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安部 晋一郎; 橋本 昌宜*; Liao, W.*; 加藤 貴志*; 浅井 弘彰*; 新保 健一*; 松山 英也*; 佐藤 達彦; 小林 和淑*; 渡辺 幸信*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 70(8, Part 1), p.1652 - 1657, 2023/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Engineering, Electrical & Electronic)中性子を起因とする半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU: Single Event Upset)は、地上にある電子機器の動作の信頼性に関係する問題となる。白色中性子ビームを用いた加速器試験では、現実的な環境の中性子起因ソフトエラー率(SER: Soft Error rate)を測定できるが、世界的にも白色中性子ビームを供給できる施設の数は少ない。ここで、多様な中性子源に適用可能な単一線源照射を地上におけるSER評価に適用できる場合、ビームタイムの欠乏を解消できる。本研究では、これまでに得られた測定結果のうち任意の1つを抽出し、これとPHITSシミュレーションで得たSEU断面積を用いた地上環境におけるSERの評価の可能性を調査した。その結果、提案する推定法で得られたSERは、最悪の場合でも従来のWeibull関数を用いた評価値と2.7倍以内で一致することを明らかにした。また、SER評価におけるシミュレーションコストを低減する簡易化の影響も明らかにした。
青才 大介*; 山本 祐平*; 水野 崇; 石神 徹*; 松山 秀人*
Colloids and Surfaces A; Physicochemical and Engineering Aspects, 461, p.279 - 286, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：24.86(Chemistry, Physical)地下水中のコロイドを対象とした研究では、サンプリングの過程における大気への暴露や圧力解放よりコロイドの特性が変化することが問題となっている。本研究では、原位置の環境を維持した状態で地下水を限外ろ過しつつ、コロイドをサンプリングする手法を開発した。また、開発した手法を瑞浪深地層研究所の地下施設から得られる地下水に適用した。その結果、地下水中のコロイドは主にFe, Al, Mg, Siから成る無機コロイドおよび有機コロイドからなり、様々なサイズに分布していることがわかった。また、これらのコロイドが希土類元素と錯体を形成し、特に10kDaから0.2
mの画分に存在するコロイドと軽希土類元素が錯形成していることが明らかとなった。
西谷 智博; 中西 彊*; 山本 将博*; 奥見 正治*; 古田 史生*; 宮本 延春*; 桑原 真人*; 山本 尚人*; 浪花 健一*; 渡辺 修*; et al.
Journal of Applied Physics, 97(9), p.094907_1 - 094907_6, 2005/05
被引用回数：64 パーセンタイル：87.28(Physics, Applied)GaAs-GaAsP及びInGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極は50%を超える偏極度の電子生成を実現してきた。InGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極では高い量子効率0.7%を達成したが、その偏極度は77
5%であった。一方、GaAs-GaAsP歪み超格子光陰極では926%の高い偏極度を0.5%の高い量子効率で達成した。さらに、このような超格子光陰極を用いたときの高い偏極度の電子生成メカニズムを実験的に得たスピン分解量子効率により明らかにした。
-FeSi
layers on glass substrates佐竹 俊哉*; 山口 憲司; 山本 博之; 松山 剛*; 立岡 浩一*
no journal, ,
