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, an iodine source for the immobilisation of radioiodineJohnstone, E. V.*; Bailey, D. J.*; Lawson, S.*; Stennett, M. C.*; Corkhill, C. L.*; Kim, M.*; Heo, J.*; 松村 大樹; Hyatt, N. C.*
RSC Advances (Internet), 10(42), p.25116 - 25124, 2020/07
被引用回数：3 パーセンタイル：15.55(Chemistry, Multidisciplinary)The synthesis of a palladium-containing iodovanadinite derivative, hypothetically "PdPb
(VO
)
I", was attempted using PdI as a source of iodine in searching for a novel waste form for radioiodine. The resulting products were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis, IR spectroscopy, thermal analysis and Pd K XANES. Results showed that PdI can function as a sacrificial iodine source for the formation of iodovanadinite, prototypically Pb
(VO)I, however, the incorporation of Pd into this phase was not definitively observed. Overall, the key novelty and importance of this work is in demonstrating a method for direct immobilisation of undissolved PdI from nuclear fuel reprocessing, in a composite wasteform in which I-129 is immobilised within a durable iodovandinite ceramic, encapsulating Pd metal.
操上 広志; Malins, A.; 武石 稔; 斎藤 公明; 飯島 和毅
Journal of Environmental Radioactivity, 171, p.99 - 109, 2017/05
被引用回数：15 パーセンタイル：43.57(Environmental Sciences)土壌中の放射性セシウムの鉛直方向移動を記述するための修正拡散-収着-固定化モデルを提案した。このモデルでは、可逆サイトに対するカイネティックスを新たに導入している。このモデルは初期Exponential分布を再現することができる。初期のrelaxation massは拡散深さ、すなわち分配係数、収着速度、分散係数に依存することがわかった。また、このモデルは深い個所での放射性セシウム分布のテイリングを表現する。これは、収着と脱着の速度の違いによるものと考えられる。
-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、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
Cでのアルミイオン注入及び1800C,10分間の熱処理により形成した。ゲート酸化膜は1100Cでの水素燃焼酸化により作製した。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
10
/cm
、界面準位は810/cm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、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。
山本 俊弘; 三好 慶典
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(2), p.99 - 107, 2004/02
