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» 2023年11月30日 08時30分 公開

Nano Terasuの全貌、住友ゴムはゴム材料の化学情報をリアルタイムに取得研究開発の最前線(1/3 ページ)

住友ゴム工業は、宮城県仙台市青葉区で整備が進められている次世代放射光施設「Nano Terasu(ナノテラス)」で見学会を開いた。会場を移して同施設を用いた研究活動も紹介された。

[遠藤和宏MONOist]

 住友ゴム工業は2023年11月17日、宮城県仙台市青葉区で整備が進められている次世代放射光施設「Nano Terasu(ナノテラス)」で見学会を開いた。その後、会場を移して同施設を用いて行う研究活動も紹介した。

「Nano Terasu」の外観[クリックで拡大]

Nano Terasuの放射光はエミッタンスが1.1nmrad

 Nano Terasuの建屋は、S造(一部RC造)の地下1階/地上2階建てで、延べ床面積は2万5324.8m2となっており、2024年に正式稼働する。同施設では電子銃から発射された電子ビームを線型加速器でほぼ光の速度まで加速した後、蓄積リング(円型加速器)により進行方向を変えることで放射光を発生する。線型加速器は海外の放射光施設のものと比べ約3分の1の長さとなる110mだ。

「Nano Terasu」の内観[クリックで拡大]
「Nano Terasu」の放射光の発生の仕組み[クリックで拡大] 出所:東北大学

 周長349mの蓄積リングは16組の「ラティス」から成り、1組のラティスは電子を曲げる4台の偏向磁石、電子の広がりを絞る10台の4極磁石と6極磁石、アンジュレーターで構成され、周回する電子ビームの進路を磁石で蛇行させ、放射光を生じる。この磁石の配列方法はマルチベンドアクロマット構造と呼称。線型加速器と蓄積リングでは最大の性能を発揮するために、電磁石などの各構成機器の位置を誤差50μm以内で調整している。

「Nano Terasu」の蓄積リングの構造[クリックで拡大] 出所:東北大学

 Nano Terasuの開発に協力している東北大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センター(SRIS) 教授の高橋幸生氏は「Nano Terasuで使える次世代放射光の特徴は電子ビームの位相空間における広がりを表すエミッタンスが1.1nmradと細い点だ。これにより、九州シンクロトロン光研究センター(佐賀県鳥栖市)などの国内放射光施設と比べ、軟X線や2K〜5keVのテンダーX線領域の光の明るさ(輝度)を100倍向上している」と話す。

「Nano Terasu」の放射光設備で発生させられる軟X線/テンダーX線の性能[クリックで拡大] 出所:東北大学

 この放射光を用いた解析用のビームラインは当面、政府と共用する3ラインと1口5000万円で民間企業が年間200時間使える「コアリション利用」7ラインから成る10ラインとなる。「Nano Terasuでは最大で28ラインの解析用ビームラインを設けられるが、まずは10ラインから始める」(高橋氏)。政府と共用の3ラインは「軟X線ナノ電子分光(BL06U)」「軟X線ナノ吸収分光(BL13U)」「軟X線超高分解能共鳴非弾性散乱(BL02U)」で構成される。

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