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大島 克己; 小田 靖久; 高橋 幸司; 寺門 正之; 池田 亮介; 林 一生*; 森山 伸一; 梶原 健; 坂本 慶司
JAEA-Technology 2015-061, 65 Pages, 2016/03
JAEA-Technology-2015-061.pdf:24.28MB
原子力機構では、ITERのEC H&CDシステムの開発に向け、ITERのPlant Control Design Handbookに準拠したジャイロトロン運転システムローカル制御システムのプロトタイプ開発を行った。本システムは、ITER CODAC Core Systemを使用して開発し、ジャイロトロン運転システムの状態遷移管理と監視をはじめ、ジャイロトロンの発振のための電源システムのタイミング制御と運転波形収集の機能を実装した。本システムを用いて、ITERのジャイロトロン運転システムに準拠した電源構成にて、ITER用170 GHzジャイロトロンの大電力発振シーケンスをITER準拠機材で制御する実証試験に成功した。現在、本システムを運用してジャイロトロンの調達に伴う性能確認試験を進めている。本報告書は、ITER準拠制御システムによるジャイロトロン運転システムの概要、基本設計及び機能の詳細、及び最新の運用結果についてまとめたものである。
小田 靖久; 大島 克己; 中本 崇志*; 橋本 慰登*; 山本 剛史; 林 一生*; 池田 幸治; 池田 亮介; 梶原 健; 高橋 幸司; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 90(7), p.365 - 373, 2014/07
原子力機構では、ITERのECシステムの開発に向け、ITERのPlant Control Design Handbookに準拠したジャイロトロン運転システムのローカル制御システムのプロトタイプ開発を行った。本システムは、ITER CODAC Core Systemを使用して開発し、ジャイロトロン運転システムの状態遷移管理と監視をはじめ、ならびにジャイロトロンの発振のための電源システムのタイミング制御と運転波形収集の機能を実装した。本システムを用いて、ITERのジャイロトロン運転システムに準拠した電源構成にて、ITER用170GHzジャイロトロンの大電力発振シーケンスをITER準拠機材で制御する実証試験を行い、大電力RF発振を確認した。
traps in 6H-SiC studied with Laplace deep level transient spectroscopy小泉 淳*; Markevich, V. P.*; 岩本 直也; 佐々木 将*; 大島 武; 児島 一聡*; 木本 恒暢*; 内田 和男*; 野崎 眞次*; Hamilton, B.*; et al.
Applied Physics Letters, 102(3), p.032104_1 - 032104_4, 2013/01
被引用回数：13 パーセンタイル：45.94(Physics, Applied)Electrically active defects in 
-type 6H-SiC diodes were investigated using deep level transient spectroscopy (DLTS) and high-resolution Laplace DLTS. The commonly observed broadened DLTS peak which was previously ascribed to two traps referenced as has three components with activation energies for electron emission of 0.39, 0.43, and 0.44 eV. The defects associated with these emission signals have similar electronic structure, each possessing two energy levels with negative-
ordering in the upper half of the 6H-SiC gap. The defects are related to a carbon vacancy at three non-equivalent lattice sites in 6H-SiC.
