This work was funded by the Swiss National Science Foundation (grant n&#176; 200021-140230) and by the Swiss Federal Office of Public Health (PF and PS). We thank the Swiss Federal Office of Public Health for providing financial support for the open-access publication of this paper.

1. Plütonyum Tracer Hazırlık <ol><li> Pu (IV) izleyici hazırlığı <ol><li> Pu stok çözeltisinden 25 ml&#39;lik bir cam kabın içine deney için Pu istenilen miktarda içeren uygun bir kısım aktarın. Bir seferde 239 Pu 10 Bq ile çalışın. </li><li> HNO 3, 0.6 ml 1 M NaHSOa 4, 0.4 ml konsantre edilmiş, H 2 SO 4 konsantre edilmiş 1 ml ilave edilir. Sıcak bir plaka üzerinde kuruyana kadar buharlaştırın. Isı yavaş 200 ° C &#39;de başlangıçta asit çıkıntı önlemek için. </li><li> Beyaz bir duman yayılan kadar 500 ° C - herhangi bir sıvı kabı içinde bırakılmıştır sonra, 400 ° C&#39;de bir tortu tavlanması. Soğutuldu ve deney için seçilen tampon içinde çözülebilir olduğunda Tortu, beyaz. Not: Bu şekilde hazırlanan Pu (IV) &#39;ün bir kaynak birkaç ay 12 kadar kuru saklanabilir. </li></ol></li><li> Pu (V) izleyici hazırlama 13 <ol><li> Pu oksidasyon <ol><li> Pu sto elde edilen bir alikot aktarmasızdırmaz bir kap ile plastik bir 20 ml sıvı-ışıldama şişesine boşaltıldı ck çözeltisi. Bir seferde 239 Pu 10 Bq ile çalışın. 0,01 M KMnO 4 0.01 ml ilave edilir ve en az 6 saat boyunca karanlıkta karışımı bırakın. </li></ol></li><li> Pu (VI) ekstraksiyon <ol><li> Sikloheksan içinde 0,5 M tenoyltrifloroaseton (TTA) ihtiva eden bir çözelti hazırlamak ekstraksiyon ve ışığa maruz kalmaktan korumak için önce. Her zaman her bir deney hemen önce bu solüsyon hazırlanır. </li><li> PH 4.7 oksitlenmiş Pu çözeltisi 0.1 M CH3 COONa&#39;nın 2 mi ekleyin ve 2 ml sikloheksan içinde 0.5 M tenoyltrifloroaseton (TTA) arasında. 10 dakika boyunca çalkalanır, karanlıkta reaksiyon karışımı tutmak için alüminyum folyo ile bir şişe sarın. Temiz bir cam şişeye, bir pipet ve transfer ile Pu (VI) ihtiva eden bir organik faz ayrılır. </li></ol></li><li> Pu Pu (VI) &#39;ya (V) Fotolitik <ol><li> 2 saat oda ışığı sikloheksan içinde Pu (VI) &#39;ya -TTA kompleksi içeren cam şişe bırakın. </li></ol></li><li> Pu (V) çıkarma <ol><li> PH 4.7&#39;den ışığa maruz kalan çözelti, 0.1 M CH3 COONa&#39;nın 1 ml ilave edilir ve 5 dakika boyunca çalkalanır. Pu ihtiva eden, sulu faz çıkarın (V). 100 ul tümbölen alınarak sıvı sintilasyon sayımı ile bu kaynağın konsantrasyonunun belirlenmesi. Not: Pu (V) + V oksidasyon halinde Pu uzun vadeli istikrar beri her bir deney hemen önce sorgulanıyor çözümler hazırlayın. </li></ol></li></ol></li></ol> Deneyler Kullanılan Çözelti 2. Hazırlık <ol><li> Tamponlu çözelti hazırlayın <ol><li> MOPS, 10 mM çözeltisi (3- (N-morfolino) propansülfonik asit) diretkeni sağlayın. Bu çözeltinin 200 ml alın ve 0.1 M HCI (Pu (V) ile kullanım için Pu (IV) ve pH değeri 5.5 olan kullanım için, pH 6.5) içinde damla damla ilave edilerek istenen pH değerine ayarlamak. </li></ol></li><li> Pu (IV) ile deneyler için çözümler hazırlayın <ol><li> Çözüm A <ol><li> Pu (IV) 1.1 se aşamada hazırlanmış çözülür10 mM MOPS veral mililitre pH 6.5&#39;te çözüm tamponlu. İyice aynı çözelti ile beher yıkayın. </li><li> PH değeri 6.5 olan 10 mM MOPS tampon çözelti ile 72 ml hacim getirin. PH&#39;ı kontrol edin ve 0.1 M NaOH ile 6.5 yeniden ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml transfer - Bu difüzyon hücresinin bölme A içine alınmak üzere (A) bir çözümdür. </li></ol></li><li> Çözelti B <ol><li> PH 6.5 çözelti tamponlu 10 mM MOPS 72 ml alın; 1 M Na 2 SO 4 0.75 ilave edin. PH kontrol edin, gerekirse 6.5 yeniden ayarlayın. Temiz bir behere Transferi Bu çözeltinin 72 ml - Bu &quot;b&quot; difüzyon hücresinin bölme içine alınmak üzere &quot;B» bir çözümdür. </li></ol></li><li> NOM çözümler hazırlayın <ol><li> 20 ppm&#39;lik bir konsantrasyona kadar elde dondurularak kurutuldu fulvik veya hümik asit 1,4 mg tartılır ve «A» çözeltisi içinde çözülür containing Pu (IV). Deneme ve dengeyi sağlamak için önce bu çözelti, 24 saat hazırlayın. </li></ol></li></ol></li><li> Pu (V) deneyler için çözümler hazırlayın <ol><li> Çözüm A <ol><li> PH 5.5&#39;te 10 mM çözelti, tamponlu MOPS 72 ml aşama 1.2.4 elde edilen PU (V) içinde çözülür; 1 M NaNO 3 0.75 ilave edin. PH&#39;ı kontrol edin ve gerekiyorsa 5.5 ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml aktarın. Deneme hemen önce Pu (V) ile çözüm hazırlayın. </li></ol></li><li> Çözelti B <ol><li> PH 5.5 çözümü tamponlu 10 mM MOPS 72 ml alın; 1 M NaNO 3 0.75 ilave edin. PH&#39;ı kontrol edin ve gerekiyorsa 5.5 ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml aktarın. </li></ol></li><li> NOM çözümler hazırlayın <ol><li> 20 ppm&#39;lik bir konsantrasyon elde edilir ve Pu (V) ihtiva eden bir çözelti içinde çözünmesi için dondurularak kurutulmuştur fulvik veya hümik asit 1,4 mg tartılır. 24 saat için çözüm bırakınPu (IV) ve Pu (V) türler arasında kararlı duruma ulaşması. Difüzyon Deneyden önce Bölüm 3.4.2&#39;de tarif edildiği gibi Pu (V) &#39;parçasını belirlemek için, bir sıvı faz ekstraksiyonu gerçekleştirin. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Laboratuvar Difüzyon Deneyler <ol><li> PAM jel hazırlayın <ol><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3) olan bir plastik tepsi Islak üzere PAM jel şerit yerleştirin ve yüzey üzerinde üniform bir şekilde genleşmesine. Jel yüzeyinde çapı temkinli 2,7 cm keskin bir yumruk yerleştirin. Jel yüzey üzerinde yumruk kayma kaçının. </li><li> , Şeffaf PAM jel görselleştirmek için yardımcı olabilir, gerekirse yerel odaklı aydınlatma kullanın. Jel yüzeyine sıkıca yumruk basın ve kesilir kez bırakın. </li></ol></li><li> Difüzyon hücresinin montaj <ol><li> Pürüzsüz yüzeyli bir şekilde difüzyon pencere üzerinde oluğa cımbız ile PAM jel diski yerleştirin. Tw böyle vidasınıo difüzyon hücresinin bölmeleri PAM jel disk üzerinden birbirine, bir arada tutmak. </li><li> Mark A ve B difüzyon hücrenin bölmeleri. Her deney hemen önce jel disk ile difüzyon hücresi monte; Jel kurumasına izin vermeyin. </li></ol></li><li> Bir difüzyon deneyi başlatma <ol><li> Yavaş yavaş karşılık gelen bölmelere A ve B çözümleri dökün. Her iki çözelti, aksi pasif jel hasar görebilir, herhangi bir zamanda her bölmenin eşit hacmi sağlamak için aynı hızda boşaltılır emin olun. </li><li> Çözeltiler hücrede bir kez zamanlayıcıyı başlatın. Difüzyon hücre üzerinde minyatür elektrikli karıştırıcılar yerleştirin. Şu anda kabul edilir difüzyon deneyi başladı. </li></ol></li><li> Difüzyon deney boyunca örnek alınması <ol><li> Eş zamanlı olarak experime boyunca sabit hacimli tutmak için A ve B bölmelerden düzenli zaman aralıkları ile eşit hacimde numuneler alınnt. <ol><li> Bir bölme ilk Pu konsantrasyonunu belirlemek için deneyin başlangıcında hemen her bölmeye aynı anda 1,00 ml lik bir numuneyi atın. </li><li> NOM eklenmesi ve hümik asit ile deneyler çeşitli h 20 dakika olmaksızın deneylerinde 10 dakika bir örnekleme zaman aralığı kullanın. 2,00 ml&#39;lik eş payları, alfa-spektrometrik ölçümler için iyi bir hassasiyeti sağlamak için yeterlidir. </li></ol></li><li> Pu (IV) ve Pu (V) sıvı faz özütleme <ol><li> Difüzyon deney sonunda ayrı ayrı 4 ml A örnekleri ve sızdırmazlık kapakları plastik test tüpleri içine B bölmeleri alır. 1 ml 2 M HCI ile örnekleri asitleştirin. </li><li> Sikloheksan içinde 0,5 M bis- (2-etil heksil) fosforik asit (HDEHP) çözeltisi 5 ml ilave edilir ve 5 dakika boyunca kuvvetli bir şekilde test tüpleri çalkalayın. Faz ayrımı sağlamak için numune bırakın. Pu (V) içeren su fazı çıkarın. </li></ol></li><li> Pu Back-ekstraksiyon (IV) <ol><li> Back-exyolu Pu (IV) &#39;ün% 5, 5 ml (NH4) 2 C 2 O 4 kalan organik fazdan. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Numune Tedavisi <ol><li> Bir iç standart ile başak örnekleri <ol><li> Başak örnekleri verim izleyici ile analiz edilmesi. Alfa-spektrometrik ölçümler için 25 MBq ml 242 Pu İzleyicinin -1 aktivite konsantrasyonu 1.00 ml başak kullanın. </li></ol></li><li> Numunelerin matris okside <ol><li> Konsantre HNO 3 2.00 ml sıcak bir plaka üzerinde kuruyana kadar buharlaştırılmakta örnekleri. </li></ol></li></ol> Pu 5. Radyokimyasal Ayırma <ol><li> Pu oksidasyon durumunu ayarlayın <ol><li> 10 dakika boyunca 70 ° C &#39;de, NaNO 2 ısı örnekleri 20 mg ekleyin 5 mi 8 M HNO 3 noktasına 4.2.1 kuru numune içinde çözülür. Bu adım + IV Pu oksidasyon durumunu ayarlayarak sağlar. </li></ol></li><li> Pu katı faz ekstraksiyon <ol><li> 1.5 ml 8 M HNO 3 ile (örneğin, Teva gibi) bir kuaterner amin bazlı anyon değiştirici reçine sütunu ıslatın. 1.5 ml 8 M HNO 3 ile şartlandırılmış reçinenin 100 mg 1 ml pipet ucu yapılan mikro-sütun kullanın. </li><li> 1 ml dakika akış oranı ile reçine sütunundan geçirilerek alanına 5.1.1 çözeltisinin, -1. 2 ml 8 M HNO 3 üç kez ve transfer washouts reçine sütunları ile örnek beher durulayın. </li></ol></li><li> Zehir Pu <ol><li> 3 mi 9 M HCI ile sütun yıkayın. 3 ml çözelti 9 M HCI / 0.1 M HI ile Elute Pu. Sıcak bir plaka üzerinde eluatları buharlaşır. Kuru olana kadar buharlaştırılmakta, HNO 3 konsantre hale 2 ml tedavi edin. Kahverengi iyot rengi kaybolana kadar Gerekirse tekrarlayın. </li><li> Mevcut herhangi bir yöntemle örneklerinde Pu konsantrasyonunu belirlemek. Not. Bu protokol, alfa-spektrometresi kullanılan 239 Pu konsantrasyonları aralığı için iyi bir hassasiyet sağlar. Alfa-Spektrometri için kaynak hazırlayınc paslanmaz çelik diskler 14 elektroliz yoluyla sayma. Spektrometrede PIPS detektörü (450 mm 2) üzerine kaynaklarını sayın. </li></ol></li></ol> Verilerin analizi 6. <ol><li> Konu zamana karşı Pu dağınık <ol><li> Zaman (dk) karşı B bölmesine biriken Pu (MBq) aktivitesini çiziniz. Difüzyon deney sırasında alınan numunenin hacmi için Doğru: t zamanında biriken Pu (MBq) aktivitesi konsantrasyonunda solüsyon (ml) hacmi ile çarpılır numunede (MBq mi -1) belirlenen eşittir örnekleme anında bölmesi B (- Şekil 2-tablonun örneğe bakın). </li><li> Farklı Pu konsantrasyonları ile çeşitli deneyler aynı