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論文

Spatio-temporal mapping; A Technique for overview visualization of time-series datasets

宮村 浩子; 林 幸子*; 鈴木 喜雄; 武宮 博

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.603 - 608, 2011/10

近年、数値シミュレーションはスケール規模が増大しており、高次元の結果が得られている。そのため、物理的現象を理解することは困難な作業となっている。この問題に対して、われわれは情報可視化技術を用いて空間と時間に沿った情報提示技術,時空間マップを提案することで解決を図る。時空間マップは、空間・時間の軸を備えた2次元空間に、3次元空間に分布する時系物理情報を写像して高次元データの特徴を示す。ここで、3次元空間情報はoctreeによる空間分割によって1次元へ写像することとした。この時空間マップを用いることで、ユーザは高次元データから興味ある時空間領域を迅速に発見できる。さらに、ユーザは、対話式に時空間マップの詳細度やカラーマッピングを変更することができる。最後に、原子力施設の耐震解析に提案手法を用いて、迅速に特徴領域を発見できることを確認した。

論文

Spatio-temporal mapping; A Technique for overview visualization of time-series datasets

宮村 浩子; 林 幸子*; 鈴木 喜雄; 武宮 博

Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2010/10

時空間マップとマップをデザインする機能を提案する。時空間マップは空間・時間情報をマッピングする技術である。このマップでは、物理量の変化を2次元空間に割り当てている。この時空間マップは、例えばデータマップの解像度や色に割り当てている物理量など、観察者が対話的にマップを変えながら観察することでより特徴を把握できる。そこで、データマップをユーザが対話的にデザインする機能を併せて開発し、提案する。

論文

原子力グリッド基盤AEGISの研究開発

鈴木 喜雄; 立川 崇之; Kim, G.; 木野 千晶; 宮村 浩子; 手島 直哉; 林 幸子*; 青柳 哲雄; 武宮 博; 中島 憲宏

計算工学講演会論文集, 15(2), p.1051 - 1054, 2010/05

われわれは、原子力研究のための計算基盤を構築するために、原子力グリッド基盤AEGISの研究開発を進めてきた。本研究開発では、スパコンやデータベース等をネットワーク接続した仮想研究環境の構築を目的とした国家プロジェクトITBL(Information Technology Based Laboratory)において研究開発したITBL基盤ソフトウェアの知見と技術を発展させ、安全性と利便性の向上に取り組んだ。安全性については、個人認証とマシン認証による認証機構の二重化を行った。利便性については、利用者端末からグリッドの機能を利用可能とするアプリケーションプログラムインタフェースを開発した。これらの研究開発により、われわれは、原子力施設全体規模の3次元振動シミュレーション,原子力施設の地震耐力予測シミュレータなどの原子力研究に貢献した。

報告書

グローバル感度解析コードGSALabの開発

劉 峭; 本間 俊充; 西巻 祐一郎*; 林 寛子*; 寺門 正人*; 田村 智志*

JAEA-Data/Code 2010-001, 57 Pages, 2010/03

JAEA-Data-Code-2010-001.pdf:16.81MB

原子力発電所などの工学施設のリスク評価モデルには、機器故障率などのモデル入力変数の不確実さが伝播することにより計算結果に不確実さが生じる。リスク評価結果の不確実さ及びその不確実さへの各入力変数の寄与度を評価するためのツールとして、モンテカルロ手法を用いたグローバル感度解析コードGSALabを開発した。本コードは、乱数発生部,不確実さ解析部,感度解析部で構成される。乱数発生部では、確率分布に従った乱数の生成機能を有する。不確実さ解析部では、モデル出力の平均値や分散などの統計量の計算、そして確率密度分布や累積分布の計算が可能である。感度解析部には、分散に基づく指標をはじめとして、複数のグローバル感度指標の計算機能を備えた。また、GSALabにGUI(グラフィカル・ユーザー・インタフェース)を組み込み、利便性を向上させている。本コードは、原子力発電所のリスク評価だけでなく、一般的な計算モデルに対する不確実さ解析・感度解析にも適用可能である。

