放射光を使った X 線 CT による 3D 観察
上杉健太朗
星 野 真 人竹 内 晃 久
1)
2)
2)

.

は じ

め

に

X 線 CT 法は被写体の内部構造を可視化する手法であり，

.


法の特長は内部の三次元情報すなわち X 線吸収係数の分布を非破壊かつ定量的に計測出来ることである．

X 線顕微鏡光学系を利用した X 線ナノ CT・マルチス

ケール CT

Hounsfield による医療診断用 X 線 CT スキャナーの開発(1)から医療診断分野を中心として広く使われている．X 線 CT

最 近 の 進 展

X 線ナノ CT

顕微的目的で用いられる X 線 CT は，およそ 1 mm の空間分解能を境界に 2 つに大別される．投影光学系をベースと材料科学などの分野における要求として高空間分解能 X

した X 線マイクロ CT (図)は約 1 mm 以上の構造を捉える

線 CT 撮影があり， 2000 年ごろからラボ用装置も放射光 Xことができ，それより細かい構造を観察するためには X 線線を利用した装置も急激に高空間分解能化が進んだ． 2000

顕微鏡技術と組み合わせた X 線ナノ CT が用いられる．メ

年ごろはせいぜい 35 mm 程度だった空間分解能は，本稿執

ゾスコピックとよばれるナノ～ミクロンの構造領域は，電顕

筆時点ではラボ用装置(2)(4) も 1 mm 以下の空間分解能に到と光顕がカバーする領域の間にあることから多くの分野(材達しているし，放射光施設特有の X 線顕微鏡光学系を利用した装置では 100 nm 以下という値も珍しくない(5)(7) ． X
線 CT 装置の開発自体，国内はもちろん世界中の放射光施設
において行なわれている(8)(9)．それぞれの施設あるいは担当
者の特徴を活かした装置が稼働しており，生物・材料等様々な研究分野での利用が進んでいる．X 線 CT 計測において放射光 X 線を使う理由は，その圧倒的な単色性と光束密度を生かし，空間・時間・密度(コントラスト)の各分解能を上げていくことである．また，CT 計測の可能性を拡げるという意味では，高エネルギー X 線の利用は欠かせなくなってきている．例えば単純な投影型では X 線光学系の改良や画像検出器の改良が進み， ESRF や SPring 8 を中心に 100 keV
以上での計測の重要性が認知されてきている．
本稿では大型放射光施設 SPring8 における， X 線 CT 計測の最近の進展とこれからの課題について述べる．
図1

放射光 X 線マイクロ CT 装置の模式図．(オンラインカラー)

公益財団法人高輝度光科学研究センター1)主席研究員 2)主幹研究員(〒6795198 兵庫県佐用郡佐用町光都 11
1)
3D Observation with Synchrotron Radiation X-ray CT.; Kentaro Uesugi, Masato Hoshino and Akihisa Takeuchi(Japan Synchrotron
Radiation Research Institute, Sayo-gun, Hyogo)
Keywords: synchrotron radiation, x-ray, micro-tomography
2021年10月13日受理[doi:10.2320/materia.61.65]

ま て り あ 第61巻 第 2 号(2022)
Materia Japan料科学，地球惑星科学，電池・デバイス)において未知の領

10 keV 程度あるいはそれ以下での利用に長年限られてきた域となっている．X 線ナノ CT はこの領域の 3 次元構造を非が，近年数十 keV の高エネルギー利用も可能になってき

破壊で観察することができる装置として期待されている．現た(11)(12)．

状の 3 次元構造計測の実用レベルの空間分解能は 100 nm 前

X 線の回折を利用する FZP の場合， X 線のエネルギーに後であるが(10)(11)，これが数十 nm に達すればこの領域は完

よって焦点距離が変わるため，結像顕微鏡光学系として必要全にカバーできる．
X 線ナノ CT のベースとして用いられる X 線顕微鏡は，な鏡筒長もエネルギーによって異なる．鏡筒長 7 m のBL47XU ， 27 m の BL37XU は 主に 6 ～ 15 keV のエネ ルギ

