Space and terrestrial cosmic-ray environments estimated using PHITS and EXPACS

PHITS及びEXPACSを用いて推定した宇宙及び地球上における宇宙線環境

佐藤 達彦   ; 安部 晋一郎   ; 永松 愛子*

Sato, Tatsuhiko; Abe, Shinichiro; Nagamatsu, Aiko*

宇宙及び地球上で使用する半導体における宇宙線に起因するソフトエラーの発生率(SER)を推定するためには、宇宙線環境の評価が不可欠となる。本発表では、原子力機構が中心となって開発中の粒子・重イオン輸送計算コードPHITS及びエクセルベースの大気圏内宇宙線フラックス評価ソフトウェアEXPACSを用いた宇宙及び地球上の宇宙線環境評価モデルに関して紹介する。また、例として、EXPACSを用いて計算したSERとJESD90Aに記載された標準手法を用いて計算したSERの比較結果に関しても報告する。地上10kmにおけるSERの評価結果について、JSED90AはEXPACSと比較して約50%高い値を示した。両者の差は、JESD89Aモデルが採用する宇宙線スペクトル単純スケーリング法の不正確さに起因すると考えられる。

Evaluation of cosmic-ray environment is essential in the estimate of soft error rates (SER) of semiconductor devices used not only in spacecraft but also on the Earth. This paper briefly summarizes the features of our developed models for calculating space and terrestrial cosmic-ray fluxes, which are based on the Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) and EXcel based Program for calculating Atmospheric Cosmic-ray Spectrum (EXPACS), respectively. Examples of the calculated SERs obtained using EXPACS are also presented, in comparison with the corresponding data obtained using the standard model described in JESD89A. The difference between the calculated SERS is probably attributable to the inaccuracy associated with the simple scaling method adopted in the JESD89A model.