[发明专利]核反应检测装置、方法以及程序

说明书

核反应检测装置具备：FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)(100)，其配置于粒子放射线入射的环境中，并形成有用户电路(101)，该用户电路(101)构成为在FPGA所包含的半导体元件中产生SEU(Single Event Upset：单粒子翻转)时输出与正常时不同的值；以及SEF检测部(210)，其基于来自所述FPGA(100)的用户电路(101)的输出值，检测在用户电路中发生了异常动作(SEF)。

技术领域

本发明涉及确定粒子线的能量，并进行该粒子的能量的SEU截面测定的技术。

背景技术

为了测定SEU(Single Event Upset：单粒子翻转)截面的能量依赖性，以往通过照射特定能量的粒子束来测定SEU截面。例如，CYRIC(Cyclotron and Radioisotope Center：回旋加速器和放射性同位素中心)、TSL(The Svedberg Lab.)作为单色/准单色中子源而已知，通过仅生成特定的能量，能够求出由该能量的粒子引起的SEU截面(非专利文献1)。

在此，SEU是指单一的粒子(中子、质子、重粒子等)入射到存储器等LSI(LargeScale Integration：大规模集成电路)并通过核反应生成的电荷，由此使保存于LSI的数据(位)反转的现象。另外，SEU也被称为软错误。

另外，SEU截面(SEU Cross Section)是指表示粒子产生SEU的比例的尺度。若将对半导体照射注量(fluence)Φ[n/cm²](入射至单位面积的粒子的总数)的粒子时产生的SEU的数量设为N，则由下述式(1)表示SEU截面。

[数式1]

SEU截面＝N/Ф 式(1)

另一方面，作为以往检测粒子放射线的能量的方法，有飞行时间法。飞行时间法是通过测量飞行一定距离所需的时间来计算粒子的速度，并转换为粒子能量的方法。作为本方式的使用例，例如对作为粒子放射线的一种的中子的飞行时间法进行说明。中子的能量E与中子的速度v的平方成正比，由下述式(2)表示。另外，m为中子的质量。

[数式2]

因此，使用加速器、原子反应堆生成脉冲中子，在一定距离设置检测器，测定脉冲中子的生成时间与中子被检测器检测出的时间之差(飞行时间)，由此能够确定该中子的能量。这样，飞行时间法作为求出中子能量的方法而被广泛使用。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Eishi H.Ibe，“Terrestrial Radiation Effects in ULSIDevices and Electronic Systems”，pp.84-105，John WileySons Singapore Pte.Ltd，2015.

发明内容

发明要解决的课题

作为确定产生软错误的粒子的能量的方法，在使用作为现有技术的单色源的情况下，特别是在中子的情况下，只能生成断续的能量，难以测定连续的SEU截面。