様々な技術が提案・開発されてきた．集光ビームを走査プロ

ー領域で，鏡筒長 165 m に達する BL20XU では 15 ～ 37.7

ーブとして用いる走査型 X 線顕微鏡や， X 線用の対物素子

keV のエネルギー領域に対応する．これらの装置の空間分を像拡大用の結像素子として用いる結像型 X 線顕微鏡，さ解能は実測で 50100 nm (halfpitch )である(10)(11) ．また，らに高コヒーレンス光を利用したホログラフィや coherent

通常の吸収コントラストに加え，ゼルニケ型位相コントラス

diffraction imaging (CDI)，あるいはその技術を応用した

ト法による高感度計測も可能である．一般的な CT 測定時間

ptychography が急速に発展してきた．これらは，それぞれは， BL47XU では 7.5 分(露光 0.25 s / frame ， 1800 投影)，特徴を持つが，中でも結像型 X 線顕微鏡は単位時間辺り得BL20XU では 15 分～ 30 分( 0.5 ～ 1 s / frame × 1800 投影)であられるデータ量が最も大きく，光源に要求される性能も他とるが，露光時間や投影数を減らすことで高速計測も可能であ比べて少ないことから，放射光だけでなく実験室系においてる．測定例として，小惑星探査機はやぶさが持ち帰った，小も利用されている．特に大強度 X 線が利用できる放射光施

惑星イトカワの微粒子の CT 像を図に示す．鉄の吸収端を設においては様々な状況下での測定やその場観察等の利用も挟む 7 keV と 8 keV 2 つの X 線エネルギーで吸収係数の定広がっている．

量測定をすることによって，鉱物の 3 次元分布の精細なマ

ここでは，SPring8 BL20XU, BL37XU, BL47XU で共用

ッピングに成功している．この CT データから，イトカワは利用されている結像型 X 線顕微鏡をベースとした X 線ナノ

地球上で見つかる LL46 普通コンドライトと呼ばれる隕石

CT を紹介する．概略図を図に示す．光学系は基本的に光と同じような鉱物組成を持っているということが示され学顕微鏡のそれと同じである．コンデンサにより試料面上直た(13)．

径 50～100 mm 程度の領域を均一に集光照射し，試料を透過

した X 線は X 線対物素子で拡大され， X 線画像検出器の検「できるだけ試料をこわさず，できるだけ大きいものを，マルチスケール CT

出面上で結像される．ただし， X 線の屈折率はあらゆる物

できるだけ高い解像度で観察したい」というのは，普遍的か質に対してほとんど 1 であるため，可視光領域で用いられ

つ究極の目標の一つといえよう．分解能と視野を段階的に切るレンズのような屈折型，反射型の素子は，そのままではり替えるマルチスケールイメージングはこの要求に答える測X 線領域では対物素子として有効に機能しない． X 線領域

定技術の一つといえる．光学顕微鏡では対物レンズを交換すに特化した様々な X 線光学素子が開発されているが，ここ

るなど，マルチスケールイメージングは確立された技術としでは，フレネルゾーンプレート(Fresnel zone plate, FZP,て容易に利用されている．しかし，物体内部を観察する 3D

NTT Advance Technology)と呼ばれる，X 線の回折を利用

イメージングでは，このような測定を非破壊で行うことは容するタイプの素子を対物素子として用いている．検出器に易ではない．なぜなら，対象物は視野に対して平面的に大きは，レンズカップル式可視光変換モジュールを取り付けたいだけではなく，光軸方向にも大きな厚みを持つからであ

16bit sCMOS(ORCA Flash 4.0，浜松ホトニクス)カメラをる．このような状況では，プローブ光には，大きな物体を透利用しており，測定時の実効画素サイズは 30 ～ 50 nm 程度

過させるための高い透過力と，微細構造による微小なコントである．ナノオーダーの CT 計測を可能とするために，試料ラスト変動を検出するための物質との高い相互作用という，の回転ステージにはスライドガイド軸受け式回転ステージ(神津精機)を用いており，軸ブレ精度は 100 nm 程度である．光学素子製作の技術的困難さから，エネルギー領域は

図2



X 線顕微鏡光学系を利用した X 線ナノ CT 装置の模式
図．(オンラインカラー)

図3

小惑星探査機はやぶさによりもたらされた小惑星イトカ
ワの微小試料の鉱物の 3 次元分布像．(オンラインカラー)

