宇宙線ミュオンが電子機器を誤動作させることを確認―自動運転や超スマート社会の安全に黄色信号：九州大学/大阪大学/高エネルギー加速器研究機構ほか
(2018年5月29日発表)
九州大学大学院総合理工学院の渡辺幸信教授と大阪大学大学院情報科学研究科の橋本昌宣教授、高エネルギー加速器研究機構（KEK）、日本原子力研究開発機構（JAEA）、大強度陽子加速器施設（J−PARCセンター）らの研究チームは5月29日、宇宙線のミュオンが電子機器内のメモリーなどに飛び込んで誤動作を引き起こすことを実験で初めて確認したと発表した。
メモリーなどの半導体は家電製品や自動車などに数多く使われている。近年、半導体の微細化、省エネ化が極限まで進み、わずかな宇宙線に対しても脆弱(ぜいじゃく)になった事により、スマート社会の安全性に黄色信号が灯っている。
たくさんの家電製品などがインターネットで繋がるIoT社会が進み、電子制御による車の自動運転が実用化を迎えるスマート社会で、電子機器に誤動作を与える「ソフトエラー」の心配は以前から指摘されていた。
これまでは宇宙線の中でも中性子が原因と見られていたが、研究チームは新たにミュオンがソフトエラーの原因になることを実験で確認した。このミュオンは、降り注いだ宇宙線が地球の大気と衝突して作られる二次粒子で、本来は物質とは余り反応しなかった。
チームは茨城県東海村にある大強度陽子加速器施設（J-PARCセンター）で人工的に発生させた負ミュオンと正ミュオンを、ナノレベル（1nmは10億分の1m）の線幅の半導体素子に照射させた。メモリーに保存されている「0」と「1」で組み合わされたビット情報が一部反転していた。
負ミュオンの方が正ミュオンより発生確率が約4倍多かった。負ミュオンが半導体素子に侵入し、大きな電荷を与えることで「0」を「1」に、「1」を「0」に書き換えたことを確かめた。
ソフトエラーは稀にしか起きない現象だが、世界中で膨大な数の半導体が使われており、また社会インフラを支える電子機器内で一旦誤動作が起きると、致命的なトラブルや事故につながる危険性がある。
チームは今後ソフトエラーの発生メカニズムを解明し、エラー率を推定するシミュレーション技術などを開発することにしている。
