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論文

Thick target neutron yield at 0 degree by 250 and 350 MeV protons

岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 中根 佳弘; 中島 宏; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 山川 裕司*; et al.

Proceedings of 8th Specialists' Meeting on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-8), p.195 - 203, 2010/03

250, 350MeV陽子入射による0度方向における厚い炭素,アルミニウム,鉄,鉛のターゲットからの中性子エネルギースペクトル測定を大阪大学核物理研究センター(RCNP)の中性子実験室で行った。中性子エネルギーは、陽子入射エネルギーから10MeVまでの範囲で飛行時間法により導出した。実験データと比較するために、粒子・重イオン輸送計算コードシステムPHITS及びMCNPXコードによる計算を行った。計算結果は、すべてのターゲットにおいて、中性子エネルギー20MeV以上で実験結果を過小評価することがわかった。

報告書

非火山地域における地温の特徴

山川 正; 武田 聖司; 木村 英雄; 兵頭 浩*

JAEA-Research 2007-040, 21 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-040.pdf:2.95MB

放射性廃棄物の地層処分では、人間社会への核種移行を評価することが安全性を評価するうえで重要である。本研究では日本列島における第四紀火山地域以外の地域(非火山地域)の変動の一つとして地温を取り上げ、その空間的な特徴を調査した。比較的データの豊富な第四紀火山地域の火山影響範囲の特定とその地温特徴を確認後、日本列島全域より第四紀火山地域を除外し、非火山地域での地温特徴の空間分布を整理した。その結果、第四紀火山地域の火山影響範囲は火山中心より約24kmまでと判断でき、それ以遠の地域、すなわち非火山地域における温泉の泉温と深度の関係が明らかとなった。これよると、非火山地域の一般的な地温勾配は約16$$^{circ}$$C/kmであり、従来の非火山地域における平均的な地温勾配といわれる20$$^{circ}$$C/kmより有意に低い値を示した。地温勾配の頻度分布から判断すると、日本列島の地温勾配異常域は10地域に限られ、これらの地域を別にすると、地温勾配に含まれる標準偏差は温度の不確実性を内包することがわかる。

報告書

地理情報システムによる広域地下水流動範囲の設定方法に関する検討(受託研究)

山川 正; 宗像 雅広; 木村 英雄; 兵頭 浩*

JAEA-Research 2007-039, 26 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-039.pdf:4.68MB

放射性廃棄物の地層処分では、人間社会への核種移行を評価することが安全性を評価するうえで重要である。本研究では既往データを利用して、広域地下水流動の及ぶ範囲いわゆる広域地下水流動範囲を設定する方法について検討することを目的とした。対象地区は、広域地下水流動に及ぼす複雑な要因の少ない阿武隈山地都路地区を選定した。地理情報システムを利用して、おもに地表関連データから推定できる広域地下水流動範囲の設定を行った。その結果、都路村水盆における広域地下水流動範囲は、従来それを取り囲む尾根によって境されるとされてきたが、ポテンシャル流や断裂の存在を考慮すると、大滝根山及び常葉町水盆北部を含む地域に拡張されると理解すべきであることがわかった。

論文

Measurement of neutron production spectra at the forward direction from thick graphite, aluminum, iron and lead targets bombarded by 250 MeV protons

岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 中根 佳弘; 中島 宏; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 山川 裕司*; et al.

JAEA-Conf 2006-009, p.118 - 123, 2006/11

加速器施設の遮蔽設計に用いるモンテカルロ輸送計算コードに関して、実験データの不足から厚いターゲットから前方方向に放出される中性子強度の精度検討が十分に行われていない。そこで、250MeV陽子入射により厚いグラファイト,アルミニウム,鉄,鉛から放出される前方方向の中性子のエネルギースペクトルを大阪大学核物理研究センター(RCNP)・サイクロトロンに設置されたTOF(飛行時間)コースにおいて測定し、得られた測定データをPHITS, MCNPXコードによる計算結果と比較した。すべての計算結果は中性子エネルギー20MeV以上で過小評価する傾向にあり、前方方向における中性子生成に関してコードの改良が必要であることを検証した。

