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論文

Overview of particle and heavy ion transport code system PHITS

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 古田 琢哉; 野田 秀作; 小川 達彦; 岩瀬 広*; 中島 宏; et al.

Annals of Nuclear Energy, 82, p.110 - 115, 2015/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:22.72(Nuclear Science & Technology)

原子力機構が中心となり日欧の複数機関が協力して汎用モンテカルロ粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを開発している。PHITSは、幅広いエネルギー範囲のほぼすべての放射線の挙動を扱うことができ、そのすべてのコンポーネントは1つのパッケージにまとめられ、RIST, OECD/NEA Databank, RSICCを通じて全世界に配布されている。その結果、PHITSユーザー数は国内外で総計1,000名を超え、工学・理学・医学のさまざまな分野で利用されている。本論文では、PHITSの概要について紹介するとともに、イベントジェネレータモードやビーム輸送機能などPHITSに組み込まれた幾つかの重要な機能について解説する。

論文

Quality and performance of a pseudo-random number generator in massively parallel plasma particle simulations

松岡 清吉*; 佐竹 真介*; 井戸村 泰宏; 今村 俊幸*

Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM), 13 Pages, 2015/04

プラズマ輸送のモンテカルロ粒子コードを用いて並列擬似乱数発生ライブラリKMATH_RANDOMの特性と性能を評価した。本ライブラリはジャンプルーチンを伴うメルセンヌ・ツイスタに基いて実装されており、京コンピュータのような超並列スーパーコンピュータに適し、容易に利用可能である。本ライブラリは擬似乱数発生器の特性と性能を劣化させることなく粒子コードの並列化を数千プロセスまで向上する。その結果、大量の乱数を効率的に発生させることが可能となり、粒子コードで数値ノイズに起因する非物理的な現象を除去できるようになった。

報告書

核融合施設へのPHITSの適用と改良に向けた調査(委託研究)

助川 篤彦; 仁井田 浩二*

JAEA-Data/Code 2014-013, 61 Pages, 2014/08

JAEA-Data-Code-2014-013.pdf:34.06MB

核融合施設へのPHITSの適用と改良に向けて、計算精度の検証及び計算効率の技術的な課題の抽出を行った。単純体系、超伝導トカマク装置を模した複雑体系、及び、核融合用加速器を含む実験体系を用いた計算のベンチマークから、同じ評価済核データライブラリー、同じ幾何形状モデル、同じ線源を用いる限り、PHITSで計算される中性子、光子のフラックスは、MCNPの結果と統計誤差範囲で一致することがわかった。これに加えて、分散(統計誤差)を低減するための方法としてWeight Windowを用いた場合も、PHITSとMCNPで計算される中性子、光子のフラックスは統計誤差範囲で一致することがわかった。

論文

Particle and heavy ion transport code system, PHITS, version 2.52

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 野田 秀作; 小川 達彦; 岩瀬 広*; 中島 宏; 深堀 智生; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(9), p.913 - 923, 2013/09

 被引用回数:393 パーセンタイル:0.02(Nuclear Science & Technology)

粒子・重イオン挙動解析コードPHITSを改良し、その最新版(バージョン2.52)をリリースした。最新版の主な特徴は、(1)新しい核反応モデルの組込と改良、(2)メモリ共有型並列計算機能の導入、(3).統計誤差計算方法の改良と再開始計算機能の導入、(4)残留放射能計算機能の組込、(5)核データ及び原子データライブラリの改訂、(6)ユーザーサポートツールの強化などである。これらの成果により、PHITSの計算精度・速度・機能などが格段に向上され、そのさらなる利用拡大が期待できる。本稿では、その最新版の特徴と幾つかの実験データに対するベンチマーク計算結果について記載する。

論文

最新版PHITSコードの特徴

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 野田 秀作; 小川 達彦; 中島 宏; 深堀 智生; 奥村 啓介; et al.