論文

時系列データを眺める技術; データの時間変化を見逃さないためにはどうしたらいいか

宮村 浩子; 林 幸子; 鈴木 喜雄; 武宮 博

FUJITSUファミリ会論文集(インターネット), 15 Pages, 2010/03

スーパーコンピュータの性能の向上に伴い、数値シミュレーションは複雑化し、得られるシミュレーション結果データは大規模化している。これは、ユーザがシミュレーション結果を理解することを困難にしている。そこでわれわれは、観察者が容易に時系列シミュレーション結果を理解できるようにするために、時空間可視化システム「時空間マップ」を提案する。自空間マップは、インフォメーションビジュアリゼーションのテクニックのひとつであり、実験や計測結果から特徴領域を特定するのに有効な手法である。この自空間マップは、時間と空間で張られる2次元空間に物理量の変化を割り当てている。本論文では、提案するテクニックの有効性を検証するために、大規模シミュレーション結果に適用する。

論文

シミュレーション結果の評価支援のためのデータ調査システム

宮村 浩子; 中島 康平*; 鈴木 喜雄; 林 幸子; 武宮 博; 中島 憲宏

全NEC C&Cシステムユーザー会平成21年度論文集(CD-ROM), 12 Pages, 2010/02

数値シミュレーションによって得られたデータを調査するシステムを開発したので、本論文で発表する。近年、高性能コンピュータが広く普及したことにより、数値シミュレーションによって得られるデータは大規模かつ複雑なものとなっている。このような大規模かつ複雑なデータは対話的に可視化することが困難であることから、その結果を評価することが難しい。そこでわれわれは並列分散環境で得られた大規模時系列データを評価するためのデータ調査システムを開発した。このシステムは、大局的かつ局所的なスケールでデータを可視化し調査することを実現している。

論文

Role of anomalous transport in onset and evolution of neoclassical tearing modes

Konovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; 小関 隆久; 滝塚 知典; Shirokov, M. S.*; 林 伸彦

Plasma Physics and Controlled Fusion, 47(12B), p.B223 - B236, 2005/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:72.66(Physics, Fluids & Plasmas)

新古典テアリングモード(NTM)は、トカマクプラズマにおいてプラズマ圧力を制限し、閉じ込めを劣化させるものとして知られている。NTM成長における鍵となる役割は、プラズマ流,温度,密度であり、熱伝導や粒子拡散や粘性による磁場に垂直方向と水平方向の輸送によって決まる。この発表は、垂直異常熱輸送とイオンの粘性効果のNTMへの影響を理論的に調べた。

論文

Infuluence of anomalous transport phenomena on onset of neoclassical tearing modes in tokamaks

Konovalov, S. V.; Mikhailovskii, A.*; 小関 隆久; 滝塚 知典; Shirokov, M. S.*; 林 伸彦

Proceedings of 20th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2004) (CD-ROM), 8 Pages, 2004/11

新古典テアリングモードの発生条件に対する異常垂直熱輸送と異常垂直粘性の影響を理論的に調べる。摂動温度分布における磁気島横断熱伝導と拮抗するいろいろな平行輸送機構を考慮する。輸送閾値モデルにおいて、有限の垂直熱輸送のために弱くなったブートストラップ駆動と同程度に、磁気曲率効果は重要である。垂直粘性により、輸送閾値モデルには磁気島回転周波数依存性が生じる。

論文

Development of a code MOGRA for predicting the migration of ground additions and its application to various land utilization areas

天野 光; 高橋 知之*; 内田 滋夫*; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(11), p.975 - 979, 2003/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.94(Nuclear Science & Technology)

