Development of advanced silicon radiation detectors for harsh radiation environment

This thesis describes the development of advanced silicon radiation detectors and their characterization by simulations, used in the work for searching elementary particles in the European Organization for Nuclear Research, CERN. Silicon particle detectors will face extremely harsh radiation in the proposed upgrade of the Large Hadron Collider, the future high-energy physics experiment Super-LHC. The increase in the maximal fluence and the beam luminosity up to 1016 neq / cm2 and 1035 cm-2s-1 will require detectors with a dramatic improvement in radiation hardness, when such a fluence will be far beyond the operational limits of the present silicon detectors. The main goals of detector development concentrate on minimizing the radiation degradation. This study contributes mainly to the device engineering technology for developing more radiation hard particle detectors with better characteristics. Also the defect engineering technology is discussed. In the nearest region of the beam in Super-LHC, the only detector choice is 3D detectors, or alternatively replacing other types of detectors every two years. The interest in the 3D silicon detectors is continuously growing because of their many advantages as compared to conventional planar detectors: the devices can be fully depleted at low bias voltages, the speed of the charge collection is high, and the collection distances are about one order of magnitude less than those of planar technology strip and pixel detectors with electrodes limited to the detector surface. Also the 3D detectors exhibit high radiation tolerance, and thus the ability of the silicon detectors to operate after irradiation is increased. Two parameters, full depletion voltage and electric field distribution, is discussed in more detail in this study. The full depletion of the detector is important because the only depleted area in the detector is active for the particle tracking. Similarly, the high electric field in the detector makes the detector volume sensitive, while low-field areas are non-sensitive to particles. This study shows the simulation results of full depletion voltage and the electric field distribution for the various types of 3D detectors. First, the 3D detector with the n-type substrate and partial-penetrating p-type electrodes are researched. A detector of this type has a low electric field on the pixel side and it suffers from type inversion. Next, the substrate is changed to p-type and the detectors having electrodes with one doping type and the dual doping type are examined. The electric field profile in a dual-column 3D Si detector is more uniform than that in the single-type column 3D detector. The dual-column detectors are the best in radiation hardness because of their low depletion voltages and short drift distances.

Paperitehtaan melukartoitus

Tässä diplomityössä on selvitetty Stora Enso Publication Papers Oy Ltd:n Summan tehtaiden ympäristömelun leviämistä tehtaiden ympärillä oleviin häiriintyviin kohteisiin. Ympäristömelua tutkittiin ympäristömelumittauksilla ja mallintamalla SoundPLAN –ohjelmalla. Työssä on ympäristömelun lisäksi tarkastelu työsuojelumielessä Summan tehtaiden voimalaitoksen melua. Työssä selvitettiin Summan tehtaiden merkittävimpien äänilähteiden äänitehotasot. Maastotietojen ja äänitehotasojen perusteella luotiin melumallit koko tehtaalle ja melua tuottaville osastoille. Melumallien avulla saatiin selville, miten melu leviää ympäristöön. Suurimpiin melulähteisiin, kuorimoon ja PK2:n ilmastointikoneisiin, laadittiin meluntorjuntaehdotukset ja tarkasteltiin uusien mallien avulla toimenpiteiden vaikutusta melun leviämiseen. Tulosten perusteella voidaan todeta, että Summan tehtaiden ympäristömelu ei ylitä lupa-arvoja häiriintyvissä kohteissa. Summan tehtaiden voimalaitoksella suoritettiin annosmelumittaukset ja laadittiin meluntorjuntaohjelma. Meluntorjuntaohjelmassa selvitettiin melun syyt, esitettiin meluntorjuntatoimenpiteitä ja niiden toteuttamissuunnitelma sekä ohjelman uusimisajankohta.

