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前山 伸也*; 渡邉 智彦*; 仲田 資季*; 沼波 政倫*; 朝比 祐一; 石澤 明宏*
Nature Communications (Internet), 13, p.3166_1 - 3166_8, 2022/06
被引用回数：14 パーセンタイル：93.82(Multidisciplinary Sciences)乱流輸送は、磁場閉じ込め核融合プラズマを閉じ込めるための重要な物理過程である。最近の理論的,実験的研究により 小さい(電子)スケールと大きい(イオン)スケールの乱流の間にクロススケールの相互作用が存在することが明らかにされている。従来の乱流輸送モデルではクロススケール相互作用が考慮されていないため、将来の核燃焼プラズマ実験においてクロススケール相互作用を考慮する必要があるかどうかを明らかにする必要がある。核燃焼プラズマ実験では、核融合で生まれたアルファ粒子によって高い電子温度が維持されるため、プラズマの性質が今まで実験されてきたものと大きく異なると予測される。本論文では、スーパーコンピュータを用いたシミュレーションにより、高電子温度プラズマにおける電子スケールの 電子温度プラズマの乱流は、電子だけでなく燃料や灰の乱流輸送にも影響を与えることを明らかにした。電子スケールの乱流は、イオンスケールの微小的不安定性の原因である共鳴電子の軌道を乱し、大きなスケールの乱流揺らぎを抑制する。同時に、イオンスケールの乱流渦も電子スケールの乱流を抑制する。これらの結果は 異なるスケールの乱流が互いに排他的であることを示す。また、クロススケール相互作用により、熱流束が減少する可能性を示す。
三浦 幸俊
RIST News, (61), p.1 - 2, 2016/07
最近のスーパーコンピューターの処理能力は、1秒間に1PFlops=1,000,000,000,000の処理をする。数字的には無限に近い演算を行なっている。そこで、無限大の数に関する数学的な考え方を解説し、また、分子等が多数(無限と思える数)の集団として、衝突、摩擦などを行なう振る舞いは、「複雑系」と呼ばれる振る舞いを示す。この複雑な自己組織化する振る舞いもスーパーコンピューターが限りなくその能力を発揮し、我々に未知なることの姿を教えてくれるだろうと考えている(巻頭言)。
津田 修一; 斎藤 公明
「福島の復興に向けての放射線対策に関するこれからの課題」シンポジウム報告書, p.30 - 33, 2015/00
東京電力福島第一原子力発電所事故(以下、東電福島事故)後、福島県をはじめ東日本の広域において、環境中の空間線量測定等が継続して実施されている。測定に使用されるサーベイメータ等の測定器は、基準校正場と呼ばれる既知の放射線場において、一方向から(多くは測定器の前方に)放射線を当てる条件において測定精度が保証されているが、実際の環境中では、放射線は様々な方向から測定器に入射する。球形の測定器を除くと、一般の測定器は入射する放射線の方向によって異なる感度を有するため、校正された照射条件と異なる方向から放射線が入射する場合の線量の信頼性を把握する必要がある。そこで本研究では、ほぼ無限に広がった地面に放射性核種が存在する環境をPHITSコード上で再現し、実際の測定に活用されているNaI(Tl)サーベイメータと、車走行サーベイKURAMAに用いられているCsI(Tl)シンチレーション検出器について線量を計算した。発表では、光子入射方向と、導出される線量との関連について報告する。
in consideration of whole-body movements曽 智*; 鈴木 芳代; 栗田 雄一*; 辻 敏夫*
Proceedings of SAI Intelligent Systems Conference 2015 (IntelliSys 2015), p.651 - 656, 2015/00
The tiny roundworm 
(
) is one of the simplest multicellular organisms known, with a neural circuit consisting of just 302 neurons. Despite its simplicity, the worm can navigate efficiently to the source of a target chemical - a movement known as chemotaxis. Recent studies have revealed that the worm utilizes only two sensory neurons to determine the temporal and spatial gradients of chemical substances for chemotaxis, but its neural computation mechanism is not yet fully understood. The authors propose a mathematical model based on measurement data and neural connection structure to simulate chemotaxis and using a robot simulator platform in order to account for wholebody movements. The simulation results are used as a basis for discussion of how chemical gradients are calculated in neurons.
