Remote Observation of Radioactive Permit-Required Confined Spaces – Case: Posiva Oy’s Fuel Handling Cell

Posiva Oy’s final disposal facility’s encapsulation plant will start to operate in the 2020s. Once the operation starts, the facility is designed to run more than a hundred years. The encapsulation plant will be first of its kind in the world, being part of the solution to solve a global issue of final disposal of nuclear waste. In the encapsulation plant’s fuel handling cell the spent nuclear fuel will be processed to be deposited into the Finnish bedrock, into ONKALO. In the fuel handling cell, the environment is highly radioactive forming a permit-required enclosed space. Remote observation is needed in order to monitor the fuel handling process. The purpose of this thesis is to map (Part I) and compare (Part II) remote observation methods to observe Posiva Oy’s fuel handling cell’s process, and provide a possible theoretical solution for this case. Secondary purpose for this thesis is to provide resources for other remote observation cases, as well as to inform about possible future technology to enable readiness in the design of the encapsulation plant. The approach was to theoretically analyze the mapped remote observation methods. Firstly, the methods were filtered by three environmental challenges. These are the high levels of radiation, the permit-required confined space and the hundred year timespan. Secondly, the most promising methods were selected by the experts designing the facility. Thirdly, a customized feasibility analysis was created and performed on the selected methods to rank the methods with scores. The results are the mapped methods and the feasibility analysis scores. The three highest scoring methods were radiation tolerant camera, fiberscope and audio feed. A combination of these three methods was given as a possible theoretical solution for this case. As this case is first in the world, remote observation methods for it had not been thoroughly researched. The findings in this thesis will act as initial data for the design of the fuel handling cell’s remote observation systems and can potentially effect on the overall design of the facility by providing unique and case specific information. In addition, this thesis could provide resources for other remote observation cases.

The interaction of an antiparasitic peptide active against African Sleeping Sickness with cell membrane models

Zwitterionic peptides with trypanocidal activity are promising lead compounds for the treatment of African Sleeping Sickness, and have motivated research into the design of compounds capable of disrupting the protozoan membrane. In this study, we use the Langmuir monolayer technique to investigate the surface properties of an antiparasitic peptide, namely S-(2,4-dinitrophenyl)glutathione di-2-propyl ester, and its interaction with a model membrane comprising a phospholipid monolayer. The drug formed stable Langmuir monolayers. whose main feature was a phase transition accompanied by a negative surface elasticity. This was attributed to aggregation upon compression due to intermolecular bond associations of the molecules, inferred from surface pressure and surface potential isotherms. Brewster angle microscopy (BAM) images, infrared spectroscopy and dynamic elasticity measurements. When co-spread with dipalmitoyl phosphatidyl choline (DPPC). the drug affected both the surface pressure and the monolayer morphology, even at high surface pressures and with low amounts of the drug. The results were interpreted by assuming a repulsive, cooperative interaction between the drug and DPPC molecules. Such repulsive interaction and the large changes in fluidity arising from drug aggregation may be related to the disruption of the membrane, which is key for the parasite killing property. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cholesterol Mediates Chitosan Activity on Phospholipid Monolayers and Langmuir-Blodgett Films

The polysaccharide chitosan has been largely used in many biological applications as a fat and cholesterol reducer, bactericide agent, and wound healing material. While the efficacy for some of such uses is proven, little is known about the molecular-level interactions involved in these applications. In this study, we employ mixed Langmuir and Langmuir-Blodgett (LB) films of negatively charged dimyristoyl phosphatidic acid (DMPA) anti cholesterol as cell membrane models to investigate the role of cholesterol in the molecular-level action of chitosan. Chitosan does not remove cholesterol froth the monolayer. The interaction with chitosan tends to expand the DMPA monolayer due to its interpenetration within the film. On the other hand, cholesterol induces condensation of the DMPA monolayer. The competing effects cause the surface pressure isotherms of mixed DMPA-cholesterol films on a chitosan subphase to be unaffected by the cholesterol mole fraction, due to distinct degrees of chitosan penetration into the film in the presence of cholesterol. By combining polarization-modulated infrared reflection absorption spectroscopy (PM-IRRAS) and sum-frequency generation spectroscopy (SFG), we showed that chitosan induces order into negatively charged phospholipid layers, whereas the opposite occurs for cholesterol. In conclusion, chitosan has its penetration in the film modulated by cholesterol, and electrostatic interactions with negatively charged phospholipids, such as DMPA, are crucial for the action of chitosan.

