2019年夏の学校 講義概要
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。
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～ --- 仙波 泰徳（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。
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、エネルギーを持つ
X線光子の数を数えることであり、その数を場所、時刻、エネルギー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。
講義4．X線自由電子レーザー入門 --- 大坂 泰斗（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。
講義5．X線イメージング --- 篭島 靖（兵庫県立大学）
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ー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。
講義6．回折・散乱の基礎と構造解析への応用 --- 藤原 明比古（関西学院大学）
物質の性質を理解するうえで、原子配列は、最も基本的、かつ、重要な情報の一つであり、放射光を用いた回折・散乱実験はそれを明らかにする有力な手段です。本講義では、回折・散乱現象の基礎から出発し、原子によるX線の回折・散乱、回折・散乱実験による原子配列の理解について概観します。X線回折実験による結晶構造解析はわかりやすい例ですが、薄膜結晶や周期性を持たない非晶質材料、集合体の構造を理解するための放射光実験の例についても解説します。
講義7．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線吸収原子の電子状態や吸収原子近傍の動径構造などを得ることができる優れた手法であり、SPring-8では周期表のほとんど全ての元素が測定対象となるため、基礎・先端を問わず幅広い分野において適用されている。本講義では①XAFSの基本、②XAFS測定の概略、③XAFS解析の概略及び④SPring-8における先端応用例、についての講義を通してXAFSに親しんで頂きたい。