環境中に放出される放射性核種等の環境負荷物質について、挙動を予測するための汎用計算コードシステムMOGRAを開発した。MOGRAは動的コンパートメントモデルを基本とし、コンパートメント内の物質量が時間で変動する系を解析できる。MOGRA はPC上で放射性核種等の挙動が評価できるシステムであり、使い易さを基本としGUIやMOGRA用に開発した種々のデータベースを用いることができる。複数の土地利用形態から構成される仮想的陸域環境が$$^{137}$$Csで汚染したと仮定してMOGRAの機能試験を行い、正常に作動することを確認した。

論文

Status of development of a code for predicting the migration of ground additions: MOGRA

天野 光; 高橋 知之*; 内田 滋夫*; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

JAERI-Conf 2003-010, p.32 - 36, 2003/09

陸域に負荷される放射性物質や重金属等の挙動を解析・予測する目的で、動的コンパートメントモデル解析部を中核とする環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAを開発した。本発表ではMOGRA開発の現状と将来計画につき紹介する。MOGRAはさまざまな評価対象系に対応し得る汎用コードであり、動的コンパートメントモデル解析部を中核とし、グラフィカルユーザインターフェイスによる入出力部やライブラリデータ等から構成されている。本コードは、コンパートメントの作成・削除、コンパートメント間の移行の設定等がマウスによる簡単な操作で可能であるとともに、種々の核種への対応等の汎用性、拡張性に優れている。評価を行う際には、評価対象となる陸域生態圏を土地利用形態(例えば森林,畑,水田等)等によって分割(モジュール化)し、各モジュールで任意にコンパートメントモデルを設定する。モジュール間の物質の移行に関しても任意に設定できる。またMOGRAは分配係数や移行係数などの種々のデータベースを備えている。

論文

Application of MOGRA for migration of contaminants through different land utilization areas

天野 光; 高橋 知之*; 内田 滋夫*; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

JAERI-Conf 2003-010, p.112 - 121, 2003/09

原研が中心となって開発した環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAを使用して、原子力施設の事故等によって放射性核種等の環境負荷物質が地表に沈着した場合の陸域移行予測を実施している。本研究では、土地利用形態別にコンパートメントモデルを構築し、負荷物質が種々の土地利用形態間を移行するような仮想的陸域環境系について解析することにより、MOGRAの機能を検証した。すなわち、整備されたテンプレートを用いて仮想的広域環境を構築し、地表がCs-137(1.0Bq/m$$^{2}$$)で汚染したという仮定のもとでの機能評価を行った。

論文

Construction of river transfer models for MOGRA

林 寛子*; 松岡 俊吾*; 高橋 知之*; 天野 光

JAERI-Conf 2003-010, p.122 - 130, 2003/09

陸域挙動予測モデル-MOGRAのための河川移行モデルとして、2つの動的コンパートメントモデルの比較解析を行った。1つは存在形態が1成分のモデル、もう1つは存在形態が溶存態及び懸濁態の2成分モデルである。モデルパラメータは、実際に久慈川等で観測された値を用い、流域がCs-137で汚染されたと仮定した。2つのモデルによる解析結果は、河床へのCs-137の沈降速度が小さい場合は差が見いだされなかったが、沈降速度が大きい場合には、結果に明らかな差が生じた。

論文

環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAにおけるモデルテンプレートの整備

高橋 知之*; 天野 光; 内田 滋夫*; 池田 浩*; 松岡 俊吾*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

環境衛生工学研究, 17(3), p.340 - 344, 2003/07

陸域生態圏に付加された放射性物質等の環境負荷物質による環境影響を評価するため、日本原子力研究所は、パーソナルコンピュータ上で環境負荷物質の挙動を予測できる計算コードMOGRA (Migration Of GRound Additions)を開発した。MOGRAを用いて陸域生態圏における環境負荷物質の挙動を解析・予測するためには、土地利用形態等に即した種々のテンプレートが必要であり、本研究ではこれらのテンプレートの整備を行った。また、本研究で整備したテンプレートを使用して圃場系に付加されたセシウムの挙動に対し、稲等への移行に関し評価解析を実施した。

