国⽴研究開発法⼈量⼦科学技術研究開発機構National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

量子ビーム科学部門

高崎量子応用研究所Quantum Beam Science Research Directorate

Takasaki Advanced Radiation Research Institute

高崎研

TAKASAKIInstitute

⑧

⑨

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⾼崎研の量⼦ビーム技術を広く利活⽤いただくために

⾼崎研が保有する量⼦ビーム施設・設備をご利⽤いただけます。■ 施設共⽤主な施設・設備・装置の名称 利⽤⽤途例

・電⼦加速器・ガンマ線照射施設

⾼分⼦加⼯技術の開発、半導体関連材料の照射効果、材料・機器類の耐放射線性評価等

・AVFサイクロトロン・タンデム加速器・シングルエンド加速器・イオン注⼊装置

広範囲のエネルギーをもつ軽イオンから重イオンの供給及び複合利⽤が可能。宇宙環境、バイオ技術・医療応⽤の研究開発、機能性材料創製や短寿命アイソトープの合成・利⽤研究等

〒370-1292 群⾺県⾼崎市綿貫町1233TEL : 027-346-9232URL : https://www.qst.go.jp/site/taka/

Email : taka-soumu@qst.go.jp

量⼦ビーム科学部⾨⾼崎量⼦応⽤研究所

地域住⺠、中⾼⽣や⼤学⽣などに向けて広く研究活動を知っていただく活動に注⼒しています。

⼤学との連携や海外の研究機関等との連携を通してネットワークの強化を図っています。

■ 研究交流

量研が保有する医療、⼯業、農業、エネルギー等、各種分野の知的財産権や技術をご利⽤いただけます。企業や公的研究機関と⾼崎研が連携して開発した製品等の例をご紹介します。

■ 技術移転

■ ⾷品照射データベースhttp://foodirra.taka.qst.go.jp/

⾷品照射とは、殺菌、殺⾍、発芽防⽌のために農産物や⾷品に放射線を照射することです。⽇本では1974年からガンマ線照射による⾺鈴薯の芽⽌めが⾏われています。

照射済

⾮照射

量⼦ビーム育種技術

⑦

⑪

量⼦ビーム機能性材料創成技術

➀

③②

④

⑥

⑤

施設公開 科学技術教育・職場体験⽀援 国際協⼒⼤学との連携

■ アウトリーチ（成果普及）活動

国⽴研究開発法⼈量⼦科学技術研究開発機構

〒263-8555 千葉県千葉市稲⽑区⽳川4-9-1（本部）TEL : 043-382-8001 （代表）URL : https://www.qst.go.jp/

