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口頭

Physical and electrical characterization of AlGaN/GaN MOS gate stacks with AlGaN surface oxidation treatment

山田 高寛*; 渡邉 健太*; 野崎 幹人*; Shih, H.*; 中澤 敏志*; 按田 義治*; 上田 哲三*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; 志村 考功*; et al.

no journal, p.0 - 0, 2018/01

高性能AlGaN/GaN-HFETの実現には、ゲートリーク電流抑制の点でMOSゲート構造が望ましいため、絶縁膜/AlGaN界面制御が重要である。本研究ではAlGaN表面の熱酸化過程を調べるとともに、AlGaN/GaN MOSキャパシタの電気特性に関する表面酸化処理の効果ついて調べた。表面の酸化状態を放射光光電子分光測定により詳細に調べたところ、AlGaN表面の酸化は400$$^{circ}$$Cの低温から進行し極薄酸化層が形成されていると考えられる。平坦性の良いAlGaN表面を持つAlGaN/GaN MOSキャパシタを800$$^{circ}$$C以下で酸化処理して形成した。その容量-電圧(C-V)測定から、800$$^{circ}$$C熱酸化した試料では界面特性が劣化することがわかった。一方、400$$^{circ}$$C酸化処理した試料では、界面特性の更なる改善が確認され、ヒステリシスも減少することがわかった。

口頭

福島第一原子力発電所近隣における事故5年後の土壌放射能測定

佐藤 志彦; 稲井 優希*; 他55名*

no journal, 2017-6, p.00 - 00, 2017/11

2011年3月の東京電力福島第一原子力発電所事故によって、福島県内の陸域において大規模な放射能汚染が引き起こされた。2011年6月には、大学連合を主体とした大規模な調査が実施され、土壌への汚染状況が明らかとなったが、それ以降は土壌を実際に採取しての分析は行われていない。事故から5年が経ち、これらの放射性物質は初期とは異なる状況になり、その一部は化学形態が変化し移動していることが考えられる。そこで本研究では福島県内の帰還困難区域を中心として現在の汚染状況の把握を行った。大熊町、双葉町の36ヵ所での分析では$$^{137}$$Csの最大濃度は比放射能で1180kBq/kg・dry、インベントリで68400kBq/m$$^{2}$$であった。土壌の汚染状況は空間線量と明瞭な相関がみられた。土壌中への放射性セシウムの浸透度(0-2.5cmと2.5-5.0cmの放射能比)は地点ごとの差があり、そのほとんどが表層にとどまっている地点もあるが、一部の地点では5cmより深くに移行していることを示唆する結果が得られた。

口頭

Studies for construction of J-PARC transmutation experimental facility

二川 正敏

no journal, p.0 - 0, 2017/04

原子力機構は鉛ビスマス合金(LBE)を核破砕ターゲット及び炉心冷却剤とする加速器駆動システム(ADS)によるマイナーアクチノイド(MA)の核変換を提案している。ADS設計のためのデータを取得するため、J-PARC計画の中でADSターゲット試験施設(TEF-T)及び核変換物理実験施設(TEF-P)から構成する核変換実験施設の建設を計画している。ADSの構造材候補のLBE流動下かつ酸素濃度制御下での照射データ整備のため、TEF-Tには250kWのLBE核破砕ターゲットを設置する。また、MA装荷炉心の核特性を検証するため、MAを装荷可能な臨界/未臨界集合体をTEF-Pに設置する。ADSの実用化を目指したロードマップとともに、TEF建設に向けた最新の研究状況を説明する。

口頭

SiO$$_{2}$$/AlON stacked gate dielectrics for AlGaN/GaN MOS-HFET

渡邉 健太*; 寺島 大貴*; 野崎 幹人*; 山田 高寛*; 中澤 敏志*; 石田 昌宏*; 按田 義治*; 上田 哲三*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; et al.

