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次世代放射光施設整備開発センター

次世代放射光施設の特徴

掲載日:2021年1月21日更新
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軟X線高輝度放射光で世界をリードする科学技術・学術に貢献

 21世紀に入り、加速器技術の発展により3GeV程度のコンパクトな加速器でも高輝度放射光を得ることができるようになり、海外で計画が進められてきた軟X線向け次世代型の放射光施設が相次いで建設されました。我が国には、世界に誇る8GeVの大型放射光施設であるSPring-8があるものの、3GeV程度の軟X線領域での放射光施設は多くはなく、2010年以降、世界は軟X線領域において100倍の性能差を日本につけはじめています。

 「次世代放射光施設」は、この性能差を日本の加速器技術で一気に逆転することが可能です。そして、「可視化」と「コヒーレント光」を武器に、AI・ビッグデータ活用時代の研究開発との融合により、我が国の研究開発力を抜本的に強化します。

 軟X線領域の高輝度放射光は軽元素を感度良く測定でき、従来の物質構造に加え、機能に影響を与える「電子状態」、「ダイナミクス」等の詳細な解析が可能という特徴を持ちます。また、物質表面の分析では、たんぱく質や触媒材料の表面で起こる化学反応の変化等の解析による創薬や新たな高活性触媒等の開発が、磁性・スピンの解析では、磁石やスピントロニクス素子等の研究開発が期待できます。

 これらの基礎から応用までの多様なニーズに対応し、科学技術・学術の発展に貢献するため、 多様な光を発生させるビームラインの検討を進めています。

放射光輝度-エネルギーと施設の配置図

施設へのアクセス

 仙台駅から地下鉄で9分の東北大学青葉山新キャンパス内に建設中。首都圏、関西圏から2時間以内の高いアクセス性を持つ世界一の立地でリサーチコンプレックスの形成を目指します。

施設近隣のイメージ図

次世代放射光施設の性能諸元

 次世代放射光施設とSPring-8の性能諸元を比較すると以下のようになります。
  次世代放射光施設 SPring-8
加速器エネルギー 3 GeV 8 GeV
蓄積電流 >400 mA 100 mA
セル数 16 44
リング周長 349 m 1,436 m
エミッタンス 1.14 nmrad 2.4 nmrad
消費電力 5 MW 40 MW
最大ビームライン数 28 63
年間最大運転時間 6,000 時間(目標) 5,300 時間
建設費 約 360 億円 約 1,100 億円
年間運営予算 約 30 億円 約 98 億円

 

次世代放射光施設の整備スケジュール・進捗

 2023年度中の運用開始を目指しています。

次世代放射光施設の整備スケジュール