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大島 武; 横関 貴史; 村田 航一; 松田 拓磨; 三友 啓; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 土方 泰斗*; 田中 雄季*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 55(1S), p.01AD01_1 - 01AD01_4, 2016/01
被引用回数：14 パーセンタイル：54.92(Physics, Applied)In this study, we report the effects of 
-ray irradiation and subsequent annealing on the electrical characteristics of vertical structure power 4H Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) with the blocking voltage of 1200 V. The MOSFETs were irradiated with -rays up to 1.2 MGy in a N
atmosphere at room temperature (RT). During the irradiation, no bias was applied to each electrode of the MOSFETs. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h to investigate the stability of their degraded characteristics. Then, the irradiated MOSFETs were annealed up to 360 
C in the atmosphere. The current-voltage (I-V) characteristics of the MOSFETs were measured at RT. By 1.2 MGy irradiation, the shift of threshold voltage (V
) for the MOSFETs was -3.39 V. After RT preservation for 240 h, MOSFETs showed no significant recovery in V. By annealing up to 360 C, the MOSFETs showed remarkable recovery, and the values of V become 91 % of the initial values. Those results indicate that the degraded characteristics of SiC MOSFETs can be recovered by thermal annealing at 360 C.
土方 泰斗*; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 村田 航一*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 武山 昭憲; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; et al.
Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.130 - 133, 2015/11
In order to develop semiconductor devices with MGy radiation resistivity, we are developing power metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs) based on silicon carbide (SiC) semiconductors. The -ray irradiation responses of power SiC-MOSFETs were studied under various irradiation temperatures and humidity with various gate-bias conditions. Making comparisons between these responses, the optimum device operating condition and a better device structure were derived and MGy resistivity was achieved. Besides, -ray irradiation tests for a motor-driver circuits consisting of SiC-MOSFETs were carried out, and as a result, their continuous operation up to 2 MGy was confirmed.
武山 昭憲; 松田 拓磨; 横関 貴史; 三友 啓; 村田 航一; 牧野 高紘; 小野田 忍; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; et al.
Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.134 - 137, 2015/11
Influence of -ray irradiation under high temperature and high humidity circumstance on the electrical characteristics of Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) was investigated. The drain current (I
)-gate voltage (V
) curves shifted to the negative voltage side and no significant further shift was observed with increasing the dose above 10 kGy. Suppression of the negative shift of threshold voltage (V
) means that positive charges generated by irradiation were thermally annealed by elevated temperature during irradiation. The leakage current slightly increased at 5 and 10 kGy, however, those values recovered to be approximately the initial value above 40 kGy. Humidity circumstance attributed to remarkable suppression of the leakage current in comparison with dry circumstance.
横関 貴史; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*; 大島 武
Materials Science Forum, 821-823, p.705 - 708, 2015/07
Since silicon carbide (SiC) has high radiation resistance, it is expected to be applied to electronic devices used in harsh radiation environments, such as nuclear facilities. Especially, extremely high radiation resistant devices (MGy order) are required for decommissioning of TEPCO Fukushima Daiichi nuclear reactors. The development of radiation resistant devices based on Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) FETs is important since MOSFETs can easily realize normally-off and low-loss power devices. In this study, we irradiated vertical power 4H-SiC MOSFETs with gamma-rays up to 1.2 MGy, and investigated the recovery of their degraded characteristics due to thermal annealing up to 360 C. The drain current (I) - gate voltage (V) curves of SiC MOSFETs shift to the negative voltage side and the leakage of I increased by irradiation at 1.2 MGy. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h. By the RT-annealing, no significant change in the degraded electrical characteristics of SiC MOSFETs was observed. The degraded characteristics of SiC MOSFETs began to recover by annealing above 120 C, and their characteristics reach almost the initial ones by annealing at 360 C.
