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論文

MPI/OpenMP hybrid parallelization of a Monte Carlo neutron/photon transport code MVP

長家 康展; 足立 将晶*

Proceedings of International Conference on Mathematics & Computational Methods Applied to Nuclear Science & Engineering (M&C 2017) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2017/04

MVPは連続エネルギー法に基づく汎用中性子・光子輸送モンテカルロコードである。MVPコードの高速化を図るため、メッセージ・パッシング・インターフェースライブラリMPIと共有メモリ・マルチプロセッシングライブラリOpenMPを用いてハイブリッド並列化を行った。高速炉集合体の固有値計算、中性子・光子結合問題の固定源計算、PWR全炉心モデルに対する計算に対して性能評価を行った。比較は、4プロセス並列のMPI並列計算と4プロセス並列$$times$$3スレッド並列のハイブリッド並列の計算時間と使用メモリ量に対して行った。その結果、ハイブリッド並列は16%から34%の計算時間削減を達成し、使用メモリ量はほとんど変わらないことが分かった。

論文

Magnetic scattering in the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering and Bragg edge transmission from steel

大場 洋次郎*; 諸岡 聡; 大石 一城*; 佐藤 信浩*; 井上 倫太郎*; 足立 望*; 鈴木 淳市*; 土山 聡宏*; Gilbert, E. P.*; 杉山 正明*

Journal of Applied Crystallography, 49(5), p.1659 - 1664, 2016/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:37.25(Chemistry, Multidisciplinary)

Pulsed neutron sources enable the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering (SANS) and Bragg edge transmission. This simultaneous measurement is useful for microstructural characterization in steel. Since most steels are ferromagnetic, magnetic scattering contributions should be considered in both SANS and Bragg edge transmission analyses. An expression for the magnetic scattering contribution to Bragg edge transmission analysis has been derived. The analysis using this expression was applied to Cu steel. The ferrite crystallite size estimated from this Bragg edge transmission analysis with the magnetic scattering contribution was larger than that estimated using conventional expressions. This result indicates that magnetic scattering has to be taken into account for quantitative Bragg edge transmission analysis. In the SANS analysis, the ratio of magnetic to nuclear scattering contributions revealed that the precipitates consist of body-centered cubic Cu$$_{0.7}$$Fe$$_{0.3}$$ and pure Cu, which probably has 9R structure including elastic strain and vacancies. These results show that effective use of the magnetic scattering contribution allows detailed analyses of steel microstructure.

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて

高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03

核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)

報告書

原子力コードの高速化; 平成13年度

秋山 光永*; 片倉 郁茂*; 川崎 信夫*; 根本 俊行*; 鶴岡 卓哉*; 足立 将晶*; 石附 茂*; 久米 悦雄

JAERI-Data/Code 2003-009, 307 Pages, 2003/07

JAERI-Data-Code-2003-009.pdf:10.37MB

本報告書は、平成13年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、東海及び那珂研究所のスーパーコンピュータにおける高速化作業について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成13年度に10件行われた。本報告書では、中性子ラジオグラフィー3次元CT用コードNR3DCTの並列化,内部欠陥を有する材料に対する非定常熱伝導解析コードTHERMO3Dの高速化,MHD用初期化コードMHDTM_INITの高速化,核熱利用系動特性解析コードHAMBACの高速化,汎用モンテカルロ粒子輸送コードMCNP4C3の並列化,多種粒子・高エネルギー用モンテカルロ粒子輸送計算コードシステムMCNPX V2.1.5の整備,核融合炉誘導放射能計算コードCINAC-V4の整備,生体分子向け分子動力学計算コードAmber5のインストール,多次元二相流解析コードACE3DへのVisLib関数埋め込み,GS8500用実験データ処理コードシステムの移植について記述している。

報告書

原研におけるクリーン化学分析所の整備; 高度環境分析研究棟(CLEAR)

半澤 有希子; 間柄 正明; 渡部 和男; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 安田 健一郎; 郡司 勝文*; 山本 洋一; 高橋 司; 桜井 聡; et al.

