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岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏; 阿久津 博義*
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原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。
m FD-SOIプロセスで作られた位相同期回路の放射線耐性評価星野 英二郎*; 柴田 優一*; 小林 大輔*; 梯 友哉*; 牧野 高紘; 大島 武; 廣瀬 和之*
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CPU(Central Processing Unit)を高速動作させるためのクロック信号は位相同期回路PLL(Phase-Locked Loop)によって供給される。回路を構成するトランジスタに放射線が当たると過渡電圧パルスが発生し、出力クロック信号の周期が許容不可能なほど変動するというエラーが懸念されており、宇宙のような放射線環境下でCPUを高速動作させるにはPLLの放射線耐性を確保する必要がある。われわれは、これまでのシミュレーション結果から、MOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与すると考えた。そこで、MOSキャパシタがエラー断面積を持つことを確かめるため、0.2-m FD-SOIプロセスによる耐放射線化技術を利用したPLLを設計・試作し、加速器を用いた重イオン線照射時における、MOSキャパシタ前後の出力波形を測定した。その結果は、予想通りMOSキャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与することが明らかになった。
柴田 優一*; 小林 大輔*; 大槻 真嗣*; 牧野 高紘; 大島 武; 廣瀬 和之*
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安価で高機能な民生用デバイスを宇宙機で利用することが注目されており、とりわけFPGA(Field Programmable Gate Array)への注目が高い。FPGAとは論理回路をプログラム可能なLSI(Large Scale Integration)であり、論理要素,配線,入出力部からおもに構成される。論理機能や配線接続はCM(Configuration Memory)によって決められるので、CMをプログラムすることで任意の論理回路を実装できる。CMは、フラッシュ型FPGAにおいてはフラッシュメモリ、SRAM (Static Random Access Memory)型ではSRAMで構成されている。そこで、われわれが開発を進めている宇宙機用耐環境レゾルバで使用するFPGAを選定するべく、SRAM型とフラッシュ型の民生用FPGAに放射線(重イオン線)を照射して放射線起因エラーを評価した。その結果、SRAM型FPGAはフラッシュ型FPGAよりもエラー断面積が大きいことがわかった。加えてSRAM型FPGAにおいて、エラー断面積抑制のためにTMR(三重冗長)を採用したが、ほとんど有効的ではないことがわかった。
武内 伴照; 澤 隆雄*; 柴垣 太郎*; 小澤 佑介*; 後藤 慎平*
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2次元アレイLEDとカメラを用いたイメージセンサ通信を実施し、原子炉格納容器内の冷却水温度等を監視カメラからリアルタイムに確認するシステムの基本構成を既に確立している。この技術を踏まえ、より一般的な水中環境における適用可能性を求めて、同システムの改良等を進めてきた。まず水の濁り等の影響の理論的な検証を行うため、2次元アレイLEDのカメラ撮影画像を写真処理ソフトを用いて色調を変更、一部を欠損、ボカすなど、意図的に劣化させ、元画像とのパターン認識比較を実施し、素子配置における充填効率と識別精度の関連を検証する等を実施した。結果を踏まえ認識に有利なLED素子の配置をいくつか選択し、RGB混光型白色LED素子を用いたアレイ形式の水中LED照明を複数台製作して水槽や海中で点灯させ、防水処理を施したハイスピードカメラで撮影しながら、その後に撮影動画を処理して情報を取り出し、通信が可能であることを示した。現在、平面マトリックス状に並べた発光素子を、主・補符号のペアで発光輝度を変化させ、素子の輝度を大きさとして画像認識することができる無線伝送システムの試作をしており、カメラ受信側で白飛びしても情報を得ることを可能としており、カメラの露出アンダー・オーバーに強いイメージセンサ通信が実現できる見通しである。