フォトンファクトリー (PF) は，Ｘ線域に及ぶ広範なエネルギーの放射光の利用を可能にする国内初の専用施設として，1978 年に KEK に設置され，1982 年に初めて放射光を発生しました。時代とともに PF を取り巻く情勢は大きく変化していますが，学術研究と人 材 育 成 の 拠 点 施 設 と し て の 責 任 は ，ま す ま す 大 き な も の に な っ て い ま す 。
放 射 光 黎 明 期 を 牽 引 し た PF を 振 り 返 り，ま た，現 在 を 第 二 黎 明 期 と と ら え て 未 来 へ
つ な げ る た め に ，こ れ ま で の P F の あ ゆ み を 記 し ま す 。

PF リングで低エミッタンスモード（130nmrad）の実験開始
PF-AR で共同利用実験を開始
PF リングでマルチポールウィグラー運転開始

1971 高エネルギー物理学研究所設立1974 日本学術会議「放射光総合研究所」設置を勧告
1976 高エネルギー物理学研究所にフォトンファクトリー専門委員会を設置

SRI-88（第３回シンクロトロン放射光装置技術国際会議）を主催
PF リングで陽電子ビーム蓄積に成功
PF-AR で円偏光ウィグラー・アンジュレーター運転開始

2.5GeV 電子ビームの加速，蓄積，放射光取り出しに成功
PF 研究棟完成
PF 光源棟完成

PF-AR において臨床応用を開始
PF リングで 773mA の大電流蓄積に成功

PF リングで 3GeV 運転開始
オーストラリア
ビームライン開設

総合研究大学院大学
・放射光科学専攻を設置

共同利用実験を開始

放射光実験施設（PF，フォトンファクトリー）設立

1978 年

縦型ウィグラー，アンジュレーター試運転に成功

PF 光源棟の屋上断熱工事完成
PF リングでシングルバンチ運転を開始
世界初の真空封止型アンジュレーターの放射光取り出しに成功

トリスタン MR
リングで放射光実験

放射光実験準備棟完成

入射器で 2.5GeV
陽電子ビーム加速に成功

高エネルギー加速器研究機構
・物質構造科学研究所
・放射光研究施設に組織変更

PF リング高輝度化（36nmrad）完了

PF-AR 高度化
（大強度パルス放射光源）
完了
構造生物学実験棟完成

創設経費が認められた頃の全体計画。
1982 年 3 月 PF で最初 1982 年 4 月 フランス大統領ミッテラン氏が視察に。同月に撮られたラウエ写真。 には当時の鈴木善幸首相も来訪。PF は世界からも注目を集<1sec の 書 き 込 み か ら， めた。
１秒足らずで撮影できた驚きが想像できる。

1983 年 7 月 共同利用実験開始直後の実験ホール。6 月から約１ヶ月，50 件の共同利用実験課題が実施された。この期間には初めての産業利用（リソグラフィー）も実施された。

1990 年 12 月 PF で開発された世界初の真空封止型アンジュレーター (AR-NE3A）。この技術により，中型放射光施設でＸ線領域の高輝度光を発生することができ，今では世界の放射光施設で使われている。

1990 年 太陽熱による建物のひずみがビーム軌道の安定性に悪影響を及ぼすことがわかり，光源棟屋根の断熱化を行った。このことは，これ以降に建設された世界の放射光施設の設計に大きな影響を与えた。

2001 年 1 月 建設中の PF-AR 北西棟。常時シングルバンチ運転の大強度バルス放射光源は世界的にも類を見ない。

PF 新体制発足

構造生物学研究センター設立
KEK，大学共同利用機関法人に放射光科学研究施設に名称変更

PF リング直線部増強完了

PF リングでトップアップ運転開始
構造物性研究センター設立
インドビームライン開設
Ada Yonath 博士にノーベル化学賞

PF リングでハイブリッド運転開始

改造後

2005 年 直線部増強改造により，既存の直線部は延伸され，新たな直線部が 6 箇所誕生した。写真は BL-2 のアンジュレーター（右側の青い装置）。赤色の４極電磁石を更新して短くすることにより，アンジュレーターの上流と下流にそれぞれ 2m の空間が新たに作り出された。

PF-AR 直接入射路が完成
6.5GeV フルエネルギーの電子ビーム入射・蓄積に成功

フォトンファクトリー
同窓会設立
東日本大震災で被災，夏までの共同利用実験が中止に

改造前

放射光実験施設
放射光科学第一研究系
放射光科学第二研究系
加速器第六研究系の４研究系・施設に2009 年 リボソームの結晶構造解析により，Ada Yonath 博士がノーベル化学賞を受賞。博士は，PF でタンパク質結晶構造解析の共同利用を開始した（1987 年）最初のユーザーであり，PF で開発した結晶を低温に保つ装置（写真左）が構造解析の成功につながった。

