放射線生物学でのデータ可視化の有用性; 自己組織化マップによる放射線の生体応答解析

神崎 訓枝

放射線生物研究, 56(3), p.295 - 307, 2021/09

低線量放射線の生体影響は、様々な要因が絡み合い複雑である。生命維持のためのその反応は単純ではない。そこで、動物実験を行って得られた分析結果を自己組織化マップ(Self-organizing maps: SOM)を用いて可視化し、これまでとは違った視点から低線量放射線の生体影響を評価した研究成果を報告する。例えば、低線量放射線の影響は明確なクラスタリングが不可能なデータであったが、SOMでの解析により複数の指標を総合的に評価し、直感的にデータの特徴を把握することが可能となった。本稿では、実例を挙げ、機械学習を用いて放射線生体影響のデータを可視化した成果とその有用性を議論する。

中性子実験装置J-PARC編,15; MLF計算環境

中谷 健; 稲村 泰弘

波紋, 26(1), p.42 - 45, 2016/02

https://doi.org/10.5611/hamon.26.1_42

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では建設当初からMLF計算環境グループが組織され、このグループによりMLFの中性子実験装置のためのイベントデータ収集システム、データ解析ライブラリ、実験制御ソフトウェアフレームワークが開発、運用されている。本入門講座では、MLF計算環境グループにより新規に開発された、大強度中性子を最大限利用するための汎用イベントデータ収集システム、様々な実験装置で多次元データ解析を可能にするデータ解析フレームワーク、実験監視および多種多様かつ大容量データの取り扱いを遠隔から可能にする外部アクセス計算環境について報告する。

海外出張報告書 臨界安全技術プロジェクトワークショップ(NCTSP)(1)本文 (2)資料集

須藤 俊幸

JNC TN8200 2000-006, 443 Pages, 2000/07

JNC-TN8200-2000-006.pdf:41.45MB

2000年3月末に米国ニューメキシコ州アルバカーキ市で開かれた米国エネルギー省(DOE)の臨界安全技術プロジェクトワークショップ(NCTSP)に参加したので報告する。NCTSPは、DOE関係者の臨界安全に関わる者が、DOEの臨界安全プログラム(NCSP)の一環として情報交換や業務逐行上の改善点について議論の場をもつもので、毎年1回開催しているものである。参加人数は約100名強である。NCTSPの後には臨界安全に関するANS-8基準の更新、改訂、新規策定のための委員会会合が行われた。これらの会合への自由なコメントを歓迎するという立場から、外部の者も自由な参加ができる。NCSPは7つのタスク(臨界実験、ベンチマーキング、核データ、解析手法、データの適用範囲及び限界、情報保存と普及、トレーニングと資格制度)があり、それぞれの活動状況について報告された。また、東海村のJCO臨界事故に対するDOE、NRC及びその所管施設の対応、DOEのガイド(G)/オーダー(O)の改訂内容についての説明と議論などがなされた。会場の雰囲気はDOE臨界関係者の内輪の会議といったものであり、発表内容や議論については、組織、規制等の体系、プログラム・プロジェクトの名称やその計画等の背景情報が分からないと把握するのがむずかしい面があった。しかし、DOEといういくつもの核物質取扱施設を有する巨大な組織が、総体として臨界安全確保の維持と向上に努力を示す態度、継続的かつ体系的、実用的なプログラム活動には敬服させられるものがある。本ワークショップに関する背景情報やレポート類のほとんどがウェブサイトを通して公開されており、情報の共有化が図られている。本報告では、これらの関連内容も盛り込むとともに、参考として関連ウェブサイトのアドレスをできる限り記載した。

