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線スペクトロメトリーにおける円柱状体積試料のサム効果補正山田 隆志*; 浅井 雅人; 米沢 仲四郎*; 柿田 和俊*; 平井 昭司*
Radioisotopes, 69(9), p.287 - 297, 2020/09
円柱状体積試料に含まれる
Csの定量において、日本の標準的な市販線解析プログラムではサム効果の補正の際に試料体積の効果を適切に考慮していないため、補正が不十分となり、定量値が過小評価となることを確認した。本研究では、一般的なGe検出器に対して試料体積を適切に考慮した実用的なサム効果補正方法を開発して有効性を評価し、誤差1%以下の精度で定量できることを確認した。
-FeSi
thin films fabricated by ion beam sputter deposition江坂 文孝; 山本 博之; 松林 信行*; 山田 洋一*; 笹瀬 雅人*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海
Applied Surface Science, 256(10), p.3155 - 3159, 2010/03
被引用回数：16 パーセンタイル：56.9(Chemistry, Physical)放射光を用いたX線光電子分光法(XPS),X線吸収分光法(XAS)を用い、イオンビームスパッタ蒸着法により作製した-FeSi薄膜の表面化学状態及び深さプロファイルを非破壊的に解析した。873
1173Kで成膜した試料についてXPS測定を行った結果、基板温度973Kでは、励起エネルギー(分析深さ)の減少とともにSiO及びSiO
に起因するピークの割合が増加することを明らかにした。この結果から、最表面に1nm以下のSiO層が、さらにその直下にSiO層が形成されていることを確認した。また、XASによるFe-L吸収端測定では、873Kで成膜した場合には未反応のFe、1173Kでは
-FeSiの存在する可能性が示唆された。
大場 弘則; 鈴木 裕*; 江坂 文孝; 田口 富嗣; 山田 洋一; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 横山 淳
Journal of the Vacuum Society of Japan, 52(6), p.292 - 295, 2009/07
濃縮
Siの中性子照射によるSi
Pの核変換を利用した半導体デバイスの創製研究及び同位体組成制御材の物性評価のために、SiF
の赤外多光子解離反応により同位体濃縮したSiF
ガスからSi薄膜の作製実験を行った。成膜方法はプラズマCVDであり、反応ガスにはSiF及びHを用い、Arで希釈,混合した後チャンバー内に導入した。基板に石英又はSi単結晶ウェーハを用いた。生成膜の評価はX線回折装置,SEM/EDX,二次イオン質量分析計で行った。まず、13.6MHz高周波加熱平行平板電極型CVD装置を用いた場合、H/SiF流量比210とし、基板温度を室温500
Cにして成膜し、これらの条件下ではアモルファス薄膜であることがわかった。次に、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用いて、H/SiF流量比を25、基板温度を350750Cで成膜を試み、結晶性のSi薄膜を作製することができた。どちらの成膜装置においても、生成膜中にはFはほとんど含まれず、ほぼ原料ガスの濃縮度と同じ同位体組成であった。
山本 博之; 山田 洋一; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.012044_1 - 012044_4, 2008/00
被引用回数：6 パーセンタイル：88.21(Nanoscience & Nanotechnology)表面数nm領域の解析において、深さプロファイルを非破壊的に得ることはその分解能向上のために重要である。X線光電子分光法(XPS)は通常、励起エネルギーが固定であるためにそのままでは深さ方向分析を行うことはできない。これに対し、エネルギー可変の放射光を励起源として用いれば、分析深さが変化し、非破壊で深さ方向の分布が得られると考えられる。これは電子の脱出深さがその運動エネルギーに依存することによる。本研究では、Si基板上に蒸着したGeを用い、薄膜表面、及び、埋もれた界面の非破壊分析を目指し放射光を用いた高エネルギーXPSによる解析を行った。清浄表面としたものと自然酸化膜の残る2種のSiを用い、2及び4nm Geを蒸着した試料を測定した結果、4nm蒸着試料においても基板表面の差異は十分に観察可能であった。この結果は本法が非破壊深さ分析法として有効であることを示している。