Immobilization of Alcohol Dehydrogenase in Phospholipid Langmuir-Blodgett Films To Detect Ethanol

Enzyme immobilization in nanostructured films may be useful for a number of biomimetic systems, particularly if suitable matrixes are identified. Here we show that alcohol dehydrogenase (ADH) has high affinity toward a negatively charged phospholipid, dimyristoylphosphatidic acid (DMPA), which forms a Langmuir monolayer at an air-water interface. Incorporation of ADH into the DMPA monolayer was monitored with Surface pressure measurements; and polarization-modulation infrared reflection absorption spectroscopy, with the alpha-helices from ADH being mainly oriented parallel to the water surface. ADH remained at the interface even at high surface pressures, thus allowing deposition of Langmuir-Blodgett (LB) films from the DMPA-ADH film. Indeed, interaction with DMPA enhances the transfer of ADH, where the mass transferred onto a solid support increased from 134 ng for ADH on a Gibbs monolayer to 178 ng for an LB film with DMPA. With fluorescence spectroscopy it was possible to confirm that the ADH structure was preserved even after one month of the LB deposition. ADH-containing films deposited onto gold-interdigitated electrodes were employed in a sensor array capable of detecting ethanol at concentrations down to 10 ppb (in volume), using impedance spectroscopy as the method of detection.

Enhanced activity of horseradish peroxidase in Langmuir-Blodgett films of phospholipids

The immobilization of enzymes in nanostructured films has potential applications, e.g. in biosensing, for which the activity may not only be preserved, but also enhanced if optimized conditions are identified. Optimization is not straightforward because several requirements must be fulfilled, including a suitable matrix and film-forming technique. In this study, we show that horseradish peroxidase (HRP) has its activity enhanced when immobilized in Langmuir-Blodgett (LB) films, in conjunction with dipalmitoylphosphaticlylglycerol (DPPG). Incorporation of HRP into a DPPG monolayer at the air-water interface was demonstrated with compression isotherms, and Polarization-Modulation Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (PM-IRRAS). From the PM-IRRAS data, we inferred that HRP was not denatured when adsorbed on a pre-formed, low pressure DPPG monolayer. A change in orientation was induced by the phospholipid matrix, with the amide C=O and NH groups from HRP being oriented perpendicular to the surface, parallel to the DPPG acyl chains, i.e. the alpha-helix was inserted into the monolayer. The mixed DPPG-HRP monolayer could be transferred onto solid supports, to which HRP activity was ca. 23% higher than in solution. The control of molecular architecture and choice of a suitable phospholipid matrix allowed HRP-containing LB films to be used in sensing peroxide. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Chitosan as a removing agent of beta-lactoglobulin from membrane models

Many chitosan biological activities depend on the interaction with biomembranes, but so far it has not been possible to obtain molecular-level evidence of chitosan action. In this article, we employ Langmuir phospholipid monolayers as cell membrane models and show that chitosan is able to remove beta-lactoglobulin (BLG) from negatively charged dimyristoyl phosphatidic acid (DMPA) and dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG). This was shown with surface pressure isotherms and elasticity and PM-IRRAS measurements in the Langmuir monolayers, in addition to quartz crystal microbalance and fluorescence spectroscopy measurements for Langmuir-Blodgett (LB) films transferred onto solid substrates. Some specificity was noted in the removal action because chitosan was unable to remove BLG incorporated into neutral dipalmitoyl phosphatidyl choline (DPPC) and cholesterol monolayers and had no effect on horseradish peroxidase and urease interacting with DMPA. An obvious biological implication of these findings is to offer reasons that chitosan can remove BLG from lipophilic environments, as reported in the recent literature.

