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論文

Effect of seawater on corrosion of SUS316L in HAW under $$gamma$$-ray irradiation

安倍 弘; 西塚 雄介*; 佐野 雄一; 内田 直樹; 飯嶋 静香

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 90, 2017/03

https://repo.qst.go.jp/records/73804

東京電力福島第一原子力発電所に貯槽されている使用済み燃料は、海水注入により、海水環境に曝されている。このため、当該燃料を再処理する場合には、海水成分が工程に同伴することが予想され、その影響について調査する必要がある。我々は、高放射性廃液貯槽材料に対する$$gamma$$線照射環境における腐食評価を実施し、海水が腐食に大きな影響を及ぼさないことを明らかにした。

論文

Radiation effect on pn-SiC diode as a detector

木下 明将*; 岩見 基弘*; 小林 健一*; 中野 逸夫*; 田中 礼三郎*; 神谷 富裕; 大井 暁彦; 大島 武; 福島 靖孝*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 541(1-2), p.213 - 220, 2005/04

https://doi.org/10.1016/j.nima.2005.01.059
 被引用回数：27 パーセンタイル：84.86(Instruments & Instrumentation)

高エネルギー物理の実験で使用可能な炭化ケイ素(SiC)ダイオードを用いた耐放射線性のアルファ線検出器の開発を目的に、六方晶6H-SiC上に作製したpnダイオードへ$$gamma$$線照射及び電子線照射を行い電荷収集の変化を調べた。pnダイオードは、p型6H-SiCエピタキシャル膜にリンイオン注入(800$$^{circ}$$C)後、熱処理(1650$$^{circ}$$C,3分間、Ar中)することでn$$^{+}$$領域を形成し作製した。$$gamma$$線は$$^{60}$$Co線源により室温で1MR/hのレートにて250Mradまでの照射を行った。電子線照射は2MeVのエネルギーで1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$まで行った。$$^{241}$$Amより放出される4.3MeVアルファ線を用いて電荷収集を測定した。またマイラー膜にてエネルギー減衰させることで1.8MeVアルファ線についても電荷収集測定を行った。その結果、250Mradまでの$$gamma$$線照射,1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$の電子線照射によっても電荷収集効率は低下しないことが明らかとなり、SiCの検出器としての優れた耐放射線性が明らかとなった。また、空乏層内でイオンが停止する1.8MeVアルファ線の場合は電荷収集効率が100%となることが見いだされた。

論文

$$gamma$$-ray irradiation experiments of collimator key components for the 3GeV-RCS of J-PARC

金正 倫計; 荻原 徳男; 増川 史洋; 竹田 修; 山本 風海; 草野 譲一

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.1309 - 1311, 2005/00

大強度陽子加速器3GeVシンクロトロンで使用するビームコリメータ用に放射線に強い機器の開発に成功した。ターボ分子ポンプは吸収線量が15MGyの$$gamma$$線照射試験に耐え、ステッピングモータは70MGyまで耐えることを確認した。また、PEEK材を用いた電線も10MGy以上の吸収線量でも使用可能であった。一方、ヒートパイプは30kGy以上では使用できないことが明らかとなった。

論文

Change in the electrical characteristics of p-channel 6H-SiC MOSFETs by $$gamma$$-ray irradiation

大島 武; 伊藤 久義

Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.191 - 194, 2004/10

炭化ケイ素(SiC)半導体を用いたpチャンネル金属-酸化膜-絶縁体電界効果トランジスタ(MOSFET)を高線量まで計測可能な線量計へ応用するために、$$gamma$$線照射による電気特性の変化を調べた。pチャンネルMOSFETはn型六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板上にフォトリソ技術を用いて作製した。ソース及びドレイン領域は800$$^{circ}$$Cでのアルミイオン注入及び1800$$^{circ}$$C,10分間の熱処理により形成した。ゲート酸化膜は1100$$^{circ}$$Cでの水素燃焼酸化により作製した。$$gamma$$線照射は0.1MR/hで、室温,印加電圧無し状態で行った。電流-電圧測定を行った結果、しきい値電圧は$$gamma$$線照射により単調に負電圧側にシフトすることが明らかとなった。さらに、subthreshold領域のドレイン電流-ゲート電圧特性を解析することで$$gamma$$線照射により発生した酸化膜中固定電荷及び界面準位を見積もったところ、固定電荷と界面準位は照射量とともに増加すること、及び固定電荷は1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$、界面準位は8$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$で飽和傾向を示すことを見いだした。また、チャンネル移動度は、$$gamma$$線照射量の増加とともに減少する結果が得られた。これは、界面準位の発生によりチャンネルに流れるキャリアが散乱されることに起因すると考えられる。

