J-PARCセンター副センター長就任1年目を迎えて=

小角散乱という分析技術

コントラスト変調法

I(q)=

動的核スピン偏極コントラスト変調法

動的核スピン偏極の親水性材料への発展

中性子小角散乱の実測

水素利用の燃料電池

終わりに

MLF装置研究者によるIoT機器開発から東動施設におけるDXを考える

1.はじめに
デジタルトランスフォーメーション(Digital Transformation、DX)はスウェーデンのウメオ大学のErik Stolterman氏によって2004年に、“情報技術(IT)の浸透が、人々の生活をあらゆる面でより良い方向に変化させる"という概念[1]として提唱された。経済産業省が2018年にまとめた「DX推進ガイドライン」によるとDXは、「データとデジタル技術を活用して製品やサービス、ビジネスモデルを変革するとともに、業務そのものや組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争優位を確立すること」と定義されていろ。 J-PARC MLFのような特定先端大型研究施設においても、ITをより有効活用するDXについて考える機会が増えている。MLFの各中性子散乱装置において、実験データはどの装置もPC制御で取得するが、装置の運転や、実験の遂行に必要な機器類は現場で目視確認し手動操作するものが多数ある。これらもコンピュータ等を用いて操作/管理する体制への移行が議論されている。機器やシステムの自動化・スマート化は、定型反復作業由来の誤操作確率の低減のみならず、良質な成果創出に必要な実験データ解析や科学の議論や未来を語らう時間への有効活用が期待できる。筆者はMLFに設置されているダイナミクス解析装置(BL02) [2]の装置付研究者である。本稿では、本実験装置の運転管理や実験サポートの観点から先導的に開発したモノのインターネット(Internet of Things, IoT)で使用する機器(以降‘IoT機器’と呼ぶ)を紹介し、科学実験施設におけるDXについて考える。
2. BL02におけるloT機器開発
J-PARC MLFでは標準実験装置制御ソフトウェアフレームワーク(IROHA2) [3]を使用できる。IROHA2は、各装置内が制御する機器の運転状況を記録管理することができる。中性子実験データ収集系プログラムとも連動し、実験に関連する機器群の時系列ステータスも出力することもできる。機器の登録/解除はWebブラウザによって、簡便に行うことができる。実験者や装置担当者は各装置が統括するIROHA2に組み込むIoT機器を開発することにより、多種多様な実験に併せて自在に必要な機器を組み込み、実験中の機器の制御や監視、時系列データの記録ができる。 BL02[2]の運転や実験にはたくさんの機器が関わっている(図1)。それらを実験者目線から分類すると、 ①実験に直接関わる試料環境等機器類、実験データの取得に必要なサーバ群、②中性子検出器や真空ポンプなど、実験遂行に関わらず常時正常稼働が必要な機器類、③実験に必要不可欠なユーティリティ（電気、水(冷却水)、ガス、圧縮空気)に分類できる。③は実験時の環境インフラに相当し、安定供給されている状況で、はじめて②が正常運転でき、②が常時稼働状態で①が正しく動作するというピラミッド型システムを構築している。①、②については、電気制御機器であることが多く、潜在的にIoTに組み込みやすいが、③については、多くの場合IoTに組み込まれていないことが多い。ここでは、BL02で開発した、試料温度制御を行う真空チャンバーのガス制御システムを紹介する。試料はBL02のクライオスタット内真空チャンバー内に設置される。真空チャンバーの外側に接続されている冷凍機と、試料の入った容器上部アダプタ部に埋設されているカートリッジヒータで、温度コントローラを介して試料温度を精密制御する。低温下では真空チャンバー内に導入した比熱容量が大きいヘリウム(He)ガスを用いて冷凍機の設定温度を試料セルに伝えて温度制御し、高温下では真空チャンバーを真空断熱状態に排気し、カートリッジヒータからの熱伝導によって、試料温度を制御する。従って、試料交換時は余計な水分等が真空チャンバー内に混入しないように、低温から高温へ(またその逆に)温度制御を切り換える場合は、注意深く手動操作して真空チャンバー環境を精密制御する。筆者らはこの煩雑な反復動作を電磁バルブやゲートバルブを用いて駆動する自動ガス置換システム(DICEと名付けた)を開発(図2)し、温度制御方式切換に伴う真空チャンバー環境の変更等の一部のプロセスを、 IROHA2からリモート制御、監視ができるように組み込んだ[4]。DICEの正常稼働には、高真空環境を作るためのターボ分子ポンプ(TMP)が常時稼働している必要がある。そこでIROHA2と通信して起動/停止や運転状況を監視可能なターボ分子ポンプ(remote TMP,  rTMP)を開発した(図2) [5]。他に、DICEの運用に、Heガスも必要である。デジタル圧力計付圧力調整器を用いて、Heガスボンベの残圧量をモニタできるIoT機器も開発した(図3) [6]。我々が開発したIoT機器のカテゴリは、DICEや温度コントローラは①、rTMPは②、Heの残ガス圧モニタは③に分類される。これらIoT機器はBL02のローカルエリアネットワークに接続され、同ネットワーク内の機器群全体を統括するIROHA2が、各機器の出力値や状況を管理し、中性子実験と連動できるように組み込まれている。また、IROHA2は読み込んだ情報を可視化できるので、情報の一部を異常時等のアラートとして装置担当者等が情報を閲覧でき、また成立条件により装置担当者の判断を待たずにプログラムが各機器に信号を自動送信し、関連する機器群を連携して安全に動作/停止することもできる。 DICEとこれに関連するIoT機器の連携運用を2021年1月より開始し、要望に応えて機能を追加しながらl年以上安定稼働している。加えて自動試料交換機[4]も開発(図2)し、ユーザー実験に積極的に活用されている。これらIoT機器は手動操作回数を減らし、実験タシステム[6]者や我々装置担当者における負担軽減に大きく貢献している。中性子実験に直接関わる試料環境機器の自動化・スマート化により、これに付帯する機器類のIoTへの組み込みをも促進し、更なる安全性や利便性の向上が可能であることが判った。これら一連のIoT機器を開発し、運用して以下の経験を得た。 1)IoT機器の使用者(研究者)が創り上げた仕様に基づき、「設計→組立→通信→プログラム」それぞれの専門技術者によるチームが開発するのが良い。 2)必要最小限の制御が可能な中央処理装置(CPU)等を用い、相互通信するIoT機器の統合システムとして構築するのが良い。多少予算増にはなるが、不具合箇所を特定、拡張性を担保しやすい。複数のIoT機器の連携には、IROHA2などのネットワーク上位のプログラムによって制御/監視していくのが良い。 3)小規模なIoT機器は、低予算かつ短期間での開発・導入を促進できる。高信頼性が必要なIoT機器には、ファクトリーオートメーション分野等で使用される堅牢性の高い機材の使用が適切である。 4)IoT機器のメンテナンスは必要であり、IoTの積極導入が大きな予算削減効果や定期保守からの解放を期待できるとは限らない。 5)IoT機器それぞれの時系列データの記録の要不要を判断し、必要な場合は保存期間・場所とその閲覧方法を検討しておく。IoT機器が出力する情報/データが、使用者が必要なタイミングで機器に問い合わせるpull型か、実験条件変更などのイベントや機器異常などの発生時に機器が発報するpush型、のどちらが適切かを考えておく。pull型データの取得タイミングは個々に委ねられているので問題にならないがpush型のデータにおいて‘ヒトが知りたいタイミング’には個人差がある。
