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論文

Observation of deep levels and their hole capture behavior in p-type 4H-SiC epilayers with and without electron irradiation

加藤 正史*; 吉原 一輝*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Japanese Journal of Applied Physics, 53(4S), p.04EP09_1 - 04EP09_5, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:92.85(Physics, Applied)

Deep levels in p-type hexagonal (4H) silicon carbide (SiC) epilayers irradiated with and without electrons at 160 keV and subsequent annealing at 1000 $$^{circ}$$C were investigated. Current deep level transient spectroscopy (I-DLTS) was applied to investigate deep levels. As a result, Deep levels with activation energies less than 0.35 eV which are located near the valence band were detected. Also, two deep levels (AP1 and AP2) existed in all samples. Other deep levels appeared after the electron irradiation. Since electrons with an energy of 160 keV can knock-on only carbon atoms from the lattice site of SiC, it was concluded that the deep levels observed after irradiation were related to carbon vacancy V$$_{C}$$.

論文

Impact of carrier lifetime on efficiency of photolytic hydrogen generation by p-type SiC

三宅 景子*; 安田 智成*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Materials Science Forum, 778-780, p.503 - 506, 2014/02

Photolytic hydrogen generation using sunlight is regarded as energy production technology for the next generation. One of the key of issues for this technology is a selection of materials for the photolysis. Silicon carbide (SiC) is expected as one of the candidate materials for this application. In this study, we measured carrier lifetimes in SiC by the microwave photoconductivity decay ($$mu$$PCD) method. In order to control carrier lifetime in SiC, some samples were irradiated with 160 keV-electrons with fluences between 1$$times$$10$$^{16}$$ and 1$$times$$10$$^{17}$$ /cm$$^{2}$$. The values of carrier lifetime in SiC were compared to photocurrents in electrolytes which directly relate to the conversion efficiency of photolytic hydrogen generation. As a result, photocurrents depend on the sum of the depletion layer width and the diffusion length which was estimated from carrier lifetimes.

論文

Identification of structures of the deep levels in 4H-SiC

中根 浩貴*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 大島 武

Materials Science Forum, 778-780, p.277 - 280, 2014/02

Annealing behavior of the carrier lifetime and the deep levels in electron irradiated n-type and semi-insulating hexagonal (4H) silicon carbide (SiC) was studied. As a result of photo induced current transient spectroscopy (PICTS) measurements, two peaks were observed for each sample. The height of those peaks depended on annealing temperature. Comparing the annealing behavior of the peak height with temperature dependence of concentrations of various defects reported previously, we speculated that the observed peaks originate from either divacancy of silicon vacancy and carbon vacancy (V$$_{Si}$$V$$_{C}$$) or pair of carbon antisite and carbon vacancy (C$$_{Si}$$V$$_{C}$$).

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2010年度

住谷 秀一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 中田 陽; 藤田 博喜; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 水谷 朋子; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2012-015, 166 Pages, 2012/05

JAEA-Review-2012-015.pdf:3.53MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2010年4月から2011年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故(以下、東電福島第一原発事故)の影響が一部の試料にみられた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東電福島第一原発事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

Excess carrier lifetime in p-type 4H-SiC epilayers with and without low-energy electron irradiation

加藤 正史*; 松下 由憲*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Japanese Journal of Applied Physics, 51(2), p.028006_1 - 028006_2, 2012/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:41.75(Physics, Applied)

炭化ケイ素(SiC)の耐放射線性に関する研究の一環として、電子線照射によるp型六方晶(4H)SiC半導体中のキャリア寿命の変化をマイクロ波光導電減衰法により調べた。室温にて170keVの電子線を照射した結果、未照射では0.1$$mu$$s程度であったキャリア寿命が、照射量の増加とともに減少し、10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射後には0.02$$mu$$sとなることが明らかとなった。また、照射後、窒素中,1000$$^{circ}$$Cでの熱処理により0.08$$mu$$sまで回復することが判明した。n型4H-SiCにおいては、キャリア寿命はZ$$_{1/2}$$と呼ばれる欠陥により低下することが明らかとなっているが、Z$$_{1/2}$$は1500$$^{circ}$$C程度まで安定であり、今回の1000$$^{circ}$$C熱処理では変化しない。このことから、n型とp型では異なる欠陥がキャリア寿命低下に関与すると結論できた。

