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報告書

超深地層研究所計画,年度報告書(2012年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一*; 丹野 剛男*; 真田 祐幸; 尾上 博則; et al.

JAEA-Review 2013-050, 114 Pages, 2014/02

JAEA-Review-2013-050.pdf:19.95MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」、「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2012年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2012年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画,年度報告書(2011年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2013-018, 169 Pages, 2013/09

JAEA-Review-2013-018.pdf:15.71MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2011年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階及び第3段階の調査研究のうち2011年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

Architecture plan of the real-time diagnostic signals acquisition system toward JT-60SA project

坂田 信也; 山口 退二; 杉村 徹; 小湊 俊治; 川俣 陽一; 戸塚 俊之; 佐藤 稔; 末岡 通治; 内藤 磨

Fusion Science and Technology, 60(2), p.496 - 500, 2011/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

JT-60SAにおいて定常運転を実現するためには、さまざまなプラズマ計測装置からの入力信号を用いたフィードバック制御が必須である。この機能を実現するため、汎用のパーソナルコンピューターにINtimeという実時間オペレーティングシステムを搭載し、実験放電に同期して、複数の計測装置のデータを収集可能なシステム(RTDS)を設計検討中である。また、JT-60SAにおいては100秒以上の長時間放電が予定されており、実験放電中に各計測装置から収集したデータを実時間で表示可能なデータモニタリング機能が必要となる。これらの機能も、前述したRTDSを活用することで実現可能である。本論文では、新システムでの性能評価について報告する。

論文

Development of PC-based control system in JT-60SA

川俣 陽一; 杉村 徹; 山口 退二; 末岡 通治; 坂田 信也; 戸塚 俊之; 佐藤 稔; 小湊 俊治; 内藤 磨

Fusion Science and Technology, 60(2), p.491 - 495, 2011/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

JT-60 Real Time Control System (RTCS) is mainly composed of a workstation for control program development and a VME-based real time controller using a Real Time OS (RTOS) "VxWorks", many of whose control functions have been modified with the progress of JT-60 plasma experiments until now. The "VxWorks" is the most commonly used RTOS in the embedded system markets. However, the introduction cost seems too much higher than those of other RTOSs. In JT-60SA control system, basically, the existing system is required to be reused efficiently. Therefore, we are planning to choose another RTOS instead of "VxWorks". As a next RTOS, the following requirements have to be satisfied: (a) It shall be more cost-efficient than the existing one. (b) It employs a general-purpose Personal Computer (PC). For all of these reasons, we have chosen "INtime (for Windows)" as RTOS and begun the development of JT-60SA RTCS with a general-purpose PC in which "INtime" is installed. In this report, the developmental status of JT-60SA control system will be described.

論文

Improvement of the real-time processor in JT-60 data processing system

坂田 信也; 清野 公広; 佐藤 稔; 小湊 俊治; 末岡 通治; 細山 博己; 川俣 陽一

Fusion Engineering and Design, 84(7-11), p.1680 - 1683, 2009/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.74(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備実時間処理計算機(RTP)は、JT-60における実時間帰還制御系ループの一部であり、1997年のシステム運用開始移行、JT-60実験放電で生成されるプラズマの高性能化に対応するため、実時間帰還制御時のパラメータとなる計測データ収集項目の追加や演算処理の高速化等、システム改良,機能拡張を継続的に実施してきた。しかし、現システムでは、CPUの処理能力、及びシステムの老朽化等の問題から、さらなる改良が困難な状況になりつつある。本報告では、これまでのシステム開発,改良,機能拡張に得られた知見、及び現システムにおける課題から得られたシステム要件を基盤とした次期システム設計案、及びプロトタイプシステムの開発による現システムの改良について報告する。

論文

Development of new mass data acquisition system for diagnostics on JT-60U

大島 貴幸; 清野 公広; 坂田 信也; 佐藤 稔; 小湊 俊治; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.330 - 333, 2008/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.72(Nuclear Science & Technology)

JT-60U計測装置データ処理設備のTMDSとFDSは、規格が旧式で拡張性に乏しく更新が迫られている。そこで、より高速に大容量データ収集が可能で汎用的なPXI(Compact PCI)規格に基づく大容量データ収集システム(P-MDAS)のプロトタイプを開発した。2004年は単体性能の検証を行い、2005$$sim$$2006年は光通信インターフェースによる遠隔計測制御,コントローラPCのマルチ化,複数PXIボードによるマルチチャネル化,高速サンプリング(1MS/s, 1MHz)で長時間データ収集(実験シーケンス:45秒)の検証を行った。同時にMDASサーバ(MDAS-SVR, UNIX WS)を開発し、UNIX-ISP(UNIX WS Inter-Shot Processor)へのデータ転送を検証した。今後は、多チャンネル化を目指し、収集量が10GB程度でデータ処理設備全体のパフォーマンス試験を実施していく予定である。

