2012年夏の学校 講義概要
講義1．放射光発生の基礎 --- 北村 英男（理化学研究所／兵庫県立大学）
放射光とは、高エネルギー電子が磁場あるいは電場中で偏向を受ける時に発生する電磁放射で、指向性に優れているため輝度が高く、赤外から可視光、紫外、真空紫外、軟Ｘ線、Ｘ線を経てガンマ線に至る広大な波長域をカバーする。放射光源をその発生原理で大別すると、偏向部放射光、アンジュレータ放射光、および自由電子レーザーとなるが、いずれも高エネルギーの電子加速器が必要となる。本講義では、干渉性を含めた高輝度放射光の性質について述べると共に、Ｘ線レーザー発生原理の直感的理解を与えるつもりである。
講義2．Ｘ線光学の基礎 --- 後藤 俊治（高輝度光科学研究センター）
X線は電磁波の一種であるが、振動数が極めて高いことから媒質中での屈折率が1よりわずかに小さくなり、可視光領域とはきわめて異なる光学的な振る舞いを示す。本講義では、波動としてのX線について扱い、電子および原子によるX線の散乱から出発し、続いて、屈折、開口による回折、媒質表面における反射、複数の散乱源・回折源からのX線の干渉、三次元の周期的構造を有する結晶からのBragg反射などについて説明する。さらに、これらの基本的な性質を用いたX線光学素子の実際の使用例について、全反射ミラーや結晶分光器を中心に説明する。
講義3．Ｘ線の強度を測る --- 八木 直人（高輝度光科学研究センター）
福島の原子炉事故以来、放射線の計測は身近な話題になってしまいましたが、 ほとんどすべての放射光実験でも放射線（Ｘ線）の強度を測定しています。それではＸ線の強度を測るにはどんな方法があるでしょうか？Ｘ線検出器はどのような原理に基づいてＸ線強度を測定しているのでしょうか？そもそもＸ線の強度とは何でしょうか？Ｘ線強度を正確に測定するには、何に気をつけたらよいでしょうか？測定されたＸ線強度は、どのような過程を経てデータ処理されるのでしょうか？等々の疑問にお答えします。
講義4．X線自由電子レーザー --- 犬伏 雄一（理化学研究所）
2011年3月、SPring-8にX線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA（さくら）」が完成、6月にはレーザー発振を達成しました。このXFELを用いることで、化学反応などの高速現象の観察、膜タンパク質など生理学上重要な物質の３次元構造の解析、また高強度X線による極限状態生成など、これまでに困難とされてきた研究が可能となることが期待されています。この講座では、SACLAの特徴とその運転状況、応用分野についてわかりやすく説明します。
講義5．回折散乱の基礎 ---高橋 功（関西学院大学理工学部）
私たちが日常的に行っている観察とは“観察の対象に可視光領域の電磁波を照射し、回折・散乱されてくる電磁波を目という器官を用いて検出・結像すること”であると言えるのではないでしょうか。電磁波の一種であるＸ線を用いて原子や電子を観察する場合でも、回折・散乱が重要なキーワードになります。本講義では高校レベルの電磁気学や波動の復習から話を始めて、Ｘ線の回折・散乱現象の基本となる考え方とその数学的な表現法についての解説を行う予定です。
講義6．XAFS --- 西畑 保雄（日本原子力研究開発機構／関西学院大学）
XAFSとは、物質中にある注目する元素の内殼電子がＸ線により励起され、周囲の原子と相互作用するために現れる吸収スペクトルの微細構造である。それを解析することにより、Ｘ線吸収原子の電子状態や、その周囲の局所構造を知ることができる。講義では、XAFSの基本原理と実験及び解析方法を述べ、応用例を紹介する。
講義7．軟X線スペクトロスコピー入門 --- 松田 巖（東京大学 物性研究所）
「絵画・夕焼け・蛍など、我々の心を惹きつけるこれら吸収・散乱・発光現象は光と物質の相互作用によるものです。軟X線の光領域でも同じ現象が発生し、それらを原理とする様々な軟X線スペクトロスコピーが存在します。本講ではこれら分光法を系統的にまとめ、「どの手法で測れば、（物質の）何が分かるのか？」を知ってもらいます。また最近のX線自由電子レーザー(XFEL)光源の誕生に合わせて、XFELでの軟X線分光研究についても紹介します。