Väitös: Uudelle säteilyilmaisinsovelluksella voidaan havaita tehokkaasti kehonsisäisiä radioaktiivisia aineita (Jutila)
Jyväskylän yliopiston fysiikan alan väitöskirjatyössä tutkittiin menetelmiä, joilla voidaan havaita paremmin sisäänhengitettyjä radioaktiivisia atomiytimiä suorissa keuhkomittauksissa. Tulokset osoittavat, että uudella säteilyilmaisinsovelluksella voidaan laskea havaitsemisrajoja merkittävästi ja se voi tarjota kustannustehokkaan vaihtoehdon esimerkiksi liikkuviin laboratorioihin.
Ionisoivaa säteilyä on kaikkialla. Suomalaisten vuotuinen säteilyannos on peräisin huoneilman radonista, kosmisesta säteilystä, lääketieteen tutkimuksista ja luonnon radioaktiivisista aineista maaperässä sekä rakennusmateriaaleissa. Hyvin pieni osuus vuotuisesta säteilyannoksesta on peräisin lentomatkustuksesta, ravinnosta, juomavedestä sekä ydinasekokeista ja ydinonnettomuuksista seuranneesta laskeumasta. Luonnon taustasäteily ei ole ihmiselle vaarallista, mutta säteilyn tasoa tarkkaillaan jatkuvasti mahdollisten säteilyvaaratilanteiden varalta.
Sisäinen kontaminaatio selviää ihmismittauksissa
Säteilyonnettomuustilanteessa on hyvin tärkeää selvittää onnettomuuden laajuus ja luonne sekä onko mahdollinen kontaminaatio kehon sisä- vai ulkopuolella. Alfahajoavat atomiytimet kuten plutonium ja amerikium ovat erittäin vaarallisia joutuessaan kehon sisälle, sillä hajotessaan ne luovuttavat koko energiansa ympäröiviin kudoksiin ja poistuvat kehosta hitaasti.
Jyväskylän yliopiston väitöskirjatutkija Henri Jutilan tutki väitöskirjatyössään menetelmiä, joilla voidaan laskea taustasäteilyn määrää suorissa keuhkomittauksissa. Taustasäteily on yksi tekijä, joka vaikuttaa sisäänhengitettyjen radioaktiivisten aineiden havaitsemisrajoihin. Esimerkiksi amerikiumin hajoamisprosessissa vapautuu samanaikaisesti myös gammasäteitä, mitkä mahdollistavat suoran havaitsemisen rintakehän läpi ja hajonneen ytimen tunnistuksen.
– Ongelmaksi tässä tapauksessa muodostuu säteilyn matala energia, mistä seuraa voimakas säteilyn vaimeneminen rintakehän vaikutuksesta. Tämän lisäksi luonnon taustasäteily ja ihmisessä valmiiksi olevat radioaktiiviset aineet hankaloittavat matalien aktiivisuuksien havaitsemisen. Pidentämällä mittausaikaa, voidaan suoraa vaikuttaa havaitsemisrajoihin, mutta mitattavan henkilön ei ole ihanteellista olla liikkumatta pitkiä aikoja, kertoo väitöskirjatutkija Henri Jutila Jyväskylän yliopistosta.
Simulaatiot apuna tutkimuksessa
Tutkimusta varten kehitettiin simulaatio-ohjelma, joka sisältää tietokonekerroskuvaukseen perustuvan ihmismallin, jonka geometriaa hyödynnettiin kuvaamaan monimutkaista ihmiskehoa.
- Tulevaisuudessa simulaatiota on mahdollista käyttää myös muihin ydinfysiikan tutkimuksiin, joissa vaaditaan tarkkaa kuvausta ihmiskehosta, sanoo Jutila.
Simulaatio-ohjelman avulla pystyttiin saamaan todenmukainen kuva uuden säteilyilmaisinsovelluksen kyvystä havaita keuhkoissa piilevä amerikium-kontaminaatio. Tutkimuksen myöhemmässä vaiheessa simulaatioiden tulokset varmistettiin kokeellisesti prototyyppi-ilmaisimella ja epoksimuovista valmistetulla ihmisen mallilla.
– Simulaatioista ja kokeellisista mittauksista saadut tulokset vastaavat hyvin toisiaan. Tulokset osoittavat, että ilmaisinsovellus on kaksi kertaa tehokkaampi tyypilliseen keuhkomittauksissa käytettyyn ilmaisimeen verrattuna. Muutos vastaa tilannetta, jossa mittausaikaa on pidennetty nelinkertaisesti. Ilmaisinsovellus olisi erityisen hyödyllinen liikkuvassa laboratoriossa, missä luonnontaustasäteily tekee mittauksista haastavaa. Ilmaisinsovellus voi tarjota käyttäjälle kustannustehokkaan vaihtoehdon, kun laboratoriota ei tarvitse rakentaa raskaaseen ajoneuvoon, toteaa Jutila.
