SC・BCC・FCC・HCP・NaCl型結晶のユニットセルを可視化し、ミラー指数(hkl)からd面間隔・ブラッグ角・X線回折パターンをリアルタイム計算。
立方晶系 d面間隔：
$$d_{hkl}= \frac{a}{\sqrt{h^2+k^2+l^2}}$$ブラッグの法則：
$$n\lambda = 2d\sin\theta \quad (\lambda_{\text{CuK}\alpha}=1.54\,\text{Å})$$新規材料の構造同定：研究室で新しく合成された金属間化合物やセラミックスの粉末X線回折(XRD)パターンを取得し、このシミュレーターのように既知の結晶構造（BCC, FCC, HCPなど）と格子定数を仮定して計算されたピーク位置と照合します。これにより、その材料がどのような結晶構造を持っているかを決定します。
合金の相分析：鉄鋼材料にはフェライト（BCC）やオーステナイト（FCC）など、温度や組成によって異なる結晶構造の相が存在します。XRDパターンのピークを解析することで、材料中にどの相が、どの程度の体積分率で存在するかを定量的に評価できます。
残留応力測定：加工や溶接を受けた部品では、結晶格子自体が歪み、面間隔dが変化します。この変化はXRDピークのわずかな角度シフトとして現れます。ピークシフト量を精密に測定することで、材料表面に残留している応力の大きさと方向を非破壊で評価できます。
CAE材料パラメータの推定：弾性係数や熱膨張係数などの材料物性は、結晶構造や原子間結合の強さに強く依存します。第一原理計算などのCAE手法では、このツールで扱うような原子配列（結晶構造と格子定数）を出発点として、これらの巨視的な材料パラメータを予測することがあります。
まず、このツールで「ミラー指数は面の向きだけを表す」と思いがちだけど、実は面間隔も決めるということを押さえよう。例えばFCC構造で(200)面と(100)面は平行だよね？でも、このツールで見ると(200)面の方が(100)面よりずっと密に原子が並んでいる（面間隔が半分）のがわかる。X線回折では(200)面として別のピークが出るんだ。ここを混同すると、ピークの指数付けを間違えるぞ。
次に、「充填率」は原子の大きさを変えても変化しないって点。ツールで原子半径をスライダーで動かすと、原子が重なって見えるけど、充填率の計算式はあくまで「剛体球が最密充填したとき」の理論値だから、半径を変えても表示された値は変わらない。実際の材料では原子半径の概念自体が曖昧だから、これは理想的なモデルでの話だよ。
最後に、実務でXRDパターンを見るときの落とし穴。このシミュレーターのグラフは理想的な完全結晶のパターンだ。実際の材料には格子欠陥や微細結晶、残留応力があるから、ピークがブロードニング（幅広がり）したり、シフトしたりする。例えば工具鋼の焼入れ後は、マルテンサイト相の発生でピークが大きく広がる。ツールのシャープなピークだけを鵜呑みにしないようにね。
Cu FCC結晶(a=3.615Å)の(200)面をX線回折解析:ミラー指数h=2,k=0,l=0を入力するとd=(3.615/√4)=1.808Å、Cu Kα線(λ=1.5406Å)のブラッグ角θ=56.3°、2θ=112.6°と計算されます。FCC構造は単位格子当たり4原子、充填率74%、配位数12を示します。