論文

Measurement of neutron spectra produced in the forward direction from thick graphite, Al, Fe and Pb targets bombarded by 350 MeV protons

岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 中根 佳弘; 中島 宏; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 山川 裕司*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.789 - 792, 2006/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.09(Instruments & Instrumentation)

J-PARC施設遮蔽では、詳細計算手法として、モンテカルロ輸送計算コードMCNPX, PHITS等を用いている。これら設計コードの計算精度を検証し、設計への適用性を検討するには、厚いターゲットから前方方向に放出される中性子のエネルギースペクトル実験データが重要である。しかし100MeVを超える入射エネルギー,前方方向の実験データはほとんどないのが現状である。そこで本研究では、設計コードの計算精度を検証することを目的として、大阪大学核物理研究センター(RCNP)・サイクロトロンに設置されたTOFコースにおいて、350MeV陽子入射によるTTY(Thick Target Neutron Yield)測定実験を行った。実験では、炭素,アルミニウム,鉄,鉛ターゲットから放出する前方方向の中性子エネルギースペクトルを、NE213液体有機シンチレータを用いて飛行時間法により測定した。実験では、測定におけるエネルギー分解能を上げるために、低エネルギー領域の測定では11.4m、高エネルギー領域では95mの飛行距離を用いた。実験結果をモンテカルロ輸送計算コードMCNPX, PHITSコードによる計算値と比較した結果、約20%以内で再現し、現在のJ-PARC施設遮蔽設計計算が十分な精度を有していることを検証した。

論文

Comprehensive study on layout dependence of soft errors in CMOS latch circuits and its scaling trend for 65 nm technology node and beyond

福井 大伸*; 濱口 雅史*; 吉村 尚夫*; 親松 尚人*; 松岡 史倫*; 野口 達夫*; 平尾 敏雄; 阿部 浩之; 小野田 忍; 山川 猛; et al.

Proceedings of 2005 Symposia on VLSI Technology and Circuits, p.222 - 223, 2005/00

65nmノードのCMOSラッチ回路に対しプロトンビームによるソフトエラー加速試験を初めて行い、ソフトエラーレート(SER)のレイアウト依存性を明らかにした。臨界電荷量と電荷収集過程は拡散層サイズに強く依存するため、SERもそれらに対し依存する。拡散層サイズの最適化によりSERを70パーセント減少できることを見いだした。スケーリングの変化とSER劣化との関係において、電源電圧を高くすることでSERの増加を緩和し、劣化を抑制できることがわかった。

論文

Charge collected in Si MOS capacitors and SOI devices p$$^{+}$$n diodes due to heavy ion irradiation

平尾 敏雄; Laird, J. S.; 小野田 忍; 芝田 利彦*; 若狭 剛史; 山川 猛; 阿部 浩之; 高橋 芳浩*; 大西 一功*; 伊藤 久義

Proceedings of 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.105 - 109, 2004/10

SOI半導体素子のシングルイベント耐性を検証するため、SOIの代わりに構造の単純なMOSキャパシタを用い、シングルイベント過渡電流波形の測定を実施した。得られた過渡電流波形を積分して求めた収集電荷量とシュミレーションを用いて計算した収集電荷量の比較から、過渡電流が変位電流に起因することを突き止めた。

論文

Time-resolved laser and ion microbeam studies of single event transients in high-speed optoelectronic devices

Laird, J. S.; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 若狭 剛史; 山川 猛; 阿部 浩之; 神谷 富裕; 伊藤 久義

Proceedings of 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.125 - 129, 2004/10

人工衛星に搭載されているオプトエレクトロニックデバイスの一種であるフォトダイオードで発生するシングルイベント効果の発生機構を解明するために、イオン及びレーザ照射を行いシングルイベント過渡応答を調べた。Si PINフォトダイオードで発生する過渡電流は、両極性及び極性の2つの期間に分類できることがわかった。前者は空間電荷(SC)効果が原因であると判明した。さらに、デバイスシミュレータを利用した計算より、過渡電流は電子及び正孔の誘導電流及び変位電流の総和で表されることが明らかになった。一方、GaAs MSMフォトダイオードで発生する過渡電流はSi PINフォトダイオードと比較して、SC効果の持続時間が短い結果が得られた。この違いは、素子構造が異なることによって、MSMはPINフォトダイオードと比較して、デバイス中に付与されるエネルギーが小さいこと、及び表面効果が大きいこと等が原因であると考えられる。

