Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

  • Jousi, Netta (2017)
    137Cs is an artificial isotope generated by fission reactions, whose deposition times are well known both globally and locally. The 137Cs dating method measures the 137Cs activity in sediment layers from different depths, and by utilizing knowledge of the deposition moment dating accuracy can be up to one year. The prerequisites of the dating method are not only the knowledge of precise moments of deposition, but also calm sedimentation and understanding of the sediment disturbances. The best destinations for using the 137Cs dating method are deep basin sediments, where bioturbation is very low and sedimentation is calm. This study looked at the accuracy and reliability of the 137Cs dating of the bottom sediment from five different lakes. There were clear annual varves in four out of five lakes, so the sediment was not mixed and mechanical movements of 137Cs had not occurred. The most significant fall-off affecting Finland in 1986 was the Chernobyl nuclear accident and when analyzing sediment samples in 1986, it could even be traced back to a single varve. Another significant 137Cs fall-off has been the nuclear tests of the 1950s to 1960s. The 137Cs peak of these events was almost invisible compared to the 137Cs activity of 1986. Regardless of the limnological features of the lake, 1986 had also migrated downward in the analysis results. The more porous sediment was, the stronger the spread had occurred. According to the results of this study the 137Cs dating method is still usable, especially in Finland at the time of the Chernobyl nuclear accident of 1986. From 1950 to 1960, the time of nuclear testing, this method is far more uncertain in Finland, although the marker horizon is more globally distinguishable. However, downward migration of 137Cs was clearly evident even in a calm sedimentation environment, which is a major hindrance to the method. Chemical follow-up studies would be useful to clarify the causes of migration.
  • Vuoriheimo, Tomi (2017)
    Accelerator mass spectrometry (AMS) is a technique developed from mass spectrometry and it is able to measure single very rare isotopes from samples with detection capability down to one atom in 10^16. It uses an accelerator system to accelerate the atoms and molecules to break molecular bonds for precise single isotope detection. This thesis describes the optimization of University of Helsinki's AMS system to detect the rare radioactive isotope 14C from CO2 gas samples. Using AMS to detect radiocarbon is a precise and fast way to conduct radiocarbon dating with minimal sample sizes. Solid graphite samples have been in use before but as the ion source has been adopted to use also gaseous CO2 samples, optimizations must be made to maximize the carbon current and ionization efficiency for efficient 14C detection. Parameters optimized include cesium oven temperature, CO2 flow, carrier gas helium flow and their dependencies with each other. Both carbon current and ionization efficiency is looked at in the optimizations. The results are analyzed and discussed for further optimizations or actual measurements with gas. Ionization occurring in the ion source can be understood better with the results. Standard samples of CO2 were measured to determine the background and precision of the AMS system in gas use by comparing the results with literature. The current system was found to have tolerable background of 1.5% of the standard and the Fraction modern value of actual sample was 2.4% higher than values from literature. Ideas to improve background were discussed. A new theory of negative-ion formation in a cesium sputtering ion source by John S. Vogel is reviewed and taken into account in the discussion of optimization. Utilizing the theory, possible future upgrades to improve the ionization efficiency are presented such as cathode material choices to reduce competitive ionization and cesium excitation by laser.
  • Kallio, Sami (2014)
    Radiohiiltä muodostuu ydinpolttoaineessa ja sitä ympäröivässä aineessa stabiilin typen neutroniaktivaatioreaktiolla 14N(n,p)14C. Kun 14C on liuennut käytetystä ydinpolttoaineesta, se voi hapettua karbonaattihiileksi, joka esiintyy pohjavesiolosuhteissa vetykarbonaattina (HCO3-) . Käytetyn polttoaineen turvallisuusanalyyseissa tämän ei kuitenkaan lasketa pidättyvän ollenkaan kallioperän rakojen ja huokosten pinnoille ja näin ollen sen laskettu kulkeutumisnopeus on suuri. Mahdollinen pidättymismekanismi ja siten 14C:n kulkeutumista hidastava mekanismi on kuitenkin karbonaattimuodossa olevan 14C:n isotooppivaihto rakojen pinnoilla olevan kalsiitin (CaCO3) kanssa. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan yllä mainittua 14C:n ja kalsiitin välistä isotooppivaihtoa. Tämän pro-gradu -tutkielman kirjallisuuskatsauksessa selvitetään 14C:n lähteitä ja kulkeutumista ympäristössä. Siinä myös käsitellään kalsiitin ja muiden CaCO3:n kidemuotojen syntetisointimenetelmiä. Lisäksi tutkielman kirjallisessa osuudessa käydään läpi hiili - (13C, 14C) ja kalsiumisotooppien (45Ca) isotooppivaihtoa. Tutkielman kokeellisessa osuudessa tarkasteltiin, miten liuoksen koostumus vaikuttaa CaCO3:n ja 14C:n väliseen isotooppivaihtoon. Tämän selvittämisessä käytettiin kahta erilaista kalsiittia, kaupallista ja itse syntetisoitua, joiden puhtaus varmistettiin röntgendiffraktiolla (XRD). Atomiabsorptiospektroskopiaa (AAS) käytettiin kalsiumin pitoisuuden määrittämiseen liuoksissa, kun taas nestetuikelaskentaa käytettiin liuosten 14C:n ja 45Ca:n aktiivisuuksien määrittämiseen. 14C:n diffundoitumisen takia sen pidättäytymistä kalsiittiin oli vaikea todentaa. 14C:n kaasumaista vapautumista liuoksesta CO2:na tapahtui todennäköisesti varastoinnin tai nestetuikelaskentanäytteen valmistuksen aikana. Sen sijaan 45Ca:n pidättymistä kalsiittiin voitiin havaita. Kuitenkin ainoa liuos, jossa tasapaino saavutettiin, oli 0,1 M NaCl-liuos, johon oli lisätty 45Ca-merkkiainetta. Piirretyn käyrän perusteella tasapaino saavutetaan 150 päivän kuluessa pidättymisprosentin jäädessä alle 20:n. 45Ca:n pidättyminen kiinteään faasiin on aluksi nopeaa, mutta se näyttää tasaantuvan 20 päivän jälkeen. Tasapainon saavuttamisen todentamiseksi tarvitaan pidempiä kokeita ja enemmän rinnakkaisnäytteitä. 14C:n ja kalsiitin välisen isotooppivaihdon tutkimiseen on kehiteltävä uusi menetelmä, jossa 14C:n diffundoituminen pyritään estämään. Tämä voitaisiin estää käyttämällä nestetuikelaskentacocktailia, joka ei ole niin herkkä pH-muutoksille. Tai sitten voitaisiin tehdä nestetuikelaskentanäytteet emäksiseen liuokseen.
