Multiple EPICS IOCs on a Single Host

EPICS の複数 IOC を一つの Linux host で実行する件について、内山さんがいろいろ試験をしてくれて、Channel access (CA) の仕様を含めて情報交換しました。山本さんからも Comment をいただきました。Memo しておきます。

(1) CA-client と IOC の間で Broadcast が使えれば、ひとつの UDP Port を使用して複数 IOC を立ち上げても、それぞれの IOC との間で CA-search, CA-connect できる。しかし、Broadcast が使えない（例えば Router 越えの）Unicast を使用する Client と IOC の間では事情が異なる。

(2) IOC が 2 つの場合は、一方を TCP で、他方を UDP で CA-search するように、EPICS_CA_ADDR_LIST や EPICS_CA_NAME_SERVERS 環境変数を設定すれば、Broadcast が届かない Host 間でも CA 通信が可能になる（内山さんの Idea）。3 つ以上 IOC を実行する場合には他の方法との組み合わせが必要となる。

(3) IOC が 3 つ以上であっても Port 番号が明らかならば、その Port 番号を EPICS_CA_ADDR_LIST で指定することによって、CA 通信が可能になる。IOC 起動時には Port 番号を指定するためには、EPICS_CA_SERVER_PORT を設定する。

(4) 上の (2),(3) がいやならば、Broadcast だけで名前解決できない環境では、ひとつの Host で IOC を 2 つ以上実行しない方がよい。

(5) そもそもひとつの UDP Port を使用して複数 IOC が立上げられるのは UDP stack の実装がどのようになっているかによる。

(6) CA-nameserver を使用すると、Process variable の名前の解決と Channel access 接続の問題を分離できるので有用である。しかし、次の項の Beacon の問題は別に解決しなくてはならない。

(7) 安定な CA client-server の接続のためには client から server に送る CA-search だけでなく、server から client に送る Beacon も正しく届く必要があり、Router を越えた Configuration をいつも保守するのは結構面倒。状況によっては CA-gateway を併用するか、Multi-home (複数 network interface) にした方が現実的。

簡単な UDP socket の試験で UDP 複数 Port の確認してみました。
<http://www-linac.kek.jp/cont/src/s2.ansi.tar.gz>
に入れてある s2_rechod (tcp/udp server) と s2_becho (broadcast/unicast client) を使用すると。

(A) host A で udp server を同じ port 10000 で 2 つ立上げ。
s2_rechod -u -p 10000
s2_rechod -u -p 10000

(B) host B で broadcast を試みる。
s2_becho -p 10000 {broadcast address}
標準入力から入れた message が 2 回ずつ戻ってくる。Port 10000 の Process 双方に message が届いた。

(C) host B で UDP unicast を試みる（普通の UDP message）。
s2_becho -p 10000 {unicast address}
標準入力から入れた message が 1 回ずつしか戻って来ない。Port 10000 の Process のうち一方にだけ message が届いた。

これらの (B), (C) の違いは、

(B) Broadcast packet は 10000 番 port を待っている全ての host の全ての process に等しく届くべき。
(C) Unicast packet は指定されたひとつだけの Host 上の Process のうち 10000 番 port を待っているひとつだけの Process に届けるべき。それが Unicast というもの。

というような考え方に基づいている、と思われます。この Socket の仕様は、Multicast の実装がされる過程で、UDP 用に実装されたようですが、Architecture によって扱いが微妙に異なります。FreeBSD, MacOSX, Tru64unix などではこの仕様を利用するためには SO_REUSEPORT という Option を使用する必要があります。Solaris, Linux, Windows ではこの仕様は SO_REUSEADDR という別の Option と区別されておらず、独立に外す方法はないと思われます。実は、この機能を使うと他人の Server の機能を横取り (Hijack)できる可能性があるので、そういう意味で Solaris, Linux, Windows で UDP server を使用することは少しだけ危険を伴う。