特集相反する特性が求められる．この要求に応えるために， X
線マイクロ CT と高エネルギー X 線位相差ナノ CT を組み

高エネルギー計測と高精細化

合 わ せ た X 線 マ ル チ ス ケ ー ル CT シ ス テ ム が 開 発 さ れ大型の試料，あるいは適当なサイズであっても高密度物質

た(11)(12) ．これは前述したように，近年 20 keV 以上の高エで構成される試料の内部構造を非破壊で可視化しようとした

ネルギー X 線に対応可能になったことで実現した技術であ場合，その試料に対して十分な X 線透過率を得るためにる．高い透過力を持つ高エネルギー X 線を使えるようになは，高エネルギー領域の X 線が必要となるということは周ればより多くの物質を破壊せずにそのメゾスコピック領域の知の通りである．なお，本項での高エネルギー領域とは，概「生きた」構造観察，つまり 3 次元でなく 4 次元あるいはそね 100 keV 以上を差すこととする．そのため，高エネルギ

れ以上の観察が可能になり，材料の真の理解につながる．

ー X 線マイクロ CT では，鉄や銅といった標準的な金属材

SPring 8 では BL20XU ， BL47XU でこのマルチスケール

料から構成された試料や化石試料などが主なターゲットとしCT が実施されている．実験装置は，広視野・低解像度イメて挙げられる．高エネルギー X 線という点に限定すれば，ージング用のマイクロ CT (図 1)と，狭視野・高解像度イメ

産業用・工業用 CT 装置など，放射光施設で利用可能な X

ージング用のナノ CT (図 2 )の組み合わせで構成されてい線エネルギーよりもはるかに高いエネルギーによる測定も可

る．マイクロ CT で試料全体を撮影し，試料をステージから能であるが(15) ，ミクロンオーダーの空間分解能における計取り外すことなくナノ CT でその関心領域( regionin-

測，あるいは X 線ビームの空間コヒーレンスを活かした屈

ofterest, ROI)を精密に計測する．両者の測定モードは，専用

折コントラストを用いた高コントラスト測定などは，放射光ソフトウエア上で簡単に切り替えることができる．ナノ CT

ベースの高エネルギー X 線画像計測が得意とするところとモードでは巨大な試料の微細構造を感度良く計測するために，いえる．一方で， X 線エネルギーに依らず，試料内部構造

X 線位相コントラスト法による高感度計測が導入されていを包括的かつ詳細に観察したいというニーズは昔からあり，

る．本システムは，大きな物体の内部をナノメートルスケー“高精細画像計測”という計測技術の成熟を待つ必要があっ

ルで非破壊的に 3D イメージングできるという利点に加え，た．近年科学計測における高精細 CMOS カメラの実用化にマイクロ CT 計測を組み合わせることでミリサイズの試料をより， X 線画像計測の高精細化を本格的に進める時期に来扱えることから，試験機も導入しやすく，時分割，insitu，ていると考えられる．本稿で取り上げる高エネルギー X 線

ex situ ， operando などの 4D CT 観察がより容易に実施でマイクロ CT の場合，幸いなことに，測定ターゲットは上記

きるようになった．

のように大型化する傾向があるため，高精細画像計測を組み測定例として，チタン合金 Ti6Al4V の内部起点の疲労

合わせることで，内部構造を広く・細かく可視化する技術とき裂を非破壊で観察した例を図に示す．チタン合金は，そして相性が良い．ここでは， SPring 8 における高エネルギの優れた機械的特性から航空機材料等にも広く使われているー X 線マイクロ CT の最近のアップデートと，それに高精が，107 回を超える非常に高いサイクルの負荷がかかると内細カメラを組み合わせた測定の現状について紹介する．

部疲労破壊を起こすという問題があり，この亀裂の発生と成

まず，放射光施設における高エネルギー X 線ビームの効

長のメカニズムの理解が急務となっている(14) ．実験ではま率的利用に関して述べる．画像計測に限らず，放射光 X 線

ず，直径 0.45 mm の試料(図 4(a))の全体をマイクロ CT モを用いた計測の場合，一般的には分光器で単色化された Xードで測定した(図 4 ( b ))．次に，マイクロ CT データから線が用いられる．特に，ある元素の吸収端近傍における測定