論文

Comparison of COTS SRAMs and SDRAMs on total ionizing dose tolerance

竹内 広一郎*; 秋山 正嗣*; 平尾 敏雄

Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.195 - 199, 2004/10

民生用半導体部品の宇宙適用検証のためには、実用環境に近い低線量率照射場で半導体部品の劣化評価を行い、劣化に及ぼす線量率の影響を明らかにする必要がある。本研究では、衛星に搭載が計画されている民生用半導体素子のSRAMとSDRAMに対し、原研高崎研の低線量率コバルト照射施設を使用し劣化評価試験を実施した。照射線量率は0.5Gy/h$$sim$$50Gy/hの範囲で変化させ累積線量は300Gyとした。その結果、300Gyまでの照射量では、両部品とも十分な耐性があることが確認できた。本ワークショップでは、これら照射効果の解析について発表し、試験方法に関する議論を行う。

論文

Gamma-ray irradiation experiment of turbo molecular pump

金正 倫計; 荻原 徳男; 和田 薫*; 吉田 素朗*; 中安 龍夫*; 大和 幸郎*

Vacuum, 73(2), p.175 - 180, 2004/03

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2003.12.015
 被引用回数：4 パーセンタイル：20.54(Materials Science, Multidisciplinary)

J-PARC 3GeV-RCSで使用するための耐放射線性に優れたターボ分子ポンプの開発を行っている。ポンプの放射線ダメージを見るために、$$gamma$$線照射試験を実施した。これまで、約3.5MGy程度でゴム製真空シール部から漏れが発生することがわかった。また、ポンプに使用されている大半の部品は、7MGy以上の線量でも問題なく動作することがわかった。4月から真空シールにゴムを用いない新型のターボ分子ポンプの試験を開始している。

論文

Modelling of radiation response of p-Channel SiC MOSFETs

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

Materials Science Forum, 433-436, p.761 - 764, 2003/08

pチャンネル炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の$$gamma$$線線量計への応用の可能性を調べた。SiC MOSFETは、n型エピ基板へ800$$^{circ}C$$でアルミニウム(Al)イオンを注入後、アルゴン(Ar)中で1800$$^{circ}C$$,1分間熱処理することでソース,ドレイン領域を形成し、1100$$^{circ}C$$での水素燃焼酸化によりゲート酸化膜を作製した。ソース,ドレインのAl電極は蒸着後にAr中で850$$^{circ}C$$,5分間熱処理することでオーミック化した。$$gamma$$線照射は室温で1MR/hの線量率で行った。照射によるしきい値電圧(V$$_{T}$$)の変化と線量(D)の関係を解析した結果、V$$_{T}$$の変化はK$$times$$D$$^{n}$$,K=-6.4,n=0.39で表せることを見出した。

論文

Radiation response of SiC transistors

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

Proceedings of 5th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications, p.73 - 76, 2002/10

六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上にnチャンネル及びpチャンネルの金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製し、$$gamma$$線照射効果を調べた。照射は室温で行い、電気特性の変化を調べた。その結果、nチャンネルMOSFETは200Mrad(SiO$$_{2}$$)まで、pチャンネルMOSFETは10Mrad(SiO$$_{2}$$)まで特性の変化は見られず、優れた耐放射線性を示した。sub-thershold特性を解析することで、$$gamma$$線照射により発生する酸化膜中固定電荷,界面準位を見積もった。その結果、nチャンネルに比べpチャンネルの方が、これらの欠陥が多量に発生することが明かとなり、この結果としてpチャンネルの方が早く特性劣化が生ずると帰結できた。

論文

Determination of $$gamma$$-ray exposure rate from short-lived fission products under criticality accident conditions

柳澤 宏司; 大野 秋男; 會澤 栄寿

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(5), p.499 - 505, 2002/05

https://doi.org/10.3327/jnst.39.499
 被引用回数：4 パーセンタイル：29.25(Nuclear Science & Technology)