grafik verileri çizmek için, kullanım konsantrasyonları bölmesi A. başlangıç ​​Pu konsantrasyonuna normalize </li></ol></li><li> Difüzyon katsayısı hesaplamak <ol><li> Difüzyon katsayısı D hesaplayın (cm 2 </sup&gt; sn-1), her bir deney için 10 Pu türlerinin. Kullanım denklemi (1): <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq1.jpg" /> (1) Δg difüzyon jel kalınlığı (cm) C ilk Pu konsantrasyonu (MBq mi-1) olduğu, yayılma alanı (cm2) ve S A aktivitesi (MBq) t anında bölme B içerisinde bulunan dağınık Pu türlerinin (sn). ΔA / ¨ t zamana karşı B bölmesine yayılmış Pu doğrusal grafiğin eğimi. </li></ol></li></ol> Doğal Tatlı Su Pu 7. Biyoyararlanım Çalışmaları <ol><li> DGT numune hazırlayın <ol><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3), bir alt plaka yerleştirmek olan bir plastik tepsi Islak DGT örnekleyicinin (bakınız Şekil 3). Gerekirse yerel aydınlatma kullanın, şeffaf jeller görselleştirmek yardımcı olabilir. </li><li> Positive 6 cm 22 × cm Chelex reçine jel şerit üzerinde plakanın yüzeyi üzerinde eşit olarak genişletin. Reçine jel tabakası 6 cm 22 × cm PAM uzadıya jel şerit üstüne yerleştirin ve yüzey üzerinde düzgün genişletin. Jeller kayar olmayan ve düzgün yüzeyli bir şekilde konumlandırılmış olduğundan emin olun. </li><li> Filtre membranının 6 cm x 22 cm parça ile pasif jel tabakasının örtün. DGT numune kapak çerçevesini yerleştirin membran filtre üzerinde (bakınız Şekil 3) ve montaj hafifçe kenarlarında çerçeve basarak kapatın. </li><li> Açık, keskin bir neşter ile uzanan jel parçaları kes ve gerekirse yumuşak bir levha yüzeyi elde edilinceye kadar jel katmanları realign. Vidalarla derleme sabitleyin. </li><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3) ile DGT numune ıslatın. 4-5 ° C&#39;de birkaç hafta kapalı bir plastik torba kadar ıslak saklayın. </li></ol></li><li> Su, doğal gövdesinde DGTS Dağıtım <ol><li&gt; plastik torba dışına DGT örnekleyicisini atın. Şekil 4 de görüldüğü gibi tutucuya DGT numune sabitleyin. </li><li> Suyun içinde DGTS dağıtma ya güçlü bir ip bunları süspansiyon ya DGT yüzeyi boyunca sabit bir teğetsel su akışı sağlamak için bir şekilde kararlı bir dikey destek üzerinde yükleme. Ölçümler için yeterli bir konsantrasyonda Pu biriktirmek için iki ya da üç hafta içinde tatlısularında DGT cihazları dağıtın. </li></ol></li><li> Alınan DGTS tedavisi <ol><li> Sudan DGTS al. Filtre membranı çıkar ve atın, montaj sökün. Üst jel tabaka (PAM Pasif jel) çıkartın ve atın. </li><li> 20 ml 8 M HNO 3 içeren cam beher ve başak numuneleri içine reçine jel aktarın verim izleyici ile analiz edilecek. 0.25 MBq ml -1 AMS ölçümleri için (1.7 pg ml -1) aktivitesi konsantrasyonunun 242 Pu izleyicinin 1.00 ml başak kullanın. Iyi agi yaptıktan sonraöncülük veya takip eden, Pu yıkama için numuneler O / N bırakın. </li></ol></li><li> Durum DGT eluatlar <ol><li> Reçine jel örneklerinden çözümleri Filtre; 5 mi 8 M HNO 3 kalan reçine jeller yıkayın ve örnekler ile washouts birleştirir. , Her bir örnek için NaNO 2 20 mg ekleme 10 dakika boyunca 70 ° C &#39;de çözüm ısıtın. Bu adım + IV Pu oksidasyon durumunu ayarlayarak sağlar. </li></ol></li><li> Pu katı faz ekstraksiyon <ol><li> 10 ml 8 M HNO 3 sahip kuaterner bir amin bazlı anyon değiştirici reçine kartuşu ıslatın. 1 ml dk -1 akış oranı ile değişim reçinesi kartuşundan alanına 7.4.1 çözeltilerini geçirin. 5 ml 8 M HNO 3 üç kez örnek beher durulayın ve değiştirme reçinesi kartuşunun washouts aktarın. </li></ol></li><li> Zehir Pu <ol><li> 10 mi 9 M HCL ile kartuşları yıkayın. 15 ml çözelti 9 M HCI / 0.1 M HI ile Elute Pu. Sıcak bir plaka üzerinde Elüat buharlaşır. 2 ml konsantre edilmiş HNO 3, E ile tedavikuruyana kadar Vaporate. Kahverengi iyot rengi tamamen kaybolana kadar Gerekirse tekrarlayın. </li><li> Pu tespit sisteminin performansına bağlı olarak - iki kez daha Pu biri radyokimyasal ayırma tekrarlayın yüksek arıtma gerekiyorsa. İkinci ve 1.5 ml 8 M HNO 3 ile şartlandırılmış değişim reçinesi 100 mg 1 ml pipet ucu yapılan mikro-sütun üçüncü ayrımları gerçekleştirin. </li><li> Örneklerinde Pu konsantrasyonunu belirlemek. Çünkü bozulmamış bir ortamda plütonyum çok düşük seviyede 239 Pu ölçmek için kütle spektrometresi tekniklerini kullanın. Not: Bu çalışmada, Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Ion Işın Fizik Laboratuvarı aktinitler analizi için ayarlanmış AMS olanağını kullanın. </li></ol></li></ol> Verilerin analizi 8. <ol><li> Konsantrasyonu hesaplayın (C DGT içinde μBq ml -1) biyokullanılabilir ait (kararsız) Pu spdağıtım döneminde DGT tarafından birikmiş Pu miktarı toplu suda ecies. Kullanım denklemi (2): <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq2.jpg" /> (2) bir bağlayıcı faz, Δg difüzyon tabakası (jel + filtre zarı) kalınlığı (cm) D PAM jelde Pu difüzyon katsayısı (cm 2 sec-1), S biriken aktivitesi Pu (μBq) olduğu difüzyon alanı (cm 2), ve dağıtım (sn) süresini t. </li><li> Toplu su içinde, toplam Pu konsantrasyonu yanı sıra, diğer uygun spesiasyon verilerle DGTS belirlenir Pu Cı DGT karşılaştır. </li></ol> Toplu Su Toplam Pu Belirlenmesi 9. Radyokimyasal ayırma <ol><li> Durum Su numunesi <ol><li> Bir plast içine 45 mikron membran filtresinden su çalışılan vücuttan su pompasıic alıcı. AMS ölçümleri için 10 L 50 örnekleri ile çalışın. Hemen önce laboratuvara taşınması için örnekleme yerinde örnekleme sonra HNO 3 ile pH 2 su asitleştirmek. </li></ol></li><li> Demir hidroksit üzerine Pu çöktürün <ol><li> Laboratuvarda alıcıya bir havai karıştırıcı tanıtmak. Pu verim izleyici ile numuneyi Spike. 