| 研究課題/領域番号 |
17H02018
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
中井 泉 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (90155648)
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| 研究分担者 |
星野 真人 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (30508461)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 絵画の分析 / ポータブルX線回折計 / 放射光X線分析 / X線吸収端差分イメージング / ムンク / 分析装置開発 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では国際水準の絵画分析のための先端的X線分析装置・放射光複合X線分析技術を開発し、保存修復の専門家と協力して実際の絵画・壁画の分析手法のスタンダードを構築することを目的とする。本目的を達成するために、色材の分析で最も信頼できる物質情報を与える、絵画分析に適した粉末X線回折計を開発した。これまでの科研費の補助により、X線源にCu管球を備えたプロトタイプのθ-θ型ゴニオメーター方式の回折計をすでに試作している。ただ、本方式の回折計による絵画分析の最大の問題点は、絵画が平面試料であるため、現行のCu管球では、2θ=25°より低角側は絵にぶつかって測れない。そこで、Cu管球をCr管球に交換すると、波長が長くなるので回折角2θは大きくなり、Cu管球で測れないCu管球の2θ＝17°までの回折ピークが測れるようになる。この領域には、物質を特徴づける重要な基本反射が多いので、格段に色材の相同定能力が向上する。X線管球にはその場で交換できる新開発のMoxtek社のMAGPRO管球を導入した。60ｋVまで電圧をかけることができ、Cr管球でも高エネルギーの白色X線が発生する。本装置ではX線検出器にシリコンドリフト検出器を用いているので、蛍光X線スペクトルも測定でき、回折データによる結晶構造情報と、蛍光X線による組成情報が同一測定点から得られるので、色材の同定の有力な情報となる。
開発した分析装置の実戦的応用対象として、小布施の北斎館に収蔵された、葛飾北斎の浮世絵、男浪、女浪の実地分析を行って、色材の概要を明らかにした。この成果は、NHKでTV放映され紹介された。さらに特筆すべき成果として、ノルウエーのオスロ国立美術館に招待され、開発した回折計を用いて、世界的な名画、ムンクの「叫び」の分析が実現した。分析の結果、青色を中心に、ムンクの用いた色材について、きわめて重要な知見をえることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
X線源をCr管球にその場で交換可能な世界最高水準のポータブルX線回折計の開発に成功した。これにより、平面的な絵画試料の分析が可能になった。装置開発で、当初の計画通り開発がすすんだことは極めて順調に研究が進んでいることをしめす。さらに、予想外の研究の進展があった。我々の開発した装置を使って、ノルウエーのオスロ国立美術館に収蔵されている、世界的名画、ムンクの「叫び」を、分析する機会に恵まれたことである。我々の開発した装置の優れた性能が評価されたことにより、オスロ国頑張ってください立美術館に招待され、「叫び」について5日間の分析調査が実現した。我々の調査の様子が、ノルウエーの新聞に一面カラーで紹介されたことによっても、画期的な成果であったことを示している。同様に、アムステルダム国立美術館でレンブラントやフェルメールの作品を分析する機会にも恵まれたことも、我々の分析技術が国際水準に達し、当初の計画以上の進展が認められたことを示している。
本装置をもちいた国内の調査では、長野県小布施の北斎館で、北斎の絵の分析が実現した。得られた成果は、NHKの以下の2つの番組①②で紹介された。①NHK 総合「歴史秘話ヒストリア」2017年9月22日(金) 20:00～20:43,9月24日(日) 0:05～0:50(再放送);②NHKドキュメンタリー - 北斎“宇宙”を描く, 2017年10月9日（月） 午前9時05分(50分)。
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| 今後の研究の推進方策 |
放射光を使った、絵画の吸収端差分イメージングは、2018年度の測定実現を目指して、測定装置開発を進めた。絵画分析の為の放射光複合X線分析システムの構築では、吸収端差分法による絵画の大面積イメージングを2018年度に以下のように実施する計画である。絵画試料の後方にフラットパネル検出器をおいて、試料にX線を照射して、透過X線の強度を検出器で測定する。測定を行うBL20B2 は、大面積（10x2cm）の単色 X 線ビームが得られる。吸収端前後のエネルギーのX線を照射して透過X線の強度をはかり、差分をとると吸収端元素の濃度分布がわかる。本手法の評価は、芸大に所蔵されている絵画を試料として測定システムの最適化を行い、適切なコントラストとなる測定時間、励起エネルギーを探索する。
絵画のポータブル分析システムの高度化では、2018年度に分担者の芸大の木島研究室にポータブルラマン分析システムを導入する計画である。また、芸大に収蔵されている絵画を試料として、開発した分析装置を評価していく計画である。
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