論文

Study on proton-induced single event upset in Sub-0.1$$mu$$m CMOS LSIs

福井 大伸*; 濱口 雅史*; 吉村 尚夫*; 親松 尚人*; 松岡 史倫*; 野口 達夫*; 平尾 敏雄; 阿部 浩之; 小野田 忍; 山川 猛; et al.

Proceedings of 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.169 - 172, 2004/10

近年の半導体製造技術の発展に伴う素子の微細化には、幾つかの問題が存在する。その一つに宇宙線によるソフトエラーの発生増加が挙げられる。ソフトエラーの増加は、システムの不良に直結し、その結果、社会基盤に重大な影響を与えると予想される。今後、性能向上、コストの低減を目的として最小寸法が50nm以下の超微細CMO SLSIの量産を実現するうえで宇宙線に起因するSEU(Single Event Upset)の防止策の確立を図ることは、必要不可欠である。本研究の目的はソフトエラー耐性の高い素子を備えた回路の設計指針を得ることである。この一環としてCMOS素子に、日本原子力研究所高崎研究所のサイクロトロンを用いて、20, 50, 80MeVのプロトン照射を実施し、それぞれのプロトン照射で生じるエラー数と照射量との関係からSEU反転断面積を調べた。その結果、入力レベルが高(High)の時のSEU反転断面積は入力レベルが低(Low)と同じであること、さらにSEU反転断面積は照射エネルギー50MeV近傍で極大値を持つことがわかった。

論文

Single event research at JAERI

平尾 敏雄; Laird, J. S.; 森 英喜; 小野田 忍; 若狭 剛史; 山川 猛; 阿部 浩之; 伊藤 久義

Proceedings of 5th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications, p.161 - 166, 2002/10

日本原子力研究所のTIARA施設を利用して行っているシングルイベント現象の研究について報告する。われわれは、集束型マイクロビーム及びコリメート型マイクロビームをSi, GaAs, InGaAsダイオードに照射し、発生したシングルイベント過渡電流を測定している。非常に高速な現象であるシングルイベント過渡電流を測定するために、40GHz及び3GHzのオシロスコープを用いた測定システムを構築した。本報ではこれらのシステムを用いて測定したSOIダイオードの過渡電流波形, サイクロトロンからの高エネルギーイオンによるSOIダイオードの過渡電流波形, イオン損傷の影響等の典型的な事例及び解析結果を示した。

論文

X-ray diffuse scattering of quenched copper single crystals

前田 裕司; 山川 浩二*; 松本 徳真*; 春名 勝次*; 加藤 輝雄; 小野 文久*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 97, p.491 - 494, 1995/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

放射光を利用して急冷した高純度銅単結晶のX線散漫散乱の測定を行い、電子顕微鏡では観測が困難であった空孔型の転位ループを観測した。急冷後の2次欠陥の観測は主として電子顕微鏡で精力的に行われて来た。しかしFCC金属では銅だけが2次欠陥の観測に成功していない。それは2次欠陥のサイズが小さく電顕での観察が困難である、又ガス不純物に空孔が捕獲され2次欠陥を形成するに至っていない等の理由が考えられる。放射光は高エネルギー物理学研究所のRL-4Cを利用し、逆格子点(111)の周りの散漫散乱の測定を室温で行なった。その結果、空孔型転位ループからの散漫散乱を観測した。しかしこの散乱はシャープで、強度は非常に強く、転位ループの散漫散乱の理論計算で予測されていた「caustics」散乱と考えられる。転位ループのサイズは約10$AA$と推測される。

