害も、今までにで規格をクリアできたからと言って、実使用でノない形で出現してくることが予想されます。

イズに困らない保証はないということです。

弊社はこれからもこのような外乱と対峙しなが電路をアイソレートしない方式のノイズ防止

ら、科学技術の健全な発展に微力ながら寄与すべ

素子は、原理上、電源インピーダンスや周辺の設

く、新たな創出と劣悪な電磁環境下で真に役立つ備機器の影響をどうしても受けてしまいます。こ

実践的なものづくりを日本的な五感品質を以ってのことに苦しんだ経験を持つ私どもだからこそ強研鑽してまいる所存です。

く申し上げたいのは、様々な電磁環境下において効果を発揮しなければならない電源ラインのノイズ防止素子として、磁気結合を用いてアイソレー－ 52 －

Fig. 10 《ノイズカット AVR™》の高精度タイプ PMN 型
ノイズ防止に加え、電圧安定精度± 0.1％、良好な正弦波の供給など、安定化電源として優れた特長を有す。
厳しい電磁環境下にあっても、精密測定器等にクリーンな電力を供給することができる。
（納入先：SPring-8 、J-PARC 等）

4. おわりに高エネルギー加速器研究機構の外構に「宇宙、物質、生命の謎を解く」とありました。まさに真理の探究という命題を担っている先端科学技術には、人類の未来を開拓していくというロマンがあります。私どもは、このような分野の一助を担わせていただけることが無上の喜びでございます。
この度賜りました栄誉を、今後の糧にしてまいることをお誓いいたし、改めまして心より御礼申し上げます。

－ 53 －

科学新聞記事－ 54 －

公益財団法人

1．趣

高エネルギ－加速器科学研究奨励会
奨励賞候補者募集要網（平成 30 年度）

旨

加速器ならびに加速器利用に関る研究において、特に優れた業績をおさめた研究者・技術者に次の 4賞で構成される奨励賞を授与し、もって加速器科学の発展に資することを目的とする。
2．各賞の応募条件
西川賞：

加速器ならびに加速器利用に関る実験装置の研究において、独創性に優れ、かつ論文発表され、国際的にも評価の高い業績をあげた、原則として 50 才以下（応募締切時）の単数または複数の研究者・技術者

小柴賞：

素粒子研究のための粒子検出装置の開発研究において、独創性に優れ、国際的にも評価の高い業績を上げた、原則として 50 才以下（応募締切時）の単数または複数の研究者・
技術者