内部亀裂の位置を特定した(図 4(b )の丸で囲んだ部分)．最や，フレネルゾーンプレートといった回折型の光学素子を用後に，特定した内部領域をナノ CT モードで非破壊的に観察いた測定の場合，分光器を通して得られる単色性の高い Xした(図 4(c))．(a＋ b)二相微細構造と初期クラックの 3 次線の有用性は言うまでもない．その一方で，高エネルギー領

元的な位置関係が明確に観察できる．また，試験機で追加の域の X 線画像計測では，必ずしも高い単色性が必要となる

負荷をかけることによって，内部亀裂の伝播過程の精細な追わけではなく，むしろ積分強度が重要視される画像計測にお跡も可能となった(図 4(d))．

いては，エネルギー分解能に優れた分光器から得られる単色

図4

Ti6Al4V 合金の内部疲労亀裂の CT 画像． 20 keV にて撮影．(a )試験片写真 (b)マイクロ CT による撮影データ (c)(b)の円内のナノ CT による撮影データ．(d)内部疲労亀裂が 5×105 回の疲労試験により成長した様子．(オンラインカラー)

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Materia Japan

X 線では，必要以上に単色性が上がり，かえって非効率的

高エネルギー領域の X 線を取り出すためのアブソーバーおとなる．また， SPring 8 のような大型放射光施設といえよび高エネルギー X 線用シャッターは光学ハッチ 1 の最下

ど，高エネルギー領域の X 線強度は低下していくため，効流部分に設置している．高エネルギー X 線用シャッター率の良い高エネルギー X 線画像計測のためには，エネルギ

は，ロータリーソレノイドにより簡便に開閉を行うことが可ーバンド幅の広い X 線ビームの利用が適切といえる．そこ能である．シャッターの開閉スピードはともに 80 ミリ秒以で，最近の高エネルギー X 線画像計測では，放射光偏向電下である． X 線画像検出器は，他の放射光 X 線画像計測同

磁石光源から得られる白色 X 線に着目して，その高エネル

様に，シンチレータによる可視光変換型の画像検出器であギー領域成分を広いエネルギーバンド幅で利用する計測技術

り，実効画素サイズ数ミクロン以上の計測に対応するため，開発の推進している．分光器を使わずに，高エネルギー領域

タンデムレンズ系を用いた可視光光学系を採用している．しの X 線を取り出すには，適当な材質・厚みのアブソーバー

かし，高エネルギー領域の X 線では，厚いシンチレータをを用いて，低エネルギー成分を除去する方法が最も簡便であ容易に透過してしまうため，可視光光学系の配置に注意が必る．ここでは，適当なアブソーバーを用いて，高エネルギー要となる．また，高分解能測定のためには，実効画素サイズ

X 線を取り出す方法を紹介する． SPring8 の偏向電磁石かに対する可視光光学系の光学的性質(シンチレータ厚みと実ら得られる白色 X 線に対して，タングステン厚さ 0.5 mm

効的な焦点深度の関係など)も考慮する必要がある．視野幅と鉛厚さ 2 mm を組み合わせたアブソーバーを用いることに

50 mm まで測定可能な高エネルギー X 線画像計測専用に開より，ピークエネルギー約 200 keV ，エネルギーバンド幅

発した画像検出器では，シンチレータを透過した X 線から

100 keV 程度の高エネルギー白色 X 線スペクトルを得るこの散乱の影響を低減させるために，水平面内において， Xとができる(16)．アブソーバー自身には，白色 X 線照射によ線の光軸と直交するように可視光光学系の光軸を設定していり強い熱負荷がかかるため，空冷をするとともに，光源側にる(17) ．可視光光学系を介して画像を検出するカメラには，タングステンを配置することにより，鉛への熱負荷を軽減

高精細カメラを用いることで，広く・細かく撮影することがし，その変性を防いでいる．また，アブソーバー自身の透過可能となる．高精細 CMOS カメラには，浜松ホトニクス社

