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Development of particle identification and energy measurement system for slow cosmic ray muons for the evaluation of muon-induced soft error rate

Research Project

Project/Area Number 21K14564
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kawase Shoichiro  九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10817133)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords宇宙線計測 / チェレンコフ検出器 / 粒子識別 / 宇宙線ミュオン / 検出器開発
Outline of Research at the Start

ソフトエラーとは電子機器が放射線に曝された際に生じる一過性の誤動作のことである。 宇宙からは絶え間なく宇宙線という放射線の一種が降り注いでいるが、近年の半導体デバイスの微細化によって、宇宙線に含まれるミュオンを原因とするソフトエラーの発生が懸念されている。しかし、その発生率の評価に不可欠な低速宇宙線ミュオン流束の実測データは乏しいのが現状である。本研究では、チェレンコフ検出器を用いて低速宇宙線ミュオン識別・エネルギー測定システムを開発し、計算機や電子機器が設置される実環境における低速宇宙線ミュオン流束の高精度測定を実現する。

Outline of Final Research Achievements

In order to accurately evaluate the soft-error rate in semiconductor devices caused by cosmic-ray muons, it is necessary to obtain measured data on the flux of low-energy cosmic-ray muons in the actual environment where the computer is installed. In this study, we have developed a Cherenkov detector. It discriminates cosmic-ray electron-derived events from cosmic-ray muon-derived events, which are the main background in the flux measurement of low-energy cosmic-ray muons and measures the kinetic energy of the cosmic-ray muon from the intensity of Cherenkov radiation. We also developed a data acquisition system synchronizing with an existing cosmic-ray muon flux measurement system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したチェレンコフ検出器は、計算機の稼働する実環境での低速宇宙線ミュオンの流束の実測におけるバックグラウンド電子由来の不確かさの低減に寄与する。これにより、高度情報化社会に深刻な影響をもたらしうる、宇宙線ミュオン起因の半導体デバイスでのソフトエラーの発生確率の高精度評価に貢献することができる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2023 2022

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] Developmemt and preliminary experiments of a charge-discriminating low-energy cosmic-ray muon measurement system for the evaluation of muon-induced soft errors2023

    • Author(s)
      Satoko Kamei, Shoichiro Kawase, Naoto Nakagami, Akira Sato, Satomi Nakatani, Yukinobu Watanabe
    • Organizer
      研究会「放射線検出器とその応用」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 宇宙線計測のための粒子弁別用チェレンコフ検出器の開発2022

    • Author(s)
      中谷聡江、亀井智子、川瀬頌一郎、佐藤朗、中上直人、渡辺幸信
    • Organizer
      日本原子力学会九州支部第41回研究発表講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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