被引用回数：38 パーセンタイル：90.12(Nuclear Science & Technology)モンテカルロ法の臨界計算に決定論的方法の源反復で加速法として用いられるWielandt法を組み込むアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムでは、酔歩の過程で発生した核分裂中性子の一部もその世代内で追跡を行うので、次世代の核分裂源分布がより広範囲に広がる。従来のモンテカルロ法の臨界計算が苦手とする弱結合の配列系においても、この方法を用いることで中性子相互干渉効果を強める効果があり、より少ない世代数で核分裂中源が収束するようになる。しかし、世代内で核分裂中性子の追跡を行うために、一世代あたりの計算時間が増加し、収束までの計算時間は逆に増大する。また、Wielandt法を適用することでモンテカルロ計算での核分裂源分布の統計的変動が大きくなる。しかし、より少ない世代で収束するために、収束の遅い体系においても収束判定がより確実にできるようになり、不正確な臨界計算の排除に寄与することが期待できる。
ドライ酸化膜中の界面欠陥の電気特性とその熱アニーリング効果吉川 正人; 石田 夕起*; 直本 保*; 土方 泰斗*; 伊藤 久義; 奥村 元*; 高橋 徹夫*; 土田 秀一*; 吉田 貞史*
電子情報通信学会論文誌, C, 86(4), p.426 - 433, 2003/04
1200ドライ酸化やそれに引き続いて行われる熱アニーリングが、酸化膜と4積層周期六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)基板の界面に与える影響を調べた。n型及びp型4H-SiC基板を1200の乾燥酸素雰囲気中で3時間酸化して50nmの酸化膜を作製した後、酸化膜を500から950のアルゴン雰囲気中で3時間熱アニーリングした。その酸化膜を用いて金属/酸化膜/半導体(MOS)構造を形成してC-V特性を測定し、酸化膜と4H-SiC界面の電気特性に及ぼす熱アニーリング効果を調べた。1200ドライ酸化膜を用いて形成した4H-SiC MOS構造のC-V特性は、電圧軸に沿って正方向へ大きくシフトした。界面には負電荷が蓄積していた。600で3時間の熱アニーリングを行うとC-V特性が負方向へシフトしはじめ、9503時間の熱アニーリングで電圧シフトが消失した。一方、p型4H-SiC MOS構造のC-V特性を調べると、n型とは反対に電圧軸に沿って負方向へ大きくシフトした。界面には正電荷が蓄積していた。n型とp型のシフト方向の違いと界面欠陥の荷電状態の関連性について調べ、界面欠陥の熱アニーリングのメカニズムを議論した。
頼経 勉; 石田 紀久; 今吉 祥*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(8), p.913 - 922, 2002/08
被引用回数：4 パーセンタイル：29.25(Nuclear Science & Technology)超小型炉用に高信頼性の電気モータ駆動の原子炉容器内に設置する内装型制御棒駆動装置を開発した。本装置は、原子炉の小型化及び簡素化に寄与し、また制御棒飛出事故の可能性を排除できる。本装置では、制御棒の駆動軸を二つに分け、電磁力を用いて両軸を結合させるという新方式のラッチ機構を採用し小型化を図っている。ラッチ機構に要求される機能は、ストローク370mm内での両軸の結合と、スクラム時に信号受信から0.2秒以内に両軸を切り離すことである。モデルにより室温での機能試験を実施し、コイル電流が多いほどラッチ力が増加し、切り離し時間が増加することを確認した。また、有限要素解析コードによる試験後解析から両軸の隙間(磁気的クリアランス)がラッチ力に大きく影響することを明らかにした。この解析手法を用いて、実機ラッチ力を高温条件(300)で解析し、設計要求を満足することを確認した。
清水 滋; 根本 久*; 黒沢 浩二*; 吉澤 道夫
JAERI-Tech 2000-041, 31 Pages, 2000/05
JAERI-Tech-2000-041.pdf:1.35MB
熱中性子線の放射線発生場において、基準フルエンス率の測定または放射線測定器の校正を行う場合には、検出器を指定する材料からの散乱線の影響が問題となる。本研究は、固定用ジグとして一般的に用いられる7種類の平板材料を用いて、各材料から発生する熱中性子散乱線の特性を実験及び計算により明らかにした。測定には、球形BF
比例計数管を用いた。熱中性子散乱線の評価は、材料の大きさ及び材料と検出器の距離を変化したときの散乱線フルエンス率を測定し、入射した一次線フルエンス率との比を散乱割合として求めた。さらに各材料の熱中性子断面積の計算を行い、巨視的断面積及び材料中の平均衝突回数と実験で得られた散乱割合との関係を考察した。この結果、熱中性子散乱線を低減できる材料の選定と使用条件を決定し、校正精度の向上が図れることになった。
