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松崎 勝太*; 林 宏明*; 中嶋 薫*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; 木村 健二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 406(Part B), p.456 - 459, 2017/09
被引用回数：4 パーセンタイル：37.06(Instruments & Instrumentation)Few-nm sized gold, platinum and palladium nanoparticles were deposited on amorphous silicon nitride films. These films were irradiated with 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. Temperature distributions of thermal spikes produced by these ions were evaluated by observing desorption of the nanoparticles from the target surfaces upon ion impact. It was found that the temperature of the thermal spike produced by 420 MeV Au is higher than 100 MeV Xe. The observed temperature of the thermal spike at the entrance surface is slightly lower than that at the exit surface both for 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. These results can be well explained by the inelastic thermal spike model.
中嶋 薫*; 北山 巧*; 林 宏明*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; Bouffard, S.*; 木村 健二*
Scientific Reports (Internet), 5, p.13363_1 - 13363_8, 2015/08
被引用回数：5 パーセンタイル：41.15(Multidisciplinary Sciences)Irradiation of materials with either swift heavy ions or slow highly charged ions leads to ultrafast heating on a timescale of several picosecond in a region of several nanometer. This ultrafast local heating result in formation of nanostructures, which provide a number of potential applications in nanotechnologies. These nanostructures are believed to be formed when the local temperature rises beyond the melting or boiling point of the material. Conventional techniques, however, are not applicable to measure temperature in such a localized region in a short time period. Here, we propose a novel method for tracing temperature in a nanometer region in a picosecond time period by utilizing desorption of gold nanoparticles around the ion impact position. The feasibility is examined by comparing with the temperature evolution predicted by a theoretical model.
堅田 元喜; 茅野 政道; 小林 卓也; 寺田 宏明; 太田 雅和; 永井 晴康; 梶野 瑞王*; Draxler, R.*; Hort, M.*; Malo, A.*; et al.
Atmospheric Chemistry and Physics, 15(2), p.1029 - 1070, 2015/01
被引用回数：220 パーセンタイル：98.87(Environmental Sciences)福島第一原子力発電所事故時の大気放出量の詳細な時間変化を大気拡散モデルWSPEEDI-IIと海洋拡散モデルSEA-GEARN-FDMを用いた結合シミュレーションと環境モニタリングデータを組み合わせた逆推定法によって推定した。放射性ヨウ素のガス態(I
, CH
