放射光利用プロジェクト研究所活動報告書
所長山口

○研究目的
放射光利用プロジェクト研究所は、2024 年度に東北大学の青葉山キャンパスに設置される次世代放射光「Nano-Terasu」を有効に活用するために、2022 年度に組織された時限付きのプロジェクト研究所である。Nano-Terasu は強力な軟 X 線領域の光を放出することができる大型施設であり、国内はもとより世界的に見ても最先端の機能を有していることから、工業製品から薬剤、生体試料まで、さまざまな材料の特性を明らかすることが可能である。福島大学
は Nano-Terasu へのアクセスもよいことから、地の利を生かした活用が期待されているところである。これまで放射光を使ったことのなかった学内研究者や院生・学生、県内企業の方にも Nano-Terasu の利用を検討してもらい、本学を中心とした地域の研究者の研究力の向上につなげることを目的としている。

克彦○研究活動内容
1. 放射光利用に関する情報収集
次世代放射光「Nano-Terasu」は 2022 年度にはまだ建設中であり、随時進捗状況を確認しておくことが必要と考えた。そのため Nano-Terasu を管轄している光科学イノベーションセンター（PhoSIC）とは緊密に連絡を取るように進めた。2023 年 1 月
19 日には建設中の Nano-Terasu を特別に視察させてもらい、建設後には封印されてしまう真空ラインなどを図１のように撮影することができた。これは、その後Nano-Terasu を紹介する際にも役に立つ資料となっている。

○研究メンバー＜研究代表者（研究所長）＞
山口 克彦（福島大学共生システム理工学類・教授）＜研究分担者（プロジェクト研究員）＞
大橋 弘範（福島大学共生システム理工学類・准教授）
大越 正弘（福島大学地域未来デザインセン
ター・教授）
横尾 善之（福島大学共生システム理工学類・教授）＜連携研究者（プロジェクト客員研究員）＞
矢内 誠人（福島県ハイテクプラザ職員）
小野 和広（福島県ハイテクプラザ職員）
杉原 輝俊（福島県ハイテクプラザ職員）
本研究所では、次世代放射光の利用を促す体制を作るために、学内研究者だけではなく、福島県ハイテクプラザの職員も連携研究者として位置づけ、福島大学や福島県内の企業における放射光活用に向けた取り組みを協力しながら進められる体制を取っている。

図 1 建設中の Nano-Terasu の線形加速器部分にて高田 PhoSIC 理事長からの説明を受ける本研究所の山口と大越教授
なお、本学は Nano-Terasu を利用するにあたり、東北エリアの大学と共同して組織したコアリッションメンバーとして参画する予定であり、2023 年 2 月 6 日に開催された Nano-Terasu 利用推進協議会などの機会を利用して他大学の研究者とも情報共有を進めているところである。
また、Nano-Terasu が運用開始になるまでに既存の放射光の現状や課題を調査しておくことも、次世代放射光の利用を促すために必要であり、本研究所のミッションの１つとして捉えている。そのため、2023
年 2 月 17 日には広島大学の所有する放射光施設（HiSOR）を訪問し、Nano-Terasu

Nano-Terasu の年間使用可能時間 20 時間を想定し、そのおよそ半分の 11 時間の測定を行った。検証結果として、実験の準備を相当にやっていないと、マシンタイムが大きく削られることがわかった。例えば、特許申請関連の新規測定系の試料については、トータル 5 分前後の測定をするのにビームラインの内部での準備や測定系の設定などでトータル６０分以上を要しており、新規系であればあるほど効率が悪くなることを確かめた。そのため、2024 年度の Nano-Terasu 運用開始までに、本学研究者が希望する実験方法（使用したいビームライン）の整理と、時間割当てのための効果的な実験計画を作成するための方針を 決 め る 必 要 が あ る 。 た だ し 、 NanoTerasu では SAGA-LS よりもはるかに強力な放射光が取り出せることが期待できるため、時間配分については実際に NanoTerasu での測定を試験的に行いながら決めていくことになると考えている。にも利用される挿入光源（アンジュレータ：図 2 参照）などの現状での適用範囲や今後の可能性等を視察し、前 HiSOR センター長の生天目博文教授とディスカションを行なった。放射光のハードウェアだけでなく、教育面での先端的な取組み（3D カメラによる放射光の仮想的研修）なども紹介いただいている。なお、生天目教授には2023 年度より客員教授を引き受けてもらい、本学での放射光研究と教育へ引き続き支援をしてもらうこととなっている。

