原子力機構専用ビームライン(BL22XU, BL23SU)の研究

西畑 保雄

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原子力機構は、原子力の基礎基盤研究と先端原子力科学研究並びに人材育成のため、SPring-8の放射光を活用した研究を推進している。放射光エネルギー材料研究ディビジョンの研究を、(1)アクチノイド基礎科学、(2)環境・エネルギー材料科学、(3)福島事故回復に資する研究(廃炉研究を含む)の3本柱に集約し、RI実験棟及び2本のビームライン(BL22XU, BL23SU)の運用により展開している。特に、福島環境回復に資する高度分析技術の開発と集約化に取り組んでいるところである。福島第一原子力発電所(1F)からの燃料デブリの分析に備え、許認可取得の準備を進めており、最終的には、幅広い放射性物質を取扱うことができる放射光施設として、原子力基礎研究のCOEになることを目指している。2019年、将来ビジョンJAEA2050+が公表されており、原子力科学技術を通じて持続可能な社会の実現に貢献していく。2016年の原子力機構と量子科学技術研究開発機構(QST)の分離以来、BL11XU,BL14B1に分散している装置をRI実験棟に集約し、RI実験棟の強みを生かした研究体制を強化してきた。2019年度は特に、BL22XUの実験ハッチ3については、大幅なレイアウト変更を行った。マイクロビーム利用のためのKBミラーを導入し、硬X線光電子分光装置(HAXPES)及びBL11XUより搬入したXAFS装置を常設とした。応力測定装置はそのまま残留させ、BL14B1より型多軸回折計を移設した。また、蓄積リング棟・実験ハッチ1ではQSTのHUBER回折計とDAC回折計が設置されているままである。一方、BL23SUには走査型透過X線顕微鏡(STXM)を設置し、現在調整中である。また、BL23SUの表面科学実験ステーションでは、機器配線と制御機器の改修・更新による安全対策の向上と業務効率化を実現した。ビームラインに設置されている装置は、文科省ナノテクノロジープラットフォーム事業にも供されており、2019年の外部利用率はBL22XUで24-30%、BL23SUで27-35%であった(JAEAとQST担当分を含む)。これらの整備された装置群により、-XAFS, -HAXPES, XCT, STXM等、総合的にRI実験棟のイメージング技術の高度化を実現し、都市鉱山からの資源回収、Cs汚染土壌の減容化、1F由来不溶性Cs粒子、デブリ、機能性材料等の研究を推進していく予定である。また、2022年に原子力機構の次期中長期計画がスタートするため、そのミッション達成に向けて、ビームラインの更なる効率的な運用を検討していく。