吉川 正人; 児島 一聡; 大島 武; 伊藤 久義; 岡田 漱平; 石田 夕起*
Materials Science Forum, 338-342, p.1129 - 1132, 2000/00
3C-SiC半導体を用いた金属-酸化膜-半導体(MOS)トランジスタを実用化するためには、その酸化膜と半導体の界面の電荷トラップ準位の低減が重要な課題となっている。そこでゲート酸化膜作製後に水蒸気中で酸化膜を熱処理することで、界面の電荷トラップが低減されるかどうかを調べた。その結果、3C-SiC MOS構造の界面に対しては、大きな変化が認められなかった。このことは6H-SiC MOS構造の水蒸気アニーリングの結果とは大きく異なった。このことから、界面構造の違いがMOS特性に大きな影響を与えていることがわかった。
吉川 正人; 高橋 邦方*; 大島 武; 北畠 真*; 伊藤 久義
Proceedings of 1st International Workshop on Ultra-Low-Loss Power Device Technology (UPD2000), p.199 - 200, 2000/00
近年、4H-SiC及び6H-SiC基板の面方位とこれら基板表面に形成されたMOS構造トランジスタの反転層内に誘導される電子のチャンネルモビリティの関連性が注目されている。そこで4H-SiC基板の面方位として(11-20)面と(1-100)面を選び、その表面にMOS構造キャパシタを形成して、界面準位と固定電荷の量を調べ、従来から用いられている面方位(0001)面のそれらと比較した。その結果、深部の界面準位は、(0001)面に比べ(11-20)及び(1-100)面の方がはるかに多く発生した。しかしながら、水蒸気中で850C、3時間の水蒸気中アニールを行ったところ、界面準位が1/2以下に減少した。(11-20)面は、水蒸気中アニールを行う温度を最適化すれば、界面準位の低減が可能であることがわかった。
高橋 芳浩*; 大西 一功*; 藤巻 武*; 吉川 正人
IEEE Transactions on Nuclear Science, 46(6), p.1578 - 1585, 1999/12
被引用回数：23 パーセンタイル：83.1(Engineering, Electrical & Electronic)金属/窒化膜/酸化膜/半導体(MNOS)構造が有する高い耐放射線性の原因を明らかにするため、照射前後での積層絶縁層中の捕獲電荷量分布を、絶縁層を斜めにエッチングする手法を用いて調べた。その結果、照射前では、窒化膜/酸化膜界面と酸化膜/Si基板界面に多量の電荷が分布していることがわかった。このMNOS構造に極性の異なる電圧を印加しながら
Co線を照射した。正電圧を印加して照射した試料では、窒化膜/酸化膜界面に電子が蓄積されるが、負電圧を印加して照射した試料では、窒化膜/酸化膜界面に正孔が蓄積されることがわかった。一方、酸化膜/半導体界面の電荷量の変化はMOS構造の結果と一致した。これらのことから、MNOS構造とMOS構造の照射効果の相違は、おもに窒化物/酸化膜界面の電荷量とその極性によって説明できることがわかった。
佐藤 治夫
JNC TN8400 99-061, 9 Pages, 1999/10
高レベル放射性廃棄物地層処分の性能評価における天然バリア中での核種移行解析のための入力パラメータとして、釜石鉱山の割れ目破砕帯(割れ目タイプC: 花崗閃緑岩健岩部、変質部、割れ目充填鉱物部より構成)より採取した岩石に対する間隙率および密度を水中飽和法により測定した。その結果、平均して8.6
0.43%とこれまでに同鉱山から採取された単一割れ目を伴う岩石(割れ目タイプB:花崗閃緑岩健岩部2.3%、変質部3.2%、割れ目充填鉱物部5.6%)と比較して大きい間隙率であった。一方、密度は平均して2.430.0089Mg/m
であり、割れ目タイプBを構成する各岩石のどの密度よりも小さい値であった。このことから、放射性核種は割れ目破砕帯で最も移行しやすいことが予想される。
-ray irradiation effects on 6H-SiC MOSFET大島 武; 吉川 正人; 伊藤 久義; 青木 康; 梨山 勇
Mater. Sci. Eng. B, 61-62, p.480 - 484, 1999/00