3. MLFにおけるloT
実験科学では多種多様な試料・測定条件を想定する必要があるため、高いフレキシビリティが必要である。 MLFでは、IROHA2と通信可能なIoT機器の新規製作、あるいは非IoT機器の改造が現状ではベストな選択である。最先端の科学実験を開拓する上では実験に必要な機器を初めからIoTへ全て組み込むことは開発予算や研究の遅延などの理由から必ずしも最優先とすべきではないが、手法を最適化後は効率的な実験遂行の点から機器のIoTへの組み込みを積極的に進める価値はあるだろう。さて、視点を拡げてMLF実験施設のDXにおける‘手段のIT化’という部分について大雑把に分類すると、 A)実験施設や装置の運転、維持管理におけるDX B)実験実施、データ処理/解析におけるDXが挙げられる。2項で取り上げた一装置に属する機器群のIoTへの組み込みは、A)の一部にすぎない。施設管理の観点からは各装置の全てを把握する必要はないが、非常やその兆候に関わる情報等、装置担当者からは施設の運転情報等の相互共有が必要である。このように必要な情報を階層を超えて相互通信できることは施設においてDXを達成するためのインフラとして重要である。現状では、施設、装置問わず機器類の異常やその兆候のチェックは定期パトロールやパトランプ等の利用にその多くを依存している。またネットワークカメラを運用することで、pull型の情報収集により遠隔監視が可能になる。また、画像情報処理や、電気信号の処理から必要な情報をpush型のデータとして抽出することもできる。先述の通り、機器ごとに情報の保存期間や検索しやすさ等の検討を要する上に、施設が管理する情報は、当然、厳選しても装置のそれよりもはるかに膨大であり、負担や責任が大きいことも容易に想像できる。中性子実験は、実験者が実験施設に来所して、実験やデータ処理を行うオンサイト型が一般的である。昨今のコロナ禍の影響もあり、B)に関する実験の実施やデータ処理/解析についてのDXも検討されている。具体的には実験施設の敷地外からセキュリティ保護下で外部アクセスから操作する実験条件等の入力とその実行、得られたデータの同リモート処理/解析である。リモート実験の遂行には、先述の自動試料交換機をはじめとするIoT機器群などハード面の整備のみならず、実験中のデータを吟味しながら実験を実施することで、より良いデータの取得にする直結するため、リモート実験やデータ処理/解析に対応したソフトウエアも整備する必要がある。最近は、オペレーティングソフト(OS)等の基本ソフトウエアのサポート年限が短いため、クロスプラットフォーム対応の解析プログラムを開発するより、オンライン解析の有効性が大きい印象がある。海外の中性子散乱施設では、各装置の実験状況を日本から閲覧できるばかりでなく、情報セキュリティ保護下で、日本からリモート実験が実施可能な装置もある。MLFにおいても、関係各所と調整しながらリモート実験を試験的に実施し、リモート実験の運用を目指している。我々の装置でも、リモート実験/解析における設操作防止等諸問題を考慮したリモート実験に向けて、オンサイトで使用中の万葉ライブラリや空蝉プログラム[3]の機能を拡張するなど、検討を始めている。 MLFへの外部からのアクセスがIT無しでは進まない一方で、情報セキュリティ対策をせずに利用することは困難である。一方、DXが目指す、快適生活の実現の観点に立つと、例えば、一般に鍵の種類と数でセキュリティレベルは上がるが、手間が増えることはストレスとなり、結果としてその鍵やサービスは使用されなくなる可能性がある。一律に全ての情報を管理するのでなく、情報の種類によって保護レベルを変えるなどなんらかの知恵を絞る必要がある。他のセキュリティ関連課題は、同時接続するマルチユーザーとその対象データに関する管理に関わることである。毎日、適切に対象者に関わるアクセス権の譲渡/失効をヒトが判断して対応することは負担が大きいことは容易に想像できる。その他、データ科学を活用した新材料開発を狙うマテリアルDX (MDX)への展開も想定される。実験者が取得したデータの管理だけでなく、クレジットや実験データに付帯する使用装置・試料・試料環境情報などの保護管理についても同様に慎重な議論が必要であろう。 ITを用いたインフラ整備や開発は今後、多方面で充実させていく必要がある。減ることのないデータストレージ対応や、寿命が長くない高速計算機の置換えに対する負担を軽視できない。負担を確実に減らすための竪牢なものかつ、拡張性などフレキシビリティを有する運用コンセプト(フレームワーク)を描くことが求められる。
4.技術開発や教育・研究におけるDX
科学実験に関わるマーケットが小さいことが１つの要因だと思われるが、我々が開発したIoT機器の量産化を検討して頂けるほどの評価は得られていない。また、研究者側の研究予算の節約思想、そもそもIoT機器でなくても実験や研究が成り立つだろうという現状維持思想、IoT機器に仕事を奪われることを懸念する心理、IoT機器開発成果の評価しにくさが、IoT機器類の普及を遅らせている。 IoT機器開発は、プログラミングが必須となる点でデジタル教育における題材として適している。さらに、成功体験から新規IoT機器開発など創造的な学習効果[7]も期待できることから、このようなデジタル教育を教育におけるDXと位置づけることもできるかもしれない。一方で、2項で述べたとおり、IoT機器システムの構築には、これまでの技術開発や科学研究の手法に新たに通信やデータサイエンスが加わるので幅広い視野と、良質な人脈の構築が必要になる。各技術や各科学研究の革新には失敗や無駄とも見える試行錯誤の経験が必要不可欠であり、そのための時間が必要である。教育や学習(実験や研究を含む)の全てをDXに頼るのではなく、現場(オンサイト)で五感に触れ、思考時間を充分に確保し、また多分野の専門家と議論、共創することは極めて重要である。
5.まとめと展望
MLFにおいても施設インフラ、計算環境、情報セキュリティ、試料持込/持出をはじめ、各部署でDXについて議論され、少しずつではあるが進展している。我々が開発したIoT機器は、装置において実験者や装置担当者の負担を軽減し、以前よりデータや科学研究に関する議論の時間が増え、研究成果も増加傾向にあることから、MLF・装置への更なるIoT導入の効果は期待できる。コロナ禍による様々な制約により来所できない実験者が多い。MLFは、来所できないユーザー代わって装置担当者が実験することを義務付けておらず、ユーザーが来所できない場合は採択課題をキャンセルとすることを事前に伝えているが、装置担当者が実施可能な多くの実験で代行実験が実施されている。実験プランを装置担当者に完全一任するものから実験中も装置担当者と実験者がやりとりするものまで様々な形態で代行実験が執り行われている。数年前から運用を目指して開発していたIoT機器が我々の装置でも代行実験の遂行に幸か不幸か大いに役に立っている。現行の代行実験は先述の形態により、負担が少なく依頼分析サービス様に実質データを取得できる点で一部のユーザーには好評であるが、オンサイト実験に比べて様々な雑務をしながらの実験となるため、実験に集中できないとする声も問く。