本来はこのような IOC の使い方（Single Host - Over Router - Multiple IOC）は Multicast を用いて実装すべきで、以前から言及されています。

Experimental Physics and Industrial Control System (EPICS)
<http://www.aps.anl.gov/epics/>
Channel access 概要
<http://www-linac.kek.jp/cont/epics/epics-ihep-2010/channelaccess-furukawa6.pdf>
EPICS R3.14 Channel Access Reference Manual
<http://www.aps.anl.gov/epics/base/R3-14/12-docs/CAref.html>
Unix-socket-faq for network programming: 4.11 ... SO_REUSEPORT
<http://www.faqs.org/faqs/unix-faq/socket/>
Simple socket library and test programs
<http://www-linac.kek.jp/cont/src/s2.ansi.tar.gz>
EPICS and WAN (Channel access over Multicast について言及)
<http://www-linac.kek.jp/linac-paper/2003/icalepcs2003-hill-epicswan.pdf>

JJY-emulator

mont-tsukuba: 3 月 26 日の紙面から(link): "電波時計、東日本で時刻合わず 原発の避難地域に送信所" で、福島原発事故のために、おおたかどや山標準電波送信所からの 40kHz 信号の送信が停止していて、一般用の電波時計が影響を受けていることを書いた。JJY の Web page(link) にも状況が説明されている。

で、これでは困るので、早速、対策がいくつも用意されているのだそうな。

Windows 用 JJY-simulator(link) とか Java 用 JJY-emulator(link) だそうで、後者を S 氏が Macintosh で使用している。普段は見ない S 氏の半田付け姿を見て、問いただすと、みんなのために会議室の時計に適用していたらしい。うまいこと動作していて、たいしたもんだ。

写真の時計の右上にあるのが簡易信号発生アンテナ。上の JJY-simulator の Web page に作り方が紹介されている。

Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (6)

吉岡律夫氏の福島原発第一の事故の状況分析第 11 報から 14 報まで追加されています。

14 報の解説では、これまで氏が解説されていた 4 号機の状況についての別の可能性を示唆されています。

失敗学会の記事 Page:

"今、福島で何が起きている？何故起きたのか？これからどうなる？" (Link)

第 14 報の PDF:
4号機燃料プールの水 (Link)
第 13 報の PDF:
作業員、火傷 (Link)
第 12 報の PDF: ""
1号機温度計は壊れていた (Link)
第 11 報の PDF: ""
もし臨界が起こったら (Link)

最初の解説から読まないとわかりにくいところがあると思いますが、特に 4 号機の状況の解説については原子炉設計者の視点から科学的な解説がされています。氏が繰り返し述べられている柏崎原発の事故からの教訓が生かせなかったことについて、政治まで絡んで面子ビットが立ってしまったような原子力開発のような大規模プロジェクトであっても、柏崎事故の事実や貞観地震のような科学的裏付けを受け止め、修正していく真面目さが必要だと思います。

破損した 2 号機からは、いずれ汚染が拡がる可能性はわかっていたわけで、その汚染経路が推測できないくらい周囲の測定器が壊れているらしいことから、今後の冷却戦略や汚染阻止戦略の立案についての困難がひしひしと感じられます。被爆した関電工の職員をはじめとして、現場で作業にあたっている人たちも、神に祈るしかない気持ちになってしまっているのではないかと恐れてしまいます。全体を見渡せる現場責任者の洞察から、科学的な戦略に基づいて対策が立てられるよう、適切な測定器が設置されることを期待したいと感じます。そのような、測定器、データ収集、情報の可視化が現場でも状況把握に重要かと思います。

4 月 9 日には吉岡氏の講演会が開催されるそうです。

これとは別に、「緊急シンポジウム」福島原発事故を理解するー放射能と原子炉の正しい知識ー (Link) が 2 日 (土) 午後、工学院大学にて開催されます。柴田先生と二ノ方という方が講師。知人からの情報です。