浅見 誠; 綿引 博美; 大井 貴夫; 牧野 仁史; 柴田 淳広; 亀尾 裕; 目黒 義弘; 芦田 敬
JAEA-Data/Code 2014-016, 37 Pages, 2014/09
JAEA-Data-Code-2014-016.pdf:37.04MB
JAEA-Data-Code-2014-016-appendix(CD-ROM).zip:60.46MB
東京電力株式会社(東京電力)福島第一原子力発電所から発生する廃棄物に関する分析結果のうち、2011年度から2013年度(2014年3月末)までに日本原子力研究開発機構(JAEA)と東京電力によって公開されている滞留水・処理水の分析結果(JAEAの分析結果: 25サンプル、東京電力の分析結果: 313サンプル)を水分析結果データベース(2013年度版)としてまとめた。また、東京電力によって公開されている汚染水処理に係る二次廃棄物(吸着材、スラッジ)中のインベントリ評価に必要な滞留水量及び廃棄物発生量に関する情報(「福島第一原子力発電所における高濃度の放射性物質を含むたまり水の貯蔵及び処理の状況について」等の公開資料の第0報(2011/5/31)から第143報(2014/3/25)の内容)も合わせてまとめた。本資料では、例題を用いて水分析結果データベースの機能と使用方法を示すとともに、水分析結果データベース(2013年度版)を付録CDとして提供する。
牧野 理沙; 石山 港一; 木村 隆志; 山崎 勝幸; 中村 仁宣; 池田 敦司*; 山口 勝弘*
核物質管理学会(INMM)日本支部第33回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2012/10
JNC-1サイト(東海再処理施設,MOX燃料施設等)への統合保障措置(IS)は、2008年8月に適用が開始された。これに伴い、核燃料物質の転用にかかわる抑止力を高める目的で、あらかじめ日程が設定された従来の中間在庫検認(IIV)から、短時間通告によるランダム査察(RII)への移行が行われた。東海再処理施設(再処理工場及びプルトニウム転換技術開発施設を含む)では、ISの要件を満足するため、リモートモニタリングを確立しRIIの円滑な導入に協力してきた。RIIの導入により、運転員の常時待機や短時間での在庫リストの申告の提出の必要性が生じたが、現在運転停止中の東海再処理施設では査察対応日数は従来のIIVに比べ約60%に削減された。本発表では東海再処理施設におけるランダム査察導入後に得られた効果並びにキャンペーン中のRIIに関する今後の課題について、施設者の観点から報告を行う。
中新 信彦*; 近藤 公伯; 薮内 俊毅*; 辻 和樹*; 田中 和夫*; 鈴木 伸介*; 安積 隆夫*; 柳田 謙一*; 花木 博文*; 小林 尚志*; et al.
Review of Scientific Instruments, 79(6), p.166102_1 - 066102_3, 2008/06
高エネルギー電子線の検出器として利用されるイメージングプレートの絶対感度較正を行った。GeV領域に感度較正範囲を広げるべくSPring-8の入射用ライナックを利用した。この結果、従来の100MeVまでの感度が1GeVまで広げられた。
山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.
Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01
被引用回数：51 パーセンタイル：71.25(Biochemistry & Molecular Biology)ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。
牧野 理沙; 富川 裕文; 雛 哲郎; 大曽根 隆; 黒巣 一敏; 福原 純一; 小林 健太郎; 株木 俊英*
核物質管理学会(INMM)日本支部第27回年次大会論文集(CD-ROM), 7 Pages, 2006/00
再処理技術開発センターは、低放射性固体廃棄物に付着する核物質量を保管廃棄物として適正に計量管理するため、測定方法の検討を行ってきた。TRPから発生した廃棄物中の核物質量を推定するために、数種類の既存の非破壊測定装置を使用して、小型廃棄物容器(カートンボックス)単位やドラム缶単位で測定を行ったところ、表面線量率の高い廃棄物にはPuが微量に含まれる傾向が見られたものの、TRPから発生する廃棄物は、含まれるCmの影響が大きく、Pu量を正確に測定することはできなかった。今後は、上記の試験を踏まえて、TRPの廃棄物測定に適した非破壊装置の調査・設計を行い、Puを定量する予定である。
(
,
)
and (,)
reactions for 
=1.5-2.4 GeVZegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat
, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.
Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08
被引用回数：128 パーセンタイル：94.9(Physics, Multidisciplinary)=1.5-2.4GeVで(,),(,)反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。
= +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.
Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07
被引用回数：1006 パーセンタイル：99.86(Physics, Multidisciplinary)
と
の両粒子を前方で測定することにより、
Cを標的にしたn 
n光反応を研究した。1.54GeV/C
に25MeV/C以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス()は+1であった。この状態は5つのクォーク(
)がと中性子に崩壊した状態であると解釈される。
牧野 仁史; 吉田 隆史
PNC TN8410 96-093, 38 Pages, 1996/05
ガラス固化体からの核種の溶出挙動を把握することは、緩衝材中での核種移行のソースタームを決めるための重要な課題である。本研究では、ガラス固化体の溶解速度に影響を与えるモデルパラメータについて、その変動の溶解速度への影響を感度解析的に調べるとともに、溶解速度の変化を考慮した核種移行解析を行い、溶解速度変化の緩衝材中の核種移行挙動への影響を調べた。溶解速度に関する感度解析では、ガラス固化体から溶解したSiが緩衝材中を拡散移行することを前提として、溶解速度に対するモデルパラメータの変動の影響を調べた。また、Cs-135とSe-79についての核種移行解析を溶解速度の変化を考慮して行った。解析の結果、溶解速度は、ガラス固化体の表面積や初期溶解速度、緩衝材中でのSiの拡散係数や分配係数及びガラス固化体中に存在するSi固相の溶解度の影響を受けることがわかり、それらの変動による溶解速度の大きさや時間変化を把握することができた。また、Cs-135やSe-79の緩衝材外側からの放出率は、溶解速度が低い場合は溶解速度の増減に比例して変化するが、溶解速度が高い場合には溶解速度の変化の影響を受けなくなることが示された。
油井 三和; 牧野 仁史; 芦田 敬; 梅木 博之; 石黒 勝彦; 根山 敦史*
PNC TN8410 92-161, 177 Pages, 1992/09
本報告書は、高レベル廃棄物地層処分の多重バリアシステムに関する性能評価において必要となる、ガラス固化体からの元素の溶出挙動と人工バリア空隙水中の元素の溶解度について、理論的、実験的検討を行い、核種移行解析のためのデータセットの設定を試みたものである。ガラス固化体からの元素の溶出挙動に関しては、1)可溶性元素については短期的にはSiに関する一次溶解反応との調和溶解、長期的にはガラス固化体の長期溶解速度に律速される。2)難溶性元素についてはガラス表面に形成される固相の溶解度に至る反応に律速される、と考えた。これにより、可溶性元素の溶出の評価に必要なガラス固化体の初期溶解速度及び残存溶解速度を、これまでの実験データに基づいて設定した。一方、難溶性元素に対する人工バリア空隙水中での溶解度に関しては、まず各元素の天然水中での価数、支配的水溶性化学種等を考慮し使用する熱力学データの信頼性、適用性の検討を行い各元素の熱力学データの選定を行った。次に溶解度を計算するために、溶液条件である人工バリア空隙水組成をもとに溶解度制限固相の設定を行った。最後に、与えられた溶解度制限固相と人工バリア空隙水組成をもとに、溶解度を計算し、核種移行解析のためのデータセットの設定を行った。
牧野 理沙; 株木 俊英*; 富川 裕文; 雛 哲郎; 大曽根 隆; 黒巣 一敏; 福原 純一; 小林 健太郎
no journal, ,
再処理技術開発センターは、低放射性固体廃棄物に付着する核物質量を保管廃棄物として適正に計量管理するため、測定方法の検討を行ってきた。東海再処理工場(TRP)から発生した廃棄物中の核物質量を推定するために、数種類の既存の非破壊測定装置を使用して、小型廃棄物容器(カートンボックス)単位やドラム缶単位で測定を行ったところ、表面線量率の高い廃棄物にはPuが微量に含まれる傾向がみられたものの、TRPから発生する廃棄物は、含まれるFPの影響が大きく、Pu量を正確に測定することはできなかった。今後は、上記の試験を踏まえて、TRPの廃棄物測定に適した非破壊装置の調査・設計を行い、Puを定量する予定である。
丸 明史*; 久保山 智司*; 新藤 浩之*; 池田 直美*; 田村 高志*; 平尾 敏雄; 阿部 浩之; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
近年の微細化,高集積化の要求に伴い、100nm以下の超微細製造プロセスを用いた集積回路の開発が進められている。このような高集積回路においては、SEUやSETなどの放射線影響が非常に顕著に現れる。このような放射線影響に対する対策として考えられているのが2つの記憶ノードでデータを保持するDICEセルである。しかしながら非常に優れた放射線耐性を持つといわれているDICE回路においても1発の放射線によって2つの記憶ノードが同時に反転してしまう現象によってシングルイベントが発生するという報告がある。本研究では90nmバルクCMOSプロセスの宇宙適用性をより正確に評価するために、DICEを用いたメモリ回路の耐放射線性についてTIARA施設のカクテルビームを用いて放射線試験を実施した。放射線試験の結果、正面照射では発生しなかったエラーが斜め入射による照射をすることによってエラーが発生することが確認された。
水田 栄一*; 池田 直美*; 久保山 智司*; 田村 高志*; 阿部 浩之; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
電源を高効率かつ高速にスイッチングするための素子であるパワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)は、冗長化によるペナルティの大きい電源回路に使用されるため、宇宙機器用としてはデバイス単体での高信頼性が強く要求される。しかしながら、宇宙等の放射線環境下では、SEGR(Single-Event Gate Rupture)と呼ばれるデバイス中のゲート酸化膜が破壊を起こして故障するモードが存在するため、このSEGR発生の制御が課題であった。本研究では破壊メカニズムを解明するために、さまざまな構造のMOSFETを試作し照射試験を行ったところ、従来考えられていたSEGR破壊箇所がゲート電極下のネック領域であったのに対し、本研究では別の箇所(ボディ領域上部のゲート酸化膜部)で起こっていたことが判明した。これらは重イオン入射により発生した電荷がボディ領域に集められていたためと考えられる。
線照射後のSiC-MOSキャパシタ及びPiNダイオードの電気特性の変化田中 量也*; 横関 貴史*; 藤田 奈津子; 岩本 直也; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; et al.