no journal, p.0 - 0, 2017/01

AlGaN/GaN MOS-HFETの高性能化・ノーマリオフ化には、高品質なゲート絶縁膜が必要である。これまで我々はAl$$_{2}$$O$$_{3}$$に窒素を添加したAlON膜がAl$$_{2}$$O$$_{3}$$膜よりも電子注入耐性および界面特性に優れることを明らかにしている。本研究では、その良好な界面特性を維持しつつ、更に絶縁性の向上を図るため、薄いAlON界面層上にバンドギャップの広いSiO$$_{2}$$膜を積層したSiO$$_{2}$$/AlON/AlGaN/GaN構造について検討した。その結果、AlON界面層の厚さが約3.3nmと薄い場合でも、SiO$$_{2}$$/AlON積層構造はAlON単層の場合と同等の容量-電圧特性を示し、良好な界面特性を示した。また、絶縁破壊電界はAlON単層と比べて2倍以上の約8MV/cmを示した。以上の結果は、SiO$$_{2}$$/AlON積層構造が優れた界面特性と絶縁特性を両立するGaN MOSデバイス向けゲート絶縁膜として有望であることを意味している。

口頭

AlON gate dielectrics formed by repeating ALD-based thin AlN deposition and in situ oxidation for AlGaN/GaN MOS-HFETs

野崎 幹人*; 渡邉 健太*; 山田 高寛*; Shih, H.*; 中澤 敏志*; 按田 義治*; 上田 哲三*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; 志村 孝功*; et al.

no journal, p.0 - 0, 2017/01

AlGaN/GaN MOS-HFETの高性能化にはリーク電流が少なく界面特性の良好なゲート絶縁膜が必要である。Al$$_{2}$$O$$_{3}$$膜は比較的高い誘電率と広いバンドギャップを持つことから有望視されているが、界面特性向上技術の開発や電子注入耐性の低さによる閾値電圧変動等の課題を抱えている。本研究では更なる膜質と段差被覆性の向上を狙い、ALD法によるAlON成膜を検討した。MOSキャパシタのC-V特性には界面欠陥応答に起因する周波数分散がほとんど見られておらず、AlON/AlGaN界面が良好であることがわかった。また蓄積電圧から-10Vまで掃引した際のC-Vカーブでは、AlON試料は同様にALD法で堆積したAl$$_{2}$$O$$_{3}$$ MOSキャパシタよりもシフト量が少なく、電子注入耐性の向上も確認できた。これらの良好な特性は本研究のALD-AlON膜がGaN MOSデバイス向けのゲート絶縁膜として有望であることを示している。

口頭

The Effects of irradiation defect distribution and the steel compositions on void denuded zone formations during neutron irradiation and electron irradiation

関尾 佳弘; 山下 真一郎; 坂口 紀史*; 高橋 平七郎*

no journal, - Pages, 2012/00

結晶粒界近傍に形成される照射誘起のボイド欠乏帯に及ぼす照射欠陥分布と合金元素の効果を調べる目的で、Fe-15Cr-15Ni(モデル合金)とPNC316について中性子照射後並びに電子線照射後の微細組織観察を実施した。その結果、ボイド欠乏帯の幅は、照射欠陥分布には影響されなかったものの、合金元素には大きく影響を受け、照射欠陥の易動度の減少によりボイド欠乏帯が小さくなることがわかった。PNC316は耐スエリング特性向上のために添加元素を積極的に導入している鋼種であることから、これらの結果は、ボイド欠乏帯の減少と耐ボイドスエリング特性向上が密接に関係していることを示唆している。

口頭

Void denuded zone formations under electron irradiation in austenitic stainless steels modified with oversized elements

関尾 佳弘; 山下 真一郎; 坂口 紀史*; 高橋 平七郎

no journal, - Pages, 2012/00

ボイド核生成や成長の抑制に関する添加元素導入の有効性を評価するうえでは、一般的なボイド径やボイド数密度の比較評価のみならず、空格子拡散係数及び空格子濃度に関する比較評価を行う必要がある。したがって、本研究では、添加元素を加えた場合の空格子拡散係数及び空格子濃度の基合金に対する変化をボイド欠乏帯幅から推測することを目的として、SUS316L鋼, V添加SUS316L鋼及びZr添加SUS316L鋼に対して、450$$^{circ}$$Cでの電子線照射を行った。その結果、ボイド欠乏帯は添加元素の種類に応じて変化し、SUS316L鋼では116nm、V添加SUS316L鋼では95nm、Zr添加SUS316L鋼ではほとんど観察されなかった。このことは、VやZrのオーバーサイズ原子の導入が、空格子とそれらの添加元素との相互作用に関連して、ボイド欠乏帯を狭める役割があることを意味している。このボイド欠乏帯縮小の要因は、添加元素の導入による空格子拡散係数の低下によるものと考えられ、特にZr添加SUS316L鋼においてボイド欠乏帯が観察されなかった要因は、空格子濃度の上昇であることも示唆された。