New metallomolecular wires based on carbon-rich bridging systems: a systematic study

This dissertation presents and discusses the preparation of molecular wires (MW) candidates that would then be probed for electron transfer properties. These wires are bridged by 1,4-diethynylbenzene derivatives with alkoxy side chains with palladium and ruthenium metal complex termini. Characterization of these compounds was performed by usual spectroscopic techniques like 1H, 13C{1H} and 31P{1H} NMR, MS, FTIR and UV-Vis as well as by cyclic voltammetry which allowed classifying the candidates in the Robin–Day system and determination of bridges side chain and length effects on electronic transport. Preparation of the 1,4-diethynylbenzene derivatives was done with synthetic pathways that relied heavily in palladium catalyzed cross-couplings (Sonogashira). A family of single ringed 1,4-diethynylbenzene ligands with different length alkoxy side chains (OCH3, OC2H5, OC7H15) was thus prepared allowing for the influence of these ring decorations to be assessed. The ruthenium binuclear rods showed communication between metal centres only when the shorter ligands were used whereas the longer Ru complexes showed only one redox pair in CV studies which is in agreement to non-communicating metal centres. Cyclic voltammetry studies show irreversible one wave processes for palladium dinuclear complexes, making these rods function as molecular insulators. Fluorescence decay studies performed on the prepared compounds (ligands and complexes) show a pattern of decreasing decay times upon coordination to the metal centres which can due to ligand charge redistribution upon coordination leading to non-radiative relaxation paths. Regarding the X-ray structures, two new ligand related structures were obtained as well as new structure for a palladium rod. The effect of the side chains was observed to be important to the wires’ electronic properties when comparing with the analogues without a side chain. The effect brought by longer chains is nevertheless almost negligible.

Multifactor effects and evidence of potential interaction between complement factor H Y402H and LOC387715 A69S in age-related macular degeneration.

BACKGROUND: Variants in the complement cascade genes and the LOC387715/HTRA1, have been widely reported to associate with age-related macular degeneration (AMD), the most common cause of visual impairment in industrialized countries. METHODS/PRINCIPAL FINDINGS: We investigated the association between the LOC387715 A69S and complement component C3 R102G risk alleles in the Finnish case-control material and found a significant association with both variants (OR 2.98, p = 3.75 x 10(-9); non-AMD controls and OR 2.79, p = 2.78 x 10(-19), blood donor controls and OR 1.83, p = 0.008; non-AMD controls and OR 1.39, p = 0.039; blood donor controls), respectively. Previously, we have shown a strong association between complement factor H (CFH) Y402H and AMD in the Finnish population. A carrier of at least one risk allele in each of the three susceptibility loci (LOC387715, C3, CFH) had an 18-fold risk of AMD when compared to a non-carrier homozygote in all three loci. A tentative gene-gene interaction between the two major AMD-associated loci, LOC387715 and CFH, was found in this study using a multiplicative (logistic regression) model, a synergy index (departure-from-additivity model) and the mutual information method (MI), suggesting that a common causative pathway may exist for these genes. Smoking (ever vs. never) exerted an extra risk for AMD, but somewhat surprisingly, only in connection with other factors such as sex and the C3 genotype. Population attributable risks (PAR) for the CFH, LOC387715 and C3 variants were 58.2%, 51.4% and 5.8%, respectively, the summary PAR for the three variants being 65.4%. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Evidence for gene-gene interaction between two major AMD associated loci CFH and LOC387715 was obtained using three methods, logistic regression, a synergy index and the mutual information (MI) index.

Should the standard dimethyl sulfoxide concentration be reduced? Results of a European Group for Blood and Marrow Transplantation prospective noninterventional study on usage and side effects of dimethyl sulfoxide.

