2018年秋の学校 講義・講習概要
基礎講義（必須）
基礎講義1．放射光発生の基礎 --- 金城 良太（理化学研究所）
放射光、特にシンクロトロン放射光は、高エネルギー電子が磁場により偏向を受けた時に発生する電磁放射で、指向性に優れ、輝度が高く、マイクロ波から赤外、可視光、紫外、真空紫外、軟X線、硬X線、ガンマ線までの幅広い波長領域をカバーする。本講義では、代表的なシンクロトロン放射である偏向電磁石放射、アンジュレータ放射、コヒーレントシンクロトロン放射、自由電子レーザーなどについて、その性質を述べるとともに発生原理の直感的な説明を試みる。
基礎講義2．ビームライン ～光源と実験ステーションを繋ぐもの～ --- 山崎 裕史（高輝度光科学研究センター）
放射光実験では光源からの放射光をそのまま利用することはほとんどない。放射光は実験ステーションに至るまでに様々な加工がなされ、単色性や指向性の優れた使い勝手のよいX線成分だけがユーザーに提供される。講義では、X線光学の定性的な説明を行い、それらを利用した放射光加工の機器類についての紹介した後、熱対策を中心とした技術的な問題について触れる。
基礎講義3．X線検出器の基礎 --- 雨宮 慶幸（東京大学）
X線は物質によって回折または散乱されるときは波（電磁波）として振る舞いますが、検出されるときは粒子（光子）として振る舞います。試料から回折・散乱されたX線の強度を測ることは、X線光子の数を数えることであり、その数を場所と時刻の関数として測定する装置がX線検出器です。最初に、光の波と粒子の二重性、及び、光子統計について解説します。次に、1）X線検出器でX線が検出される原理、2）放射光用X線検出器に求められる性能、3）各種のX線検出器の構造と性能、について平易に解説します。
基礎講義4．X線自由電子レーザー入門 --- 井上 伊知郎（理化学研究所）
X線の発見から約120年後の2009年に、米国のSLAC国立加速器研究所が人類最初のX線レーザーを実現させました。それから2年後の2011年には日本の理化学研究所が世界で2番目のX線レーザーを実現させ、SACLAと名付けました。現在ではX線レーザーの建設が世界各地で行われており、今まさにX線レーザーの時代が始まろうとしています。これらのX線レーザーは「自由電子レーザー」と呼ばれるタイプの光源で、私達が普段イメージするレーザーとは異なる方法で光を作り出しています。この講義では、X線レーザーの仕組みとX線レーザーによって可能になったサイエンスをSACLAの取り組みを交えながら紹介します。
基礎講義5．X線回折入門 --- 熊坂 崇（高輝度光科学研究センター）
物質の性質を理解する上で、原子の空間配置、すなわち構造は最も基本的かつ重要な情報です。その解析において、放射光を用いた回折・散乱実験は有力な手段の一つとなっています。本講義は、回折・散乱の基礎から応用を概観することを主眼とします。具体的には、単結晶回折実験を中心に構造解析手法を解説しつつ、具体例も示したいと思っています。なお説明には、数式を用いつつもその展開などには踏み込まず、できるだけ平易な表現を用います。
基礎講義6．XAFSの基礎 --- 新田 清文（高輝度光科学研究センター）
X線吸収微細構造（XAFS）法は、着目する任意のX線吸収原子の局所的な電子状態（価数、対称性）と動径構造を得ることができる優れた手法である。本講義では、①X線吸収の基本、②XAFS測定の概略、③XAFS解析の概略及び④関連手法
について概説し、XAFSに親しんで頂きたい。
基礎講義7．X線イメージング --- 矢代 航（東北大学）
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。
グループ講習（以下12のテーマより3つを選択：グループ講習についてのいくつかは個人でPCを持参いただくものもあります、不明な点がありましたら、事務局までご連絡ください）
グループ講習1．単結晶構造解析 --- 橋爪 大輔（理化学研究所CEMS）/杉本 邦久（高輝度光科学研究センター）/星野 学（理化学研究所）
物質を対象とする研究において、必要な情報は目的によって多岐に渡ります。しかし、物質の構造が研究に不要であることはほとんどありません。物質の構造を得る目的で多く用いられている手法が単結晶構造解析です。本講習ではSPring-8 における単結晶回折装置（BL02B1）を見学し、単結晶構造解析のための回折データ測定、解析法の基礎を概説する。実習として、デモデータを用いた構造解析実習、解析結果についてdiscussionを行う。
グループ講習2．粉末X線回折によるその場観測の実際 --- 笠井 秀隆（筑波大学）/石橋 広記（大阪府立大学）
放射光粉末X線回折は物質の反応を追跡するその場観測に適している。SPring-8