山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2204 - 2208, 2007/11
被引用回数：6 パーセンタイル：31.31(Chemistry, Multidisciplinary)シリコン同位体濃縮材料は、同位体の純度を上げることによる熱伝導性の向上、
Siの核スピンを利用した量子素子の作製など、ユニークな物性の期待されるものが少なくない。この中で、Siは熱中性子によりPに核変換することからドーパントとして機能することが知られている。本研究ではこの現象を応用し、原子力機構において開発された高効率な同位体濃縮法により得られたSi濃縮SiFを原料として用い、高精度ドーピング手法の開発を目指してSi濃縮薄膜を作製した。薄膜の質量分析の結果から天然同位体存在比の約2倍のSi: 7.1%であることがわかった。また組成解析の結果から不純物のFは約0.6%以下であった。これらの結果と併せて薄膜及び界面の構造,中性子照射に伴う電気特性の変化についても議論する。
岸本 洋一郎; 都所 昭雄*; 河田 東海夫*; 大竹 茂*; 沢田 稔*; 大内 仁; 豊田 修*; 山田 雅人*
PNC TN8410 88-026, 217 Pages, 1988/05
本報告は,高レベル放射性物質研究施設(CPF)のA系列において高燃焼度燃料溶解性及び抽出工程時の乳酸によるPu,Uの分配に主眼を置いて実施した第11回ホット試験の結果をとりまとめたものである。 試験には,平均燃焼度94,000MWD法 ,冷却日数約2.5年,健全ピンにして3本相当の切断済み Phenix燃料を用いて実施した。 試験の結果,下記の知見が得られた。 (1)溶解は,初期硝酸濃度3.0M,沸点にて,溶解時間27時間で溶解率92.8%であった。 (2)溶解液中不溶解性残渣は,ほとんどが2.0
m以下の粒子であった。 (3)回収した不溶解性残渣重量は,MOX燃料重量の1.94%に相当した。 (4)抽出は,ミキサ・セトラを用いて実施しU,Puの分配には,乳酸・硝酸混合液を使用し,分離性能において還元剤(HAN)に比べても遜色の無い事を確認した。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 大内 仁; 山田 雅人*; 算用子 裕孝*; 鹿志村 卓男; 葉賀 徹*
PNC TN8410 88-004, 123 Pages, 1987/12
本報告書は,高レベル放射性物質研究施設(CPF)のA系列において実施した第10回ホット試験の結果をとりまとめたものである。 試験には,高速実験炉「常陽」MK-2,燃料度31,700MW-法-,冷却日数約1.8年の燃料ピン3本を対象として再処理試験を実施した。 1.溶解は初期硝酸濃度3.5M,沸点にて13時間保持したが溶け残りが完全に溶解することは出来ず同じMK-2燃料(P-富化度29%)でも燃焼度13,800MW-法-と31,700MW-法-とでは燃焼度の高い方が溶解性が悪い。 2.小型溶解装置による溶解試験では,酸濃度,温度,U・P-濃度,剪断長による溶解速度の変化を求める為に十数回の試験を実施した。その結果, (1)剪断長の短い方が溶解時間が短いことが分かった。 (2)溶解中のU・P-濃度の高い方が溶解時間が短いことがわかった。 3.共除染・分配試験では,新しいミキサセトラを用いて行った結果抽出段のテーリングは認められなかった。
Si同位体濃縮薄膜の作製山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一
no journal, ,
中性子ドーピングは、熱中性子によるSi同位体の核変換(Si
P)を利用し、均一かつ欠陥の少ない不純物注入を可能とする。本手法は、不純物や欠陥濃度の揺らぎが物性に大きく影響するナノレベルでの半導体材料創製において特に有効と期待される。このとき、Si同位体濃縮原料により作製したナノ構造に中性子ドーピングを施せば、ナノスケールの半導体デバイス創製が可能となる。今回、プラズマCVD法により、Si同位体濃縮薄膜を作製した。SiFの赤外多光子解離によりSiを濃縮したSiF気体(Si: 6.8%)とHの混合気体を用い、高周波電力13MHz, 300Wの条件で、Si(100)基板上(550C)に、膜厚約100nmの薄膜を作製した。作製された同位体濃縮薄膜の光電子分光測定により、薄膜中の主な不純物であるFは0.6at.%以下であることを確認した。また、二次イオン質量分析測定の結果、薄膜中のSi同位体濃度は7.1%(天然存在比3.1%)であり、原料ガスとほぼ同じ同位体組成比の薄膜が得られた。講演では作製した同位体濃縮薄膜の構造と、本薄膜に中性子ドーピングを施した際の電気特性の変化についても述べる。