実験者と装置担当者との物理的距離が、意思疎通を困難にしているなど課題も多い。その他、試料受取〜分光器へ試料設置、実験計画の立案や調整など、装置担当者側の負担が増加傾向にある。代行実験は原則、非常時対応と位置付け、必要なインフラを整備した上で、オンサイト実験をプライマリ、リモート実験を、セカンダリオプションとすべきであると考える。オンサイト実験・リモート実験に関わらず、科学実験におけるDXの潮流は世界的に今後も続くと思われる。来るSociety 5.0[8]時代を切り拓く人材の育成や確保の他、中性子実験施設における技術や経験の伝承方法についても早急に審議が必要である。次世代を担う大学・専門学校の学生等を対象にMLFにおけるDXに関わる課題を募集し、共に未来を考えるのも良いかもしれない。家電化が進む自家用車において、車載の全地球測位システム(GPS)の情報と連動した緊急通報、スマートフォンと連動した車輌追跡などが可能な‘繋がるクルマ’が注目されている[9]。車輌という性格から高速かつ無線の通信方式が採用されていると推察される。仮に、10年後を見据えた時にどの通信方式が大型実験施設あるいは科学実験にとって最適なのだろうか？筆者らが行ったIoT機器の装置への導入はDXにおいては‘手段の変化’の一手にしか過ぎない。DXの本質は企業文化改革、コミュニティ改革とする著書[10]が対象とする産業にMLFのような科学研究施設は含まれていない。MLFにおいては、単純にビジネス・サービスの改革としてDXを導入するのではなく、バイオ・ナノ・量子における物質科学研究、関係する技術や知識や経験の次世代への伝承も含むDXとして、どのような未来を描くか、またどう促進すべきかを議論する時期にきている。 [1]   E. Stolterman, Anna Croon Fors. “Information Technology and The Good Life”, Relevant Theory and Informed 2004. https://doi.org/10.1007/1-4020-8095-6_45 [2] 柴田篤ら“J-PARCパルス中性子源における結晶アナライザー逆転配置分光器DNA”波紋, 2016, 26, 1, 37–41. https://doi.org/10.561 l/hamon.26.1_37稲村泰弘“MLF計算環境グループの活動”波紋[3] 2021, 31, 3, 121–127. [4]  T. Tominaga, et al. “Position-Encoded Automatic Cell Elevator for BL02, J-PARC MLF” JPS Conf. Proc. 2021, 33, 011095. https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011095 [5]  Y. Kawakita, et al. “Current Status of BL02 DNA in 2020" MLF Annual Report 2020. pp.84-85 https://mlfinfo.jp/_src/resource/PEPngy9XwF/ MLF_AR_2020.pdf [6]   富永大輝ら“MLFでSociety 5.0を考える” CROSS T&T, 2021, 69, 39–43. https://www.cross.or.jp/pdf/TandT/CROSS- TT_69.pdf [7] ジョン・カウチら花塚恵(訳) “Appleのデジタル教育”かんき出版2019. [8] [9] https://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/河口信夫高田広章佐藤健哉“つながるクルマ” (モビリティイノベーションシリーズ3)コロナ社2020. [10] 黒川通彦ら“マッキンゼーが解き明かす生き残るためのDX”日本経済新聞出版2021. IoT機器の開発・本稿の執筆には、川北至信氏、松浦直人氏、山田武氏、小林誠氏、笠井聡氏、桐山幸治氏、大内啓一氏、花島隆泰氏、曽山和彦氏の協力、助言を頂きました。ここに謝意を表す。
量子科学技術研究開発機構放射光科学研究センター高圧・応力科学研究グループ斎藤　寛之水素は材料中で様々な化学状態を取ることができるため、水蒸の化合物である水蒸化物は多様な機能性を発揮する[1]。近年では常温超伝導、ヒドリド伝導、高速イオン伝導などの機能性水蒸化物の研究が広範にわたり進められているが、半世紀以上の研究開発の歴史を有する水茶吸蔵合金の研究も、水茶エネルギー社会の実現に向けて、引き続き精力的に進められている。水蒸はエネルギー利用時に温室効果ガスを発生しないクリーンなエネルギーキャリアとして、また、様々な一次エネルギーから変換可能で長期保存が可能なエネルギーキャリアとして期待されている。一方で、水素は私たちが生活している常温常圧で気体であるため、エネルギー密度が低いという問題がある。水蒸吸蔵合金では水素を原子状の固体で貯えることが可能となるため、体積水素密度を液体水蒸以上に高くすることが可能であるというメリットを有する一方、金属を用いるため重量面に課題がある。また、エネルギー貯蔵材料として大量生産・使用する場合、材料コストも課題となる。水茶吸蔵合金を探索する上では、「水蒸化し易い金属と水蒸化し難い金属を合金化させる」という指針が良く知られている[2]。また、水蒸吸蔵合金に限らず、これまで合成されている水蒸化物はほぼ例外なくこの指針に従う。ここで「水蒸化し易い金属」とは常圧近傍の水蒸圧力で容易に化学量論組成に近い水蒸量の水蒸化物を形成する金属を指し、周期表でアルカリ金属からＶ族までの元素とPdが該当する。これに対して「水素化し難い金属」は化学量論組成に近い水素量の水素化物を形成するのに少なくとも1万気圧以上の高圧水素が必要な金属を指し、周期表でCr族からCu族の元素のうちPdを除くものが該当する。水素吸蔵合金の場合では、水蒸化しやすい金属はその水蒸化物が安定に過ぎるため、水蒸放出に高温が必要となってしまう。水蒸化しやすい金属に、水蒸化し難い金属を混ぜることで適切な温度で水素放出が可能となるように調整している。この考え方の基本となっているのが、二種類の金属を合金化させ水蒸吸蔵させた時に、合金水蒸化物の安定性が構成元素それぞれの水蒸化物の安定性の中間になるという点である。この考えに基づけば、雛水素化金属を組み合わせても安定な水素化物は得られないはずである。この水素吸蔵合金の探索指針は非常に有用である一方、材料探索の幅を制限しているとも言える。これまで水蒸吸蔵量や水蒸吸放出性能に優れた材料としてLaNi 5やTiFeといった吸蔵合金が開発され、既に実用にも供されている。これらの合金は比較的高価な金属を含み、また、重量水素密度を向上させたいというニーズがあるが、上述の探索指針の範囲内では有効な金属の組み合わせは多くなく、材料探索からこれらの課題を解決することは困難であることが推察される。筆者らは、もし従来の水素吸蔵合金の探索指針にとらわれること無く、難水蒸化金属のみから構成される合金の水蒸化物を得ることができれば、材料探索の幅が飛躍的に広げられるようになるのではないかと考えた。難水蒸化金属の中でも特に軽量安価な金属であるアルミニウムを豊富に含み、難水蒸化金属のみから構成される合金の水蒸化反応を探索している。