岩本 直也*; 小泉 淳*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 児島 一聡*; 小池 俊平*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
Materials Science Forum, 717-720, p.267 - 270, 2012/05
被引用回数：2 パーセンタイル：69.74(Materials Science, Multidisciplinary)炭化ケイ素(SiC)の耐放射線性に関する知見を得るため、電子線照射により6H-SiC p
nダイオード中に発生する欠陥が電荷収集効率に及ぼす影響をアルファ線誘起過渡スペクトロスコピーにより調べた。試料には室温で1MeV電子線を1
10
/cm
照射し、照射前後の電荷収集効率を
Amから放出される5.486MeVのアルファ線を用いて室温で評価した。その結果、初期には100%近かった電荷収集効率が電子線照射により84%まで低下することが判明した。この原因を調べるため、170
310Kの範囲でアルファ線誘起過渡スペクトロスコピー評価を行ったところ、X
及びX
と名付けられた欠陥中心が発生することが判明した。それぞれの活性化エネルギーを求めたところ、それぞれ、0.30及び0.47eVであった。今回、電荷収集効率を室温で測定していることから、室温近くにピークを持つXが、Xに比べてより電荷収集効率に悪影響を及ぼす欠陥であると推測できる。
n diode irradiated with high-energy electrons岩本 直也; 小泉 淳*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 児島 一聡*; 小池 俊平*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 58(6), p.3328 - 3332, 2011/12
被引用回数：5 パーセンタイル：35.31(Engineering, Electrical & Electronic)電子線照射による6H-SiC(Silicon Carbide) pnダイオードの電荷収集量低下の原因を調べるため、電子線照射によりダイオード中に形成される欠陥について、単一アルファ粒子による電荷の過渡スペクトル分析(single-alpha-particle-induced charge transient spectroscopy: SAPICTS)と過渡容量分光法(deep level transient spectroscopy: DLTS)による評価を行った。SAPICTSによって検出された欠陥は、その活性化エネルギーとアニール特性から、DLTSで検出される電子トラップE
と同一の欠陥であることが示唆された。アニール処理を施した結果、当該欠陥が減少するとともに、ダイオードの電荷収集量が回復することが明らかとなった。以上のことから、SAPICTSにより検出された欠陥は電荷収集量の低下に最も寄与する欠陥であると結論できた。
岩本 直也; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 58(1), p.305 - 313, 2011/02
被引用回数：10 パーセンタイル：56.85(Engineering, Electrical & Electronic)高エネルギー粒子検出器用の6H-SiC pnダイオードの電荷収集メカニズムを明らかにするため、アルファ線に対する電荷収集量の逆バイアス電圧依存性を測定した。測定結果を従来の電荷収集モデルを用いて解析した結果、低バイアス領域において実験結果を説明できないことが明らかになった。一方、半導体デバイスシミュレータを用いて解析した結果、すべてのバイアス領域において実験結果を再現することができた。シミュレーション結果より、アルファ線によって生成された高密度の電子及び正孔がドリフト及び拡散することにより、空乏層外に新たな電界が形成され、従来のモデルから予想される電荷量よりも過剰な電荷量が収集されることが明らかになった。
n diodes measured using alpha particles岩本 直也; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.222 - 225, 2010/10
Time-dependent collected charges of 6H-SiC (Silicon Carbide) pn diodes have been studied by using alpha particles. To investigate the impact of electron irradiation-induced defects on the time-dependent collected charges, temperatures of the samples were varied from 180 K to 310 K during the measurements. For electron-irradiated diode, the collected charges increase promptly and continue to increase slightly for tens of microseconds. The slight increases of charges are results of carrier detrapping by the electron irradiation-induced defects. It is also found that amount of detrapped charges depends on the temperatures. Two clear peaks at 205 K and 280 K are found for the electron-irradiated diode. These peaks are considered to be attributed to the defects which located at two different energy levels in the band gap.