地質環境データ解析・可視化システム解析コードの拡張

池田 孝夫*; 吉田 英爾*

JNC TJ7400 2000-006, 159 Pages, 2000/02

JNC-TJ7400-2000-006.pdf:4.81MB

地層科学研究においては、ボーリングをはじめとする多種多様のデータに基づき地質構造を解析・モデル化し、その結果を3次元的に可視化するとともに、これらの情報に基づき透水係水場を推定して地下水流動解析を行うことが重要である。そこで、これらの評価・検討を支援するシステムとして、各種地質データの解析を支援するLand Mark、地質構造モデルの構築を支援するEarth Vision、透水係水場を推定し地下水流動解析を行うFrac-Affinityから構成される「地質環境データ解析・可視化システム」を平成9年度に開発している。しかし、上記ソフトウエアのうち地下水流動解析を行うFrac-Affinityは、解析対象が飽和解析に限定されていたことから、超深地層研究所の建設に対応してコードを飽和・不飽和解析に拡張することが必要となっていた。そこで本業務では、昨年度の検討を通じてコード拡張の理論的可能性が明らかにされたのを受け、ソルバー等の改良によりFrac-Affinityを飽和不飽和解析に拡張するとともに、超深地層研究所に関連する地下水流動解析の中で実施時期の観点から最も優先順位が高いと考えられる、立坑掘削の影響評価解析に必要なコードの改良を行った。主なコードの改良点は次の通りである。・コードの飽和不飽和解析への拡張・ソルバーの改良による解析可能最大接点数の向上・入出力インターフェースの改良、具体的には主として以下の事項 飽和不飽和解析に対応した入力項目の追加 差分メッシュ(Frac-Affinityネットワーク)や流速ベクトルの可視化 エラー情報の充実・飽和不飽和解析に対応した境界条件(自由浸出、涵養)の追加・立坑掘削を模擬するための内部境界の形状や境界条件の経時変化を取り扱う機能の追加・差分メッシュ(Frac-Affinityネットワーク)構築方法の改良と、部分的に差分メッシュの密度を調整する機能の追加 これに加えて、飽和・不飽和地下水流動解析に対して拡張したFrac-Affinityにより、立坑掘削の影響解析を含む一連の試解析の実施し、Frac-Affinityの飽和・不飽和解析、特に立坑掘削の影響の評価に対する基本的な適用性を確認した。また、「地質環境データ解析・可視化システム」では、Land Mark、Earth VisionならびにFrac-Affnityの有機的な

Super-Phenix Benchmark used for Comparison of PNC and CEA Calculation Methods,and of JENDL-3.2 and CARNAVAL IV Nuclear Data

Hunter

PNC TN9410 98-015, 81 Pages, 1998/02

PNC-TN9410-98-015.pdf:3.15MB

本研究は、CEAから提供されたSuper-Phenixの起動試験炉心ベンチマークデータを動燃が解析した成果であり、動燃-CEA共同研究の一環として実施されたものである。動燃によるSuper-Phenixの解析結果を、CEAの解析結果及び実験測定値と比較したところ、CEAのC/E(解析/実験)値が系統的な径方向依存性を示すのに対して、動燃のC/E値はその3040%しかなく非常に小さいことが判明した。CEAが原因を検討した結果、両者のC/E値径方向依存性の違いの主たる要因は、使用した核データセット(JENDL-3.2CARNAVAL-IIII)にあると結論された。本検討の最終段階として、動燃はこの2種の核データセットの違い詳細に検討するために、感度解析を実施した。中性子束分布計算で用いた解析コードは2次元RZまたは3次元Hex-モデルのCITATIONとMOSESコードである。JENDL-3.2CARNAVAL-IIIIの違いに対する感度解析は、SAGEPコードを用いて行われた。ここでは、両者のエネルギー構造を統一するための縮約操作を施す必要があり、また、両者の核断面積の定義には幾つか食い違いがあることが分かった。感度解析の結果、JENDL-3.2とCARNAVAL-IIIIのC/E値径方向依存性の違いの原因は、少数の核種による寄与であることが判明した。両者の核データの比較結果は以下のとおりである。核分裂当たりの中性子発生数の違いは小さい(5%)。低エネルギーでの核分裂断面積差は大きい(30%、代表値10%)。下方散乱断面積は相対差としては大きい違いがあるが、絶対値の差は自群散乱と比較すれば無視できる。自群散乱の相対差は75%程度まであり、一般には20%以下である。捕獲断面積の違いは非常に大きく、30200%まで見られた。

深部地下水の水質形成機構に関する研究(その3)

小原 欽一*

PNC TJ1676 97-001, 221 Pages, 1997/03

PNC-TJ1676-97-001.pdf:8.81MB

関東北部炭田地域を対象として地質、地下水データを収集、分析するとともに、地球化学的手法と水理シミュレーションによって深部地層中の地下水水質の起源や変遷について解析した。地球化学的手法による水質の解析では、常磐炭砿の坑内で記録されたデータにより、溶存イオン濃度分布などの特性を明らかにし、水質を区分した。また現在揚水中の温泉などから採取した地下水について環境同位体分析を行った。その結果、この地域における深部地下水のほとんどは、海水を水質の起源とする混合水であることが推定され、一部の地下水は数十年前の地表水の混合したものが見られる一方で、化石海水の特徴を示す地下水の存在も明らかとなった。数値シミュレーションによる水理解析では、大局的な地質構造および坑道掘削の形状を反映した広域モデルを作成し、坑道のない状態から坑道掘削時、そして閉山後の再冠水時にわたる約100年間の長期シミュレーションを行った。その結果、坑内湧水量や再冠水後の水位回復がおおむね再現でき、この広域モデルによる解析は人工改変による地下水流動系の変化を把握する手法として有効であることが認められた。さらに陸域から海域を含む大規模な地下水系について、海水面変動による塩淡境界の地質時代にわたる変化についても解析を試みた。

計量槽校正データ解析プログラム:VESCALの開発とNUCEF初期校正データ解析への適用

柳澤 宏司; 峯尾 英章; 土尻 滋; 竹下 功

第16回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, 0, p.117 - 124, 1996/00

