Characterization Method for Comminution Behavior of Limestone and Fuel Ash in a Circulating Fluidized Bed Boiler

Työn tavoite oli kehittää karakterisointimenetelmät kalkkikiven ja polttoaineen tuhkan jauhautumisen ennustamiselle kiertoleijukattilan tulipesässä. Kiintoainekäyttäytymisen karakterisoinnilla ja mallintamisella voidaan tarkentaa tulipesän lämmönsiirron ja tuhkajaon ennustamista. Osittain kokeelliset karakterisointimenetelmät perustuvat kalkkikiven jauhautumiseen laboratoriokokoluokan leijutetussa kvartsiputkireaktorissa ja tuhkan jauhatumiseen rotaatiomyllyssä. Karakterisointimenetelmät ottavat huomioon eri-laiset toimintaolosuhteet kaupallisen kokoluokan kiertoleijukattiloissa. Menetelmät kelpoistettiin kaupallisen kokoluokan kiertoleijukattiloista mitattujen ja fraktioittaisella kiintoainemallilla mallinnettujen taseiden avulla. Kelpoistamistaseiden vähäisyydestä huolimatta karakterisointimenetelmät arvioitiin virhetarkastelujen perusteella järkeviksi. Karakterisointimenetelmien kehittämistä ja tarkentamista tullaan jatkamaan.

Nitroimidatsoli ja metyylinitroimidatsoli sädeherkisteinä

Atomin tai molekyylin ionisaatiolla tarkoitetaan sen muuttamista sähköisesti neutraalista varaukselliseksi, joko poistamalla siitä tai lisäämällä siihen elektroni. Ionisaatioon on olemassa lukuisia eri metodeja, kuten esimerkiksi fotoionisaatio, jossa valosähköisen ilmiön kautta atomista tai molekyylistä irrotetaan sähkömagneettisella säteilyllä fotoelektroni. Käytetyn sähkömagneettisen säteilyn energia määrittää sen, tapahtuuko ionisaatio atomin tai molekyylin sisäkuorelta vai valenssikuorelta. Syövän yhtenä hoitokeinona käytetään sädeterapiaa, jossa syöpäsoluja säteilyttämällä pyritään aiheuttamaan solun perimään pysyviä vaurioita, joiden seurauksena solu kuolee. Sädeterapiassa on kuitenkin joitakin haasteita, kuten kuinka suojata syöpäsolukkoa ympäröivä terve kudos säteilyn aiheuttamilta vahingoilta. Yksi suuri haaste on myös syöpäsolukoissa usein esiintyvä hypoksia. Hypoksialla tarkoitetaan niukkahappista tai hapetonta ympäristöä, jollainen syntyy kun syöpäsolut jakaantuvat hallitsemattomasti. Niukkahappiset solut ovat huomattavasti resistentimpiä säteilylle kuin normaalisti hapettuneet solut ja tämä heikentää sädeterapian toimivuutta. Yksi ratkaisu hypoksia-ongelmaan on käyttää niin sanottuja sädeherkisteitä yhdessä sädeterapian kanssa. Sädeherkisteet ovat yhdisteitä, jotka fysikaalisen, kemiallisen tai farmakologisen prosessin kautta kasvattavat solun sädeherkkyyttä. Tämän tutkielman aiheena on kahden potentiaalisen sädeherkisteen, 4-nitroimidatsolin ja 1-metyyli-5-nitroimidatsolin, fragmentoituminen valenssikuoren ionisaation seurauksena. Kokeellinen osuus suoritettiin niin sanotulla koinsidenssi-menetelmällä; mittaamalla samanaikaisesti elektroni- ja ionispektrit tutkittavasta kaasumaisesta näytemolekyylistä. Näin saatu raakadata käsiteltiin Igor Pro 6.31 -ohjelmistolla. Tulosten perusteella 4-nitroimidatsoli fragmentoituu enemmän kuin 1-metyyli-5-nitroimidatsoli ja siksi sillä on suurempi todennäköisyys tuottaa happiradikaaleja, jotka tuhoavat solun perimää.