JAERI-Tech 2002-103, 141 Pages, 2003/02

JAERI-Tech-2002-103.pdf:10.38MB

原研で整備した、クリーンルームを有する実験施設である高度環境分析研究棟(CLEAR)について、設計,施工及び2001年6月の運用開始段階における性能評価までを概観する。本施設は、保障措置環境試料分析,包括的核実験禁止条約(CTBT)遵守検証及び環境科学にかかわる研究を目的として、環境試料中の極微量核物質等の分析を行うための施設である。本施設では、クリーンルームの要件と核燃料物質使用施設の要件とを両立した点及び、多量の腐食性の酸を使用した金属元素の微量分析に対応してクリーンルームの使用材料に多大な注意を払った点に大きな特徴がある。そのほか、空調及び空気清浄化の設備,クリーンフード等の実験用設備,分析施設としての利便性及び安全設備についてもその独自性を紹介し、さらに完成したクリーンルームについて、分析操作に対するバックグラウンド評価の結果を示した。本施設の整備により、環境試料中の極微量核物質等の信頼性のある分析を行うための条件が整った。

論文

日本原子力研究所Origin3800システムにおける大規模核融合プラズマシミュレーション及びストレージグリッドの開発

井戸村 泰宏; 足立 将晶*; 五來 一夫; 鈴木 喜雄; Wang, X.*

プラズマ・核融合学会誌, 79(2), p.172 - 187, 2003/02

これまで数値トカマク実験(NEXT)研究計画の下でさまざまな流体コード,粒子コード、あるいは、ハイブリッドコードが開発されてきた。これらのコードには高性能プロセッサー,高速ストレージシステム、及び、高速並列可視化システムから構成されるシミュレーション環境が必要とされる。本論文では、こういった観点から原研Origin3800システムの性能を検証した。性能評価においては、代表的な粒子コードと流体コードは512プロセッサーを用いた並列計算で$$14sim 40$$%という実効性能が示された。I/OについてはStorage Area Network (SAN)による高速並列データ転送が実現している。並列可視化処理システムに関しては、以前のワークステーションに比べて飛躍的に高速な大規模データの可視化処理が可能になっている。このように原研Origin3800システムでは非常に先進的なシミュレーション環境が実現している。また、最近では遠隔ユーザの利便性を向上するためにストレージグリッドの開発を進めている。ストレージグリッドはSANと波長分割多重伝送装置(WDM)の組み合わせにより構成される。初期テストにより、ストレージグリッドでは従来のデータ転送手法と比較して飛躍的に高速なデータ転送($$sim 100$$Gbps)が広域ネットワークを経由して可能であることが示された。

論文

Establishment of a clean laboratory for ultra trace analysis of nuclear materials in safeguards environmental samples

半澤 有希子; 間柄 正明; 渡部 和男; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 安田 健一郎; 郡司 勝文*; 桜井 聡; 高野 清之丞*; 臼田 重和; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(1), p.49 - 56, 2003/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.48(Nuclear Science & Technology)

日本原子力研究所は、ISOクラス5の清浄度を持つクリーンルーム施設として、高度環境分析研究棟(CLEAR)を整備した。本施設は保障措置,包括的核実験禁止条約遵守検証及び環境科学にかかわる研究を目的として、環境試料中の核物質の分析を行うための施設である。本施設は、外部からの汚染を避けるというクリーンルームの要件と、日本の法規に従って核物質を使用するため、放射性物質を施設内に閉じこめるという、相反する要件を両立するように設計した。本施設は湿式化学処理、機器分析及び粒子試料の処理を行えるものとした。核物質を取り扱うための清浄な作業面を確保するため、クリーンフードを特別に設計した。腐食性の酸の使用のため、建設資材の選択に多大な注意を払った。クリーンルームの性能及び実験室における分析上のバックグラウンドについて議論した。本施設はIAEAネットワーク分析所に参加するのに申し分ない仕様を持っており、環境試料中のサブピコグラムレベルの極微量核物質分析が可能になった。