  • Tran, Mai (2015)
    Pro gradu -tutkielman kirjallisuuskatsaus käsittelee van Leusen -reaktiota. van Leusen -reaktio on yleinen tapa valmistaa 1,5-disubstituoituja imidatsoleja. Substituoituja imidatsoleja on tutkittu laajasti, koska niillä on suuri merkitys lääkeainekemiassa. van Leusen -reaktiossa p-tosyylimetyyli-isosyanidi (TosMIC) reagoi aldimiinin kanssa emäksen vaikutuksesta muodostaen substituoidun imidatsolin. Perinteisesti van Leusen- reaktio valmistetaan MeOH:ssa K2CO3:n toimiessa emäksenä. Reaktion saannot vaihtelevat suuresti ja ne ovat riippuvaisia aldimiinin substituenteista. Tutkielman kokeellinen osuus käsittelee 1,5-disubstituoitujen imidatsolien synteesiä van Leusen –reaktiolla, ja erilaisten reaktioparametrien vaikutusta siinä. Tutkimuksen kiinnostuksen kohteena olivat erityisesti alisyklisen aldehydin ja alifaattisen amiinin väliset reaktiot, sillä tämän kaltaisia substraatteja ei ole aikaisemmin kirjallisuudessa tutkittu. Kokeellisen osuuden tarkoituksena oli löytää vaihtoehtoiset reaktio-olosuhteet perinteiselle van Leusen -reaktiolle, koska TosMIC hajoaa nopeasti MeOH:ssa K2CO3:n toimiessa emäksenä. Optimointireaktion avulla valmistettiin 1,5-dialkyyli-1H-imidatsoleja hyvillä saannoilla. Lisäksi vertailureaktio ja saadut tulokset osoittivat sen, että van Leusen –reaktion optimointi onnistui hyvin ja pro gradu –tutkielman tavoitteet täyttyivät. Kahden hyvän systeemin lisäksi, käytetyt liuottimet ja emäkset olivat suhteellisen ympäristöystävällisiä kemikaaleja.
  • Lahtinen, Aki (2015)
    Fuusioreaktiossa kaksi kevyttä ydintä yhtyy yhdeksi raskaammaksi ytimeksi ja samalla vapautuu energiaa. Fuusioreaktio tarvitsee tapahtuakseen hyvin korkean lämpötilan, minkä seurauksena aine on olomuodoltaan plasmaa. Esimerkiksi fuusioreaktoreissa käytettäväksi suunniteltu vedyn isotooppien deuteriumin ja tritiumin välinen reaktio vaatii tapahtuakseen plasman kuumentamista yli 100 miljoonan kelvinin lämpötiloihin. Tutkituin fuusioreaktorimalli on tokamak, jossa kuumaa plasmaa hallitaan toruksen muotoisessa kammiossa voimakkaiden magneettikenttien avulla. Plasmaa koossapitävästä magneettikentästä huolimatta plasmasta karkaa hiukkasia, jotka lopulta osuvat kammion pinnoille. Yksi tapa kammion pintoihin kohdistuvan lämpö- ja hiukkasvuon pienentämiseksi on suihkuttaa kammioon epäpuhtausatomeja tai -molekyylejä jäähdyttämään reunaplasmaa. Typpi on osoittautunut kiinnostavaksi vaihtoehdoksi tähän tehtävään. Typen kulkeutuminen ja kertyminen reaktorikammion sisällä vaatii kuitenkin vielä lisätutkimuksia. Typen harvinainen isotooppi 15N tarjoaa mahdollisuuden tutkia näitä kysymyksiä. Tyypillisesti tämä tehdään merkkiainekokeiden avulla, jolloin reaktorikammioon suihkutetaan valittua merkkiainetta tunnetuissa olosuhteissa ja kokeen jälkeen selvitetään merkkiaineen jakauma reaktorikammion pinnoilla. Tässä työssä keskityttiin seinätiiliin, jotka on irrotettu ASDEX Upgrade -fuusioreaktorista (AUG) vuosien 2010-2011 koekampanjan jälkeen. Kyseisen koekampanjan lopussa suoritettiin 15N-merkkiainekoe. Työssä tutkittiin tiilistä porattujen näytteiden 15N-pitoisuuksia lentoaika-rekyylianalyysilla (Time Of Flight Elastic Recoil Detection Analysis, TOF-ERDA), ydinreaktioanalyysilla (Nuclear Reaction Analysis, NRA) ja sekundääri-ionimassaspektrometrialla (Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS). Vertailun vuoksi tutkittiin myös 15N:llä implantoituja testinäytteitä. Tutkielman alkuosassa esitellään lyhyesti tokamak-fuusioreaktorin toimintaa, plasman vuorovaikutusta reaktorin seinämän kanssa, typen käyttöä fuusioreaktoreissa, merkkiainekokeita sekä käytetyt mittausmenetelmät. Tutkielma loppuosa keskittyy suoritettuihin mittauksiin, niiden analyysiin ja tuloksiin sekä johtopäätöksiin. Tulosten perusteella mittausmenetelmien välillä on merkittäviä eroja AUG-näytteiden kohdalla, kun taas implantoiduille näytteille erot menetelmien välillä ovat pienet. Erot johtuvat todennäköisesti AUG-näytteiden epätasaisesta pintarakenteesta, minkä seurauksena typen jakauma näytteiden pintakerroksissa vaihtelee. TOF-ERDA:lla tutkittiin näytteistä mahdollisimman sileää pintaa luotettavan analyysin onnistumiseksi. NRA-mittauksissa protonisuihku kohdistui näytteen keskelle suuremmalle pinta-alalle. Suureen alueeseen sisältyy myös karkeampia kohtia, joihin merkkiaineen kertyminen on sileää pintaa suurempaa. Tämän seurauksena NRA:lla saadaan selvästi suurempia tuloksia 15N:n pintatiheydelle kuin TOF-ERDA:lla. Kvadrupolimassaspektrometrissa ilmenneiden ongelmien vuoksi SIMS-mittauksia suoritettiin vain yksi, minkä vuoksi optimaalisten asetusten löytäminen 15N:n mittaamiseen SIMS:llä vaatii vielä lisätutkimuksia.