0.25 MBq ml -1 AMS ölçümleri için (1.7 pg ml -1) aktivitesi konsantrasyonunun 242 Pu izleyicinin 1.00 ml başak kullanın. </li><li> Yaklaşık 0.25 g L 10 başına numune alma FeCl3 · 6H 2 O ekleyin. 30 dakika boyunca karıştırılır sonra, pH 8 NH4 OH ile demir hidroksitleri hızlandırabilir. </li></ol></li><li> Demir hidroksit üzerine Pu İkinci yağış <ol><li> Noktadan 9.2.2 su numunesinden süpernatant süzün. Bir 2 L bir cam kabın içine demir hidroksitleri çökeltiyi geri kazanmak, deiyonize su ile yıkayın ve bir alıcı samp sahip washouts kombinele. </li><li> Karbonatlar ayrıştırmak için 90 ° C ~ 100 ml 5 M HCI çökelti ısı çözülür. Çözelti soğutulur zaman gerekirse Filtre. Yeniden çöktürmek pH 8 NH 4 OH ile demir hidroksitler. </li></ol></li><li> Analiz için Durum demir hidroksitler <ol><li> Alanına 9.3.2 alınan numunede süpernatant boşaltacaktır. Bir santrifüj kabına demir hidroksit çökeltisi kurtarın. Santrifüj, süpernatant atın. Iyonu giderilmiş su ile çökelti yıkanır. 2-3 kez tekrarlayın. </li><li> 10 ml 8 M HNO 3 çökelti eritin, bölümlerde 7.4-7.6 daha önce açıklandığı gibi Pu radyokimyasal ayırma gönderin. </li></ol></li></ol> 10. AMS Ölçümler için Örnekleri hazırlayın <ol><li> Demir hidroksit üzerine Pu çöktürün <ol><li> Radyokimyasal ayrılmasından sonra, 0.5 ml 1 M HCI içinde son örneği çözülür, 2.5 ml bir cam şişe içine plastik bir pipet ile örnek aktarmak. Numune kabı TWIC durulayın0,5 ml 1 M HCI ile, e, aynı flakon washouts aktarın. </li><li> 0.5 ml 2 mg ml ekleyin -1 Fe 3+ stok çözelti demir 1 mg. Konsantre NH 4 OH birkaç damla ekleyerek demir hidroksitleri çöktürün. Santrifüj ve süpernatant süzün. </li><li> Deiyonize su, santrifüj ile çökelti yıkayın ve süzün süpernatant. 90 ° C &#39;de sıcak bir plaka üzerinde bir çökelti kurutulur. </li></ol></li><li> AMS ölçümleri için hedef hazırlayın <ol><li> Hidroksitler 650 ° C&#39;de 2-3 saat boyunca bir fırın içinde 10.1.3 çökelmeye Bake. İyice AMS ölçümleri için Ti hedef tutucu içine niyobyum metal tozu ve basın 3-4 mg ile karıştırın. Not: aktinitler 15,16 ölçümleri için ayarlanmış İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (ETH Zürih) kompakt (0.6 MV) AMS sistemi &quot;TANDY&quot; ile numune ölçülmüştür. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Kaplan, D. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+oxidation+states+on+plutonium+mobility+during+long-term+transport+through+an+unsaturated+subsurface+environment.">Influence of oxidation states on plutonium mobility during long-term transport through an unsaturated subsurface environment.</a> Environ. Sci. Technol. 38 (19), 5053-5058 (2004).</li><li>Taylor, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+plutonium+-+Creation+of+the+universe+to+twenty-first+century+mankind.">Environmental plutonium - Creation of the universe to twenty-first century mankind.</a> Plutonium in the Environment. 1, 1-14 (2001).</li><li>Maher, K., Bargar, J. R., Brown, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Speciation+of+Actinides.">Environmental Speciation of Actinides.</a> Inorganic Chemistry. 52 (7), 3510-3532 (2013).</li><li>Kurosaki, H., Kaplan, D. I., Clark, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+environmental+curium+on+plutonium+migration+and+isotopic+signatures.">Impact of environmental curium on plutonium migration and isotopic signatures.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (23), 13985-13991 (2014).</li><li>Orlandini, K. A., Penrose, W. R., Nelson, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pu(V)+as+the+stable+form+of+oxidized+plutonium+in+natural-waters.">Pu(V) as the stable form of oxidized plutonium in natural-waters.</a> Marine Chemistry. 18 (1), 49-57 (1986).</li><li>Kaplan, D. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eleven-year+field+study+of+Pu+migration+from+Pu+III,+IV,+and+VI+sources.">Eleven-year field study of Pu migration from Pu III, IV, and VI sources.</a> Environ. Sci. Technol. 40 (2), 443-448 (2006).</li><li>Morgenstern, A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+the+oxidation+of+Pu(IV)+by+manganese+dioxide.">Kinetics of the oxidation of Pu(IV) by manganese dioxide.</a> Radiochim. Acta. 90 (2), 69-74 (2002).</li><li>Davison, W., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-situ+speciation+measurements+of+trace+components+in+natural-waters+using+thin-film+gels.">In-situ speciation measurements of trace components in natural-waters using thin-film gels.