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体は高い放射線耐性があると言われているが、原子力応用などを考えると耐放射線性をさらに高める必要がある。本研究ではシリコン(Si)および炭化ケイ素(SiC)の金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタに8.7kGy(SiO)/hの吸収線量率で線照射を行い、高周波C-V特性,準静的C-V特性を測定した。この結果、Siに比べSiCは線の影響が少なく、100kGy(SiO)まで安定したC-V特性が得られた。さらに、SiC-PiNダイオードを同様の吸収線量率で照射し、If-Vf特性を評価した結果、SiC-PiNダイオードにおいても安定した特性が確認できた。
線によるSiC-MOSFETのI-V特性の劣化評価横関 貴史*; 田中 量也*; 藤田 奈津子; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体は、既存のシリコン(Si)半導体と比べ、高い耐放射線性を有することが知られているが、原子力応用の観点からその劣化機構を解明し耐放射線性を高める必要がある。そこで本研究では、製品レベルの品質を有するパッケージ済の金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(SiC-MOSFET)に対して線照射を行い、I-V特性へ及ぼす影響を調べた。具体的には縦型4H-SiC MOSFETに8.7kGy(SiO)/hの吸収線量率で線照射を行い、I-V特性を評価した。Si-MOSFETも同時に照射し、SiCとの比較検討を行った。その結果、Si-MOSFETは吸収線量が増すにつれ、しきい値電圧が負方向に大きくシフトしたのに対し、SiC-MOSFETは吸収線量を増やしてもほとんど変わらず、安定動作が可能であることが明らかになった。
線照射線量依存性田中 量也; 横関 貴史; 藤田 奈津子; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体は高い放射線耐性があると言われているが、原子力応用などを考えると実用レベルのデバイスでの耐性を調べる必要がある。本研究では実用化されているパワー金属-酸化膜-半導体(MOS)電界効果トランジスタと同様なプロセスでゲート酸化膜を作製したシリコン(Si)及びSiC MOSキャパシタに8.7kGy(SiO)/hの吸収線量率で線照射を行い電気特性へ及ぼす影響を調べた。その結果、Si MOSキャパシタでは300kGy(SiO)照射後に容量(C)-電圧(V)特性曲線が負電圧側に5Vシフトしたのに対し、SiC MOSキャパシタのC-V曲線は負電圧側に0.5Vのみのシフトであり、SiCはSiに比べ安定した特性を示すことが明らかとなった。
線照射の影響横関 貴史; 田中 量也; 藤田 奈津子; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体を用いた原子力施設用の高耐放射線性半導体デバイスの開発を目指し、本研究では線が市販のパワーSiC-MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のドレイン電流(Id)-ゲート電圧(Vg)特性へ及ぼす影響を調べた。耐圧1.2kV、定格電流20Aのサンケン電気製SiC-MOSFETへ、コバルト60からの線を照射し、Id-Vg特性の吸収線量依存性を測定した。比較試料として、耐圧250V、定格電流20Aの同社製Si-MOSFETを用いて同様の照射を行った。Si-MOSFETは、照射初期からId-Vg曲線が大きく負電圧側にシフトし、100kGy照射後にはしきい値電圧(V
)がマイナスとなった。一方、SiC-MOSFETのId-Vg曲線においても吸収線量の上昇に伴い、負電圧側にシフトするがVは1MGy照射後もプラスの値を維持した。Id-Vg曲線が負電圧側にシフトする原因は、ゲート酸化膜における固定電荷密度と界面準位密度の増加であるので、得られた結果はSiC-MOSFETの方がSi-MOSFETに比べこれらの発生量が少ないと結論できる。