強度ムラに伴う，透過投影像および CT 再構成像への影響を

製の C13949 50U (画素数 4096( H )× 3008 ( V )，画素サイズ低減させるために， X 線ビームに直交する面内でアブソー

3.45 mm × 3.45 mm ， 12bit ADC )や Baumer 社製の VCXU 

バーを 1500～2000 rpm で回転させている．

201M.R (画素数 5472 ( H )× 3648 ( V )，画素サイズ 2.4 mm ×

SPring8 では，偏向電磁石ビームライン BL28B2 におい

2.4 mm ， 12bit ADC )などが利用可能である．使用するビーて，白色 X 線を用いた高エネルギー X 線マイクロ CT を行

ムモニターやシンチレータ，可視光光学系の倍率を変えるこ

うことが可能である．測定光学系の概要を図に示す．

とにより，広視野計測から高分解能計測まで対応することがBL28B2 は，計測に利用できるハッチが 2 つあり，光源に近可能であり，計測条件例を挙げると，実効画素サイズ 12.1

い上流側の光学ハッチ 2 に試料ステージを設置し，下流側

mm / pixel で視野幅 49.6 mm ，実効画素サイズ 3.99 mm / pix-の光学ハッチ 3 に X 線画像検出器を設置している．なお，

el で視野幅 16.3 mm といった測定が可能である．なお，投

図5




BL28B2 における高エネルギー X 線マイクロ CT 装置の模式図と照射 X 線のスペクトル．(オンラインカラー)

特

集

図7

BL20B2 におけるその場観察 CT 装置の様子．(オンラインカラー)

気炉や引張試験機など種々の材料試験機の設置が可能となる(20)(21)．また，観察する事象も多岐にわたる．前述の破壊
図6

高エネルギー X 線マイクロ CT 装置で撮影された石灰岩の超高精細 CT 像．(オンラインカラー)

や変形などの不可逆変化が起こるような材料試験はもちろん，弾性変形のように繰り返しの動作が可能な事象や呼吸・
心 電 同 期 を 行 っ た 小 動 物 の CT 撮 影 な ど も 実 施 さ れ て い

影像の縦方向の視野幅は，光源からの高エネルギー X 線のる(22) ．不可逆変化の観察のためにはいかに試料を高速で回放射幅に依存しており，BL28B2 における X 線マイクロ CT

転させるか，ということを考慮する必要がある．つまり，精測定位置(光源から 45 m 地点)における縦有効幅はおよそ

度良く回転するステージとその回転運動に耐えられる試料を1.5 mm である．画像 1 枚あたりの撮影にかかる露光時間は用いなければならない．現状では数 Hz(100ミリ秒より長い

概ね30ミリ秒程度であり，CT 撮影 1 回あたりの測定に要す

時間分解能)程度の CT 像の撮影が一般ユーザーに供されてる時間は 5 分前後である．ただし，上記のように，視野縦いるようである．一方で可逆変化である現象の観察はタイミ

幅の有効領域は 1.5 mm であるため，ボリュームデータの測

ングさえきちんと合わせれば，ミリ秒の時間分解能での計測定のためには，試料を鉛直方向にステップ走査して，繰り返が十分可能である．

し CT 測定を行う必要がある．測定例として，石灰岩の高エ

本項では，SPring8 BL20B2で製作されたその場観察 CT

ネルギー CT 像を図に示す．実効画素サイズは 2.36 mm装置(神津精機製 SPU12)の概要とそれを使った実験例を示として，オフセットスキャン法を併用することにより，更なす(23) ．図は，実験装置の写真である．実験ハッチには，る高精細計測を行った．投影数は 7200 投影である．図 6 に

試料ステージと X 線画像検出器が設置されている．実験ハ示した石灰岩の断層像は，10,549×10,549画素によって構成ッチでは，幅 20 mm 以上，高さ 3 mm 以上の大きなビームされており，右上に示した四角で囲った領域の拡大像では，を使用することができる．試料位置での光束密度は， 25

直径 150 mm 程度の微小な含有物のスポーク状の構造も明瞭

keV の X 線 で 1.5 × 109 photons mm－2 s－1 程 度 で あ る ． 今に測定できている．

回の実験は 25 keV で行われたが， 15 keV ～ 37 keV の範囲
であれば問題なく利用可能である．

. 4D
CT

SPU12では，数マイクロメートルの分解能(動作精度)を実現している．試料回転ステージの最高回転速度は毎秒 20
放射光 X 線イメージングでは高い光束密度の X 線を利用

