2026年6月15日
理化学研究所
国立情報学研究所
高輝度光科学研究センター
J-PARCセンター
東北大学
総合科学研究機構

大型放射光施設「SPring-8（スプリングエイト）」^[1]で取得される実験データを、大学・研究機関が導入する研究データ管理基盤「GakuNin RDM^注1」から直接閲覧・利用できる連携サービスの試験運用を開始しました。本サービスは、理化学研究所（理研）、国立情報学研究所（NII）、高輝度光科学研究センター（JASRI）、東北大学を中心に、J-PARCセンターおよび総合科学研究機構（CROSS）の参画のもと検討を進めてきたものです。

SPring-8は、高輝度放射光を利用して、無機材料から生体分子まで多様な対象の構造や状態をナノレベルで解析できる世界有数の大型研究施設です。触媒、蓄電池、次世代半導体、生命科学など国内外の幅広い研究分野や、それに携わる研究者を放射光共用施設として支えています。SPring-8では近年、測定装置の高度化・高速化・自動化が進み、1日に数万件規模の測定を実施可能なビームラインも運用されるなど、測定能力の飛躍的向上を達成しました。さらに、現在整備中の第4世代大型放射光施設「SPring-8-II」では光源性能の向上により、短時間で高精細なデータの取得が可能になる見込みです。こうした技術発展は、新たな科学的発見・イノベーションを加速する一方で、測定装置から生み出されるデータ量の増大のみならず、データの種類、測定条件との関係性、解析履歴など、管理・共有・解析すべき情報を一層複雑化させることにもなります。また、AIの進展により、研究データをAIが扱える形で蓄積・共有・解析できるプラットフォーム整備も重要な課題です。その一歩目として、SPring-8では2021年度から「SPring-8データセンター」^注2の整備を進め、大規模実験データをリアルタイムで解析するとともに、効率的に管理・共有するためのデータフローサービス^注3を提供してきました。

一方、GakuNin RDMは、NIIが提供するわが国の研究データの管理・利活用のための中核的なプラットフォームとして位置付けられているNII研究データ基盤（NII Research Data Cloud：NII RDC）のうち研究データ「管理基盤」であり、データのライフサイクルに即した情報基盤として、多くの大学をはじめとしたさまざまな公的研究機関で導入、利用されています。研究者は所属機関のアカウントにより、研究プロジェクトごとのデータ整理、共同研究者との共有、アクセス権管理など一連の研究データ管理を行うことができます。

しかしながら、これまで認証・アクセス等の課題により、GakuNin RDMから SPring-8データセンターに保存された実験データへのアクセスができず、両者を一体的に利用することは容易ではありませんでした。

今回、SPring-8データセンターが提供するデータフローサービスとGakuNin RDMを連携させることで、SPring-8で創出され、データセンターで保存される実験データを、利用者ごとのアクセス権限に基づいてGakuNin RDMから直接閲覧・利用できるようになりました。これにより、大学等で取得した研究データとSPring-8実験データを共通の研究データ環境で利用できるようになります。本連携により、多数の実験・測定データを組み合わせたデータ駆動型研究が可能となり、材料科学、生命科学、半導体研究などにおける研究開発の加速が期待されます。

今後は、試験運用を通じた利用者からのフィードバックをもとに機能改善を進め、正式運用を目指します。また、大強度陽子加速器施設「J-PARC」^[2]や3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」^[3]をはじめとする他の大型研究施設との連携拡大も視野に入れています。大型研究施設が生み出す最先端データと、全国の大学・研究機関が保有する研究データ基盤を連携させることで、データ駆動型研究およびAI活用研究を推進し、日本全体の研究力強化に貢献してまいります。

注1）GakuNin RDM（研究データ管理基盤）
https://rcos.nii.ac.jp/service/rdm/
注2）巨大実験データを活用するための「SPring-8データセンター構想」
https://www.riken.jp/pr/closeup/2023/20231225_1/
注3）データフローサービス- SPring-8 Data Center Portal
https://dc-portal.spring8.or.jp/dfs/

