基礎講座1: SPring-8について、概要説明 原 雅弘(JASRI)
テ キスト
本講座では、放射光施設発展の歴史、SPring-8の加速器の構成、設計の概念、高輝度光源を実現するための条件、世界の放射光施設との比較、光源と しての蓄積リングの現状と特徴、マシンおよびビームラインの運転状況などを紹介する予定である。
基礎講座2: 放射光の発生 橋本 智(姫路工業大学・高度産業科学技術研究所)
テ キスト
放射光とは光速に近い速度を持った相対論的電子ビームが外部磁場により軌道を曲げられた時に発生する電磁波であり、指向性、波長連続性、偏光性、パルス 性などの優れた特徴を持っている。本講義では放射光の特徴、発生原理について解説する。また電子ビームを発生し加速する入射器および電子ビームを長時間 蓄えて放射光を発生させる蓄積リングについてSPring-8施設内にあるニュースバル1.5GeV蓄積リングを実例に説明する。
基礎講座3: 挿入光源 原 徹(理化学研究所播磨研究所)
テキスト
挿入光源とは、加速器のなかの直線スペースに挿入された周期的な磁場構造をもつ装置で、電子ビームが通過することにより強力な放射光を発生させる光源で ある。SPring-8をはじめとする現在の放射光施設は、光の干渉効果を利用して高輝度光を発生させる挿入光源(アンジュレータ)が光源の主役になって いる。本講では主にアンジュレータを
取り上げ、その原理や放射される光の特性について解説する。
基礎講座4: ビームライン 後藤俊治(JASRI)
テキスト
ビームラインは, 挿入光源や偏向電磁石から放射されるシンクロトロン放射光に対して, フォトンエネルギー, エネルギー幅, 空間および角度的ビーム広がりなどの選択をして, ユーザの望む放射光を実験ステーションに導くためのものである. 本講義では, ビームラインの全体構成と各構成要素の果たす機能について概説する. また, X線ビームラインの主要光学系である結晶分光器および全反射ミラーの基本原理について説明する.
応用講座1: タンパク質結晶解析 樋口芳樹(姫路工業大学院理)
テキスト
タンパク質などの生体高分子の構造生物学は新しい時代を迎えた。放射光X線の利用が容易になったことで、これまで構造解析の律速段階といわれていた「回 折強度の測定」や「位相問題の解決」などの作業にかかる時間が格段に短くなってきた。生体反応に重要な生体高分子の構造解明はスピードが要求される時代と なりつつある。本応用講座では生体高分子のX線結晶構造解析に利用される典型的な手法とその理論的取り扱い、および放射光X線を利用した最近の成果につい てお話をする予定である。
応用講座2: XAFS 西畑保雄(日本原子力研究所放射光科学研究センター)
テ キスト
X線吸収スペクトル測定は、通常の実験室では非常に困難な実験であり、シンクロトロン放射光が自由に使用できるようになってから実用的となった。このX 線吸収スペクトルの精密な解析を行うと、(1)試料中の特定の元素を選んで、その元素の原子価の判定ができる、(2)その元素の周囲の幾何構造が解析でき る、などの特徴を持っている。この実験法、構造解析のための理論的背景、実際の試料への応用例を簡単に紹介する。テキストは昨年のものをそのまま用いる予 定である。
応用講座3: イメージング 篭島 靖(姫路工業大学院理) テキスト
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X線の高い透過性はレントゲン写真のように物体内部の構造観察を可能にする。さらに,放射光X線の高輝度性は様々な新しい画像法(イメージング)を可能 にした。屈折コントラスト法による高コントラスト動的観察,X線顕微鏡トモグラフィによる三次元内部構造の顕微観察,走査型X線顕微鏡による微量元素の二 次元分布測定,マイクロビームX線による微小領域の構造・歪み解析等を例に挙げ, SPring-8における最先端の応用例を紹介する。
応用講座4: 軟X線分光 辛 埴(理化学研究所)
テキスト
軟X線は 1 - 100 nm (10 - 1000 eV) くらいの光のことであるが、硬X線と比べて、物質の電子構造を観測するのに適した光である。軟X線を用いた実験には、吸収、光散乱等の実験方法があるが、 特に近年分解能が非常にあがっている光電子分光を中心に講義する。光電子分光は軟X線を入射することによって、固体中の電子を直接、取り出すので、物質の 物性を支配している電子のエネルギーだけでなく、運動量、スピン電子構造を研究することができる。半導体、有機物、金属、強相関化合物等の具体的物性につ いて、光電子分光による研究の現状について講義する。
実習: 結晶構造解析 BL02B1 池田 直(JASRI)
テキスト