Si同位体濃縮薄膜山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一
no journal, ,
シリコン同位体濃縮材料はユニークな物性の期待されるものが少なくない。この中で、Siは熱中性子によりPに核変換することからドーパントとして機能することが知られている。本研究ではこの現象を応用し、原子力機構において開発された高効率な同位体濃縮法により得られたSi濃縮SiF(Si:30%)を原料として用い、高精度ドーピング手法の開発を目指してSi濃縮薄膜を作製した。薄膜の質量分析の結果から原料とほぼ同じ同位体組成であることを明らかにした。これらの結果と併せて薄膜及び界面の構造,中性子照射に伴う電気特性の変化についても議論する。
Si同位体濃縮薄膜山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一
no journal, ,
シリコン同位体Siは中性子照射によりPに核変換することからドーパントとして機能することが知られている。本研究ではこの現象を応用し、原子力機構において開発された高効率な同位体濃縮法により得られたSi濃縮SiF(Si:30%)を原料としてSi濃縮薄膜を作製し、高精度ドーピング手法の開発を目指した。作製した薄膜の質量分析の結果から原料とほぼ同じ同位体組成であることを明らかにした。これらの結果と併せて薄膜及び界面の構造,中性子照射に伴う電気特性の変化についても議論する。
Si同位体濃縮薄膜作製とその応用山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一
no journal, ,
Siに熱中性子を照射すると、SiPの核反応によりSi中にドナーが生成する。本研究では、当機構において開発されたレーザー同位体分離法を用い、Si濃縮材料から薄膜作製を試みた。これに中性子を照射すれば薄膜部分のみがドーピング層として得られ、高精度なドーピング領域の形成手法の確立とともにナノ材料への応用が可能となる。Si(100)基板上にSi同位体濃縮薄膜を成膜した結果、透過型電子顕微鏡断面像から均一な膜厚を持つアモルファス薄膜と、基板との急峻な界面の形成が確認された。また作製した薄膜を二次イオン質量分析法により解析した結果から、薄膜中のSi濃度は原料のそれとほぼ一致することが明らかとなった。発表では中性子照射に伴う電気特性の変化についても議論する。
Si同位体濃縮薄膜の中性子ドーピング山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 鵜殿 治彦*; 山口 憲司; 横山 淳; 北條 喜一; 社本 真一
no journal, ,
中性子ドーピングは、核変換(SiP)を利用しSi結晶中への均一なPドープを実現している。本研究は中性子ドーピングをナノ材料への応用を目的として、種々のSi薄膜に中性子を照射し物性変化の出現を試みた。このとき、Si濃縮材料を用いて作製されたナノ材料を用いることで、局所領域により効率的な中性子ドーピングが可能となる。これまでの報告では、同位体組成比を制御したSi同位体濃縮薄膜の作製が可能であることが確認され、作製した薄膜の中性子ドーピングによる電気特性変化を報告した。しかし得られた薄膜はアモスファスであり、キャリア移動度が低いと予想されることから、電気特性の変化において同位体濃度の影響は現在まで確認されていない。今回は、Si同位体濃縮材料による多結晶薄膜の作製条件を確立するとともに、中性子ドーピングによる物性変化の同位体濃度依存性を明らかにすることを目的とした。講演では、巨視的,微視的電気特性と薄膜の結晶性及び同位体濃度の影響を議論する。
山本 博之; 江坂 文孝; 山田 洋一; 笹瀬 雅人*
no journal, ,
エネルギー可変の放射光を励起源として用いれば、分析深さが変化し、非破壊で深さ方向の分布が得られると考えられる。これは電子の脱出深さがその運動エネルギーに依存することによる。本研究では、Si基板上に蒸着したGeを用い、薄膜表面、及び埋もれた界面の非破壊分析を目指し放射光を用いた高エネルギーXPSによる解析を行った。清浄表面としたものと自然酸化膜の残る2種のSiを用い、2及び4nm Geを蒸着した試料を測定した結果、4nm蒸着試料においても界面の差異は十分に観察可能であった。これらの結果を通じて本法が非破壊深さ分析法として有効であることを示す。
田川 雅人*; 横田 久美子*; 松本 康司*; 北村 晃*; 山田 倫子*; 神田 一浩*; 新部 正人*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Belin, M.*; et al.