補足説明

1. 大型放射光施設「SPring-8（スプリングエイト）」
理研が所有する、兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す施設。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来する。放射光（シンクロトロン放射）とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、電磁石によって進行方向を曲げたときに発生する細くて強力な電磁波のこと。SPring-8では、遠赤外線から可視光線、軟X線を経て硬X線に至る幅広い波長域で放射光が得られるため、原子核の研究からナノテクノロジー、バイオテクノロジー、産業利用や科学捜査まで幅広い研究が行われている。

2. 大強度陽子加速器施設「J-PARC」
茨城県東海村にある大強度陽子加速器施設。高エネルギー加速器研究機構（KEK）と日本原子力研究開発機構（JAEA）が共同で運営している。加速器で加速した陽子を原子核標的に衝突させることで発生する二次粒子を用いて、物質・生命科学、原子核・素粒子物理学などの研究や産業利用が行われている。J-PARCはJapan Proton Accelerator Research Complexの略。

3. 3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」
国の主体機関である国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構と地域パートナーの代表機関である一般財団法人光科学イノベーションセンターによる官民地域パートナーシップという新しい枠組みによって整備・運営する特定先端大型研究施設で、東北大学青葉山新キャンパス内に立地し、利用者選定等は高輝度光科学研究センター（JASRI）が行っている。国内初の第 4 世代放射光施設で、従来の 100 倍の高輝度化と高コヒーレント化を実現することで、物質構造の解析に加え、機能に影響を与える「電子状態」、「ダイナミクス」等の詳細な解析が可能となっている。

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対象となった研究テーマは「巨⼤負熱膨張材料BiNi_1-xFe_xO₃の低環境負荷製法の開発」で、本研究は共同研究成果です。

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研究開発部　大石 一城

実習の背景と目的

電気通信大学の日野 豊さんをCROSS研究生として受け入れました。日野さんは大型実験施設での実験は今回が初めての経験となります。本実習では、J-PARC MLFにある中性子小角・広角散乱装置「大観」を用いた実験への参加、および取得したデータの解析コード作成を主軸に、試料環境機器の操作や物性測定など、多角的な実習を行いました。

予期せぬトラブルから学んだ「試料環境」の重要性

2024年6月末、日野さんは冷凍機を用いた実験に参加予定でしたが、直前に中性子源の不具合によりビームが停止。残念ながら中性子を用いた測定は実施できませんでした。しかし、この期間を無駄にせず、座学によるJ-PARCや「大観」の解説に加え、急遽「4T超伝導磁石」の冷却試験に立ち会ってもらいました。ビームが出ている時だけが実験ではなく、それを支える試料環境機器の準備と試験がいかに重要であるかを、実体験として学んでもらう機会となりました。
2024年度後半は中性子源の不具合により2024B期がキャンセルされるという不運も重なり、日野さんにとっては「消化不良」な1年目となってしまいました。そこで、心機一転、2025年度も継続してCROSS研究生として受け入れることになりました。

念願のオペランド実験とPythonによるデータ解析

2025年度はついに中性子を用いた実習が本格化しました。5月と1月には、「大観」にてナトリウムイオン電池負極材料の「オペランド中性子小角・広角散乱実験」に参加。初めてのビーム実験にわくわくしつつ、装置の操作や試料の設置など、現場での作業に真剣に取り組んでもらいました。11月には、オペランド実験の精度を高めるため、各構成要素（電極、セパレーター、電解液等）の基礎測定も実施しました。
データ解析においては、Google Colabを用いたPythonによる解析コードの作成に挑戦してもらいました。プログラミングは未経験とのことでしたが、先行研究（ハードカーボン）の結果を参考に、Zoomでのリモート打ち合わせや、CROSSおよび電気通信大学での対面打ち合わせを重ね、自力で解析・プロットまで行えるようになりました。粘り強くコードに向き合う姿勢には、指導側としても感銘を受けました。

