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古田 琢哉
医学物理, 41(4), P. 194, 2021/12
粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、近年における放射線の医学利用の高まりを受けて医学分野での利用例が増大しており、当該分野で有効な計算機能も開発されてきた。このような研究に関係する成果を、2021年にRadiological Physics and Technology誌で発表した「PHITSの医学物理計算への応用」と題するレビュー論文にまとめた。その後、日本医学物理学会の編集委員会より、この論文の内容を国内の関係者へ周知する紹介記事の投稿依頼があった。そこで、レビュー論文で報告したPHITSを利用した医学物理分野での応用例や有益なPHITSの機能、そしてユーザー間の情報交換の目的のために解説したPHITSフォーラムの情報等を日本医学物理学会誌で紹介する。
古田 琢哉; 佐藤 達彦
Radiological Physics and Technology, 14(3), p.215 - 225, 2021/09
PHITSユーザー数は、集計を開始した2010年以降に順調な増加傾向を示している。その中で、近年は医学物理分野における新規ユーザー数の増加が顕著となっている。そのため、PHITSを利用した数多くの研究が発表されており、その内容も放射線治療応用、施設の遮蔽計算、放射線生物学応用、医療機器研究開発等、多岐に渡っている。本稿では、これら応用研究の具体例を示しつつレビューを行うとともに、医学物理応用研究で有益なPHITSの機能を紹介する。
今村 俊幸; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*
Recent Advances in Computational Science & Engineering, p.789 - 792, 2002/00
TME(Task Mapping Editor)は分散する計算機上の資源制御と、分散アプリケーションの設計を支援するために開発された。TMEはJFCを基盤としたGUIツールであり過般性に富んだシステムである。利用者はPC上にインストールされたブラウザーから分散アプリケーションの設計ならびに実行が可能である。TMEのGUI上では、AVSのネットワークモニターに代表されるようなドローソフトと同様の感覚で分散アプリケーションのワークフローを設計する。全ての資源はアイコンとして表現され、その依存関係が矢印によって表現されるため、結果的にアプリケーションの設計図が直感的に理解しやすくなる。TMEは設計のほかに、デザインされたアプリケーションの実行も同時に支援する。実行の過程も設計時と同じワークフローによってリアルタイムにその状態が表示されるため、デバック,ボトルネックの検出などに利用できる。なおTMEは可視化コンポーネントのようなユーザー定義のアプレットを内部に取り込む仕組みを有するため、利用者は自由にその環境を再構成することができる。このため利用者に柔軟性及び拡張性を提供するツールといえる。本論文では、著者らはTMEの基本の概念そして設計を示すとともに、globus toolkitとTMEの比較ならびに相互運用の可能性について述べる。さらに、TMEの適用例として3例のユーザーアプリケーションを紹介する。
長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*; 平山 俊雄; 白井 浩; 清水 勝宏; 小関 隆久
計算工学講演会論文集, p.365 - 368, 2000/05
核融合プラズマ実験解析システム、及び、並列分散処理実行支援環境PPExeの特徴について説明する。核融合プラズマ実験解析システムの並列分散処理化には、(1)処理能力の要求に応じた計算機を組み合わせた効率的な処理を実現する、(2)高速計算能力を必要とする処理は原研の複数のサイトに散在する大規模並列計算サーバの中の負荷の少ない計算機で実行することで処理時間を短縮する、(3)利用者の目的に応じて柔軟に解析プログラムを組み合わせた処理が行える、のような要件が求められる。これらの要求を満足する実験解析システムが、PPExeを用いて容易に構築できることを示し、並列分散処理システム構築におけるPPExeの有効性を示す。
上野 浩一*; 太田 浩史*; 武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 松田 勝之*; 樋口 健二; 平山 俊雄
JAERI-Data/Code 2000-023, p.287 - 0, 2000/03
JAERI-Data-Code-2000-023.pdf:34.96MB