  • Leinonen, Katri (2019)
    Globaalille valtamerten pinnanousulle on viimeisen 40 vuoden aikana julkaistu suuri määrä mahdollisia tulevaisuuskuvia, skenaarioita. Tässä pro gradu -työssä tarkastellaan kahdeksan 1980-luvulla tehdyn merenpinnan noususkenaarion osuvuutta vertaamalla skenaarioita toteutuneeseen valtamerten pinnannousuun. Globaalia merenpinnan muutosta on mitattu viimeisten parin vuosisadan aikana mareografimittauksilla eri puolella maailmaa. Vuodesta 1993 alkaen globaalin merenpinnan korkeusaineistoa on tarjolla myös satelliittimittauksista. Tässä työssä merenpinnan nousun vertailutasona on käytetty kummallakin mittausmenetelmällä tehtyjä merenpinnan nousuaikasarjoja. Jotta noususkenaariot ja mittausaikasarjat olisivat keskenään vertailukelpoisia, valittiin yhteiseksi aloitusvuodeksi 1980. Kaikkien merenpinnan noususkenaarioiden ja mittausaikasarjojen nollataso siirrettiin alkamaan tästä vuodesta. Globaalit ilman lämpötilan noususkenaariot ovat kiihtyviä, ja yleisesti myös merenpinnan noususkenaarioiden oletetaan olevan kiihtyviä. Merenpinnan noususkenaarioihin, joille ei ollut annettu merenpinnan nousun väliarvioita, sovitettiin toisen asteen yhtälön mukainen kiihtyvyys. Muihin skenaarioihin sovitettiin kaikkien annettujen välipisteiden kautta kulkeva käyrä. Tässä työssä tarkastellut merenpinnan noususkenaariot poikkeavat toisistaan huomattavasti alimpien skenaarioiden ennustaessa parinkymmenen sentin merenpinnan nousua ja ylimpien skenaarioiden jopa useiden metrien nousua. Vuonna 2018 kaikkien skenaarioiden keskiarvo on noin 6 cm toteutuneen merenpinnan nousun yläpuolella, nousua vuodesta 1980 on tapahtunut noin 10 cm. Toteutunut merenpinnan nousu on myös selvästi skenaarioiden mediaanin alapuolella. Vajaa 70 % skenaarioista nousee nopeammin kuin vedenkorkeus on todellisuudessa noussut. Suomen rannikolla, Hangossa, merenpinnan noususkenaarioiden perusteella tehty ennuste on 2010luvulla muutamia senttimetriä mitatun merenpinnan yläpuolella. Merenpinnan noususkenaariot ovat vuosien varrella kehittyneet, mutta perustuvat edelleen paljolti samoihin tai samankaltaisiin menetelmiin kuin 1980-luvulla tehdyt merenpinnan noususkenaariot. Tämän takia on hyödyllistä tarkastella 1980-luvulla käytettyjä menetelmiä, niiden taustalla olevia oletuksia ja niistä saatujen ennusteiden osuvuutta. Tässä työssä tarkastellut merenpinnan noususkenaariot jaettiin tekomenetelmän mukaan kahteen pääryhmään. Toinen ryhmä koostui merenpinnan nousuun vaikuttavien osatekijöiden arviointiin perustuvista noususkenaarioista. Toisessa ryhmässä olivat semi-empiiriset skenaariot, joissa merenpinnan muutosta arvioidaan jonkin ilmastollisen suureen perusteella. Merenpinnan noususkenaarioista valittiin parhaiten vuosien 1980 - 2018 merenpinnan nousua kuvaavat skenaariot. Parhaiten osuvissa skenaarioissa oli laaja kirjo eri menetelmillä tehtyjä ja erilaisiin oletuksiin perustuvia skenaarioita. Merkittävää osuvuuseroa ei kahdella eri päämenetelmällä tehtyjen skenaarioiden välillä löydetty.