被引用回数：22 パーセンタイル：72.96(Materials Science, Multidisciplinary)シリコンカーバイド(SiC)デバイスの線照射効果を調べるために6H-SiCを用いて金属-酸化膜-半導体電界効果型トランジスタ(MOSFET)を作製した。作製したMOSFETへ線照射を行い、ゲート酸化膜中に発生する固定電荷と界面準位の量を、サブスレッショールド領域の電流-電圧特性の変化から見積もった。特に今回は、水素燃焼酸化とドライ酸化の2つの方法によりゲート酸化膜を作製することで、酸化膜の作製方法と固定電荷、界面準位の発生量の関係を調べた。その結果、固定電荷については酸化膜作製方法の違いによる差はみられなかったが、界面準位に関しては、水素燃焼酸化により作製したMOSFETの方が、ドライ酸化により作製したものより発生量が少なく耐放射線性に優れていることがわかった。
-ray irradiation大島 武; 吉川 正人; 伊藤 久義; 青木 康; 梨山 勇
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 37(8B), p.L1002 - L1004, 1998/08
被引用回数：15 パーセンタイル：57.75(Physics, Applied)高温(1200C)でチッ素注入することで作製した、6H-SiCのnチャンネルエンハンスト型金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)へ、線を照射し、ゲート酸化膜中に発生する界面準位と固定電荷を見積った。線は室温で1MR/hで行い、ザブスレッシュホールド領域でのドレイン電流のゲート電圧依存性の変化より、界面準位及び固定電荷を見積った。その結果、70kGy照射後に発生した、界面準位は510
/cm、固定電荷は310
/cmであった。この値はSiでのMOSFETで報告されている値にくらべ、界面準位では数十分の一、固定電荷では3分の一程度であり、SiC MOSFETが優れた耐放射線性を示すことが明らかになった。
線照射効果とそのメカニズム吉川 正人; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 高橋 芳宏*; 大西 一功*; 奥村 元*; 吉田 貞史*
電子情報通信学会論文誌,C-II, 81(1), p.140 - 150, 1998/01
宇宙環境で使用される半導体素子には、高温での素子動作ばかりでなく強い耐放射線性が要求される。今回我々は、広いバンドギャップを持つ6H-SiCを用いて作製したMOS構造素子の線照射効果を調べた。また酸化膜中の電荷分布の照射による変化も併せて調べ、線照射効果のメカニズムを追求した。その結果、酸化膜中に存在する正及び負の電荷が、線照射により増大するが、その量は酸化膜を作製する6H-SiCの面方位に強く依存することが分かった。線照射した6H-SiC MOS構造のC-V特性の横方向シフトは、酸化膜中の正と負の電荷の発生量と発生位置に依存するため、Si MOS構造のような照射による一定の規則性は存在しないことがわかった。
桜井 勉; 八木 知則; 高橋 昭
Journal of Nuclear Science and Technology, 35(1), p.76 - 81, 1998/01
被引用回数：3 パーセンタイル：31.9(Nuclear Science & Technology)使用済燃料溶解時、燃料中の炭素-14(
C)はCOとしてオフガス中に移行する。捕集したCOを炭素(C)に還元して長期貯蔵を図るため、極超短波放電下でCOと水素(H)を反応させ、Cに分解する条件を求めた。外径6mmの石英管(長さ10cm)を2本直列に繋ぎ、1:3のCO-H混合ガス(初期圧0.67kPa)を線速度3cm/sで流しながら、2450MHz電源から出力40Wで極超短波を供給し放電させた。その結果、第1放電管でCO
COの反応が進み、第2放電管でCOCの反応が進んで炭素が析出してくることがわかった。約5mgC/cm-表面の割合で炭素を析出させることができる。さらに析出炭素量を増加させる工夫が必要であるが、この方法が技術的に可能なことを確認した。
-ray irradiation on the electrical characteristics of SiC metal-oxide-semiconductor structures吉川 正人; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 高橋 芳浩*; 大西 一功*; 奥村 元*; 吉田 貞史*
Electronics and Communication in Japan., Part2, 81(10), p.37 - 47, 1998/00