計算科学技術推進センターでは、並列処理にかかわる共通基盤技術の研究開発の一環として、並列プログラムにおける途切れのない思考を支援するSTA基本システム(Seamless Thinking Aid)の機能拡張を行った。今回の拡張では、STA基本システムの中核である並列プログラム開発環境PPDE(Parallel Program Development Environment)に以下の機能を追加した。(1)メイクファイルと実行シェルスクリプトファイルの自動生成、(2)1つのツール実行操作で全対象計算機のツールを同時に実行させるマルチツール実行機能、(3)ツール実行結果(エディタであればソースコードやデータの編集結果)を全対象計算機に同時に反映させるミラー構成。これらの追加機能により、複数の計算機を対象にプログラム開発を進める場合の作業効率を飛躍的に高めることが可能となっている。また、逐次プログラムから並列プログラムを作成する作業一連の効率化を図るために、逐次プログラムからHPFプログラムへ変換する自動並列化ツール並びにHPFトランスレーターとの連携を実現している。本報告書では、機能拡張版PPDEの利用方法について述べる。
上野 浩一*; 太田 浩史*; 武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 松田 勝之*; 樋口 健二; 平山 俊雄
JAERI-Data/Code 2000-012, p.125 - 0, 2000/03
JAERI-Data-Code-2000-012.pdf:19.49MB
計算科学技術推進センターでは、並列処理にかかわる共通基盤技術の研究開発の一環として、並列プログラムにおける途切れのない思考を支援するSTA基本システム(Seamless Thinking Aid)を開発した。STA基本システムでは、並列プログラム開発環境PPDE(Parallel Program Development Environment)がプログラムの開発に必要なツールであるエディタ、コンパイラ、デバッガ及び性能評価ツールの統一的な利用環境を提供している。PPDEでは、プログラム開発に中心的な役割を果たすエディタと各ツールとの情報交換を円滑に行い、エディタ上のプログラムのソース行に対応付けてツールの解析情報を表示することにより、並列プログラム開発における途切れのない思考の支援を実現している。本報告書では、PPDEの利用方法について述べる。
岡 潔; 多田 栄介; 木村 盛一郎*; 小川 正*; 佐々木 奈美*
High-power Lasers in Manufacturing (Proceedings of SPIE Vol.3888), p.702 - 709, 1999/11
国際熱核融合実験炉(ITER)ではD-T燃焼により炉内機器は放射化されるため、遠隔機器による保守・交換作業が必要となる。これら炉内機器には、冷却配管が付属しているため、配管内からのアクセスによる溶接・切断・検査装置の開発が急務であった。これまでに、ブランケットの冷却配管を対象とし、曲がり部を通過後、枝管を溶接・切断することを可能とした加工ヘッド及び移動機構を製作してきた。今回、この装置を使用して、実際に溶接・切断試験を実施し、配管での最適な加工パラメータの取得を行った。さらに、通常の溶接・切断試験だけでなく、同じ配管試験片を使用した繰り返し溶接・切断試験を実施し、レーザ切断後の繰り返し再溶接が可能であることを確認した。併せて、溶接・切断・観察を1本の光ファイバで兼用可能なシステムを開発し、基礎試験を行うことで、その有効性を確認した。
岡 潔; 伊藤 彰*; 田口 浩*; 瀧口 裕司*; 高橋 弘行*; 多田 栄介
JAERI-Tech 99-048, 222 Pages, 1999/07
核融合実験炉において、ブランケットを交換・保守する際、それらに付属する冷却配管をあらかじめ切断し、撤去を行い、その後、新しいブランケットを設置し、冷却配管を再溶接する作業が必要である。また、溶接後は溶接部の健全性評価のための検査が必要である。これら一連の作業は、遮蔽領域の確保と狭小なポートからのアクセスという観点から、新しい作業概念の適用が要求されている。本報告では、これまでに開発を行ってきた枝管用溶接・切断装置について報告するとともに、ブランケットの冷却配管保守に関して、母管用の溶接・切断装置の開発、枝管用非破壊検査装置の開発、枝管用リーク試験装置の開発、溶接・切断・観察を行うことが可能な複合型光ファイバの開発を、併せて報告する。
渡部 弘*; 長尾 佐市*; 滝川 好夫*; 熊倉 利昌*
JAERI-Data/Code 99-014, 47 Pages, 1999/03
JAERI-Data-Code-99-014.pdf:2.61MB
日本原子力研究所計算科学技術推進センターでは科学技術計算プログラムの並列化を推進するため、並列/非並列共用プログラム性能解析ツールKMtoolを開発し、評価を行っている。KMtoolはFORTRAN77及びMPIで記述されたプログラムの性能を解析するためのツールであり、並列プログラムを作成する際の負担軽減を目的に開発されている。本稿ではKMtoolの開発目的、設計、利用方法及び試用結果について説明する。