  • Rämänen, Petri (2017)
    Tämän pro gradu –tutkielman kirjallisuusosassa perehdytään prosessikontaminantteina kasviöljyissä ja niistä valmistetuissa elintarvikkeissa esiintyvien 2-kloori-1,3-propaanidiolin (2-MCPD), 3-kloori-1,2-propaanidiolin (3-MCPD) ja 2,3-epoksi-1-propanolin (glysidoli) estereiden muodostumismekanismeihin. Muodostuminen tapahtuu kasviöljyn jalostuksen hajunpoistovaiheessa: joko asyylioksonium-ionimekanismilla tai asyylioksonium-radikaalimekanismilla. Kirjallisuusosassa kartoitetaan lisäksi elintarvikkeita, jotka sisältävät merkittäviä pitoisuuksia kyseisiä yhdisteitä, sekä yhdisteiden mahdollisia toksikologisia vaikutuksia. Yhdisteiden pitoisuudet voidaan määrittää kvantitatiivisesti suoralla ja epäsuoralla menetelmällä eli määrittämällä suoraan esteripitoisuudet tai hydrolysoimalla esterit ja määrittämällä yhdisteiden vapaat muodot. Viime vuosina analytiikassa on keskitytty epäsuoran menetelmän kehittämiseen. Mahdollisia 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliestereitä on suuri määrä, joten suora määrittäminen on huomattavasti työläämpää. Työn kokeellisessa osassa pystytettiin epäsuora menetelmä, jolla voitiin kvantitatiivisesti määrittää samanaikaisesti 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliesterit. Analyysimenetelmässä epästabiilin glysidolin esteristä muodostettiin ensin bromijohdannainen (3-MBPD-esteri). Tämän jälkeen esterit hydrolysoitiin vapaiksi muodoikseen, joista valmistettiin edelleen fenyyliboorihappojohdannaiset, jotka analysoitiin kaasukromatografia-massaspektrometrisesti. Analyyttien pitoisuuksien määritys onnistui ekstraneitsyt-oliiviöljy- ja vohvelinäytteistä GC/MS- ja GC/MS-MS-laitteistoilla. Pitoisuudet määritettiin laskennallisesti kalibraatiosuoran yhtälön avulla sisäisen standardin menetelmällä. Tulosten oikeellisuus voitiin todeta vertaamalla vertailunäytteistä mitattuja pitoisuuksia EURL-PAH-vertailututkimuksen vertailuarvoihin. Vaikka GC/MS-SIM-menetelmällä saatiin tyydyttävät tulokset, voitiin todeta, että GC/MS-MS-laitteiston MRM-menetelmä oli herkempi ja yksikäsitteisempi. Menetelmä validoitiin kyseisille matriiseille seuraavien parametrien suhteen: spesifisyys, selektiivisyys, lineaarisuus, toistettavuus, sisäinen uusittavuus, takaisinsaanto, laskennallinen havaitsemis- ja määritysraja, oikeellisuus sekä mittausepävarmuus.
  • Tuulos, Natalia (2014)
    Animaatiotekniikat tarjoavat tehokkaita menetelmiä hahmojen ja jäykkien kappaleiden animoimiseen. Tutkielmassa kuvataan yleisemmät 3D-animaatiotekniikat unohtamatta muita edeltäneitä tekniikoita, tutustutaan grafiikkaluikuhihnaan ja luurankomalliin sekä käydään läpi peliresurssien hallintaan, luontiin, käsittelyyn ja talletukseen liittyviä asioita. Lisäksi tutkielmassa tutustutaan animaatiojärjestelmän jäsentelyyn ohjelmistoarkkitehtuurin näkökulmasta sekä esitellään Unreal- ja Unity-pelimoottorit ja niiden animaatiojärjestelmät. Tutkielman konstruktiivisessa osuudessa kuvataan molemmissa pelimoottoreissa toteutetut esimerkkisovellukset ja toteutukseen liittyvät kokemukset sekä tehdään kokemuksiin perustuva vertaileva analyysi.
  • Lindqvist, Teemu (2014)
    This work aims at delineating the geometry and geotechnical properties of major fracture zones within the Kevitsa open pit excavation in northern Finland. The results are intended to be used as input parameters for a comprehensive slope stability study scheduled for 2014 by Engineering Consulting Group WSP Finland Ltd. The present work has both a regional and local-scale focus. The regional study focuses on identifying major linear trends from topographic and aeromagnetic maps, whereas the local scale study focuses on building 3D fracture zone models by merging lineaments interpreted from detailed digital elevation model and fracture data mapped from open pit mapping, 3D photogrammetry models and borehole videos. The orientation constraints derived from the fracture data are merged with RQD- and RG-logs to build the 3D fracture zone models. The regional topographic lineaments (RTL) comprise two main orientations with NNW-SSE and SSW-NNE trends. The regional aeromagnetic lineaments (RAL) indicate NW-SE and SW-NE orientations. The local topographic lineaments (LTL) indicate NNW-SSE, SSW-NNE, WSW-ENE and NW-SE orientations. Ground surface fracture data mapped from 3D photogrammetry models comprise steeply ENE- and steeply SE-dipping fracture sets. Fracture data derived from borehole videos show steeply ENE-, steeply SE-, sub-horizontally SW- and gently NNE-dipping fracture sets. Furthermore, the open pit mapping observations reveal the presence of gently WNW- and steeply ENE-dipping brittle zones of rock. The main 3D photogrammetry and borehole video fracture sets define wedge shaped blocks of rock at the slopes of the Kevitsa open pit excavation. The studied brittle fractures and fracture zones most probably originate from the general NW-SE oriented compressive stress field in the Finnish bedrock. However, most of the observed fracture sets are not oriented parallel to the compression. Instead, the fracture sets form conjugate shear fracture pairs that are attributed to a transpressive stress field comprising the NW-SE oriented normal stress combined with a smaller NE-SW oriented shear component. 3D fracture zone models arising from this work include a 50 m fracture zone model (50M), a statistical population model (SPM) and a merged fracture zone model (MFM). The 50M model illustrates the geometry of the fracture zones within the uppermost 50 meters of the Kevitsa open pit area. The SPM model extracts the dominant orientations from the fracture observations mapped from borehole videos by generalizing the observations and forming statistical clusters that represent these dominant orientations. The clusters are visualized with 3D surfaces that indicate the orientation of the cluster. The MFM model combines geometries derived from the SPM model with the RQD and RG-diamond drillcore logs to build the final 3D fracture zone models. The 3D models are delivered with the M.Sc. thesis as digital end-products.
