Asbestin tunnistaminen keinonenällä

Asbesti on yleisnimike kuitumaisille silikaattimineraaleille. Sillä on monia hyviä ominaisuuksia. Siksi sitä on käytetty useisiin eri käyttötarkoituksiin jo yli 4 000 vuoden ajan. Sisäänhengitettynä asbesti aiheuttaa kuitenkin vakavia terveyshaittoja, mm. asbestoosia, keuhkosyöpää ja mesotelioomaa. Vuosina 1918-1988 Suomessa käytettiin asbestia 300 000 tonnia. Yleisintä käyttö oli 1960-70-lukujen vaihteessa. Sairauksien viive altistumisesta on 10-40 vuotta. Sairauksien esiintyminen onkin nyt suurimmillaan. Suurin osa sairauksista on hyvänlaatuisia keuhkopussin paksuuntumia eli plakkeja. Vuosittain asbestin aiheuttamiin sairauksiin, etupäässä syöpiin, kuolee Suomessa noin 100 ihmistä. Yhteensä altistuneita arvellaan olevan 250 000. Heistä elossa on noin 50 000. Vaarallisuutensa vuoksi asbestin käyttö on useissa maissa kielletty, mutta maailmalla sitä käytetään edelleen suuria määriä. Suomessa asbestin käyttöä rajoitettiin jo 1970-luvulla. Pieniä poikkeuksia lukuun ottamatta täyskielto tuli voimaan 1.1.1994. Suomessa asbestia esiintyy edelleen vanhoissa rakennuksissa. Asbestipurkutyö on luvanvaraista. Asbestitöissä on huolehdittava siitä, että kukaan ei altistu asbestille. Asbestipitoisen materiaalin tunnistaminen silmämääräisesti on vaikeaa. Materiaali luokitellaan asbestipitoiseksi, jos siinä on asbestia yli 1 painoprosenttia tai jos sitä voidaan pölyävyytensä takia pitää vaarallisena. Asbestipitoisen materiaalin kartoituksessa voidaan käyttää rakennussuunnitelmia, vanhoja asiakirjoja kuten urakoitsijan laskuja sekä tuntemusta rakennusajan yleisistä rakennustavoista. Varmuus saadaan kuitenkin vain tutkimalla materiaali esimerkiksi laboratoriokokeissa. Tässä diplomityössä on pyritty selvittämään, voidaanko asbesti tunnistaa ChemPro 100 -keinonenällä. Laite perustuu ioniliikkuvuusspektrometriaan eli eri yhdisteiden erilaiseen liikkuvuuteen kaasumaisessa väliaineessa. Menetelmä on nopea ja yksinkertainen. Tutkimusta varten hankittiin asbestipitoisia materiaaleja, joista saatuja tuloksia vertailtiin toisiinsa. Nykyiset asbestintunnistusmenetelmät ovat monimutkaisia ja hitaita. Jos keinonenä pystyttäisiin kouluttamaan tunnistamaan asbestimateriaali, helpottaisi se asbestikartoituksen tekemistä.

Oliopohjainen konenäkösovelluskehys

Monet teollisuuden konenäkö- ja hahmontunnistusongelmat ovat hyvin samantapaisia, jolloin prototyyppisovelluksia suunniteltaessa voitaisiin hyödyntää pitkälti samoja komponentteja. Oliopohjaiset sovelluskehykset tarjoavat erinomaisen tavan nopeuttaa ohjelmistokehitystä uudelleenkäytettävyyttä parantamalla. Näin voidaan sekä mahdollistaa konenäkösovellusten laajempi käyttö että säästää kustannuksissa. Tässä työssä esitellään konenäkösovelluskehys, joka on perusarkkitehtuuriltaan liukuhihnamainen. Ylätason rakenne koostuu sensorista, datankäsittelyoperaatioista, piirreirrottimesta sekä luokittimesta. Itse sovelluskehyksen lisäksi on toteutettu joukko kuvankäsittely- ja hahmontunnistusoperaatioita. Sovelluskehys nopeuttaa selvästi ohjelmointityötä ja helpottaa uusien kuvankäsittelyoperaatioiden lisää mistä.