口頭

Observation of metastable O$$_{2}$$ adsorption structure on Si(111)-7$$times$$7 at room temperature by real-time O1s and Si2p XPS using synchrotron radiation

吉越 章隆; 寺岡 有殿

no journal, p.0 - 0, 2007/01

われわれはSi(111)-7$$times$$7表面のO$$_{2}$$吸着プロセスの準安定吸着酸素分子の役割を調べてきた。最近の高分解能O1s XPSによるとこの吸着種は、Siアドアトムのバックボンドの酸素が解離吸着したon-top位置での吸着と報告されている。O1s XPSのみではいくつの酸素原子が結合しているのか不明であったため、初期酸化プロセスに関しては議論が残っている。そこで放射光高分解能リアルタイムO1s及びSi2pXPSを用いて初期吸着状態を調べたので報告する。すべての実験は、SPring-8のBL23SUのSUREAC2000で行った。加熱による清浄化処理の後、酸素ガスをバリアブルリークバルブで導入し、酸化反応中のSi2p及びO1s XPSをリアルタイム観察した。Si2pとSi2p光電子スペクトルの比較から、準安定吸着酸素が観察される暴露量ではSi$$^{1+}$$及びSi$$^{2+}$$が観測された。したがって、バックボンドに一個酸素原子が結合したアドアトム上への分子状吸着状態、ins-paulであることが明らかとなった。

口頭

Development of LLRF control system for J-PARC RCS

田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 高木 昭*; 原 圭吾*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*

no journal, , 

J-PARCの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)は大強度陽子ビーム電流を扱うために、非常に安定で正確なローレベルRF制御(LLRF)システムを必要とする。MA装荷の低いQ値の空胴が用いられ、2つのハーモニックの重畳のRF信号で空胴がドライブされる。ハーモニックは、加速及びバンチの整形に用いられる。DDSを基本としたフルデジタルのシステムが用いられ、DDSによって生成される各ハーモニック信号の同期は容易である。LLRFシステムのデザイン及び構成について述べる。ビームの安定化のためのフィードバック、ビームローディング補償などから構成される。製作中のモジュール群についても述べる。

口頭

岩石のクリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響

羽柴 公博; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 瀬野 康弘

no journal, , 

地下構造物の長期的な挙動と安定性を評価するには、岩石の時間依存性挙動の解明が重要である。しかし、岩石の時間依存性や粘弾性的性質に関する研究成果は数多く報告されているものの、時間依存性に及ぼす応力履歴の影響に関する知見は少ない。そこで本研究では、凝灰岩と珪質岩を用いて多段階クリープ試験を行った。第1段階と第2段階のクリープ応力や第1段階のクリープ継続時間を種々変化させて、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響を検討した。その結果、第1段階のクリープの影響により、第2段階の初期クリープ歪速度が小さくなる場合があることがわかった。さらに、第1段階と第2段階のクリープ応力の差が小さく、第1段階のクリープ継続時間が長いほど、第2段階に及ぼす応力履歴の影響が大きくなることがわかった。凝灰岩と珪質岩の試験結果を比較したところ、珪質岩の方が、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響の程度が大きいことがわかった。

口頭

高分子の放射線加工; 放射線によるモノづくり

玉田 正男

no journal, , 

高分子の放射線加工によるモノづくりでは、高分子材料に電子線などの放射線を照射して生成した活性種により開始されるグラフト重合,橋かけ反応などを利用する。グラフト重合で作製した高性能の金属捕集材は、ホタテなどの海産廃棄物からのカドミウム除去や海水からウランなどの有用金属を回収に利用される。また、橋かけ反応では、ポリ乳酸などの生分解性高分子の耐熱性を向上させることができる。

口頭

植物育種のためのポジトロンイメージング

松橋 信平

no journal, , 

植物ポジトロンイメージング法は、生きた植物内での栄養成分や環境汚染物の動態を動画像として視覚化できる、世界にも類を見ないユニークな研究手法である。この手法は、植物生理学,植物栄養学分野における基礎的な研究において強力なツールとなるが、植物産業分野においても活用できる可能性がある。ポジトロンイメージング画像データの定量的な解析技術を開発することにより、これまで長時間を必要としたり、判断が困難だった機能に着目したスクリーニングへの応用が可能であり、めざましい勢いで競争が繰り広げられている植物の育種産業において、短時間で正確な有用植物を選抜する全く新しい手法を提供できる。