I)およびその他の粒子態(CsI, Cs, and Te)の乾性・霧水沈着、雲内への取り込み、凝結核活性、氷相の湿性沈着を計算する新しいスキームをWSPEEDI-IIに導入した。事故起因の放射性物質の大量放出は、2011年3月12日午後の1号機のウェットベントおよび水素爆発時、13日午前中の3号機のベント後、14日深夜の2号機での3回のSRV開操作時、15日の午前および夕方から夜間、そして16日の午前中に起こったことが明らかになった。新しい推定放出量を用いたWSPEEDI-IIのシミュレーションによって、局地および領域スケールの航空サーベイによる
Iと
Csの積算沈着量と空間線量率の分布が再現された。さらに、新しいソースタームを3つの異なる大気拡散モデルを用いて領域・全球スケールで試験した。シミュレーション結果から、Csの全推定放出量の27%が東日本の陸面に沈着し、その大部分は森林地域であったことが示された。
永井 晴康; 小林 卓也; 都築 克紀; 寺田 宏明
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.556 - 567, 2011/10
環境研究のための局地から領域スケールの結合モデルを構築するために、汎用モデル結合プログラム(JAEAカップラー)を開発した。この結合モデルでは、各モデル計算を並列計算機の異なるプロセッサーで実行し、カップラーが各モデルの実行制御とモデル間のデータ交換をMPIを用いて行う。カップラーは、モデルごとに異なる空間,時間,物理変数を補間しながら対象とするモデルへのデータ配信を行う。JAEAカップラーを用いて、領域スケールの水循環及び物質輸送の結合モデルシステムを構築した。試験計算として、豪雨後の水の移動と仮想的に大気に放出した溶存物質の輸送計算を実施した結果、結合計算における各モデル間のデータ交換が正常に実行され、対象とした現象もおおむね再現していることを確認した。
永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 原山 卓也*; 小林 卓也; 都築 克紀; Kim, K.; 古野 朗子
JAEA-Research 2006-057, 67 Pages, 2006/09
JAEA-Research-2006-057.pdf:13.49MB
数値実験によるさまざまな環境研究に資することのできる環境研究ツール「数値環境システムSPEEDI-MP」の構築を行った。SPEEDI-MPは、大気,陸域,海洋の物理モデル及び物質循環モデル等の数値実験ツール,数値実験ツールの入力用データベースと、データ管理,可視化等の支援機能により構成される。数値実験ツール開発の一環として、多数のモデルを結合できるモデルカップラーを開発した。このモデルカップラーを用いて、大気,海洋,波浪,陸水、及び地表モデルの5モデルからなる水循環結合モデルシステムを開発した。支援機能はWebベースのGUIで操作可能であり、ユーザーは各自のPCからインターネット経由でシステムの全機能を使用可能である。システムに導入された放出源推定機能については、ITBL-Gridを活用して多数の計算機からなる分散環境での計算実行可能なシステムを開発した。また、水循環結合モデルシステムの適用試験として、洪水再現計算及び高潮再現計算を実施した。
鈴木 喜雄; 松本 伸子*; 山岸 信寛*; 樋口 健二; 大谷 孝之; 永井 晴康; 寺田 宏明; 古野 朗子; 茅野 政道; 小林 卓也
Computational Science - ICCS 2003, International Conference Saint Petersburg Russian Federation, Melbourne Australia, June 2-4, 2003 Proceedings, p.120 - 129, 2003/00
e-Japan重点計画(高度情報通信ネットワーク社会の形成に関する重点計画)の一つとしてITBLプロジェクトが推進されている。本プロジェクトでは、大学や研究機関に分散された計算機・プログラム・データ等の知的資源を共有し、研究者間の共同研究を支援するための仮想研究環境ITBLを構築することを目的としている。このため、日本原子力研究所では、ハードウェアの導入・管理,基盤ソフトウェア開発,アプリケーション開発が進められている。基盤ソフトウェア開発としては、コンポーネントプログラム及びコミュニティーサービスのためのツールキット開発が行われている。また、アプリケーション開発としては、量子生命研究と環境科学研究を対象としたシステム構築が進められている。本論文では、環境科学研究において、環境動態の解明と予測を目的として構築されている数値環境システムへの基盤ソフトウェアコンポーネントツールキットの適用について述べる。コンポーネントツールキットのTask Mapping Editor(TME)機能とAVS/ITBL機能の適用により、数値環境システムでのパラメトリックスタディに対して、より効率的なジョブ実行と可視化解析が可能となることが期待される。
茂田 有己光*; 林 拓也*; 小出 洋; 鹿島 亨*; 筒井 宏明*; 笠原 博徳*
情報処理学会第62回(平成13年前期)全国大会講演論文集, p.1_131 - 1_132, 2001/03
科学技術計算プログラムを異機種分散計算機環境上で並列分散実行するためのメタスケジューリング手法の効果的な実現のためには、各計算機のプロセッサ負荷やネットワーク負荷の予測値を用いてタスクの各計算機への割り当てを決める必要がある。動的負荷予測の研究としては、線形時系列モデルを用いて予測を行う研究やNetwork Weather Service(NWS)における複数の予測モジュールのうち最も誤差の少ないモジュールを用いて予測を行おうとする研究がある。本稿では、データマイニングツールdataFORESTを用いて、位相論に基づいたTCBM(Topological Cace-Based Modeling)でモデリングを行い、日本原子力研究所に設置されているCOMPACS上の資源情報サーバによって収集されたプロセッサ負荷情報をもとに、プロセッサ負荷の予測を行う手法を提案し、評価を行う。