21 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (5)”への Link
20 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (4)”への Link
19 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (3)”への Link
18 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (2)”への Link
17 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説”への Link

3 月 26 日の紙面から

26 日の朝日新聞の朝刊紙面から気になった記事を 4 件。（投稿忘れていました）

電源喪失 想定できぬ

原子力発電所の非常用電源を含めた電源喪失の事態について、原子力安全・保安院、原子力安全委員会の両トップが過去に 「そうした事態は想定できない」という趣旨の考えを公の場で明らかにしていたことがわかった。

2006 年 10 月の衆院内閣委員会 (Link) で、当時の原子力安全委員長（現・日本原子力開発機構理事長）は「日本の（原発の）場合は同じ敷地に複数のプラントがある場合が多いので、他のプラントと融通するなど、非常に多角的な対応を事業者に求めている」と説明。

2010 年 5 月の経済産業委員会で、現・原子力安全保安院院長は論理上は炉心溶融もあり得るとしつつ、「そういうことはあり得ないだろうというくらいまでの安全設計をしている」と述べた。

2007 年 2 月の中部電力浜岡原発訴訟で現・原子力安全委員長は「非常用ディーゼル２個の破断も考えましょう、こう考えましょうと言っていると、設計ができなくなっちゃうんですよ」「ちょっと可能性がある、そういうものを全部組み合わせていったら、ものなんて絶対作れません」などと証言していた。

40 年前の建設期には想定できなかった大規模な津波の可能性が、近年の研究で起こり得ることがわかってきていたのに、迅速な再検討を行わなかったことが悔やまれる。非専門家の素朴な疑問に如何にまじめに答え、如何にまじめに現実の設計に生かしていくか、その感覚が責任者には求められるのだろう。

えっ！先月と同じ電気料金

３月中旬頃に検診することになっていた世帯で、一都八県 306 万世帯の検診が期日に間に合わなかった。東電は二月の料金で支払ってもらい、四月の請求の際に実際の料金と足し引きして調整するという。東電はこうした説明を付けずに請求書を送りつけていた。

「代金は後日に」の暖かさ

（略）小学生の娘と夫の安否もわからず、余震におびえ「寒い」と泣く子を抱えて途方に暮れた。そのとき、停電で薄暗い店を開けてくれたコンビニがあった。とりあえず水と食べるものを買おうと、手探りでパンや水などを選んだ。すると店員さんが「レジが動かないので代金は後日お願いします」と言い、並んだ人が持っていた商品を次から次へ袋に詰めてくれた。日持ちのしないものだけでなく、全ての商品を。（略）店員さんたちの好意に触れ温かい気持ちだった。（略）後日絶対に払いに行きますからね、サンクス仙台二日町店さん。

上の二つの記事は非常に対照的だ。コンビニは機転を利かせたのだろうか、それとも以前から想定された対応だったのだろうか。いずれにせよ冷静でいて暖かい判断だと思う。それに比べ、東京電力の対応は後ろに弁護士が控え、計算し尽くされた冷たさを感じる。このような組織が生き残れない組織なのだろうと想像する。

電波時計、東日本で時刻合わず 原発の避難地域に送信所 (link)

時刻合わせに使われる標準電波送信所は国内に２カ所あり、その一つが東京電力福島第一原子力発電所から約１７キロの地点にある「おおたかどや山標準電波送信所」（福島県田村市）。送信所を運営する情報通信研究機構によると、政府が同原発から半径２０キロ圏内に避難指示を出した１２日夜、職員を退避させた。ふだんは２〜４人が常駐していた。東日本を中心に、電波時計が正確な時刻を自動補正できない状態が続いている。送信所の再開の見通しはたっていない。なお、西日本向けの佐賀市「はがね山標準電波送信所」は通常運用している。

