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放射光とは?

ほうしゃこう

放射光とは、電子が円形軌道上で曲げられる際に放出される非常に強力で指向性の高い電磁波で、科学・産業の最先端研究に利用されています。

放射光(シンクロトロン放射光、英: synchrotron radiation)は、電子などの荷電粒子が磁場によって円形の軌道を走る際、進行方向が曲げられることで接線方向に放出される電磁波です。X線から赤外線までの幅広い波長域をカバーする、非常に強度が高く指向性のある光です。

通常のX線源と比べてケタ違いに明るく(輝度が高く)、エネルギー(波長)を連続的に選択できる点が最大の特長です。また、放射光はパルス状に発生するため、時間分解能の高い測定にも対応できます。

放射光が利用される代表的な研究分野は以下のとおりです。

  • タンパク質・材料の構造解析: X線回折・散乱により原子レベルの構造決定が可能。創薬研究でタンパク質の3次元構造を明らかにする
  • 表面・界面分析: 触媒や半導体材料の表面状態を電子分光で解析
  • 医療・生物イメージング: 微細構造を高コントラストで撮影するマイクロCTなど
  • 微細加工(リソグラフィ): X線を使った高精度な微細構造形成

日本では兵庫県の大型放射光施設「SPring-8」や茨城県の「フォトン・ファクトリー」などが世界トップクラスの施設として知られており、基礎科学から産業応用まで幅広い研究が行われています。

使い方・例文

新型インフルエンザなどのウイルスに対するワクチンや治療薬の開発で、タンパク質の立体構造を明らかにする際に放射光X線が活用されています。また、文化財の内部構造を非破壊で調べる研究にも利用されています。

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