  • Koivulehto, Liisa (2016)
    Äänekosken Energia Oy is planning an artificial groundwater recharge plant in Äänekoski Central Finland. Consulting company Ramboll is in charge of the water intake project that is situated at an important groundwater recharge area, Kulopalokangas. The aim of this study is to collect data from previous studies in the area, create a three-dimensional geological model of the study area's bedrock surface and sediments as well as discuss their effect on groundwater flow. Further objective is to test modelling software Leapfrog Geo and its suitability in this type of study. The study area is characterized by an esker formation that was deposited during the deglaciation of the Weichselian glaciation. This esker originates from a end moraine formation in Central Finland that formed at the rim of the continental ice sheet about 11 000 years ago. The bedrock is relatively homogenous and there are no faults. The bedrock is considerably exposed in the area and the sediment package consists of coarse sand and gravel units in the central part of the study area, whereas finer material is located at the rims and on the outside of the esker. Geological and geophysical investigations have been conducted previously within the water intake project. The data used in this study was gathered from seismic refraction surveys, drilling data and groundwater table measurements. The input data was in point data and drill hole format, and the surfaces and volumes of soil units were created subsequently. Cross sections were created to illustrate inner structures of the sediments throughout the area. The results are presented as a digital elevation map of bedrock, a groundwater map, images and cross sections of the model. They show the distribution of soil units. In addition, they provide information of the areas for artificial recharge as well as factors effecting the groundwater flow. The bedrock surface forms a NW-SE oriented depression valley that is filled with soil units. A two-meter thick unit of till is located above the bedrock and the innermost coarse gravel unit of the esker shows an elongated dome-like structure. The topmost unit is fine sand or silt at the western side of the esker, whereas the eastern side top unit is mostly composed of sand and coarse sand. Results of this study correspond with the previous studies. The three-dimensional soil model is used as a basis for a numerical groundwater flow model in the next stage of the project. The model is a simplified representation of the area and the results are absolute only at the vicinity of the observation points. The three-dimensional geological model offers more accuracy and information about subsurface geological conditions and furthermore helps to communicate between different stakeholders.
  • Suvanto, Miika (2015)
    3D-tulostamisella on potentiaalia muuttaa tavaroiden valmistamista merkittävällä tavalla. Mallintaminen parantaa kaikentasoisten oppijoiden ymmärrystä vaikeista, absrakteista asioista ja muuttaa matematiikan monimutkaisia käsitteitä helposti sisällytettäviksi esineiksi. Oppijat arvostavat itse tekemistä ja 3D-tulostaminen on yksi helpoimmista tavoista luoda monimutkaisia esineitä. 3D-tulostaminen vaatii aina tietokoneella luodun kolmiulotteisen mallin, joka voidaan luoda itse tai se voidaan ladata jonkun muun valmiiksi tekemänä. Itse mallien tekemiseen löytyy useita erilaisia ohjelmia, joista monet helppokäyttöiset ovat oppimiskäyttöön ilmaisia. Tietokoneen, jolla mallinnusta tehdään, ei tarvitse olla erityisen suuri laskenteholtaan, ja normaalit kotitietokoneet käyvät ongelmitta. Tärkein hankittava osa on itse 3D-tulostin, joita saa normaalin paperitulostimen kokoisesta aina auton kokoisiin laitteisiin. Kotikäyttöiset mahtuvat hyvin luokkahuoneisiin tai tarvikevarastoon. Tulostimien hinnat ovat viimein tulleet tarpeeksi mataliksi, jotta niiden hankkiminen koulun käyttöön on mahdollista. Työn tarkoituksena on esitellä 3D-tulostin opetusvälineenä ja löytää käyttötarkoituksia ja perusteita sen käytölle. Työn ohessa toteutettiin vapaaehtoisryhmälle 7-luokkalaisia kokeilu, jossa katsottiin miten he kykenevät omaksumaan 3D-mallinnuksen perusteet ja ymmärtävät suunnitellessaan tulevaa tulostamista. Oppilaat käyttivät opetustuokion ajan mallinnusohjelmaa ja heiltä samaan aikaan kysyttiin mielipiteitä ja ajatuksia 3D-mallinnuksen ja tulostamisen käyttämisestä opetuksessa. Oppilaat toivoivat, että oppitunneilla otettaisiin käyttöön 3D-tulostin. Vaikka kysymykset esitettiin nimenomaan matematiikan opetuksen näkökulmasta, esittivät oppilaat ideoita myös muiden kouluaineiden opetukseen. Opetuksessa tekniikkaa voidaan käyttää joko siten, että oppijat käyttävät sitä aktiivisesti jonkin matemaattisen ilmiön oppimiseksi, tai vaihtoehtoisesti opettaja voi käyttää sitä esimerkkikappaleiden tekemiseen. 3D-tulostamisen suuria hyötyjä on se, että sillä voidaan tuottaa laitteen asettamissa rajoissa hyvinkin monimutkaisen muotoisia kappaleita. Esimerkkeinä tällaisista opettajan esimerkkimalleista tutkielmasta löytyy esimerkiksi kolmion pyörähdyskappaleita ja kuution erilaisten lävistäjien havainnollistamiseksi tehty malli. Johtopäätöksenä päädyttiin siihen, että 3-ulotteinen tulostaminen sopii opetuksessa parhaiten opettajan oppimateriaalin tuottamiseen. Oppilaskäytössä laite toimisi parhaiten lähinnä vapaavalintaisissa matematiikan kursseissa. Myös matematiikan oppiminen voisi hyötyä selvästi kolmiulotteisen ajattelun parantumisen muodossa, mutta matematiikan tunneilla ei ole tarpeeksi ylimääräistä aikaa. Paras yhdistelmä voitaisiinkin saada sillä, että koulun teknisten töiden tai kuvaamataidon opettaja opettaisi omiin tunteihinsa liittyen laitteen käyttöä, jolloin matematiikan oppitunneilla kyettäisiin hyödyntämään 3D-tulostamista ilman siihen liittyvää turhan suurta ajallista panostamista.