宮村 浩子; 河村 拓馬; 鈴木 喜雄; 井戸村 泰宏; 武宮 博
情報処理学会論文誌, 55(9), p.2216 - 2224, 2014/09
数値シミュレーションでは、ある変量軸を設定して計算し、その変量の変化に応じて結果が変化する様子を観察することが行なわれる。対象となるモデルが3次元である場合、シミュレーション結果は4次元となる。このような4次元以上の多次元データの解析は、空間軸と変量軸で構成された多次元空間内を精査して特徴領域を特定する必要がある。しかし、多次元かつ大規模な対象データから特徴領域を探し出す作業は、膨大な手間と時間を要する。さらにすべての特徴領域を見逃しなく発見することは困難である。本研究では、4次元データから特徴領域を発見するために、動画像解析技術である時空間画像を応用した2次元可視化手法を提案する。具体的には、8分木構造を用いて空間軸を作成し、その軸と垂直に変量軸を作成することで4次元データを2次元画像として可視化する。実際に提案手法を原子力施設の耐震シミュレーション結果と固有値解析シミュレーション結果に適用し、応力値が相対的に高い領域の発見や、周波数ごとに影響を受ける領域の探索を実施した。その結果、提案手法を用いることで複雑かつ大規模な4次元データから特徴領域を効率的に発見できることを確認した。
高瀬 和之; 小瀬 裕男*; 吉田 啓之; 秋本 肇; 佐竹 信一*
Proceedings of International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF 2005), p.137 - 144, 2005/11
著者らは水や蒸気からなる二相流現象を実験式や構成式を極力用いないで予測する新しい二相流解析手法の開発を行っている。本手法では従来手法よりも大量の計算格子数が必要である。そこで、著者らは地球シミュレータ等のスーパーコンピュータを用いた効率的な大規模シミュレーション法開発や大規模解析データの可視化表示法開発も併せて行っている。本報では、開発中の二相流解析手法を使って予測した将来型水冷却炉の燃料集合体内を流れる気泡流及び液膜流挙動の結果を示す。燃料棒が稠密に配置された将来型炉の燃料集合体において、狭隘な燃料棒間における大規模な気泡の合体・分裂に関する挙動がはじめて詳細に明らかになった。また、スペ-サまわりの液膜挙動の詳細も明らかになり、数値計算によるスペ-サ形状の最適設計実現に対して高い可能性が得られた。
上島 豊
i-Net, (13), p.6 - 9, 2005/05
国際数学・理科教育調査など多くのデータが青少年の科学技術離れを指摘している。文部科学省は、科学技術及び理科の理解増進を図るために「科学技術・理科大好きプラン」を立ち上げ、推進している。日本原子力研究所関西研究所では、「科学技術・理科大好きプラン」の柱の2つであるScience Partnership Program(SPP)及びSuper Science High-school(SSH)にかかわっている。平成14-16年度に渡り、奈良県SSH指定高校の西大和学園において可視化・バーチャルリアリティーをキーワードに物理,生物,情報,美術の最先端を横断的に学ぶ授業に挑戦した。本報告では、このSSHとの連携を通じて行った新しいスタイルの授業モデルの開発について紹介する。
前迫 浩*; 鈴木 喜雄; 青柳 哲雄; 中島 憲宏
FUJITSU, 55(2), p.109 - 115, 2004/03
ITBL(Information Technology Based Laboratory)プロジェクトは、e-Japan重点計画の一つとして、6つの研究機関が主体となり推進されている。本プロジェクトの目的は、研究機関が固有に所持しているスーパーコンピュータ・プログラム・データなどの知的資源を共有化し、研究者間の共同研究を支援する仮想研究環境を構築することである。日本原子力研究所は、この仮想研究環境を実現しうるためのITBLシステム基盤ソフトウェアの開発を行っている。ITBLシステム基盤ソフトウェアは、スーパーコンピュータを接続するための認証機能や並列分散通信機能,それらを利用するためのジョブ実行支援機能,研究者のコミュニケーションを支援するコミュニティ機能などを提供する。ここでは、ITBLシステム基盤ソフトウェアの紹介のほか、アプリケーションとして開発している量子生命情報システム,数値環境システムについても紹介する。
佐藤 稔; 松田 俊明
平成15年度高エネルギー加速器研究機構技術研究会報告集(CD-ROM), 3 Pages, 2004/00
JT-60データ処理設備では、計測機器の制御及びデータ収集にCAMACが広く使われている。従来CAMACの制御は、マイクロコンピュータで行っていたが、徐々にUNIXのワークステーション及びPCに移行している。移行されたCAMACシステムの制御及びデータ収集方法について報告する。
米澤 仲四郎; 松江 秀明; 宮本 ユタカ; 鈴木 大輔; 安田 健一郎; 伊奈川 潤; 齋藤 陽子
実用ガンマ線測定ハンドブック, 366 Pages, 2002/06