論文

原研Origin3800システムにおける大規模シミュレーション・可視化処理事例

井戸村 泰宏; 足立 将晶*; 鈴木 喜雄; Wang, X.*

サイエンティフィック・システム研究会平成14年度科学技術計算分科会第1回会合資料, p.43 - 59, 2002/08

那珂研究所では、大規模シミュレーションにより核融合プラズマ中で展開している複雑現象を再現し、その物理的解明を図ることを目的として、平成8年度より数値トカマク(NEXT)研究を推進している。本計画では、このような核融合プラズマシミュレーションを支える計算機として、平成13年度にOrigin3800システムを導入した。本報告では大規模並列シミュレーションから高速並列可視化処理にいたる一連の処理過程におけるOrigin3800システムの使用事例、及び、性能評価について紹介している。

論文

原研高度環境分析研究棟の概要とその利用計画

桜井 聡; 半澤 有希子; 間柄 正明; 臼田 重和; 渡部 和男; 安達 武雄

空気清浄, 39(6), p.404 - 410, 2002/03

IAEAが導入を決定した新たな保障措置手法である環境試料分析に対応するため、原研ではクリーンルーム施設「高度環境分析研究棟」(CLEAR: Clean Laboratory for Environmental Analysis and Research)を整備し、保障措置を主な目的とした環境試料中の極微量核物質の分析技術を開発する計画を進めている。本報告は空気清浄度協会からの要請により、CLEARの概要を紹介するとともに、そこで行われている極微量核物質の分析技術開発(スクリーニング,バルク及びパーティクル分析)の現状と極微量分析の将来計画についても述べる。

論文

保障措置環境試料分析法の開発状況; パーティクル分析を中心に

江坂 文孝; 間柄 正明; 半澤 有希子; 桜井 聡; 田口 拓志; 高井 木の実; 榊原 孝明; 黒沢 節身; 高橋 正人; 安田 健一郎; et al.

第22回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, 8 Pages, 2001/11

IAEAの保障措置の強化・効率化策の一つとして導入された保障措置環境試料分析法-原子力関連施設の内外で採取した試料(現状では、主としてスワイプ試料)の分析により未申告施設や未申告活動を探知する-に対応するため、バルク及びパーティクル分析技術の開発を行っている。バルク分析では、試料を化学処理し、各試料の核物質の量及び平均値としての同位体比を求める。一方、パーティクル分析は、試料中に含まれる核物質の同位体比を微粒子一個一個について測定するため、重要な検証手段となりうる。パーティクル分析法の開発ではこれまでに、二次イオン質量分析法(SIMS)により粒径が数$$mu$$mの粒子中に含まれるウランの同位体比を測定することを可能とした。また、これらの極微量核物質の分析操作では、測定対象元素の自然界からの混入を防止することが必要であるため、クリーンルームを備えた化学実験施設(高度環境分析研究棟)を整備した。

論文

原研クリーンルーム施設における極微量核物質分析技術の開発

臼田 重和; 渡部 和男; 桜井 聡; 間柄 正明; 半澤 有希子; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 安田 健一郎; 齋藤 陽子; 郡司 勝文*; et al.

KEK Proceedings 2001-14, p.88 - 92, 2001/06

原研では、IAEA新保障措置制度に対応するため、クリーンルーム施設「高度環境分析研究棟」を整備し、保障措置を目的とした環境試料中の極微量核物質の分析技術を開発する計画を進めている。現在は、既存の実験施設で予備的な実験を行っているが、完成(5月末完成)後は、当面おもに極微量のウランやプルトニウムの同位体組成比を分析する技術を開発する。発表では、高度環境分析研究棟、開発中のスクリーニング,バルク及びパーティクル分析技術の概要、さらに極微量分析の将来計画について紹介する。

報告書

原子力コードの高速化(ベクトル/並列化編); 平成11年度作業報告書

足立 将晶*; 石附 茂*; 小笠原 忍*; 久米 悦雄; 箭竹 陽一*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 川井 渉*