諏訪賞

：

加速器科学の発展上、長期にわたる貢献など特に顕著な業績があったと認められる研究者・技術者・研究グループ

熊谷賞：

研究開発、施設建設など長年の活動を通じて、加速器や加速器装置への顕著な貢献が認められる企業の加速器関係者

3．表彰件数4 賞合わせて 5 件以内

4．賞の内容賞金（各賞 30 万円）と表彰盾（各課題毎）を授与する

5．選考方法推薦のあった者について公益財団法人

高エネルギー加速器科学研究奨励会選考委員会で選考し、理事会において決定する。
6．選

考

平成 30 年 11 月上旬

7．提出書類 （1）推薦書（当公益財団法人のホームページに掲載の様式による）（2）選考資料
8．受付期間

研究業績に関する発表論文（3 編以内）のコピー（各 2 部）

平成 30 年 6 月 1 日（金）～平成 30 年 10 月 25 日（木）9．書類の提出ならびに問合せ先公益財団法人〒 305-0801

高エネルギー加速器科学研究奨励会事務局
茨城県つくば市大穂 1-1

TEL・FAX ：E メール

高エネルギー加速器研究機構内029-879-0471： info@heas.jp

ホームページ－ 55 －：

http://www.heas.jp/

受付番号
受付年月日

平成

年

月

日

□

熊谷賞

公益財団法人 高エネルギ－加速器科学研究奨励会
奨励賞候補者推薦書
候 補 者

氏名（ふりがな）

所属・職

(和文)
研 究 課 題 名
(英文)
賞 の 種 類 （＊）

□

西川賞

□

小柴賞

□

諏訪賞

推 薦 要 旨平成３０年度 公益財団法人 高エネルギー加速器科学研究奨励会 奨励賞候補者として、上記の者を推薦します。
平成

年

月

日

公益財団法人 高エネルギー加速器科学研究奨励会 選考委員長 殿
所属機関名
推薦者名

印

（＊）授 与 する賞 の種 類 については応 募 内 容 に応 じて選 考 委 員 会 が変 更 する場 合 がある。
3
－ 56 －

候 補 者 略 歴

生年月日（西暦）年

研究業績及び推薦理由4－ 57 －

月日

平成 30 年度（2018 年度）事業計画書
自至公益財団法人

平成 30 年（2018 年） 4 月 1 日
平成 31 年（2019 年） 3 月 31 日

高エネルギー加速器科学研究奨励会は、高エネルギー加速器科学及び関連技術の研究を助成し、加速器科学の振興を図り、もつて我が国と海外との学術研究の推進を図ることを目的として次の事業を行う。
1．研究に対する助成事業（1）助成対象高エネルギー加速器科学及びその関連技術に関し、優れた業績を有する国内及び海外の研究者・技術者に対する研究助成を行う。
①加速器の原理・物理・技術に関する研究②加速器を用いた研究のための測定技術や装置の開発研究③高エネルギー加速器を用いた研究④我が国及び海外の加速器科学の振興のために特に必要と思われる研究⑤上記研究に必要となる国内旅費（2）助成件数………5 件程度（3）選定方法
選考委員会において申請書の審査を行い決定する。
（4）報告の義務助成を受けた者は研究成果の報告書を提出する。
（5）募集期間
平成 30 年（2018 年）4 月～ 12 月末日
2．国際交流に対する助成事業（1）助成対象
①高エネルギー加速器科学及びその関連技術に関し、優れた業績を有する国内の研究者及び技術者
を海外に派遣する場合に助成する。
②高エネルギー加速器科学及びその関連技術に関し、優れた業績を有する海外の研究者及び技術者を招聘する場合に助成する。
（2）助成件数………5 件程度（3）選定方法
選考委員会において申請書の審査を行い決定する。
（4）報告の義務助成を受けた者は研究成果の報告書を提出する。
（5）募集期間
平成 30 年（2018 年）4 月～ 12 月末日－ 58 －

3．国際会議・国際研究集会等に対する助成事業（1）助成対象
国内において開催される高エネルギー加速器科学及びその関連技術に関する国際会議・国際研究集会等で高エネルギー加速器科学研究機関が主催する場合に助成する。
上記会議等に必要となる国内旅費及び機器購入費等の費用（2）助成件数………5 件程度（3）選定方法
選考委員会において申請書の審査を行い決定する。
（4）報告の義務助成を受けた者は研究成果の報告書を提出する。
（5）募集期間
平成 30 年（2018 年）4 月～ 12 月末日
4．研修会等の開催事業（1）高エネルギー加速器セミナー（OHO' 2018）の開催（高エネルギー加速器研究機構及び総合研究大学院大学との共催）
・開 催 テ ー マ：J-PARC 加速器（仮）・開 催 日（予定）：平成 30 年 9 月初旬
・会場（予定）：高エネルギー加速器研究機構

3 号館セミナーホール・参 加 費（予定）：賛助会員、大学生・大学院生………無料（テキスト代）研究機関職員2,000 円、一般企業職員

5,000 円・募集人員（予定）：80 人
・募集期間（予定）：平成 30 年（2018 年）6 月末日～ 9 月上旬（2）講演会の開催（主催）・開 催 日（予定）：平成 30 年 10 月
・会場（予定）：アルカデイア市ヶ谷（東京）・参 加 費：賛助会員は無料、他の参加者は資料代・募集人員（予定）：50 人
・募集期間（予定）：平成 30 年（2018 年）7 月末日～開催前日（3）高エネルギー加速器科学インターンシップへの助成
高エネルギー加速器研究機構は、幾多の優れた学術的成果を生み出し、今日では加速器科学における世界の研究センターの一つとなっている。
この高い研究レベルと研究への意欲・情熱を維持し、更に強化することが重要で、継続的な人材の育成を図るため、大学の 3・4 年生及び大学院修士課程の学生を対象とした「加速器インターンシ
ップ制度」が必要となる。
この制度では、高エネルギー加速器研究機構のつくばキャンパスと東海キャンパスで進行している加速器の開発や運転に大学生（大学院生も含む）を一定期間受け入れて、その研究計画に参加させる。
この大学生（大学院生も含む）を受け入れるための財政支援を行う。

－ 59 －

（4）レクチャー＆コンサート「科学と音楽の饗宴」への助成「科学と音楽の饗宴」は、地域の文化活動の一環として、つくば市、高エネルギー加速器研究機構が主催しする講演と音楽のコラボレーション形式のイベントである。
科学に親しみながらバランスの取れた頭脳の能力向上を目指す企画として平成 17 年より毎年開催されている。
・開 催 日（予定）：平成 30 年 11 月
・会場（予定）：つくば市ノバホール

・参 加 費：無料

・来場者数：約 800 人

5．研究者及び研究グループに対する顕彰事業（1）奨励賞の名称・概要①西川賞

高エネルギー加速器ならびに加速器利用に関する実験装置の研究において、独創性に優れ、かつ論文発表され、国際的にも評価の高い業績をあげた、原則として 50 才以下（応募締切時）の単数または複数の研究者及び技術者②小柴賞