Simulations of 3D Stripixel Detectors

Large Hadron Collider (LHC) is the main particle accelerator at CERN. LHC is created with main goal to search elementary particles and help science investigate our universe. Radiation in LHC is caused by charged particles circular acceleration, therefore detectors tracing particles in existed severe conditions during the experiments must be radiation tolerant. Moreover, further upgrade of luminosity (up to 1035 cm-2s-1) requires development of particle detector’s structure. This work is dedicated to show the new type 3D stripixel detector with serious structural improvement. The new type of radiation-hard detector has a three-dimensional (3D) array of the p+ and n+ electrodes that penetrate into the detector bulk. The electrons and holes are then collected at oppositely biased electrodes. Proposed 3D stripixel detector demonstrates that full depletion voltage is lower that that for planar detectors. Low depletion voltage is one of the main advantages because only depleted part of the device is active are. Because of small spacing between electrodes, charge collection distances are smaller which results in high speed of the detector’s response. In this work is also briefly discussed dual-column type detectors, meaning consisting both n+ and p+ type columnar electrodes in its structure, and was declared that dual-column detectors show better electric filed distribution then single sided radiation detectors. The dead space or in other words low electric field region in significantly suppressed. Simulations were carried out by using Atlas device simulation software. As a simulation results in this work are represented the electric field distribution under different bias voltages.

Suomen juustonvalmistajayhdistyksen julkaisu. N:o 1

Vuonna 1910 Lahdessa perustettu Suomen Juustonvalmistajayhdistys oli Suomeen asettuneiden sveitsiläisten juustomestareiden perustama yhteenliittymä. Sen tehtävänä oli ajaa ammattikunnan etuja ja edistää alan ammattitaitojen kehittymistä. Viisivuotista taivaltaan juhlistaakseen yhdistys julkaisi 1915 SUOMEN JUUSTO -nimisen albumin. Kirjasessa julkaistiin mm. historiikki kansanomaisesta juustonvalmistuksesta sekä katsaus sveitsiläisjuustojen - ennen muuta "Emmenthalerin" - tuotannon varhaisvaiheisiin Suomessa. Ensimmäiset sveitsiläismestarit saapuivat Suomeen 1850- ja 1860-luvuilla. Vuosisadan loppuun mennessä juustonvalmistuksesta oli kehittynyt tärk

Quantification of Proteins and Cells: Luminometric Nonspecific Particle-Based Methods

New luminometric particle-based methods were developed to quantify protein and to count cells. The developed methods rely on the interaction of the sample with nano- or microparticles and different principles of detection. In fluorescence quenching, timeresolved luminescence resonance energy transfer (TR-LRET), and two-photon excitation fluorescence (TPX) methods, the sample prevents the adsorption of labeled protein to the particles. Depending on the system, the addition of the analyte increases or decreases the luminescence. In the dissociation method, the adsorbed protein protects the Eu(III) chelate on the surface of the particles from dissociation at a low pH. The experimental setups are user-friendly and rapid and do not require hazardous test compounds and elevated temperatures. The sensitivity of the quantification of protein (from 40 to 500 pg bovine serum albumin in a sample) was 20-500-fold better than in most sensitive commercial methods. The quenching method exhibited low protein-to-protein variability and the dissociation method insensitivity to the assay contaminants commonly found in biological samples. Less than ten eukaryotic cells were detected and quantified with all the developed methods under optimized assay conditions. Furthermore, two applications, the method for detection of the aggregation of protein and the cell viability test, were developed by utilizing the TR-LRET method. The detection of the aggregation of protein was allowed at a more than 10,000 times lower concentration, 30 μg/L, compared to the known methods of UV240 absorbance and dynamic light scattering. The TR-LRET method was combined with a nucleic acid assay with cell-impermeable dye to measure the percentage of dead cells in a single tube test with cell counts below 1000 cells/tube.