論文

高速実験炉「常陽」照射試験用金属燃料要素の製造

中村 勤也*; 尾形 孝成*; 菊地 啓修; 岩井 孝; 中島 邦久; 加藤 徹也*; 荒井 康夫; 魚住 浩一*; 土方 孝敏*; 小山 正史*; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 10(4), p.245 - 256, 2011/12

「常陽」での照射試験を目的として、金属ウラン,ウラン-プルトニウム合金及び金属ジルコニウムを原料に、U-20Pu-10Zr燃料スラグを射出鋳造法により製造した。いずれの燃料スラグも表面は滑らかであり、合金組成,密度,長さ,直径,不純物濃度も製造仕様を満足した。製造した燃料スラグを、熱ボンド材,熱遮へい体及び要素反射体とともに下部端栓付被覆管に充填してTIG溶接を行い、ナトリウムボンド型金属燃料要素6本を組み立てた。これらの燃料要素は、今後B型照射燃料集合体に組み立てられた後、「常陽」に装荷されて国内で初めてとなる金属燃料の照射試験が実施される予定である。

論文

Fabrication of U-Pu-Zr metallic fuel elements for irradiation test at Joyo

中村 勤也*; 尾形 孝成*; 菊地 啓修; 岩井 孝; 中島 邦久; 加藤 徹也*; 荒井 康夫; 小山 正史*; 板垣 亘; 曽我 知則; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/12

電力中央研究所と原子力機構の共同研究の下で、国内では初めてとなる照射試験用のNaボンド型U-Pu-Zr金属燃料要素を製造した。高速実験炉「常陽」での照射試験は、被覆管最高温度が873K以上の条件における燃料挙動とステンレス鋼被覆管の内面腐食の評価を目的としている。燃料要素1本あたり200mmのU-20wt%-10wt%Zr金属燃料スラグは、U金属,U-Pu合金及びZr金属を原料に用いて、射出鋳造法により製造した。この金属燃料スラグを、ボンドNa及び熱遮へい体や要素反射体などの部材とともに被覆管に挿入したうえで、上下端栓を溶接することにより燃料要素を組立てた。引続きNaボンディングにより、ボンド材のNaを、金属燃料スラグと被覆管の空隙に充填した。製造した6本の金属燃料要素は、検査により製造仕様を満足していることを確認した後、「常陽」の照射装置組立検査施設に運搬された。

報告書

福島第一原子力発電所事故にかかわる特別環境放射線モニタリング結果; 中間報告(空間線量率, 空気中放射性物質濃度, 降下じん中放射性物質濃度)

古田 定昭; 住谷 秀一; 渡辺 均; 中野 政尚; 今泉 謙二; 竹安 正則; 中田 陽; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 森澤 正人; et al.

JAEA-Review 2011-035, 89 Pages, 2011/08

JAEA-Review-2011-035.pdf:2.97MB

東京電力福島第一原子力発電所事故への対応として、核燃料サイクル工学研究所において特別環境放射線モニタリングを実施した。本報告は、平成23年5月31日までに得られた空間線量率,空気中放射性物質濃度,降下じん中放射性物質濃度の測定結果、並びに気象観測結果について速報的にとりまとめた。空間線量率は、3月15日7時過ぎ、3月16日5時過ぎ、及び3月21日4時過ぎに、数千nGy/hほどの3つのピークがある上昇を示した。空気中放射性物質濃度及び降下量は、空間線量率と同様な経時変化を示した。空気中のI-131/Cs-137の濃度比は、100程度まで上昇した。揮発性のTe-132, Cs-134, Cs-137は、3月30日以降定量下限値未満となった。Te-132とCsの揮発性/粒子状の濃度比は、濃度が上昇した際、値が小さくなった。3月15日から4月15日の1か月間の降下量は、Cs-137について、チェルノブイリ事故時に同敷地内で観測された降下量と比較して約100倍であった。吸入摂取による内部被ばくにかかわる線量を試算した結果、暫定値として、成人及び小児の実効線量はそれぞれ0.6mSv, 0.9mSv、甲状腺の等価線量はそれぞれ8mSv, 20mSvと見積もられた。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2009年度

住谷 秀一; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 藤田 博喜; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 水谷 朋子; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2011-004, 161 Pages, 2011/03

JAEA-Review-2011-004.pdf:4.09MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2009年4月から2010年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