BACKGROUND Dimethyl sulfoxide (DMSO) is essential for the preservation of liquid nitrogen-frozen stem cells, but is associated with toxicity in the transplant recipient. STUDY DESIGN AND METHODS In this prospective noninterventional study, we describe the use of DMSO in 64 European Blood and Marrow Transplant Group centers undertaking autologous transplantation on patients with myeloma and lymphoma and analyze side effects after return of DMSO-preserved stem cells. RESULTS While the majority of centers continue to use 10% DMSO, a significant proportion either use lower concentrations, mostly 5 or 7.5%, or wash cells before infusion (some for selected patients only). In contrast, the median dose of DMSO given (20 mL) was much less than the upper limit set by the same institutions (70 mL). In an accompanying statistical analysis of side effects noted after return of DMSO-preserved stem cells, we show that patients in the highest quartile receiving DMSO (mL and mL/kg body weight) had significantly more side effects attributed to DMSO, although this effect was not observed if DMSO was calculated as mL/min. Dividing the myeloma and lymphoma patients each into two equal groups by age we were able to confirm this result in all but young myeloma patients in whom an inversion of the odds ratio was seen, possibly related to the higher dose of melphalan received by young myeloma patients. CONCLUSION We suggest better standardization of preservation method with reduced DMSO concentration and attention to the dose of DMSO received by patients could help reduce the toxicity and morbidity of the transplant procedure.

Repeatability, reproducibility, and accuracy of a novel pushbroom hyperspectral system

This study analyzes the repeatability, reproducibility and accuracy of a new hyperspectral system based on a pushbroom sensor as a means of measuring spectral features and color of materials and objects. The hyperspectral system consisted of a CCD camera, a spectrograph and an objective lens. An additional linear moving system allowed the mechanical scanning of the complete scene. A uniform overhead luminaire with daylight configuration was used to irradiate the scene using d:45 geometry. We followed the guidelines of the ASTM E2214-08 Standard Practice for Specifying and Verifying the Performance of Color-Measuring Instruments that define the standards and latest multidimensional procedures. The results obtained are analyzed in-depth and compared to those recently reported by other authors for spectrophotometers and multispectral systems. It can be concluded that hyperspectral systems are reliable and can be used in the industry to perform spectral and color readings with a high spatial resolution.

Kustannusjohtaminen toimitusketjun hallinnassa

Tämä työ tarkastelee toimitusketjussa käytettyjä kustannusjohtamismenetelmiä. Työn tavoitteena on selvittää mitkä menetelmät ovat useimmiten käytössä ja miten niiden käyttöä on tutkittu kirjallisuudessa. Työ on kirjallisuuskatsaus aiempaan tutkimukseen ja tiedonhaun perusteella pyritään luomaan mahdollisimman laaja kuva tutkituista ja käytössä olevista kustannusjohtamismenetelmistä toimitusketjussa. Työssä tarkasteltuja kustannusjohtamismenetelmiä toimitusketjuissa ovat toimintolaskenta, tavoitekustannuslaskenta, elinkaarikustannuslaskenta ja Balanced Scorecard. Työ esittelee näiden menetelmien teoriat ja tarkastelee niiden käyttötapoja toimitusketjuissa ja tutkittuja käyttökohteita työkaluille. Tutkimus kustannusjohtamismenetelmiin toimitusketjussa on hajanaista. Toimintolaskentaa ja tavoitekustannuslaskentaa on tutkittu laajasti, kun taas elinkaarikustannuslaskennan ja Balanced Scorecardin yleisiä malleja toimitusketjussa on tutkittu vähän ja menetelmien käyttö on tapauskohtaista.

Älykäs ja Ketterä palveluyritys

Tutkimuksen tarkoituksena on kartoittaa palvelumarkkinoinnin, tietojohtamisen, Ketterien ja Lean menetelmien kirjallisuutta. Tutkimus vastaa kysymyksiin: Miten yritys voi tuottaa lisäarvoa asiakkaalle? Mikä vaikutus tietojohtamisella on palveluiden luomisessa ja myynnissä, sekä miten Ketterät ja Lean menetelmät tukevat palveluyrityksen tavoitteita? Tutkimuksessa tarkastellaan asiakkaalle lisäarvoa tuovien palveluiden luontia, sekä palvelustrategian omaksumista osaksi koko organisaation toimintaa ja strategiaa. Palveluyrityksellä tässä tutkimuksessa tarkoitetaan organisaatiota, jonka liiketoiminta perustuu henkilökohtaisten paveluiden tai osana tuottetta myytävien palveluiden tuottamisee.