➀ 超耐熱炭化ケイ素（SiC）繊維「ハイニカロン® 」

② 空気清浄フィルタ③ 放射性セシウム吸着材「クランセール®」

④ ハイドロゲル創傷被覆材「ビューゲル® 」「ジェルプロテクター®」

⑤ 次世代燃料電池膜⑥ 低温開花性輪ギク「⽴神（りゅうじん）」

⑦ 芳⾹シクラメン「麗しの⾹り」⑧ 環境浄化植物「KNOX」⑨ ⽢い⾹りを放つ吟醸酒⽤酵⺟「群⾺227」⑩ ⑨を使って醸造した「鳳凰聖徳 純⽶吟醸原酒 舞⾵」

⑪ カドミウム低吸収イネ「コシヒカリ環1号」（左は原品種）

⾼崎研HP

国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（QST）が平成28年4月1日に

発足し、高崎量子応用研究所は、その前身である日本原子力研究所高崎研究

所（昭和38年4月1日設置）及び日本原子力研究開発機構高崎量子応用研究所

（平成17年10月1日設置）において50有余年にわたり遂行してきた放射線／

量子ビーム利用の研究開発基盤を継承し、QSTの主要な業務である量子ビーム

科学研究を推進する中核拠点として活動しています。具体的には、世界最先

端のイオン照射研究施設、電子線照射施設、ガンマ線照射施設等を有効に活

用し、荷電粒子、ガンマ線、中性子等の量子ビームの発生・制御及びこれら

を用いた高精度な加工や観察等に係る最先端技術開発に取り組むとともに、

量子ビームの優れた機能を総合的に利用して、量子材料・物質科学等の量子

科学技術領域を開拓する研究や世界を先導する生命科学研究等を推進してい

ます。これにより先進的な量子ビーム技術や革新的な研究成果を創出し、そ

れらの広範な発信・普及等を通して、医・理・農・工の幅広い分野における

重要課題の解決や科学技術イノベーションの創出に結び付け、我が国の科学

技術・学術の発展、産業の振興等に貢献することを目指しています。

このような活動を展開する高崎量子応用研究所に対し、今後とも皆様方の

より一層のご理解・ご支援を賜りますよう、よろしくお願い申し上げます。

⾼崎量⼦応⽤研究所所⻑

直筆サイン

重要課題の解決、科学技術・学術の発展、産業の振興への貢献

超スマート社会健康長寿 安全安心エネルギー・資源・食料

ものづくりことづくり

科学技術イノベーション

最先端科学領域の開拓 実用化への橋渡し

高崎量子応用研究所：量子科学技術の牽引多様な量子ビーム施設が活用できる強みを活かし、量子ビームの発生・制御・計測等の最先端技術の開発や量子ビームの優れた機能を総合的に利用した先進的な研究を推進し、量子材料・物質科学等の量子科学技術領域を切り拓くとともに、産学協創により医療・農業・工業等の幅広い分野における重要課題の解決に取り組み、革新的成果の創出と広範な普及・実用化等を通して人類社会の発展への貢献を目指す。

⼤強度陽⼦加速器施設 (J-PARC)及び物質･⽣命科学実験施設（MLF）

イオン照射研究施設(TIARA)

電⼦線照射施設ガンマ線照射施設

最先端量子ビーム施設の活用

写真提供:J-PARCセンター ©JAEA

量子ビームを駆使して物質材料をナノレベルで理解し、超スマー卜社会を拓く、量子センサ・革新的電子デバイス・先端高分子機能材料等の量子機能材料を創製する。

量⼦センシング・情報材料

グラフェンを⽤いた⾼機能スピントロニクスデバイスの実現に⽋かせないスピンの向きを揃える技術やスピン流を制御する技術を開発

EUV超微細加⼯技術 ⾼機能バイオデバイス

タンパク質の⽣体適合性を保持したままゲル化し、その硬さや形状を制御する新技術により⽣体内環境を再現して細胞機能を操る⾼機能培養基材を開発

細胞を狙い撃ち

陽電⼦ビームによる極微構造解析

電⼦の反物質である陽電⼦を使うことで物質材料の原⼦空孔、表⾯原⼦配列、電⼦スピンを分析する技術を開発

先端⾼分⼦機能性材料アライアンス

NVからの⾚⾊発光 SiC中に形成したVSiの発光

磁性酸化物（LSMO）

スピン

グラフェンスピン流

スピン

スピン流の効率的注⼊ スピンを⾼速･⻑距離に輸送

量⼦ビットや量⼦センサへ応⽤が期待される発光中⼼「ダイヤモンド中の窒素－空孔（NV）センター」や「炭化ケイ素（SiC）中のシリコン空孔（VSi）」を濃度や位置を制御して形成

