|
|
Study of the properties of hyperpolarized xenon-129 for magnetic resonance imaging
Rychnovský, Jan ; Nováková,, Sabina (referee) ; Kohout,, jJaroslav (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
Produkce hyperpolarizovaných plynů, především helia (3He) nebo xenonu (129Xe), nachází stále rostoucí rozsah aplikací v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Helium ani xenon nejsou obyčejně obsaženy v těle a experimenty tedy nejsou ovlivněny nechtěným signálem z okolních tkání. Ukázalo se, že několika hyperpolarizačními technikami může být magnetická polarizace (magnetizace) jader vzácných plynů zvýšena na hladinu, se kterou jsou praktické aplikace proveditelné. Hyperpolarizované plyny mohou tedy být užitečným nástrojem pro neinvazivní zkoumání lidského dýchání, dovolující statické zobrazování během zadržení dechu nebo zkoumání dynamiky výdechu nebo nádechu, nebo funkčního zobrazování. V neživé přírodě, mohou být hyperpolarizovaný plyny využity jako kontrastní látka při studiu mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity, stavební látky a hmoty, atd. V této doktorské práci je popsán vývoj a konstrukce aparatury pro hyperpolarizaci xenonu (izotopu 129Xe). Nákup hyperpolarizovaného xenonu od jiných výzkumných center v zahraničí a jeho dovážení by ovšem nebylo efektivní a to zejména z důvodu náročnosti zajištění potřebných fyzikálních podmínek pro přepravu hyperpolarizovaného plynu. Toto bylo hlavní motivací k vývoji vlastní technologie pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Se zvládnutou technologií by bylo možné navázat spolupráci s medicínskými zařízeními, nebo s týmy zabývající se živou nebo neživou přírodou (např. při studiu mikroporézních materiálů, gelů, v zemědělských aplikacích nebo při výzkumu využívajících zvířat, atd.). Cílem této práce je studium teorie hyperpolarizovaných vzácných plynů se zaměřením na 129Xe a experimentální ověření a změření relaxačních časů pomocí jaderné magnetické rezonance. Vzhledem k tomu, že je možné hyperpolarizované vzácné plyny skladovat pro pozdější využití, se tato práce také zabývá možnostmi zásobníku hyperpolarizovaného vzácného plynu a jeho teoretickým a experimentálním řešením. V této práci jsou popsány především dva základní typy experimentů přípravy hyperpolarizovaného xenonu. V obou jsou využity zatavené válcové skleněné vzorky naplněné xenonem a doplňujícím plynem – dusíkem, heliem. První z experimentů se zabývá měřením vlastností termálně polarizovaného xenonu a druhý měřením vlastností hyperpolarizovaného xenonu. Pro hyperpolarizaci 129Xe bylo použito výkonového laseru a experimentálně byla zkoumána jednak míra polarizace na základě změny spektrální hustoty čerpacího laserového svazku a dále pak optimální doba optického čerpání 129Xe a relaxační časy xenonu.
|
|
|
Kvalita multi-GNSS přesného určení polohy bodů pomocí stochastického modelování parametru hodin
Mikoś, Marcin ; Kazmierski, Kamil ; Sośnica, Krzysztof
The quality of the International GNSS Service (IGS) station coordinates depends, among other things, on the type of oscillator located at the station in undifferenced GNSS solutions. A distinction of the clock standards can be made between internal, rubidium, cesium, and hydrogen maser clocks. The stability of time standards can vary by several orders of magnitude depending on the type of clock. Highaccuracy clocks allow for the introduction of stochastic modeling in the absolute positioning algorithms which contributes to faster solution convergence and superior position accuracy. In the Precise Point Positioning (PPP) measurement technique based on multi-GNSS, the clock parameter may be determined in two ways. Either it is estimated separately for each system, or a single clock parameter is determined for all systems, taking into account the inter-system biases. In this paper, we analyze the impact of stochastic modeling imposed on clock parameters on positioning in a multi-GNSS PPP solution. We use selected IGS stations observing GPS, GLONASS, Galileo, and BeiDou satellites. All analyses for the clock parameter are conducted for different types of oscillators along with the performance characteristics for each system. An important advantage of modeling the clock parameter is to stabilize the station vertical coordinate component in multi-GNSS PPP solutions.