</a> Nature. 367 (6463), 546-548 (1994).</li><li>Zhang, H., Davison, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusional+characteristics+of+hydrogels+used+in+DGT+and+DET+techniques.">Diffusional characteristics of hydrogels used in DGT and DET techniques.</a> Anal. Chim. Acta. 398 (2-3), 329-340 (1999).</li><li>Cusnir, R., Steinmann, P., Bochud, F., Froidevaux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DGT+Technique+for+Plutonium+Bioavailability+Measurements.">A DGT Technique for Plutonium Bioavailability Measurements.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (18), 10829-10834 (2014).</li><li>Froidevaux, P., Steinmann, P., Pourcelot, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-Term+and+Long-Range+Migration+of+Radioactive+Fallout+in+a+Karst+System.">Long-Term and Long-Range Migration of Radioactive Fallout in a Karst System.</a> Environ. Sci. Technol. 44 (22), 8479-8484 (2010).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+a+stable+tracer+solution+of+plutonium+(IV).">Preparation of a stable tracer solution of plutonium (IV).</a> Radiochim. Acta. 91 (9), 495-497 (2003).</li><li>Saito, A., Roberts, R. A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+solutions+of+tracer+level+plutonium+(V).">Preparation of solutions of tracer level plutonium (V).</a> Anal. Chem. 57 (1), 390-391 (1985).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+actinides+for+alpha-spectrometry.">Electrodeposition of actinides for alpha-spectrometry.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 242 (3), 745-751 (1999).</li><li>Dai, X. X., Christl, M., Kramer-Tremblay, S., Synal, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-trace+determination+of+plutonium+in+urine+samples+using+a+compact+accelerator+mass+spectrometry+system+operating+at+300+kV.">Ultra-trace determination of plutonium in urine samples using a compact accelerator mass spectrometry system operating at 300 kV.</a> Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 27 (1), 126-130 (2012).</li><li>Christl, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ETH+Zurich+AMS+facilities:+Performance+parameters+and+reference+materials.">The ETH Zurich AMS facilities: Performance parameters and reference materials.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 294, 29-38 (2013).</li><li>Blinova, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox+interactions+of+Pu(V)+in+solutions+containing+different+humic+substances.">Redox interactions of Pu(V) in solutions containing different humic substances.</a> Journal of Alloys and Compounds. 444, 486-490 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Pu difüzyon hücresi kullanarak deneyler için burada açıklanan DGT metodoloji Pu redoks türleri ve organik moleküllerin, kolloidal parçacıklar ve simüle çevresel sistemler ile olan etkileşimleri üzerinde çeşitli çalışmalar için güvenilir bir yaklaşım sağlar. Pu çevre ölçümleri için DGTS daha başvuruları biyoyararlanım anlayışı ve sucul ekosistemlerde bu radyonüklide kaderi katkıda bulunacaktır. Laboratuar difüzyon deneyleri Belirli bir kimyasal çevre ile ilgili anlamlı Pu hareketliliğine sonuçlar ve etkileşimleri ile başarılı bir difüzyon deneyi gerçekleştirmek için, iyi tanımlanmış ve kontrol koşulları sağlanmalıdır. Deney öncesinde Pu, oksitlenme ayarlama veri yorumlama kolaylaştırmak için hem de Pu redoks türlerin çeşitli biyokimyasal davranış simüle etmek için gereklidir. Pu türlerinin hassasiyetpH değişimleri mutlaka çözümleri tampon yapar. Özellikle dikkat difüzyon hücre özellikleri ve kurulum için çizilmiş edilmelidir: olmayan deniz maniası teflon polimer malzemenin kullanılması hücre duvarlarında adsorpsiyonu önler ve deney sırasında çözümleri yayılmasını Pu kaybını önleyerek, sağlam sızdırmaz düzeneğini verir. Başlangıç ​​Pu konsantrasyonu bir bölme, hem de örnekleme aralığı içine alınmak üzere ve difüzyon deneyi sırasında alınan her numune hacmi laboratuarda mevcut analitik yöntemine bağlıdır. Herhangi bir uygun bir analitik yöntem, ancak bu seçim sıkı deney için alınmıştır Pu başlangıç ​​aktivitesine bağlı difüzyon hücresi örnekler Pu konsantrasyonu belirlenmesi için de kullanılabilir. Bu protokol tavsiye edildiği 239 Pu 10 Bq measurem için yeterli hassasiyeti sağlamak için yeterli olan (100-140 MBq ml -1 veya ~ × 10 -13 mol ml -1 2 vererek)genellikle alfa-spektrometresi tarafından veliler radyasyondan korunma yönetmeliğine problem teşkil etmez. Diğer, daha hassas, analitik teknikler Pu belirlenmesi (örneğin, kütle spektrometrisi) için uygun olup olmadığını Pu başlangıç ​​konsantrasyonu azaltılabilir. Örnekleme arası Pu başlangıç ​​konsantrasyonuna bağlı olarak, her bir difüzyon deney için seçilir ve PAM jel içinden difüzyon beklenen hızı olabilir. Difüzyon deneylerden elde edilen tam bölünen miktarları, Pu dışında radyonüklitler içermeyen olmasına rağmen, mineral tuzlarının ve MOPS tamponu varlığı etkinliğini ve kantitatif analiz hassas azaltılması, Analitik prosedürün engelleyebilir. Bu