IoT、AI（⼈⼯知能）、ビッグデータ、第5世代モバイル技術(5G) に不可⽋な半導体の超⼩型化・低消費電⼒化の実現のための超微細加⼯材料・プロセスを開発

極短波⻑リソグラフィーによる半導体素⼦の⾼集積化 タンパク質ゲル

シミュレーションによるグラフト膜の構造最適化

セシウム除去⽤給⽔器 グラフト膜の構造最適化

シミュレーション結果

マテリアルズ・インフォマテクスを利⽤した材料開発を複数企業で協調して⾏い、効率的で迅速な製品開発を推進

ガンマ線

表⾯スピン流

陽電⼦

電⼦

原⼦空孔の⾼感度検出 局所電⼦スピンの検出

量⼦材料・物質科学研究

超微細パターン

断⾯図

クラスターイオンビームの⽣成と利⽤

クラスターイオンビームを⽤いた⾼感度質量分析技術の基盤となる⾼強度イオン源を開発

イオンマイクロビーム元素分析

イオンマイクロビームとPIXE/PIGE法を組み合わせることにより、μmスケールの元素分布分析技術を開発

⾼強度C60

⾼強度C60

⾼強度C60負イオン源 ⼆次イオン質量分析

アト（10-18）秒パルスX線の発⽣

イオンビーム

X線

ガンマ線

イネの葉⾝中の元素分布分析

⾚︓亜鉛⻘︓ケイ素緑︓カルシウム

量⼦ビーム技術開発

「量子材料・物質科学、量子生命科学、量子ビーム技術」の研究開発を先導、量子ビーム科学プラットフォームの構築を目指す。

ガンマ 電⼦・陽電⼦ イオン

量⼦ビーム発⽣装置

原⼦

原⼦核

電⼦

陽⼦

中性⼦

量⼦ビーム発⽣装置

⾼崎量⼦応⽤研究所

⾼崎地区 東海地区

中性⼦

©JAEA

写真提供:J-PARCセンター

位相制御⾃由電⼦レーザーと⾼次⾼調波発⽣技術により、電⼦の動きを⽌めて観ることを可能にするアト秒パルスＸ線発⽣技術を開発

放射線・量子ビームと生物の相互作用を理解し、量子ビームの「観る」、「創る」、「治す」機能を総合的に活用して革新的成果を創出する。分子レベルから量子レベルへと生物学のパラダイムシフトを推進する。

イオンビームによる育種

（写真提供︓愛知県農業総合試験場）

イオンビームを⽤いた品種改良により作出された華麗な花びらʻかがり弁ʼをもつキクの新品種

作物の量⼦イメージング

サイクロトロン加速器で製造した11Cを利⽤したRIイメージングによるイチゴ果実内の光合成産物の動き

1細胞線量の三次元可視化

線量（Gy）

細胞集団

アルファ線がん治療で重要な放射線の線量分布を1細胞単位で評価できる技術を開発

細胞のマイクロビーム照射

照射⽤顕微鏡で⾃動で⾒つけた細胞を、細胞より細い重イオンマイクロビームで狙い撃ちして、重イオンの⽣物作⽤を解析

マイクロビーム照射装置 細胞を狙い撃ち

微⼩⽣物を封⼊するマイクロチップ

神経や運動機能を調べるために開発した、⿇酔をかけずに微⼩⽣物を封⼊する⽣物試料⽤マイクロチップを使い、線⾍の中枢神経を重イオンマイクロビームで照射

開発したマイクロチップ 線⾍の中枢神経を照射

加速器製造RIによるがん治療

体内で⾃らがんに集積し、アルファ線照射によってがんを破壊するアスタチン(At)-211を利⽤したがん治療薬の開発

量⼦ビーム⽣物応⽤研究

量子科学技術による「調和ある多様性の創造」により、平和で心豊かな人類社会の発展に貢献することを理念とし、

世界トップクラスの量子科学技術研究開発プラットフォームの構築を志す。

量子科学技術研究開発機構（QST）は、放射線医学総合研究所と日本原子力研究開発機構の量子ビーム部門と核融合部門が再編統合され、平成28年4月1日に新たに発足した国立研究開発法人です。QSTは、重粒子線などによるがんの治療や、放射線の人体への影響や医学利用、放射線防護や被ばく医療などの研究、量子ビームによる物質・材料科学、生命科学等の先端研究開発、高強度レーザーなどを利用した光量子科学研究、国際協定に基づくITER計画及び幅広いアプローチ(BA)活動を中心とした人類究極のエネルギー源である核融合の研究などを実施していきます。全国5研究所にある放射線医学、量子ビームや核融合分野の研究開発力を統合し、「量子エネルギー理工学」

