2014 Fiscal Year Research-status Report
中性子小角散乱法による永久磁石内部構造の3次元実空間像の構築
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25390136
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
武田 全康 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 副センター長 (70222099)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 中性子小角散乱 / 永久磁石 / 内部構造 / 散乱バターン / 実空間像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，希少金属問題で注目を浴びるNd-Fe-B 焼結磁石の内部構造に焦点をあて，中性子小角散乱パターンから，内部の実空間像を導き出す手法を完成させることを目的としている．本年度はこの解析の鍵となる解析ソフトウエアの開発に重点をおいて研究を遂行した．
具体的には以下の4つの機能を追加した．a. 分解能たたみ込み機能． b. q領域を拡大・縮小して再計算する際，粒子の面取り，界面厚さを自動的に調整する機能，c. 最終結果の表示に必要な部分のみのメッシュ作成を行うことによるメモリの節約と計算速度の向上．d. Intelコンパイラへの対応．
特に顕著な効果がでたのはメモリの節約であり，3次元FFTを1次元FFTに分割した結果，2048 X 2048 X 2048 メッシュの計算において，最大使用メモリを275GBから137GBに半減することができた．その一方で，OpenMPIコンパイラのmpic++をgccとiccでそれぞれ作成し，同一のモデルの計算処理にかかる時間を比較したが，IntelのCPUを積むPCではiccの方が若干速かったが，AMDでは速さがむしろ逆転しており，いずれにせよ，両者で劇的な変化は見られなかった．この点についてはさらに最適化していける余地はあると考えている．また，装置分解能をたたみ込むことができるようになったので，実験によって得られる中性子小角散乱パターンと比較することが可能な，シミュレーションパターンを得ることが可能になった．
以上の結果は年度末に得られたものであるが，中間報告の意味で，昨年の12月の時点で得られている結果を中性子科学会年会（札幌）において発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究用原子炉JRR-3の再稼働の遅れれに伴ってJ-PARCの中性子小角散乱実験装置の実験時間を確保することが困難になり，中性子小角散乱実験を今年度も行うことができなかった．しかし，中性子長小角散乱の実験データはすでに取得しているので．このことによって，本研究が遂行できなくなることはない．その一方で，解析ソフトウエアの開発は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
中性子小角散乱実験のためのビームタイムの獲得は引き続き困難で確約されたものではないので，最終年度は解析ソフトウエアの高度化に特化して研究を推進する．本研究の掲げる最終目標は，中性子小角散乱パターンから，内部の実空間像を導き出す手法を完成させることであり，すでに得られている中性子小角散乱実験パターンだけを使っても研究遂行に支障はない．また，本解析手法は，測定対象には依らないので，中性子小角散乱法が有効な広い分野への応用が可能であることから，そこをねらって研究を進めて行く．
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| Causes of Carryover |
本研究計画では，中性子小角散乱パターンの解析コードの開発が最も重要な鍵となるが，開発要素が多く，見込み違いによるリスクを軽減するために，進捗状況を見ながら開発を進めていくという前年度と同じ戦略を取ったため，剰余金が生じることとなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度のため，ソフトウエアの最終形にもっていくための開発費用と成果発表のための予算として適切に使い切る．
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