論文

Hydrogen migration in cold worked Pd around 50K

山川 浩二*; 前田 裕司

Scr. Metall. Mater., 32(7), p.967 - 970, 1995/00

加工したPd中の水素の移動エネルギーを50K近傍で電気抵抗の測定により調べた。以前にPd合金中の水素、重水素の50K近傍の活性化エネルギーを測定した結果、合金中の不純物濃度により水素、重水素の移動エネルギーは増加し、これは水素、重水素原子は不純物原子にトラップされていることがわかった。本論文は加工によって導入された転位と水素原子との相互作用を調べた。水素を注入後、100Kから4Kに急冷して、その後50K近傍の各温度で等温焼鈍で電気抵抗の測定から活性化エネルギーを求めた。結果は50K近傍では水素の移動エネルギーは加工によっては変わらないことがわかった。

論文

Migration of hydrogen isotopes in Pd-Ni dilute alloys around 50K

山川 浩二*; 前田 裕司

Scr. Metall. Mater., 31(7), p.803 - 808, 1994/00

Pd中の水素、重水素は50Kで物理量に異常を示す。この50K異常は水素同位体のオーダリングによる現象であると知られている。これを利用して、Pd-Ni合金の水素、重水素の拡散を電気抵抗の測定により調べた。結果を以前に調べたPd-Fe、Pd-Ag合金中の水素、重水素の拡散と比較した。Pd-1.0at.%Ni、Pd-5at.%Ni合金のワイヤーを100Kからヘリウム温度に急冷した後、50K近傍で等温焼鈍を行い、電気抵抗の測定から水素、重水素の活性化エネルギーを求めた。結果はPd-Fe合金中の水素、重水素の活性化エネルギーとほぼ同じであり、重水素の活性化エネルギーは小さい。これらの結果から、水素、重水素はNi、Fe原子に強くトラップされ、Ag原子にはあまりトラップされないことがわかった。

論文

Hydrogen migration in Pd-H alloys at low temperatures

前田 裕司; 山川 浩二*

Defect Diffus. Forum, 95-98, p.305 - 310, 1993/00

Pd中の水素の低温での挙動は50K異常として古くから知られている。電気抵抗、比熱がその温度で異常なふるまいを示す。それは水素原子の秩序、無秩序な配置の変化であると説明されているが定かではない。本報告はこの異常を更に詳しく調べるため、単結晶Pd中の水素の移動エネルギーを電気抵抗で測定した。試料は高圧水素ガス雰囲気中と電解チャージ法で水素を注入した。その試料を液体He温度に急冷して、その後の水素の挙動を主として50K温度近くで電気抵抗により測定して、調べた。その結果水素の移動エネルギーは50K近くの低温では小さい値を示した。これらについて議論し、報告する。

口頭

250, 350MeV陽子入射による0$$^{circ}$$方向における厚いターゲットからの中性子生成収率

岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 中根 佳弘; 中島 宏; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 山川 裕司*; et al.

no journal, , 

加速器のビーム前方方向の遮蔽問題に対して、加速器施設遮蔽設計に用いられるモンテカルロ輸送計算コードの計算精度を検証し、設計への適用性を検討するには、厚いターゲットから前方方向に放出される中性子のエネルギースペクトル実験データが必要である。しかし100MeVを超える入射エネルギーでの前方方向の実験データはほとんどないのが現状である。そこで本研究では、設計コードの計算精度を検証することを目的として、大阪大学核物理研究センター(RCNP)に設置された飛行時間(TOF)コースにおいて、250, 350MeV陽子入射による中性子生成収率測定実験を行った。炭素,アルミニウム,鉄,鉛ターゲットから放出する前方方向の中性子エネルギースペクトルを、NE213液体有機シンチレータを用いて飛行時間法により測定した。得られた測定データと評価済み核データJENDL-HE,LA150ファイルを用いたPHITS, MCNPXによる計算結果とを比較した。すべての計算結果は、中性子エネルギー20MeV以上で測定データを過小評価することがわかった。その中で、JENDL-HEを用いた計算結果が実験値により近く、遮蔽設計計算にJENDL-HEを用いることが有効であることがわかった。