口頭

Study of cellular radiation response using heavy-ion microbeams

小林 泰彦

no journal, , 

放射線によるエネルギー付与は、ほとんどの場合、荷電粒子によって与えられる。荷電粒子によるエネルギー付与はトラック構造を持ち、時間的・空間的に離散的で、粒子の電荷や運動エネルギー(速度)に依存する。従来のマクロな捉え方による吸収線量やLETといった量では、その不均一性の記述や生物効果の評価基準として不十分である。さらに、バイスタンダー効果のように、同一細胞集団内でヒット細胞から非ヒット細胞に放射線作用が伝達される現象が存在することは、放射線の生物作用をますます複雑なものにしている。マイクロビームはこういった不確実性をできる限り明確にして、個々の細胞に対する真の放射線生物学的効果を追求できる可能性を持ったツールである。そこでわれわれは、重イオンマイクロビームを用いて個別の細胞を狙って正確な個数の重イオンを照射し、その影響を長時間追跡観察するシステムを開発した。低線量放射線被曝において混在する照射細胞と非照射細胞を明確に区別して個々の細胞の放射線応答を解析することにより、バイスタンダー効果や線質効果などの放射線の生物作用の分子機構を明らかにして行く。

口頭

Cu-Cr-Zr合金に及ぼす加工熱処理条件の影響

羽田 一彦; 西 宏; 廣瀬 貴規; 毛利 憲介; 青木 庄治*; 和田 正彦*; 山道 哲雄*

no journal, , 

ITER真空容器内構造機器に使用される構造材料の一つとして、析出強化型銅合金であるCu-Cr-Zr合金の使用が検討されている。本合金は溶体化処理後の焼き入れによりCr-Zrを固溶体化しその後時効処理により微細なCr-Zr析出物を析出させ高強度を得ているが、析出強化型であることからこのときの加工熱処理条件,特に溶体化焼き入れ速度の差異により、大幅に強度特性が変化することが危惧されている。そこで、本研究では、溶体化焼き入れ速度の条件を変化させ、その後時効処理を施した後、引張試験により強度を測定し、本銅合金に及ぼす溶体化焼き入れ速度条件等の影響を調査した。その結果、溶体化焼き入れ速度に関して1$$^{circ}$$C/sと10$$^{circ}$$C/sの間で時効処理後の引張強さが顕著に変化することが判明した。これにより、本合金を材料のみならずHIP等により熱履歴過程を経て部材として製作され、強度部材として溶体化熱処理を施す必要のある場合には、溶体化焼き入れ速度の確認が製品強度を保証するうえで重要であることが明確になった。

口頭

NaCl-2CsCl溶融塩中におけるU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡に関する研究

永井 崇之; 上原 章寛*; 白井 理*; 山名 元*

no journal, , 

現在、溶媒にNaCl-2CsCl溶融塩を用いた使用済核燃料の酸化物電解法プロセスの研究が進められている。このプロセスでは、NaCl-2CsCl中のUO$$_{2}$$$$^{2+}$$等をUO$$_{2}$$等の酸化物形態で陰極に電解析出させ回収する。しかし、電極に炭素系材料を用いるため、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$がCと反応してU$$^{4+}$$を生成する可能性がある。そこで、本研究ではNaCl-2CsCl中のU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡反応を調べ、U$$^{4+}$$共存条件でもUO$$_{2}$$電解析出に影響しないことを確認した。なお、当該環境でMo等の電極を用いた電気化学測定を行った場合、電極材料の腐食溶出が想定されることから、電解分光測定によりU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡電位を求め、W電極を用いたCV測定による結果と比較した。