臨界事故条件下の短寿命核分裂生成物(FP)の$$gamma$$線による線量評価のために、$$gamma$$線照射線量率の時間変化を過渡臨界実験装置(TRACY)において実験的に定量した。データは1.50から2.93$の範囲の反応度投入によって取得した。実験結果より、初期出力バーストを含めた全照射線量に対する短寿命FPからの$$gamma$$線の寄与は15から17%と評価された。このため、線量評価上FPの寄与は無視できない。解析結果からは、モンテカルロコードMCNP4Bと最新のFP崩壊データであるJENDL FP Decay Data File 2000に基づく光子源によって計算した短寿命FPからの$$gamma$$線照射線量率は実験結果と良好な一致を示すことがわかった。しかし、光子源をORIGEN2コードで求めた場合には照射線量率は極度に過小評価した。これは、ORIGEN2コード付属の光子データベースにおいて主要な短寿命FP核種のエネルギー依存光子放出率のデータが欠落していることによる。また、この過小評価は初期バースト後1000秒以下の時間において生じることが確認された。

論文

Radiation response of p-channel 6H-SiC MOSFETs fabricated using pyrogenic conditions

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

Materials Science Forum, 389-393, p.1097 - 1100, 2002/05

ゲート酸化膜を水素燃焼酸化で作製したnチャンネル及びpチャンネルエンハンスメント型6H-SiC 金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOSFET)特性の$$gamma$$線照射による変化を調べた。$$gamma$$線照射は室温にて8.8kGy(SiO$$_{2}$$)/hで行った。ドレイン電流(I$$_{D}$$)-ドレイン電圧(V$$_{D}$$)特性の直線領域よりチャンネル移動度を、ドレイン電流(I$$_{D}$$)-ゲート電圧(V$$_{G}$$)特性よりしきい値電圧を求めた。チャンネル移動度は、nチャンネルMOSFETでは1MGy(SiO$$_{2}$$)照射後も未照射と同等の値が得られ優れた耐放射線性が確認された。pチャンネルでは40kGy程度の照射によりチャンネル移動度が一時増加し、その後減少するという振る舞いを示した。これは、照射により発生した界面準位の電荷が未照射時に存在する界面準位の電荷を見かけ上補償したためと考えられる。しきい値電圧に関しては、nチャンネルでは照射による変動が0.5V程度と安定した値であったが、pチャンネルでは照射量の増加とともに負電圧方向へシフトし、1MGy照射により5V以上の変化を示した。

論文

Gamma-ray irradiation effects on the electrical characteristics of 6H-SiC MOSFETs with annealed gate-oxide

大島 武; Lee, K. K.; 大井 暁彦; 吉川 正人; 伊藤 久義

Materials Science Forum, 389-393, p.1093 - 1096, 2002/05

ゲート酸化膜を水素処理(700$$^{circ}C$$)または水蒸気処理(800$$^{circ}C$$)することで初期特性を向上させた六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)に$$gamma$$線を照射を行い、電気特性(しきい値電圧(V$$_{T}$$),チャンネル移動度($$mu$$))の変化を調べた。$$gamma$$線照射は線量率8.8kGy(SiO$$_{2}$$)/h,室温,印加電圧無しの条件で行った。水素処理MOSFETでは、未照射で0.9VであったV$$_{T}$$が530kGy照射後には3.1Vまで増加した。また、$$mu$$は60kGy照射により減少し始めた。一方、水蒸気処理MOSFETでは、未照射で2.7VであったV$$_{T}$$は530kGy照射後も3.3Vであり、変化量は0.6V程度と小さかった。$$mu$$に関しては、180kGyの照射により減少し始め、水素処理MOSFETに比べ優れた耐放射線性を有することが見出された。さらに、subthreshold特性の照射による変化から界面準位・固定電荷の発生を調べたところ、水素処理MOSFETの特性劣化は界面準位の増加に伴い$$mu$$が減少することで解釈できるが、水蒸気処理MOSFETでは多量の界面準位が発生する照射量においても$$mu$$の減少が見られなかった。これより水蒸気処理MOSFETの酸化膜及び界面は水素処理MOSFETと異なることが示唆される。

論文

Spectral response of $$gamma$$ and electron irradiation pin photodiode

小野田 忍; 平尾 敏雄; Laird, J. S.; 森 英喜; 岡本 毅*; 小泉 義晴*; 伊藤 久義

Proceedings of 6th European Conference on Radiation and its Effects on Components and System (RADECS 2001) (CD-ROM), 5 Pages, 2002/00

pinフォトダイオードの放射線劣化を電子線と$$gamma$$線照射で比較した。照射には1MeV電子線(照射量: 2.6E13cm$$^{-2}$$から1.3E15cm$$^{-2}$$)と$$gamma$$線(照射量:0.083Mradから71Mrad)を用いた。電子線及び$$gamma$$線とも照射量増加に伴い検出ピーク波長の位置が低波長側へシフトし、かつ強度が低下することを確認できた。また、このシフトを非イオン化エネルギー損失(NIEL)の式を用いて解析した結果、少数キャリア拡散長の損傷係数として7.0E-9g/KeVcm$$^{2}$$が得られ、電子線,$$gamma$$線照射によるダイオード特性の劣化は、ともにNIELの概念で説明できる。