N diodes degraded by low-energy electron irradiation岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
Materials Science Forum, 645-648, p.921 - 924, 2010/00
耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体デバイス開発の一環として、六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板上に作製したpnダイオードの電荷収集効率(CCE)の電子線照射による低下を調べた。電子線のエネルギー範囲を100keVから1MeVとし、室温にて照射を行い、電子線照射前後のCCEをアルファ線を用いて調べた。その結果、100keV電子線照射では、CCEの低下は見られなかった。原子のはじき出しエネルギーの計算から、100keVではSiC中には空孔型欠陥は生成されないことが導出されるが、今回の実験結果はそれを支持する結果といえる。一方、200keV以上では、照射量の増加とともにCCEの低下が観測された。エネルギー依存性に注目すると、エネルギーが高い方が劣化が大きいことが判明したが、これは、今回のエネルギー領域ではエネルギーが高い程、結晶損傷が大きく欠陥の生成量が多くなるというはじき出し損傷のメカニズムで解釈できた。
大島 武; Lee, K. K.; 石田 夕起*; 児島 一聡*; 田中 保宣*; 高橋 徹夫*; 吉川 正人; 奥村 元*; 荒井 和雄*; 神谷 富裕
Materials Science Forum, 457-460(Part2), p.1405 - 1408, 2004/06
(001)立方晶炭化ケイ素(3C-SiC)ホモエピタキシャル膜上に作製した金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の電気特性とチャンネル方向([-110]方向に垂直,水平)の関係を調べた。その結果、両方のMOSFETともにしきい値電圧は-0.5V、チャンネル移動度は215から230cm/Vsと同様であることが見いだされた。このチャンネル移動度の値はこれまでに六方晶SiCでは達成されていない優れた値である。サブシュレショールド領域でのドレイン電流の値を調べたところ、[-110]に垂直のMOSFETは10
Aオーダーであるのに対し、[-110]に平行なMOSFETは10
Aオーダーと二桁も高いことが明らかとなった。これは、3C-SiC基板を[-110]方向にアンジュレーションをつけたSi基板にエピタキシャル成長するが、成長後にもその際の欠陥が残留し、伝導に影響するため[-110]に沿うように電流が流れる場合はリークが大きくなるためと考えられる。
大島 武; Lee, K. K.; 石田 夕起*; 児島 一聡*; 田中 保宣*; 高橋 徹夫*; 吉川 正人; 奥村 元*; 荒井 和雄*; 神谷 富裕
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 42(6B), p.L625 - L627, 2003/06
被引用回数：41 パーセンタイル：77.46(Physics, Applied)炭化ケイ素(SiC)半導体は、大電力・高周波素子への応用が期待されているが、結晶成長や素子作製技術が確立しておらず、実用化への課題となっている。特に、金属-酸化膜-半導体(MOS)電界効果トランジスタ(FET)のチャンネル移動度の向上は実用化に不可欠となっている。これまで、結晶作製技術の問題より六方晶SiCが主な研究対象であったが、近年、立方晶SiC(3C-SiC)の厚膜化が可能となり、その厚膜を基板とすることでホモエピタキシャル成長を行うことが可能となった。本研究では、化学気相法により1650
Cでホモエピタキシャル成長させた立方晶SiC上にMOSFETを作製した。MOSFETのソース,ドレイン領域は800Cでのイオン注入及び1650Cで3分間のAr熱処理することで作製し、ゲート酸化膜は1100Cでの水素燃焼酸化により形成した。電気特性よりチャンネル移動度を見積もったところ260 cm/Vsという非常に優れた値が得られた。また、酸化膜耐電圧を計測したところ絶縁破壊開始電界が8.5MV/cmというほぼ理想値を得た。
中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 中尾 節男*; 斎藤 和雄*; Kim, Y. T.*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.1033 - 1036, 2003/05
被引用回数：18 パーセンタイル：72.72(Instruments & Instrumentation)サファイア基板上にエピタキシャル成長した窒化ガリウム(GaN)(0001)へEuイオンを注入し、フォトルミネッセンス発光特性を調べた。室温でEuイオンを多段階のエネルギーで注入することで2.810
から2.810
/cm
のEu濃度層を形成した。注入後、NH
,N雰囲気中で900から1050
の温度範囲で5から30分間熱処理することで結晶を回復させた。その結果、621nm付近にEu
の4f-4f遷移に起因する鋭い発光ピークが観測された。このピーク強度はEu濃度の増加とともに増加したが2.810/cmでは飽和した。
篠原 伸夫; 河野 信昭; 須山 賢也; 伊奈川 潤; 中原 嘉則; 黒沢 節身; 渡部 和男; 臼田 重和; 大島 真澄; 勝田 博司; et al.
Radiochimica Acta, 89(3), p.135 - 138, 2001/05
被引用回数：2 パーセンタイル：18.86(Chemistry, Inorganic & Nuclear)東海村で起きたJCO臨界事故のウラン溶液を放射化学分析して、
Uの中性子捕獲反応で生成した
Np及びPuを正確に定量した。測定した原子数比Np/Puは、臨界事故中の中性子捕獲反応履歴に依存することを見いだし、燃焼計算コードを用いた計算結果と比較した。その結果、事故の初期段階(25分間)の中性子捕獲反応数は全反応数に対して24
6%であることが明らかになった。
清水 道雄; 岩松 重美; 高田 文樹; 相沢 静男; 川又 一夫; 大島 邦男; 土谷 邦彦; 山浦 高幸; 松井 義典; 岩井 孝; et al.
