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2005 年度 研究成果報告書概要

電子蓄積リング型高輝度X線発生装置の利用とさらなるダウンサイジング

研究課題

研究課題/領域番号 13852007
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 応用物理学一般
研究機関立命館大学

研究代表者

山田 廣成  立命館大学, 理工学部, 教授 (10268162)

研究期間 (年度) 2001 – 2005
キーワード卓上型シンクロトロン / 新型高輝度X線発生機構 / 位相コントラストイメージ / 遷移放射 / パラメトリック放射 / 医療診断 / 放射線治療 / 光蓄積リング型レーザー
研究概要

1.超小型電子蓄積型高輝度X線発生装置の開発に成功した。X線発生専用マシンとして外径約0.5m、電子エネルギー6MeVの電子蓄積リングを開発した。X線強度は、目標を上回り、10^<12>光子/s,mrad2,mm2,0.1%bandを達成した。運転の自動化や電流値安定機構を導入して安定な運転を実現し、利用研究をルーチンで実施できる状態であり、COE放射光生命科学研究に貢献している。
2.X線イメージングでは、25ミクロンロッドターゲットを用いて最大20倍拡大の屈折コントラスト撮像を実現した。放射光を勝る極めて強いエッジ強調が現れ、実物肺の中に埋め込んだウレタン製腫瘍の形状や血管の状態を鮮明に撮像した。30cm厚コンクリートの非破壊検査では、従来法では見えなかった亀裂や砂利の密度を造影剤無しで鮮明に捉えた。資料を光源点の近くに置くことにより、70倍の拡大撮像でも、ピントがぼけないことを確認した。
3.Si及びGe結晶をターゲットとしてシンクロトロンの電子軌道上に設置し、結晶面を20°に傾けたとき、0°及び30°方向に10〜13keV単色X線を取り出すことに成功した。X線強度が10^<10>光子Brightnessで有ることを確認した。この強度はタンパク質構造解析を行うのに十分である。現在、蛋白質構造解析BLの開発(COEによる)を進めている。
4.遷移放射機構を用いてコヒーレントな軟X線の発生に成功した。みらくる6Xを用いた場合その強度は、校正された検出器を用いて、5mWあることを確認した。みらくる20を用いる場合には、1Wに達することが計算上明らかになった。この値は、小型放射光装置AURORAと比較して、2桁大きな値である。
5.光蓄積リング型自由電子レーザーの研究では、環状ミラーの導入により、明らかな増幅を観測した。増幅の結果、強度の蓄積電流値依存性で2乗に比例することが観測された。光蓄積リング型レーザー発振ではない他の原因によるコヒーレント放射光発生の可能性を否定できないが、環状ミラーの導入によりビームに何らかのモジュレーションがかかったと考えている。平均100mWの中・遠赤外光出力は、利用実験を行うのに十分なパワーである。分光器にFTIRを導入して、水、蛋白質、ガン組織などの遠赤外線吸収分光をルーチンでこなすことが出来るに至り、THz研究者と共同研究を推進するに至っている。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (47件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] レーザーによる疼痛緩和とATP2005

    • 著者名/発表者名
      小田・望月紀子, 片岡洋祐, 田村泰久, 山田久夫, 山田廣成
    • 雑誌名

      レーザー治療学会誌 Vol.4

      ページ: 14-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The development of hard x-ray optics for MIRRORCLE-6X microscopy beam line2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, H.Yamada, D.Hasegawa, Y.Ogasaka, H.Yamashita, T.Tokunaga
    • 雑誌名

      Proc. The 8th international conference on X-ray Microscopy July 2005, Himeji, Japan.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Portable Synchrotron Hard X-ray Source MIRRORCLE-6X for X-ray Imaging2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada et al.
    • 雑誌名

      Proc. The 8th international conference on X-ray Microscopy July 2005, Himeji, Japan.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型放射光装置"みらくる"を用いた重元素の蛍光X線分析2005

    • 著者名/発表者名
      西勝英雄, 山田廣成, 平井暢, 小川浩太郎
    • 雑誌名

      X線分析の進歩 Vol.36

      ページ: 285-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型シンクロトロンみらくる6Xによる高品質X線の発生とその利用2005

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      応用物理 74(4)