朝日 義郎; 渡辺 正; 若林 宏明*
Nuclear Science and Engineering, 96, p.73 - 84, 1987/00
被引用回数：3 パーセンタイル：51.95(Nuclear Science & Technology)原子炉の安全性を向上する新受動的装置が提案されている。現在のプラントをわずかに修正することによって、新装置を付置できる。新装置が、PWRの安全性をどういう具合に向上させるかを示すために、交流電源喪失条件下でのATWS(スクラム不動作を伴なう過渡事象)を解析してある。解析結果は、新装置がPWRの安全性を非常に向上させるということを示している。しかし、新装置を実用化するには、解決すべきいくつかの技術的項目がある。
朝日 義郎; 若林 宏明*
Nuclear Technology, 72, p.24 - 33, 1986/00
被引用回数：3 パーセンタイル：40.89(Nuclear Science & Technology)原子力発電プラントの動特性解析コードTHYDE-Wを用いて、PIUS炉の事故時の挙動が解析されている。最初に、1つのPIUS炉のモデル化と定常設定とが記述されている。外乱がないとき、過渡解はこのようにして得られた初期解から逸脱しないことが確認されている。次に、ポンプコーストダウン,蒸気発生器給水トリップ,1次流量閉塞,ボロン希釈に対して過渡計算がなされている。それらは、PIUS炉の固有の安全性が制御棒スクラムなしに確保されていることを示している。しかし、プール水の1次系への浸入は、潜在的に熱衝撃が起るかも知れない。
朝日 義郎; 若林 宏明*
Transactions of the American Nuclear Society, 47, p.297 - 298, 1984/00
固有の安全性と充分な経済性とをもった小型炉は、次世紀における先進国及び発展途上国での電力選択肢の1つと考えられる。提案されている小型炉のなかに、ASEA-ATOMによるPIUS炉がある。25万KWeのPIUS炉について、安全解析部が開発したTHYDE-Wコードを用いて、その設計原理を吟味した。事故として(1)ポンプトリップ、(2)SG給水トリップ、(3)流量閉塞、(4)ボロン希釈を考えた。外乱の程度が大きい時、ケース(1),(2),(3)では、原子炉は自動的に停止した。ケース(4)では出力レベルのシフトが起った。PIUS炉はスクラム機構なしで、安全が確保されることがわかった。THYDE-WはPIUS炉の安全解析の強力な手段であることがわかった。
村野 徹; 中田 啓; 牧野 明寛; 村野 徹*; 若林 宏明*; 吉井 康司*
PNC TN841 77-06, 76 Pages, 1976/03
核燃料加工や,再処理工程における臨界事故の防止は保安上重要である。したがって,臨界事故に至らしめない各種の安全装置の準備が必要である。一方,いくつかの事食の重なりで生ずる可能性のある事故を想定し,その過程を出来るだけ早期に検知して,真の臨界事故に至らしめない,あるいは万一の場合も被害を最小にすべき努力も必要である。このような見地より,臨界事故の過程について,可能性をしらべ,考えられる種々のモードについて,臨界事故警報システムの果すべき役割を検討する。具体的には臨界警報システムの一例として,動燃再処理工場に備えられるべきものの性能を弥生炉の非定常運転及び反応度パルス運転状態においてチェックした。
永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 小林 卓也; 都築 克紀
no journal, ,
原子力緊急時対応システムとして開発したSPEEDI、WSPEEDIを発展させ、さまざまな環境研究に適用可能な数値環境システムSPEEDI-MPの開発を行っている。本システムは、大気,陸域,海洋のモデル群,各種データベース,支援機能からなり、大気・陸域・海洋複合系での相互作用と物質交換を考慮した結合計算を目指している。本発表では、SPEEDI-MPに関するシリーズ発表のイントロとしてシステム全体構成の概要と結合計算手法及び構築した結合モデルシステムについて報告する。
永井 晴康; 都築 克紀; 寺田 宏明; 小林 卓也
no journal, ,
さまざまな環境研究に適用可能な数値環境システムSPEEDI-MPの構築を進めている。SPEEDI-MPの中心的なシミュレーション技術である結合計算について、これまでに開発した物質循環の媒体となる水循環結合モデルに、大気拡散モデルGEARN,海洋拡散モデルSEA-GEARNを結合するとともに、陸域についてはRIVERSに物質移動計算過程を組み込むことで、大気,陸域,海洋間物質移動の連続的計算を実現した。茨城県東海村周辺の那珂川及び久慈川流域を含む領域で試験計算を実施した結果、大気に放出された溶存物質の乾性・湿性沈着による陸面への蓄積量及び雨水の地表流出と浸透による土壌中の移動量について、カップラーを介したモデル間データ交換が正常に行われ、大気から陸域への物質移動が連続的に計算できていることを確認した。
河野 康則; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 林 利光; 小野 武博; 小川 宏明; 杉江 達夫; 岩前 敦; 草間 義紀; et al.