JAERI-Data/Code 2000-043, 220 Pages, 2001/02

JAERI-Data-Code-2000-043.pdf:7.39MB

本報告書は、平成11年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、VPP500(一部SX-4含む)におけるベクトル化/並列化作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成11年度に18件行われた。これらの作業内容は、今後同種の作業を行ううえでの参考となりうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」,「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「ベクトル/並列化編」では、JAMコード及び3次元熱流体解析コードSTREAMを対象に実施したベクトル化作業について、相対論的分子軌道法コードRSCAT,相対論的密度汎関数法コードRDFT及び高速3次元中性子拡散ノート法コードMOSRA-Lightを対象に実施したベクトル並列化作業について記述している。

報告書

原子力コードの高速化(移植編); 平成11年度作業報告書

川崎 信夫*; 根本 俊行*; 川井 渉*; 小笠原 忍*; 石附 茂*; 久米 悦雄; 箭竹 陽一*; 足立 将晶*

JAERI-Data/Code 2000-039, 134 Pages, 2001/01

JAERI-Data-Code-2000-039.pdf:4.32MB

本報告書は、平成11年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、VPP500またはAP3000への移植整備作業について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成11年度に18件行われた。これらの作業内容は、今後同種の作業を行ううえでの参考となりうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」,「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「移植編」では、生体分子の分子動力学パッケージAMBER5,(連続・多群)汎用中性子・光子輸送計算モンテカルロコードMVP/GMVP,MCNPライブラリ自動編集システムautonj,SPECTER/SPECOMPコード,核融合炉事故解析コードMELCOR-FUS及びサブチャンネル解析コードCOBRA-TFのVPP500及びAP3000への整備について記述している。

論文

Application of SIMS and TXRF techniques to lead air-pollution monitoring

江坂 文孝; Zheng, W.*; 渡部 和男; 間柄 正明; 半澤 有希子; 臼田 重和; 安達 武雄

Advances in Mass Spectrometry, 15, p.973 - 974, 2001/00

環境試料中の鉛含有粒子の鉛同位体比分析は、一般に誘導結合プラズマ質量分析法で行われている。しかしこの方法では試料を分解する必要があるため個々の粒子の分析は不可能である。本研究では、二次イオン質量分析法により個々の粒子の鉛同位体比を測定する方法について検討し、実際のエアーサンプリングにより採取した試料の分析に適用を試みた。屋内で採取した試料中の鉛同位体比は、$$^{207}$$Pb/$$^{206}$$Pb=0.859,$$^{208}$$Pb/$$^{206}$$Pb=2.087であり、自動車排出標準粒子のそれとほぼ同様の値であった。このように二次イオン質量分析法を用いることにより、試料の前処理なしに個々の粒子の同位体比を測定できることが示された。

論文

Current status of JAERI program on development of ultra-trace-analytical technology for safeguards environmental samples

安達 武雄; 臼田 重和; 渡部 和男; 桜井 聡; 間柄 正明; 半澤 有希子; 江坂 文孝; 安田 健一郎; 齋藤 陽子; 高橋 正人; et al.

IAEA-SM-367/10/02 (CD-ROM), 8 Pages, 2001/00

IAEA保障措置制度の強化に寄与するため、原研では環境試料に含まれている極微量核物質の分析技術開発をスクリーニング,バルク分析及びパーティクル分析について進めている。スクリーニングでは、低エネルギー$$gamma$$線及びX線測定へのアンチコンプトン法の適用及びイメージングプレート法をとりあげた。バルク分析では、拭取り試料の前処理条件の最適化を検討し、拭取り試料に含まれるウラン不純物の影響の低減化を図った。同位体比測定手法としては、試料調整が容易なICP-MSに注目した。パーティクル分析では、TXRF,EPMA及びSIMSで共通に使用できる試料保持体の作成により、粒子ごとの測定に要する時間の短縮を目指している。TXRFによるウランの感度は0.4ngを達成した。これらの研究は、今後クリーンルームを有するCLEAR施設で実施される。2003年3月までに極微量分析技術を確立し、ネットワーク分析所としてIAEAに貢献するとともに、国内保障措置制度にも寄与する。