nedenle, bu örnekler üzerinde Pu kimyasal ayırma gerçekleştirmek için tercih edilir. Difüzyon hücre jel iyi karıştırılan bir çözeltiye doğrudan maruz kaldığı için PAM jel içinde difüzyon çalışması için iyi bir yaklaşım sağlar. Pasif bo Böylece, etkileriJel yüzeyinde undary tabaka (DBL) ihmal edilebilir olarak kabul edilir. Bir difüzyon deney sırasında çözeltiler iyi bir karıştırma DBL etkilerinin en aza indirilmesi için izin gereklidir. Aynı zamanda, bir PAM jel bozmayacak için dikkatli bir şekilde ilerlemelidir. Doğal tatlısularında Pu biyoyararlanım çalışmaları DGT cihazlarla plütonyum ölçüm tatlı su plütonyum biyoyararlanımını incelemek için etkin bir araç sağlar bu protokol gösterisi ile üretilen sonuçlar. DGT ölçümleri ücretsiz ve kararsız türlerin zaman ortalama konsantrasyon, canlı organizmalar tarafından biyolojik alımı için en önemli iki formları verim. Buna ek olarak, organik madde ile Pu etkileşiminin kinetiği, farklı kalınlıkta jeller kullanılarak araştırılabilir. PU-NOM türleri için gereken süre en ayrışır kararsız kompleksler için sağlayacak jel üzerinden kontrol metodu sunmaktadır. DGT ölçümleri b tamamlanabilirBelirli bir boyut (örneğin, 8 kDa) Yukarıdaki Pu kolloidal türlerin yüzdesini elde y ultrafiltrasyon teknikleri. Pu kolloidal türler genellikle olmayan biyolojik olarak türler olarak kabul edilir ve DGT kullanmayan ölçülebilir Pu fraksiyonunun parçasıdır. Bu noktada, DGT cihazlar sadece İsviçre Jura Dağları&#39;nın bir karstik bahar tatlı suda konuşlandırıldı. Pu Düşük çevresel konsantrasyonları potansiyel sakıncaları karşılaşabilirsiniz DGT cihazları, uzun vadeli bir dağıtım gerektirir. DGT yüzeyinin Biyolojik kirlilik DBL kalınlığının artırılması ve böylece PAM jeli içinden Pu akışını sınırlayan önemli bir dezavantajı temsil eder. Deniz suları veya yüksek mineralizasyon sularda maruz DGTS bağlanması aşaması hızla Pu birikimi için veri yanlış tanıtmak, diğer eser metaller ile doymuş olabilir. Çevre Pu eser düzeylerinin belirlenmesi tam bir radyokimyasal ayırma ve çok hassas analitik yöntemler gerektirir. AMS ölçümüBu protokol uygulanan lar yaygın olarak mevcut değildir, ancak diğer kitle spektrometresi teknikleri ile değiştirilebilir. Ancak, sıkı bir radyokimyasal ayırma doğal uranyum meydana gelen izobarik parazit 238 UH ortadan kaldırmak için gereklidir. Denklem 2 DGT cihazın büyüklüğü, belirli bir dağıtım dönemde birikmiş Pu miktarını artırmak için ayarlanmış olabilir önemli bir parametre olduğunu göstermektedir. Ticari jel parçaları sadece 6 cm x 22 cm&#39;lik bir fazla yüzeye sahip bulunmaktadır. Bu nedenle, DGT örnekleyici penceresi nispeten kısa dağıtım süreleri için Pu türlerinin yeterince biriktirmek mümkün kılan, 105 cm 2 (21 cm x 5 cm) yükseltilmiştir. Işlenirken bir DGT numune montaj hassasiyetini ve PAM jel tabaka özelliklerinin, özellikle göz önüne alınmasını gerektirir. Bu homojen bir sağlamak için bir düz yüzeyli düzgün bir &quot;sandviç&quot; olarak jel tabakası birleştirmek için temel öneme sahip olduğuPasif jeli içinden toplu suyu Pu türlerinin neous akı. DGT yüzeyinde İyi su akışı da önemli bir parametredir, henüz çoğunlukla akiferde akış koşulları tarafından belirlenir. Bu sürekli bir su kaynağı sağlamak ve DBL etkilerini en aza indirmek için yaklaşık 45 ° su akış yönüne doğru at Pu ölçümleri için DGT cihazları yerleştirilmesi tavsiye edilmektedir. Su çalışılan vücut sıcaklığı difüzyon katsayısı tayin edildi sıcaklığın farklı ise, eşitlik 2&#39;deki kullanılan yayılma katsayısı düzeltilmelidir. Difüzyon katsayıları sıcaklık etkileri Stokes-Einstein denklemi (denklem 3) tarafından verilen: <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq3.jpg" /> (3) D 1 ve D 2 difüzyon katsayıları (cm 2 sn -1), η nerede 1 ve η 2 w viskoziteleri (mPa sn) vardırsıcaklıklar T 1 ve T 2 (K) de ater. Şu anda, örneğin, pH ve redoks parametrelere dayalı termodinamik hesaplamaları dışında, bozulmamış bir ortamda Pu türleşme araştırmak için bir yöntem yoktur. Bu parametreler karbonatlar, demir ya da manganez katyonları gibi makro bileşenler için kullanılabilir. Bu nedenle, poliüretan Türleşmenin Bu ölçülebilir türlerden elde edilir, fakat bir &quot;gerçek&quot; ölçümü temsil etmez. Burada biz plutonyl türlerin kanıtlayan, muhtemelen, yerinde özgür ve kararsız türlerin ölçüm veriyor çünkü bu yazıda sunulan ince PAM jel film tekniğiyle difüzyon Pu türleşme sorununun çözümünde önemli bir adım olduğunu düşünüyorum. Tatlısularda çevre Pu sadece birkaç DGT ölçümleri bugüne kadar üstlenilen olmasına rağmen, elde edilen sonuçlar Pu türleşme ve biyoyararlanım çalışmaları için DGT tekniğinin daha ileri uygulamalar için teşvik ediyoruz.Organik zengin sularda DGTS Dağıtım potansiyel NOM moleküllerinin varlığında Pu hareketlilik ve etkileşimleri hakkında önemli bilgiler verecektir. İlginç sonuçlar, Sellafield nükleer yeniden işleme tesisi çevresinde kıyı denizler ve hasarlı Fukushima Daiichi nükleer santralinin olarak kirlenmiş deniz ortamlarında DGT ölçümlerinden beklenmelidir.

