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成果報告書 「超伝導加速による次世代小型高輝度光子ビーム源の開発」 （X線検出器の開発） 平成２２年５月 学校法人早稲田大学 1 様式第20 本報告書は、文部科学省の科学技術試験研究委 託事業による委託業務として、学校法人早稲田大 学が実施した平成２１年度 「超伝導加速による次 世代小型高輝度光子ビーム源の開発」（X線検出器 の開発）の成果を取りまとめたものです。 2 １．委託業務の目的 超伝導高周波加速器技術とレーザーパルス蓄積技術の融合によって、ポストゲノム時代 の生命科学研究、ナノ構造解析、創薬、医療診断、マイクロリソグラフィへの利用を画期 的に飛躍させる軟X 線から硬X 線領域の小型高輝度X 線発生装置（10m × 6m 程度） を実現する。本装置実現のために、高品質大強度電子ビーム生成装置、大強度?高電界超 伝導高周波加速装置、高品質短パルス大強度レーザー蓄積装置、ミクロン精度での電子ビ ーム軌道制御技術及び、レーザー光路精密調整といった技術の実用化を図る。よって、超 伝導高周波加速器技術を使った 5 nm～0.025 nm 波長領域の小型高輝度 X 線発生装置の 開発とその実用化に必要な基幹技術の確立を行うことを目的とする。 このため、大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構、国立大学法人東京大学、 独立行政法人日本原子力研究開発機構、国立大学法人広島大学、学校法人早稲田大学、東 芝電子管デバイス株式会社及び株式会社日立ハイテクノロジーズと共同で業務を行う。 学校法人早稲田大学では、Ｘ線発生総合試験において、次の項目について、高い精度でX 線のエネルギー及び角度分布等の計測を可能とする以下のシステムの開発を実施する。 ２．平成２１年度（報告年度）の実施内容 ２．１ 実施計画 ① X 線検出器の試験装置開発 具体的には、低エネルギーX 線（軟X 線）の定量的な発生システムを早稲田大学内に構 築し、その計測に最適な X 線検出器を試作する。また検出において重要な意味を持つエネ ルギー計測及び強度の絶対値計測が可能なシステム構築を試作する。 ② X 線検出器の検出試験 特にエネルギー計測について、本年度中にその基本的な性能を確認し、次年度以降に実 施する比較的エネルギーの高いX 線計測への適用可能性も検討する。 ２．２ 実施内容（成果） 概 要 超伝導加速による次世代小型高輝度光子ビーム源の開発のために、X 線検出器開発および利用研究に向 けた検討を行っている。レーザーコンプトン散乱によって生成されるX 線に特化した特徴としては、散乱 角が広いため大面積の撮像が容易であること、線源サイズがレーザーもしくは電子ビームの大きさに一致 するため極限まで小さくすること可能である点である。これらの特徴を評価するために、本年度は位置読 み出し型（撮像型）検出器の開発?評価及びその試験用線源の構築を行った。次年度は引き続き位置読み 出し型の検出器の評価を行っていくとともに常伝導加速器を用いた軟X 線検出試験を行っていく予定であ る。 1. はじめに 本プロジェクトにおいて X 線を生成する手法は周知の通りレーザー光を高エネルギーの 電子ビームによって散乱する『レーザーコンプトン散乱法』である。レーザーコンプトンX 線の特徴としては、 ① 小型なX 線源が構築可能であること 3 ② X 線の散乱角が広く大面積への照射に適していること ③ 線源サイズを極限まで小さくできること ④ X 線の偏光制御がレーザーの偏光制御によって容易に行えること などが挙げられ