論文

The LexA protein from ${it Deinococcus radiodurans}$ is not involved in RecA induction following $$gamma$$ irradiation

鳴海 一成; 佐藤 勝也; 菊地 正博; 舟山 知夫; 柳沢 忠*; 小林 泰彦; 渡辺 宏; 山本 和生

Journal of Bacteriology, 183(23), p.6951 - 6956, 2001/12

https://doi.org/10.1128/JB.183.23.6951-6956.2001
 被引用回数：89 パーセンタイル：83.76(Microbiology)

放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスにおけるLexA蛋白質のRecA誘導への関与について研究を行った。野生株と同様に、${it lexA}$遺伝子破壊株においても$$gamma$$線照射後にRecA蛋白質合成の増加が認められたことから、デイノコッカス・ラジオデュランスではLexAがRecAの誘導に関与していないことが示された。

論文

生殖生長期ダイズの生育とリン酸吸収に及ぼすアーバスキュラ菌根菌の影響; 可給態リン酸蓄積黒ボク畑表土を用いたポット試験

渡邉 浩一郎*; 六平 一良*; 松田 広子*; 有馬 泰紘*; 平田 熙*; 久米 民和; 松橋 信平

日本土壌肥料学雑誌, 72(6), p.793 - 796, 2001/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/110001748076

アーバスキュラ菌根菌(AM菌)感染が生殖成長期のダイズの生育、リン酸吸収に及ぼす影響についてポット実験で検討した。すなわち、あらかじめ$$gamma$$線照射殺菌した土壌を用いて接種A菌の影響,$$gamma$$線照射殺菌の有無により土着AM菌の影響についてそれぞれ調べた。その結果、可給態リン酸が蓄積した黒ボク畑表土においても、生殖生長期ダイズの生育及びリン酸吸収に対してAM菌共生が有効であることが示された。

論文

Induced lattice defects in InGaAs laser diodes by high-temperature $$gamma$$-ray irradiation

大山 英典*; 平尾 敏雄; Simoen, E.*; Claeys, C.*; 小野田 忍; 高見 保清*; 伊藤 久義

Physica B; Condensed Matter, 308-310, p.1185 - 1188, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(01)00937-1
 被引用回数：8 パーセンタイル：44.94(Physics, Condensed Matter)

InGaAsP系レーザダイオードにおいて高温$$gamma$$線照射により発生する格子欠陥とその素子特性に及ぼす影響を明らかにするために、レーザダイオード試料にCo-60線源を用いて$$gamma$$線照射を実施した。$$gamma$$線の照射量は最高100Mradとし、照射中の試料温度は20,100,200$$^{circ}C$$とした。照射前後にダイオードの電流・電圧(I-V)特性,容量・電圧(C-V)特性を室温にて測定した結果、照射後の順方向,逆方向電流及び光出力は照射温度の増加に伴い増加すること、また、これとは反対にしきい値電流は減少することがわかった。

論文

Impact of lattice defects on the preformance degradation of Si photodiodes by high-temperature $$gamma$$ and electron irradiation

大山 英典*; 平尾 敏雄; Simoen, E.*; Claeys, C.*; 小野田 忍*; 高見 保清*; 伊藤 久義

Physica B; Condensed Matter, 308-310, p.1226 - 1229, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(01)00949-8
 被引用回数：31 パーセンタイル：79.69(Physics, Condensed Matter)

シリコン(Si)のPIN型フォトダイオードの高温$$gamma$$線照射による劣化を評価した。試験試料はSiフォトダイオードで、抵抗率が2~4K$$Omega$$であり、厚さ0.3mmのカバーガラス窓をもつTO-18パッケージに収められている。$$gamma$$線照射にはCo-60線源を使用し、照射量は最大1$$times$$107rad(Si),照射中の試料温度は20$$^{circ}C$$,100$$^{circ}C$$,200$$^{circ}C$$とした。照射前後のデバイス特性とDLTS測定を行い、照射による特性劣化と導入欠陥との相互関係について検討した。照射後のDLTS測定の結果、n形シリコン基板に導入された2種類の電子捕獲準位(Ec-0.22eV)及び(Ec-0.40eV)と1種類の正孔捕獲準位(EV+0.37eV)が検出された。一方、デバイス特性については、$$gamma$$線照射により暗電流は減少し、光電流は増加する傾向が得られた。これらの特性変化をDLTS測定で得られた欠陥準位に関連付けて議論する。