素粒子研究のための粒子検出装置の開発研究において、独創性に優れ、国際的にも評価の高い業績を上げた、原則として 50 才以下（応募締切時）の単数又は複数の研究者及
び技術者

③諏訪賞

高エネルギー加速器科学の発展上、長期にわたり顕著な寄与があつたと認められる研究者及び技術者④熊谷賞

開発研究、施設建設など長年の活動を通して、高エネルギー加速器や加速器装置への顕著な貢献が認められる企業の加速器関係者（2）奨励賞の内容
賞金は各賞 30 万円とする
表彰盾は課題毎に授与する（3）表彰件数………各賞合わせて 5 件程度（4）選定方法
選考委員会において各賞受賞対象の審査を行い、理事会において決定する。
（5）募集期間
平成 30 年（2018 年）4 月～ 10 月上旬（6）報告の義務
受賞者は受賞課題に対する研究成果の報告書を提出する。
6．加速器科学に関する知識の普及・啓発事業
一般社会に対し、高エネルギー加速器科学に関する知識の普及・啓発活動を行う。
（一般公開・奨励会ホームページ・奨励会パンフレット・奨励会情報誌（FAS だより）等による PRを行う）－ 60 －

7．出版物の編集及び刊行事業
高エネルギー加速器科学及び関連技術の研究成果を加速器科学の振興の為、我が国の研究推進を図ることを目的として出版物を発行する。
① FAS だより（奨励会情報誌）……………………賛助会員等に配布・130 部…………年 2 回発行②高エネルギー加速器セミナーテキスト…………賛助会員・セミナー参加者に配布・70 部…………年 1 回発行③ HIGH・ENERGY・NEWS ………………………賛助会員等に配布・75 部 …………年 4 回発行
8．その他、この法人の目的を達成するために必要な事業を行う。