2.
図２ HiSOR のアンジュレータライン
また、実際に放射光で実験を行う際の手続きを確認し、学生を連れて実験を行う際の検討事項を検証するために、佐賀県にある九州シンクロトロン光研究センター（SAGA-LS）にマシンタイムの許可申請を行い、大橋准教授が修士 1 年の院生を帯同させて実験を行なった。使用したビームラインは X 線吸収微細構造（XAFS）測定用である。多くの種類のサンプルを準備し、どの程度多くの吸収端での測定や、複雑な測定が可能であるかを検証した。

図3

SAGA-LS にて実験準備を行う院生

情報共有を図るための研修会の開催
学内研究者に対して放射光利用に関心を持ってもらうことを意図して、本研究所の正式発足に先駆けて 2022 年 6 月 27 日に PhoSIC の高田理事長、東北大学国際放射光イノベーションスマート研究センター長（SRIS）・村松教授に福島大学まで来てもらい、研修会を行なった。学内出席者は共生システム理工学類および食農学類を中心に 15 名程度であった。研修会後のアンケートでは各研究者の対象としている試料（材料）に対して有益な測定が可能なのかどうか知りたいとする旨の内容が多く、関心は高いものの具体的にどのような測定を行なっていくのが適切か（本当に効果的な測定となるか）について思案している様子が伺え、本研究所としてより実践的な情報提供と相談に乗れる体制を整備する必要性が感じられた。
2023 年 3 月 10 日には、郡山市にあるハイテクプラザにおいて、県内企業を対象とした研修会を行なった。本研究所メンバー
である山口（「次世代放射光って何？」）、大橋（「福島大学の放射光利用に関する取組み」）、杉原（「ハイテクプラザにおける放射光利活用の試み」）が講演するとともに、東北大 SRIS から中村哲也教授をお呼びし「NanoTerasu で見えるモノ」という題目で講演していただいた。講演後、自由討論の時間をとったところ、参加している各企業から積極的な質問や利用に際しての意見が出され、関心の高い様子が伺えた。ただし、実際に企業の課題を放射光で解決に近づけるかなど、企業単独では手を出しにくいのも事実であり、大学やハイテクプラザなどが企業に寄り添う必要性が感じられた。
3.

本研究所から学内外への情報発信
次世代放射光「Nano-Terasu」への関心を高め、2024 年度の運用開始後にスムーズに多くの研究者が利用を進められるようにするために、現段階から学内外への情報発信を行うことが肝要である。そのために本研究所ではホームページを開設し、随時情報を発信している。下記の URL を参照されたい。
https://sites.google.com/sss.fukushimau.ac.jp/pri4sr/home
また、本研究所の活動の一環として「X 線分析討論会」での講演や、「サイエンスキャッスル 2022 東北大会」（2022 年 12 月 18日・米沢市の興譲館高校）でのパネルディスカッションに参加するなど、アウトリーチ活動も進めている。

4.

まとめ
上述したように本研究所では、2024 年度に運用が開始される次世代放射光「Nano-Terasu」を本学関係者が確実に有効利用できるように準備を整え、研究力の向上につながることを目指している。設計
上、Nano-Terasu の性能は従来の放射光に比べて格段に向上しており、学術研究のみならず、産業利用の点からも大きな変革を生み出す可能性が高い。本学ではこのような好機を積極的に捕まえ、これまで放射光を利用していなかった研究者が、むしろ斬新な切り口で新しい成果を生み出せのではないかと考えてよいように思う。
2023 年度はいよいよ Nano-Terasu のファーストビームが出される年であり、次年度の実際の利用に際して、各研究者のテーマとビームラインとのマッチングなど効果的な活用準備を行うとともに、マシンタイムの割振りや申請書類の設定など実務的な内容も決めていく必要があるだろう。
2022 年度に得た各種の情報を足がかりにして、研究所メンバーが一体となり準備を進めていく所存である。