度以上．上下に Z ステージを配置し，試料に一方向性の荷し，計測時間が短くできる．空間分解能(検出器の画素サイ

重がかけられる．最大荷重は 2 kN である．上下の回転ステズ)や用いる X 線エネルギーにもよるが，最近では投影像 1

ージを独立に動作させ，試料をねじることも可能である．

枚当たりの露光時間が 1 ミリ秒以下となるケースも出てく

X 線画像検出器は，ビームモニター AA60P (浜松ホトニるようになった(18)(19)．こうなると単純に時間分解能を持っクス)と科学計測用 CMOS カメラ( ORCA Flash 4.0 ，同社)

た CT 計測が可能となる．これは最近では 4DCT と呼ばれで構成されている．ビームモニターは，薄膜蛍光面(厚さ 20

るようになってきた．放射光 X 線を利用した 4DCT には一mm の P43 ( Gd2O2S:Tb＋ )粉末)と可視光光学系( f ＝ 105 mm

つ大きな利点がある． X 線の平行性が高く，試料と検出器レンズ)で構成されている．カメラには f ＝ 50 mm のレンズの距離をある程度長くとっても，画像検出器に写る像(特にが搭載されており，その結果実効画素サイズは 13.2 mm /サイズ)はそれほど変化しないことである．これにより，電pixel となった．画像のフォーマットは 2048 × 2048 ， ADC

ま て り あ 第61巻 第 2 号(2022)
Materia Japan



図8

SBR を引っ張りながら撮影した CT 像．数字は撮影開始からの時間(秒)を表す．(a)(a)各時刻の X 線透過画像．(b)サン
プルの中心で仮想的に切断した X 線 CT 画像．(c) 2 本のピンの中間点での CT 画像．(オンラインカラー)

は 16 ビットである．測定中，試料ステージは一定の速度でた画像再構成ソフトも充実しており，ほぼストレートに実施

回転し続けている．パルスモーターコントローラ(PM16C

可能である．難しいのはここから先の処理である．例えばデ

04XDL，ツジ電子)から0.2度毎にカメラに対してトリガ信ータ量であるが， 2048× 2048 画素のカメラを使った場合，号が出力される．この実験では，一方向荷重時の移動速度をCT 像 1 枚当たり 2048× 2048 画素になるので， 16bit 画像で2 mm / sec としたが，これは CT 1 回当たりの撮影時間( 7.5

あれば 8 MB ，これが 2048 枚重なると 16 GB となる．これ秒)に動く量を検出器の空間分解能以下にさせるためであが 4096× 3008画素のカメラを使うと 96 GB になる．これをる．試料はシリカ粒子(20 nm)を付着させたスチレン・ブタ

データ取得用計算機から画像処理用計算機に転送するのに相ジエン・ゴム(SBR)で，厚さ 1 mm の SBR を金属棒の先端

当な時間がかかる．さらに，3D データから必要な情報を抽に接着剤で貼り付けた．図にこの装置で得られた X 線画出するためのノイズフィルター適用，ErosionDilation 処理

像を示す．(a)(b)(c)はそれぞれ単純投影像，試料の縦断層やセグメンテーションもかなりの計算機資源を必要とする．

像(試料中心部での virtual slice)および，SBR の中心位置でまた，通常 CT 撮影は 1 回で終わることはなく，一般的なケの CT 像となっている．(a)と(c)の図の横にある数値は測定ースでも 1 日に5060スキャン行うことはザラであり，撮影開始からの時間(秒)を表している．開始から200秒ほど経過を進めながら前述の処理を遅滞なく進めることは難しい．つ(引張の距離は 400 mm 程度)したころからボイドが発生し始まり，これらを高速かつ自動で処理するような仕組みが必要

めた．500秒を過ぎるころには，たくさんのボイドが発生しとされるようになってきた．機械学習を利用したノイズ除去ていることがわかる．さらに CT 撮影中でも計測系の空間分やセグメンテーションの研究も精力的に進められているが，解能以下の変形は画質に影響しないこと，常にゆっくりと変個々の研究事例に対する適用はできているものの，ユニバー

形させることで粘弾性体が緩和することを防げていることがサルに適用できるようなものはまだ登場しておらず，試料タ分かる．

イプや条件に応じて何度も学習をやり直す必要がある．計算能力の向上や転送速度の向上を含めたハードウエアの進化も

. X 線 CT のこれからの課題 ―3D 画像処理および画像解析―
X 線 CT は試料の透過像を画像再構成し断層像を作るまで重要だが，新しいアルゴリズムを利用した画像処理のソフトウエアが登場することを期待したい．

.

