2023年8月2日
X線スペクトロスコピー利用研究会

ビームラインの現状と再編・アップグレードの進捗について
アウトライン● SPring-8-II計画とビームライン再編● BL39XUの高度化・再編の進捗状況● BL01B1/BL14B2（汎用XAFS）の現状● 2023年1月実施アンケート結果の報告

http://rsc.riken.jp/SPring-8-II/

SPring-8-II 計画• SACLA入射• 8 GeV → 6 GeV• DBA → MBA• 偏向電磁石 → 永久磁石化• 27年度後半~1年間シャットダウンの予定※現時点での計画のため変更の可能性あり

2

分光関係BL群ポートフォリオ
BL27SU

汎用XAFS

BL27SU

STXM、走査型イメージング

発光分光

BL39XU(2023A〜24A)
再編・高度化進行中

高エネルギー分解能 HAXPESBL25SU and BL17SU
0.5

走査型XAFSイメージング
走査型XRFイメージング

複合分光

Micro-ARPES

2

BL09XU

3D ナノ計測 HAXPES(FY2021 upgrade)

全自動 HAXPESBL46XU

雰囲気環境制御 HAPES

1BL37XU

結像型XAFSイメージング

ナノ分光・ナノMCD

PEEM

0.2

投影型XAFSイメージング

発光分光・HERFD-XAFS

BL25SU 軟X線顕微鏡(MCD含む)

BL25SU

BL01B1/BL14B2

その場XAFS

BL17SU

BL27SU

再編・高度化計画中

5

Photon energy (keV)

10(22B~23A upgrade)20

再編・高度化完了

30

50 70
3

BL39XU 高度化・再編計画
ESの再編• EH2：発光分光器専用ハッチを新設し、BL39XUの中心装置として運用• EH1：磁性関係を含めた複合XAFSハッチとして整理
光学系の高度化• 光軸不変の高次光除去ミラー開発 → EH3での低エネルギーＸ線利用に対応• 各実験ハッチ(EH1 & EH2)に、専用の集光ミラーを常設• 二枚移相子の設置: 偏光制御の自由度を拡大

EH1

超伝導磁石 電磁石

EH2

集光鏡

EH1: 複合極限環境X線分光

強磁場X線磁気分光

高圧下X線(磁気)分光

X線発光分光器

集光鏡

EH2:X線発光分光イメージング(共鳴)X線発光分光

高エネルギー分解能 XAFS

EH3

ナノX線分光Nano-KB mirror

EH3:ナノ分光イメージング

ナノX線(磁気)分光
分光イメージング

4BL39XU 再編のスケジュール
年

期間
4月~7月7日

2023

7月7日~

項目
2023A期のユーザー利用 (夏の学校まで)
ユーザー利用: 183 shifts
BL閉鎖 (装置解体，ケーブル撤去など)

2023B/2024A期は通常の課題募集停止

8月~9月

新設ハッチ (実験ハッチ2) 建設

10月~
12月

光学系機器設置，実験ハッチ1内機器搬出

1月~4月
5月~

新設ハッチ建設現場

光学系調整(高次光除去ミラー，移相子，集光ミラー,他)
実験ステーション調整 (BL-774制御系含む)
段階的にユーザー利用再開を検討

2024
6月~1st term: X線発光分光 @ EH2
2nd term: 複合極限環境X線分光 @ EH1
3rd term: ナノX線分光 @ EH3

10月〜

2024B期よりユーザー利用再開
実験ハッチ1
5

汎用XAFS 2022B期からの運用体制変更
2022年度の変更点(1) 募集回数
2022B期からBL01B1でもBL14B2と同様、年6回募集を開始。
(2) 希望審査分野
BL14B2も希望審査分野「汎用XAFS・汎用MCD（SP1）」で選択可能に。BL01B1／BL14B2の両方のXAFSビームラインが「SP1」と「産業利用」双方から希望することが可能になった。
(3) ビームライン名称
BL01B1：XAFS I
BL14B2：XAFS II審査分野

ビームライン

産業利用

BL14B2

汎用XAFS

実験的な制約がない場合は、申請の際に第一・第二希望に両ビームラインを併記してもらうことで、ビームタイムを有効活用する柔軟な配分が可能に。

BL01B1

赤矢印：2022B期から追加された申請・利用の経路

6

汎用XAFS 2022B期以降の課題申請・採択の状況
BL14B2のみを希望
第一：14B2
第二：01B1
第一：01B1
第二：14B2

申請

採択率55%
採択

79%

67%

54%

63%

69%

58%

51%

56%

62%
82%

BL01B1のみを希望

成果専有・成果公開優先課題数（2021A-2023A）

B期に増加傾向

25
20
15

2022BIで不採択となった課題

10
5
2021A

再申請せず
27%

再申請するが不採択
27%

2022BII/BIIIに採択
28%

2023AI-AIIIに採択
18%

2021B

2022A

0
2022B

2023A

＊申請の半数以上が第2希望BLを記入、一定数はそれぞれのBLのみを希望（特徴的な手法の利用、研究の継続性など）＊22Bは採択率が54%に低下したが23Aは69%に回復＊不採択でも再応募まで半年待たなくて良い7