報告書

原子力コードの高速化(スカラ並列化編); 平成11年度作業報告書

箭竹 陽一*; 久米 悦雄; 川井 渉*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 足立 将晶*; 石附 茂*; 小笠原 忍*

JAERI-Data/Code 2000-038, 57 Pages, 2000/12

JAERI-Data-Code-2000-038.pdf:2.3MB

本報告書は、平成11年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、Paragonにおけるスカラ並列化作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成11年度に18件行われた。これらの作業内容は、今後同種の作業を行ううえでの参考となりうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」,「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「スカラ並列化編」では、高エネルギー核子・中間子輸送計算コードNMTC、ブラソフプラズマシミュレーションコードDA-VLASOV及び中性子・光子結合モンテカルロ輸送計算コードMCNP4B2を対象に実施したParagon向けのスカラ並列化作業について記述している。

論文

Development of analytical techniques for ultra trace amounts of nuclear materials in environmental samples using ICP-MS for safeguards

間柄 正明; 半澤 有希子; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 安田 健一郎; 渡部 和男; 臼田 重和; 西村 秀夫; 安達 武雄

Applied Radiation and Isotopes, 53(1-2), p.87 - 90, 2000/07

 被引用回数:25 パーセンタイル:14.81

保障措置環境試料分析法は、IAEAの「93+2」計画に基づく保障措置の強化・効率化策の有効な手法の一つである。保障措置環境試料分析法の目的は、施設の内外で採取した試料中の極微量の核物質を分析することにより未申告施設や未申告活動を探知しようとするものである。この方法は、大きくバルク分析とパーティクル分析に分けられ、前者は誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)、表面電離型質量分析装置(TIMS)を用いて、ウランやプルトニウムの定量及び同位体比測定をする。後者は、二次イオン質量分析装置(SIMS)を用いパーティクル一つ一つについて同様にウランやプルトニウムの定量及び同位体比測定をする。今回は、ICP-MSを用いたバルク分析技術の開発状況を紹介する予定である。

報告書

原子力コードの高速化(ベクトル/並列化編); 平成10年度作業報告書

石附 茂*; 小笠原 忍*; 川井 渉*; 根本 俊行*; 久米 悦雄; 足立 将晶*; 川崎 信夫*; 箭竹 陽一*

JAERI-Data/Code 2000-018, p.217 - 0, 2000/03

JAERI-Data-Code-2000-018.pdf:6.35MB

本研究書は、平成10年度に情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、VPP500(一部AP3000含む)におけるベクトル化/並列化作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成10年度に12件行われた。これら作業内容は今後同種の作業を行ううえでの参考となるうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」、「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「ベクトル/並列化編」では、汎用トカマク回路シミュレーションプログラムGTCSPを対対象に実施したベクトル化作業について、イオン性融体分子動力学計算コードmsp2、渦電流解析コードEDDCAL、受動的冷却システム解析コードTHANPACT2、及びMHD平衡コードSELENEJを対象に実施したベクトル並列化作業について記述している。

報告書

原子力コードの高速化(移植編); 平成10年度作業報告書

根本 俊行*; 川崎 信夫*; 久米 悦雄; 川井 渉*; 足立 将晶*; 石附 茂*; 箭竹 陽一*; 小笠原 忍*

JAERI-Data/Code 2000-017, p.99 - 0, 2000/03

JAERI-Data-Code-2000-017.pdf:3.31MB

本研究書は、平成10年度に情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、AP3000への移植作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成10年度に12件行われた。これら作業内容を「ベクトル/並列化編」、「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「移植編」では、連続エネルギー粒子輸送モンテカルロコードMCNP4B2、軽水炉安全解析コードRELAP5のAP3000への移植作業について記述している。

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