論文

Characterization of the excess carrier lifetime of as-grown and electron irradiated epitaxial p-type 4H-SiC layers by the microwave photoconductivity decay method

松下 由憲*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Materials Science Forum, 645-648, p.207 - 210, 2010/00

耐放射線性半導体デバイスへの応用が期待される炭化ケイ素(SiC)の電子線照射による伝導キャリアの寿命変化をマイクロ波光伝導減衰法($$mu$$-PCD)により評価した。試料は、ボロン添加p型六方晶(4H)SiC基板上に作製したアルミニウム添加p型4H-SiCエピタキシャル膜を用い、160keVの電子線を1$$times$$10$$^{16}$$cm$$^{-2}$$ (ele-16)又は1$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$(ele-17)照射することで損傷を導入した。$$mu$$-PCDの結果、未照射, ele-16, ele-17の試料のキャリアの寿命は、それぞれ、0.14$$mu$$s, 0.07$$mu$$s及び0.04$$mu$$sとなり、電子線照射量の増加とともに、低下することが判明した。これより、160keV電子線照射により導入される損傷はキャリアの再結合中心として働くことが結論できた。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2008年度

武石 稔; 住谷 秀一; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明*; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; et al.

JAEA-Review 2009-048, 177 Pages, 2009/12

JAEA-Review-2009-048.pdf:19.3MB
JAEA-Review-2009-048(errata).pdf:0.12MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2008年4月から2009年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2007年度

武石 稔; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2008-057, 155 Pages, 2008/11

JAEA-Review-2008-057.pdf:2.15MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2007年4月から2008年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気, 海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

論文

Radiation-induced reaction of sulfonamide-containing polymers in the film state for color imaging

前川 康成; 加藤 順*; 片貝 正史*; 石原 雅昭*; 榎本 一之; 萩原 時男*; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 越川 博; 吉田 勝

Macromolecular Chemistry and Physics, 209(6), p.625 - 633, 2008/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:90.18(Polymer Science)

ナノスケールの微細パターンニングに適した電子ビームを利用した高密度メモリなどの電子材料システムの構築を目的に、高分子薄膜の電子線発色反応の解析とそのナノカラーイメージングへの応用について検討した。電子線感受性の高いスルホンアミド(SO$$_{2}$$ -NH)骨格を有するポリマーを合成し、その有機薄膜の電子線反応性及び電子線反応部位の化学修飾反応によるナノ発色パターン形成性を調べた。スルホンアミド骨格を有するポリマーは、電子線照射でスルホンアミド部位の化学選択的な開裂によりFries転位生成物を与えることを見いだした。ポリスルホンアミドの電子線反応によるアニリン誘導体の生成は、酸性物質が塩基性物質に化学変換される興味深い反応である。電子線照射後の薄膜は、塩基性部位(アミノ基)のエーリッヒ反応により黄$$sim$$橙色に発色した。次いで、上記薄膜の電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を評価し、300nmの分解能で発色パターンを示すことから、電子ビームによる高分子薄膜中のFries転位反応がナノカラーイメージングに有効であることを実証した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2006年度

武石 稔; 宮河 直人; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; 國分 祐司; 加藤 千明; et al.

JAEA-Review 2007-044, 155 Pages, 2008/02

JAEA-Review-2007-044.pdf:2.58MB
JAEA-Review-2007-044(errata).pdf:0.13MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、4; 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2006年4月から2007年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2005年度

武石 稔; 宮河 直人; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; 國分 祐司; 加藤 千明; et al.

JAEA-Review 2006-031, 155 Pages, 2006/10

JAEA-Review-2006-031.pdf:7.76MB
JAEA-Review-2006-031(errata).pdf:0.13MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第4編、環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2005年4月から2006年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果を取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要,測定方法の概要,測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

論文

Health effects models for risk assessment of the Japanese population

小林 定喜*; 藤元 憲三*; 内山 正史*; 岩崎 民子*; 中村 裕二*; 土居 雅広*; 加藤 寛夫*; 清水 由起子*; 青山 喬*; 米原 英典*; et al.