RIST News, (54), p.14 - 24, 2013/01

粒子・重イオン挙動解析コードPHITSは、原子力分野のみならず工学・医学・理学の多様な分野で国内外800名以上のユーザーに幅広く利用されている。その最新版(バージョン2.52)が2012年12月に公開された。最新版の主な特徴は、(1)新しい核反応モデルの組込と改良、(2)メモリ共有型並列計算機能の導入、(3)統計誤差計算方法の改良と再開始計算機能の導入、(4)残留放射能計算機能の組込、(5)核データ及び原子データライブラリの改訂、(6)ユーザーサポートツールの強化 などである。これらの成果により、PHITSの計算精度・速度・機能などが格段に向上され、そのさらなる利用拡大が期待できる。本稿では、その最新版の特徴について解説する。

報告書

PHITS: Particle and Heavy Ion Transport code System, Version 2.23

仁井田 浩二*; 松田 規宏; 岩元 洋介; 岩瀬 広*; 佐藤 達彦; 中島 宏; 坂本 幸夫; Sihver, L.*

JAEA-Data/Code 2010-022, 189 Pages, 2010/10

JAEA-Data-Code-2010-022.pdf:1.89MB

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは日本原子力研究開発機構,高度情報科学技術研究機構,高エネルギー加速器研究機構の協力の下、NMTC/JAMのアップグレードバージョンとして開発された。PHITSは原子核反応モデル及び核データを用いて、広いエネルギー領域に渡り、すべての粒子・重イオンの輸送を取り扱うことができる。シミュレーションの幾何学的な形状は、GG(General Geometry)及びCG(Combinational Geometry)により作成される。「タリー」といった見積もり機能を使用することで、熱付与,飛跡,生成収率といったさまざまな量を導くことができる。コードは"Angel"を使用することで、セットアップ形状と同様に計算結果の2次元図を作成する機能を持つ。これらの機能によりPHITSは加速器遮蔽,放射線治療,宇宙開発といったさまざまな目的に使用されている。

論文

Radiation effects on MgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$-yttria stabilized ZrO$$_{2}$$ composite material irradiated with Ne$$^{+}$$ ions at high temperatures

北條 智博*; 山本 博之; 相原 純; 古野 茂実*; 沢 和弘; 佐久間 隆*; 北條 喜一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 250(1-2), p.123 - 127, 2006/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.31(Instruments & Instrumentation)

スピネル及び安定化ジルコニアは原子炉材料として優れた特性が期待されている。従来までのわれわれの研究によって、60keV, Xe$$^{+}$$照射によりスピネルの非晶質化が観測される一方、安定化ジルコニアについては非晶質化が認められないことを明らかにした。本研究ではスピネル-安定化ジルコニア複合材料における欠陥生成過程について透過型電子顕微鏡を用いたイオン照射中のその場観察を行った。30keV, Ne$$^{+}$$を923, 1473Kにおいて毎秒5$$times$$10$$^{13}$$ions/cm$$^{2}$$照射した結果、923Kでは欠陥クラスター及びバブルがジルコニア粒内に均一に生成することが観測された。一方1473Kではバブルの生成のみが観測され、照射量の増加に伴い特にスピネル粒内でバブル径が顕著に増大することを明らかにした。

論文

Loop formation by ion irradiation in yttria stabilized zirconia

北條 智博*; 山本 博之; 相原 純; 古野 茂実*; 沢 和弘; 佐久間 隆*; 北條 喜一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 250(1-2), p.101 - 105, 2006/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:62.69(Instruments & Instrumentation)

イットリア安定化ジルコニア(YSZ)は原子炉材料として優れた特性が期待されている。このためYSZの耐照射性を評価することはその利用のうえで不可欠である。本研究ではYSZに30keV, Ne$$^{+}$$を723-1123Kで照射し、その際に生じる構造変化について透過型電子顕微鏡を用いその場観察を行った。この結果、1023Kでは欠陥クラスター及びバブルが均一に生成することが確認された。一方1123Kでは照射初期においてバブルの生成がみられたが、照射量の増加に伴い転位ループの形成が顕著となった。さらに確認されたバブルはその多くがループ面に沿って観測されること,転位ループはおもに(100), (111), (112)面に存在することなどを明らかにした。

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