論文

Design study of the JT-60SA supervisory control system

川俣 陽一; 内藤 磨; 清野 公広; 伊丹 潔; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 佐藤 朋樹; 大島 貴幸; 坂田 信也; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.198 - 201, 2008/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.57(Nuclear Science & Technology)

ITERの幅広いアプローチとして超伝導化されるJT-60SAの設計が開始され、制御システムについては既存システムを最大限再利用しつつ、次の各項目それぞれに新しい考え方を創出適用し先進的な統括制御システムを構築することを目指して検討している。(1)高精度タイミングシステム,(2)先進的放電シーケンス制御システム,(3)高機能実時間制御システム,(4)ハードワイヤード保護インターロックシステム,(5)制御プログラム形式放電条件システム,(6)先進的データベースシステム。本発表では、JT-60SA統括制御システムの特徴である上記システムの重要ポイントについて概念設計の検討内容を報告する。

論文

Updating legacy CAMAC-based data acquisition system for extended pulse duration of JT-60U

佐藤 稔; 清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 木島 滋; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.334 - 336, 2008/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.72(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの計測システムは、制御・データ収集にCAMACシステムを使用している。データ収集においては、旧式のトランジェントレコーダーを用いていた。しかし、放電時間伸長に伴うデータ量の増加によって、メモリ不足のため放電時間内に従来のサンプリング時間ですべてのデータを収集することが困難になった。このため、現行のCAMAC制御を維持しながら、放電時間によって変化するデータ量に対応するため、これまでのトランジェントレコーダーに代わって大容量のメモリを持ったVMEデータ収集システムを開発し、この新システムをボロメータ計測システムに適用した。

論文

Development and verification of remote research environment based on "Fusion research grid"

射場 克幸*; 小関 隆久; 戸塚 俊之; 鈴木 喜雄; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 鈴木 光博; 濱松 清隆; 清野 公広

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.495 - 497, 2008/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:67.27(Nuclear Science & Technology)

核融合研究グリッドは遠隔地の研究者をネットワークで結び、時間・空間を越えて効率的な核融合の協力研究を可能とするための環境である。核融合研究グリッドの基盤技術は、文部科学省のe-Japanプロジェクトの下のVizGridプロジェクトによって、原子力機構で開発された。遠隔研究活動を支援する新しいシステムの必要性が求められており、遠隔実験,遠隔計測,遠隔解析環境が核融合研究グリッドとして開発された。開発された遠隔実験システムのプロトタイプは、すべてのユーザーが、SIネットのような閉じたネットワークを使わずに、どこからでもセキュリティーを保ちながら遠隔実験にアクセスできる。プロトタイプシステムは、JT-60Uの実験において検証され、その有効性が確認された。

論文

Improvement of data processing system for advanced diagnostics in JT-60U

大島 貴幸; 清野 公広; 坂田 信也; 佐藤 稔; 戸塚 俊之; 射場 克幸*; 小関 隆久; 平山 俊雄

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1210 - 1215, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.76(Nuclear Science & Technology)

MSPをOSとするショット間処理計算機MSP-ISP(MSP OS-Inter Shot Processor)はJT-60U計測用データ処理設備の中心として約20年間運用されてきた。MSP-ISPは、放電時間の伸長(15秒から65秒へ)による計測データの増加,ネットワーク接続性が不十分,周辺機器と拡張が非合理,応用ソフトウェアが古く、周辺機器接続のための改造が容易ではない等の旧式化となった。約4年をかけて2005年に新しいUNIXをOSとするISP UNIX-ISP(UNIX OS-Inter Shot Processor)に完全に移行した。MSP-ISPでは各機能が一極に集中していたので、UNIX標準装備のネットワーク技術を使い、機能を分散化することで負荷軽減を図った。また、実際の実験シーケンスでの総合負荷試験や物理量変換プログラムで計算機の性能評価を行った。さらに、他の研究機関から核融合研究のエキスパートを結集し、JT-60Uを遠隔地から実験参加するシステム(RES)を安全に通信できるようITBL(IT-Based Laboratory)のセキュリティを用いて開発した。遠隔地の大学から、このたび開発した原子力機構那珂のRMVSVR(Remote Server)にアクセスし、放電条件設定,放電状態表示,実験放電結果データ表示等の検証を行った。