宇宙環境や原子炉近傍で使用される半導体素子には、高温雰囲気での安定な動作ばかりでなく、強い耐放射線性が要求される。今回SiC半導体材料の中でも最も一般的な6H-SiCを用いて半導体素子の基礎構造であるMOS構造を作製し、その電気特性の吸収線量依存性を調べるとともに、その吸収線量依存性のメカニズムを酸化膜中固定電荷の深さ方向分布を用いて追求した。その結果シリコン面上のMOS構造のC-V特性の線照射による変化は、Si MOS構造のそれと類似しているが、カーボン面上のその変化は、大きく異なることがわかった。酸化膜中固定電荷の深さ方向分布を用いてこの結果を調べたところ、C-V特性の横方向シフトが酸化膜中に存在する正及び負の電荷の量と位置の変化により生じていることが分かった。
-rays吉川 正人; 斉藤 一成*; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 高橋 芳裕*; 大西 一功*; 奥村 元*; 吉田 貞史*
Mater. Sci. Forum, 264-268, p.1017 - 1020, 1998/00
+10V及び-10Vの電圧を印加しながら照射した傾斜酸化膜を用いて6H-SiC MOS構造を形成し、照射による酸化膜中の固定電荷の深さ方向分布の変化を調べた。未照射の酸化膜中には、SiO/6H-SiC界面に負の、その界面から40nm離れた所には正の固定電荷が存在することがわかっているが、+10Vの電圧を印加しながら照射すると、正の固定電荷は界面にしだいに近づき、界面の負の固定電荷と重なって電気的に中性になることがわかった。一方、-10Vの電圧を加えながら照射すると、界面の負の固定電荷は増加し、正電荷は消滅した。酸化膜中の固定電荷分布は照射中に印加される電圧の極性に大きく依存することがわかった。
-ray irradiation on 6H-SiC MOSFETs大島 武; 吉川 正人; 伊藤 久義; 梨山 勇; 岡田 漱平
Proceedings of 3rd International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.22 - 27, 1998/00
6H-SiC基板上へエンハンスメント型のn-チャンネルMOSFETを作製し、そのMOSFETの線照射効果を調べた。MOSFETは、そのゲート酸化膜をドライ酸素による酸化と水素燃焼酸化により作製し、効果の違いを調べた。その結果、酸化膜中の固定電荷、界面準位ともに、以前報告されているSiのMOSFETに比べ発生量が少ないことが分かった。酸化方法の違いによる効果は、固定電荷については、いずれの酸化方法でもほとんど違いは見られなかったが、界面準位に関しては、水素燃焼酸化を用いた方が、ドライ酸化よりも発生量が少なく、耐放射線性に優れていることが明らかになった。
中野 佳洋; 高野 秀機; 秋江 拓志
JAERI-Research 97-051, 31 Pages, 1997/07
JAERI-Research-97-051.pdf:2.41MB
JRR-3のベリリウム反射体中の照射孔において照射試験が行われた岩石型プルトニウム燃料の照射試験用試料について、その燃焼解析手法の検討を行った。使用した計算コードは、SRAC,ORIGEN2,MUPである。SRACコードを用いた計算では、。照射場のベリリウム反射体中の中性子エネルギースペクトルをあらかじめ求め、これを照射キャプセル外部境界からの入射スペクトルとする固定源計算と燃焼計算とを組み合わせた計算を行った。このとき照射キャプセル内のモデル化について、簡易モデルと詳細モデルとの比較を行い、計算結果に与える影響を評価した。また、ORIGEN2コード、MVPコードによる計算も行い、計算結果や断面積の比較等を行った。
吉川 正人; 斎藤 一成*; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*
Radiation Physics and Chemistry, 50(5), p.429 - 433, 1997/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)6H-SiCシリコン面とカーボン面をそれぞれ酸化してMOS構造を作製し、正及び負の電界を印加しながら線照射を行って、6H-SiC MOS構造酸化膜中に蓄積する固定電荷の発生メカニズムを調べた。シリコン面に作製したMOS構造では、正及び負の電界を印加しても酸化膜中には正の電荷が蓄積したが、カーボン面に作製したMOS構造では、正の電界に対しては正の、負の電界に対しては負の固定電荷が蓄積した。これらのことから、線照射によって発生する固定電荷の量は、吸収線量、印加電圧の極性、そして面方位に依存し、Si MOS構造とは異なる照射効果を持っていることが明確になった。