口頭

シミュレーション結果の妥当性評価のための思考的コンピューティング

鈴木 喜雄; 林 幸子; 宮村 浩子

no journal, , 

原子力プラント全体規模の耐震挙動等、理論や実験で直接扱うことが困難な現象を扱える大規模・複雑シミュレーションが可能となっている。このようなシミュレーションを用いて現象を正確に把握するには、結果の妥当性評価が不可欠である。しかしながら、このような大規模・複雑シミュレーションから得られる結果の妥当性を評価するための方法論は十分確立されていない。本研究の目的は、このような大規模・複雑シミュレーションの結果の妥当性を評価可能とすることである。このため、人間の思考過程のように多様なアプローチから得られる結果を統合的に処理することにより、妥当性を推定できる方法論として、思考的コンピューティングを提案し、システムを構築した。原子力プラントの熱応力シミュレーションに本システムを適用し、シミュレーション結果の妥当性を定量的に求めることに成功し、提案方法論により妥当性評価できる可能性があることを確認した。

口頭

Visualization system for the evaluation of numerical simulation results

宮村 浩子; 林 幸子; 鈴木 喜雄; 武宮 博

no journal, , 

われわれは、数値シミュレーション結果を評価するための可視化システムを提案する。本システムはマルチウィンドウシステムを搭載し、詳細な情報をさまざまな形式で表現する。大局情報可視化ウィンドウでは、時空間情報を提示し、局所情報可視化ウィンドウでは、選択領域周辺の詳細情報を提示する。なお、本提案システムを3次元仮想振動台のシミュレーション結果に適用して評価し、提案手法の有効性を検証する。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,9; 広域な範囲(80km圏内の)放射性物質の分布予測モデル開発

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 佐藤 仁士; 斎藤 公明; 黒澤 直弘*; 龍福 進*; 林 寛子*; 石橋 一房*

no journal, , 

原子力機構は、平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島第一原子力発電所事故による放射性物質の移行状況を予測し、地域住民の将来設計などに資するため、土地利用に応じた放射性物質分布の変化傾向を予測する数理モデルを開発している。平成24年度は、常緑樹,落葉樹,都市などの土地利用種別に、1成分の環境半減期からなる外部被ばく線量評価予測数値モデルプロトタイプを開発した。また、福島第一原子力発電所から80km圏内について、空間線量率の経時変化を把握し得るデータ(第1-3次走行サーベイやサーベイメータ等の測定による地上1m高さの空間線量率)、宇宙航空研究開発機構のALOSデータなどの土地利用形態情報を用いて、空間線量率の経時変化データ解析から土地利用種別の放射性セシウムの環境半減期などを評価した結果、常緑樹や落葉樹の土地利用の場合、都市などに比べ、放射性セシウムの環境半減期が長いことを明らかにした。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立; 狭い範囲の分布予測モデル開発

佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*; 黒澤 直弘*; 龍福 進*; 林 寛子*; 石橋 一房*; 坂本 隆一*; 根本 久*

no journal, , 

平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島県内の狭い範囲における分布予測モデルの開発に資するため、走行サーベイ,土壌採取,in-situ測定,道路直交方向の空間線量率測定を実施し、調査データを土地利用種別に分類し、環境半減期の解析を行った。走行サーベイの結果、時間経過とともに全体の空間線量率が減少している傾向が見られた。走行サーベイを土地利用種別で分類し、環境半減期を比較したところ、「森林」で長く、「建物用地」で短い傾向が見られ、広域での解析と同様の傾向であった。また、土壌採取,in-situ調査の結果により、空間線量率の変化を把握することで土壌中放射能濃度の変化を把握することができることがわかった。さらに、道路と沿線区域の空間線量率測定の結果から、道路より沿線区域の線量が高いことが明らかになった。

口頭

東京電力(株)福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,8; 狭い範囲における走行サーベイ解析

佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*; 菅野 光大*; 林 寛子*; 石橋 一房*; 黒澤 直弘*; 坂本 隆一*; 根本 久*

no journal, , 

平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島県内の狭い範囲における移行モデル(分布状況変化モデル)開発に資するため、道路周辺を中心とした空間線量率などの詳細調査を行っている。本発表では、土地利用状況などが明確な狭い範囲(福島県伊達郡川俣町)を対象に、走行サーベイや道路直交方向測定などの詳細調査を実施した。それらの結果から、環境中の空間線量率の分布状況とその時間変化の傾向、道路中央及び道路の路肩や路側帯の積雪による影響を明らかにした。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立; 狭い範囲における放射性物質の移行モデル開発,3; 環境半減期評価

龍福 進*; 石橋 一房*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*; 佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立の一環として、地上に沈着した放射性物質に見られる物理的減衰以上の減衰を表すパラメータとして環境半減期を導入し、福島県内の狭い範囲(行政区画程度)における分布予測モデルの開発を行っている。環境半減期の算出にあたっては、福島県伊達郡川俣町において、KURAMAを用いて走行サーベイを実施して取得した空間線量率と、公開されている第1次,第2次の走行サーベイの空間線量率結果を利用し、得られた値の評価は、対象地区全域での累積頻度の割合を導出して行った。その結果、時間の経過とともに減衰が進み、環境半減期のばらつきが小さくなる傾向を示した。また土地利用区分の差異の影響を見た場合、減衰は森林(遅い)、建物用地(速い)、田とその他の農用地(中間)という結果となった。これは土地利用区分を考慮することで、精度の高い評価を可能とすることを示唆している。

口頭

脱灰処理されたエナメル質におけるフッ化物含有材料からのフッ素の拡散

松田 康裕*; 奥山 克史*; 小松 久憲*; 大木 彩子*; 橋本 直樹*; 佐野 英彦*; 山本 洋子*; 岩見 行晃*; 林 美加子*; 能町 正治*; et al.

no journal, , 

本研究では、フッ素による歯の脱灰抑制効果を調べるため、脱灰処理した歯質に充填したフッ化物含有材料からのフッ素の拡散を、マイクロPIGE/PIXEを用いて評価・検討した。試料は以下の3段階の手順で製作した。(1)う蝕のないヒト抜去歯のエナメル質最表層を除去し、頬側の歯冠部エナメル質に窩洞を形成した。(2)これを脱灰溶液中で72時間、37$$^{circ}$$Cで保管して、歯質表面を脱灰処理し、3種類のフッ素含有材料("フジIXエクストラ(GC)" (EX), "フジIX(GC)" (FN), "フジVII(GC)" (VII))をそれぞれに充填し、更に緩衝液中(pH7.5)で24時間、37$$^{circ}$$Cで保管した。(3)この後、歯軸と平行にカットして厚さ約200$$mu$$mの試料を作製した。最表層および窩壁からのフッ素の分布を測定した結果、EX群では他と比較して歯質表層の最も深い領域までフッ素の分布が認められたが、窩洞壁では他と比較してフッ素の拡散が認められなかった。FN群では逆に窩洞壁においてフッ素の拡散が強く認められた。VII群では窩洞壁にのみフッ素の拡散が認められた。これらの結果は、フッ素の拡散に歯質へ直接拡散する経路と溶液に溶出してから歯質へ拡散する経路の2つあることを示しており、フッ素含有材料を使い分けることによって効果的なう蝕予防が可能になると考えられる。

口頭

福島における放射性物質分布調査,6; 異なる手法による観測データを統合した80km圏内空間線量率マップの作成

武宮 博; 根本 美穂*; 林 寛子*; 関 暁之; 斎藤 公明

no journal, , 

階層ベイズ統計手法を用いて、歩行サーベイ、走行サーベイおよび航空機モニタリングにより測定されたデータを統合し、福島第一原子力発電所から80km圏内の地域を対象とした統合空間線量率マップを作成した。結果について報告する。

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