報告書

JT-60データ処理設備UNIX化改良

坂田 信也; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

JAEA-Technology 2007-039, 27 Pages, 2007/07

JAEA-Technology-2007-039.pdf:13.66MB

JT-60データ処理設備は、複数の計算機群より3階層を成し構成され、第一階層に大型汎用計算機であるショット間処理計算機,第二階層に階層間のインターフェイス装置となるマイクロコンピュータ,ミニコンピュータ,第三階層にCAMACシステム,VMEシステムから構成される各種計測装置が設置される。しかし、システムの老朽化に伴い、システムを保持,管理していくことが困難になりつつあった等の理由から、近年の情報科学技術を利用したUNIX系計算機中心の水平分散型システム構築を1993年以降、段階的に実施し、2005年10月、最終段階となるMSP-ISPの機能分散化改造を終え、新システムによる運用を開始した。本報告では、MSP-ISPの持つ機能をUNIX系計算機上に分散化した水平分散型システム構築に伴う機能の開発,改造について報告する。

論文

Status and prospect of JT-60 plasma control and diagnostic data processing systems for advanced operation scenarios

栗原 研一; 米川 出; 川俣 陽一; 末岡 通治; 細山 博己*; 坂田 信也; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 清野 公広; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 81(15-17), p.1729 - 1734, 2006/07

 被引用回数:13 パーセンタイル:30.32(Nuclear Science & Technology)

トカマク型磁気核融合研究は、国際熱核融合実験炉ITERの国際共同建設へと一歩前に進もうとしている中、JT-60を含む既存のトカマク型実験装置は、ITERや将来の核融合発電炉に向け、さらなる先進的運転シナリオの探求を行うことが期待されている。このような状況の中、以下に示す実験上の課題がJT-60において十分検討あるいは克服されなければならないことがわかる。すなわち、高性能のプラズマを定常に維持する方法やほぼ完全にプラズマの不安定性を回避する方法を明確にするという課題である。これを動機としてJT-60では、プラズマ実時間制御及び計測データ収集系のソフトウエアからハードウエアに渡る大規模改造を実施してきた。特に、先進的運転シナリオの探求に不可欠な開発が実施され、一部は既に完成している。これらの開発では、高速ボード計算機を大容量のリフレクティブメモリーを用いたネットワークに接続するという方式を採用した。以上の制御・計測データ収集系開発の結果報告に加えて、これまで20年間に及ぶJT-60を用いたトカマクプラズマ実験運転の経験を踏まえて、核融合発電炉を視野に入れた将来のプラズマ制御・計測データ収集システム構想を試みる。

論文

Progress of data processing system in JT-60; Development of remote experiment system

坂田 信也; 戸塚 俊之; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 81(15-17), p.1775 - 1778, 2006/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:43(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備は、複数の計算機による3階層で構成されている。第一階層となる大型汎用計算機は、JT-60全系制御設備との通信を行うとともに、データ処理設備内の階層間通信を管理している。第二階層は、複数のミニコンピュータより構成され、第三階層を構成するさまざまな計測装置からプラズマ実験データを収集する。JT-60データ処理設備では、システムの経年化に伴い、第二階層を構成するミニコンピュータを維持していくことが困難な状態にあることや高度化するプラズマ実験の要求に応えるためにシステム全体の処理能力を向上させる必要があること等の理由から、UNIX系計算機を中心とした処理分散型システムの構築を実施した。さらに、処理分散型システムの構築と並行して、JT-60遠隔実験システムの開発を実施している。本システムは、遠隔地からJT-60実験運転のパラメータとなる放電条件の設定を可能にするものであり、今後の核融合共同研究において重要な課題となっている。

論文

JT-60データ処理設備ショット間処理計算機の移行

坂田 信也; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03

JT-60データ処理設備ショット間処理計算機は、JT-60データ処理設備の中心的な役割りを担う計算機であり、JT-60実験放電にて得られた計測データの収集,加工,保存等を行う計算機である。現在、JT-60データ処理設備ショット間処理計算機には、大型汎用計算機が採用されているが、近年、UNIX系計算機が主流になってきており、さらに、ネットワーク環境の高度化により、処理分散型システムを容易に構築することが可能となってきた。これらの理由から、次年度実験再開に向けてUNIX系マシンへの移行を行っている。

論文

JT-60データ処理設備におけるCAMAC制御及びデータ収集の改良

佐藤 稔; 清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 小関 隆久; 松田 俊明; 長坂 康史*; 小畑 敬義*

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 3 Pages, 2005/03

JT-60データ処理設備では、老朽化したCAMACシステムをいかに効率よく温存し、従来と変わらないCAMAC制御及びデータ収集を行うために、上位計算機システムの改良を進めている。従来のVMEシステムからPCIシステムに移行するため、CAMACを制御するモジュールのデバイスドライバの開発、またデバイスドライバを利用したアプリケーションの開発を行った。