こんなところにも、原発の被害があって、東日本全体に影響しているとは。TV がデジタルになってしまい、時刻制度がなくなってしまった現在、簡易で生活精度を得られる電波時計は重要な役割を持つはずだったのではないだろうか。いずれ、福島浜通りから離れた場所に再建設しなくてはならなくなるのでしょう。

KEK 8-GeV 電子入射器の復旧作業 (2)

KEK 電子入射器 (Linac) の 23 日の復旧作業の様子です。

KEK では毎日 13 時から責任者の対策会議が行われてきたようですが、今後は隔日になるようです。入射器についても榎本主幹が電力等の調整の交渉をして少しずつ作業を進めています。

例によって、玄関での Meeting の様子です。

電力分配や破損状況がわかるに従い、榎本さんの細かい字の予定表が頻繁に書き換えられます。

本日は、

• 1, 2 Sector の簡易真空漏れ試験と乾燥窒素置換。(3, 4, 5 Sector は既に終了)
• 痛んだ Beam 位置モニタ (BPM) を取り出すため、1 Sector の 4 台の四重極電磁石の半割。
• 残っていた全ての入射器内配電盤への通電。100 以上あったはず。
• Linac Tunnel 用放射線 Gate Monitor の復旧。
• 倒れた 19inch Rack の復旧。
• Event Timing System 用 VME 制御計算機の健全性試験。

などが行われました。

真空やマイクロ波作業のために、圧搾空気や冷却水の供給を期待し始めていますが、まだ予定が立たないようです。

半割された四重極電磁石、双葉製作所の力を借りました。

取り出された BPM。左側に見える Bellows が痛んでいます。大きく伸び縮みしたことがわかります。右は四重極電磁石内に収まる特殊 Flange。場所によってはこの部分が折れていることがわかっています。(壊れている場合は、放射線のため外には取り出せないので、現場で溶接を行うか、新規製作して交換になると思われます。)

倒れてしまい、NHK でも放映された 3 連 19 inch Rack ですが、人力で復活させました。引き込まれていた光 Fiber や同軸 Cable は今後試験します。

この種の Rack は移動用の Caster と固定用の高さ可変の足が付いています。この Rack では足が床に固定されていませんでした。サボってはいけません。この部屋の反対側には三川さんが居たので大変危険でした。最近設置した Rack は Free-access の床の下から足を立てて固定しています。

24 日は一部 KEKB から応援をお願いすることになっています。Meeting は 15:00 からです。

Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (5)

吉岡律夫氏の福島原発第一の事故の状況分析第九報が追加されています。

今回の解説では、これまで氏が解説されていた 4 号機の状況を裏付ける情報が増え、さらに状況が悪い方向であるようです。

失敗学会の記事 Page: "今、福島で何が起きている？何故起きたのか？これからどうなる？"

http://www.shippai.org/shippai/html/index.php?name=news559 (Link)

第九報の PDF: "4号機の現状"
http://www.shippai.org/images/html/news559/YoshiokaMemo9.pdf (Link)

これまでの解説と繋がっているので、最初から読まないと少しわかりにくいかもしれません。それぞれ、原子力工学の素人に非常に親切な解説になっていると思います。もちろん、いくら元東芝研究員で福島原子力発電所の設計に参加されたとは言え、公表されている以上の測定情報は持っていないでしょうから、それらの情報が誤っていたり十分で無ければ、現状の分析も歪められてしまう可能性もあるでしょう。

限られた情報の下で分析された氏の指摘について、その確度を素人の私は言うことはできませんが、大変説得力があるのは確かです。これまで、公式の 4 号機の温度発表情報と氏の解説の整合性について、理解ができなかったのですが、今回の解説でつじつまが合ってしまいました。氏が書かれているように、正しければ残念です。

朝日の 21 日朝刊の記事 "陸自ヘリ空から温度計測" によると米国の専門家は 1000 度に近い高温を想定しているようです。しかし、現実は米国分析の先を行って 16 日の時点で既に建屋が崩落してしまっていたことになり、温度が下がってしまったと言うことなのでしょう。米国の専門家は困惑しているのでしょう。これを考えると、撮影された写真や温度測定情報の公開が必要かと思います。