汎用XAFS 利用動向対象：BL01B1/BL14B2利用申請課題
期間：2019A~2021B期 申請件数：566件【測定吸収端】
5-30 keV
FePt

Pd
Co

L-edgeMoAuK-edge
L-edge

Pt

Mn
Ti

Ni Cu

Ru Rh

Zn

Au

In Sn

Ce

Ir
W

FeK-edge

NiCu

Co
Pd
Mn

BL14B2BL01B1

TiZn

Mo Ru
In
Zr
Rh Ag
Sn

30-70 keV
Ce
Ba La
Cs

> 70 keV

W

Ir Pt

Pb Bi

8

汎用XAFS SPring-8-IIにおけるフラックス
2023年7月時点での計画

SP8-II B2
Ec = 22.8 keV
200 mA＊計画されているEcの値を元にXOPで計算＊水平取り込み角度1 mrad
53 keV

SP8 BM
Ec = 28.9 keV
100 mA

26 keV

SP8-II B1
Ec = 10.3 keV
200 mA

SP8-II 01B1
Ec = 17.8 keV
200 mA【BL14B2】
B2は約50 keV以下で現行よりもフラックス向上する。50-70 keVも支障があるほどの強度低下はない。
→BL14B2の継続に問題なし（光軸変更に伴うBL装置の移動は必要）【BL01B1】
通常のB1は10 keV以上が大幅に低下するため広エネルギー域の実験には使用できなくなるが、01B1は例
外的にEcが大きく設定され、25keV程度まではフラックス増加の見込み。

9前回実施アンケート

期間：2023年1月12日〜1月31日
対象：SPRUC X線スペクトロスコピー利用研究会 会員
方法：メーリングリストで募集／Googleフォームで回答
有効回答数：25[1] 分光器の性能・仕様について[3] 実験ハッチ内の測定環境について現状の二結晶分光器の性能に不満はない。

エネルギーの再現性など安定性に不満がある。
もっと速くスキャンしたい。

エネルギー範囲を低エネルギー側に広げて欲しい。
白色を利用した分光実験（DXAFS）がしたい。

0510XAFS以外の分析手法を同時に使いたい。
反応ガス供給・処理設備をさらに高度化すべき。
多試料の連続自動測定をさらに充実化すべき。
In-situ実験とex-situ測定の切り替えを迅速にしたい。
検出器の切り替えをより簡便に行いたい。
試料周りのスペースがもう少し広い方が良い。
現状で特に不便は感じていない。
0[2] 蛍光収量測定用の19素子Ge検出器について

5[4] X線の強度についてその他・無回答取り扱いが手軽な方が良い。
測定にかかる時間を短くしたい。
エネルギー分解能を上げたい。
安定性を向上させて欲しい。
もっと広いダイナミックレンジで測定したい。

16%
現状のビームサイズ・強度で問題ない。
051015

その他
・SDDにはない良さ（高エネルギー側が測定可能）もあるので、ぜひそのアクティビティーを堅持してほしい★BL01B1の老朽化した19素子Geは36ピクセルGeに更新（2024年度中に利用開始の予定）

試料位置でのフラックス密度44%がもう少し高い方が良い。
40%

その他
・難しい問題だと思います。強いほうが良いのでしょうが、ダメージの問題も出始めています。

1010

前回実施アンケート
2022年度 動向調査報告書より

期間：2023年1月12日〜1月31日
対象：SPRUC X線スペクトロスコピー利用研究会 会員
方法：メーリングリストで募集／Googleフォームで回答
有効回答数：25

ビームライン再編に関わること• 汎用XAFSビームラインでは学術，産業とも4d金属のK-edge (20 keV以上)の需要が多い.SPring-8次期計画による偏向磁石の変更において汎用XAFSビームラインは高エネルギーまで使える方に設置してほしい.
• 今後も in-situ/operando 計測の需要に対応する高速計測環境の構築が不可欠．実現には X 線強度の増強が必要かと思われるが，アンジュレータ光源ではその輝度のために試料の変質や破壊の問題も生じる.偏向電磁石光源のほどよい強度で高感度な計測に向けた技術開発を推進する必要があると思われる.
・蛍光XAFSにおいて、フィルタを入れたり、検出器を遠ざけるなどすることがあるが、そもそも飽和しにくい検出器開発もしくは非常に高計数であっても数え落としを綺麗に補正できる技術・仕組みの開発。
解析環境の整備・データセンター関係
・得られた結果の信頼性を高めるために，実験しながら解析できる計算環境があるとよい.例えば，WEBベースで，条件を input していくだけで，簡単なスペクトルのシミュレーションができるようなもの.
• コロナ禍と同様の状況は今後も起こり得るだろうし，特に産業利用や海外利用者にとってはリモート計測が可能となれば，新規ユーザーへの利用拡大に繋がる. データベース構築や自動計測に伴う大量・大容量データに対するデータセンターへのデータ移送の検討も進めるべき.
• リモート計測とデータセンター構想を含めたデータ解析支援体制の充実および高度化を希望.
• 今後，大容量データが増えるのでデータセンターは是非必要.
メールインサービスへの要望• 学術用途においてあと数点のXAFS測定ができれば論文化できるといった場面が多い.短期間の論文化を条件に安価なメールイン測定の制度が欲しい.
• メールインサービスをお願いしたい.例えば，1 カ月に 1 日ほど，メールインサービスの時期があっても良い.大学には使用料を割安にする代わりに， 論文発表を義務化すれば施設側としても成果が出てよいのではないか.
• 代行測定とその実験の標準化，規格化などを進めていくことは重要.
その他• Web 上でマニュアル等の情報発信を強化してほしい.
・in situ セルなどの知見について情報共有のハブになってほしい。一定の標準化ができれば実験サポートという点でもメリットがあると期待する.
11

ビームライン再編・高度化に関することやその他、SPring-8に対する皆様のご意見をお待ちしています