no journal, ,
水素化ダイヤモンドライクカーボン(HDLC)の宇宙環境下での原子状酸素による劣化について実験室環境で模擬試験を行った。HDLCはプラズマCVD法でSi基板上に作製した。原子状酸素ビームはレーザーデトネーション法で形成した。表面分析には放射光光電子分光法,ラザフォード後方散乱法,弾性反跳分析法,X線吸収端微細構造分析法を用いた。原子状酸素照射によって酸素の化学結合状態には大きな変化はないが、炭素と水素の濃度が低下した。sp
/sp3
比が減少したことからsp炭素の選択的エッチングが起こったと解釈した。
田川 雅人*; 横田 久美子*; 北村 晃*; 松本 康司*; 山田 倫子*; 神田 一浩*; 新部 正人*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Belin, M.*; et al.
no journal, ,
宇宙環境下に水素化ダイヤモンドライクカーボン(HDLC)を置いたとき高速の原子状酸素によって材料表面がどの程度劣化するかについて実験室環境で模擬試験を行った。HDLCはプラズマCVD法でSi基板上に作製した。高速の原子状酸素ビームはレーザーデトネーション法で形成した。表面分析には放射光光電子分光法(SRPES),ラザフォード後方散乱法(RBS),弾性反跳分析法(ERDA),X線吸収端微細構造分析法(NEXAFS)を用いた。HDLCに原子状酸素を照射すると、酸素の化学結合状態には大きな変化はないが、炭素と水素の濃度が低下した。sp/sp比が減少したことから、sp状態にある炭素が選択的にエッチングされたと結論した。
山本 博之; 山田 洋一; 松江 秀明; 曽山 和彦; 江坂 文孝; 笹瀬 雅人*
no journal, ,
一般に材料分析において迅速,簡易な分析手法が望まれることは当然であるが、表面分析などの局所分析においてはこれとともに、「非破壊」であることも重要なキーワードの一つとなり得る。これは単に破壊法では対象となる試料が失われる、ということだけではなく、破壊によって本来その物質の持つ情報、例えば化学結合などの分析の対象となる情報が失われるということでもある。このため物質をありのままに解析しようとすれば「非破壊」で行うことは必須であるともいえる。特に表面などの極限領域においては大気をはじめ周囲の環境による影響を非常に受けやすく、表面からバルク方向への組成,化学状態,構造等の変化、いわゆる深さプロファイル測定においては非破壊測定であることが新たな情報を見いだす鍵となることがしばしばある。本講演では、特に放射光,中性子という二つの「量子ビーム」を用いて鉄鋼はじめ無機材料表面の深さプロファイリングを非破壊で行った例を紹介する。
-FeSi薄膜表面の放射光による化学状態分析江坂 文孝; 山本 博之; 松林 信行*; 山田 洋一*; 笹瀬 雅人*; 間柄 正明; 木村 貴海; 山口 憲司; 社本 真一
no journal, ,
本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光(XPS)法及びX線吸収分光(XAS)法により、イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法を用いて成膜した-FeSi薄膜表面の化学状態について分析を行った。測定は高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光実験施設(PF)、ビームラインBL-13Cにて行った。XPS測定では、放出される光電子のエネルギーを変化させることにより深さ方向分析を行った。XPS測定において、励起エネルギーの減少とともにSiO及びSiO
に起因するピークの割合が増加した。解析の結果、最表面に1nm以下のSiO層が、さらにその直下にSiO層が形成されていることが確認された。本法では、固体表面の化学状態についての詳細な分析が可能であり、原子力材料の研究などに対しても有効であると考えられる。