  • Jutila, Arttu (2017)
    Studying and modelling the snow distribution processes is important because snow influences the ground, flora, and fauna by affecting among other things the energy balance both in large and small scales and the near-surface atmospheric conditions due to its highly reflective and insulating properties. The aim of the study was to use the spatially distributed high-resolution snow-evolution modelling system SnowModel to simulate the snow conditions in winter 2015-2016 in the Saariselkä region in Northern Finland and assess the model's performance. SnowModel has not been used to study a domain in Finland before, and the model gives information about variables that are hardly measured in Finland, such as snow sublimation. The simulations were first run without snow water equivalent assimilation and then assimilating the available snow water equivalent (SWE) observations. The simulation results show that in the default mode the model needs assimilation and SWE observations, preferably more frequent observations towards the spring, to produce physically sensible results. The domain averaged simulated end-of-winter maximum SWE value of 220 mm was reached on 21 April 2016. The simulated SWE patterns match with known elevation and vegetation dependencies. Timing of the first snow, the beginning of the snow season and the end-of-winter SWE are simulated well, whereas the melt and the snowfree date depend on the amount of snow. The assimilation run suggests that the needed summed precipitation is as much as 18 % larger than the observed increasing towards the northeast. Similarly, the simulated summed melt reaches locally up to 70 % larger values compared to the non-assimilation run. Blowing-snow sublimation takes place in open areas and its simulated summed value is up to 27 mm. Simulated static-surface sublimation varies between 4-22 mm. The simulated sublimation from the canopy-intercepted snow peaks at 110 mm. Up to 16 % of the precipitation is returned to the atmosphere by sublimation. The simulation results could be improved by utilizing more detailed data of the study domain and modifying the hard-coded variables to suit the surroundings, which could in turn decrease the need for assimilating SWE observations.
  • Kähkönen, Mervi (2017)
    Fracturing of the ore and wall rock in Pyhäsalmi mine was analysed from 3D-photographs, using Structural Suite –add-on to Surpac. Observations of geological structures were also made. The suitability of 3D-photographing method to observe rock mass movement was also tested. 33 fracture zones, which differ from the main joint direction, were observed from the pictures. In particularly, fracture zones that trend from southwest to northeast and pierce the ore body from the middle, were prominent. There was also a zone of rock inclusions, almost at the same direction and same location, as the southwest to northeast trending fracture zones are. Presumably, from southwest to northeast trending fracture zones have been noticed earlier on the basis of the seismic events. Gently dipping fracture zones were also noted, in which dip direction was mostly towards north or south. In wall rock, there were pegmatite veins, singular joints and possibly small-scale faults, which were gently dipping toward north or south. Apparently clearly visible rock mass movement did likely not occur during the monitoring period. It is not possible to observe small-scale movement with 3D-photographs, but large scale movement can possibly be observed from the pictures. Avainsanat – Nyckelord – Keywords Pyhäsalmi, mine, 3D-photogrammetry, 3D-photograph, 3D, fracture, fracturing, rock, rock mechanic, rock mass movement Säilytyspaikka – Förvaringställe – Where deposited Muita tietoja
  • Johansson, Tomi (2013)
    The purpose of this thesis was to analyze the testing requirements to physical layer features which are used in LTE Release 9 and 10 timeframe. The aim of the analysis was to define test case requirements for new features from the physical layer point of view. This analysis can then be utilized to implement and design test cases using commercial eNB simulators. The analysis was carried out by studying the 3GPP specifications and by investigating the integration and system level testing requirements. Different feature specific parameters were evaluated and different testing aspects were studied in order to verify the functionalities and performance of the UE. Also, different conformance test case scenarios and field testing aspects were investigated in order to improve the test case planning in the integration and system testing phase. The analysis showed that in Rel-9 there are two main features which have a great impact on the Rel-9 physical layer testing. These two features are the dual-layer beamforming and UE positioning which is done with OTDOA and E-CID methods. It was analyzed that the requirements for the downlink dual-layer beamforming focus on TDD side and the test plan must contain especially throughput performance testing in integration and system phase testing. OTDOA and E-CID methods, on the other hand, need test plans which are concentrating on the positioning accuracy. In Rel-10, the analysis showed that there are plenty of new features on physical layer to ensure the transition from LTE to LTE-Advanced. The main requirements were assigned for the CA feature which has testing activities especially on the UE feedback operations. Also, different kinds of CA deployment scenarios were analyzed to evaluate more closely the initial CA testing scenarios in integration and system testing. Analysis continued with downlink multi-layer beamforming where the requirements were seen to concentrate on new CSI-RS aspects and to throughput performance testing. Uplink MIMO aspects were analyzed at the end and the studies showed that this feature may have a minor role in Rel-10 timeframe and therefore it does not have any important testing requirements which should be taken into account in test plans.
  • Salo, Suvi (2017)
    DNA:ssa esiintyy pienissä määrin 5-metyyli-2'-deoksisytidiiniä ja sen hapetustuotetta 5-hydroksimetyyli-2'-deoksisytidiiniä. Kummallakin on luonnollisia biologisia tehtäviä soluissa. Niiden läheisiä analogeja ovat 5-aminometyyli- ja 5-tiometyyli-2'-deoksisytidiinit ja kaikkien näiden 2'-deoksiuridiinijohdokset. Näiden analogien soveltuvuutta erilaisiin biokemiallisiin ja lääketieteellisiin sovelluksiin on tutkittu viime aikoina. Tutkielman kirjallisuusosassa esitetään katsaus 5-hydroksimetyyli-, 5-aminometyyli- ja 5-tiometyylipyrimidiiniemäksiä sisältävien nukleosidien synteeseistä. Erityisesti tarkastellaan käytössä olevia synteesistrategioita ja tarvittavia muutoksia suojaryhmäkemiaan, etenkin silloin, kun näitä modifioituja nukleosidejä on tarkoitus käyttää oligonukleotidisynteesissä monomeereinä. Tutkielman kokeellisessa osassa kuvataan parannettu ja yksinkertaistettu synteesireitti 5-hydroksimetyyli-2'-deoksisytidiinimonomeerin valmistamiseksi oligonukleotidisynteesiä varten. Reitti on optimoitu siten, että tarvittavat puhdistukset on saatu minimoitua ja synteesi soveltuu suhteellisen suurien tuotemäärien valmistamiseen.