武宮 博*; 今村 俊幸; 太田 浩史*; 小出 洋; 川崎 琢治*; 樋口 健二; 相川 裕史; 笠原 博徳*
計算工学講演会論文集, 3(1), p.73 - 76, 1998/05
日本原子力研究所では、並列処理に係わる共通基盤技術の研究開発の一環として、ネットワークに接続された複数の並列計算機環境での並列科学技術作業における途切れのない思考を支援する並列分散科学技術環境STA(Seamless Thinking Aid)を開発している。具体的には、(1)並列科学計算作業における一連の作業の円滑な遂行、(2)複数の並列計算機の円滑な利用、を支援することにより、利用者の途切れのない思考を実現することを目的としている。本稿では、上記目的を詳述するとともに、その目的を達成するためにSTAの提供している機構の概要について述べる。
太田 浩史*; 今村 俊幸; 川崎 琢治*; 小出 洋; 武宮 博*; 樋口 健二; 相川 裕史; 笠原 博徳*
計算工学講演会論文集, 3(1), p.77 - 80, 1998/05
並列計算機を利用した科学技術計算用ソフトの開発は、並列処理プログラミングの複雑さ故に、従来にも増して作業に長時間を要する。その要因の一つは、開発ツールの情報を利用者が理解するのに時間を要するためである。プログラム開発において、問題解決のためには、どの開発作業フェーズでも、コーディング作業に戻るという性質を持っており、エディタがプログラム開発作業の中心的な存在である。STAのプログラム開発環境である、エディタを中心に統合された並列プログラム開発環境PPDEは、各種ツールが提供する情報をソースコードに関連付けてグラフィカルに表示するとともに、その状態のままソースコードの編集を可能にすることにより、開発者の思考の流れを柔軟に支援しながら、作業に必要となる手順と消費される時間を低減し、円滑な並列プログラムの開発を支援する。PPDEの概要と評価結果について述べる。
多田 栄介; 柴沼 清
J. Robot. Mechatron., 10(2), p.71 - 77, 1998/00
国際熱核融合実験炉(ITER)では、トカマク中心部分がDT燃焼により放射化されるため、遠隔操作による保守・交換技術が重要課題となっている。本件では、ブランケット及びダイバータ等の炉内機器を対象として、保守区分、保守シナリオ、保守条件及び保守方法などITERでの遠隔保守設計の概要について述べる。また、この保守設計の妥当性を検証するために実施している主に炉内機器を対象とした遠隔保守機器の開発計画にについて述べる。
岡 潔; 中平 昌隆; 田口 浩*; 伊藤 彰*
J. Robot. Mechatron., 10(2), p.110 - 115, 1998/00
国際熱核融合実験炉(ITER)では、ブランケット等の炉内機器を保守・交換する際、それらに付属する冷却配管の切断及び溶接を行う必要がある。溶接部については健全性評価のための溶接部検査が要求され、遮蔽及び空間的制約条件から管内側から行う必要がある。このため、配管内を自走し、母管及び枝管溶接部の非破壊検査及びリーク検査を行うツールの開発を進めてきた。本件では、これらのツールの開発状況について報告する。
岡 潔; 伊藤 彰*; 瀧口 裕司*
J. Robot. Mechatron., 10(2), p.104 - 109, 1998/00
国際熱核融合実験炉(ITER)では、ブランケット及びダイバータ等の炉内機器は強制冷却(水冷却)構造となり、その保守・交換には冷却配管の切断・再溶接が必要となる。中性子遮蔽及び炉内機器の配置の制約から、これらの切断・再溶接作業は、配管内部から行うことが要求される。このため、ITER工学R&Dの一環として、冷却配管に内側からアクセスし、曲がり部を通って任意の枝管及び母管を溶接・切断するツールの開発を進めてきた。本件では、これらの配管溶接・切断ツールの開発現状について報告する。
武宮 博*; 樋口 健二; 本間 一朗*; 太田 浩史*; 川崎 琢治*; 今村 俊幸; 小出 洋; 秋元 正幸
JAERI-Review 97-005, 105 Pages, 1997/03
JAERI-Review-97-005.pdf:4.67MB
本報告書は、並列プログラミングのためのソフトウェア・ツールに関する有用な情報を提供することを意図したものである。具体的には、日本原子力研究所に設置されている6社の並列計算機、即ち、富士通VPP300/500,日電SX-4,日立SR2201,クレイT94,IBM SP,インテルParagonにおける並列プログラミング環境の調査及び並列言語・エンパイラ,デバッガ,性能評価ツール,統合化ツールなどの並列プログラミングのためのソフトウェア・ツールに関する研究開発の現状調査の報告である。この調査はプログラミング環境開発プロジェクトの一環として行われたものである。現在原研で開発中であるこの環境に関しても述べる。このプログラミング環境は、プログラマの途切れのない思考を支援するという概念に基づいて設計されている。
