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次世代放射線シミュレーション基盤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25246044
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

佐々木 節  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 教授 (50259983)

研究分担者 村上 晃一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 講師 (10353369)
藏重 久弥  神戸大学, 先端融合研究環, 教授 (20205181)
山下 智弘  神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (20567086)
大町 千尋  名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (20588967)
阿蘇 司  富山高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (30290737)
歳藤 利行  名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (30377965)
田中 覚  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (60251980)
木村 彰徳  足利工業大学, 工学部, 教授 (60373099)
尾崎 正伸  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 准教授 (90300699)
尼子 勝哉  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 研究員 (50044772)
研究協力者 浅井 慎  SLAC National Laboratory, SLAC Geant4, プロジェクトリーダー
Gerritsen Margot  Stanford University, ICME, 教授
Henderson Nick  Stanford University, ICME, 研究員
Incerti Sebastien  CERNBG, 研究員
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2016年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2015年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2014年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2013年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワード放射線シミュレーション / GPGPU / 超並列 / GPU / 並列化 / 放射線 / シミュレーション / 計算物理 / 並列処理 / 並列計算 / マルチスケール
研究成果の概要

1994年に開発が開始されたGeant4は、物理学、宇宙、医学、工学など放射線を扱う様々な分野で利用されているが、対象となる問題の複雑化のために、計算性能の改善が要求されれるようになった。Intel XeonおよびXeon Phiを用いるマルチスレッド化を実現し、性能の評価を行った。さらに、NVIDIA社のGPUを用い、超並列版(MPEXS)の放射線シミュレータの開発に挑んだ。K20c GPUでXeon 1コアの200倍以上の性能を得た。Geant4-DNAのCUDA版であるMPEXS-DNAの開発を行い、K40c GPUでXeon 1コアの250倍程度の性能を得た。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] SLAC国立研究所/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CENBG(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] SLAC National Accelerator Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] CENBG(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] SLAC国立研究所/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] An implementation of discrete electron transport models for gold in the Geant4 simulation toolkit2016

    • 著者名/発表者名
      S.Sakata et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 24

    • DOI

      10.1063/1.4972191

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GPU Acceleration of Monte Carlo Simulation at the Cellular and DNA Levels2016

    • 著者名/発表者名
      Shogo Okada, Koichi Murakami, Katsuya Amako, Takashi Sasaki, Sébastien Incerti, Mathieu Karamitros, Nick Henderson、Margot Gerritsen, Makoto Asai, Andrea Dotti
    • 雑誌名

      Smart Innovation, Systems and Technologies

      巻: 45 ページ: 323-332

    • DOI

      10.1007/978-3-319-23024-5_29

    • ISBN
      9783319230238, 9783319230245
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geant4 Monte Carlo simulation of absorbed dose and radiolysis yields enhancement from a gold nanoparticle under MeV proton irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      H.N.Tran et.al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 373 ページ: 126-139

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2016.01.017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] FAST GPU MONTE CARLO SIMULATION FOR RADIOTHERAPY, DNA IONIZATION AND BEYOND2017

    • 著者名/発表者名
      岡田正吾, Nick Henderson
    • 学会等名
      GTC Technology Conference 2017
    • 発表場所
      San Jose(USA)
    • 年月日
      2017-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MPEXS and MPEXS-DNA2017

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      Japan Frace workshop on computing technologies for multidisciplinary science
    • 発表場所
      Lyon(France)
    • 年月日
      2017-02-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPUによる細胞レベルの放射線シミュレーションの高速化2016

    • 著者名/発表者名
      岡田正吾
    • 学会等名
      GPU Technology Conference Japan 2016
    • 発表場所
      ヒルトン東京(東京,お台場)
    • 年月日
      2016-10-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPEXS-DNA, a GPU implementation of Geant4-DNA2016

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      Geant4 21st Collaboration Meeting
    • 発表場所
      Ferrara(Italy)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPU acceleration of monte carlo simulation at the cellular and DNA levels2015

    • 著者名/発表者名
      Okada, S. , Murakami, K. , Amako, K. , Sasaki, T. , Incerti, S. , Karamitros, M., Henderson, N. , Gerritsen, M. , Asai, M. , Dotti, A.
    • 学会等名
      3rd KES International Conference on Innovation in Medicine and Healthcare, InMed 2015
    • 発表場所
      Kyoto; Japan
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of Geant4-DNA physics models performance using graphics processing unit2015

    • 著者名/発表者名
      Okada, S. , Murakami, K. , Amako, K. , Sasaki, T. , Incerti, S. , Karamitros, M., Henderson, N. , Gerritsen, M. , Asai, M. , Dotti, A.
    • 学会等名
      Mathematics and Computations, Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo International Conference, M and C+SNA+MC 2015
    • 発表場所
      Nashville; United States
    • 年月日
      2015-04-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of CUDA based Monte Carlo Simulator for Rdatiation Therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Nick Henderson
    • 学会等名
      GPU Technology Conference 2014
    • 発表場所
      San Jose(米国)
    • 年月日
      2014-04-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-10-24   更新日: 2022-01-28  

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