最近、アルミニウムと鉄という私たちにとって最も身近といってもよい金属を組み合わせた合金が、従来の探索指針に反して水蒸化物を形成すること、そして、得られた水蒸化物が常圧近傍でも熱力学的に安定である可能性を示す結果を得たので、これらの成果について紹介する。また、水蒸化物研究には欠かすことのできない中性子利用技術についても本研究成果と併せて紹介すみ。従来の水素吸蔵合金の探索指針に従わない材料を従来の合成方法で実現することは容易では無い。筆者らは高温高圧水蒸化技術を使って新規水蒸化物の探索を進めている。理想気体の反応性(化学ポテンシャル)は圧力の対数で増加するので、気体の反応性に対する圧力効果はそれほど大きくないように思える。しかし、水素が理想気体の振舞いから外れる高圧下(約1000気圧以上)では水蒸の反応性は圧力に対して急激に増加し、金属の水蒸化反応が進行しやすくなる。これを利用して常圧近傍では合成できない新規水蒸化物の探索を高温高圧下で行う。高圧下で得られる新規相は高圧安定相なので、常圧に戻すと不安定化してしまうのではと想像される読者も多いと思われる。その指摘は正しく、筆者らが高圧で合成に成功した水蒸化物の幾種かは、減圧過程で水素を放出してしまい、常圧下に回収できなかった。しかしながら、反応性に富む水蒸の効果は水蒸反応カイネティクスの向上にも貢献するため、例えば常温常圧で安定な水素化物を形成できるにもかかわらず、合金表面が化学的に安定な不動態で覆われているため水素化が実現していなかった様な材料は、高温高圧下で水蒸化物を形成して、それが分解することなく常圧に回収される。本日紹介する材料も現時点では水素化に高圧が必要であるが、熱力学的には常圧近傍でも水蒸化物を形成可能と考えられるものである。高温高圧水蒸化はキューピック型マルチアンピルプレスと呼ばれる高圧発生装置を用いて行った。この装置の模式図を図lに示す。この装置では試料を含む立方体形状の圧力媒体を６個の炭化タングステン製のピストン(＝アンビル)で等方的に圧縮することで、試料位置に超高圧を発生させる。この立方体の中に円筒状のグラファイトヒータをセットし、電極と上下のアンビルを通して電力を供給することで、ジュール熱により内部から試料を加熱する。ここでさらに円筒状グラファイトヒータの内部に高温高圧水蒸化を実現するためのパーツをセットする。この技術は深井らによって開発されたもので、国内外の高温高圧水蒸化物合成研究グループで広く使われている[3,4]。ポイントとなるのは以下の３点である。(1)内部水茶源：高圧合成に必要な量の水素気体を常温常圧下から高圧装置に封じ込めるのは容易では無い。この技術では内部水蒸源と呼ばれる、高圧下での加熱により水素を放出する化学物質を用いる。内部水素源としてはNaBH 4とCa(OH) 2の混合粉末、AIH 3 、NH 3 BH 3などが用いられる場合が多い。(2)水素封止カプセル：内部水素源から高温高圧下で水蒸が放出されても、それを封じ込める工夫をしないと拡散性に富む水素は容易に系外に逃げてしまう。ここで粉末のNaClで作製したカプセルを用いると高温高圧の水蒸を閉じ込めることが可能となる。NaClは0.1 mmの厚さでも10万気圧、800℃の高温高圧水蒸を十分に封じることが可能であり、よく最適化された高圧合成用のパーツを用いると2~3日の間、10万気圧、800℃の水素を封じておくことが可能である。(3)セパレータ：内部水素源が水素を放出した後には、何らかの副生成物が残る。この副生成物と試料が接触すると意図しない反応が進行する可能性がある。ここで試料と内部水蒸源の間に釜化ホウ素で作製したセパレータをセットする。この窒化ホウ素セパレータは化学的に安定なため、副生成物と試料の反応は阻害する。一方、セパレータは高温高圧水蒸を通すことができるため試料位置に水素が供給される。 (1) ～ (3)の組み合わせにより、高温高圧下での試料の水蒸化反応が実現する。高温高圧法は新規水蒸化物合成に有効な方法である一方、合成条件に圧力が加わることで、条件探索や最適化に多数の実験が必要になる。通常は合成パラメータを一つずつ変化させて高圧実験を行い、常温常圧下に回収された試料を分析し、それらの結果を比較することで合成条件の探索や最適化を進める。ここで高輝度、かつ、指向性の高い放射光文線を利用すると、高温高圧下での試料の結晶構造を粉末X線回折によりその場で観察可能になる。これにより、目的とする水素化反応が進行しているかどうかといった情報がほぼリアルタイムに得ることができる。新規水蒸化物の合成条件の探索と最適化が効率的に進められる様になる。ここで一つ注意が必要なこととして、放射光文線回折によるその場観察実験では、水蒸に関する情報は得ることはできない点が上げられる。放射光Ｘ線回折では水蒸化による金属格子の膨張や変形を検出することで水蒸化の有無を判断する。この実験だけで水蒸化物生成を確定することはできないので、回収試料の分析結果と合わせて新規水蒸化物の生成を判断する必要があみ。アルミニウムと鉄の合金について、アルミニウムに富む組成領域の合金の高圧水蒸化反応を放射光その場観察法により探索したところAl 13 Fe 4合金が7万気庄、650℃以上の高温高圧下で水蒸化し、新規水蒸化物Al 3 FeH 4を形成することを見いだした[5]。以下に実験と結果について説明する。出発物質はアーク溶解炉を用いて作製したAl 13 Fe 4合金を用いた。得られたボタン形状のインゴットを乳鉢で粉砕し、直径1mm、高さ0.4mmの円筒形状に圧縮成型し、窒化ホウ素製の試料カプセル兼セパレータにセットした。内部水蒸源であるAlH 3、または、 NH3BH3と共にNaCl製の水蒸封止カプセルに試料を組込み、加熱用のグラファイトヒータとともに立方体圧力媒体にセットし、キュービック型マルチアンビルプレスで加圧した。試料は室温で９万気圧まで加圧された後、アンビルに加える荷重を一定にした状態(≒圧力一定)で750℃まで加熱された。内部水蒸源から約600℃で水素が放出され、それ以上の高温で試料は水素中に保持された。750℃に到達後、約2時間試料を水蒸中に保持し、その後室温まで降温し常圧まで減圧した。以上の過程を大型放射光施設SPring-8の量研専用ビームラインBL14B1において、粉末X線回折測定によりその場観察した。常温常圧下に回収された試料は粉末X線回折、粉末中性子回折、支差熱天秤ー質量分析装置(TG-MS)等により評価した。図２に放射光その場観察により得られたAl 13 Fe 4合金の粉末X線回折プロファイルを示す。Al 13 Fe 4合金を室温で9万気圧まで加圧した際には圧力印加による格子の収縮のみが観察され、構造相転移等は生じなかった。９万気圧で試料を加熱したところ、約600℃付近で内部水素源から水蒸が放出されたが、それとほぼ同時に合金からのブラッグピーク強度の減少と、新しいブラッグピークの出現が観察された。このプロファイル変化は750℃に到達後、約5分で完了した。既に述べたとおり、この放射光その場観察のプロファイルのみから水蒸化物が生成しているか否かを判断することは難しいが、後に述べる回収試料の分析結果と合わせると、9万気圧750℃での水蒸処理により、Al 13 Fe 4合金が水素化し、新規水素化物Al 3 FeH 4を形成することが分かった。ここで、出発物質の合金のアルミニウム濃度が水蒸化物のそれよりも若干(約8at%)多くなっている。Al 3 Fe組成の合金を作製して同じ温度圧力条件下で水蒸化することでAl 3 FeH 4を得ることが可能であるが、その場合、水蒸化反応に12 h以上の保持時間が必要であることが分かっている。