2020年夏の学校 講義概要
講義1．放射光発生の基礎 --- 正木 満博（高輝度光科学研究センター）
電子などの荷電粒子が加速度運動すると電磁波が放射される。特に、電子シンクロトロンと呼ばれる加速器で作られる高エネルギー電子が、磁場により偏向された際に発生する電磁波をシンクロトロン放射光と呼び、指向性に優れ、輝度が高く、マイクロ波から硬X線に至る幅広い波長領域をカバーするという特性を持つ。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、その発生原理と性質をなるべく直感的に理解できるように解説する。
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）
放射光利用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く、ユーザーの用途に合わせてビームライン光学機器で様々な制御（例えば光のエネルギーやサイズの調整など）がなされたX線が提供される。講義ではX線光学の定性的な説明を行い、それらを利用したビームライン光学機器類について紹介した後、熱対策などの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（高輝度光科学研究センター）
X線（＝光）は試料（＝物質）によって回折または散乱されるときは波動として振る舞います。しかし、その波動がX線検出器で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線強度を測定することは、検出器に入射したX線粒子（光子）の個数を数えることです。X線検出器は、X線粒子の個数を入射した場所と時刻の関数として測定する計測装置です。本講義では、下記について、平易に解説します。1）光の二重性（波動性と粒子性）、2）光子統計、3）X線検出器の原理と性能、4）放射光用X線検出器に求められる性能、5）X線検出器の分類と種類、6）主なX線検出器の構造と性能
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解析について概観します。結晶構造解析はわかりやすい応用例ですが、結晶構造解析のみならず、薄膜結晶や周期性を持たない非晶質材料、集合体の構造の解析などを対象にして、放射光利用の優位性や放射光利用ならではの実験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る。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。