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論文

Degassing behavior of noble gases from groundwater during groundwater sampling

中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; Solomon, D. K.*; 宮川 和也; 富岡 祐一*; 太田 朋子*; 松本 拓也*; 濱 克宏; 岩月 輝希; 小野 昌彦*; et al.

Applied Geochemistry, 104, p.60 - 70, 2019/05

 パーセンタイル:100(Geochemistry & Geophysics)

地下水に溶存している希ガス(He, Ne, Ar, Kr, Xe)は、地下水の起源や滞留時間、涵養温度などの推定に使われる。地下水に溶存しているガスを全て定量することが望ましいが、一方で、地下水の採取に伴う溶存ガスの脱ガスを避けることは難しい。本研究は、地下水の採取に伴う溶存希ガスの脱ガス挙動について調べ、その補正方法を提案するものである。地下施設及び深層ボーリングから地下水試料を採取し、原位置の圧力を維持した状態で採取した試料と、圧力を低下させて脱ガスさせた試料との比較を行った。その結果、溶存ガス圧が低い試料(約4.6気圧以下)については、大気圧下で脱ガスさせた場合、気液平衡が成り立つことが分かった。一方で、溶存ガス圧が高い試料(約32気圧)については、気液平衡が成り立たないことが分かった。気液平衡が成り立つ試料については、脱ガスの影響を補正することが可能であるが、気液平衡が成り立たない試料については、補正が困難であり、さらなる検討が必要である。

論文

Application of a communication-avoiding generalized minimal residual method to a gyrokinetic five dimensional Eulerian code on many core platforms

井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; 真弓 明恵; 山田 進; 松本 和也*; 朝比 祐一*; 今村 俊幸*

Proceedings of 8th Workshop on Latest Advances in Scalable Algorithms for Large-Scale Systems (ScalA 2017), p.7_1 - 7_8, 2017/11

ジャイロ運動論的5次元オイラーコードGT5Dに省通信一般化最小残差(CA-GMRES)法を適用し、一般化共役残差(GCR)法を用いたオリジナルコードとの性能比較をJAEA ICEX(Haswell)、Plasma Simulator(FX100)、Oakforest-PACS(KNL)において実施した。CA-GMRES法はGCR法に比べて約3.8倍の演算密度となることから、メモリとネットワークの帯域が制限された将来のエクサスケールアーキテクチャに適合する。性能評価の結果、GCR法に比べて計算カーネルは1.47$$sim$$2.39倍加速され、1,280ノード処理におけるデータ縮約通信は全体コストの5$$sim$$13%から約1%に削減された。

論文

Oxygen potential measurement of (Pu$$_{0.928}$$Am$$_{0.072}$$)O$$_{2-x}$$ at high temperatures

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 砂押 剛雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1296 - 1302, 2015/10

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

(Pu$$_{0.928}$$Am$$_{0.072}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルを1473K, 1773K及び1873Kにおいて気相平衡法により測定した。O/M=1.96以上ではAmが還元、O/M=1.96以下ではPuが還元されることを確認した。

口頭

温度勾配下の系における核燃料の熱伝導; 分子動力学計算

松本 卓*; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 内田 哲平

no journal, , 

酸化物燃料の特徴であるペレット径方向の大きな温度勾配はアクチニド・酸素再分布及び組織再編などの照射挙動を引き起こす。これらの照射挙動の原子論的観点からの評価の一つとして、本研究では温度勾配下の系に対する分子動力学法によりUO$$_{2}$$, PuO$$_{2}$$, (U$$_{0.8}$$,Pu$$_{0.2}$$)O$$_{2-x}$$の熱伝導度の評価を行った。計算結果は温度の上昇・O/M比の低下に伴い熱伝導度が低下しており、ウムクラップ過程及び不純物による散乱の効果を再現していた。しかし、低温部ではO/M比の低下とともに過小評価している傾向があり、これはPu$$^{3+}$$と酸素空孔がスーパーセル中に均一に分布しておらず、O/M比のばらつきが大きいためであると考えられる。

口頭

PuO$$_2$$-AmO$$_2$$の熱伝導度

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 小笠原 誠洋*

no journal, , 

PuO$$_{2}$$はMOX燃料の構成成分の一つであり、その熱物性を評価することはMOX燃料の物性、特にPu含有率の影響を把握するうえで重要である。しかしPuO$$_{2}$$単体の熱物性データは少なく、融点や熱伝導度などの報告値は文献ごとに異なる。またPuの同位体の一つである$$^{241}$$Puは$$beta$$崩壊(半減期: 14.4年)により$$^{241}$$Amへ壊変し、PuO$$_{2}$$中のAm含有率は比較的短期間に変化する。本プレゼンテーションではAmO$$_2$$を含有したPuO$$_2$$の熱伝導度の測定及びPuO$$_2$$の熱伝導度へのAm含有の影響について発表を行う。

口頭

Thermal conductivity measurement of (Pu$$_1$$$$_-$$$$_x$$,Am$$_x$$)O$$_2$$ (x=0.03, 0.07)