JAERI-Tech 2000-029, p.48 - 0, 2000/03
JAERI-Tech-2000-029.pdf:9.26MB
JMTRホットラボでは、(1)照射済燃料棒にFPガス圧力計・中心温度測定用熱電対を溶接し計装する再計装技術、(2)照射済材料の溶接及び試験片加工技術、(3)
Co密封線源製作及び(4)照射施設で照射済の材料試料をキャプセルに封入して再度照射を行うためのリキャプセル作業等のカップリング照射技術に必要となる種々の溶接に関する技術開発を行った。これらの開発は、照射後試験に関連する周辺技術として極めて重要である。本報告では、おもに、照射済燃料への再計装技術の開発、照射済材料の溶接及び試験片加工技術の開発、Co密封線源製作技術の開発、リキャプセル作業等の周溶接及び封孔溶接技術の開発において実施したセル内溶接技術の詳細について整理した。
西堂 雅博; 福田 光宏; 荒川 和夫; 田島 訓; 須永 博美; 四本 圭一; 神谷 富裕; 田中 隆一; 平尾 敏雄; 梨山 勇; et al.
Proceedings of 1999 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference, p.117 - 122, 1999/00
宇宙用半導体デバイスとして、高機能の民生部品を使用する方針が、開発期間の短縮、費用の節約という観点から採用され、以前にも増して放射線耐性試験を効率的、効果的に行うことが、重要となってきた。本報告では、トータルドーズ効果、シングルイベント効果等の試験を実施している日本の照射施設を紹介するとともに、これらの試験を効率的及び効果的に行うための技術開発、例えば、異なるLETイオンを短時間に変えることのできるカクテルビーム加速技術、シングルイベント効果の機構を解明するためのマイクロビーム形成技術及びシングルイオンヒット技術等について言及する。
池田 則生*; 佐々木 信幸*; 大島 和夫*; 山口 耕平*; 齋藤 茂幸*; 阿部 順之*; 片野 孝*; 上田 晃*
JNC TJ7440 2005-071, 122 Pages, 1998/03
動燃事業団では、広域地下水流動研究などを目的として深度1,000mの試錐調査を実施している。同調査の試錐孔を利用した試験には水理試験や原位置採水試験があり、これらの試験を実施するため清水を使用する掘削工法を採用している。清水工法による深度1,000m級の試錐孔の掘削では、孔壁崩壊等のトラブルが生じている。これらのトラブルの対処方法の一つとして泥水工法の適用可能性について検討することを目的として、机上調査、室内試験及び原位置試験の実施が検討されている。本年度は、文献調査による試錐泥材の選定及び室内試験の一部を実施した。掘削流体(泥水)を構成する泥材の影響についての海外の地層処分研究関係の公表された文献は非常に限られており、各々の機関の担当者に対する聞き取りによる未公表資料等の情報収集を行った結果、ベントナイト、ポリマー等の各泥材の選定はサイト特性に依存しているとの情報は得られたが、具体的にどの泥材の影響度が少ないかについての情報は非常に限定されたものであることが分かった。今回の文献調査の結果では、水理学的・地球化学的に影響のないまたは少ない泥材の選定については、地層処分研究の分野からは非常に限定されたものであった。その他の分野で影響の程度が少ない可能性のある泥材があげられたが、今後、検討の必要性があるものと考えら得る。室内試験の結果、割れ目評価試験では花崗岩中の微細な割れ目の分布状況が把握でき、バッチ試験ではベントナイト系及びそれ以外の泥水ともに、泥材と地下水の反応後短時間での分析成分の濃度の増加が認められた。
岩本 直也; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)の耐放射線性を調べる一環として、六方晶(6H)SiCを用いて作製したpnダイオードに1MeV電子線を照射し、電子線照射によってSiCダイオード中に形成された結晶欠陥について、アルファ線を用いた評価を試みた。照射前後で、ダイオードにアルファ線が入射した際の電荷収集の過渡現象を解析した結果、照射後には欠陥に起因する2つの異なるピークが観測された。このピークの活性化エネルギーを求めたところ、それぞれ490meV, 290meVであることが決定された。
H
ONH-PbBrの結晶構造と電子状態川崎 卓郎; 高橋 美和子*; 大嶋 建一*; 大原 高志*; 田中 伊知朗*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 栗原 和男; 新村 信雄*; 山田 太郎*
no journal, ,
鉛ハロゲン系有機-無機複合ペロフスカイト化合物は、低次元的な結晶構造を反映した光学的特性を示し、これまでおもに光物性の立場から研究されてきた。CHONH-PbBrは一次元的に伸びるPb-Br無機鎖の間に、CHNH有機イオンが配置した構造を持つが、紫外-可視光吸収測定の結果、有機イオンが異なる物質C