論文

トウフ粕及びビール粕を材料としたサイレージの微生物相及び発酵品質に$$gamma$$線照射が及ぼす影響

田中 治*; 秋山 典昭*; 山田 明央*; 安藤 貞*; 上垣 隆一*; 小林 亮英*; 久米 民和

日本草地学会誌, 47(3), p.274 - 282, 2001/08

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003850196

貯蔵前に$$gamma$$線照射したトウフ粕及びビール粕を用いてサイレージを調製し、微生物相及び発酵品質を調べた。サイレージの酪酸発酵の原因となる嫌気性芽胞細菌は8kGy,好気的変敗の原因となるカビ及び酵母はそれぞれ4kGy及び16kGyの照射で検出されなくなった。以上の結果から、16kGy照射したビール粕含有材料はpHが低く乳酸含量が高かった。乳酸菌は照射によって増殖能を失っているにもかかわらず、乳酸生成能を維持していることが明らかとなった。以上の結果、サイレージの酪酸発酵や好気的変敗を抑制するためには16kGyの照射が必要であり、照射ビール粕の材料への添加によって発酵品質が改善された。

論文

アルファルファ、オーチャードグラス、トウモロコシ及びソルガムのサイレージの微生物相及び発酵品質に$$gamma$$線照射が及ぼす影響

田中 治*; 秋山 典昭*; 山田 明央*; 安藤 貞*; 上垣 隆一*; 小林 亮英*; 久米 民和

日本草地学会誌, 47(1), p.62 - 67, 2001/04

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003850364

サイレージの調製における好ましくない微生物として、酪酸発酵の原因となる嫌気性芽胞細菌や、好気的変敗の原因となるカビ,酵母及び好気性細菌などがある。これらサイレージに好ましくない微生物の増殖の防止を目的として、アルファルファ,オーチャードグラス,トウモロコシ,ソルガムなどの飼料原料の放射線処理を検討した。嫌気性芽胞細菌は8kGy,カビは4kGy,酵母は16kGyの照射で検出されなくなった。以上の結果から、16kGy以上の$$gamma$$線照射によって、サイレージの酪酸発酵及び好気的変敗を抑制できることが明らかとなった。

報告書

$$gamma$$線によるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の放射線架橋技術の開発

池田 重利*; 笠井 昇; 大島 明博*; 草野 広男*; 春山 保幸; 瀬口 忠男

JAERI-Tech 99-005, 37 Pages, 1999/02

JAERI-Tech-99-005.pdf:1.79MB

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に$$^{60}$$Co-$$gamma$$線を照射して架橋させる照射容器を製作し、架橋の研究を行った。$$gamma$$線を使用すると、厚肉の試料や複雑な形状の試料について適切な架橋が可能であった。また、照射による試料の温度上昇が小さく、試料の温度を一定に制御できた。

報告書

High $$gamma$$-rays irradiation tests of critical components for ITER (International Thermonulear Experimental Reactor) in-vessel remote handling system

小原 建治郎; 角舘 聡; 岡 潔; 田口 浩*; 伊藤 彰*; 小泉 興一; 柴沼 清; 八木 敏明; 森田 洋右; 金沢 孝夫; et al.

JAERI-Tech 99-003, 312 Pages, 1999/02

【本報告書は、諸般の事情により、全文ファイルの公開を取りやめています。】ITER(国際熱核融合実験炉)の工学R&Dにおいて、日本ホームチームが分担し、進めてきた遠隔保守装置用機器・部品の$$gamma$$線照射試験の結果と耐放射線性機器の現状について述べる。試験された機器・部品の総数は約70品目で、その仕様は市販品、市販品を改良・改質した機器、及び新規に開発した機器に分類され、高崎研究所の$$gamma$$線照射施設を使用して実施された。その結果、セラミック被覆電線によるACサーボモータ、耐放射線性ペリスコープ、CCDカメラが開発された他、高$$gamma$$線照射下で使用可能なITER用遠隔保守装置用機器・部品の開発が着実に進展した。

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