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欧州シンクロトロン（欧州シンクロトロン放射施設、ESRFとも呼ばれる）は、フランスのグルノーブルにあるシンクロトロン光源である。19か国（加盟国13か国：ベルギー、デンマーク、フィンランド、フランス、ドイツ、イタリア、オランダ、ノルウェー、ロシア、スペイン、スウェーデン、スイス、英国、準加盟国6か国：オーストリア、チェコ共和国、イスラエル、ポーランド、ポルトガル、南アフリカ）が支援する共同研究施設である。[ 2 ]
毎年約1万人の科学者がこの粒子加速器を訪れ、2,000件以上の実験を行い、約1,800件の科学論文を発表している。 [ 3 ]
1994年9月に設立されたこの施設は、年間約1億ユーロの運営予算を持ち、[ 4 ]約700人を雇用し、毎年1万人以上の客員研究員を受け入れています。
ESRFは、1994年にユーザー運用を開始した当時、世界初の第3世代シンクロトロンであった。
2009年、ESRFは大規模な改修プログラムを開始し、最終的にその性能は100倍に向上した。2015年には、既存の実験ホールに8000平方メートルの増築を行い、新しいデータセンターを建設し、意欲的な検出器開発プログラムを導入した。ESRFのX線は、医療用放射線撮影で生成される病院のX線よりも1000億倍明るい。[ 5 ]
改修プログラムの第2段階には、改良された新しい蓄積リングであるExtremely Brilliant Source（ESRF-EBS）が含まれていました。計画は2015年に開始され、工事は2018年から2020年にかけて行われました。EBSにより、ESRFはX線強度を100倍に向上させました[ 6 ]。これは医療分野で使用されるX線の10兆倍の威力です。ESRF-EBSは世界初の第4世代高エネルギーシンクロトロンとなりました[ 7 ] 。
ESRF-EBSの最初の電子ビーム試験は2019年11月28日に開始されました。[ 8 ] 施設は2020年8月25日にユーザー向けに再開されました。[ 9 ]
ESRFの施設は、主に2つの建物から構成されています。1つは、円周844メートルの蓄積リングと46本の接線ビームラインを備えた実験ホール、もう1つは、実験室、準備室、オフィスが入った棟です。線形加速器の電子銃と、ビームを6GeVの運転エネルギーまで加速するために使用される小型のブースターリングは、メインリング内に設置されています。
ESRFにおける研究は、タンパク質結晶学、地球科学、古生物学、材料科学、化学、物理学といった多岐にわたる分野におけるX線放射の利用に大きく焦点を当てています。ESRFのような施設は、従来の（実験室用）放射線源では達成不可能なフラックス、エネルギー範囲、解像度を提供します。
2014年、西暦79年のベスビオ山の噴火で破壊された古代の書物がESRFで初めて読まれた。これらの1840の断片は、炭化した円筒の状態にまで劣化していた。[ 10 ] [ 11 ]
2015年、シェフィールド大学の科学者たちはESRFのX線を用いてカケスの青と白の羽を研究し、鳥が羽のナノ構造を精密に制御して鮮やかな羽毛の色を作り出していることを発見した。この研究は、色褪せない合成塗料や衣類の色を作る新たな可能性を開いた。[ 12 ]
2016年7月、南アフリカの研究者チームは、2005年に南アフリカで発見された2億年以上前の小型恐竜の完全な化石骨格をスキャンした。ヘテロドントサウルス科の歯列をスキャンしたところ、口蓋骨の厚さが1ミリメートル未満であることが明らかになった。[ 13 ] [ 14 ]
2017年12月6日、科学誌ネイチャーは、約7200万年前に生息していた驚くべき特徴を持つ新種の恐竜がヨーロッパのシンクロトロンで発見されたことを発表した。この恐竜は二足歩行で、ヴェロキラプトル、ダチョウ、白鳥の特徴を併せ持ち、ワニのような鼻面とペンギンのような翼を持つ。体高は約1.2メートル（4 フィート）で、鋭い爪を持ち、地上または水中で獲物を狩ることができたと考えられ、これは恐竜研究の科学者にとって新しい発見である。[ 15 ]
2021年11月、研究者らはESRFの「Extremely Brilliant Source」を用いて、臓器全体の3D細胞解像度スキャンを行う新しいX線イメージング技術「HiP-CT」を実証した。公開されたオンラインのヒト臓器アトラスには、 COVID-19で死亡したドナーの肺が含まれている。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
2024年10月、ファーストライトフュージョンは、オックスフォード大学工学部と共同で、ID19ビームラインで慣性核融合の実験を行い、ファーストライトフュージョンの増幅器の一部を通過する衝撃波の形成と伝播を調査した。[ 19 ]
ESRFの敷地は「科学研究多角形」の一部を形成しており、グルノーブル中心部から約1.5km離れたドラック川とイゼール川の合流地点に位置しています。グルノーブルの路面電車とセミタグ社の路線バス（C6、22、54）が利用できます。また、グルノーブル・イゼール空港とリヨン・サン＝テグジュペリ空港からもアクセス可能です。
ESRFは、ラウエ・ランジュバン研究所（ILL）、欧州分子生物学研究所（EMBL）、構造生物学研究所など、他の複数の研究機関と敷地内を共有している。道路を挟んだ向かい側には、フランス国立科学研究センター（CNRS）の研究所がある。