High-speed classification of coherent X-ray diffraction Patterns on the K computer for high-resolution single biomolecule imaging

徳久 淳師*; 新井 淳也*; 城地 保昌*; 大野 善之*; 亀山 豊久*; 山本 啓二*; 畑中 正行*; Gerofi, B.*; 島田 明男*; 黒川 原佳*; et al.

Journal of Synchrotron Radiation, 20(6), p.899 - 904, 2013/11

https://doi.org/10.1107/S0909049513022152

Single-particle coherent X-ray diffraction imaging using X-ray free electron laser has potential to reveal a three-dimensional structure of a biological supra-molecule at sub-nano meter resolution. In order to realize this method, it is necessary to analyze as many as one million noisy X-ray diffraction patterns, each for an unknown random target orientation. To cope with the severe quantum noise we need to classify patterns according to their similarities and average similar patterns to improve the S/N ratio. We developed a high-speed scalable scheme to carry out classification on the K computer, a 10PFLOPS supercomputer at RIKEN Advanced Institute for Computational Science. It is designed to work on the real time basis with the experimental diffraction pattern collection at the X-ray free electron laser facility SACLA so that the result of classification can be feed-backed to optimize experimental parameters during the experiment. We report the present status of our effort of developing the system and also a result of application to a set of simulated diffraction patterns. We succeeded in classification of about one million diffraction patterns by running 255 separate one-hour jobs on 385-node mode.

A Conceptual design of a negative-ion-grounded advanced tokamak reactor; NAVIGATOR(FER)

山本 新; 小原 祥裕; 谷 啓二; 西尾 敏; 奥村 義和; 荒木 政則; 安積 正史; R.S.Devoto*; 藤沢 登; 一木 繁久*; et al.

JAERI-M 88-086, 183 Pages, 1988/05

JAERI-M-88-086.pdf:4.57MB

NAVIGATOR概念は、原研で提案され研究が進められている500keV、20MWの中性子入射装置(NBI)システムに基礎を置いている。NAVIGATOR概念は、2つのカテゴリーを包含する。一方はトカマク装置としてのNAVIGATOR machineであり、他方は、核融合研究における指導原理としてのNAVIGATORphilosophyである。NAVOGATOR machineは、自己点火条件を得るための加熱手段としてはNBI加熱装置をもち、電流立上げとしては、完全誘導立上げが可能な炉を意味する。NAVIGATOR概念は、主要な三つの要素から構成されている。すなわち、その炉において信頼できるオペレーション・シナリオが描けること、信頼できる分解保守修理が保障されていること、十分なフレキシビリティが確保されていることである。NAVIGATOR概念は、核融合研究発展のための実効可能な戦略を与える。

Tokamak reactor operation scenario based on plasma heating and current drive by negative ion based neutral beam injector

山本 新; 岡野 邦彦*; 西尾 敏; 杉原 正芳; 斉藤 龍太*; 上出 泰生*; 小林 武司*; 藤沢 登; 東稔 達三; 小原 祥裕; et al.

Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Vol. 3, 1 Pages, 1987/00

現在の技術データベースから判断した場合、次期装置(例えば日本ではFER)の完全段階に実現可能と考えられる負イオン・ビームを用いた中性粒子入射装置(NBI)によるプラズマ加熱および電流駆動に基づいたトカマク炉での運転シナリオを述べる。このシステムは、高い効率でプラズマ加熱及び電流駆動ができる。電流分布制御も容易に行なうことができる。

Effects of toroidal field ripple on the loss of energetic injected ions and toroidal coil configuration in a tokamak reactor

東稔 達三; 山本 孝*; 谷 啓二; 喜多村 和憲*

Journal of Nuclear Science and Technology, 18(9), p.684 - 696, 1981/00

https://doi.org/10.3327/jnst.18.684

トカマク炉において、トロイダル磁場リップルが高エネルギーで入射された中性粒子ビームのエネルギー損失に及ぼす効果を、モンテ・カルロ法による軌道計算法により検討した。プラズマ密度が高くて平坦な分布の場合エネルギー損失は高くなり、プラズマ加熱時においてはプラズマが点火条件に近づくと特に損失が大きくなることが見出された。許容されるリップル値との関連で、トロイダルコイルの数と大きさの選択基準を、プラズマ寸法およびブランケット、遮蔽と保守維持のために必要な空間の観点から検討した。炉の基本寸法としてはINTORのパラメータを採り上げた。

放出廃液油分除去施設内活性炭処理時のFPの挙動に関する研究

山本 正男; 武田 啓二*; 川口 昭夫*; 渋谷 淳

PNC TN841 78-61, 64 Pages, 1978/10

PNC-TN841-78-61.pdf:0.95MB

代表的なFP核種について,活性炭による吸着の経時変化,平衡吸着量,連続試験時の動特性等を求めた。この結果,次の様なことが言える。○ TBPについてはK社製ビーズ炭(石油系)がC社製破砕炭(石炭系)より吸着力が大きいが,FPについては後者の方が前者より吸着力が大きい。○ 同程度の濃度の場合,活性炭に吸着し易い順序は,144Ce95Zr-95Zr-95Nb106Ru85Sr131I137Csである。○ 137Csはほとんど吸着しない。○ 131I,85Srは吸着量が少く,短時間で破過する。○ 144Ce,95Zrは吸着量,吸着速度とも大きく,破過するのに長時間を要す。○ 106Ruは破過の始まりは早いが完全破過は遅い。以下試験のために製作した装置,および試験の概要を示す。なお,本試験は日揮(株)にて実施したものである。