余剰なアルミニウムが自己フラックス的な役割を果たし、水蒸化反応速度が向上していることが考えられる。得られた新規水蒸化物Al3FeH4は9万気圧での降温、および、室温での減圧でも分解すること無く、常温常圧下に回収することができた。回収された試料が水蒸化物であることを確認するために、TG-MSを用いて加熱による水茶放出の有無を測定した。TG-MSの測定結果を図３に示す。m/z=2のイオン強度が水素放出量に対応しているが、図に示すとおり約150°C付近での水茶放出を確認した。水茶以外のガス種の放出は検出されなかったため、水蒸放出時の重量減少量から試料の水蒸量を算出したところ約2.9 wt%の水蒸を含んでいることが分かった。本研究はまだ基礎研究の段階であり、既に実用化段階にある水蒸吸蔵合金との比較はあまり意味が無いかも知れないが、従来の探索指針では水蒸を吸蔵しないと考えられていたアルミニウムと鉄を組み合わせた合金が、重量水蒸密度、および、体積水素密度とともにLaNi 5やTiFeといった水素吸蔵合金と同程度の水蒸吸蔵量を示したことは、特筆すべき結果である。ここまで説明してきたとおり、放射光その場観察を活用することで高温高圧下の試料の構造情報をその場で得ることが可能となるため、新規物質が生成する温度圧力条件を迅速に決定することが可能となる。加えて、放射光その場観察では生成した水蒸化物の分解温度圧力条件も決定できることから、得られた材料の熱力学的安定性を評価することも可能である。実際に放射光その場観察により決定されたAl3FeH4の生成反応の平衡温度圧力条件を示したものを図４に示す。ここでは比較のために純アルミニウム水蒸化物の生成反応の平衡条件も示した。この図から重要な結果が２点読み取れる。第一には、今回得られた新規水蒸化物Al3FeH4は常温常圧近傍でも熱力学的に安定である可能性が高いことである。すなわち、Al 3 FeH 4は常圧近傍でも合成することが可能であり、適切な反応パスを見つけることができれば本材料を常圧付近で水蒸吸蔵材として使用することが可能と考えられる。それではなぜ現時点でAl 13 Fe 4合金を水蒸化するために7万気圧以上の超高圧が必要なのであろうか。一般的にアルミニウムに富む合金ではその表面に化学的に非常に安定な自然酸化膜が形成することが知られており、今回のAl 13 Fe 4合金でも同様である。この酸化膜が内部の水蒸化反応を妨げていると考えられる。第二のポイントは、Al3FeH4はそれぞれの構成元素単体の水蒸化物であるAlH 3 、および、FeH 2と比べて高い熱力学的安定性を有している点である。なお、 FeH xは2万気圧以下では分解してしまうため図4では省略した。これは従来の水蒸吸蔵材料の探索指針のもととなる考え方である「水蒸化し易い金属は水蒸放出温度が高いため、水蒸化し難い金属と組み合わせて適切な水素放出温度を実現する」という考え方とは整合していない。従来の水蒸吸蔵材料の探索指針では説明できないAl 3 FeH 4は、特異なメカニズムで安定化している可能性が高い。そこで結晶構造を調べることで金属−水素間にどのような結合が生じ、それらが水素化物の安定化にどのように寄与しているかを考察することとした。これまで説明してきたとおり、新規水蒸化物の高温高圧合成において、放射光Ｘ線回折によるその場観察は合成条件の探索や安定性の評価のための非常に強力なツールとなっている。しかし、放射光文線では水蒸の情報を得ることが原理的に困難であるため、結晶構造から金属と水素の結合様式を調べようとすると別の手段を講じる必要がある。筆者らは常温常圧下に回収されたAl 3 FeH 4の中性子回折測定とリートベルト解析による構造精密化を行い、得られた結晶構造から水蒸化物の安定化機構を考察した。中性子回折実験においては軽水蒸化物試料では非干渉性散乱の割合が高くなってしまい構造精密化に不利となる。そこでアルミニウム鉄合金の重水蒸化物を合成し中性子回折実験を行うこととした。高圧水蒸化の場合、内部水素源を重水茶化物に置き換えることで、目的とする重水素化物を得ることが可能となる。本研究では純アルミニウムの重水素化物を重水素源として用いた。水蒸の同位体効果による結晶構造の変化は格子定数がわずかに異なる程度であり、構造自体が変化することはほとんど無い。一方、内部重水素源が重水茶を放出する温度が、軽水茶源と比較して最大で100℃程度変化することもあり、試料合成の最適条件は変化する場合がある。本試料についても合成条件の最適化を再度行い、アルミニウム鉄合金の重水素化物Al 3 FeD 4を得た。筆者らが用いている高圧合成装置では一回の実験につき0.5 mg程度のAl 3 FeD 4を合成可能であるが、中性子回折測定を行うには量が不十分図５.(a)  Al 3 FeH 4の結晶構造の模式図。(b)Al 3 FeH 4中のFe-Hからなる構造ユニット。水素は1/3の部分占有である。(c)Li 4 FeH 6中の[FeH 6 ] 4 1錯イオン。である。本研究では10回以上の高圧合成実験を行い、得られた9.1 mgの試料について大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された高強度全散乱装置NOVAを用いて測定を行った。また同じ合成方法で作製した別のAl3FeD4試料を大型放射光施設SPring-8のBL22XUにて粉末X線回折測定を行い、中性子とＸ線回折の両データを用いてリートベルト解析を行った。構造精密化は重水蒸化物を対象に行ったが、以下では記述の単純化のため、単に水蒸化物、または、Al 3 FeH 4と記述する。解析の結果得られた結晶構造の模式図を図5(a)に示す。放射光その場観察で得られたプロファイル変化(図1)からも確認されたが、水蒸化前のAl 13 Fe 4の結晶構造とは完全に構造が異なっていることが確認された。結晶構造を保ったまま原子状水素が格子間の隙間に入ることで形成される侵入型水蒸化物とは別種類の水蒸化物が形成していることが示唆された。得られた結晶構造の単位格子は空間群P3c1(No.158)に属し、格子体積V=153.7 Å ³と比較的対称性の高い単純な構造の様に見えるが、結晶構造をよく見てみると水茶サイトも金属サイトも部分占有サイトが多く含まれている。金属－水蒸間の結合に着目して、もう少し詳しく結晶構造を見てみる。図5(b)に鉄元素まわりの水蒸サイトの模式図を示す。鉄元素のまわりに６個の水素サイトがあり、鉄元素を中心とした八面体を形成していることが見てとれる。この形状と鉄一水蒸間の距離は、典型的な錯体水蒸化物であるMg₂FeH 6やLi₄FeH 6中に含まれる[FeH e] *錯イオン(図5(c))と近いことが明らかになった。しかし、錯体水素化物中の[FeH e] 4錯イオンは正八面体であり水蒸サイトは完全に占有されているのに対して、Al₃FeH₄中の構造ユニットでは水蒸サイトが1/3の部分占有であり、かつ、八面体が正八面体から歪んでいるといった違いもあった。 Al3FeH4中で見られたこの構造ユニットは、 LaMg,Niの水蒸化反応過程で報告されている[NiH] 4錯イオンの前駆体[6]に類似したものと考えている。 LaMg,Ni台金を水蒸化すると最終的にLaMg,NiH,を形成し、この結晶構造の中には完全な錯イオンである[NiH 4] 4が含まれている。LaMg 2 Niを水蒸化する場合、 LaMg 2 NiH 7を形成する過程でLaMg 2 NiH 4 6という水素量が少ない水蒸化物を形成する。