PF-AR でトップアップ
運転開始

2011 年 東日本大震災により，KEK の加速器の多くが被害を受けた。写真は，地震により転落した入射器のトリプレット Q マグネット。KEK では，多数の共同利用者に利用されている PF の復旧を最優先です
すめ，5 月 23 日には震災後に初めて放射光を装置に導入でき，秋からは共同利用実験を再開した。

KEK50 周年
フォトンファクトリー
計画推進委員会発足

新領域開拓室設立
広波長域軟 X 線ビームライン（BL-12A）
開発研究多機能ビームライン（BL-11A,B）
建設開始

量子ビーム連携研究センター（CIQuS）設立

2021 年現在，PF で最も新しいビームライン BL-19。走査型透過 X線顕微鏡 (STXM) 常設の A ブランチ（右）とフリーポートの B ブランチ（左）から構成される。

KEK は 次期光源
Photon Factory Hybrid Light Source (PF-HLS)の実現に向けた取り組みを進めています。

2023 年 8 月 開発研究多機能ビームライン建設予定地の測量の様子。旧 BL-11A, B, D の撤去が完了し，装置の一部は建設中の BL-12A に移設される。

1983 年（共同利用公募開始時）の PF 平面図(1983 年 2 月発行

放射光実験施設共同利用応募資料より）2023年現在の PF, PF-AR 平面図
AR-NW2A 時間分解 DXAFS/Ｘ線顕微鏡

AR-NW10A XAFS（高エネルギー）

AR-NE1A レーザー加熱超高圧 X 線複合実験

AR-NW12A タンパク質結晶構造解析
AR-NW14A ピコ秒時間分解 X 線回折・分光

AR-NE3A タンパク質結晶構造解析（創薬研究）
AR-NE5C 高温高圧 X 線実験
AR-NE7A X 線イメージング
高温高圧 X 線複合実験

PF-AR

Photon Factory Advanced Ring

BL-27B 放射線生物・XAFS（放射性・核燃試料）
BL-27A 放射線生物・軟 X 線分光（放射性・核燃試料）

真空紫外・軟Ｘ線分光実験
Ｘ線回折実験

BL-28A/B 可変偏光真空紫外・軟 X 線分光・高分解能角度分解光電子分光

Ｘ線分光実験・蛍光Ｘ線分析
タンパク質結晶Ｘ線回折実験

BL-1A タンパク質結晶構造解析

小角 X 線散乱実験
手法横断的実験（X線イメージング・高圧・時間分解など）

BL-2A/B MUSASHI: 表面・界面光電子分光・
広エネルギー帯域軟 X 線分光AR-SE2A
測定器開発テストビームライン【KEK 素粒子原子核研究所】

BL-3C 精密 X 線光学 / 白色磁気回折
BL-3B 真空紫外光電子分光
BL-3A 極限条件下精密単結晶 X 線回折

BL-4C 精密単結晶 X 線回折
BL-5A タンパク質結晶構造解析
BL-6A X 線小角散乱

多極ウィグラー
垂直ウィグラー

BL-20A 真空紫外分光

BL-4A 蛍光 X 線分析（マイクロビーム）
BL-4B2 高分解能粉末 X 線回折

アンジュレーター

BL-20B 白色・単色 X 線トポグラフィ

PF

BL-19A/B 軟 X 線顕微分光
BL-18B 汎用 X 線実験【インド科学技術庁】

Photon Factory

BL-18C 超高圧粉末 X 線回折

BL-6C X 線回折・散乱
BL-7C 汎用 X 線実験

BL-17A タンパク質結晶構造解析

BL-7A 軟 X 線分光【東大スペクトル化学研究センター】

BL-16A 可変偏光軟 X 線分光BL-8B 多重極限条件下精密構造解析

BL-15A2 高輝度 X 線小角散乱

BL-8A 多重極限条件下精密構造解析

BL-15A1 セミマイクロビーム XAFS 実験ステーション

BL-9A XAFS（高強度）
BL-9C XAFS（その場観察）

BL-14C X 線イメージング / 汎用 X 線実験

BL-10A 単結晶構造解析
BL-10C X 線小角散乱
BL-11A 開発研究多機能ビームライン（計画中）
BL-11B 開発研究多機能ビームライン（計画中）
BL-12A 広波長域軟 X 線ビームライン（建設中）

BL-14A 単結晶構造解析 / 検出器開発
BL-14B 精密 X 線光学
BL-13A/B 可変偏光真空紫外・軟 X 線分光BL-12C XAFS（ハイスループット）

発行： 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構

物質構造科学研究所 放射光実験施設〒305-0801 茨城県つくば市大穂 1-1

https://www2.kek.jp/imss/pf/

2023.11.1 発行