放射光光源は、波長(エネルギー)可変、高い偏光純度、高輝度、といった特徴を持つ。このため結晶構造に起因する回折現象を利用する研究分野において も、従来利用可能であったX線光源に比べて格段に自由度の高い実験が可能になっている。本実習では、教科書に取り上げられるような比較的なじみ深い物質の 構造相転移をとりあげる。構造相転移に伴う超格子点の発現について、通常のラボ装置では観測困難であっ ても、放射光の特性を使うことで観測可能になる事象を取り上げる。測定は低温振動写真装置を用いて行うため、結晶が持つ逆格子について基本的な知識を習得 している事が望ましい。
実習: タンパク構造解析 BL41XU 河本正秀(JASRI)
テキスト
タンパク質の立体構造決定はポストゲノム計画における最重要課題の1つである。そのための実験手法であるタンパク質X線結晶解析について実習を行う。実 習ではまず最初にタンパク質の簡単な結晶化の実験をおこなう。さらに回折データの収集と簡単な解析処理をおこない、ビームラインにおける実験の流れをつか む。また時間が許せば、さらに高度な解析処理の概要説明と得られた結果の解釈や、そこから広がる構造生物学の世界や創薬など応用面での展開などについても 解説する。
実習: X線分析 BL37XU 寺田靖子(JASRI)
我々が手にする身の回りのものは全て元素から成り立っており、蛍光X線分析は、物質中に含まれる元素の種類とその量についての情報を知ることができる。 37XUはフェムトグラムレベルの超微量元素が測定可能なX線と重元素の高感度測定が可能な高エネルギーX線の2つの特徴的な分析が可能なビームラインで ある。実習では、生体試料中に含まれる微量元素の分布や化学状態を調べたり、高エネルギーX線を用いた蛍光X線分析手法の評価、天然ガーネット中の希土類 元素の分布などを明らかにする。
実習: イメージング BL20B2 上杉健太朗(JASRI)
テキスト
健康診断などで撮影されるレントゲン写真に代表されるように、多くのX線像はX線が物体に吸収された結果生じるコントラストを観察している。一方、干渉 性の高いX線による像をある条件下で観察すると、吸収だけでなく物体の界面で生じる屈折(もしくは回折)により、更に明瞭なコントラストのついた像を観察 できるようになる。本実習では、物体の屈折率とその構造から得られるX線像を推定し、その実証を行う。
実習: 小角散乱 BL40XU 岡 俊彦(JASRI)
テ キスト
X線小角散乱とは物質を通過したX線の近傍つまり小角領域に現れる散乱・回折の総称である。この手法は蛋白質・核酸などの溶液、筋肉などの繊維類や合成 高分子などの長周期構造や低分解能構造などを調べるのに用いられる。今回はBL40XUにおいて光学系の調整・真空パス・検出器の設置など測定系の立ち上 げから始めて、BL40XUの大強度X線を生かした実習実験を行う。
実習: 硬X線分光 BL39XU 鈴木基寛(JASRI)
物質に磁場を加えたときに、そのX線吸収量が円偏光の向き (右回りあるいは左回り) によって異なる現象がみられ、 X線磁気円二色性 (XMCD) と呼ばれています。XMCD を測定し解析することで、複数の元素からなる磁性体 (化合物、合金、多層膜など) について元素ごとの磁性を分離して調べることができ、これは他の実験手法にはない特色です。実習では白金とコバルトとの合金試料のXMCDを測定し、単体 では磁性を持たない白金が合金中では磁化していることを明らかにします。
実習: 軟X線分光 I BL23SU 安居院あかね(日本原子力研究所)
テキスト
How do you probe to get an idea of what in a black box? Spectroscopy is the study of the interaction of electromagnetic radiation with matter. The photoelectron spectroscopy measurements, which are to expose the sample to monoenergetic x-rays and record the kinetic energies of emitted electrons, inform you the chemical state (e.g. characteristic binding energies) of a given elements. In this course, you try the chemical analysis of solids by means of spectroscopy with soft X-ray, hopefully extended applications as well.