no journal, ,
日本におけるITER計測装置の開発の進展を報告する。主な内容は以下の通り。(1)マイクロフィッションチェンバー:真空容器内に敷設する無機絶縁ケーブルに求められる最小曲げ半径は12cmであることから、曲げ試験を行い、曲げ半径10cmの場合でも性能が劣化しないことを確認した。(2)周辺トムソン散乱計:光源YAGレーザー増幅器のプロトタイプの開発に成功し、ITERの要求仕様を満足することを確認した。(3)ポロイダル偏光計:上部ポートプラグ内機器配置の設計検討及び真空容器内に設置する再帰反射ミラーの設計検討を進めた。(4)ダイバータ不純物モニター:ダイバータカセット内に設置するミラーボックス及びシャッターの機械設計を行った。(5)上部ポートプラグ:上部ポートプラグに発生する電磁力解析のためのメッシュモデリングを行った。また、熱間等方圧加圧加工(HIP処理)によるポートプラグ製作法を提案した。
河野 康則; 岩前 敦; 小川 宏明; 杉江 達夫; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 近藤 貴; 石川 正男; 佐藤 和義; 林 利光; et al.
no journal, ,
日本におけるITER計測装置の開発の進展に関して、ダイバータ不純物モニターについて得られた以下の成果を中心に報告する。(1)空間分解能の向上を目的として、従来の観測視線とは異なる方向からの観測視線の追加を検討し、コンピュータトモグラフィーを用いたモデル計算によりその効果を確認した。(2)大きな迷光の原因となることが懸念されているタングステン(ダイバータの材料)での反射について、タングステンの表面をサンドブラスト加工することで、観測波長域(紫外から可視)における反射率を加工前の約20%から約0.5%まで低減できることを示した。その他、マイクロフィッションチェンバー,周辺トムソン散乱計,ポロイダル偏光計及び計測ポートプラグに関する最近の開発状況について紹介する。
渡辺 立子; 平山 亮一*; 横谷 明徳; 寺東 宏明*; 鶴岡 千鶴*; 江口 清美*; 古澤 佳也*; 小林 克己*
no journal, ,
放射線による細胞致死の主な要因は、DNA二本鎖切断(DSB)にあると考えられてきている。しかし、重粒子線によって得られる細胞致死のLET依存性の特徴とは必ずしも一致しないDSBの測定結果が多く報告されており、DSBが致死の原因という図式に対する反論の根拠のひとつにもなっている。また、DSBのLET依存性は、細胞致死の結果と不一致なだけでなく、実験系による違いも大きく、統一的な見解を持つことが困難な状態である。そこで、われわれは、DSBと細胞致死との関係を明らかにするためにも、DSBのLET依存性の実態を把握する必要があると考えて、報告による結果の違いの原因について議論を重ねてきた。この結果は、本大会のワークショップで報告することになっており、本発表では、このワークショップの関連ポスターとして、これまでに得られている実験や計算の結果を紹介する。特に、放射線のトラック構造や線量(エネルギー付与)分布の観点から、DSBのLET依存性が持つ問題点を整理して発表するものである。
永井 晴康; 小林 卓也; 都築 克紀; 寺田 宏明
no journal, ,
原子力機構では、大気,海洋,地表モデル群の同時計算とダイナミックリンクにより、水分,熱,運動量等の各圏間の相互作用を詳細に考慮し、放射性物質の大気・海洋・陸域での移行挙動を連続的かつ厳密に扱うことのできる新たな包括的動態予測システムSPEEDI-MPの開発を進めている。包括的物質動態モデルの結合計算では、複数のモデルを同時進行で並行計算させ、モデル結合プログラム(モデルカップラー)が並列計算通信ライブラリMPIを用いてモデル間の双方向データ交換を仲介し、モデルを一体化したのと同等な結合状態を実現する。この結合計算について、大気・陸域・海洋複合系での溶存物質を対象とした物質循環結合計算の基本モデル構築を完了し、物質交換結合計算の試験として、茨城県東海村周辺の那珂川及び久慈川流域を含む領域で結合計算を実施した。計算期間は、2006年12月24日から5日間で、仮想的に放出した溶存物質が水とともに移動する様子のシミュレーションを試みて、カップラーによるデータ交換により大気,陸域,海洋間の物質交換が正常に行われることを確認した。
河野 康則; 近藤 貴; 石川 正男; 小川 宏明; 岩前 敦; 杉江 達夫; 佐藤 和義; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; et al.