放射線被ばく量の計算方法：李玲華・ドイツ重イオン研究所 (Link)

昨日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (4)”への Link
20 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (3)”への Link
18 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (2)”への Link
17 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説”への Link

KEK 8-GeV 電子入射器の復旧作業の様子

KEK 電子入射器 (Linac) の復旧作業は少しずつ進んでいます。KEK 内の他の施設はほとんど停電状態ですが、入射器は装置への被害が大きいことと、最初に立ち上げる必要があるため、作業が続けられています。休日は電力制限が厳しくないということもあり、３連休も継続しています。これまでの写真は一つ前の Post に Link しています。

毎日、朝夕、入射器棟玄関で Meeting が開かれます。


14 日から 17 日には被害状況の詳細な調査が行われました。その調査結果を基にまずは真空系の回復が行われています。

真空を引き始めたら、壊れた溶接部が新しく見つかり、確認しているところです。右のボンベは窒素置換用の乾燥窒素です。

作業としては、まず壊れた装置を切り離し、各真空 Unit (約 20m) ごとにめくら蓋をして、Scroll Pump で 1 Pascal 程度まで真空を確認しました。湿気のある空気を避けるため、その後、窒素 Purge (置換) が必要になります。全部で 600m の長さがあるので大変です。ここまでは 20 日 (日) までに、ほぼ終了しました。

壊れた真空 Bellows の例です。伸びきったあと縮んだものと思われます。


入射器の装置の架台は特殊な設計になっており、地震の力を逃がす工夫がされています。建設から 30 年これまでの地震に対しては比較的設計通りに力を逃がしていたのですが、今回の地震はその限度を超えてしまい、複数箇所が壊れました。

上の四重極電磁石は架台を外れて落ちてしまったものです。


作業が進めば、その後 Turbo Pump、Ion Pump で引いてみることになると思います。小さな真空漏れがあれば、そのたびに漏れ探しを行わなければならないでしょう。

しかし、壊れた装置はひとつひとつ作り直したり、修理したり、溶接し直したりすることになると思われます。これまで Beam に当たっていた部分もあり、少量の放射能を持っているので、修理・溶接も現場で行わなければならないと思われます。

これとは別に、建物の Expansion Joint が少し拡がってしまい、また地下水の流れが変わったか、地下水の Tunnel への流入が増えました。また、部分的に床が微妙に窪んだらしく、地下の自転車での行き来に支障をきたしていました。

手前の Expansion Joint 部と右の地下水の流路。Joint 部を左から右に地下水が流れている。

理事自ら Vinyl Sheet を貼って地下水流路を確保してくださり、いつのまにか神谷水路 (?) と名付けられたらしい。

真空系にめどが付いたら、装置を精度高く設置する作業や、地上部の装置の復旧に仕事が進む予定です。

いつもは夜中もこうこうと明かりの灯る KEK だが、福島原発からの放射線監視を続ける放射線管理棟と入射器棟以外はほとんど真っ暗。消火栓の赤 Lamp がやけに目立って感じられます。

8-GeV 電子入射器 (と KEKB) の地震後の写真

KEK 電子入射器と KEKB の地震後の写真のうち私の持っているものです。

3 月 20 日 (日)、入射器の作業の様子 (Link)、古川撮影

• 休日は電力制限が厳しくないということもあり、３連休も作業が続いた
• まず各真空 Unit (約 20m) ごとにめくら蓋をして Scroll Pump で 1 Pascal 程度まで真空を確認
• そして窒素 Purge、ここまでほぼ終了
• その後 Turbo Pump、Ion Pump で引いてみることになる
• ただし、Quad 部分は別扱い BPM は少なくとも 20% 破損、交換
• 別に建屋の Expansion Joint が少し広がり、地下水の流入がひどくなった。また微妙に床が部分的に沈んだか、流れが悪い。理事も手伝い Vinyl Sheet などで流路確保。