  • Koskinen, Ellinoora (2017)
    Oligonukleotidisynteesi on syklinen prosessi, jossa 5'-hydroksyylin suojaryhmän irrotus toistuu useasti. Jotta virheellisten sekvenssien määrä saadaan pidettyä mahdollisimman pienenä, täytyy 5'-suojaryhmän valinta tehdä huolella. Suojaryhmän valintaan vaikuttavat muiden funktionaalisuuksien suojaukset, koska suojaryhmä on hyvä saada irrotettua selektiivisesti. Lisäksi jotkin irrotusolosuhteet aiheuttavat ongelmia, kuten depurinaatiota.Tätä varten on kehitetty suojaryhmiä, jotka irtoavat eri olosuhteissa. Suojaryhmiä on kehitetty myös erityistarkotuksiin, kuten helpottamaan kytkentäreaktion seuraamista värin avulla, helpottamaan puhdistusta tai käytettäviksi massaleimoina. Kirjallisuusosiossa käsitellään eri tyyppisiä suojaryhmiä jaoteltuina rakenteensa mukaan. Yksi suosituimmista rakenteista on trityylieetteri, josta on valmistettu happo-, emäs- ja fotolabiileja johdoksia sekä erityistarkoituksiin soveltuvia rakenteita. Muita suojaustyyppejä ovat esteri-, asetaali-, karbonaattiesteri-, silyylieetteri- ja sulfonyyliesterirakenteet. Kokeellisessa osiossa on tarkasteltu 5'-suojaryhmiä, kuten asetyyli, bentsoyyli- ja MIP-suojausta, 5-hydroksimetyylisytidiinin synteesissä.
  • Makkonen-Craig, Stewart (Helsingin yliopistoHelsingfors universitetUniversity of Helsinki, 2006)
    64Cu (Iβ+ = 17%, Iβ− = 39%, IEC = 43%) is an important emerging biomedical radionuclide that is suitable for labelling a wide range of radiopharmaceuticals for PET imaging, as well as systemic or local radioimmunotherapy of tumours. Its positron energy spectrum is comparable with that of 18F, allowing high spatial resolution in PET imaging. Its intermediate half-life (12.7 h) permits PET evaluation of slow biochemical pathways, such as protein and peptide interactions with cellular targets, and distribution to satellite imaging and therapy centres. The optimum production route for radiochemically-pure, carrier-free 64Cu is via the reaction 64Ni(p,n) at 12 → 9 MeV followed by anion exchange chromatography. Biomedical applications follow three principal strategies: (i) direct application of 64Cu as a biological tracer, (ii) complexing with redox sensitive ligands (e.g. bisthiosemicarbazones) that release 64Cu upon reduction in hypoxic cells, and (iii) coordination with bifunctional ligands (e.g. tetraaza macrocycles) that covalently bond to intact antibodies, antibody fragments, peptides, peptide analogues or shell cross-linked nanoparticles for targeting receptors expressed by tumours.
  • Salo, Benjamin (2018)
    68Ga- ja 177Lu-radiolääkkeitä käytetään isotooppilääketieteessä. 68Ga-radiolääkkeet ovat diagnostisia aineita, joita käytetään neuroendokriinisyövän ja eturauhassyövän diagnostiikassa. 177Lu-radiolääkkeet ovat terapeuttisia aineita, joilla voidaan hoitaa 68Ga-merkkiaineilla diagnosoituja syöpiä. 68Ga-isotooppi on melko lyhytikäinen (t1/2=68 min) positroniemitteri, jota valmistetaan 68Ge/68Ga generaattorilla. 177Lu-isotooppi on lyhyen kantaman beetasäteilijä, jonka hajoamisessa muodostuu beetasäteilyn lisäksi myös kuvantamiseen käytettävää gammasäteilyä. 177Lu-radiolääkkeiden terapeuttinen käyttö perustuu siihen, että peptidi kuljettaa lääkeaineen oikeaan kohteeseen ja beetasäteily tuhoaa siellä syöpäsoluja. Radiolääkkeille tehdään valmistuksen jälkeen, ennen potilaalle antamista, laadunvalvonta, jossa määritetään radiolääkkeen puhtaus ensisijaisesti kromatografisilla menetelmillä. Radioaktiivisten aineiden hajoamisen, lääkeaineiden korkeiden laatuvaatimusten ja potilasturvallisuuden takia laadunvalvontamenetelmien tulee olla tarkkoja, nopeita ja luotettavia. Tämän tutkimuksen keskeisessä asemassa olivat 68Ga- ja 177Lu-radiolääkkeiden laadunvalvonnassa käytettävien ohutkerroskromatografia-(TLC) ja korkean erotuskyvyn kromatografia-(HPLC)menetelmien kehittäminen. Tutkimuksessa kehitettiin HPLC-menetelmä [177Lu]Lu-PSMA-617:n laadunvalvontaa varten ja menetelmällä tehtiin massakvantitoiminen PSMA-617-lähtöaineelle. [177Lu]Lu-DOTATOC:n, [68Ga]Ga-DOTANOC:n ja [68Ga]Ga -PSMA:n laadunvalvonnassa käytettyjä TLC-menetelmiä yhtenäistettiin ajoliuosten suhteen sekä optimoitiin TLC-menetelmissä käytettäviä skannausnopeuksia ja -jännitteitä. Lisäksi tutkittiin rauta(III)kontaminaatioiden vaikutusta 177Lu- ja 68Ga-radiolääkkeiden retentioaikoihin HPLC-menetelmässä. [177Lu]Lu -PSMA-617:n HPLC-menetelmällä saatiin 7,4 minuutin retentioajalla lähes symmetrinen piikki ja PSMA-617:n massakvantitoinnissa saatiin lineaarinen suora 0,9978 korrelaatiokertoimella. 1M ammoniumasetaatti-MeOH-liuoksen todettiin sopivan [177Lu]Lu -DOTATOC:n,[68Ga]Ga -DOTANOC:n ja [68Ga]Ga -PSMA:n laadunvalvonnan TLC-menetelmiin. Skannausnopeus 1 mm/s ja skannausjännite 900 V olivat optimiasetukset TLC- menetelmässä, kun käsiteltiin tuoreita radiolääkkeitä ja raudan havaittiin kasvattavan lääkeaineen retentioaikaa HPLC-menetelmässä.