口頭

高強度レーザー照射クラスタープラズマの構造形成と高エネルギー多価イオン・内殻励起X線発生

福田 祐仁; 山川 考一; 西山 博*; 正木 知宏*; 森林 健悟; 岸本 泰明*

no journal, , 

高強度レーザーとクラスターの相互作用は、短パルスX線源,核融合反応による中性子源,粒子加速等の応用面からさまざまな研究がなされている。われわれは、高強度パルスレーザーとアルゴンクラスターとの相互作用について、イオン化過程を考慮した粒子シミュレーションを行っており、これまでに、クラスター表面の分極電場によるイオン化の促進について報告してきた。今回は、パルス長が20fsでピーク強度が8.5$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$(a$$_{0}$$=2.0)のレーザー光を半径48nmのアルゴンクラスターに照射する粒子シミュレーションを行い、クラスターから放射される内殻励起X線を評価した。粒子コードによるシミュレーション結果をもとにして、1s-2pの内殻励起状態に対するレート方程式を解いてX線スペクトルを評価した。その結果、この強度では、O, C, N, F-likeのスペクトル強度が大きいことがわかった。また、酸素(O)-likeイオンからの光子は、クラスターの中心から約20nm離れた位置で最も多く放出されていることが確認できた。また、波長の短いX線ほど、クラスターの中心付近から放出されていることがわかった。

口頭

中性子非弾性散乱から見た鉄系超伝導体FeSeのスピンネマティック感受率

社本 真一; 梶本 亮一; 石角 元志*; 山川 洋一*; 綿重 達哉*; 笠原 成*; 中村 充孝; 紺谷 浩*; 芝内 孝禎*; 松田 祐司*

no journal, , 

FeSeはバルクでは磁気秩序がなく、構造相転移のみ示すことが特徴の超伝導体である。光電子分光や電気抵抗から電子ネマティック感受率が発散することが見つかっており、軌道とスピンとの関連からスピンネマティック感受率との関連に興味が持たれている。今回は中性子非弾性散乱実験の結果から、そのスピンネマティック感受率について検討したので報告する。

口頭

地震観測記録による原子力施設の振動特性の推定,1; 分析方法

西田 明美; 川田 学; 飯垣 和彦; 山川 光稀*; 猿田 正明*; 森谷 寛*; 山崎 宏晃*

no journal, , 

本研究は、原子力施設の耐震評価モデルのさらなる精度向上に資するため、原子炉建家(以下、建家)で観測された地震観測記録をもとに建家の3次元挙動を把握し、建家の3次元有限要素モデルの構築及び妥当性確認を行うことを目的とする。本発表では、建家の地震時挙動を把握するための基礎データを取得することを目標とし、HTTR建家の既存地震観測記録を用いて、モデル作成に係わる建家の応答特性を分析することで得られた知見を述べる。(その1)では、HTTR建家の卓越振動数及び対応する振動モードを推定するための具体的な分析手順、方法を示す。

口頭

地震観測記録による原子力施設の振動特性の推定,2; 分析結果

山川 光稀*; 猿田 正明*; 森谷 寛*; 山崎 宏晃*; 西田 明美; 川田 学; 飯垣 和彦

no journal, , 

本研究は、原子力施設の耐震評価モデルのさらなる精度向上に資するため、原子炉建家(以下、建家)で観測された地震観測記録をもとに建家の3次元挙動を把握し、建家の3次元有限要素モデルの構築及び妥当性確認を行うことを目的とする。本発表では、建家の地震時挙動を把握するための基礎データを取得することを目標とし、HTTR建家の既存地震観測記録を用いて、モデル作成に係わる建家の応答特性を分析することで得られた知見を述べる。(その2)では、(その1)で示した手順及び方法等を踏まえ、HTTR建家の卓越振動数及び対応する振動モードを整理し、地震の大きさを建家1階の最大応答加速度で3区分して分析した結果を示す。具体的には、建家・地盤間の相互作用効果が大きい1次振動モードの卓越振動数は地震の最大加速度が大きいほど低くなる傾向が顕著となる等、地震観測記録の分析結果から得られた知見を述べる。

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