松本 卓*; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 小笠原 誠洋*

no journal, , 

高レベル放射性低減という観点からMAをMOX燃料に添加したMA-MOX燃料が考えられている。MOX燃料の燃料設計や性能評価においてさまざまな熱物性値が必要であるが、その中でも熱伝導率は最も重要なパラメータの一つである。PuO$$_2$$はMOX燃料の構成成分の一つであり、その熱伝導率を評価することはPu含有率の影響を把握するうえで重要である。しかしPuO$$_2$$の熱伝導率データは少なく、報告値は文献ごとに異なる。またAm含有の影響を評価した文献も少ない。そこで本報告ではAmを最大7%含有したPuO$$_2$$の熱伝導率の測定及びPuO$$_2$$の熱伝導率へのAm含有の影響について発表を行う。

口頭

MOX燃料中のU及びPuの相互拡散係数測定

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 田村 哲也*

no journal, , 

Pu含有率の異なる2種類のMOXペレットを用いて拡散対を作製し、1600$$^{circ}$$C, O/M=2.00における相互拡散係数の導出を試みた。その結果、U及びPuの相互拡散係数はそれぞれ2.1$$times$$10$$^{-15}$$m$$^{2}$$/s及び6.8$$times$$10$$^{-15}$$m$$^{2}$$/sと評価された。また酸素分圧を変更して拡散熱処理を行うことにより、拡散係数が酸素分圧とともに変化することを確認した。

口頭

(Pu$$_{0.923}$$Am$$_{0.077}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャル測定

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 砂押 剛雄*

no journal, , 

(Pu$$_{0.923}$$Am$$_{0.077}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルを1873K及び1773Kにおいて気相平衡法により測定した。得られた結果はPuO$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルと比較することによってAmの影響を評価し、AmがPuよりも先に還元されることを確認した。

口頭

Interdiffusion behavior of Pu and Am in MOX fuels

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 森本 恭一; 加藤 正人; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*

no journal, , 

(U$$_{0.50}$$Pu$$_{0.47}$$Am$$_{0.03}$$)O$$_{2-x}$$及びUO$$_2$$の拡散対を作製し1873KにおけるO/M=2.00及び1.96での粒界・粒内拡散評価を行った。O/M=2.00における粒内拡散係数は1.96の粒内拡散係数に比べ2桁程度大きい値が得られた。また、O/M=2.00において粒界拡散は確認できたが、O/M=1.96では粒界拡散が確認できなかった。

口頭

MOX燃料拡散対を用いたアクチニド元素の相互拡散評価

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*

no journal, , 

(U$$_0.51$$Pu$$_0.46$$Am$$_0.03$$)O$$_{2-x}$$とUO$$_2$$の拡散対を1600$$^{circ}$$Cで熱処理し、U及びPuの相互拡散係数のO/M依存性を評価した。O/M=2.00における相互拡散係数は1.96のものに比べ1桁-2桁程度大きい値となった。また、O/M=2.00において顕著な粒界拡散が確認できたが、O/M=1.96では確認できなかった。

口頭

J-PARCエネルギー分析型中性子イメージング装置RADENの現状

篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; 瀬川 麻里子; 原田 正英; 中谷 健; 大井 元貴; 新井 正敏; 相澤 一也; 加美山 隆*; et al.

no journal, , 

J-PARC/MLFのBL22に建設中のエネルギー分析型中性子イメージング装置RADEN(螺鈿)は世界最初のパルス中性子イメージング専用ビームラインであり、2012年度に予算化されて建設を開始し、2014年11月に中性子ビームを受入れ、オンビームでの機器調整を開始した。装置は、本格的なブラッグエッジ・共鳴吸収・偏極中性子イメージング実験を実施可能とするとともに、高性能の中性子ラジオグラフィ・トモグラフィ実験環境を提供する。発表では、本装置の仕様の詳細、建設および機器開発の進捗状況について紹介するとともに、コミッショニングによる装置性能評価に関する最新の状況を報告する。

口頭

(Pu,Am)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルと熱伝導率

松本 卓; 加藤 正人; 森本 恭一; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 小笠原 誠洋*; 砂押 剛雄*

no journal, , 

本発表では(Pu,Am)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャル及び熱伝導率の測定・評価結果について述べる。(Pu,Am)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルは、PuO$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルに比べ定比組成近傍において大きく上昇する結果となった。(Pu,Am)O$$_{2-x}$$の熱伝導率は、Am含有率による影響は小さいが、O/M比の低下により大きく低下する結果であった。フォノン伝導モデルによる解析を適用することで、前者はAm$$^{4+}$$及びPu$$^{4+}$$のイオン半径が同程度であることに、後者はO/M比の低下により導入されるAm$$^{3+}$$及びPu$$^{3+}$$のイオン半径がAm$$^{4+}$$及びPu$$^{4+}$$のイオン半径よりも大きいことに加え酸素空孔の導入に由来することを明らかにした。