      ページ: 462-471

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 新型医療診断・治療装置"みらくる"2005

    • 著者名/発表者名
      山田廣成, 佐々木誠, 長谷川大祐, 村田喜代史, 手島昭樹
    • 雑誌名

      抗菌・抗カビの最新技術とDDSの実際〜SARS, 新興感染症対応から製品設計・評価まで〜

      ページ: 276-283

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 放射光生命科学研究2005

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      蛋白質・核酸・酵素 vol.50(No.13)

      ページ: 1692-1693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型放射光装置を開発2005

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      Science and Technology Journal May 2005

      ページ: 18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The development of hard x-ray optics for MIRRORCLE-6X microscopy beam line2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, H.Yamada, D.Hasegawa, Y.Ogasaka, H.Yamashita, T.Tokunaga
    • 雑誌名

      Proc.The 8th international conference on X-ray Microscopy, Himeji, Japan

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Portable Synchrotron Hard X-ray Source MIRRORCLE-6X for X-ray Imaging2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada et al.
    • 雑誌名

      Proc.The 8th international conference on X-ray Microscopy, Himeji, Japan

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 新型医療診断・治療装置"みらくる"2005

    • 著者名/発表者名
      山田廣成, 佐々木誠, 長谷川大祐, 村田喜代史, 手島昭樹
    • 雑誌名

      抗菌・抗カビの最新技術とDDSの実際〜SARS,新興感染症対応から製品設計・評価まで〜

      ページ: 276-283

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] レーザーによる疼痛緩和とATP2005

    • 著者名/発表者名
      小田-望月紀子, 片岡洋祐, 田村泰久, 山田久夫, 山田廣成
    • 雑誌名

      レーザー治療学会誌 Vol.4

      ページ: 14-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] X-ray fluorescence analysis of heavy elements with a portable synchrotron2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada, H.Saisho, T.Hirai, J.Hirano
    • 雑誌名

      Spectrochemica Acta B59

      ページ: 1323-1328

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ポータブルシンクロトロンで開ける新しい放射光利用2004

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      放射線と産業 102号

      ページ: 18-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] バイオ・ナノテクを支える卓上型放射光装置の出現2004

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      日本機会学会誌 9月号

      ページ: 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Portable Synchrotron Light Source and Advanced Applications2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada, N.Mochizuki.-Oda, M.Sasaki
    • 雑誌名

      American Institute of Physics

      ページ: 1-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] The Biological Effects on Cancer Cells by Synchrotron Radiation Generated from NIRRORCLE-6X2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ogata, T.Teshima, M.Matsumoto, A.Kawaguchi, Y.Suzumoto, D.Hasegawa, N.Mochizuki-Oda, H.Yamada, N.Matsuura
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 73-76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Quantum Mechanical Approach to the Meaning of Existence, Will and Life2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 109-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] The Portable Synchrotron MIRRORCLE-6X2004

    • 著者名/発表者名
      D.Hasegawa, H.Yamada, A.I.Kleev, N.Toyosugi, T.Hayashi, T.Yamada, I.Tohyama, Y.D.Ro
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 116-119

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] The Development of Hard X-ray Microscopy with MIRRORCLE-6X2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, T.Tokunaga, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa, Y.Ogasaka, H.Yamashita
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 128-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Novel Edge-Enhanced X-ray Imaging Utilizing MIRRORCLE2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, S.Maki, Y.Sonoda, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 132-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Novel X-ray Source based on a tabletop synchrotron and its unique features2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B199

      ページ: 509-516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Advanced theory of the photon storage ring leading to the short light pulse generation2003

    • 著者名/発表者名
      A.I.Kleev, H.Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Quantum Electronics 39(6)

      ページ: 1-9

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Novel Edge-Enhanced X-ray Imaging by MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, H.Yamada, Y.Sonoda, S.Maki, T.Takashima, T.Tokunaga, D.Hasegawa, N.Toyosugi
    • 雑誌名

      AIP conference proceedings 705

      ページ: 1336-1339

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The Synchrotron Light Life Science Center Granted by the MEXT 21st Century COE Program2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proceedings 705

      ページ: 17-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上シンクロトロンによる重元素の蛍光X線分析2003

    • 著者名/発表者名
      西勝英雄, 平井暢, 平野旬一, 山田廣成
    • 雑誌名

      原子核研究 Vol.48, No.5

      ページ: 151-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Features of the Portable Synchrotrons Named MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 12-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The Biological Effects on Cancer Cells by Synchrotron Radiation Generated from NIRRORCLE-6X2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ogata, T.Teshima, M.Matsumoto, A.Kawaguchi, Y.Suzumoto, D.Hasegawa, N.Mochizuki-Oda, H.Yamada, N.Matsuura
    • 雑誌名

      AIP conference proc. 716

      ページ: 73-76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Quantum Mechanical Approach to the Meaning of Existence, Will and Life2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. 716

      ページ: 109-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The Portable Synchrotron MIRRORCLE-6X2003

    • 著者名/発表者名
      D.Hasegawa, H.Yamada, A.I.Kleev, N.Toyosugi, T.Hayashi, T.Yamada, I.Tohyama, Y.D.Ro
    • 雑誌名

      AIP conference proc. 716

      ページ: 116-119

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The Photon Storage Ring2003

    • 著者名/発表者名
      A.I.Kleev, H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 120-127

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] FIR Beam Line for MIRRORCLE-202003

    • 著者名/発表者名
      A.Moon, Y.Nakamura, T.Toma, H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 167-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Development of Low Energy and High Brilliance X-ray Source Using a Portable Synchrotron MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Okazaki, T.Toyosugi, H.Yamada, Y.Narazaki, T.Takashima, S.Imai
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 124-127

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The Development of Hard X-ray Microscopy with MIRRORCLE-6X2003

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, T.Tokunaga, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa, Y.Ogasaka, H.Yamashita
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 127-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Novel Edge-Enhanced X-ray Imaging Utilizing MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, S, Maki, Y.Sonoda, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 132-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Problem of Radiation Safety in the Diagnosis Using MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Suetsugu, H.Yamada, T.Takuya, D.Hasegawa, T.Hirai, M.Inoue
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 139-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Protein Crystallography Beam Line at MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      M.Sasaki, T.Hirai, H.Yamada
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 141-143

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Dynamical Study of Water Structure by Infrared Synchrotron Light2003

    • 著者名/発表者名
      N.Miura, H.Yamada, A.Moon, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 171-174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Protein Dynamics Research Station on IR Beam Line of MIRRORCLE-202003

    • 著者名/発表者名
      T.Kikuzawa, H.Yamada, N.Mochizuki-Oda, N.Miura, A.Moon
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 188-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Near-Infrared Laser on Neural Cell Activity2003

    • 著者名/発表者名
      N.Mochizuki-Oda, Y.Kataoka, H.Yamada, K.Awazu
    • 雑誌名

      AIP conference proc. vol.716

      ページ: 192-195

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Novel Edge-Enhanced X-ray Imaging by MIRRORCLE2003

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, Y.Sonoda, H.Yamada, S.Maki, T.Takashima, T.Tokunaga, D.Hasegawa, N.Toyosugi, M.Matsumoto, K.Hyodo
    • 雑誌名

      AIP conference proceedings 705

      ページ: 1336-1339

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型シンクロトロン"みらくる-20"による新しいX線の発生2002

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      放射光 15-2

      ページ: 15-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型シンクロトロン「みらくる」の世界2002

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      原子核研究 47(4)

      ページ: 33-63

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型シンクロトロン"みらくる"の医学利用2002

    • 著者名/発表者名
      山田廣成
    • 雑誌名

      日本レーザ医学会誌 23(3)

      ページ: 151

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 卓上型シンクロトロン"みらくる"を用いたX線イメージング2002

    • 著者名/発表者名
      山田廣成, 平井暢, 園田幸史, 鷹繁貴之, 牧進也, 長谷川大祐, 栗林勝, 兵藤一行, 松本政夫
    • 雑誌名

      日本写真学会誌 65(7)

      ページ: 452-458

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Phase Contrast 10 times Magnified X-ray Imaging of Large Objects by MIRRORCLE Type Tabletop Synchrotron

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa, M.Morita, Y.Oda, J.Takaku, T.Hanashima, K.Murata, M.Takahashi, N.Nitta
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Radiation (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Phase Contrast 10 times Magnified X-ray Imaging of Large Objects by MIRRORCLE Type Tabletop Synchrotron

    • 著者名/発表者名
      T.Hirai, H.Yamada, M.Sasaki, D.Hasegawa, M.Morita, Y.Oda, J.Takaku, T.Hanashima, K.Murata, M.Takahashi, N.Nitta
    • 雑誌名

      J.Synchrotron Radiation (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Portable Synchrotron Light Sources and Advanced Applications (AIP conference proceedings 716)2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada, N.Mochizuki.-Oda, M.Sasaki
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      American Institute of Physics
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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