CFD Modelling of Direct Contact Condensation in Suppression Pools by Applying Condensation Models of Separated Flow

The condensation rate has to be high in the safety pressure suppression pool systems of Boiling Water Reactors (BWR) in order to fulfill their safety function. The phenomena due to such a high direct contact condensation (DCC) rate turn out to be very challenging to be analysed either with experiments or numerical simulations. In this thesis, the suppression pool experiments carried out in the POOLEX facility of Lappeenranta University of Technology were simulated. Two different condensation modes were modelled by using the 2-phase CFD codes NEPTUNE CFD and TransAT. The DCC models applied were the typical ones to be used for separated flows in channels, and their applicability to the rapidly condensing flow in the condensation pool context had not been tested earlier. A low Reynolds number case was the first to be simulated. The POOLEX experiment STB-31 was operated near the conditions between the ’quasi-steady oscillatory interface condensation’ mode and the ’condensation within the blowdown pipe’ mode. The condensation models of Lakehal et al. and Coste & Lavi´eville predicted the condensation rate quite accurately, while the other tested ones overestimated it. It was possible to get the direct phase change solution to settle near to the measured values, but a very high resolution of calculation grid was needed. Secondly, a high Reynolds number case corresponding to the ’chugging’ mode was simulated. The POOLEX experiment STB-28 was chosen, because various standard and highspeed video samples of bubbles were recorded during it. In order to extract numerical information from the video material, a pattern recognition procedure was programmed. The bubble size distributions and the frequencies of chugging were calculated with this procedure. With the statistical data of the bubble sizes and temporal data of the bubble/jet appearance, it was possible to compare the condensation rates between the experiment and the CFD simulations. In the chugging simulations, a spherically curvilinear calculation grid at the blowdown pipe exit improved the convergence and decreased the required cell count. The compressible flow solver with complete steam-tables was beneficial for the numerical success of the simulations. The Hughes-Duffey model and, to some extent, the Coste & Lavi´eville model produced realistic chugging behavior. The initial level of the steam/water interface was an important factor to determine the initiation of the chugging. If the interface was initialized with a water level high enough inside the blowdown pipe, the vigorous penetration of a water plug into the pool created a turbulent wake which invoked the chugging that was self-sustaining. A 3D simulation with a suitable DCC model produced qualitatively very realistic shapes of the chugging bubbles and jets. The comparative FFT analysis of the bubble size data and the pool bottom pressure data gave useful information to distinguish the eigenmodes of chugging, bubbling, and pool structure oscillations.

Nasopharyngeal colonization by pathogenic bacteria: effect of polymorphisms in innate immune genes of young children

Nasopharyngeal bacteria can asymptomatically colonize the nasopharynx of infants and young children but are also associated with the development of respiratory infections and diseases. Such nasopharyngeal bacteria include Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis, Haemophilus influenzae and Staphylococcus aureus. The host defense against invading pathogens is largely relies germline-encoded pattern recognition receptors (PRR), which are expressed on the cells of innate immunity, and different cytokines. These include toll-like receptors (TLR), mannose-binding lectin (MBL) and different cytokines such as IL-17A. Single nucleotide polymorphisms (SNP) in these receptors and cytokines have been reported. The aim of this study was to investigate genetic polymorphisms in the genes for TLR2, 3 and 4, MBL as well as for IL-17A and their associations with nasopharyngeal pathogenic bacterial colonization during a two-year follow-up. The study revealed that polymorphisms in TLRs, MBL2 and IL17A are associated with the nasopharyngeal bacterial colonization in young children. Healthy young (2.6 months of age) children with variant types of MBL2, TLR2 R753Q or TLR4 D299G had an increased risk to be colonized by S. pneumonia, S. aureus or M. catarrhalis, respectively. Moreover, variant types of MBL2 in healthy children with might facilitate human rhinovirus (HRV)-induced S. pneumoniae colonization at 2.6 months of age. The polymorphism of TLR4 D299G was shown to be associated with M. catarrhalis colonization throughout the whole two-year follow-up (2.6, 13 and 24 months of age) and also with the bacterial load of this pathogen. Also, the polymorphism of IL17A G152A was shown to be associated with increased risk to be colonized by S. pneumoniae at 13 and 24 months of age. Furthermore, the results suggest that IL17A G152A has an effect on production of serum IL-17A already at young age. In conclusion, the results of this study indicate that polymorphisms in the key PRRs and IL17A seem to play an important role to colonization of S. pneumoniae, M. catarrhalis, and S. aureus in healthy young Finnish children. The nasopharyngeal colonization by these pathogenic bacteria may further promote the development of respiratory infections and may be related to development of asthma and allergy in the later life of children. These findings offer a possible explanation why some children have more respiratory infections than other children and provide a rational basis for future studies in this field.