核物質溶液を取扱う施設の計量管理のために、計量槽校正データを簡便に解析するためのプログラム:VESCALを開発した。VESCALは一つの計量槽を最大5つの区画に分割し、校正関数を決定するためのフィッティング計算を一度に実行することができる。VESCAL内蔵の校正関数モデルは最大5次までの多項式と円環及び平板槽の非線形領域のための平方根関数であり、この内1次式と平方根関数については逆関数を計算する機能を備えている。また、計算結果の統計的有意性を検定するための機能を有するとともに誤差評価に必要な校正関数パラメータの分散・共分散を算出することができる。VESCALは、原研の燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の初期校正データ解析に利用され、解析作業の効率化に寄与してきた。本発表では、プログラムVESCALの紹介を行うとともに、NUCEFのデータ解析へ適用した結果についてもあわせて報告する。

計量槽校正データ解析プログラム: VESCAL

柳澤 宏司

JAERI-Data/Code 94-008, 59 Pages, 1994/08

JAERI-Data-Code-94-008.pdf:1.49MB

燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF:Nuclear Fuel Cycle Safety Engineering Research Facility)の核物質計量管理に関して、溶液燃料計量槽の校正データを簡便に解析するための計算機プログラムを作成した。このプログラムは、計量槽内の液体の体積と液位とからなるデータに対して回帰分析を行い、これらの関係式(校正関数)を決定するための機能を備えている。検証計算の結果、本プログラムで計算された偏回帰係数とその誤差、標準偏差、重相関係数、F-,t-分布累積確率密度等は汎用統計解析パッケージプログラムの計算結果と良好な一致を示した。さらに、本プログラムはNUCEFのみならず他の核物質溶液を取り扱う施設での同様の解析においても有効な道具であると考える。本書は、このプログラムの概要、計算手法、検証計算結果及び操作方法についてまとめたものである。

TRU核種測定技術の高度化研究(3)

根本 和泰*; 大田垣 隆夫*; 石島 明雄*; 大野 隆寛*; 楠見 祥子*

PNC TJ1214 94-012, 181 Pages, 1994/03

PNC-TJ1214-94-012.pdf:4.14MB

今年度は、動燃事業団のアクティブ中性子測定装置による均質なマトリクスの測定結果に基づき、解析手法として2次元Sn法の適用性向上と3次元モンテカルロ法の試用を行った。その結果、2次元Sn法によって求められた定常加速器線源によるマトリクス内中性子束とマトリクス内の核分裂線源による検出器計数率に1次元Sn法時間依存解析の結果を組み合わせることにより、装置測定値(検出器計数率)をファクタ10.5程度の範囲で再現するとともに、その内訳を把握することが出来た。また、同様に、3次元モンテカルロ法に1次元Sn法時間依存解析を組み合わせることにより、装置測定値(検出器計数率)をファクタ1.81.2以内で再現出来ることを確認した。なお、結果的に得られた計算精度は上記の様に2次元Sn法の方が優るが、これは過小評価を過大評価のキャンセル・アウトの結果であり、内容的には3次元モンテカルロ法の方が優れている。今年度の作業を通じて確立された「2次元Sn法+1次元Sn法による時間依存性補正」及び「3次元モンテカルロ法+1次元Sn法による時間依存性補正」の両手法により均質なマトリクスに対して装置特性の把握・理解及び測定対象の形状、組成の最適化等の検討が可能となった。今後、可燃物焼却灰、金属鋳塊、人工鉱物等の測定性を向上・最適化する観点から、「2次元Sn法+1次元Sn法による時間依存性補正」手法を主体に、適宜、「3次元モンテカルロ法+1次元Sn法による時間依存性補正」による詳細手法を活用し、解析と測定とを相互に補完し合ながら展開を図ることが望ましい。

海外出張報告JASPERレビュー会議,米国遮蔽専門家会議

吉田 昌宏

PNC TN9600 92-004, 252 Pages, 1992/06

PNC-TN9600-92-004.pdf:5.77MB

米国のオークリッジ国立研究所で開催された日米共同大型炉遮蔽ベンチマーク実験計画(JASPER計画)レビュー会議に出席し、日米双方の実験者を交えた解析担当者レベルの打合せにより、 ・実験に密接した解析結果の検討評価 ・日米相互比較による日本固有の解析精度上の課題の摘出 ・モックアップ実験を大型炉設計へ外挿または適用する上での問題点の把握 ・大型炉の遮蔽設計解析手法の高度化に関する技術討論、意見交換 を細部に渡って行った。また、残りの実験項目について、これまでの解析評価を踏まえたレビューを行い、実験体系、測定項目および工程等に関して技術的内容の確認を行った。 米国ワシントン州パスコで開催された米国遮蔽専門家会議(米国原子力学会主催)に出席し、「常陽」で計画中のB4Cを用いた遮蔽集合体の設計研究に関する発表を行った。