Suomalaisen artistin kansainvälistymispolut

Kansainvälinen musiikkitoimiala on keskellä merkittäviä muutoksia. Tähän ovat vaikuttaneet erityisesti Internetin ja tekniikan kehittyminen, jotka ovat muuttaneet toimialan rakenteita ja vaikuttaneet artistin mahdollisuuksiin toimia kannattavasti. Äänitemyynti on selkeästi laskenut ja live-esiintymiset ja kiertueet ovat nousseet yhdeksi tärkeimmistä tulonlähteistä artisteille. Vaikka suomalaisten artistien kansainvälinen menestyminen on suhteellisen uusi ilmiö suomalaisessa musiikkikulttuurissa, suomalaisten artistien kilpailukyky ja halu menestyä kansainvälisesti on suurempi kuin koskaan aikaisemmin. Toisaalta myös kilpailu on kovempaa ja artistien määrä kansainvälisillä markkinoilla on suurempi kuin aikaisemmin. Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia aineistolähtöisesti suomalaisen artistin kansainvälistymispolkuja ja niihin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimuksen pohjana oli artistin näkökulma. Aihetta lähestyttiin kolmen osaongelman kautta: Mitkä ovat kansainvälistymiseen vaikuttavat muutokset musiikkitoimialalla? Mitä artistin kansainvälistyminen tarkoittaa? Miten artistin kansainvälinen ura muodostuu? Tutkimuksen teoreettisen viitekehyksen pohjana oli musiikkitoimialan rakenteiden ja niiden muutoksen, kansainvälistymisen ja artistin urakehityksen tarkastelu. Teoreettisen viitekehyksen olennaisin tarkastelu perustui Frithin (1988) kahteen urakehitysmalliin, joiden avulla voitiin hahmottaa artistin kansainvälistymistä. Tutkimuksen empiirisessä osassa sovellettiin laadullista tapaustutkimusta. Tutkimuksen kohteena oli viisi suomalaista rock- ja popartistia, joille Music Export Finland oli vuonna 2007 myöntänyt julkaisukiertuetukea. Jokaisesta artistista muodostettiin tutkimusta varten oma tutkimustapaus. Tutkimuksen aineisto kerättiin puolistrukturoitujen yksilöhaastatteluiden kautta ja aineiston analysointitapana sovellettiin teemoittelua. Tutkimuksen empiiristen tulosten perusteella haastateltavat näkivät tärkeimmän musiikkitoimialan muutoksen kohdistuneen romahtaneeseen levymyyntiin. Levymyynnistä saatavat tulot ovat nykyään todella pieniä artistille ja albumin tarkoituksena on enemmänkin olla markkinointiväline artistin live-esiintymisiin. Toimialan tulevaisuus nähtiin pääsääntöisesti epävarmana ja pelottavana johtuen kehittymättömistä jakelukanavista. Artistin kansainvälisen uran voidaan nähdä etenevän vähitellen, kovan ja määrätietoisen työn kautta. Menestymisen edellytys on tiivis yhteistyö managerin, levy-yhtiön ja agentin kanssa. Monesti myös kansainvälisen menestymisen edellytyksenä on menestyminen ensin kotimaassa. Artistin kansainvälisen uran tärkeimmät käännekohdat liittyvät yleensä artistin ja jonkin uuden toimijan, kuten esimerkiksi managerin tai levy-yhtiön, välisen yhteistyön alkamiseen ja kehittymiseen. Artistien suurimmat haasteet kansainvälisessä toiminnassa liittyivät taloudellisiin näkökulmiin, kuten taloudellisten voimavarojen niukkuuteen tehdä kiertueita tai kilpailla kansainvälisesti maailman suurimpien artistien kanssa.

”Ikkunat auki helvettiin”: Postmoderni vieraantuminen ja mediakulttuuri Hectorin albumilla Eurooppa (1981)