大場 弘則; 鈴木 裕*; 江坂 文孝; 山田 洋一*; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 横山 淳
no journal, ,
シリコン同位体濃縮技術の作業物質として用いられているフロロシランからの直接結晶成長させるために、CVDによるシリコン薄膜作製を行っている。これまでに高周波プラズマCVDを用いてシリコン薄膜を作製してきたが、生成膜はアモルファス構造であった。本研究では、マイクロ波プラズマによるシリコン結晶成長を試みた。反応ガスには当研究グループで調製したSiを25.9%まで濃縮したSiF及びHを用い、Arで希釈混合した後チャンバー内に導入した。基板に石英または単結晶ウェーハを用い、2.45GHzのリモート型マイクロ波プラズマCVD装置を用いてH/SiF流量比を25、基板温度を5231023Kとして成膜した。生成膜の評価はX線回折装置,二次イオン質量分析計等で行った。その結果、生成したシリコン薄膜は原料ガス濃縮度とほぼ同じ同位体組成であり、基板と生成膜界面部には約100nmのエピタキシャル層が確認され、結晶成長が可能であることが示された。
岡野 正紀; 後藤 雄一; 實方 秀*; 根本 弘和*; 高野 雅人; 河本 規雄; 久野 剛彦; 山田 敬二
no journal, ,
使用済燃料の再処理により発生する低レベル放射性廃液(以下、「再処理LA廃液」という)は、セメント固化等の処理後に放射能レベルに応じて、浅地中(ピット)余裕深度等の埋設処分がなされる。このため、廃棄体の安定化処理及び処分後の環境への影響評価には、処理対象である再処理LA廃液中の元素組成の把握が重要である。一般的にmg/
オーダー以下の微量金属元素の定量には、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)が用いられる。しかし、高濃度ナトリウム(
10g/)を含む再処理LA廃液の分析では、試料中のNaが測定時に干渉(分光,イオン化)を及ぼすため、試料の数百数万倍の希釈を必要とし、100mg/以下の微量元素の定量が困難であった。本研究では、イミノ二酢酸型のキレートディスクを用いて、再処理LA廃液から微量の金属元素を分離回収するとともに、測定妨害元素であるNaを除去し、ICP-AESで定量する方法を試みた。
Cs等が放出するカスケード線のサム効果補正法の開発,2; 円柱状体積試料のサム効果補正計算法山田 隆志*; 阿部 敬朗*; 浅井 雅人; 米沢 仲四郎*; 柿田 和俊*; 平井 昭司*
no journal, ,
放射能測定で一般的に使用されているカスケード線に対するサム効果補正法は、試料全体の平均の検出効率を使用して補正係数を計算する。この方法は厳密ではないものの十分に実用的であるとされてきたが、最近の国際共同試験の結果により若干の補正不足が認識されるに至った。この問題を解決するため、本研究では円柱状試料を面線源に分割し、各面分に対してサム補正を施した後に積分する方法を開発し、補正不足を解決した。
線スペクトル解析ソフトの参照スペクトルを用いた比較実験結果青山 道夫*; 秋山 正和*; 浅井 雅人; 阿部 敬朗*; 佐藤 泰*; 高野 直人*; 高宮 幸一*; 浜島 靖典*; 武藤 儀一*; 山田 隆志*; et al.
no journal, ,
線スペクトル解析における解析ソフトの性能は、核種同定の結果や放射能値の導出などに直接影響を与えるため重要である。日本アイソトープ協会理工学部会次世代スペクトル解析専門委員会では、日本国内で使われている解析ソフトの性能を把握し、解析ソフトの性能向上につなげるため、同じ参照スペクトルを複数の解析ソフトで解析し比較する比較実験を行った。ピーク探査によって検出されるピーク数やピーク面積が解析ソフトによって異なることがわかり、それらの違いが生じる原因について詳しく考察した。