  • Honkaniemi, Elina (2017)
    An extremely high demand of 68Ga-radiotracers has ascended during the last decade in the field of nuclear medicine. 68Ga is a positron emitting radionuclide which is widely used in positron emission tomography (PET) studies due to its short half-live of 68 minutes and good labeling properties. 68Ga can be produced on site using 68Ge/68Ga-generator which makes it a viable option in comparison to the cyclotron-based PET isotopes such as 18F. Gallium’s coordination chemistry demands it to be coordinated with a ligand for it to be stable enough to be introduced to target peptide. For that reason, chelating agents are commonly used to stabilize gallium, such as DOTA, NOTA or TRAP. Major of the chelators are bifunctional which means they can also bind to the target biomolecule such as peptide or antibody. Tetrazine molecule is widely used in bioorthogonal cycloaddition reactions in live cell labeling. Bioorthogonal reactions are used in pretargeting approach where first the unlabeled antibody is administrated to localize the tumour and after that, small rapid-clearing radiolabeled compound is injected to attach to the antibody. In this work, bifunctional chelating agent HBED-CC was first coupled with tetrazine and after successful synthesis, the compound was labeled with 68Ga. Aim of the study was to discover the potential of this compound to pass the cell membrane and to determinate its properties. The synthesis of HBED-CC-tetrazine was successfully optimized with good yields in a range of 65-85 %. Different synthesis conditions were tested including temperature, reaction time and the choice of a coupling reagent. Optimized conditions for the synthesis of HBED-CC-tetrazine were 48 hours in room temperature using the coupling reagent HATU. Radiosynthesis of [68Ga] Ga-HBED-CC-tetrazine was also optimized using different temperatures, reaction times and precursor amounts. All conditions resulted in good radiochemical yields. Optimized conditions for radiolabeling turned out to be in 85 degrees for 20 minutes which resulted in 97 % of radiochemical yield with over 98 % radiochemical purity. The properties of the labeled compound [68Ga] Ga-HBED-CC-tetrazine were tested, such as lipophilicity and the stability of the compound in a presence of iron.
  • Nuutinen, Noora (2016)
    Oppilaiden asenteilla ja suhtautumisella matematiikka kohtaan on vaikutus heidän matematiikan oppimistuloksiin. Asenteet syntyvät tavallisesti toistuvien tunnereaktioiden seurauksena, ja ne ovat osa oppilaan omaa matematiikkakuvaa. Affektit on laajempi tapa määritellä asenteet ja niihin liittyvät myös mm. oppilaan uskomukset, motivaatio ja minäpystyvyys. Positiivisilla kokemuksilla saadaan aikaan positiivisia tunnereaktioita ja positiivisista tunnereaktioista ajan kanssa muodostuu positiivisia asenteita. Oppimispelien avulla oppitunnilla on mahdollista luoda tilanteita, joissa oppilailla on hauskaa ja kaikki oppilaat saavat onnistumisen kokemuksia. Tutkimuksen tavoitteena on kuvata ja analysoida kahdeksasluokkalaisten suhtautumista ja asenteita matematiikkaan kohtaan sekä selvittää onko oppimispeleillä mahdollista vaikuttaa oppilaiden asenteisiin positiivisesti. Tutkielman aluksi esitellään teoriaa asenteista ja suhtautumisesta matematiikka kohtaan sekä niiden vaikutuksista matematiikan oppimiseen. Lisäksi teoriaosiossa käsitellään oppimispelien teoriaa ja niiden vaikutuksia oppilaiden asenteisiin. Tutkimusaineisto kerättiin helsinkiläisestä koulusta, jossa tutkittavina ryhminä oli kaksi kahdeksatta luokka ja yksi kahdeksasluokka toimi verrokki ryhmänä. Luokissa oli 20-25 oppilasta ja tutkimus kesti kuusi viikkoa. Tutkimuksen aikana luotiin 11 oppimispeliä tutkittaville ryhmille. Aineistoa kerättiin kyselylomakkeilla, joissa oli kaksi osaa: ensimmäisessä osassa oli väittämiä, joihin oppilaat valitsivat omaa mielipidettään vastaavan hymiö ja toisessa osassa oli avoimia kysymyksiä. Lisäksi haastateltiin luokkien opettajaa täydentämään ja tarkentamaan oppilailta saatua aineistoa. Aineiston kvantitatiivista osiota analysoitiin tilastollisilla menetelmillä ja kvalitatiivista osiota laadullisilla menetelmillä mm. sisällönanalyysillä. Tutkimuksesta saatujen tulosten mukaan tutkimukseen osallistuneissa luokissa osalle oppilaista oli muodostunut jo negatiivisia asenteita matematiikkaa kohtaan, mutta suurimman osan suhtautuminen oli vielä positiivista matematiikkaa kohtaan. Tutkimusjakson aikana ei tapahtunut suuria muutoksia oppilaiden asenteissa matematiikkaa kohtaan, mutta pienet positiiviset muutokset oppilaiden suhtautumisessa matematiikkaan antaa suunta sille, mitä oppimispelien avulla on mahdollista saada aikaan.