3 月 17 日 (木)、入射器トンネル内の詳細調査 (Link)、鈴木さん撮影

•  R, 1, 2 Sectors、作業前の記録の一部

3 月 17 日 (木)、入射器トンネル内の詳細調査 (Link)、鈴木さん撮影

•  3, 4 Sectors、作業前の記録の一部

3 月 15 日 (火)、入射器目視点検-第二 Team (Link) (mikawa, suwada, kusano, furukawa)、三川さん撮影

•  巡回の Sector 順番は 3,4,5,2,1,C,R,B,A,SlowPos です。個々の写真の場所についてはお尋ねください。

3 月 11 日 (金)、地震後の副制御室片付け時 (Link)、三川さん撮影

•  倒れた Rack は第二副制御室で、固定足を固定していなくて Cable 引き込みの穴に落ち込んだものです。他の部屋の Rack はずれた程度だったので復旧しましたが、第二副制御室は復旧していません。

3 月 11 日 (金)、地震直後のトンネル内 (Link)、鈴木さん撮影

•  2 番目の写真は地震中の動画です。

3 月 14, 17 日、KEKB D5 電源棟と制御室内部 (Link)、古川撮影

• 復電はまだ先です。
  

Copyright: Kazuhiko Suzuki, Katsuhiko Mikawa, Kazuro Furukawa, KEK

Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (4)

吉岡律夫氏の福島原発第一の事故の状況分析第七報と第八報の二本が追加されています。

失敗学会の記事 Page: "今、福島で何が起きている？何故起きたのか？これからどうなる？"

http://www.shippai.org/shippai/html/index.php?name=news559 (Link)

第七報の PDF: "臨界事故が起きない理由"
http://www.shippai.org/images/html/news559/YoshiokaMemo7.pdf (Link)
第八報の PDF: "水蒸気爆発は起こらない"
http://www.shippai.org/images/html/news559/YoshiokaMemo8.pdf (Link)

これまでの解説と繋がっているので、最初から読まないと少しわかりにくいかもしれません。それぞれ、原子力工学の素人に非常に親切な解説になっていると思います。もちろん、いくら元東芝研究員で福島原子力発電所の設計に参加されたとは言え、公表されている以上の測定情報は持っていないでしょうから、それらの測定情報が誤っていれば、現状の分析も歪められてしまう可能性もあるでしょう。

氏は、津波被害による火力発電所の運転停止長期化が引き起こすの東京大停電も心配されているようです。根拠はよくわかりませんが、いずれにせよ現在行われている計画停電がよく準備された仕組みでないことは東京電力の慌てた対応ぶりから明らかですから、いろいろなところにこの仕組みの間違い (Bug) が潜んでいるでしょうね。みずほ銀行の障害の原因がわかったという話を聞かないのですが、例えば 3 軒以上の支店が応答しなかったら特別扱い、なんていう仕組みが動作しなかったのではないでしょうか。

再臨界は起こらない：吉岡律夫・(株)日本システム安全研究所 (Link)

昨日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (3)”への Link
18 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説 (2)”への Link
17 日の Post ”Fukushima 吉岡律夫氏による解説”への Link

放射線 Monitor @ KEK ちょっと上昇した (2)

KEK つくばの放射線 Monitor の値が少しだけ上昇しました。先ほど、TV で保安院から広報のあった 2 号機から放出なのでしょう。つくばでは生活に影響のある数値とは思わないけれども、福島原子力発電所の現場で冷却の作業に当たっている人たちにとっては作業が少しでも制限が厳しくなるのでしょうか。予断を許さない状況ですね。

下は元の Server から拾った Data を Gnuplot したもの。20 日 12:53 ぐらいから小さな Peak が現れた。