多角的な経験と今後の期待

中性子実験の合間には、ユーザー実験準備室のPPMS（³He冷凍機）を用いた比熱・電気抵抗率測定も実施し、さらに11月には「第14回AONSA中性子スクール/第9回中性子・ミュオンスクール」にも参加しました。中性子科学の基礎から応用まで、幅広く吸収してくれたと感じています。
大学の研究室とはスケールも手法も異なる大型実験施設での実験には、楽しさだけでなく、特有の大変さもあったはずです。この約1年9ヶ月間の経験を、ぜひ今後の研究生活に活かしてほしいと願っています。日野さんからは、2026年度もCROSS研究生として中性子実験に従事したいとの提案がありましたので、今年も一緒に実験を実施できることを楽しみにしています。
最後に、「自分も大型実験施設で中性子実験をやってみたい！」と興味を持たれた学生さんがいらっしゃれば、ぜひお気軽にCROSSまでご連絡ください。

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研究開発部　松浦 直人

2026年3月27日、恒例となった「CROSS活動報告会2026」をAQBRC交流スペースにて開催いたしました。本報告会は、部署の垣根を越えた情報共有と、業務の円滑化・シナジー創出を目的としています。
今回は、33件の多彩なポスター発表が揃い、最新の研究成果から現場の創意工夫まで、CROSSの「今」が凝縮された報告会となりました。多様なバックグラウンドを持つ参加者同士が対面で言葉を交わし、新たな連携の芽を感じさせる活気ある一日となりました。

多くの投票の中から選出された、今年度のポスター賞受賞者は以下の通りです。

1位を受賞した大江良昌技師は「大変光栄な賞をいただきありがとうございます。研究テーマではない分野での受賞で驚きもありますが、『たこ足配線』という目に見える事象にとらわれない『電気安全の本質』をお伝えすることが出来て、それが評価につながったのだろうと感じております。この受賞を大きな励みとして、これからも電気を中心とした安全活動に邁進してまいります。」とコメントしました。

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Aragon Nanoscience and Materials Institute, CSIC-University of Zaragoza
Pedro Antonio Alonso Sánchez

My name is Pedro Alonso Sánchez and I am a PhD student at the Aragon Nanoscience and Materials Institute, join research center between the CSIC and the University of Zaragoza, under the supervision of Prof Javier Campo and Dr Federico Cova. I carried out a research stay at CROSS from October 21st to December 20th, 2024, under the supervision of Dr. Kazuki Ohishi.

The main objective of the stay was to prepare and optimize an accepted operando neutron scattering experiment for battery systems using Small and Wide-Angle Neutron Scattering (SANS/WANS) with the aim of studying the evolution of morphology and porosity in diatom algae used as silicon source for anodes in Li-ion batteries. The experiment was planned to be performed at the TAIKAN beamline of the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) after the stay.

During the stay, the MLF source was temporarily unavailable due to technical issues. As a result, the work, initially focused on performing SANS/WANS measurements of different battery components to optimize the cell configuration for the operando experiment, shifted towards theoretical preparatory aspects of the experiment. In particular, a solid understanding of neutron scattering techniques, especially SANS was developed. Theoretical calculations of the scattering contributions and transmission of components in different cells to evaluate the most suitable configuration for future neutron experiments was performed. Based on this analysis, optimized cells configurations, including the selection of appropriate windows and current collectors were proposed.

In addition, I acquired expertise with a SANS-adapted operando cell that was being developed by Dr. Kazuki Ohishi for sodium-ion batteries. Previously acquired SANS data studying the structural evolution of hard carbon used as electrode in sodium batteries were analyzed. This allowed me to gain useful insights into the interpretation of operando scattering results. Subsequently, preliminary electrochemical tests using the operando cell in Li-ion configuration, in order to evaluate the performance and reliability of the cell under working conditions were performed. This work contributed to assessing the applicability of the cell design for future neutron experiments.