Plütonyum nükleer bomba testlerinin ve nükleer kazalar aşağıdaki küresel serpinti sonucu çevrede yapay radyonüklid mevcuttur. Plütonyum redoks kimyası, çevre sucul sistemlerde 1 yılında göç ve biyojeokimyasal bisiklet için önemli etkileri vardır. Plütonyumun kompleksi kimyası vardır ve aynı anda dört, oksitlenme (III, IV, V, VI) mevcut olabilir. Bu nedenle, doğal sularda plütonyum redoks türlerin dağılımı yerel kimyasal ortama 2,3 son derece duyarlıdır. Plütonyum oksidasyon durumu da kaynağın kökeni bağlıdır - bu açıklama kirli ortamlar ve bertaraf siteleri için çoğunlukla ilgili olmak. Yüksek oksidasyon durumları (V + ve + VI), diğer aktinitlerin bozunma ürünleri arasında bulunabilir ise Azaltılmış plütonyum türünün (+ III ve IV +), atık atıklarının oksijensiz ortamlarda ağırlıklı bulundu ve küresel serpinti köken ve stoklanmış olanve oksik ortamlarda 4. Hareketlilik ve plütonyum çevresel davranış redoks türleşme gelen bir ölçüde tahmin edilebilir. + III plütonyum ve + IV oksidasyon durumları katı fazda baskın var ve inorganik kolloidler için SORB için kapasitesini artırmış ve doğal organik madde (NOM) molekülleri meydana gelmiştir. + III plütonyum ve + IV oksidasyon durumları daha az hareket olarak kabul edilir. Plütonyum (+ V ve VI +, + V büyük olasılıkla olmak) 5 Daha çözünür oksitlenmiş formları potansiyel nedeniyle yüksek hareketliliğe Sudaki organizmalar için daha yüksek bir biyolojik transferine katkıda bulunabilir. Bununla birlikte, NOM varlığında, özellikle de hümik asit, Pu (V) çökeltme lehine bölümleme birkaç kat kaydırma, 17 azaltılmaktadır. Pu için Pu (V) indirim oranı (IV) hızlı ters reaksiyonun daha büyüklükte 4 ila 5 siparişleri, (IV) oksitleyici koşullar altında ma Pu remobilizasyon olmasına rağmeny da yer 1 alır. Doğal oksitleyici şartlarına (IV) Pu ile değiştirilmiş ve tabi mineral çökelleri üzerinde son deneysel veriler sulu fazda çözünür Pu konsantrasyonu zaman 1,6 üzerinde arttığını göstermiştir. Yazarlar, oksidatif (IV) &#39;Pu desorpsiyonu ve çözünürlüğü Pu (V) ve Pu (VI) türlerinin oluşumu sebebi ile bunu açıklar. Pu oksidasyonu (IV) nedeniyle de doğal olarak karşılaşılan mangan oksitler 7 oluşabilir. Bu gözlemler biyoyararlanım modelleme ve atık bertarafı ve kirlenmiş alanların çevresel risk değerlendirmesi için önemlidir. Biyoyararlanım ve plütonyum türleşme ile ilgili çalışmalar koşullarında hem laboratuvar ve in-situ zor bir iştir. Düşük çevresel konsantrasyonları redoks türlerin değişkenliği ve doğal koloitlerle etkileşimleri zor plütonyum biyojeokimyasal davranışını taklit yapmak. İnce filmlerin (DGT) &#39;de pasif geçişlerini tekniği dayalıpoliakrilamid (PAM), jel üzerinden serbest ve kararsız kirletici türlerin yayılması çok eser elementlerin 8 çevresel ölçümleri için kullanılır. Bir DGT örnekleyici, pasif jel tabakası (değişen kalınlıkta PAM jeli) ve jel bir koruyucu filtre zarı ve (PAM jel içinde yer Chelex reçine eser metallerin çoğu için), bağlayıcı fazın yapılan üç tabakalı bir cihazı temsil etmektedir Birlikte derleme tutan. Su,% 85 aşağıdakilerden oluşan poliakrilamid jeli ince filmleri, geniş NOM moleküller veya doğal kolloidal parçacıklara bağlı plütonyum göre daha hızlı yayılması için serbest ve kompleks kararsız türler sağlar. Laboratuar koşullarında ince PAM jel filmlerde plütonyum difüzyon çalışması için tasarlanmış bir set-up difüzyon hücresi 9 denir. Difüzyon hücresi, iki ayrı bölme bir yüzeyin bir açıklık tarafından birbirine iki bölmeli bir kaptır. Açılış, yani iki odaları c arasındaki pencerebelirli bir kalınlık difüzyon jel diski ontains. Biz iki 100 ml&#39;lik bölmeleri ve dairesel difüzyon penceresinde çapı 1.7 cm olan bir Teflon hücresini inşa. Bir bölmesi montajını kolaylaştıran çıkarılabilir. Sabit bölmesinin difüzyon penceresinin etrafında oyulmuş bir 0.5 cm genişliğinde oluk uzadıya jel disk yerleştirmek için hizmet vermektedir. Oluk derinliği kullanılması amaçlanan PAM jeli kalınlığına benzer olmalıdır. Biz böylece bizim difüzyon hücresinde oluk derinliği 0.39 mm, 0.39 mm PAM jel ile çalışmayı tercih. Difüzyon hücresinin ayrıntılı bir görüntü Şekil 1&#39;de verilmektedir. Başlangıçta plütonyum ihtiva eden bir çözelti, bir bölme (A) yerleştirildiği zaman, poliüretan türleri difüzyon ilk Pu olmadan aynı kimyasal bileşime sahip bir çözelti ihtiva eden, jel bir konsantrasyon gradyenti kuracak ve ikinci bölmeye (B) &#39;de birikir başlayacak . Bölme A Pu türlerinin başlangıç ​​konsantrasyonu remai şekilde tanımlanmaktadırsürekli ns veya difüzyon deney boyunca (en fazla 1% -2% olarak) çok küçük değişiklikler. Zamana karşı dağınık Pu miktarını çizimi farklı olarak taklit edilmiş çevre koşullarında mevcut Pu türlerinin hareketliliğini analiz etmek için bir araç sağlar. İnce filmlerin Difüzyon Pu hareketlilik ve türlemesi ilgili çalışmalar için önemli bir alternatif sağlar ve başarılı bir şekilde tarla koşullarında 10 uygulanabilir. Bir difüzyon Pu türlerini biriktirmek için hizmet veren bağlayıcı faz olarak PAM difüzif jel ve Chelex reçine ile üretilmiş bir pasif örnekleyici, difüzyon hücresi değiştirebilirsiniz. Böyle bir numune tarla koşullarında maruz kalabileceği - reçine biriken Pu miktarı türleşme ve ilgili çevre 10 Pu biyolojik göstergesi olacaktır. Bu çalışmada, laboratuvar koşullarında NOM ile Pu (IV) ve Pu (V) türler ve bunların etkileşimleri hareketliliğini araştırmak için bir difüzyon hücresi kullanıldı. Furthermore biz Pu önemli bir kısmının suda yaşayan yosun hücre içi bölümlerinde bulundu İsviçre Jura Dağ (Venoge River) içindeki bir karstik ilkbaharda Pu biyoyararlanımını çalışma 105 cm2 bir yüzeyinin büyük bir pasif DGT numune uygulanan Bir önceki çalışma 11. Çünkü bu bozulmamış bir ortamda plütonyum mevcut çok düşük seviyede, ETH Zurich mevcut hızlandırıcı tabanlı kütle spektrometresi (AMS) teknikleri plütonyum izotopları ölçmek için kullanılmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>239Pu tracer</td>