EUR-13013-2, p.817 - 828, 1991/00

原子炉事故時の放射線被曝に起因する日本人の健康影響を推定するためのモデルを開発した。これらのモデルは主にNUREG/CR-4214の健康影響モデル及び広島・長崎の原爆被曝生存者の疫学調査から得られた情報に基づいている。対象とされた健康影響は、(1)骨髄、肺、胃腸管、中枢神経系、甲状腺、皮膚及び生殖腺に対する早期影響、(2)白血病、並びに乳房、肺、甲状腺、胃腸管、肝臓、膵臓、膀胱、精巣、卵巣、子宮及び皮膚の癌を含む晩発性影響、(3)子宮内被曝による発達異常及び晩発生影響、である。本報告では、開発した健康影響モデルの概要及び今後の課題等を紹介する。

口頭

電子線照射により窒素空孔を導入したGaNの電気的評価

加藤 正史*; 福島 圭亮*; 春日 将宣*; 鬼頭 孝輔*; 市村 正也*; 兼近 将一*; 石黒 修*; 加地 徹*; 大島 武

no journal, , 

窒化ガリウム(GaN)は電子デバイス用材料として有望であるが、デバイス作製プロセスにおいて窒素空孔が生成され電気的特性に悪影響を与えると言われている。本研究ではGaNに電子線照射を行い、ガリウムに比して軽元素である窒素のみを弾き飛ばし意図的に窒素空孔を生成させ、電気的評価を行うことで窒素空孔が生成する深い準位についての知見を得た。サファイア基板上に有機金属化学気相法により成長させたアンドープGaNウェハーをカットし、一部の試料に電子線(200keV)照射を行った。それら試料へNi蒸着を行いショットキーダイオードを作製し、電流-電圧測定を行うことで特性を評価した。その結果、電子線照射後のGaNは未照射に比べ直列抵抗が増加することが確認された。さらに、容量-電圧測定から、正味のドナー濃度が減少することが判明した。これより、電子線照射により窒素空孔が生成され、それが欠陥準位を形成することでキャリア濃度を減少させ、抵抗を増大させることが示唆された。

口頭

電子線照射を施したp型4H-SiCエピ膜における熱処理後の過剰キャリアライフタイム

加藤 正史*; 松下 由憲*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

no journal, , 

耐放射線性半導体への応用が期待される炭化ケイ素(SiC)半導体中に、電子線照射により発生する欠陥が伝導キャリアの寿命へ及ぼす影響を調べた。試料にはp型の六方晶(4H)SiCエピタキシャルを用い、160keV電子線を1.0$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$又は1.0$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射した。また、照射後、1000$$^{circ}$$C窒素中で10分間熱処理を行った試料も併せて調べた。照射前後のキャリア減衰曲線を反射マイクロ波光導電減衰で調べたところ、照射量の増加とともに減衰が早くなることがわかり、これより、キャリアの寿命が短くなることが明らかとなった。また、熱処理を行うことで減衰曲線の減衰が遅くなり、キャリアの寿命が長くなったことが判明したが、未照射試料の値までは戻らず、今回の熱処理では結晶性が完全には回復しないと帰結された。

口頭

「常陽」照射試験用金属燃料の製造,3; U-Pu-Zr燃料スラグの製造

中村 勤也*; 尾形 孝成*; 中島 邦久; 加藤 徹也*; 岩井 孝; 荒井 康夫; 小山 正史*; 板垣 亘; 曽我 知則

no journal, , 

高速実験炉「常陽」において金属燃料の照射試験を計画している。これまでの製造技術開発によって確立した鋳造技術,組立技術,分析・検査技術を適用して、国内初の金属燃料要素を製造した。本稿では、射出鋳造法によるU-Pu-Zr合金燃料スラグの製造結果について報告する。燃料スラグは、U金属,U-Pu合金及びZr金属を原料にして、アルゴンガス雰囲気グローブボックス内に整備した射出鋳造装置を用いて製造した。検査の結果、仕様を満たしていることを確認した。

口頭

緊急時計画の実効性向上に向けた原子力防災研究,3; 原子力災害時の防護措置に対する住民意識調査

高原 省五; 加藤 尊秋*; 木村 仁宣; 飯島 正史; 本間 俊充

no journal, , 

原子力災害時の被ばくを効果的に軽減するためには、避難施設や屋内退避に必要な社会基盤の整備に加えて、防護対策に関する住民の理解を醸成し、自助・共助・公助に基づく防災体制を構築することが重要である。本研究では、原子力災害時の防護対策に関する住民の認知率を調査し、原子力発電所からの距離と個人属性を説明変数として分析して、実効性の高い防災体制の構築に向けて改善等について検討した。

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