-FeSiは光電変換デバイスへの応用が期待されるシリサイド半導体の一つである。現在まで種々の方法で成膜が行われ高品質の薄膜が得られているが、その特性は基板の影響を非常に受けやすく、薄膜自体の評価は必ずしも容易ではない。本研究では絶縁体である石英ガラス及びSIMOX(Separation by IMplanted OXygen)を基板として用い、-FeSi成膜後のX線回折測定及び透過型電子顕微鏡(TEM)観察により薄膜の構造に関して評価を行った。この結果、石英ガラス上では-FeSiは多結晶であるが、(422)面が優先的に成長していることが明らかとなった。またSIMOX基板上では反応・成膜途中の平面TEM像から-FeSiアイランドの生成、合体等の過程が観測され、Siがアイランド直下だけでなくその周囲からも供給されていることが示唆された。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 小峰 武司; 坂本 慶司; 井上 多加志; 松山 久好*; 長山 俊毅*
no journal, ,
ITER用中性粒子入射装置(NBI)では、絶縁ガスの放射線誘起伝導を避けるために、ビーム源(負イオン源と加速器)の高電圧絶縁には、真空絶縁が用いられる。一方、電源システムからビーム源への電力はSF6絶縁ガスを封入した1MV伝送管で給電される。この伝送管と真空中に設置されるビーム源との真空境界には、1MVの絶縁と真空保持機能を備えたガス-真空の高電圧ブッシングが必要である。本ブッシングには、絶縁協調等の観点から直径1.56mで高さ29cmのこれまでにない超大型セラミック円筒が必要である。原子力機構では、メーカと協力し、ITER実寸のセラミックの試作開発を進めてきた。製作においては、成型用加圧水槽,焼成炉等既存設備を有効利用するために、型枠の外側から加圧してアルミナ成型を行う従来方式ではなく、内側加圧方式によるセラミック成型法を開発した。本方式による成型、さらに焼成に成功し、ITER実寸のセラミック円筒を製作した。これは、ITER NBI用ブッシングを実現するための最大の課題を解決した成果である。
森平 正之; 瀬川 智臣; 松山 慎一郎*; 油田 良一*; 滑川 卓志
no journal, ,
高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)では集合体ピーク250GWd/tの高燃焼度化を目指している。その実現のためには照射中に生じる余剰酸素に起因するFCCIを抑制する必要があり、これまでMOXペレットの低O/M比化による余剰酸素吸収能力の強化を目指してきたが、低O/M比ペレットの量産に向けては多くの課題があるため、これに代わる方法として酸素ゲッター法の研究に着手した。これは燃料ピン内に装荷した金属片に余剰酸素を吸収させる方法であり、それによってペレットのO/M比要求を緩和することができる。本研究では、酸素ゲッターとしての要求を満たす材料のサーベイ及び被覆管装荷方法の検討を行い、金属Zr,金属Ti等の候補材を選定し、次にそれらの候補材について想定使用条件下における酸素吸収能力並びにMOX, UO及びFMS被覆材との共存性の評価を行った。
森平 正之; 瀬川 智臣; 滑川 卓志; 松山 慎一郎*; 油田 良一*; 水迫 文樹*
no journal, ,
高速炉MOX燃料の集合体平均150GWd/tの高燃焼度化に際して、被覆管内面腐食を低減するため、燃料要素内に酸素吸収材を装荷する酸素ゲッター法の検討を進めている。酸素ゲッター材が満たすべき要求を検討し候補材としてZrとTiを選定するとともに、燃料要素内への装荷方法について検討を行った。次に、酸素ゲッター材としての有効性を評価するため、Zr, Ti両候補材のディスクをO/U比2.00のUO平衡相当の酸素分圧に制御したCO/CO混合ガス流下において1300
C,最大10hの加熱試験を行い、酸素吸収量と組織変化を調べた。これらの結果から、Zr, Tiとも酸素吸収材として有効であること,形態安定性の観点からはTiが優れていることがわかった。
瀬川 智臣; 森平 正之; 滑川 卓志; 松山 慎一郎*; 油田 良一*; 水迫 文樹*
no journal, ,
酸素ゲッター候補材とするZr, TiとUO及びSUS被覆材との共存性を評価するために、Zr-FMS, Ti-FMS, Zr-UO, Ti-UOの4種類のディスク対の用いた加熱試験を行い、試料の界面の状態について調べた。試験の結果から、今回の試験条件下では、ZrとUO及びFMSとの間で反応は見られないことがわかった。TiとFMSの共存性試験の結果、700C, 100hの加熱試験後のTi側には最大厚さ14mのTi-Fe-O相が形成されたが、FMS側へのTiの拡散は見られなかった。TiとUOの共存性試験の結果、Ti側の表面に微量のUが確認され、当該位置の酸素濃度が極めて低い場合があることから、Ti-Uの合金または酸化物の反応相が生成したと考えられる。TiはUO, FMSと反応相を生成したが、いずれもTi側に生じた限定的なものであり、UO燃料及びFMS被覆管の健全性に影響するものではないと考えられる。