この水蒸化物中には[NiH₄] 4と類似の構造ユニットながら水素量が少ないNiH」9、および、NiH 3.3といった構造ユニットが含まれていることが報告された。これらの結晶構造ユニットは、偶然[NiH 4 ] 4に似た原子配置をしているという訳では無く、第一原理計算や中性子非弾性散乱実驗から、Ni–H間に共有結合性が生じていること、すなわち、金属一水素間の結合の観点からも錯イオンの前駆体が形成していることが示された。Al 3 FeH 4中にも水蒸錯イオンの前駆体の様なユニットが形成することで、水蒸化物の熱力学的安定性が向上したものと考えている。以上に述べたとおり、高温高圧の反応性に富む水素を合金と反応させることで新しい水蒸化物が合成可能となる。この様な研究を進める上で、高温高圧下で進行する水蒸化反応をその場で観察可能とする放射光計測技術、および、常温常圧下に回収された試料の水蒸位置も含めた結晶構造を解析可能な中性子回折測定技術は欠かすことができない。ここで、もし、高温高圧下での水蒸化反応の様子を中性子回折でその場観察できれば、水蒸位置も含めた構造変化が捉えられるようになり、新物質合成に有用な知見が得られるようになると期待できる。高圧下での中性子回折実験はJ-PARC MLFの超高圧中性子回折装置PLANETにおいて6軸型マルチアンビルプレス「圧姫」を使用することで可能となっている。高圧中性子回折実験においては、必要な試料体積の確保が重要なポイントの一つであるので、高圧水素化のための部材を導入することでさらに試料体積を少なくすることは測定を困難にする。しかし、すでに複数のグループから高温高圧下の金属の重水蒸化反応過程のその場観察を行った研究成果が報告される様になってきた[7, 8]。この技術を新規水蒸化物合成に活用することで、探索研究が飛躍的に進むことが期待できる。反応の進行に伴いどの様な金属－水茶結合が形成していくかを調べることが可能となるため、基礎的な水素科学の知見を得る目的のみならず、特定の副生物の生成を抑制する方法を検討できる様になるなど合成条件最適化にも有用である。本成果は科研費新学術領域研究"ハイドロジェノミクス” (JP18H05513, JP18H05518)、東北大学金属材料研究所における共同研究(19K0049, 20K0022, 202012-RDKGE-0066)のもと、芝浦工大佐藤豊人先生、東北大高木成幸先生、折茂慎一先生、KEK池田一貴先生、大友季哉先生、QST谷上真惟氏、町田晃彦先生、縮貫徹先生、田口富嗣先生、山本春也先生、八巻徹也先生との共同研究により実施して得られたものです。図５の結晶構造の模式図はVESTAプログラム[9]を用いて描画しました。 [1]  S. Takagi and S. Orimo, Scr. Mater. 109, 1 (2015). h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 1 0 1 6 / j.scriptamat.2015.07.024 [2] 新版水茶吸蔵合金 －その物性と応用－，大角泰章,アグネ技術センター 1993, p14. [3]  Y. Fukai and N. Okuma, Jpn. J. Appl. Phys. 32, L1256 (1993). https://iopscience.iop.org/article/10.1143/ JJAP.32.L1256 [4] A. Kamegawa, Y. Goto, R. Kataoka, H. Takamura, and M. Okada, Renew. Energy 33, 221 (2008). https://doi.org/10.1016/j.renene.2007.05.008 [5]  H. Saitoh, T. Sato, M. Tanikami, K. Ikeda, A. Machida, T. Watanuki, T. Taguchi, S. Yamamoto, T. Yamaki, S. Takagi, T. Otomo, and S. Orimo, Mater. Des. 208, 109953 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109953 [6]  T. Sato, K. Ikeda, M. Matsuo, K. Miwa, T. Otomo, S. Deledda, B.C. Hauback, G. Li, S. Takagi, and S. Orimo, Int. J. Hydrogen Energy 42, 22449 (2017). http://hdl.handle.net/11250/2479982 [7] R. Iizuka-Oku, H. Gotou, C. Shito, K. Fukuyama, Y. Mori, T. Hattori, A. Sano- Furukawa, K.I. Funakoshi, and H. Kagi, Sci. Rep. 11, 12632 (2021). https://www.nature.com/articles/s41598-021- 91801-3 [8]  D. Ikuta, E. Ohtani, A. Sano-Furukawa, Y. Shibazaki, H. Terasaki, L. Yuan, and T. Hattori, Sci. Rep. 9, 1 (2019). https://www.nature.com/articles/s41598-019- 43601-z K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Crystallogr. [9] 41, 653 (2008). https://doi.org/10.1107/S0021889808012016弊社は昭和57年に創立された独立系ソフトウェアハウスです。科学分野、特に原子力やその周辺分野のソフトウェアに特化しており、解析計算やソフトウェア設計・開発の受託、自社開発ソフトウェアの販売を主な事業としています。2022年２月現在で従業員数は60名ほどの小規模な企業ですが、受託業務に関しては研究機関や省庁、自治体、大学等から直接受注し、社内で取りまとめて納品するという、ワンスルーでの対応を原則としております。受注した業務全体を手掛けることで、関連する技術や知見をすべて社内に蓄積して経験値を積み上げながら、より高度な要請に応えることができるよう成長して参りました。 『四季』の読者の皆様は、中性子を利用した研究・開発に携わっていらっしゃる方が多いかと存じますので、以下では、J-PARC関連の弊社の主な実績をご紹介いたします。弊社とJ-PARCの関係が始まったのは、今から約25年ほど前、施設の設計段階まで遡ります。弊社は創業以来、放射線遮蔽計算の受託や遮蔽計算コードシステムの開発を中心事業の１つとしているのですが、その実績を日本原子力研究所(現・日本原子力研究開発機構)に評価していただき、放射線遮蔽の観点からJ-PARC施設の設計業務に協力して参りました。 J-PARCの運転に伴い、施設からは放射線が発生します。その影響を防止することを目的として、線量計算用パラメータの検討と各施設で発生する線量計算を繰り返し行い、放射線に対する施設の設計目標値を満足する造蔽材の厚さを決定しました。また、計算用のツールも作成し、これらの成果は原研のレポートとしても取りまとめられています。 ２つ目に紹介するのは、加速器制御関連のソフトウェア開発です。J-PARCの加速器施設では、KEKや米国SNSで開発された加速器設計・制御用のソフトウェア群が利用されています。これらのソフトウェアをそのまま、あるいはJ-PARC用にカスタマイズして用いるために、保守管理や機能拡張性を高めた実行環境の作成やライブラリ類の作成を、弊社社員がメインとなって実施しました。また、J-PARCの運転データをデータベースに保存するためのツールの開発・改良作業にも協力して参りました。これらの開発の経緯は、加速器学会で毎年発表するなど、外部発表も積極的に行なって参りました。物質・生命科学実験施設(MLF)では、2022年2月現在、中性子ビームラインが21本、ミュオンビームライン３本稼働しています。中性子ビームライン向けには、実験データの解析・可視化用ソフトウェアとして、単結晶回折用のSTARGazerと、粉末結晶回折用のZ-Codeの開発・高度化に協力しています。これらのソフトウェアは、装置担当者の方々だけでなく、実験を行ったユーザーの皆様にもご利用いただいています。装置担当者とのやり取りを密に行なうことにより、担当者のリクエストに応えることを基本としながらも、弊社からも改良提案を出していくスタイルで、より簡便かつ高機能にすることを目的として、改良作業を継続中です。ミュオンビームライン用としては、Kalliopeと呼ばれる検出器の調整を行うKallipeTuneや、ピームラインに設置されたデバイスの設定値を最適化するForTuneといったソフトウェアの開発を行なって参りました。後者のForTuneは、人の手で行なっていたデバイス調整作業の自動化に貢献し、装置担当者の方から好評をいただいております。この他、多くのビームラインで利用されている測定制御用ソフトIROHA2の高度化や、中性子データ処理ソフト空蝉の配布用パッケージ作成システム構築などの業務にも協力して参りました。以上、J-PARC関連だけでも多様な実績を有しておりますが、これら以外にも、大気・地中・海洋における環境負荷物質の挙動解析（福島第一原発事故における放射性物質の拡散シミュレーションでは、拡散分布状況を関係者や研究者に私信として提供し、初期影響の把握に寄与しました)、原子力防災に関わる解析やツールの開発、環境モニタリング情報をWebブラウザや携帯電話で閲覧するソフトの開発、最近では農業関係の画像処理ソフトの開発など、得意とする分野は多岐にわたります。測定機器の制御ソフトやネットワーク構築、クラウドを利用したシステムの構築といったニーズにも対応可能です。ソフトウェアを取り巻く環境は日々変化しており、ご紹介した業務に関わる中でも新たな技術や知見に触れる機会が多々ありました。そのような機会を与えてくださった研究機関や大学、自治体などの皆様に感謝申し上げるとともに、今後も最先端の研究分野からの要請に応えていけるよう、日々取り組んで参ります。また、一般企業で研究・開発に携わる方々とのコラボレーション、いわゆるBtoBにおいて、弊社の力を発揮する機会も増やして参りたいと考えておりますので、『四季』をご覧いただいている企業の皆様からのお問い合わせもお待ちしております。株式会社ヴィジブルインフォメーションセンター：茨城県那珂郡東海村村松440 URL：http://vic.co.jp/ STARGazerによる実験データの可視化例
●2022B期の利用申請期間2022年4月18日(月) ～ 5月11日(水)となる予定です。 ●2022年4月から6月までの利用運転スケジュールが公開されました。Meet@MLFの運転情報にてご確認下さい：https://mlfinfo.jp/ja/operation.html ●MLF Annual Report 2020が発行されました： https://mlfinfo.jp/_src/resource/PEPngy9XwF/ MLF AR 2020.pdf ●2022年度第２回施設供用利用課題募集５月頃となる予定です。決定次第、JRR-3のサイトや本協議会のサイトでお知らせします。 https://jrr3.jaea.go.jp/ ●2022年度の運転スケジュールはJRR-3のサイトで公開されています： https://jrr3.jaea.go.jp/5/51.htm ◆中級者向けZ-Code講習会を開催(2021年12月1日～ 2022年2月28日。オンデマンド開催）本年度の本講習会も事前に収録した講義映像を特設サイトに掲載して、都合の良い時間に視聴して学習いただく、オンデマンド方式での開催としました。今回は参加が見込まれる方々が年末年始は多忙と考えることができるため、開設期間を３か月と設定としました。内容は講義と実習から成っています。講義としては、東北大学・木村宏之先生による「回折結晶学の墓礎」、茨城大学・石垣徹先生による「TOF粉末回折法」、九州大学・富安亮子先生による[Conographを用いた指数付け」の３講義です。これらを視聴いただいた上で、Z-Rietveldの実習として、KEK・神山崇先生、総合科学研究機構・石川喜久先生、JAEA・萩原雅人先生による７件の実習を視聴いただきました。ご講演の先生方には事前の収録に大変ご協力をいただいております。講義がのべ約３.５時間、実習がのべ約１０.５時間となりましたが、内容は毎年少しずつ見直しており、参加された方には意義あるものとなったものと思われます。参加者は35名(うち、大学教員10名、学生11名、研究機関７名、協議会会員企業５名、一般企業２名)でした。来年度以降もこの方法での講習を考えています。 ◆金属材料研究会を開催(2022年1月18日)本研究会では金属材料への新たな中性子利用の展開をめざして、データに基づく議論を活動の中心としています。また、議論の結果がまとまるまでは、企業からの参加者は協議会会員企業からのみとし、少人数で深い議論を行う運営を行っています。今回は議論に資する話題提供として、総合科学研究機構・鈴木淳市先生に「中性子小角・広角散乱装置(大観)における金属材料研究」と題して、JAEA・大場洋次郎先生に「活動再開したSANS-JJと題してリモートでご講演をいただき、それに続いて、既存のデータ、公開可能なデータを中心にその解釈、解析方法を中心に議論を行いました。参加者は19名(うち、会員企業８名、大学２名、研究機関９名）でした。今回は、小角散乱法の第３回目として、CROSSの岩瀬裕希先生から「中性子小勇散乱（SANS）：MLFとJRR-3のどちらを利用すれば良いか」と題してご講演をいただきました。過去２回の開催を受けて、小角散乱を利用する上での疑問にも応えていただく内容でもあり、参加者間で更に詳しく議論を行いました。参加者は35名(うち、大学教員２名、研究機関１２名、協議会会員企業15名、一般企業２名)でした。 ◆磁性材料研究会を開催(2022年2月16日)今回は再開後の初回として、この分野の全体感と最新の研究情報を伺うこととし、総合科学研究機構・社本真一先生から「磁性材料におけるダイバシティ」と題して、次に、東京大学・中島多朗先生より[磁気スキルミオンをはじめとしたトポロジカル磁気秩序研究のための中性子散乱技術」と題して２件の講演を行い、活発な議論が交わされました。また、この研究会は15日から２日間にわたって開催された東北大学金属材料研究所ワークショップ[二大中性子源を活用する偏極中性子スピン科学の推進」 (16講演)に続いての開催とし、この分野での中性子利用拡大による成果創出や分野開拓に繋げるべく企画しました。