|
|
|
Determination of selected metals in edible mushrooms in the Kladno district
ŠIMŮNKOVÁ, Eliška
The aim of this work was to determine the concentrations of rubidium, zinc, iron, copper, strontium and manganese in samples of edible mushrooms and to compare our results with other studies. The literary research contains brief information about mushrooms, soils, metals, used analytical method and research site. During the summer months of 2020 and 2021 twelve samples of seven edible mushroom species were collected from the forest between the former mines of Kladno for the purpose of the practical part. The whole practical part of the bachelor thesis was performed in the laboratory of the Department of Applied Chemistry, Faculty of Agriculture and Technology of the University of South Bohemia in České Budějovice. Measured values were recorded in tables and statistically processed. Through analysis we found out that a parasol mushroom belongs to mushroom species with the highest ability to accumulate metals. Among the analyzed samples we found the highest content of iron (1148 mg/kg), copper (150 mg/kg) and the second highest of manganese (339 mg/kg). On the other hand the least able to cumulate metals between analyzed mushroom species was red cracking bolete which contained the lowest contents of manganese (15 mg/kg) and strontium (1,6 mg/kg). The stink snake is worth mentioning because of its high strontium (10,1 mg/kg) and manganese (643 mg/kg) accumulation. Measured manganese content significantly exceeded the values measured in other analyzed samples.
|
|
|
Determination of selected metals in soils and mushrooms in the vicinity of the D1 highway.
HORÁKOVÁ, Tereza
The aim of the bachelor thesis was to determine the concentrations of heavy metals in edible mushroom samples and underlying soils. The elements measured were mainly copper, iron and zinc, followed by manganese, strontium and rubidium. The literature search contains brief information on each element and their content in soils and fruiting bodies of mushrooms in other studies. The theoretical part also includes chapters on fungi, soils and their contamination, the effect of vehicular traffic on the heavy metal content of soils and the used analytical method, which was atomic absorption spectrometry. For the practical part, 24 samples of eight different species of edible mushrooms were collected in the autumn of 2020 and 2021 in the vicinity of the D1 motorway. As part of the collection, the soil beneath the mushroom was also sampled to a depth of approximately 15 cm. The samples were first perfectly dried, then processed by microwave digestion, and finally analysed by AAS. All work was carried out in the laboratories of the Department of Applied Chemistry, Faculty of Agriculture and Technology, University of South Bohemia in České Budějovice. The results of the measurements were tabulated and processed statistically and graphically. Finally, they were evaluated in a discussion. The analysis showed that birch and birch goosefoot accumulate the least heavy metals in their fruiting bodies. The spruce budworm, the pink toadflax, the celandine and the brown mushroom accumulate metals on a large scale. In total, 4.2-45 mg.kg-1 dry weight Cu, 97,4-4166 mg.kg-1 Fe, 52,1-338,7 mg.kg-1 Zn, 3-61,4 mg.kg-1 Mn, 1,3-7 mg.kg-1 Sr and 7,7-300,9 mg.kg-1 Rb were measured in mushrooms. In soils, the values were as follows: 5,2-78,6 mg.kg-1 Cu, 2 965-41 983 mg.kg-1 Fe, 25,8- 174,2 mg.kg-1 Zn, 49,7-1 868 mg.kg-1 Mn, 6,2-25,2 mg.kg-1 Sr and 12,2-114,5 mg.kg-1 Rb in dry weight. These results show that strontium was the least represented heavy metal studied and iron was the most represented.
|
|
|
Determination of selected metals in edible mushrooms in the Příbram district
DVOŘÁKOVÁ, Hana
The aim of this work was to determine the concentrations of rubidium, cesium, lithium, strontium and supplemental elements of copper, iron, manganese and zinc in samples of edible mushrooms and to compare the measured concentrations with the studies mentioned in the literary research. In addition to the results of the studies, the literary research contains brief informations about mushrooms, individual elements, the used method and the monitored location. For the purposed of the practical part, 19 samples of nine edible mushrooms species were collected from the vicinity of a lead smelter in the village of Podlesí near Příbram. The samples were the first processed by microwave digestion and then analyzed by AAS (atomic absorption spectrometry). The whole practical part of the thesis was carried out in the laboratory of the Departemnt of Applied Chemistry, Faculty of Agriculture of the University of South Bohemia in České Budějovice. The analysis results were recorded in tables, statistically and graphically processed an evaluated in the discussion. From the analysis we found the species of mushoom with the most cumulate metals ability is a toadstool rosacea. Among the analyzed samples we found the highest concentration of strontium (22,5 mg/kg), lithium (0,6 mg/kg), iron (223,0 mg/kg) and manganese (69,7 mg/kg). On the other hand, the least cumulative species was boletus brown with the lowest concentrations of copper (10,1 mg/kg), iron (29,5 mg/kg) and manganese (5,2 mg/kg) being determined. The less cumulative species was also boletus edulis, which was found to have at least strontium (2,2 mg/kg) and lithium (0,3 mg/kg). It is worth mentioning the larch bolete, in which we have determined the greatest concentration of rubidium (364 mg/kg) and cesium (11,7 mg/kg), but the least of zinc (68,7 mg/kg). Likewise, a parasol mushroom absorps copper to a large extent (255 mg/kg), but on the contrary it contained the least cesium (0,5 mg/kg) and rubidium (11,8 mg/kg).
