核融合生成中性子量に対する半導体計測器X線感度特性依存性とその物理機構の解明

阐明半导体仪器的X射线灵敏度特性对核聚变产生的中子数量的依赖性及其物理机制

• 批准号: 16760668
• 负责人: 小波蔵 純子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760668/
• 关键词: 半導体検出器; 中性子損傷; 核融合中性子源; シンクロトロン放射光; X線感度; DT核融合; 中性子フルエンス; X線トモグラフィ

n型シリコンに比べ照射後の感度劣化の割合が少ないことが明らかとなったp型シリコンについて、種々の初期基板抵抗値をもつ半導体検出器に対し、前年度に続き総フルエンス量を増大した中性子照射を実施し、X線感度特性の中性子照射量依存性の評価を行った。(i)耐放射線特性に優れたp型半導体について、異なる種々の初期基板抵抗値(即ち、半導体基礎特性を決定する要素である不純物濃度)を持つ検出器に対し、前年度までと同様の手法により引き続き10^<14>n/cm^2以上の中性子照射を行った。これらの検出器について、(ii)シンクロトロン放射光(KEK)を用いたこれまでの研究で確立されたX線解析手法に拠る検出器量子効率変化の評価、また暗電流特性変化の評価を行った。これにより、(iii)初期特性の異なる半導体データの比較を行った。これらは、n型とp型半導体の差異でもある実効的不純物濃度の違いが、これまでの成果で述べた様な、両型が異なる中性子照射依存性示す物理機構の解明にも役立つ。(iv)検出器の空乏層厚の変化については、半導体静電容量-印加電圧特性計測に拠り評価した。以上より、中性子照射量に対する、電荷拡散長、並びに空乏層厚の系統的データセットを収集し特性を評価した。一方で、前年度に続き、(v)P型、並びに5×10^<15>n/cm^2までは使用可能であることを確認しているJETのn型(n型はp型に比べ一般に広く使用されている)について、更に照射量を増やし中性子照射積分量に対するその使用限界を評価することができた。

N シ リ コ ン に than べ の sensitivity after irradiation degradation の cut less close が な い こ と が Ming ら か と な っ た p-type シ リ コ ン に つ い て, kind of 々 の early on substrate resistance numerical を も つ semiconductor 検 extractor に し seaborne, former annual に 続 き 総 フ ル エ ン を raised large amount of ス し た temper in irradiation を be し, X-ray sensitivity characteristics of の temper exposure dependency の review 価 を line っ た. (I) radiation resistant properties に optimal れ た p-type semiconductor に つ い て, different な る kind 々 の early on substrate resistance numerical basis (i.e. ち, semiconductor features を decided す る elements で あ る impurity concentration) を hold つ 検 extractor に し seaborne, former annual ま で と with others の gimmick に よ り lead き 続 き 10 ^ < 14 > n/cm ^ 2 above の temper line irradiation を っ た. こ れ ら の 検 extractor に つ い て, (ii) シ ン ク ロ ト ロ ン ray (KEK) を い た こ れ ま で で の research established さ れ た X-ray analytical technique に 拠 る 検 out him mad son working rate variations の review 価, ま た dark current characteristics - the の review 価 を line っ た. Youdaoplaceholder2 れによ なる, (iii) initial characteristics are similar to なる semiconductors デ れによ タ タ を in を line った. こ れ ら は, n-type と p-type semiconductor の differences で も あ る which be not pure sharper concentration の い が, こ れ ま で で の results above べ た others な, struck が different な る す temper irradiation dependency indicated in the physical organization の interpret に も battle つ. (iv)検 the thickness variation of the empty layer of the 検 output <s:1> に 検 て て て, semiconductor electrostatic capacitance - Inca voltage characteristic measurement に拠 evaluation 価 た た た. Above よ り, temper in exposure に す seaborne る and charge company, taking long and び に depletion layer thick の system デ ー タ セ ッ ト を 収 set し features を review 価 し た. Party で, former annual に 続 き, P type (v), and び に 5 x 10 ^ < 15 > n/cm ^ 2 ま で は use may で あ る こ と を confirm し て い る JET の n (n は p-type に than general に べ hiroo く use さ れ て い る) に つ い て, more に exposure を raised や し に temper irradiation volume in the polices す る そ の use limit を review 価 す る こ Youdaoplaceholder0 た た.

项目成果

Long-term observations of x-ray energy responses of semiconductor detectors after neutron irradiation

中子辐照后半导体探测器X射线能量响应的长期观测

• 发表时间: 2005
• 期刊: Photon Factory Activity Report 2004 Vol.22
• 作者: Shinmura;T. and Arakawa;Y.;T.Cho et al.;安藤 利得;三好雅也・新村太郎・荒川洋二;T.Cho et al.;安藤 利得;T.Cho et al.;新村太郎・荒川洋二;大林 雅俊;J.Kohagura et al.
• 通讯作者: J.Kohagura et al.

Recent Progress in the GAMMA 10 Tandem Mirror

GAMMA 10 串联镜的最新进展

• 发表时间: 2005
• 期刊: Transactions of Fusion Science and Technology 47・1T(印刷中)
• 作者: T.Cho;H.Higaki;M.Hirata;H.Hojo;M.Ichimura;et al.(共著)
• 通讯作者: et al.(共著)

Comparison of the Radially Produced Electric-Field Shear Effects Analyzed from End-Loss Current and Central-Cell Soft X-Ray Data

根据端损电流和中心单元软 X 射线数据分析的径向产生的电场剪切效应的比较

• 发表时间: 2005
• 期刊: Transactions of Fusion Science and Technology 47・1T(印刷中)
• 作者: M.Hirata;T.Cho;M.Yoshida;et al.(共著)
• 通讯作者: et al.(共著)

Observation of the Effects of Radially Sheared Electric Fields on the Suppression of Turbulent Vortex Structures and the Associated Transverse Loss in GAMMA 10

观察径向剪切电场对 GAMMA 10 中湍流涡结构抑制及相关横向损失的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review Letters Vol.94, No.9(印刷中)
• 作者: T.Cho et al.