上海・合肥の原子力科学技術機関
との交流訪中団

 

(4)上海同歩輻射光源施設建設現場
SSRF(Shanghai Synchrotron RadiationFacility)

(4)上海同歩輻射光源施設建設現場  (富士 武内)
SSRF(Shanghai Synchrotron RadiationFacility)

1)案内者
周偉:上海応用物理研究所国際担当処長
卓維海:核学会(復旦大学放射医学研究所教授)
仁忠:上海応用物理研究所基礎研究部門

2)概要
SSRFは、現在中国で建設中の第 3世代*注2放射光施設です。
SSRFは、中国科学院 CAF(Chinese Academy ofSciences)の上海応用物理学研究所SINAP(Shanghai Institute of AppliedPhysics)の傘下で建設が進められていました。
我々訪問団は当日午前中、SINAPで SSRFの概要の説明を受け、午後、建設現場を視察しました。
建設現場は、上海中心部の東南東に位置し、上海浦東国際空港へ行く途中の高速道路沿いにあり、また、すぐ近くを上海リニアモーターカー(Maglev trainMax430km/h)が走っている所にありました。そして、上海中心から西北に位置する上海応用物理学研究所(SINAP)からは約60km車で 1時間程度の所にありました。
SSRFは、432mの蓄積リングで 3.5GeVの光源を目指しており、最大の特徴は施設全体が東京ドームのような屋根付施設の中で建設されており、施設工費は$150,000,000(約 2億円で人件費と土地代は含まない)とのことでした。
SSRFの構成は、まず電子を 150MeVまで直線加速器(LINAC)で加速し、さらにシンクロトロン加速器(Booster)で 3.5GeVまで加速し、円周 432mのリングに蓄積し、様々な分野に利用する計画となっていました。

3)施設の仕様
施設は日本の SPRING-8の半分くらいの規模のとのことで、先進各国の放射光源施設との比較紹介がゲストルームに提示されていました。




4)施設の建設スケジュール
2004年 12月着工
2006年 9月建物の完成
2007年 7月Linac完成
2008年 3月Booster完成予定
2008年 10月蓄積リング完成予定
2009年 3月ビームライン完成予定
2009年 4月SSRF利用開始

5)感想
SSRFは、施設全体が全天候型のドーム状の建屋に収納されており、研究者の控室と実験場所が近く、効率良く実験研究成果を出せると期待できます。また、このドームの建屋と施設全体のレイアウトをアンモナイト貝に似せて設計されており、外観のデザイン性に優れ、とりわけ日本では「グッドデザイン賞受賞間違いなし」との訪問団員の声があがっていました。
一方、SSRFは、上海国際空港と上海市中心を結ぶ高速道路やリニアモーターカーの軌道近くに建設されており、その振動等の影響によりビームラインの微調整に苦労する可能性があるとの訪問団員の心配の声が印象的でした。

6)参考写真


    




*注1.放射光の原理(SPRING-8HPより)
放射光とは ...
ほぼ光速で直進する電子が、その進行方向を磁石などによって変えられた際に発生する電磁波を放射光と呼び、1947年に電子シンクロトロン(電子加速器)で初めて観測されました。放射光は、電子のエネルギーが高いほど指向性の良い明るい光となり、また、電子のエネルギーが高く、進む方向の変化が大きいほど、X線などの短い波長の光を含むようになります。
電子は負の電荷をもっているためその周りに電場をつくっていますが、これは仮想の光子を雲のようにまとっていると考えられます。高エネルギーの電子が磁場で曲げられると仮想の光子が振り落とされて現実の光子となって放出されます。これが放射光です。



放射光を発生させるための磁石
電子の進行方向を変えるために用いる磁石のタイプとしては、電子をリング状の加速器に閉じこめるために必要な偏向電磁石と、磁石列を特定の形に組み合わせた挿入光源があります。挿入光源はさらにアンジュレータとウィグラーの 2種類に分けられます。それぞれの場合で特徴ある放射光が得られます。

偏向電磁石:赤外線からX線までの連続した波長の光が得られます。
アンジュレータ:電子を周期的に小さく蛇行させ、蛇行の都度発生する放射光を干渉させることにより、極めて明るい特定波長の光が得られます。



ウィグラー:電子を大きく複数回蛇行させることにより、より明るい連続した波長の光が短い波長領域で得られます。



放射光の特徴
放射光には、次のような特徴があります。
・極めて明るい。
・細く絞られ拡がりにくい。
・X 線から赤外線までの広い波長領域を含む。
・偏光している。
・短いパルス光の繰り返しである。

*注2
第1 世代放射光施設 :放射光の専用施設ではなく、系粒子物理学研究用として建設された加速器により、放射光を利用した施設
第2 世代放射光施設 :放射光専用施設で偏光磁石から放射光利用した施設
第3 世代放射光施設 :放射光専用施設でアンジェレータ主体の挿入光源を多数設置できる施設

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2007年12月31日更新