Väitöstutkimus on osa fysiikan tutkimuslaitoksen (HIP) teknologiaohjelmaa RAD3S ja toteutettu yhteistyössä sekä Jyväskylän yliopiston että Säteilyturvakeskuksen (STUK) kanssa.
Henri Jutila on valmistunut filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselta 2019 ja toiminut tämän jälkeen väitöskirjatutkijana. Tällä hetkellä Jutila työskentelee säteilysuojeluinsinöörinä Olkiluodon ydinvoimalaitoksella.
M.Sc. Henri Jutilan väitöskirjan “New Detector Application for Lung Counting” tarkastustilaisuus pidetään 14.3.2025 klo 12:00 alkaen fysiikan laitoksen luentosalissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Laura Harkness (University of Liverpool) ja kustoksena professori Paul Greenlees (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöskirja “New Detector Application for Lung Counting” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-0549-2
Tällä alalla Jyväskylän yliopistossa alkaa ainutlaatuinen turvallisuusteknologian diplomi-insinöörikoulutus vuonna 2026.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Henri Jutila, henri.m.jutila@jyu.fi
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Pakko jaksaa – korostuuko korkeakouluopinnoissa suoriutuminen hyvinvoinnin kustannuksella?11.3.2025 09:44:38 EET | Tiedote
Opiskelijoiden hyvinvointi ja opiskelumenestys eivät aina kulje käsi kädessä. Vaikka opiskelijat olisivat sitoutuneita opintoihinsa, tämä ei välttämättä paranna heidän akateemista suoriutumistaan ja ’opiskeluholismi’ voi jopa haitata hyvinvointia ja suoriutumista. Tämä haastaa perinteiset käsitykset siitä, että opintoihinsa tiukasti sitoutuneet opiskelijat pärjäisivät myös opinnoissaan hyvin.
Yhteishaku 2025 alkaa: Tarjolla uusi kansainvälisiin tehtäviin tähtäävä koulutus11.3.2025 08:00:00 EET | Tiedote
Korkeakoulujen kevään toinen yhteishaku on käynnissä 11.–25.3.2025. Jyväskylän yliopistossa on tarjolla noin 2 800 aloituspaikkaa 100 hakukohteessa kuudessa tiedekunnassa ja Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa. Suosituimpia koulutusalojamme ovat psykologia, kauppatieteet, luokanopettajankoulutus sekä liikuntapedagogiikka.
Arkiaktiivisuus ei hidasta vaihdevuosien aikaista luuston heikkenemistä10.3.2025 10:21:13 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan tuoreen tutkimuksen mukaan arkiliikkumisen iskut ja tärähdykset eivät hidasta vaihdevuosien aikaista kiihtynyttä, hormonaalista luukatoa. Luuston kannalta tehokasta iskutusta kertyy tavanomaisessa arjessa vain vähän. Jatkotutkimuksen aiheeksi nousee, pystytäänkö vaihdevuosien aikaista luukatoa hidastamaan arkiliikkumista tehokkaammalla liikunnalla.
Ekologit koolla Jyväskylässä 11.–14.3.202510.3.2025 07:00:00 EET | Tiedote
Ekosysteemien ja ekologisten ilmiöiden ja vuorovaikutusten tutkiminen on ajankohtaisempaa kuin koskaan. Alan laaja-alainen tutkimus on avainasemassa, jotta ymmärretään paremmin, kuinka ihminen ja luonto kietoutuvat toisiinsa. Jyväskylän yliopistossa järjestettävä ekologian ja evoluutiobiologian konferenssi Oikos-Finland 2025 pureutuu tähän aiheeseen. Konferenssiin osallistuu yli neljäsataa tutkijaa sekä Suomesta että ulkomailta.
Tiina Kontinen kansainvälisen kehitystutkimuksen professoriksi6.3.2025 09:59:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston rehtori Jari Ojala on kutsunut Tiina Kontisen professorin tehtävään 1.1.2025 alkaen. Tehtävän ala on kansainvälinen kehitystutkimus, ja se sijoittuu yhteiskuntatieteiden ja filosofian laitokselle, humanistis-yhteiskuntatieteelliseen tiedekuntaan.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme