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報告書

高燃焼度燃料および革新型燃料の熱流動設計評価における数値実験法の開発

二ノ方 壽*; 三澤 丈治*; Baglietto, E.*; 青木 尊之*; Sorokin, A. P.*; 前川 勇*; 大島 宏之; 山口 彰

JNC TY9400 2003-010, 170 Pages, 2003/03

JNC-TY9400-2003-010.pdf:5.42MB

湾曲、変形を想定した高燃焼度高速炉炉心燃料や稠密配列燃料格子燃料に対し、様々な運転条件下における燃料表面壁せん断応力や被覆管温度分布、冷却材および燃料の温度分布を詳細に評価して燃料の温度制限に対する適正な裕度を確認するとともに、Design by Analysis のツールとしての熱流動大規模数値シミュレーション手法を提案する。適用範囲に限界があるホットスポットファクターや実験に基づく経験論的なアプローチなどに代わり、数値シミュレーションによって、高燃焼度、長寿命、高信頼性、安全性、運転・保守の容易性、核廃棄物量の最少化などの諸要求条件を充たす高速炉炉心の熱流動設計の最適化を容易とする。直交座標系と曲線座標系の間の座標変換を利用して、燃料集合体のような複雑形状を有する流路内の熱流動現象を詳細に解析する擬似乱流直接シミュレーションコードを開発し、座標変換前後の計算の妥当性について各種簡易形状流路内乱流熱伝達を計算して検証するとともに、物理量分布や乱流統計量などについて実験結果と比較し精度の確認を行った。また、擬似直接乱流シミュレーションを三角配列無限大本数ピン集合体に適用した結果の妥当性を、公開文献にある実験結果および汎用CFDコードSTAR-CDによるレイノルズ平均N-S方程式系の計算結果と比較して示すとともに、運動量・エネルギーの輸送プロセスに与える乱流の非等方性による二次流れの影響の重要性が強調された。さらに、円管形状に拘らない任意の新型高性能被覆管形状を考慮に入れて、熱流動の観点から最適の形状および配列を検討した。

論文

原子力利用の経済規模

武久 正昭*; 田川 精一*; 柏木 正之*; 富永 洋*; 石川 勇*; 大岡 紀一; 釜田 敏光*; 細淵 和成*; 幕内 恵三; 竹下 英文; et al.

原子力利用の経済規模; NSAコメンタリーシリーズ, No.9, 139 Pages, 2001/01

平成11年度に、原研は科技庁研究技術課(現在、文科省研究振興局量子放射線研究課)から委託調査を受け、「放射線利用の国民生活に与える影響に関する研究」と題する調査を実施した。調査実施主体は原研高崎研である。具体的には原研高崎研のなかに放射線フロンティア研究委員会放射線利用経済効果専門部会を作り、約20名の放射線利用専門家に委員となって戴いた。工業,農業,及び医学・医療といった異なる分野からの委員が参集して下さった。1年間(実質は6ヶ月)の活動により、我が国において放射線利用がどの程度拡がっているが、経済規模(金額)の形で数値が報告された。約8兆6千億円であった。また、成果の一部は放射線利用シンポジウム等で公開された。この成果報告に興味を持たれた田畑米穂先生(東大名誉教授)が、原子力研究システム懇話会から成果報告冊子を出してはどうかと原研に進めて下さった。研究事務局では専門部会に諮ったところ了解が得られた。最終的には「原子力利用の経済規模」という標題で刊行が決まった。標題が放射線利用から原子力利用に変わったのは、原研に東電グループが協力して原発の経済規模を求め、放射線利用と合体してくれたからである。詳細に検討するといろいろ課題は残っているものの、システマティックに我が国の原子力利用の経済規模を求めるのに成功した。本外部発表票の発表者は、上記経済効果専門部会に原研高崎から参加した専門家である。

論文

Chemical effect on X-ray spectra induced by multiple inner-shell ionization, 2

川面 澄*; 竹島 直樹*; 寺澤 昇久*; 青木 康; 山本 春也; 梨山 勇; 鳴海 一雅; 楢本 洋

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.188 - 190, 1999/10

MeV/uの軽イオン及び重イオンをNi, NiO, Cu, CuOに照射して、放出されるLX線の微細構造を調べ、内殻電子の励起過程及び外殻電子の内殻空孔への脱励起過程に対する化学結合効果の影響を調べた。得られたLX線スペクトルはイオン種によって異なり、重イオンの多重電離による衛星線及び超衛星線によるスペクトルの変化が観測された。また、L$$alpha_{1,2}$$, L$$beta_{1,2}$$X線スペクトルは明らかに標的に依存する違いが見いだされた。これは、最外殻の3d電子が遷移に関与するために大きな化学結合結果が現れる結果だと考えられる。

論文

Chemical effect on X-ray spectra induced by multiple inner-shell ionization, 2

川面 澄*; 竹島 直樹*; 寺澤 昇久*; 青木 康*; 山本 春也; 梨山 勇; 鳴海 一雅; 楢本 洋

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.188 - 190, 1999/10

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-99-025.pdf

MeV領域の$$^{1}$$H$$^{+}$$, $$^{4}$$He$$^{+}$$, $$^{12}$$C$$^{+}$$イオンをCu, CuO, Ni, NiOに入射して、内殻多重電離過程で誘起されるX線スペクトルの精密測定を行い以下の結論を得た。(1)Cu原子からのLX線の測定では、たとえばターゲットがCuとCuOとの場合に、L$$beta$$線, L$$alpha$$線のエネルギー領域で顕著な違いが見られた(2.5MeV $$^{4}$$He$$^{+}$$入射の場合)が、定量的評価が必要。(2)入射イオンの原子番号が増すと、エネルギー/核子をそろえた場合でも、特性X線のほかにいわゆる衛星線の発生によりスペクトルが複雑化する。そこで多重電離過程を利用した化学シフトの研究では、ターゲットとの組合せを考慮した入射イオンの選択が重要になる。

論文

Oxygen-related defects in O$$^{+}$$-implanted 6H-SiC studied by monoenergetic positron beams

上殿 明良*; 谷川 庄一郎*; 大島 武; 伊藤 久義; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇

Journal of Applied Physics, 86(10), p.5392 - 5398, 1999/00

https://doi.org/10.1063/1.371536
 被引用回数：10 パーセンタイル：46(Physics, Applied)

酸素または窒素注入した6H-SiC中の注入後及び熱処理後の空孔型欠陥について単色エネルギーを用いた陽電子消滅法を用いて調べた。イオン注入量は、1$$times$$10$$^{13}$$,1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$(室温)とし、注入後の熱処理は、1400$$^{circ}C$$まで行った。注入後に残留する欠陥はおもに複空孔と同等の大きさの空孔型欠陥であり、その後の熱処理によって空孔欠陥が拡散及び結合し、1000$$^{circ}C$$での熱処理では空孔クラスターが生成されることがわかった。さらに高温の熱処理を行うと、1$$times$$10$$^{13}$$注入については、酸素、窒素注入試料ともに1400$$^{circ}C$$の熱処理後には欠陥が消滅し注入層が回復することが明らかとなった。1$$times$$10$$^{15}$$注入については、1400$$^{circ}C$$の熱処理を行っても空孔型の欠陥が残留して、注入層が完全には回復しないことが明らかになった。また、酸素注入と窒素注入を比べると、酸素注入試料では、酸素-空孔の複合欠陥が生成されることで、空孔型欠陥サイズの増大が抑制されることがわかった。

論文

$$gamma$$-ray irradiation effects on 6H-SiC MOSFET

大島 武; 吉川 正人; 伊藤 久義; 青木 康; 梨山 勇

Mater. Sci. Eng. B, 61-62, p.480 - 484, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0921-5107(98)00560-1
 被引用回数：22 パーセンタイル：72.96(Materials Science, Multidisciplinary)

シリコンカーバイド(SiC)デバイスの$$gamma$$線照射効果を調べるために6H-SiCを用いて金属-酸化膜-半導体電界効果型トランジスタ(MOSFET)を作製した。作製したMOSFETへ$$gamma$$線照射を行い、ゲート酸化膜中に発生する固定電荷と界面準位の量を、サブスレッショールド領域の電流-電圧特性の変化から見積もった。特に今回は、水素燃焼酸化とドライ酸化の2つの方法によりゲート酸化膜を作製することで、酸化膜の作製方法と固定電荷、界面準位の発生量の関係を調べた。その結果、固定電荷については酸化膜作製方法の違いによる差はみられなかったが、界面準位に関しては、水素燃焼酸化により作製したMOSFETの方が、ドライ酸化により作製したものより発生量が少なく耐放射線性に優れていることがわかった。

論文

Generation of interface traps and oxide-trapped charge in 6H-SiC metal-oxide-semiconductor transistors by $$gamma$$-ray irradiation

大島 武; 吉川 正人; 伊藤 久義; 青木 康; 梨山 勇

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 37(8B), p.L1002 - L1004, 1998/08

https://doi.org/10.1143/JJAP.37.L1002
 被引用回数：15 パーセンタイル：57.75(Physics, Applied)

高温(1200$$^{circ}$$C)でチッ素注入することで作製した、6H-SiCのnチャンネルエンハンスト型金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)へ、$$gamma$$線を照射し、ゲート酸化膜中に発生する界面準位と固定電荷を見積った。$$gamma$$線は室温で1MR/hで行い、ザブスレッシュホールド領域でのドレイン電流のゲート電圧依存性の変化より、界面準位及び固定電荷を見積った。その結果、70kGy照射後に発生した、界面準位は5$$times$$10$$^{11}$$/cm$$^{2}$$、固定電荷は3$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^{2}$$であった。この値はSiでのMOSFETで報告されている値にくらべ、界面準位では数十分の一、固定電荷では3分の一程度であり、SiC MOSFETが優れた耐放射線性を示すことが明らかになった。

論文

Investigation of vacancy-type defects in P$$^{+}$$-implanted 6H-SiC using monoenergetic positron beams

上殿 明良*; 大島 武; 伊藤 久義; 鈴木 良一*; 大平 俊平*; 谷川 庄一郎*; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 三角 智久*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(5A), p.2422 - 2429, 1998/05

https://doi.org/10.1143/JJAP.37.2422
 被引用回数：13 パーセンタイル：53.6(Physics, Applied)

単エネルギー陽電子を用いて、200keVでリン注入を行った6H-SiC中の空孔型欠陥を調べた。室温注入後に結晶に導入された空孔型欠陥のサイズはおもに二重空孔であった。注入試料を等時アニールすることで、熱処理と欠陥(結晶の回復)の関係を調べた。その結果、200$$^{circ}$$C-700$$^{circ}$$Cでは、単一空孔が移動し、結合することで空孔サイズが大きくなる。700$$^{circ}$$C-1000$$^{circ}$$Cでは、さらに大きな空孔クラスタになることがわかった。1000$$^{circ}$$C-1300$$^{circ}$$Cでは、空孔欠陥のサイズは減少し結晶が回復していくことがわかった。また、1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$注入した試料は、室温での注入後は、注入層アモルファス化していること、その後1500$$^{circ}$$Cまで熱処理を行っても、空孔型欠陥は消滅せず、結晶が回復しないことがわかった。

論文

Characterization of vacancy-type defects and phosphorus donors introduced in 6H-SiC by ion implantation

大島 武; 上殿 明良*; 安部 功二*; 伊藤 久義; 青木 康; 吉川 正人; 谷川 庄一郎*; 梨山 勇

Applied Physics A, 67(4), p.407 - 412, 1998/00

https://doi.org/10.1007/s003390050794
 被引用回数：26 パーセンタイル：72.57(Materials Science, Multidisciplinary)

6H-SiCへリンイオン注入を行い、発生する欠陥と注入後熱処理により、それらの欠陥がどのように変化するかを陽電子消滅法を用いて調べた。また、ホール係数測定を行い結晶の回復と電気特性の関係も調べた。さらに、ホール係数の温度依存性より、リンのイオン化エネルギーを見積もった。陽電子消滅法により、注入後は主に複空孔が欠陥として存在し、その後の熱処理により空孔サイズは増大し700$$^{circ}$$C以上で空孔クラスターが形成されるが、1000$$^{circ}$$C以上ではサイズの減少が始まり、1400$$^{circ}$$Cでは結晶はほぼ回復することが分かった。結晶の回復にともない電子濃度が増加し、リンが活性化することが分かった。また、リンのイオン化エネルギーは、75MeV、105MeVと見積もられた。この値は、SiC中の代表的なドナーであるチッ素とほぼ同じであり、リンのドナーとしての有用性も確かめることができた。

論文

Study of thermal annealing of vacancies in ion implanted 3C-SiC by positron annihilation

大島 武; 上殿 明良*; 伊藤 久義; 阿部 功二*; 鈴木 良一*; 大平 俊平*; 青木 康; 谷川 庄一郎*; 吉川 正人; 三角 智久*; et al.

Mater. Sci. Forum, 264-268, p.745 - 748, 1998/00

イオン注入により発生する照射欠陥とその熱アニールによる回復についての情報を得るために、陽電子消滅測定を行った。試料はCVC法により作成した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)を用い、イオン注入は室温で、200keV-N$$_{2}$$を1$$times$$10$$^{13}$$/cm$$^{2}$$行った。注入後の熱アニール処理は~1400$$^{circ}$$Cまで行い、それぞれの温度でアルゴン中で20分間行った。陽電子消滅測定の結果、室温~1000$$^{circ}$$Cまでは空孔型欠陥のサイズが増加し、空孔クラスターを形成するが、1000$$^{circ}$$C以上では空孔型欠陥のサイズは減少し、1200$$^{circ}$$C以上では消滅していくことが分かった。また、照射によりダメージを受けた領域の回復は結晶の奥の方から始まり、アニール温度の上昇に従って表面へ移動してくることも明らかになった。

論文

Hot-implantation of phosphorus ions into 6H-SiC

安部 功二*; 大島 武; 伊藤 久義; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 岩見 基弘*

Mater. Sci. Forum, 264-268, p.721 - 724, 1998/00

六方晶シリコンカーバイド(6H-SiC)中のリン不純物の挙動を明らかにするためにリンイオンの高温イオン注入を行った。また、イオン注入の最適条件を調べる目的で、注入温度とリン不純物の電気活性化の関係についても調べた。リン注入は、注入層のリン分布を均一にする目的で、80~200keVの間で4つのエネルギーを用いて行った。注入後の熱アニールは、アルゴン中で20分間行った。注入温度とリンの電気的活性化の関係は、室温~1000$$^{circ}$$C注入では、大きな差はないが、1200$$^{circ}$$C注入の場合は、注入後熱アニールを行わなくても、リンが電気的に活性化しn型伝導を示すことがわかった。また1200$$^{circ}$$C以上の熱アニール処理を行った時も、室温~1000$$^{circ}$$C注入した試料に比べ、1200$$^{circ}$$C注入試料はより多くのリンが電気的に活性化することも明らかにした。ホール係数測定の温度依存性から、リンドナーのイオン化エネルギーを見積もったところ、85、135MeVとなった。

論文

Characterization of residual defects in cubic silicon carbide subjected to hot-implantation and subsequent annealing

伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 安部 功二*; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*; 上殿 明良*; 谷川 庄一郎*

Journal of Applied Physics, 82(11), p.5339 - 5347, 1997/12

https://doi.org/10.1063/1.366301
 被引用回数：13 パーセンタイル：57.46(Physics, Applied)

室温から1200$$^{circ}$$Cの広い温度範囲での窒素(N$$_{2+}$$)及びアルミニウム(Al$$^{+}$$)のイオン注入により立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)半導体に導入される欠陥を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光分析(PL)、陽電子消滅(PAS)法を用いて評価した。高温注入は常磁性欠陥を減少させ注入層の結晶性を改善すると同時に、空孔クラスターの形成を誘起することが明らかになった。これらの結果は高温注入時における点欠陥の移動と結合反応によって説明することができる。さらに高温注入による欠陥の形成と消失挙動は注入温度、注入量、注入イオン種に依存することが見い出された。また、高温注入により3C-SiCに導入された欠陥のアニール挙動をESR,PL,PASを用いて調べるとともに、ホール測定、二次イオン質量分析により注入不純物のアニールによる電気的活性化や深さ方向濃度分布変化についての知見を得た。

論文

Annealing properties of defects in ion-implanted 3C-SiC studied using monoenergetic positron beams

上殿 明良*; 伊藤 久義; 大島 武; 鈴木 良一*; 大平 俊平*; 谷川 庄一郎*; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 三角 智久*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 36(11), p.6650 - 6660, 1997/11

https://doi.org/10.1143/JJAP.36.6650
 被引用回数：16 パーセンタイル：63.3(Physics, Applied)

立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)へチッ素(200keV)及びアルミニウム(200keV)のイオン注入を行い、発生する欠陥を単エネルギー陽電子を用いて調べた。また、注入された3C-SiCを熱アニールすることで、欠陥がどのように振舞うかも調べた。その結果、室温注入後はおもにシリコン単一空孔と炭素空孔が結合した、ダイバーカンシーが発生することがわかった。また、それらの空孔欠陥はその後の熱処理でサイズが大きくなり、1000$$^{circ}$$C付近のアニールでは空孔クラスターを形成すること、またさらに高温でアニールするとクラスターは分解し始めることがわかった。これらの振舞いは、これまで調べた炭素空孔、シリコン空孔の熱アニールの振舞いで説明できた。また、ダメージ層の回復は結晶の深部より始まり、アニール温度の上昇とともに表面の方へ向かってくることも明らかになった。

論文

Positron annihilation studies of defects in 3C-SiC hot-implanted with nitrogen and aluminum ions

伊藤 久義; 上殿 明良*; 大島 武; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 谷川 庄一郎*; 奥村 元*; 吉田 貞史*

Applied Physics A, 65(3), p.315 - 323, 1997/00

https://doi.org/10.1007/s003390050585
 被引用回数：16 パーセンタイル：63.3(Materials Science, Multidisciplinary)

立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)半導体に200keVの加速エネルギーで窒素(N$$_{2+}$$)及びアルミニウムイオン(Al$$^{+}$$)を注入温度範囲:室温~1200$$^{circ}$$C、注入範囲:10$$^{13}$$~10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$でイオン注入し、生成される欠陥を単色陽電子ビームを用いた陽電子消滅測定法を用いて調べた。消滅$$gamma$$線エネルギースペクトルのドップラー広がりを解析した結果、高温注入により3C-SiC中に空孔クラスターが形成されることが明らかになった。空孔クラスターのサイズは注入量及び注入温度を上昇させると増大することを見いだした。高温注入による空孔のクラスター化については、注入時の空孔の結合反応によって説明できる。注入試料を1400$$^{circ}$$Cでアニールしたところ、低注入(10$$^{13}$$/cm$$^{2}$$)試料は形成された空孔型欠陥は除去できるが、高注入(10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$)では空孔クラスターが残存することがわかった。陽電子拡散長の解析より、アニールにより陽電子散乱中心が形成されることがわかった。

論文

Defects in ion-implanted 3C-SiC probed by a monoenergetic positron beam

上殿 明良*; 伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*; 守屋 剛*; 河野 孝央*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 35(12A), p.5986 - 5990, 1996/12

200keVでチッ素N$$_{2+}$$又はアルミニウムAl$$^{+}$$を注入した3C-SiCの空孔型欠陥に関して陽電子消滅法を用いて調べた。陽電子のエネルギー(入射)とSパラメータ関係より欠陥サイズの試料中での深さ方向の情報を得た。測定の結果、注入温度が高いほど空孔型欠陥のサイズが大きくなることが分かった。また、注入後の熱アニールの効果については、室温注入した試料は、熱アニール(1400$$^{circ}$$C)を行うと、さらにサイズの大きな空孔型欠陥が生じるが、800$$^{circ}$$C注入+熱アニール(1400$$^{circ}$$C)はそれほど空孔のサイズは大きくならずにいることが分かった。これらの結果は、注入温度が高温ほど、注入中に生じた単一空孔が移動し、複空孔や空孔クラスターを形成すること及び、注入時のダメージが大きい、室温注入では熱アニールによって空孔が動き、大きな空孔クラスターを形成することを示唆している。

論文

Characterization of defects in hot-implanted 3C-SiC epitaxially grown on Si

伊藤 久義; 青木 康; 大島 武; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

Silicon Carbide and Related Materials 1995 (Institute of Physics Conf. Series,No. 142), 0, p.549 - 552, 1996/00

化学気相成長法によりSi上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)単結晶に、室温から1200$$^{circ}$$Cの温度領域で窒素(N$$_{2+}$$)、アルミニウム(Al$$^{+}$$)をイオン注入し、注入後3C-SiC中に残存する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光(PL)、シート抵抗測定法を用いて調べた。この結果、800$$^{circ}$$C以上の高温注入により、残留する常磁性欠陥(g~2.0030)が極めて低減できることが解った。また、高濃度Al$$^{+}$$注入(注入量≧10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$)の場合は、Al凝集に関係すると推測される新たな常磁性欠陥(g~2.0035)が形成されることを見い出した。さらに、Nを高温注入後1660$$^{circ}$$Cまでのアニールを行った結果、シート抵抗が低下し、注入N不純物が電気的に活性化することが示された。また、アニールによる常磁性欠陥(g~2.0030)の低減が観測され、この欠陥は電子捕獲中心として働くことが示唆された。その他本論文では、発光中心として働く残留欠陥等も論述する。

論文

Hot-implantation of nitrogen and aluminumions into SiC semiconductor

伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

14th Symp. on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology, Hosei Univ., 0, p.147 - 150, 1995/00

化学気相生長法によりSi基板上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶炭化ケイ素(3C-SiC)単結晶に室温から1200$$^{circ}$$Cの温度範囲で窒素(N$$_{2+}$$)、アルミニウム(Al$$^{+}$$)をイオン注入(加速エネルギー200keV)し、1660$$^{circ}$$Cまでのアニールを行い、残留する欠陥と注入不純物の電気的活性化を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光(PL)、シート抵抗測定により調べた。1000$$^{circ}$$CでN$$_{2+}$$を注入した試料のアニールにより、注入後残存する常磁性欠陥(g~2.0030)量が減少し、シート抵抗が低下する結果が得られ、g~2.0030欠陥が電子捕獲中心として働くことが示唆された。またAl$$^{+}$$注入試料のESR測定より、注入量が約10$$^{15}$$Al$$^{+}$$/cm$$^{2}$$以上では新たな欠陥(g~2.0035)が形成されることが解った。さらに、Al$$^{+}$$及びN$$_{2+}$$注入試料のPLスペクトルの比較から、g~2.0035欠陥は非発光中心として働くと推測される。

論文

Characterization of defects in hot-implanted $$beta$$-SiC

伊藤 久義; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

13th Symp. on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology, Hosei Nniv., 0, p.75 - 80, 1994/12

立方晶シリコンカーバイド($$beta$$-SiC)への高温注入技術を確立する上で重要な注入欠陥に関する情報を得るために、イオン注入$$beta$$-SiC試料の電子スピン共鳴(ESR)及びフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。ESR測定の結果、N$$_{2+}$$やAl$$^{+}$$を室温で$$beta$$-SiCに注入した場合高密度欠陥形成を示す等方的ESR信号(g~2.003)が得られた。注入温度を上昇させるとこの欠陥量は減少し、800$$^{circ}$$C以上ではほぼ一定の値を示した。注入温度800$$^{circ}$$Cは$$beta$$-SiC中の単一空孔が移動・消滅する温度に対応する。また、注入温度の上昇による注入層の結晶性回復を示す結果がPL測定からも得られた。PL測定からは、更に、約1000$$^{circ}$$C以上の高温注入においては注入層に点欠陥(発光中心D$$_{1}$$及びD$$_{2}$$)が形成されることが解った。注入後の残留欠陥を低減し、注入不純物の電気的活性化をすすめるためには、注入条件の最適化が必要となる。

口頭

ヒノキ植栽木への放射性セシウムの移行吸収; 植栽当年の結果

平井 敬三*; 小松 雅史*; 赤間 亮夫*; 野口 享太郎*; 長倉 淳子*; 大橋 伸太*; 齋藤 哲*; 川崎 達郎*; 矢崎 健一*; 池田 重人*; et al.

no journal, , 

土壌から樹木への放射性セシウムの移行吸収とカリウム施肥による移行抑制効果の検討のため、福島県川内村のヒノキ新植地で長期モニタリング試験を開始した。福島第一原子力発電所事故当時はアカマツ・落葉広葉樹混交林で、第4次航空機モニタリング(2011年11月)による推定放射性物質沈着量は685k Bq m$$^{-2}$$($$^{134}$$Cs+$$^{137}$$Cs)である。2014年5月に8つの50$$times$$50mプロットを設け、ヒノキ植栽後の8月にKとして100kg ha$$^{-1}$$のKClを施肥し、11月に苗木を採取した。8月の平均空間線量率($$mu$$Sv h$$^{-1}$$)は10cm高で1.18、1m高で0.94であった。土壌の平均$$^{137}$$Cs濃度(kBq kg$$^{-1}$$)はリターで50.0、10-20cm深で0.1と下層へと低下した。またリターから20cm深までの存在量のうち58%がリター中に存在していた。11月に採取したヒノキ針葉の移行係数(土壌0-5cmに対する針葉の$$^{137}$$Cs濃度[Bq Bq$$^{-1}$$])は処理間に有意差はなかったが、土壌の$$^{137}$$Cs濃度が8kBq kg$$^{-1}$$以下では施肥区で小さい傾向にあった。

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