|
|
|
Zdroj monoenergetických elektronů pro monitorování spektrometru v neutrinovém experimentu KATRIN
Slezák, Martin ; Vénos, Drahoslav (advisor) ; Vorobel, Vít (referee)
The international project KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino experiment) is a next- generation tritium beta decay experiment. It is designed to measure the electron antineutrino mass by means of a unique electron spectrometer with sensitivity of 0.2 eV/c2 . This is an improvement of one order of magnitude over the last results. Important part of the measurement will rest in continuous precise monitoring of high voltage of the KATRIN main spectrometer. The monitoring will be done by means of conversion electrons emitted from a solid source based on 83 Rb decay. Properties of several of these sources are studied in this thesis by means of the semiconductor gamma-ray spectroscopy. Firstly, measurement of precise energy of the 9.4 keV nuclear transition observed in 83 Rb decay, from which the energy of conversion electrons is derived, is reported. Secondly, measurement of activity distribution of the solid sources by means of the Timepix detector is described. Finally, a report on measurement of retention of 83 Rb decay product, the isomeric state 83m Kr, in the solid sources is given.
|
|
|
Determination of rubidium in selected plant extracts by atomic absorption spectrometry
Šatrová, Lucie ; Hraníček, Jakub (advisor) ; Jelínek, Ivan (referee)
In this diploma thesis, rubidium in plant material samples was determined by atomic absoption spectrometry. Determination of plant material rubidium was performed on two different atomic absorption spectrometers (GBC 933 AA and ContrAA 700) for comparison. The selection of a proper method of atomization was essential, therefore optimizations for the flame atomizer and electrothermal atomizer were performed. On the GBC 933 AA, flame atomization was tested. The flow rate of the acetylene-air, vertical and horizontal flame profile, spectral interval width was optimized for the instrument. On the ContrAA 700, the conditions for flame atomization were optimized as well as for electrothermal atomization. The optimized parameters included the acetylene-air flow rate and the vertical flame profile again. For the electrothermal atomization, the temperature dependence of pyrolysis and the temperature dependence of atomization were optimized. Under experimentally determined optimal conditions, the determination of rubidium in fruit and vegetable juice samples was performed by the method of calibration curve. Rubidium usually accompanies toher alkali metals. In the absence of essential biogenic elements iportant for plant growth, rubidium is able to help out and take on the role of potassium.
|
|
|
The content of selected group 1 and 2 metals in edible mushrooms
MÁCHOVÁ, Nikola
Edible mushrooms are able to accumulate elements, especially some heavy metals and radionuclides, in their fruiting body. This work engages in accumulation of chosen metals (Groups 1 and 2) in basidiomycete fungi and soil. The first picking happened in autumn 2017. Eleven mushroom specimens were found - several fruiting bodies of each type. The soil where the mushrooms had grown was also taken. During the other picking in autumn 2018 ten types of mushrooms were taken. The locality in the Czech Republic (Ledenice) was chosen, because these fungi were frequently found there: Agaricus campestris, Boletus edulis, Suillus variegatus, Xerocomellus chrysenteron, Neoboletus luridiformis, Leccinum rufum, Macrolepiota procera, Suillus luteus, Imleria badia, Leccinum scabrum, Lactarius deliciosus, Agaricus silvaticus, Suillus bovinus and Amanita rubescens. The chosen metals were Lithium (Li), Strontium (Sr), Cesium (Cs) and Rubidium (Rb). I used methods of atomic absorption spectrometry (AAS). In both analysis (2017 and 2018) the largest content of Lithium was recorded in Agaricus campestris fruiting body (2.3 mg/kg and 1.6 mg/kg) and the largest content of Strontium in Leccinum rufum (3.7 mg/kg and 6.6 mg/kg). It was shown that varieties of the Bolete family demonstrated the biggest accumulation of Rubidium (Boletus edulis 519 mg/kg, Neoboletus luridiformis 398.6 mg/kg). The biggest content of Cesium (about 1.1 mg/kg) was recorded also in this family.
