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Application to radiation dosimeter by using gamma-ray induced current in InGaP solar cells

InGaP太陽電池におけるガンマ線誘起電流を用いた放射線量計への応用

奥野 泰希; 山口 真史*; 今泉 充*

Okuno, Yasuki; Yamaguchi, Masafumi*; Imaizumi, Mitsuru*

極めて高い耐放射線性を有するInGaP太陽電池は、高放射線量率環境下における線量計の強力な候補となることが期待される。少数キャリア拡散長(L)は太陽電池の性能と放射線損傷によるLの変化を決定する要因であるため、Lと吸収線量の関係に基づいて検出器の性能を予測することが重要である。本研究では、InGaP太陽電池の線量信号としての放射線誘起電流に対するLの影響を、照射試験と実験的計算により明らかにした。InGaP太陽電池のLを推定するために、$$gamma$$線線量率の関数として短絡電流密度(JSC)を測定した。実験結果とLとJSCの間の関係の実験式に基づき、種々の線量率の下でのInGaP太陽電池検出器の動作寿命を推定し、累積線量によって決定した。この結果は、InGaP太陽電池が福島第一原子力発電所の廃止措置に貢献するための耐放射線線量計として高い可能性を秘めていることを示唆している。

The InGaP solar cell having superior high radiation resistance is expected to be a powerful candidate for a dosimeter under high radiation dose rate environment. Because the minority carrier diffusion length (L) is a factor determining the solar cell performance and L changes due to radiation damage, it is important to predict the detector performance based on the relationship between L and the absorbed dose. In this study, the effect of L on a radiation-induced current as a dose signal in InGaP solar cell is clarified by irradiation tests and empirical calculations. In order to estimate the L for InGaP solar cell, measuring the short-circuit current density (JSC) as a function of gamma-ray dose rate is conducted. Based on the experimental results and the empirical formula of the relationship between L and JSC, the operational lifetime of the InGaP solar cell detector under various dose rate is estimated and is determined by the cumulative dose. The present result suggests the InGaP solar cell has high potential as a radiation resistant dosimeter for contributing to the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant.

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