国内外の量子ビーム施設の現状と産業利用への取り組み

摘要

量子ビームとは，光子，イオン，電子，中性子，中間子，ニュートリノなどが制御されて利用に供されるビームの，我が国での一般的総称であり，加速器や高出力レーザー装置，原子炉等の施設から供給される種々のビームを含む概念である（図1）。量子ビームの発生から制御，利用に至る技術は，ナノテクノロジーをはじめ，ライフサイエンス，ICT，環境等の広範な科学技術に不可欠な基盤技術となってきた。また近年では，量子ビーム施設で提供される評価·解析技術や材料加工技術を民間企業が利用し，研究開発業務において優れた成果をあげている例も数多く見られる。本稿では，特に産業利用が顕著に実施されている量子ビームについて，筆者が携わっている放射光の産業利用を中心に，それらの特徴と我が国の施設における利用状況を概観する。また，海外の量子ビーム施設の現状については，放射光施設の状況の一端を紹介する。最後に，国内の量子ビーム施設を利用する際の一般的な流れを紹介して，これから量子ビームを用いた研究を始めようとされる読者の一助としたい。なお，量子ビームの利用法として重要な，材料の表面改質や微細加工の領域があるが，筆者の専門外であるため本稿では触れられないことをご容赦いただきたい。