|
|
|
Zdroj monoenergetických elektronů pro monitorování spektrometru v neutrinovém experimentu KATRIN
Slezák, Martin ; Vénos, Drahoslav (advisor) ; Vorobel, Vít (referee)
The international project KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino experiment) is a next- generation tritium beta decay experiment. It is designed to measure the electron antineutrino mass by means of a unique electron spectrometer with sensitivity of 0.2 eV/c2 . This is an improvement of one order of magnitude over the last results. Important part of the measurement will rest in continuous precise monitoring of high voltage of the KATRIN main spectrometer. The monitoring will be done by means of conversion electrons emitted from a solid source based on 83 Rb decay. Properties of several of these sources are studied in this thesis by means of the semiconductor gamma-ray spectroscopy. Firstly, measurement of precise energy of the 9.4 keV nuclear transition observed in 83 Rb decay, from which the energy of conversion electrons is derived, is reported. Secondly, measurement of activity distribution of the solid sources by means of the Timepix detector is described. Finally, a report on measurement of retention of 83 Rb decay product, the isomeric state 83m Kr, in the solid sources is given.
|
|
|
Study of the properties of hyperpolarized xenon-129 for magnetic resonance imaging
Rychnovský, Jan ; Nováková,, Sabina (referee) ; Kohout,, jJaroslav (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
Produkce hyperpolarizovaných plynů, především helia (3He) nebo xenonu (129Xe), nachází stále rostoucí rozsah aplikací v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Helium ani xenon nejsou obyčejně obsaženy v těle a experimenty tedy nejsou ovlivněny nechtěným signálem z okolních tkání. Ukázalo se, že několika hyperpolarizačními technikami může být magnetická polarizace (magnetizace) jader vzácných plynů zvýšena na hladinu, se kterou jsou praktické aplikace proveditelné. Hyperpolarizované plyny mohou tedy být užitečným nástrojem pro neinvazivní zkoumání lidského dýchání, dovolující statické zobrazování během zadržení dechu nebo zkoumání dynamiky výdechu nebo nádechu, nebo funkčního zobrazování. V neživé přírodě, mohou být hyperpolarizovaný plyny využity jako kontrastní látka při studiu mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity, stavební látky a hmoty, atd. V této doktorské práci je popsán vývoj a konstrukce aparatury pro hyperpolarizaci xenonu (izotopu 129Xe). Nákup hyperpolarizovaného xenonu od jiných výzkumných center v zahraničí a jeho dovážení by ovšem nebylo efektivní a to zejména z důvodu náročnosti zajištění potřebných fyzikálních podmínek pro přepravu hyperpolarizovaného plynu. Toto bylo hlavní motivací k vývoji vlastní technologie pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Se zvládnutou technologií by bylo možné navázat spolupráci s medicínskými zařízeními, nebo s týmy zabývající se živou nebo neživou přírodou (např. při studiu mikroporézních materiálů, gelů, v zemědělských aplikacích nebo při výzkumu využívajících zvířat, atd.). Cílem této práce je studium teorie hyperpolarizovaných vzácných plynů se zaměřením na 129Xe a experimentální ověření a změření relaxačních časů pomocí jaderné magnetické rezonance. Vzhledem k tomu, že je možné hyperpolarizované vzácné plyny skladovat pro pozdější využití, se tato práce také zabývá možnostmi zásobníku hyperpolarizovaného vzácného plynu a jeho teoretickým a experimentálním řešením. V této práci jsou popsány především dva základní typy experimentů přípravy hyperpolarizovaného xenonu. V obou jsou využity zatavené válcové skleněné vzorky naplněné xenonem a doplňujícím plynem – dusíkem, heliem. První z experimentů se zabývá měřením vlastností termálně polarizovaného xenonu a druhý měřením vlastností hyperpolarizovaného xenonu. Pro hyperpolarizaci 129Xe bylo použito výkonového laseru a experimentálně byla zkoumána jednak míra polarizace na základě změny spektrální hustoty čerpacího laserového svazku a dále pak optimální doba optického čerpání 129Xe a relaxační časy xenonu.
|
guest ::