「量子材料・物質科学」「量子生命科学」「量子医学・医療」等の分野で世界を先導し世界トップクラスの量子科学技術研究開発プラットフォームを構築します。量子科学技術分野の研究シーズを探索し萌芽的研究として育て、量子科学技術と医学・生命科学の融合領域等、新たな研究分野の地平を開き、世界に冠たる “QST”として先導的な役割を果たしていきます。さらに、得られた成果を広く社会に還元するために、大学や産業界を含む研究機関や行政機関との人材交流や共同研究など、産学官連携活動を積極的に推進し共創を誘発する場を形成します。また、量子科学技術による世界中の人々との協同を介して新たな知の創造や異文化理解・尊重を育み、「調和ある多様性の創造」を推進します。このような活動により、平和で心豊かな人類社会の発展に貢献していきます。皆様のご助言、ご支援、ご鞭撻のほどお願いいたします。

理事長 平野俊夫

QST研究拠点及び科学館核融合エネルギー部門

那珂核融合研究所

六ヶ所核融合研究所

・ITER計画の推進・幅広いアプローチ(BA)活動による先進プラズマ及び核融合理工学研究開発

〒311-0193 茨城県那珂市向山801-1TEL: 029-270-7213 (代表)

〒039-3212 青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字表舘2-166TEL: 0175-71-6500 (代表) ・放射線の革新的医学利用等のための研究開発

・放射線影響・被ばく医療研究

量子医学・医療部門

放射線医学総合研究所高度被ばく医療センターQST病院

(東海地区)〒319-1106 茨城県那珂郡東海村大字白方2-4

(JAEA原子力科学研究所内）TEL: 070-3943-3400（代表）

本部量子科学技術研究開発機構〒263-8555 千葉県千葉市稲毛区穴川4-9-1

TEL: 043-382-8001 （代表）〒100-0011 東京都千代田区内幸町2-2-2

富国生命ビル22階

きっづ光科学館ふぉとん〒619-0215 京都府木津川市梅美台8-1-6TEL: 0774-71-3180

〒263-8555 千葉県千葉市稲毛区穴川4-9-1TEL: 043-251-2111 (代表)

フランスサン・ポール・レ・デュランス

ITER現地支援グループ

量子ビーム科学部門

関西光科学研究所

・量子ビームの発生・制御や利用（加工・観察）に係る先端技術開発・量子ビームを活用した物質材料・生命科学等に係る先導的研究

（木津）(播磨)

（木津地区）〒619-0215 京都府木津川市梅美台8-1-7

TEL: 0774-71-3000 (代表)（播磨地区）〒679-5148 兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-1

TEL: 0791-58-0922 (代表)

次世代放射光施設整備開発センター住所連絡先は（播磨地区と同）

高崎量子応用研究所（高崎地区）〒370-1292 群馬県高崎市綿貫町1233

TEL: 027-346-9232 (代表)（東海地区）〒319-1106 茨城県那珂郡東海村大字白方2-4

（JAEA原子力科学研究所内）TEL: 070-3943-3400（代表）

（QST量子機能材料産学協創目黒ラボ）〒152-8550 東京都目黒区大岡山2-12-1

大岡山北3号館206号室NE-26TEL：070-3943-3398（代表）

（福島研究分室）〒960-1295 福島県福島市光が丘1

TEL: 024-581-5150（いわき出張所）〒973-8403 福島県いわき市内郷綴町榎下

46-2 いわき市内郷支所2階TEL: 043-251-2111

1表紙2裏表紙3理事長挨拶スライド番号 1

4地図スライド番号 1

5所長挨拶6材料7施設部8生物