端 邦樹; 松山 太一*; 山下 真一*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; 塚田 隆
no journal, ,
海水ラジオリシス計算の精度向上のため、ラジオリシス計算において必要となるプライマリ収量の取得を進めている。NaCl水溶液の放射線分解初期過程を既往の反応速度定数等のパラメータを用いたモデル計算によって予測し、この結果をパルスラジオリシス法によるマイクロ秒オーダーの放射線分解挙動の測定結果と比較した。計算結果は実験結果を過小評価しており、既往のパラメータを用いた計算ではプライマリ収量の評価を正確に行えないことが示された。計算結果に大きな影響を及ぼす反応速度定数を感度解析によって抽出し、今後それらの反応速度定数の再評価を行うことを計画している。
安部 晋一郎; 佐藤 達彦; 加藤 貴志*; 松山 英也*
no journal, ,
放射線により半導体デバイス内に誘起された電荷が、電子機器の一時的な誤動作(ソフトエラー)を引き起こす。PHITSでソフトエラーの発生率を評価する際、メモリの記憶ノードに収集される電荷量を迅速かつ精度よく計算するモデルが必要となる。近年その使用が広がっているFinFETは、従来主流であったPlanar型素子と構造が異なるため、電荷収集の物理過程も従来とは異なることが予想される。そこで本研究では、FinFETに関する収集電荷量概算モデルの構築を目的とし、三次元TCADシミュレータHyENEXSSを用いて、放射線誘起電荷の収集過程の系統的調査を実施した。解析の結果、数psecの時刻にソース-ドレイン間の一時的な導通が生じることが判明した。また、fin部にのみ電荷が誘起された場合にはこの成分が電荷収集の主因となる一方で、基板にまで電荷が誘起された場合には100psec以降の拡散による電荷収集が主因となることを明らかにした。
安部 晋一郎; 佐藤 達彦; 加藤 貴志*; 松山 英也*
no journal, ,
放射線が半導体デバイス内に誘起した電荷が一定量以上記憶ノードに収集されたとき、電子機器は一時的な誤動作(ソフトエラー)を起こす。ソフトエラーの発生率をシミュレーションで評価する際、収集電荷量を迅速かつ精度よく計算するモデルが必要となる。これまでの研究で、三次元構造を有するFinFETの電荷収集効率(付与電荷量に対する収集電荷量の比)は、電荷付与位置およびfin部に付与される電荷量に依存することが判明した。そこで本研究では、三次元デバイスシミュレータHyENEXSSを用いて電荷収集効率の電荷付与位置および付与電荷量依存性をより詳細に調査し、その結果に基づいてFinFETに対する多重有感領域モデルを新たに構築した。多重有感領域モデルの精度検証として、PHITSで得られた任意の電荷付与イベントについて、HyENEXSSおよび単一有感領域モデルによる計算結果との比較を行った。その結果、多重有感領域モデルを用いて電荷収集効率の位置依存性および付与電荷量依存性を考慮することが、収集電荷量の概算精度向上に繋がることを実証した。
安部 晋一郎; 橋本 昌宜*; Liao, W.*; 加藤 貴志*; 浅井 弘彰*; 新保 健一*; 松山 英也*; 佐藤 達彦; 小林 和淑*; 渡辺 幸信*
no journal, ,
二次宇宙線中性子によって引き起こされる半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU: Single Event Upset)は、電子機器の一時的な誤動作(ソフトエラー)の一因である。我々は、1つの測定値と放射線挙動解析コードによるシミュレーションを活用した、様々な中性子源に適用可能な地上環境ソフトエラー率(SER: Soft Error Rate)評価手法を新たに開発した。また、これまでに様々な中性子照射施設で得た設計ルール65nmのBulk SRAMに関する測定値を用いて、従来手法と提案手法を用いてそれぞれ地上環境SERを算出し、両者の比較を通じて提案手法の妥当性および有効性などを明らかにした。本研究成果のレビュー講演を、荷電粒子等によるSEUを対象とする宇宙環境の研究者が多く参加する第67回宇宙科学技術連合講演会のオーガナイズドセッションにて行う。