口頭

J-PARCエネルギー分析型中性子イメージング装置「螺鈿」の現状

篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; 中谷 健; 瀬川 麻里子; 原田 正英; 廣井 孝介; Su, Y.; 相澤 一也; 林田 洋寿*; et al.

no journal, , 

世界最初のパルス中性子イメージング専用装置であるJ-PARC/MLFのエネルギー分析型中性子イメージング装置「螺鈿」は2014年11月に最初の中性子ビームを受け入れ、装置性能評価実験を開始した。この装置は、パルス中性子の飛行時間分析を利用した本格的なエネルギー分析型イメージング実験が実施可能であると同時に、日本における高性能の中性子ラジオグラフィ・トモグラフィ実験環境を提供することを目的として建設された。本発表では、これまでに実施したコミッショニング結果とデモンストレーション実験の結果について報告する。

口頭

核融合シミュレーションコードのGPUクラスタにおける高性能実装

松本 和也; 朝比 祐一*; 伊奈 拓也; 井戸村 泰宏

no journal, , 

核融合プラズマ流体解析コードGT5Dの主要計算カーネルをGPUクラスタにおいて実装し、性能評価を行った結果を述べる。本研究ではコード内で性能ボトルネックとなっている反復法行列ソルバに対してGPU上でのチューニングを行い、実測性能とルーフラインモデルにより算出した達成可能な実効性能との比較をする。また、複数GPUを使用するためにGPU間直接通信技術を用いた実装についても述べる。

口頭

HA-PACS/TCAにおけるCA-GMRES通信回避型Krylov部分空間法の実装と評価

松本 和也*; 井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; 真弓 明恵; 山田 進

no journal, , 

省通信クリロフ法はメニーコアプロセッサやアクセラレータに基づくスーパーコンピュータにおける通信処理のボトルネックに対する有望な解決策となっている。本研究ではGPUクラスタHA-PACSに省通信GMRES法を実装し、原子力流体コードの非対称行列ソルバに関して性能評価を実施した。評価結果から、省通信GMRES法はGMRES法やGCR法といった従来のクリロフ法に比べて大幅に高速であることが示された。

口頭

Performance evaluation of a modified communication-avoiding generalized minimal residual method on many core platforms

井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; 真弓 明恵; 山田 進; 松本 和也*; 朝比 祐一*; 今村 俊幸*

no journal, , 

本研究ではオリジナルの省通信一般化最小残差(CA-GMRES)法と同じ省通信特性を維持しつつ計算量とメモリーアクセスを30%削減する修正CA-GMRES法を提案する。より高い演算密度、かつ、より少ない通信量と計算量という演算特性はメモリ帯域幅と通信帯域幅が制限される将来のエクサスケール計算機に対して有望な特徴である。修正CA-GMRES法をジャイロ運動論的トロイダル5次元オイラーコードGT5Dの陰解法ソルバにおける大規模非対称行列に適用し、Oakforest-PACS(KNL)において性能評価を行った。数値実験結果から、一般化共役残差法と比べて、演算カーネルは1.5倍高速化され、1,280ノード利用時のデータ縮約通信コストは全体コストの12.5%から1%に削減されることが示された。

口頭

非降雨時・降雨時下水における未知見有害元素の濃度と起源の推定

尾崎 宏和*; 吉村 和也; 片寄 優二*; 松本 卓巳*; 朝岡 良浩*; 林 誠二*

no journal, , 

本研究は、下水道への人為起源汚染物質放出に関し、特に知見の少ない元素のレベルを把握することを目的として、福島県郡山市の合流式下水道より試料を採取し、下水中元素濃度を測定した。下水中の溶存Cu, Zn濃度は数$$sim$$数十$$mu$$g/L, Mo, Pd, Ag, In, Biは数十$$sim$$数百ng/Lで、懸濁態はこの10倍オーダーだった。本研究におけるCu, Znの最大値は先行レベルと同等だった。また、Agを除くこれら元素の下水への負荷は、降雨時における路面等からの排水が大きく寄与する一方、Agについては家庭排水の寄与が大きい可能性が示唆された。

口頭

福島県郡山市中心部住宅地における合流式下水道水中の重金属濃度

尾崎 宏和*; 林 誠二*; 吉村 和也; 片寄 優二*; 松本 卓巳*; 朝岡 良浩*

no journal, , 

本研究は、市街地下水道への人為起源汚染物質の流入に関し、特に知見の少ない元素のレベルを把握することを目的として、福島県郡山市の合流式下水道より試料を採取し、下水中重金属濃度を測定した。そして、下水中レベルに関して知見の多いCuとZn、既往知見の少ないMo, Ag, Sb, Ba, Biに着目して検討した。非降雨時における下水中重金属濃度は24時間の中で変動し、その変動には生活リズムの関与が考えられた。また、既報で知られるCuやZnに加え、懸濁態において知見の少ないMo, Ag, Sb, Ba, Biの下水道への流入が示された。

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