2019 Fiscal Year Research-status Report
原子力発電所等高放射線環境下で動作可能な電子回路の開発
| Project/Area Number |
19K05337
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
|---|
Principal Investigator |
高倉 健一郎 熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系先端研究コアグループ, 准教授 (70353349)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 半導体素子の耐放射線性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
電子回路開発のための素子を選定した。放射線強化機器の対象として、ロボットの動作を制御するために利用するマイコン、遠隔での操縦者の視野を確保するカメラは、ロボットを遠隔で操作するために重要と判断し、これらの機器に利用される素子または、機器そのものを対象として選定した。選定にあたっては、実際に廃炉ロボットの開発に携わっている開発者と耐放射線性の要求が高い機器を協議した。
マイコンは、入手しやすく広く利用されているArduino, Raspberry Piを選定した。これらは、多数素子の組み合わせであるため、劣化個所の特定が困難と予想されたため、それぞれの入出力部やCPUなど、分離可能な個所について、個別に照射して特に劣化が顕著な素子を抽出することとした。カメラは、耐放射線対策が施されたカメラが、すでに開発されているが、高価であるため、汎用品の中からWebカメラを選定した。照射に伴う撮像した画像の乱れや色などの劣化、およびカメラそのものの動作不能などによりカメラの放射線耐性を評価することを計画している。
それらの素子の初期特性を評価したのちに、放射線照射を実施した。マイコンは、高照射で動作不能となった。個別の素子を評価すると、フラッシュメモリが放射線照射で破壊されていることが分かった。フラッシュメモリの劣化によりマイコン全体が機能しなかった可能性が示唆される。カメラは、今回の放射線照射量では動作不能となったものはなかった。しかし、画質が低下したり色相が変化したりと放射線照射による劣化が確認された。特にカメラレンズに着色が見られており、電気素子以外にも機器の評価の必要性があることが分かった。
照射後の素子に対する動作の確認を実施しているものの、劣化度合いや、劣化個所の詳細については、未評価である。今後、取得データの解析を進める必要がある。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
素子選定に時間を要したため、また、感染症拡大防止の観点より学外での活動が制限されたため、素子への放射線照射が思うように進められず、計画に遅れを生じた。しかしながら、感染症対策のため、学外での活動が制限されている状況下において、例えば、放射線照射試験の実施など、活動がさらに遅れる可能性も懸念される。
当面は、すでに放射線照射を終わらせている素子に対する評価並びに劣化度合い、箇所などの検証を進める予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初研究計画から、若干遅れているため、早急に照射後の素子評価を開始する。すでに、照射後の素子の動作の可否はわかっているが、劣化原因や個所を特定できておらず、詳細の評価（素子個別の動作確認など）を実施する予定である。
マイコンは、CPUや入出力装置、内部メモリ（フラッシュメモリなど）を個別に照射しているため、個々の素子の劣化、破壊の有無を調査する。
Webカメラは、照射量に応じて徐々に画質の低下、高照射量でも動作不能となった機器はなかったため、画質低下の原因を調査する。外観では、カメラレンズが放射線照射により若干着色しているようにも感じられるため、レンズの透過度などを個別に評価する予定である、。
各素子の放射線劣化原因などが特定できた後には、その性能を保証する外部回路開発を開始する。
|
| Causes of Carryover |
研究計画の遅れに伴い、素子への放射線照射に伴う旅費や、物品購入費などが計画よりも少なくなった。早急に計画実施を進める予定であるが、照射実施など移動を伴う研究の実施の遅れが今後も予想される。
すでに照射済みの素子に対する放射線照射損傷については、評価並び解析を進め、劣化原因の特定を行う。また、劣化に対して外部回路にて補償できないか検討する。
|
Research Products
(2 results)