Tutkimuksen kohteena on suomalaisen laulaja-lauluntekijä Hectorin albumi Eurooppa (1981), joka on tekijänsä kymmenes pitkäsoittoalbumi. Tutkimusaineiston muodostaa Eurooppa-albumi kokonaisuutena eli analyysin piiriin kuuluvat kaikki albumin kahdeksan laulua ja kansien kuvitus. Kyseessä on kulttuurisen musiikintutkimuksen lähtökohdista laadittu aineistolähtöinen analyysi, jossa tarkastellaan Eurooppa-albumin sisältämiä kulttuurisia merkityksiä erityisesti mediakulttuurin ja vieraantumisen tematiikan kannalta. Tärkeimmät käytetyt tutkimussuuntaukset ovat kramerilainen hermeneutiikka ja musiikin kriittinen diskurssianalyysi. Tutkimuksen näkökulmana toimii käsitys postmodernista estetiikasta. Tarkoituksena on selvittää, millaisia postmodernin taiteen piirteitä Hectorin Eurooppa-albumi sisältää ja miten albumi heijastelee suomalaista yhteiskuntaa, mediakulttuuria, Eurooppaa ja ajan henkistä ilmapiiriä niin ilmestymisaikansa 1970–1980-luvun taitteen kuin 2010-luvunkin kontekstissa. Tutkimuksen tarkoitus on nostaa esiin suomirockin kentällä pitkään vaikuttanutta Hectoria ja Eurooppa-albumia sekä herättää keskustelua postmodernista ajasta ja estetiikasta. Lisäksi pyrkimyksenä on edistää suomirockin musiikkitieteellistä tutkimusta. Analyysi paljastaa, että Hectorin Eurooppa-albumia voidaan pitää postmodernina musiikkina. Postmoderneja piirteitä albumilla ovat esimerkiksi yhteiskunnallinen kantaaottavuus, korostunut teknologisuus, katkelmallisuus, toisto, monitulkintaisuus ja korostunut intertekstuaalisuus. Tyylillisesti albumi sijoittuu uuden aallon rockiksi, mutta se sisältää runsaasti myös progressiivisen rockin tyylipiirteitä. Hectorin Eurooppa-albumin tärkeimmiksi teemoiksi nousevat ihmisen vieraantumisen kokemus ja yhteiskunnasta syrjäytyminen, arvojen koveneminen, viihdemedian turruttava valta ja kylmän sodan uhka, joista kolme ensin mainittua ovat ajankohtaisia vielä 2010- luvullakin.

Gymnasium capiendae rationis humanae 19

Invokaatio: I.N.I.

Chronicon episcoporum Finlandensium 21

Arkit: 1 arkintunnukseton lehti, 2S-2T4.

Disquisitiones practicae 21

Nimekettä edeltää hepreankielinen invokaatio.

Understanding the bioactivity of plant tannins: developments in analysis methods and structure-activity studies

Tannins, typically segregated into two major groups, the hydrolyzable tannins (HTs) and the proanthocyanidins (PAs), are plant polyphenolic secondary metabolites found throughout the plant kingdom. On one hand, tannins may cause harmful nutritional effects on herbivores, for example insects, and hence they work as plants’ defense against plant-eating animals. On the other hand, they may affect positively some herbivores, such as mammals, for example by their antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory or anticarcinogenic activities. This thesis focuses on understanding the bioactivity of plant tannins, their anthelmintic properties and the tools used for the qualitative and quantitative analysis of this endless source of structural diversity. The first part of the experimental work focused on the development of ultra-high performance liquid chromatography−tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS) based methods for the rapid fingerprint analysis of bioactive polyphenols, especially tannins. In the second part of the experimental work the in vitro activity of isolated and purified HTs and their hydrolysis product, gallic acid, was tested against egg hatching and larval motility of two larval developmental stages, L1 and L2, of a common ruminant gastrointestinal parasite, Haemonchus contortus. The results indicated clear relationships between the HT structure and the anthelmintic activity. The activity of the studied compounds depended on many structural features, including size, functional groups present in the structure, and the structural rigidness. To further understand tannin bioactivity on a molecular level, the interaction between bovine serum albumin (BSA), and seven HTs and epigallocatechin gallate was examined. The objective was to define the effect of pH on the formation on tannin–protein complexes and to evaluate the stability of the formed complexes by gel electrophoresis and MALDI-TOF-MS. The results indicated that more basic pH values had a stabilizing effect on the tannin–protein complexes and that the tannin oxidative activity was directly linked with their tendency to form covalently stabilized complexes with BSA at increased pH.