中平 昌隆; 岡 潔; 田口 浩*; 伊藤 彰*; 深津 誠一*; 小田 泰嗣*; 梶浦 宗次*; 山崎 誠一郎*; 青山 和夫*
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.54 - 68, 1997/01
核融合炉炉内機器の遠隔保守では、ブランケット・モジュール及びダイバータ・カセットの保守・交換に伴い、厚板及び冷却配管の溶接、切断及び溶接部検査、炉内機器及び遠隔機器輸送時の放射化物飛散を防止するための二重シール扉などが要求され、遠隔操作に対応したこれらのツール/機器の開発が急務である。本件は、国際熱核融合実験炉(ITER)におけるダイバータ及びブランケット等の炉内機器の保守に関して、主に日本ホームチームが分担して設計・開発を進めてきたこれらの遠隔保守ツール/機器の現状と今後の計画について述べる。
多田 栄介; 柴沼 清
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.21 - 28, 1997/01
国際熱核融合実験炉(ITER)では、トカマク中心部分はDT燃焼により放射化されるため、これらの機器の組立・保守は全て遠隔操作となる。特に、ブランケット及びダイバータ等の炉内機器は、計画的に保守・交換を想定する機器に分類され、遠隔保守技術の開発が重要であり、重量物を安定に精度良く取扱うシステム、溶接・切断等を行うツール、炉内観察装置及び耐放射線性機器の開発が急務である。このため、ITER工学R&Dでは、日本、欧州、米国及び露国の4極が協力して、これらの技術開発を進めている。本報では、保守区分、保守シナリオ、保守条件及び保守方式などITERでの遠隔保守設計の概要について述べる。また、この保守設計の妥当性を検証するために実施している遠隔保守機器の開発計画の概要について報告する。
立花 光夫; 島田 太郎; 柳原 敏
Proc. of 6th Int. Conf. on Radioactive Waste Management and Environmental Remediation (ICEM'97), p.831 - 834, 1997/00
解体作業シミュレーションシステムは、JPDR解体計画で得られた経験を反映し、作業の安全と効率性を考慮しながら、遠隔解体装置を用いた高放射化機器の最適な解体計画を研究するために開発を行っているコンピュータプログラムである。解体作業の手順を検討するには、様々な種類の情報が必要である。従って、本システムは、解体作業の手順、原子炉施設の物量データ及び放射線に関するデータ、遠隔解体装置の制御等に関する情報を効果的に統合出来るように設計し、作業環境の表示、解体作業の分析、安全性の評価、解体シナリオの表示の4つのサブシステムに分けることとした。ここでは、本システムの試作を行うとともに、それを用いてJPDRでの解体作業の評価を行った。これより、本システムは、原子炉施設の解体作業の検討に適用できることがわかった。
石川 信行; 古川 良男*; 佐々木 忍; 鈴木 勝男
Proc. of AIR & IHAS '97, p.213 - 225, 1997/00
原子力プラントの巡回点検作業遂行においては、高い安全性、信頼性そして迅速性が要求される。そのために新しい概念のロボットシステム、「人間・ロボット協調システム」を提案するとともに、その要素技術を開発した。本論文では、特に人間とロボットの協調による走行を実現するために開発した「割込み機能つき走行コマンドインタプリタ」、巡回点検の経路生成のためのGUI(Graphical User Interface)である「パスジェネレーションツール」、及びロボット走行において必須事項の自己位置推定技術について述べる。
金森 直和*; 中平 昌隆; 大川 慶直; 多田 栄介; 関 昌弘
JAERI-Tech 96-023, 30 Pages, 1996/06
国際熱核融合実験炉(ITER)の中心部分は、複数の大型で非対称形状を有する機器が組み合わされて構成されている。これらの機器の組立では、構造健全性を担保するために厳しい精度が要求される。また、炉の中心部分は放射化されるため、再組立・保守は全て遠隔で行うことが要求される。このため、組立手順及び組立ツールの設計は極めて重要であり、設計当初から遠隔操作によって重量物の高精度取扱を可能とするよう考慮することが必要である。このような観点から、ITER設計タスクの一環として、トカマクの組立方法及び組立ツールの設計検討を進め、本報告では組立ツールの設計概念及び今後の技術課題について取りまとめた。