口頭

放射線抵抗性細菌デイノコッカス由来の新規なDNA修復促進蛋白質PprAのDNAとの相互作用解析と結晶化

安達 基泰; 玉田 太郎; 佐藤 勝也*; 鳴海 一成; 黒木 良太

no journal, , 

放射線抵抗性細菌デイノコッカスは、ヒト細胞の1000倍もの放射線抵抗性を示す。PprAはデイノコッカスより単離された新規なDNA修復促進蛋白質であり、高度放射線抵抗性において最も重要な役割を担っていることがこれまでに報告されている(1)。既にPprAは、別の新規な蛋白質(PprI)の発現誘導下にあること,2本鎖DNAをつなぐ作用(リガーゼ活性)を促進すること、及びDNAに結合能を有することが判明している。本研究では、PprAの構造と機能の関係を解明し、PprAの医療や産業への応用を推進するために、原子分解能レベルの詳細な立体構造解析を目的として研究を推進している。まず、大腸菌発現系を用いて得られたPprAの精製条件の検討を行い、大量調製する方法を確立した。この試料を用いて、結晶化条件をスクリーニングしたところ、微少なPprA単体の結晶化に成功した。PprAとDNAの結合をさまざまな角度から検討した結果、PprAとDNAの複合体において、PprAは1分子のDNA(pUC19,2686bp)に少なくとも280分子結合できることを明らかにした。また、2本鎖DNAの末端あるいはその単鎖部分に切断がある(ニックがある)場合、複数のDNA分子が結合して複合体を形成する可能性を示した。これらのことは、PprAの会合構造と機能発現に関係する重要な知見である。

口頭

SiO$$_{2}$$中のポジトロニウム形成

小室 葉; 平出 哲也; 鈴木 良一*; 大平 俊行*; 村松 誠*

no journal, , 

パラ-ポジトロニウム成分からの消滅$$gamma$$線はほかの過程からの消滅$$gamma$$線に比べ、ドップラー広がりが小さい。パラ-ポジトロニウムからの消滅過程と考えられる初期の成分において短寿命側でドップラー広がりが大きくなる現象(Young-ageブロードニング)があるが、この現象は、ポジトロニウムの熱化、ポジトロニウムの遅延形成の影響によると考えられるが、実験により、遅延形成の存在を示すことに成功した。

口頭

大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の捕集性能の時間変化

宮内 亨; 小嵐 淳; 三上 智; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭介*; 秋山 聖光

no journal, , 

現在、東海再処理施設では排気中放射性ヨウ素のモニタリングを活性炭フィルタ(CP-20)及び活性炭カートリッジ(CHC-50)のヨウ素捕集材を用いて実施している。これまで、CP-20, CHC-50のヨウ素捕集材を用いることにより、流量40Lmin$$^{-1}$$以上で1週間にわたるサンプリングに対して90%以上の捕集効率が得られることを確認してきている。しかし、CHC-50の捕集能力の継続性に関するデータはなく、捕集能力及びCHC-50内カートリッジ内に捕集されたヨウ素の挙動がわかっていない。そこで、大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の適用限界を把握することを目的とし、多段に設置したヨウ素捕集材に捕集される$$^{129}$$I放射能の時間変化を調査した。今回の試験条件ではサンプリング空気量が約700m$$^{3}$$までは90%以上の捕集効率を担保できることがわかった。今後も各種条件において実験を継続していき、本実験データの検証及び現在のモニタリング手法の妥当性の確認を行っていく予定である。

口頭

70MeV/u Krイオン照射によって生成した水中スーパーオキシドの直接観測

田口 光正; Baldacchino, G.*; Pin, S.*; Vigneron, G.*; Hichel, B.*; 小嶋 拓治

no journal, , 

フランスGANIL施設において、酸素飽和した100mMのギ酸ナトリウム水溶液に70MeV/u Krイオン照射を行い、過渡吸収測定を行った。この結果、吸収スペクトルからスーパーオキシドの生成が確認された。また、水溶液中の溶存酸素の有無による生成量の違いから、重イオンによって直接生成する、あるいは水和電子や水素原子, OHラジカルを介して生成するスーパーオキシドのG値をそれぞれ0.53, 0.23と見積もった。

口頭

東海再処理施設における処理運転時の排気中放射性ヨウ素の連続監視

三上 智; 宮内 亨; 小嵐 淳; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭輔*; 秋山 聖光

no journal, , 

東海再処理施設では排気筒から排出される放射性ヨウ素の放出状況を連続監視しているが、使用済燃料のせん断・溶解処理運転時には、同時に放出される放射性希ガス(Kr-85)の影響で放射性ヨウ素の連続監視が一時的に困難となる。処理運転に伴うKr-85の影響を最小限に抑え、放射性ヨウ素の放出量を継続的にモニタリングできる装置を開発した。本装置を実際の処理運転時に適用し基本的性能の有効性を確認した。

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