－ 61 －

平成 30 年度（2018 年度）収支予算書（損益計算書）
自：平成 30 年（2018 年）4 月 1 日

至：平成 31 年（2019 年）3 月 31 日
（単位：円）

科

平成 30 年度予算 平成 29 年度予算

目

（A）

（B）

増

減

（C=A-B）

Ⅰ．一般正味財産増減の部
1．経常増減の部（1）経常収益基本財産運用益基本財産受取利息

2,186,000

1,294,000

892,000

特定財産運用益特定財産受取利息

51,0003,000

48,000

受取会費

受取会費

4,950,000

5,050,000△ 100,000

事業収益

研修会等事業益

170,000

103,000

67,000

受取寄附金

寄附金等

0

0

0

雑収益

預金受取利息

1,000

1,000

0

7,358,000

6,451,000

907,000

研究助成費

500,000

500,000

0

国際交流助成費

500,000

500,000

0

国際会議助成費

500,000

500,0000

その他の助成日

0

200,000△ 200,000

1,500,000

1,234,000

266,000

研修会等開催費

793,000

350,000

443,000

出版物頒布費205,000

200,000

5,000

印刷製本費

0

0

0

諸謝金

0

0

0

給料手当

500,000

600,000△ 100,000

旅費交通費

322,000

120,000

202,000

通信運搬費

47,00050,000△ 3,000

0

0

0

賃借料

108,000

117,000△ 9,000

光熱水料費

22,00024,000△ 2,000

雑費

32,00010,00022,0005,029,000

4,405,000

624,000

給料手当

2,333,000

2,308,000

25,000

会議費

48,000100,000△ 52,000

旅費交通費

262,000

200,000

62,000

通信運搬費

61,00030,00031,000什器備品費

12,00010,000

2,000

経常収益計
（2）経常費用
①事業費

褒

賞

費

消耗品費

事業費合計
②管理費

－ 62 －

科

平成 30 年度予算 平成 29 年度予算

目

（A）
消耗品費

（B）

増

減

（C=A-B）

126,000

30,00096,000

0

0

0

賃借料

102,000

117,000△ 15,000

諸謝金

50,00050,0000

光熱水料費

22,00025,000△ 3,000

雑費

16,00010,000

6,000

管理費合計

3,032,000

2,880,000

152,000

経常費用計

8,061,000

7,285,000

776,000

当期経常増減額△ 703,000△ 834,000

131,000

経常外増減の部

000（1）経常外収益

0

0

0

印刷製本費

有価証券売却益

有価証券売却益000

基本財産評価益

基本公社債評価益000

特定資産評価益

特定公社債評価益000

経常外収益計000（2）経常外費用

000

有価証券売却損

有価証券売却損

000

基本財産評価損

基本公社債評価損000

特定資産評価損

特定公社債評価損000

経常外費用計000

当期経常外増減額

000

当期一般正味財産増減額△ 703,000△ 834,000

131,000

一般正味財産期首残高

114,901,226

115,735,226△ 834,000

一般正味財産期末残高

114,198,226

114,901,226△ 703,000

114,198,226

114,901,226△ 703,000

Ⅱ．正味財産期末残高－ 63 －

（公）高エネルギ－加速器科学研究奨励会賛助会員一覧
平成 30 年 4 月 2 日現在
会員名

会員名

1

（株）IDX

31

日本高周波（株）

2

S.P. エンジニアリング（株）

32

日本電磁工業（株）

3

エーザイ（株）33（株）野村鍍金

4（株）大阪真空機器製作所

34

VAT（株）

5

川崎設備工業（株）

35

浜松ホトニクス（株）

6（株）関電工36

日新パルス電子（株）

7

金属技研（株）37

日立金属（株）8

工藤電機（株）38（株）日立製作所

9（株）ケーバック39

富士通（株）

10

小池酸素工業（株）

40

武州ガス（株）11

神津精機（株）41（有）双葉工業12

新日鐵住金（株）

42（株）マイテック13

秀和電気（株）43（株）前川製作所

14

セイコー・イージーアンドジー（株）

44

三菱重工メカトロシステムズ（株）

15

太陽計測（株）45

三菱電機（株）16

大陽日酸（株）46

三菱電機システムサービス（株）

17（株）多摩川電子

47（株）ジェック東理社

18

ツジ電子（株）19（株）電研精機研究所

20

東京ニュークリアサービス（株）

21（株）東芝 電力システム社

22

東芝電子管デバイス（株）

23

コカ・コーライーストジャパン（株）

24（株）トヤマ25

豊田通商（株）26

長瀬ランダウア（株）

27

ニチコン（株）28

ニチコン草津（株）

29（株）日本アクシス

30

日本アドバンストテクノロジー（株）－ 64 －

評議員・役員等一覧
平成 30 年 4 月 2 日現在

評議員
氏

名

ながしま

よりきよ

順清

大阪大学 名誉教授

や の

やすしげ

安重

仁科記念財団 常務理事

よこみぞ

ひであき

一般財団法人総合科学研究機構理事長

おおの

ひでお

はかまだ

としかず

敏一

浜松ホトニクス株式会社 顧問

さとう

きよかず

東芝エネルギーシステム株式会社 京浜事業所 技監

長島
矢野

横溝 英明
大野 英雄
袴田
佐藤
任期

潔和

所

属

兼

中性子科学センター長（財）高輝度光科学研究センター 研究顧問

平成 26 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結時（平成 27 年 5 月 19 日）から平成
30 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結の時（平成 31 年 5 月下旬）までとする。

役員（理事）
役

職

代表理事

氏

名

所

属

たかさき

髙﨑 史彦

ふみひこ

高エネルギー加速器研究機構

先端加速器推進部
理事

業務執行理事

神谷 幸秀

かみや

ゆきひで

高エネルギー加速器研究機構

理 事

浅野 克彦

あさの

かつひこ

株式会社日立製作所 日立事業所 主管技師長

理 事

くまがや

のりたか

理 事
任期

熊谷 教孝
うえさか

上坂

みつる

充

研究員

国立研究開発法人科学技術振興機構未来社会創造事業
プログラムマネージャー
高エネルギー加速器研究機構

研究員

平成 28 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結時（平成 29 年 5 月 12 日）から平成
30 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結の時（平成 31 年 5 月下旬）までとする。

－ 65 －

役員（監事）
役

職

氏

名

監

事

木村 嘉孝

きむら

よしたか

任期

所

属

高エネルギー加速器研究機構 顧問

平成 26 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結時（平成 27 年 5 月 19 日）から平成
30 年度の最終のものに関する定時評議員会の終結の時（平成 31 年 5 月下旬）までとする。

選考委員会委員
氏
やまぐち

山口

名
せいや

誠哉

所

属

高エネルギー加速器研究機構 加速器研究施設 施設長

上垣外 修一かみがいとおさむ

理化学研究所 仁科加速器研究センター 加速器基盤研究部 部長

は せ が わかずお

国立研究機関法人 日本原子力研究開発機構

長谷川 和男
はば

じゅんじ

幅

淳二

J-PARC センター加速器デビジョン デビジョン長
高エネルギー加速器研究機構

素粒子原子核研究所

教授

やまなか

たく

卓

大阪大学 大学院理学研究科 教授

なかや

つよし

剛

京都大学 大学院理学研究科 教授

ながえ

ともふみ

知文

京都大学 大学院理学研究科 教授

きのした

とよひこ

公益財団法人 高輝度光科学研究センター利用推進部 部長

山中
中家
永江
木下
任期

豊彦

平成 29 年 4 月 1 日から平成 31 年 3 月 31 までとする。

－ 66 －