Digital rights management –systeemit ja kuluttajien suhtautuminen niihin peliteollisuudessa

Tämän kandidaatintutkimuksen tarkoituksena on löytää vastaus siihen, miten vahva voi olla DRM-systeemi, ennen kuin kuluttajat eivät enää hyväksy sitä. DRM-systeemejä on monen tasoisia, mutta ne eivät ole soveltuvia sellaisenaan kaikille eri alustoille. Peliteollisuuden digitaalisten käyttöoikeuksien hallintajärjestelmillä on omanlaisensa lainalaisuudet kuin esimerkiksi musiikkiteollisuudella. Lisäksi on olemassa tietty tämän hetkinen hyväksytty DRM:n taso, josta voi olla vaarallista poiketa. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus. Työssä on sovellettu sekä diskurssi- että sisällönanalyysin oppeja. Tutkimuksen aineistona on erilaisten viestiketjujen tekstit, joiden pohjalta pyritään löytämään vastaus tutkimuskysymykseen. Ketjut on jaettu eri vahvuisiksi sen perusteella, miten vahva on DRM:ää koskeva uutinen, jonka pohjalta viestiketju on syntynyt. Koska aineisto on puhuttua kieltä ja sillä on aina oma merkityksensä kontekstissaan, ovat valitut menetelmät soveltuvia analysoimaan aineistoa. Eri ketjujen analyysien tuloksien pohjalta voidaan sanoa, että DRM ei voi olla sitä tasoa suurempi kuin mikä on sen hetkinen vallitseva taso. Jos tästä tasosta poiketaan pikkaisenkin, voi se aiheuttaa suurta närästystä kuluttajien keskuudessa, jopa siihen saakka, että yritys menettää tuloja. Sen hetkiseen tasoon on päästy erinäisten kokeilujen kautta, joista kuluttajat ovat kärsineet, joten he eivät suosiolla hyväksy yhtään sen suurempaa tasoa kuin mikä vallitsee sillä hetkellä. Jos yritys näkee, että tasoa on pakko tiukentaa, täytyy tiukennus tehdä pikkuhiljaa ja naamioida se lisäominaisuuksilla. Kuluttajat ovat tietoisia omista oikeuksistaan, eivätkä he helpolla halua luopua niistä yhtään sen enempää kuin on tarpeellista.

Resurssiperusteinen ajattelu ammattijoukkueurheilussa: NHL-joukkueiden kyky tunnistaa suorituskykyä parantavat henkilöstöresurssit