ゲルマニウム検出器を使用する
線スペクトロメトリーは、高分解能で、誰にでも使用できる強力な放射線測定法として、放射化分析,環境放射能研究等広い分野で利用されている。線スペクトロメトリーに関する日本語の単行本が少ないため、Gordon Gilmore, John Hemingway著,"Practical Gamma-ray Spectroscopy" (John Wiley & Sons, 1995年)を翻訳した。本書は、ゲルマニウム検出器を用いた線スペクトロメトリーについて、実用面に重点を置いて基礎から応用までを分かりやすく解説してあり、本年6月頃日刊工業新聞社から刷り上がり約500ページの単行本として出版される。
水橋 清; 宇野 定則; 千葉 敦也; Kitchen, R. L.*; 高田 功; 田島 訓
JNC TN7200 2001-001, p.80 - 83, 2002/01
原研高崎イオン照射施設(TIARA)のタンデム加速器は、平成3年11月より稼働を開始し、今日までさまざまな研究に利用されてきた。旧制御系はVME-busモジュールで構成されたコンピュータシステムで、加速器及びビームライン機器とのインターフェイスにCAMACを用いて制御を行っていた。この制御系で使用していた主要機器のサポートが切れ、入手ができなくなったことや通信系のトラブルが多くなり、加速器の円滑な運転が困難になってきたため平成13年1月より制御系の更新を行った。新制御システムはパーソナルコンピュータ6台で構成されており、各々Ethernetでネットワークされている。今回の更新では、コンピュータの他に幾つかの操作機器の更新や新設、そして制御ソフトにも機能を追加した。本研究会では、旧制御系と新制御系の概要と新制御ソフトウェアの機能について報告を行う。
福本 一郎; 大村 悦二*
精密工学会誌, 67(6), p.916 - 921, 2001/06
高ピークパワーの超短パルスレーザーをターゲットに照射すると、照射領域が極短時間で蒸発し、熱伝導による影響の極めて小さい加工を行うことができる。そのため、精密・微細加工への応用が期待されている。超短パルスレーザーの加工分野への応用には、微視的アブレーションプロセスの解明が不可欠である。そこで、本論文では、金属ターゲットにガウシアンビームを照射した際に起こる微視的現象を、分子動力学法を用いてシミュレーションした。その結果、レーザー照射直後に表面下に強い衝撃波が発生し、表面上のレーザー照射部を起点として、円形に広がっていくことがわかった。また、この衝撃波の強度は、進行方向に対し一様ではなく、表面の垂線に対し15~40度の方向に強く現れることを示した。さらに、衝撃波が固液界面を通過する際、多数の転位が発生し、その一部は衝撃波とともに材料内に伝播することなどを明らかにした。
谷 啓二
第49回理論応用力学講演会講演論文集, p.313 - 316, 2001/00
科学技術庁は、地球観測,基礎過程研究,計算機シミュレーションの三位一体で地球環境変動予測研究を促進される計画を推進している。その一環として、大気大循環シミュレーション分野の現用計算機の1000倍の実効速度を持つ超高速計算機「地球シミュレータ」の開発を進めている。そのシステム概要,開発状況及びその利用における課題について発表する。
新井 英彦
電気学会技術報告, (810), p.56 - 58, 2000/10
電子ビーム照射により排煙中のSO
及びNOを除去する技術は、現在世界的に注目されている。本報告では、このSO及びNO除去反応を電子計算機によりシミュレーションする方法の原理及び研究の現状などについてまとめた。代表的なプログラムは、ドイツ・カールスルーエ研究所で開発され、計算結果と実験値とのかなりよい一致が得られている。
古川 純*; 中西 友子*; 松林 政仁
可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.377 - 380, 2000/07
生きた根の水分吸収動態を中性子ラジオグラフィを用いて可視化した。根の成長と水分の分布はコンピュータトモグラフィを用いて3次元的に解析した。ダイズ幼植物をアルミ製のコンテナで育成し、熱中性子ラジオグラフィにより根圏の水分像を時系列的に得た。画像解析の結果、水分の減少する部位は根の成長とともに上部から下部へと移行していくことがわかった。また根近傍の水分動態の計測から、根の成長に沿った三段階の吸収様式が示された。水分を吸収する二つの相と、その中間の根近傍の水分が一時的に増加する相である。この水分が増加する相と側根の発生が同時期であったことから、根の活動と周囲の水分布の関連性が示唆された。これまで根の周囲の水分動態を微視的に解析した研究例は少なく、中性子ラジオグラフィによる可視化手法は植物の活性解析に非常に重要情報を与えるものと期待される。
林 光彦*; 高井 茂臣*; 坂口 裕樹*; 松林 政仁; 江坂 享男*
可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.375 - 376, 2000/07
