2017 Fiscal Year Research-status Report
可変倍率のＸ線ブラッグ光学系による放射光イメージングの高度化
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15K04745
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
平野 馨一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (40218798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 由美子 日本大学, 理工学部, 研究員 (70339258)
杉山 弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (80222058)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線 / 放射光 / イメージング / X線光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実験室Ｘ線源よりも遥かに高い輝度を持つ放射光は、物質内部を高速で非破壊観察するためのプローブとして、材料科学、生物学、医学等の分野で今日広く利用されている。この放射光Ｘ線イメージングのさらなる高度化を図るために、引き続き可変倍率のＸ線ブラッグ光学系の開発・改良に取り組んだ。
可変倍率のＸ線ブラッグ光学系の大きな利点の一つは、低倍率で試料の観察を行って関心領域を特定し、その後ただちに高倍率で関心領域の観察を行える点である。これまでは主に二次元投影像の観察に取り組んできたが、今後さらに三次元像の観察へと進むには、最近提案されたラミノグラフィーの導入が必要不可欠である。そこで、今年度は昨年度に引き続き、ラミノグラフィーの開発と検証を行った。
第一に、昨年度試作したラミノグラフィーの画像再構成プログラムを改良して、試料の吸収像だけでなく位相像も得られるようにすることを試みた。第二に、改良版のプログラムの動作を検証するために、放射光実験施設Photon FactoryのビームラインBL-14Bで位相型X線ラミノグラフィーの実験を行い、各種試料について観察条件を変えながら画像データを取得した。第三に、画像再構成プログラムによる実験データの処理を行った。試行錯誤の末に、正常な位相コントラストの断層像が得られた。また、観察条件を変えることによって画質がどのように変化するのかを調査した。
得られた研修成果は学会や研究会などで報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の第一の目標は、可変倍率X線ブラッグ光学系で試料の三次元像を得るときに中心的な役割を果たす、ラミノグラフィーの画像再構成プログラムの改良版を開発することだったが、予定通り改良版を作成することができた。
第二の目標は、作成したプログラムの確認を行うために各種試料に関するデータを取得することだったが、これもほぼ予定通りに行うことができた。
第三の目標は、画像再構成プログラムによって実験データを処理することだった。これに関しては難航したが、試行錯誤の末に何とか試料の位相コントラストの断層像を得ることができた。これにより、ラミノグラフィー画像再構成の核となるプログラムが一通り完成した。
以上を踏まえて全体的に判断すると、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今のところ、研究はおおむね順調に進展しているが、放射光源の故障により若干の遅れが生じたため、次年度はこの遅れを挽回するべく研究を進める。
最終年度となる次年度は、高倍率で光学系の特性評価を行うと共に各種応用を行う。まずは、倍率可変X線ブラッグ光学系と吸収型X線ラミノグラフィーとを組み合わせることにより、各種試料の非破壊三次元観察を行う。次に、位相型X線イメージングの一種である回折強調撮像法（DEI）への応用を行う。
なお、得られた研修成果は随時論文にまとめて出版する。また、国内外の学会で発表を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）Photon FactoryのビームラインBL-14Bの光源である垂直ウィグラーの故障により実験期間が短縮されたため、実験計画を変更して各種試料の観察等を延期した。
（使用計画）垂直ウィグラーはすでに復旧したので、やり残した各種実験を行う。
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