Besides, I gained experience in the treatment and analysis of SANS data using the software tools commonly employed at MLF, which provided me with practical skills for future SANS experiments.

Finally, I had the opportunity to attend “The 8th Neutron and Muon School”, where I acquired a broad overview of neutron- and muon-based techniques for the study of energy and magnetic related materials. As part of this school, I participated in a hands-on training using the muon spin relaxation (μSR) technique on the chiral magnet MnSi, where we investigated the transition from the paramagnetic phase to the helical magnetic phase under low magnetic field conditions.

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研究開発部　大石 一城

実習の背景と目的

スペインのサラゴサ大学より、博士課程に在籍するPedro氏をCROSS研究生として受け入れました。彼は既に放射光施設でのオペランド実験経験を有していましたが、今回はJ-PARCの小角・広角中性子散乱装置「大観」を用いた実験と解析技術の習得が大きな目的でした。特に、我々が開発した独自のオペランド中性子小角・広角散乱実験用電池セルを用い、彼自身の研究テーマであるシリコン系負極材料の挙動を解明することを目指しました。

徹底した事前準備と「現場」の難しさ

在初期には、J-PARCおよび「大観」の装置特性に関する講義を行い、解析ソフト「空蝉（Utsusemi）」を用いたデータリダクションの習得を進めました。実験準備として、共同研究先である東京理科大学の駒場研究室を訪問しました。同研究室のグローブボックスをお借りし、我々が開発した中性子実験用電池セルへの電池組み込みを行いました。CROSSに持ち帰り、いざ充放電試験を試みましたが、移動中の微細な振動等でショートが発生したか、正常な動作に至りませんでした。この特殊セルの取り扱いの難しさと、繊細な習熟が必要であることを再認識する、貴重な「失敗の経験」となりました。

ビーム停止という試練とスクールでの交流

2024B期、Pedro氏のメインイベントである中性子実験を目前に、中性子源の交換トラブルによりビームタイムが全てキャンセルとなる事態に見舞われました。彼自身の試料での実験がJ-PARCで実現できなかったことは、指導する側としても非常に悔やまれる出来事でした。
しかし、彼はこの状況でも前向きに活動を続けました。同時期にJ-PARCで開催された「第8回中性子・ミュオンスクール」に参加し、中性子およびミュオンの講義を受講。ビーム停止中の実習ではありましたが、冷凍機への試料マウントや既存データを用いた解析手法を学び、将来の実験への基礎を固めました。

科学を通じた国際交流と絆

滞在期間中は、研究以外での交流も深まりました。11月のPedro氏の誕生日には、地元のクラフトビール店で祝宴を開きました。同時期に弘前大学から来ていたCROSS研究生の難波君や茨城大学の先生方も加わり、国籍や所属を超えた賑やかな交流の場となりました。また、彼の指導教官であるJavier Campo教授がCROSSを訪問された際も、地元の美味しいお酒と料理を囲み、多様な専門分野の研究者が集う素晴らしいネットワーキングの機会となりました。

未来へ続く成果

滞在中にJ-PARCでの測定は叶いませんでしたが、我々のオペランド電池セル一組をスペインへ持ち帰ってもらい、条件の最適化を継続することとしました。
研修終了後になりますが、持ち帰ったセルを用いて2025年10月にフランスのILL（ラウエ・ランジュバン研究所）にて中性子実験を実施しました。私も初めてのILLでの実験に、Pedro氏以上に興奮しました。現在、Pedro氏はその成果を携え、博士論文の最終審査に向けて準備を進めています。
今回の滞在が、彼のキャリアの重要な一歩となったことを嬉しく思うとともに、次回こそはJ-PARCでの実験を共に楽しめる日が来ることを心待ちにしています。

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