お

わ

り

に

が計測であると考えられる．つまり再構成画像(CT 像)が生
データと言える．試料由来あるいは試料環境由来の計測の難

本稿では SPring8 における放射光 X 線 CT の最近の進展

しさはあるが，サンプリング定理をはじめとする変換に対しを中心に記述した．X 線 CT は世界中の放射光施設で開発・ての基本式は確立しているし，最近では GPGPU を利用し利用されておりその成果はめざましい．ラボ用の CT 装置も



特

集

非常に高いレベルに到達しており，今後の発展も期待できる．さらに，中性子線 CT ， TEM CT, MRI などといったイメージング技術が進歩しており，それらの情報が相互に参照できるのが理想的であろう．それらの技術を結ぶのは，装置の利用者諸氏および新しい発想に基づいたソフトウエア開発者である．これからの連携強化に期待したい．

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(12) A. Takeuchi, K. Uesugi, M. Uesugi, F. Yoshinaka and T.
Nakamura: Microsc. Microanal, 24(2018), 106107.
(13) A. Tsuchiyama, M. Uesugi, T. Matsushima, T. Michikami, T.
Kadono, T. Nakamura, K. Uesugi, T. Nakano, S A. Sandford,
R. Noguchi, T. Matsumoto, J. Matsuno, T. Nagano, Y. Imai,
A. Takeuchi, et al.: Science, 333(2011), 11251128.

ま て り あ 第61巻 第 2 号(2022)
Materia Japan(14) F. Yoshinaka, T. Nakamura, S. Nakayama, D. Shiozawa, Y.
Nakai and K. Uesugi: Int. J. Fatigue, 93(2016), 397405.
( 15 ) 例えば東芝 IT コントロールシステム株式会社( https:// www.
toshiba-itc.com/hihakai/toscaner-20000/)，株式会社ニコンソ
リューションズ( https: // www.nsl.nikon.com / jpn / industrialproducts/xray-ct-inspection/ct/xt-h-450)，YXLON International ( https: // www.yxlon.co.jp / ja / products / x-ray-and-ctinspection-systems/yxlon-ct-compact-ja)(2021.11.25現在)(16) M. Hoshino, K. Uesugi, R. Shikaku and N. Yagi: AIP
Advances, 7(2017), 105122.
(17) M. Hoshino, K. Uesugi and N. Yagi: J. Synchrotron Rad, 27(2020), 934
940.
(18) E. Maire, C. L. Bourlot, J. Adrien, A. Mortensen and R.
Mokso: Int J Fract, 200(2016), 312.
(19) M. P Olbinado, V. Cantelli, O. Mathon, S. Pascarelli, J.
Grenzer, A. Pelka, M. Roedel, I. Prencipe, A. L. Garcia, U.
Helbig, D. Kraus, U. Schramm, T. Cowan, M. Scheel, P.
Pradel, et al.: J. Phys. D: Appl. Phys., 51(2018), 055601(20) H. Toda, H. Oogo, K. Horikawa, K. Uesugi, A. Takeuchi, Y.
Suzuki, M. Nakazawa, Y. Aoki and M. Kobayashi: Metall.
Trans. A: 45(2014), 765776.
(21) S. Okumura, M. Nakamura, K. Uesugi, T. Nakano and T.
Fujioka: Earth and Planetary Science Letters, 362(2013), 163
170.
(22) T. Sera, K. Uesugi, R. Himeno and N. Yagi: Respiratory Physiology & Neurobiology, 156(2007), 304311.
(23) K. Uesugi, M. Hoshinio, H. Kishimoto and R. Mashita: Proc.
SPIE, 9967(2016), 99670V.
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上杉健太朗
2000年 3 月 東京工業大学大学院理工学研究科博士課程中退
2000年 4 月 財団法人 高輝度光科学研究センター 放射光研究所 研究員
2017年10月 公益財団法人 高輝度光科学研究センター 主席研究員(現職)
専門分野 X 線マイクロ CT とその応用◎SPring8 にてビームライン担当者として活動．X 線 CT 装置および X 線画像検出器の開発に従事．

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上杉健太朗

星野真人

竹内晃久