参加者は30名(うち、大学教員12名、学生4名、研究機関11名、協議会参加企業１名、一般企業２名）でした。本年度第２回目の生物・生体材料研究会（主査：上村みどり氏)を前回同様、CBI研究機構・量子構造生命科学研究所(所長：上村みどり氏)のとの合同シンポジウムとして開催しました。今回も、現在世界的に大きな注目を浴びているクライオ電子顕微鏡に関する最新動向を知るための講演を中心に、Biortus社・ Dr.Jack Janによる[Cryo-EM services of Biortus]、 Shuimu Biosciences社・Dr.Xiaodan Niによる[Advances and Applications of Cryo-Electron Microscopy : Prospects of Resolution Revolution in Drug Development」、理化学研究所・横山茂之先生による「無細胞タンパク質合成法を用いたGPCR試料の調整」、SPring-8 ／東北大学・米倉功治先生による「クライオEMとEDによる高精度解析一水素の可視化とその先へ」の４講演を行いました。このような最新の動向をふまえて、今後この分野において中性子が果たす役割について改めて考えていくことにつなげていきたいと考えています。参加者は133名(うち、 CBI機構３名、大学教員２８名、学生２名、研究機関24名、協議会参加企業14名、一般企業62名)でした。本研究会は、2019年度まで設置していた「残留応力・ひずみ研究会」での活動を受けて、対象とする材料を限定することなく順次拡大し、内部応力、ひずみの測定技術をより深く理解し、更なる利用につなげるべく、基礎的事項から最新の測定技術を知る場として設定しました。すなわち、「内部応力・ひずみ測定を様々な材料で考える」場となることを目指します。初回である今回は、最初に内部応力測定の基礎理論をレビューした上で、個別事例として鉄鋼単独ではない材科での解析事例を紹介することとし、新潟大学・鈴木賢治先生に「内部応力測定の基礎理論一シンクロトロン放射光を中心に一」と題して、JAEA菖蒲敬久先生に[複合材料の相応力測定～鉄筋コンクリートでの解析事例〜」と題してリモートでご講演をいただき、質疑・討論を行いました。参加者は52名(うち、大学教員10名、学生1名、研究機関17名、協議会参加企業22名、一般企業２名)でした。今回の研究会は「タンパク質科学・構造生物学と創薬への展開」と題してオンラインで開催しました。質疑。討論を行いました。講演は、東京大学・胡桃坂仁志先生による「クロマチン構造生物学の現状と将来」、横浜市立大学・小野田浩宜先生による[タンパク質の構造予測ツールAlphaFold2の現状と高難度な予測の解決方策」、東京大学・津本浩平先生よる「次世代抗体工学と創薬への展開」、大阪大学・高木淳一先生による「受容体の構造生物学研究から新しいバイオ医薬の創製へ」４件で、それぞれ最新の研究動向をご紹介いただき、中性子利用拡大の観点からも質疑。討論を行いました。参加者は148名(うち、大学教員55名、学生15名、研究機関21名、協議会参加企業14名、一般企業43名)でした。今回は、2021年度の事業経過報告・決算見込、 2022年度の事業計画・予算案の審議と、2022年度に提出する「要望書」の内容について事務局案を叩き台として、リモートにて議論・意見交換を行いました。 2021年度事業計画・決算および2022年度計画・予算については、次回合同委員会(2022年５月２７日に開催予定)にて総会付議事項として審議される予定です。 ◆中性子産業利用推進協議会サイトのURLを変更しました。 2022年２月１日から以下に変更しました。また、協議会のサイトは暫くの間リニューアルのための工事を行っています。 https://j-neutron.com/ ◆総会開催日程本年は下記日時、会場での実開催を予定しています: 2022年7月14日(木) 10:00 ～ 12:00（予定）開催場所：秋葉原コンベンションホールhttp://www.akibahall.jp/index.html ◆中性子産業利用報告会開催日程本年は恒例であった、総会開催後に同じ会場で実開催を予定しています。プログラムは準備ができ次第、 CROSSのサイトで公開される予定です。https:// neutron.cross.or.jp/ja/第１日：2022年７月１４日（木）１３：０ ～ １６：５０第２日：2022年７月１５日(金) 8:50 ～ 16:15開催場所：秋葉原コンベンションホールhttp://www.akibahall.jp/index.html ●第22回日本中性子科学会年会開催日程日本中性子科学会年会の開催日、開催場所、年会URLが発表されました。会期：2022年10月26日(水) ～ 28日(金)会場：幕張メツセ国際会議場大会サイト：https://jsns2022.jp/ ›リンクのご案内中性子・ミュオン利用ポータルサイトJ-JOIN：https://jrr3ring.jaea.go.jp/jjoin/ J-PARC：http://j-parc.jp/c/index.html J-PARAC MLF  (Meet @ MLF)：https://mlfinfo.jp/ja/ J-PARAC MLF  (Meet @ MLF)パンフレット：https://mlfinfo.jp/ja/reports/published.html J-PARCセンター ーユーザーズオフィス：http://is.j-parc.jp/uo/ja/index.html , which the J-PARC MLF成果検索：https://mlfinfo.jp/ja/publications.html JRR-3 : https://jrr3.jaea.go.jp/ JRR-3 Twitter：https://twitter.com/JAEA_JRR3 JRR-3ユーザースオフィス：https://jrr3uo.jaea.go.jp/ (一財)総合科学研究機構(CROSS)中性子科学センター：https://neutron.cross.or.jp/ja/ J-PARC MLF利用者懇談会：http://is.j-parc.jp/MLFuser/茨城県県内中性子利用連絡協議会：http://www.htc.co.jp/neutron/日本中性子科学会：https://www.jsns.net/
日本中性子科学会・国内の中性子実験施設：https://www.jsns.net/facilities/日本中間子科学会：http://jmeson.org/中性子産業利用推進協議会（IUSNA）季報[四季] 【22年·春】 Vol.54季報[四季]編集委員会杉山　純(CROSS)委員長亜沙美(J-PARC)・水沢多鶴子(CROSS)・勅使河原 誠(J-PARC)・佐野啓輔(日産アーク)・久米草志(花王高安事務局政昭・綿引美知枝(中性子産業利用推進協議会)日比2022年3月25日発行日中性子産業利用推進協議会発行元茨城県那珂郡東海村白方162-1 〒319-1106いばらき量子ビームセンター   D201 TEL:029-352-3934  FAX:029-352-3935 E-mail:info@j-neutron.com ※[四季]のバックナンバーは下記のサイトでご覧いただくことができます: https://j-neutron.com/siki.htm