no journal, ,
日本におけるITER計測装置の開発の進展に関して、マイクロフィッションチェンバーについて得られた以下の成果を中心に報告する。(1)MIケーブルについて、ブランケットモジュールのギャップからの距離に対する核発熱量の変化をモンテカルロ中性子輸送計算により評価した。(2)前述の核発熱量及びMIケーブル表面からの輻射冷却効果を考慮して評価したMIケーブルの温度は、MIケーブルの使用可能温度領域内に留まることを確認した。その他、ダイバータ不純物モニター,周辺トムソン散乱計,ポロイダル偏光計及び計測ポートプラグに関する最近の開発状況について紹介する。
草間 義紀; 河野 康則; 杉江 達夫; 近藤 貴; 小川 宏明; 波多江 仰紀; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 林 利光; 小野 武博; et al.
no journal, ,
ITERの計測装置は、2007年の設計レビューによる見直し、調達分担の再調整を経て、2009年6月のITER理事会において決定された。日本は、中性子束測定・核融合出力評価のためのマイクロフィッションチェンバー, プラズマ周辺部の電子温度・密度を測定する周辺トムソン散乱計測装置、プラズマコア部の電流密度・安全係数を評価するポロイダル偏光計、ダイバータ部の水素同位体と不純物を測定するダイバータ不純物モニター、ダイバータターゲットの温度・入熱を評価するダイバータ赤外サーモグラフィー、ダイバータ熱電対の6つの計測装置を調達する。原子力機構は、日本の国内機関として、これらの計測装置の開発を進めてきた。現在は、調達準備の最終段階として、機器の設計と試作試験を進めている。これらの活動の現状と今後の計画を述べる。
永井 晴康; 小林 卓也; 都築 克紀; 寺田 宏明
no journal, ,
原子力機構では、放射性物質の大気・海洋・陸域での移行挙動を連続的かつ厳密に扱うことのできる新たな包括的動態予測システムSPEEDI-MPの開発を進めている。包括的物質動態モデルの結合計算について、大気・陸域・海洋複合系での溶存物質を対象とした物質循環結合計算の基本モデル構築を完了し、茨城県東海村周辺の那珂川及び久慈川流域を含む領域で結合計算を実施した。計算期間は2006年12月24日から7日間で、26日から27日にかけての豪雨による那珂川及び久慈川の指定水位を超える出水時に、仮想的に放出した揮発性の溶存物質であるトリチウム水(HTO)が水とともに移動する様子のシミュレーションを試みた。仮想的に大気放出したHTOは、降雨によりほとんどが陸面に沈着するが、計算期間内に4割程度が河川流出,海洋拡散,大気への再放出など複雑な経路を経て計算領域外に流出していた。また、降水量を減少させる数値実験により大気,陸域,海洋の各系におけるHTO存在量の変化について解析を行い、水循環の変化が物質循環に及ぼす影響について考察を行った。