放射光を利用した微量粉末試料のX線回折について実習を行う。BL02B2ビームラインにおいて試料のハンドリングや測定システムの操作などの模擬実験を行う。その後、銅の酸化反応を追跡した回折データを用いて解析を行い、その結果につ
いて考察する。
グループ講習3．タンパク質結晶解析 --- 水島 恒裕（兵庫県立大学）/田中 良和（東北大学）
生体内で様々な役割を持つタンパク質の構造情報は、生命機能を理解したり、そのタンパク質を標的とした薬剤をデザインするために重要である。本講習ではタンパク質のX線結晶構造解析を行う上で必要となるタンパク質結晶の作製法、タンパク質結晶を用いた回折実験、およびデータ解析などに関して学ぶ。
グループ講習4．小角X線散乱 --- 増永 啓康（高輝度光科学研究センター）
小角X線散乱は物質中のナノ構造を観察する計測法で、高分子、液晶、金属、生体物質等、広い分野で応用されている。
本講義では、１）X線散乱法でナノ構造を見ることの基礎、２）小角X線散乱法で用いられるX線光学系・検出器系の構造と原理、３）小角X線散乱法の応用例、に関して平易に解説する。
グループ講習5．応力・ひずみ解析 --- 秋庭 義明（横浜国立大学）/冨永 亜希（日本原子力研究開発機構）/城 鮎美（量子科学技術研究開発機構）
安全・安心な要素設計には、部材要素に作用する応力・ひずみを把握することが不可欠です。特に部材中に隠れている残留応力は、強度に大きな影響を及ぼすため、高精度に評価する必要があります。
本講習では、応力・ひずみ測定の基礎的な原理・手順を理解することを目指します。そのため、ひずみ測定の最も基礎的な手法であるひずみゲージ法、さらには、X線回折を利用した応力・ひずみ解析法について、実体験を通して理解することを目的とします。
グループ講習6．小角Ｘ線散乱による高分子材料のin-situ構造形成解析 --- 坂本 直紀（旭化成株式会社）
製造業にとって競争力の源泉は製造プロセスにあると言っても過言ではない。高分子材料について、製造装置をSPring-8に持ち込み、構造形成過程をその場小角X線散乱（in situ SAXS）により解析した事例を中心に、SAXSデータ解析を学ぶとともに構造形成支配因子について考察を行う。
グループ講習7．X線吸収分光法 --- 朝倉 博行（京都大学）/水牧 仁一朗/新田 清文（高輝度光科学研究センター）
X線吸収分光法は（XAS）特定原子（元素）の内殻電子の励起に伴う吸収スペクトルから、その原子の電子状態や局所構造を解析する計測法で、様々な分野で応用されている。本講習では、XASの原理と特長、実際に利用されている測定機器に触れながら、XASの測定方法、XASスペクトルの解析の初歩について、説明します。
グループ講習8．軟X線吸収分光法 --- 鶴田 一樹（高輝度光科学研究センター）
X線吸収分光法は特定元素の電子状態や局所構造の情報を求めることができます。励起光として軟X線を用いることで軽元素や遷移金属が測定対象となるため、広い分野に応用されています。講習では、軟X線吸収分光法の原理や特長の説明、応用例の紹介、軟X線ビームラインの見学を行います。
グループ講習9．赤外分光分析 --- 池本 夕佳（高輝度光科学研究センター）
波長の長い赤外線を利用した分光測定について講習を行います。赤外分光では、物質の組成・結合に関する情報や、物質中の電子状態に関する情報が得られます。講習では、オフライン装置を利用して身近な素材の測定を行うほか、放射光の特徴と利用例なども紹介します。
グループ講習10．光電子分光（HAXPES） --- 藤原 秀紀（大阪大学）
光電子分光は物質の電子状態を直接観測できる強力な実験手法です。本講習では、実験原理の初歩的な説明から出発し、励起光エネルギーに応じた光電子分光実験の特徴に触れながら、SPring-8の高輝度X線を利用した硬X線光電子分光に焦点を当てた解説を行います。また、光電子分光の基礎的な電子状態の解析方法に関して実習を行うとともに、先端研究事例についても紹介します。
グループ講習11．高圧力の発生と高圧下の物質科学 --- 石松 直樹（広島大学）/町田 晃彦（量子科学技術研究開発機構）
講習では高圧下の物質科学と放射光X線を利用した評価に関する簡単な講義と合わせて、ダイヤモンド・アンビル・セルを用いた高圧発生技術を習得します。単結晶の高圧氷の生成、ヨウ化銀の相転移の観察、ルビー蛍光法による圧力評価などの 実習を行う予定です。
グループ講習12．X線イメージング --- 矢代 航（東北大学）
硬X線の高い透過性を利用して試料内部を三次元的に可視化するX線トモグラフィは、様々な研究に応用されているなくてはならない強力なツールです。本講習会では、その原理、測定方法、データ解析の方法について学ぶとともに、最先端の応用例についても紹介します。