中性子断層撮影法(CT)を用いたリチウムイオン伝導体中のリチウムイオンの分布を測定した。実験にはスピネル型構造を持つLi
Ti
O
を用いた。
Liのみを含む円柱状試料と
Liのみを含む円柱状試料を組み合わせた面接触電界試料及びLiのみを含む円錐状試料と組み合わせた点接触段階試料をLiのみを含む円柱状試料をカソード側として電気炉中で電解して製作した。電解終了後、カソード側の円柱状試料に対して中性子CTを行った。その結果Liイオンは、点接触電解試料では試料の中心部分にのみ侵入していること、面接触電解した試料では試料全体にわたっと侵入していることが確認された。また点接触電解試料の断層像の濃度プロファイルから、試料中に形成される電場は通常の金属導体中の電場と同様に形成されることが示された。
坂口 裕樹*; 畠山 恵介*; 佐竹 祐一*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 松林 政仁; 江坂 享男*
可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.373 - 374, 2000/07
Mg
Ni等の水素吸蔵合金中の微量・低濃度水素を少量の試料により非破壊かつ高精度に定量する手法確立を目的として、中性子ラジオグラフィの応用を試みた。フィルム法による撮影は京都大学炉の冷中性子ラジオグラフィ装置を用いて行い、中性子コンピュータトモグラフィによる断層撮影はJRR-3熱中性子ラジオグラフィ装置を用いて行った。その結果、フィルム法による測定から水素固溶領域と水素化物生成領域のそれぞれで、黒化度と水素濃度との間にほぼ直線関係があることがわかり、MgNi中の微量・低濃度水素を高精度に定量できることが示された。また断層像から、水素化処理を施したMg
Ni塊状直方体試料について、水素は直方体試料の各面の表面から一様に侵入していくことが確認された。
戸澤 克弘; 松本 俊一; 掛樋 勲
JNC TN9400 2000-052, 110 Pages, 2000/04
JNC-TN9400-2000-052.pdf:4.39MB
本研究は、従来のPurex再処理法と異なるシステム概念の乾式リサイクルシステム(乾式再処理)について、主要機器であるカソードプロセッサ(蒸留器)の蒸留挙動を模擬し、処理時間及び物質収支などを把握するための蒸留解析コード及び、プロセスセルの冷却挙動解析をパーソナルコンピュータ上で実施できるように解析モデルを作成したものである。これらは、乾式リサイクルシステム構築、評価のためのシステム解析ツール(設計ツール)開発の一環として行ったものである。カソードプロセッサ蒸留解析コードの作成にあたっては、検証計算としてベンチマークデータが公開されている2次元キャビティ内の自然対流問題のベンチマーク解と本解析コードでのパーソナルコンピュータ上での計算結果を比較した結果、よく一致することを確認した。次に、本解析コードの精度向上、作業効率向上を目的とした改良を行った上で、本解析コードを用いてカソードプロセッサを模擬した円筒状の密閉容器の体系にてCdの蒸留について蒸留解析を実施し、蒸留挙動がシミュレーションできることを確認した。乾式プロセスセルの冷却挙動解析モデルの作成に当たっては、ワークステーション上の詳細解析モデルとのベンチマーク解析からパーソナルコンピュータ上でも十分な精度でモデル化できることを確認した。定常解析によりセル内の流況と温度分布を確認した上で、非常時冷却過渡解析を行った結果、定常的にはヒートバランスがとれた条件であっても、初期の段階で過渡的な温度ピークが発生することがわかった。さらに過渡解析の最終的な定常値は非定常変動の部分的な循環流のでき方に左右され、現象自体の不安定さに影響される可能性があるため、セル空調系の設計にあたっては、冷却ガスのよどみ部に発熱に伴う循環流を起こさない設計とする必要があることがわかった。
横川 三津夫; 谷 啓二
情報処理, 41(4), p.369 - 374, 2000/04
科学技術庁では、プロセス(基礎科学)研究、観測、計算機シミュレーションの三位一体で地球環境変動予測研究を推進するプロジェクトを平成9年度より推進している。その一環として、大気大循環シミュレーションで実効性能5TFLOPS(ピーク性能40TFLOPS)の超高速並列計算機「地球シミュレータ」を開発中である。この地球シミュレータのハードウェア、基本ソフトウェア、応用ソフトウェアについてその概要を解説する。
谷 啓二; 横川 三津夫
情報処理, 41(3), p.249 - 254, 2000/03
科学技術庁では、プロセス(基礎科学)研究、観測、計算機シミュレーションの三位一体で地球環境変動予測研究を推進するプロジェクトを平成9年度より推進している。その一環として、大気大循環シミュレーションで実効性能5TFLOPS(ピーク性能40TFLOPS)の超高速並列計算機「地球シミュレータ」を開発中である。この地球シミュレータの開発の必要性、応用ターゲット、そのために求められる計算機としての要件、開発スケジュール、さらには、世界の高性能計算機開発計画における位置付けなどについて解説する。