Tutkijoita on viime vuosina yhä enenevissä määrin kiinnostanut johtamisen ja johtajuuden tutkimuksen eri teorioiden soveltaminen urheiluympäristössä. Tämä pätee myös kestävän kilpailuedun ja resurssiperusteisen ajattelun tutkimukseen. Urheilullisen menestyksen ylläpitäminen on ammattiurheilujoukkueiden kiinnostavuuden ja hyvän taloudellisen tuloksen kannalta ensiarvoisen tärkeää. Huono urheilullinen menestys voi tarkoittaa myös suurta menetystä joukkueiden kykyyn luoda tuloja, sillä kannattajien sekä sponsoreiden kiinnostus seuraa kohtaan voi laskea. Valmentajanvaihdokset eri urheilulajeissa ovat kiinnostaneet niin urheilu- kuin strategisen johtamisen tutkijoita jo pitkään, mutta niiden vaikutuksista joukkueiden suorituskykyyn ei ole päästy yhteisymmärrykseen. Tämän tutkielman tarkoituksena on selvittää, miten johtajavaihdosten ilmiö näkyy NHL-joukkueissa, ja millaisia vaikutuksia sillä on joukkueiden suorituskykyyn. Tämän lisäksi selvitetään kuinka hyvin NHL-joukkueiden seurajohto on onnistunut omien henkilöstöresurssiensa kyvykkyyden ja tehokkuuden arvioimisessa tehdessään päätöksen vaihtaa valmentajaa. Tässä tutkielmassa tutkittiin yhteensä 19 kesken kauden tapahtunutta valmentajanvaihdosta jääkiekon NHL:ssä kausien 2005–2006 ja 2014–2015 välisenä aikana. Valmentajien tehokkuutta hyödyntää käytössään olevia resursseja mitattiin data envelopment analysis (DEA) -menetelmän avulla. Tutkielman tuloksista käy ilmi, että valmentajanvaihdoksen myötä joukkueiden suorituskyky parani lähes poikkeuksetta. Suorituskyky oli myös parempaa, kun sitä verrattiin vaihdosta edeltäneeseen kauteen, ja se parani edelleen vaihdosta seuranneella kaudella. Saatujen tulosten valossa voidaan siis todeta, että NHL:ssä valmentajan vaihtamisella kesken kauden on positiivista vaikutusta joukkueen suorituskykyyn. Vaikutus on positiivista ainakin silloin, kun vaihdettu valmentaja sekä tämän korvaaja ovat molemmat saaneet valmentaa joukkuetta vähintään yhden kokonaisen kauden ajan ennen vaihdoskautta tai sen jälkeen. Tulokset myös viittaavat siihen, että huonon urheilullisen menestyksen pohjalta tehdyt vaihdospäätökset ovat perusteltuja. Näin ollen voidaan todeta, että NHL-joukkueen johto on pääsääntöisesti onnistunut tunnistamaan tehottoman henkilöstöresurssin ja kyennyt korvaamaan sen kyvykkyyksiltään paremmalla resurssilla. Tutkielman tuloksia ei kuitenkaan voida yleistää yli sarja- ja lajirajojen, sillä jokaisella urheilusarjalla ja -lajilla on omat erityispiirteensä, minkä takia niiden keskinäinen vertailu ei ole mielekästä.

GeoGebra sähköisessä ylioppilaskokeessa

Tutkielman aiheena on sähköistyvä ylioppilaskoe matematiikan ja GeoGebra-ohjelman näkökulmasta. Tarkasteltavia aihealueita ovat lukion pitkän matematiikan geometriaa sekä numeerisia menetelmiä käsittelevät kurssit. Tarkoituksena on ensin tutustua pääpiirteissään sähköiseen matematiikan ylioppilaskokeeseen sekä GeoGebra-ohjelmaa ja perehtyä sitten edellä mainittujen kurssien aiheisiin ja lopuksi ratkaista niihin liittyviä eri tasoisia tehtäviä GeoGebralla. Ylioppilaskokeella on edessään uudistus sähköiseen muotoon syksystä 2016 alkaen. Matematiikan osalta sähköinen ylioppilaskoe on ensi kertaa käytössä keväällä 2019. Sähköisessä ylioppilaskokeessa opiskelijalla on käytössään päätelaitteella erilaisia ohjelmistoja, joista yksi on dynaaminen matematiikkaohjelma GeoGebra. Sähköinen koe tarjoaa uusia mahdollisuuksia tehtävätyyppien ja mahdollisesti käytettävän aineiston ja taustamateriaalin suhteen. Matematiikan tehtävien ratkaiseminen sähköisessä muodossa muuttaa tehtävien luonnetta ja siksi uudistuksen myötä on tarpeellista pohtia myös uudenlaisia matematiikan tehtäviä. GeoGebra sisältää esimerkiksi paljon valmiita työkaluja geometristen ongelmien ratkaisuun ja siksi perinteiset tehtävät eivät ole aina mielekkäitä sähköisin välinein ratkaistaviksi. Lukion pitkän matematiikan geometrian kurssin keskeisiä sisältöjä ovat yhdenmuotoisuus, sini- ja kosinilause, ympyrän geometria sekä kuvioihin ja kappaleisiin liittyvät pinta-alat, tilavuudet, kulmat sekä pituudet. Työssä käsiteltäviä numeerisia menetelmiä ovat Newtonin menetelmä funktion nollakohtien ratkaisemiseksi sekä erilaiset pinta-alan approksimointiin käytetävät menetelmät, joista yksi on Simpsonin sääntö.