実習: 軟X線分光 II BL25SU 郭方准(JASRI)
テキスト
SPring-8 のBL25SU で使える円偏光軟X 線と2 次元表示型球面鏡分析器を用いる立体原子顕微鏡は、フーリエ変換無しで100 億倍に拡大した歪みの無い実空間の原子配列の立体写真を撮影することができ、原子配列を直接見ることができる。さらに、通常は概念的にしか認識されていな い軌道角運動量も、古典力学に対応する形で測定できる。この立体原子顕微鏡を駆使して、ナノ構造の原子構造の解析、新機能材料の開発や、触媒反応機構の解 明などの応用が期待できる。
実習: X線用ミラー BL01B1 宇留賀朋哉(JASRI)
テキスト
X 線用ミラーは、名前が示すとおりX 線を反射する鏡であり、X 線を集光したり、平行光にすることができる。可視光用ミラーとの相違点は、ある角度よりも小さな視斜角(臨界角と呼ぶ)で入射するX 線だけを反射できることにある。臨界角は、0.1 〜1 °程度と極めて小さいため、X 線用ミラーの長さは1m に達するものもある。実習では、X 線用ミラーの反射率の測定を行い、それがX 線のエネルギーや、ミラーの材質などにより、どのように変化するかを調べる。
実習: 非晶質X線散乱 BL19B2 佐藤真直(JASRI)
最近の機能性材料によく見られる非晶物質の構造解析として、X線散乱は有力な手法です。長周期構造をもたない非晶質からの散乱は結晶のような回折ピーク を持たず、ブロードなうねりをもつハローパターンが観測されます。このハローパターンから非晶質中の原子動径分布関数を求め、その局所又は中距離構造を知 ることができるわけですが、X線回折による結晶構造解析に比べて余り身近ではない方が多いようです。今回の実際の測定から解析までの実習を通して、この有 力なツールを身近に感じていただければと思います.
<申込方法>
下記の参加申込書の書式に従い、
(1)〜(11)の項目について記入して頂き、
件名を「SPring-8 夏の学校 参加申込」として、
事務局(e-mail: 2003summerschool@spring8.or.jp) まで、
メールにてお申込み下さい。
なお、項目(7)と(9)については下記のフローチャート(pdf) で確認の上、
申込書をお書き下さい。
後日、必要書類についてお知らせ致します。
申込み締切りは、5月30日(金)です。 (申込は終了致しました)
<参加申込書の書式>
「SPring-8 夏の学校 参加申込書」
(1) 氏名(ふりがな):
(2) 所属大学:
(3) 大学院・専攻/学部・学科:
(4) 研究室/指導教員名:
(5) 学年:
(6) 連絡先
住所:
電話:
ファックス:
E-mail:
(7) 所属大学での「放射線作業従事者」の今年度の登録について:*1
登録済 / 登録見込み / 登録不可*2
(8) 「学生教育研究災害障害保険」への加入について:*3
加入済 / 加入見込み(当日までに)
(9) 宿泊希望日:チェックイン日-チェックアウト日 *4,
*5
(SPring-8 研究交流施設[1泊2000円]、または兵庫県先端科学技術支援センター[1泊3000円]を利用して頂きますが、SPring-8 研究交流施設の空室には限りがあり、満室になり次第、兵庫県立先端科学技術支援センターに振り分けさせて頂きますのであしからずご了承下さい。)
(10) 「SPring-8 夏の学校」へ参加を希望する理由を簡潔にお書き下さい。
(11) その他 要望等があればお書き下さい。
<参加申込の注意事項>
*1 所属大学においてあらかじめ放射線作業従事者として登録されている場合、またはこれから登録が可能な場合で夏の学校開校に間に合う場合は、それぞ れ所属大学から(財)高輝度光科学研究センター書式の
「放射線業務従事者登 録申請書兼放射線作業従事承諾書」を提出して頂く必要があります。
*2 所属大学において放射線作業従事者としての登録が不可能な場合は、(財)高輝度光科学研究 センターにおいて放射線作業従事者登録を行うことが出来ます。このためには、あらかじめ各人の責任で
電離則に基づく健康診断(診断項目参照のこと、用紙は
こちらからダウンロードして下さい)を受診し、医師から放射線 業務従事可能との診断を受けた
健康診断書(10,000円程 度)を提出していただくとともに、
誓約書(フォーマットは
こちらからダ ウンロードして下さい)を提出して下さい。また、放射線作業従事者教育訓練をSPring-8で受けて頂く必要があります。夏の学校参加者のための放射線 作業従事者教育訓練は、夏の学校の開校日の前日、7月4日午後から5日午前にかけて行いますので、7月4日午後2時までにSPring-8へ集合して頂き ます。なお、
下記のフローチャート(pdf) を参考にして下さい。
*3 実習に参加するには、所属大学において
「学生教育研究災害障害保険」に加入していることが必要です。所属の教 務課などでご確認下さい。
*4 放射線作業 従事者教育訓練を受ける必要がある方は、前日からSPring-8に滞在する必要がありますので、ご注意下さい。
*5 懇親会(会費1,500〜2,000円)は、放射光利用研究者との交流を目的としたもので あり、カリキュラムの一貫として参加して頂きます。
<以上>
事務局: 2003summerschool@spring8.or.jp
問合せ先:姫路工業大学大学院理学研究科 鳥海幸四郎
E-mail:
sp8ss@sci.himeji-tech.ac.jp
電話/FAX: (0791)58-0155