論文

JT-60計測用データ処理設備の現状

清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 小関 隆久; 松田 俊明

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03

JT-60計測装置用データ処理設備の中核であるショット間処理計算機(ISP)の更新状況及び、データ収集を行う大容量データ記憶システム(TMDS)の移行状況,次期MDASシステムについて検証を行っている。また、データ保存についても従来は実験データ保管システム(EDKS)を構築し運用を行っていたが、ISPのワークステーション化に伴い、最新のデジタルリニアテープ装置を導入したので合わせて報告する。

論文

Development of environment for remote participation in fusion research on JT-60

大島 貴幸; 内藤 磨; 濱松 清隆; 射場 克幸; 佐藤 稔; 坂田 信也; 次田 友宣; 松田 俊明; 岩崎 慶太*; 軽部 行洋*; et al.

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.239 - 244, 2004/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:62.23(Nuclear Science & Technology)

原研JT-60では、全国に分散した大学及び他研究機関の核融合研究のエキスパートを結集し、JT-60に遠隔研究参加し、遠隔実験,遠隔解析,遠隔計測を行える階層的遠隔研究システムの構築を進めている。遠隔研究参加環境として、ビデオ会議システム,実験風景ストリーミングシステム,遠隔計測システム,遠隔プラズマ解析システムを開発及び運用している。ビデオ会議システムは、H.320プロトコルを用いたISDN回線を使ったもので、海外との運用実績が数多くある。現在は、H.323プロトコルを用いたインターネット上でのテレビ会議システムに移行しつつある。また、ストリーミングシステムはReal Systemを使用しJT-60中央制御室の様子を配信している。遠隔計測は、WSで構成される遠隔計測システムに置き換え、Xウィンドウ機能を使って外部からアクセスが可能となった。また、VizAnalysisとVizSquareとよばれる、遠隔解析のためのソフトウェアシステムを開発した。現在は、コンピュータネットワーク上のセキュリティ対策や新たな通信ツールを開発し、最終的にはITERの遠隔実験参加を視野に入れたシステムの開発を行っている。

論文

Development of workstation-based CAMAC data acquisition system for JT-60 data processing system

佐藤 稔; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 岩崎 慶太*; 松田 俊明; 射場 克幸; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.145 - 149, 2004/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:52.47(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備では、プラズマ計測の制御及びデータ収集にCAMACが広く使われている。運用から15年以上も経過しており、老朽化による保守や機能拡張に支障をきたしているため、CAMACを制御するミニコンピュータ及びマイクロコンピュータをUNIXのワークステーションに置き換えた。また、GUIによる画面制御やネットワークを介しての遠隔計測環境を構築するために、アプリケーションソフトウェアの開発を行い、システムの更新を図った。さらに、次期CAMAC制御システムに向けて、Linux用のCAMACデバイスドライバの開発を進めている。

論文

Data processing and analysis systems for JT-60U

松田 俊明; 戸塚 俊之; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 岩崎 慶太*

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.512 - 520, 2002/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.26(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理システムは多くの計算機からなり、進展する計算機ネットワーク技術を利用した近代化が進められている。最新のCMOS技術を用いた主計算機は放電あたり約550MBのデータを処理する。FDDI付ギガビットイーサネットスイッチがデータ量の増加により導入された。CAMACシリアルハイウェイドライバーVME bus用を用いたワークステーションで多くのミニコンの更新を実施した。JT-60データ解析システムはデータベースサーバと解析サーバからなり、ともにUNIXサーバである。全系データベースと計測データベースからなる実験データベースがデータベースサーバ内に保管され、解析サーバ上のさまざまの解析ツールでそれを利用する。遠隔協力においても、遠隔からのJT-60への実験参加,遠隔解析のため同様のシステムが用意され、1996年より使用されている。

論文

Recent changes of JT-60 data processing system

松田 俊明; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 岩崎 慶太*

Fusion Engineering and Design, 60(3), p.235 - 239, 2002/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:63.58(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理システムは多くの計算機からなり、進展する計算機ネットワーク技術を利用した近代化が進められている。本システムにおいては、最近、3つの大きな変更があった。VMEbusを利用した高速データ収集システムFDSが大容量データ記録システムTMDSを拡張するために開発された。現在、3台29チャンネル構成である。TMDSはミニコンと5$$mu$$秒サンプリング用6MBのメモリ6チャンネルからなるが、VMEbusを利用したシステムに更新された。その他、マイコン付補助クレートコントローラは、VMEbusのドライバを用いたワークステーションで更新され、数Tバイトの生データを保管しているカートリッジテープライブラリの更新のためデジタルリニアテープ(DLT)ライブラリが導入された。

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