中間・事後評価結果

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原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ
若手原子力研究プログラム 事後評価総合所見

研究開発課題名(研究機関名):革新的原子力エレクトロニクス技術を活用した原子炉制御・保全システムに関する基盤研究
代表研究者(研究機関名):田中保宣(独立行政法人産業技術総合研究所)
研究期間及び予算額:平成20年度〜平成21年度(2年計画) 19,986 千円
項目 要約
1.研究開発の概要 原子炉格納容器内には、エレクトロニクス技術を用いて駆動制御を行う電動機器が多いが、通常の半導体素子は放射線耐性が著しく低いため、駆動回路は低放射線場に設置される。その結果、例えば原子炉によっては200 本以上ある制御棒に対して各々駆動用モータと一対の電力用ケーブルを格納容器外へ20m以上もの距離を配線する必要があり、原子炉施設の肥大化・複雑化を招く上にケーブル脱着時の誤配線等、メンテナンスの際に発生するリスクも大きい。また、原子炉点検用のロボットや事故発生時に使用される各種作業ロボットについても同じ理由で駆動回路は外部に設置されているため、システムの小型化・高効率化が困難である。更に言えば、これらの電動機器は事故時の高温環境(150℃以上)においても安定した動作が求められるが、通常の半導体素子では実現不可能である。研究代表者は、平成15〜19 年度において原子力試験研究「原子力エレクトロニクスのための半導体デバイス化技術に関する研究」において、炭化珪素(SiC)半導体素子の耐放射線性評価を行い、同素子の優れた特性を明らかにした。本研究では、これらの知見に基づいて、SiC 半導体素子を用いたモータ駆動回路を実際に試作した上で放射線環境下での動作試験を行い、SiC 駆動回路の耐放射線性を実証する事を目的とする。更には、モータ駆動回路のみでなく各種電子制御回路へのSiC 半導体適用の可能性を探る。
2.総合評価
 評価:A
  • SiC静電誘導型トランジスタ(SiC-SIT)の加工技術の確立、素子単体、駆動回路の耐熱性、耐放射線性の確保など、本事業で実施した3項目について優れた業績が挙げられている。
  • 熱中性子、高速中性子、高エネルギー陽子等に対するSiCデバイスの耐性が明らかになれば応用分野がさらに広がるので、SiCデバイスの耐放射線研究を継続してもらいたい。
S)特に優れた業績が挙げられている
A)優れた業績が挙げられている
B)想定された業績が挙げられている
C)想定された業績が一部挙げられていない
D)業績がほとんど挙げられていない
3.その他
  • 耐放射線性に関しては、弾き出し損傷による劣化の機構を材料科学的に解明することが重要となる。特に、照射温度依存性や照射量依存性については、詳細に確認することが必要となる。大変に有意義な研究なので、是非これからも継続して発展させてもらいたい。

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