H
NH-PbBrに比べて高い吸収端エネルギーを示した。この詳細を調べるために結晶構造解析と第一原理計算を行った。単結晶中性子回折装置iBIXを用いて中性子回折測定と結晶構造解析を行った結果、H原子の非等方性温度因子も含めて詳細な結晶構造パラメータを得ることに成功した。この物質は結晶構造中にPbやBrを含むため、X線回折では有機部分の詳細な構造を得ることは難しい。得られた構造をもとに行った第一原理計算によって、有機イオン中のO原子との間に働く静電的相互作用によって無機鎖を構成するPbBr
八面体が大きく歪み、光吸収端のエネルギーを増加させていることが明らかとなった。
小沢 和巳; 野澤 貴史; 豊島 和沖*; 谷川 博康; 檜木 達也*
no journal, ,
SiC/SiC複合材料は核融合炉用先進ブランケットにおいて有力な候補材料である。本研究では、炉材料設計データを蓄積するにあたり、必須にもかかわらず未だ知見の乏しい先進SiC/SiC複合材料の、非照射状態における高温引張変形挙動を評価した。平織構造のTyranno-SA3 SiC繊維で強化しSiCマトリックスを有する複合材料は、現在のところ特に顕著なノッチ効果も認められず、1000C、真空雰囲気下では、比例限度応力(PLS)の130%の負荷で1986時間負荷し続けても破断しない優れた引張ラプチャー特性が示された。
小田 靖久; 池田 亮介; 大島 克己; 林 一生*; 高橋 幸司; 梶原 健; 小林 貴之; 森山 伸一; 坂本 慶司; Darbos, C.*; et al.
no journal, ,
The procurement arrangement (PA) of ITER JA gyrotron was signed in 2013 September. This PA includes 8 sets of gyrotron and its operation system to ITER site. Since start of PA, final design of gyrotron and its operation system was proceeded. The design work was reviewed in the final design review meeting in 2015 January. In this report, the design of gyrotron operation system will be presented.
HONH-PbBr by neutron and X-ray diffraction experiments川崎 卓郎; 高橋 美和子; 大原 高志*; 大嶋 建一*; 日下 勝弘*; 田中 伊知朗*; 細谷 孝明*; 山田 太郎*; 栗原 和男; 新村 信雄*
no journal, ,
Inorganic-organic composite material CHONH-PbBr has a naturally self-organized one-dimensional structure. Chains of face shearing PbBr octahedra are isolated by CHONH cations to be quantum wire. PbBr octahedra are strongly distorted because of the existence of O atom of the cations. Structural information of the organic part of the material is important to understand physical properties of the material though it is difficult to obtain the information of the organic part from X-ray diffraction data because heavy Pb atom is coexisting in the structure. Neutron diffraction data was collected at 120K using single crystal neutron diffractometer iBIX at J-PARC. X-ray diffraction data was also collected. From the obtained crystal structure, orientation of the cations and distortion tendency of PbBr octahedra suggests the existence of attractive interaction between Pb and O atoms.