			<td>CEA</td>
			<td></td>
			<td>Source PU239-ELSC10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>242Pu tracer</td>
			<td>LNSIRR</td>
			<td></td>
			<td>Source Pu242 N&#176; 790 from Laboratory for National Standards of Ionizing Radiation of Russia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 ml Beakers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Socorex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable plastic pipettes</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 ml Plastic scintillation vial</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium foil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Actinide exchange resin - TEVA - B</td>
			<td>Triskem</td>
			<td>TE-B50-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Actinide exchange resin - TEVA - R cartridges</td>
			<td>Triskem</td>
			<td>TE-R10-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml Pipette tips</td>
			<td>Socorex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PAM gel strip 6&#215;21 cm</td>
			<td>DGT Research Ltd</td>
			<td></td>
			<td>0.39 mm and 0.78 mm thickness / www.dgtresearch.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chelex gel strip 6&#215;21 cm</td>
			<td>DGT Research Ltd</td>
			<td></td>
			<td>0.40 mm thickness / www.dgtresearch.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diffusion cell</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Fabricated / in-house workshop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#216; 27 mm Punch</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Fabricated / in-house workshop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tray</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DGT set-up</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Fabricated / in-house workshop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Membrane filter</td>
			<td>PALL Corporation</td>
			<td></td>
			<td>HT-450 Tuffryn Polysulfone Membrane Disc Filter 0.45 &#956;m / 145 &#956;m thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid&#160;</td>
			<td>Carlo Erba</td>
			<td align="right">408025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">84720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrocloric acid</td>
			<td>Carlo Erba</td>
			<td align="right">403981</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydriodic acid</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">100341</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium permanganate</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">105082</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydrogen sulfate</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">106352</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">106647</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium nitrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">31440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium nitrite</td>
			<td>Fluka</td>
			<td align="right">71759</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">106281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium oxalate</td>
			<td>Fluka</td>
			<td align="right">9900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bis-(2-ethyl hexyl) phosphoric acid (HEDHP)</td>
			<td>Merck</td>
			<td align="right">177092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-thenoyltrifluoroacetone (TTA)</td>
			<td>Fluka</td>
			<td align="right">88300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MOPS buffer</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M9381</td>
			<td>MOPS sodium salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyclohexane</td>
			<td>Carlo Erba</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Humic acid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Extracted from an organic-rich soil of an Alpine Valley, freeze-dried, MW 5-40 kDa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NH4OH</td>
			<td>Carlo Erba</td>
			<td align="right">419943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FeCl3&#183;H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">44944</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

speciation and bioavailability measurements of environmental plutonium using diffusion in thin films

Potansiyel biyota ve insanların maruz katkıda bulunabilir, uzun yarılanma ömrü ile bir alfa-parçacık yayıcısı olduğu sucul ekosistemlerde plütonyum (Pu) biyolojik alımı özellikle endişe vericidir. Ince filmler tekniği pasif geçişlerini Pu biyoyararlanım ve türleşmenin yerinde ölçümler için ilave edilir. Pu ve yeni geliştirilen protokol ile laboratuvar deneyleri için yapılmış bir difüzyon hücresi mümkün çeşitli kimyasal bileşimlerin model çözümlerinde Pu çevresel davranışını simüle etmek için yapmak. Bu protokol açıklanan (IV) ve Pu (V) Pu oksidasyon devletlerin Ayar ortamında plütonyum karmaşık redoks kimyasını incelemek amacıyla esastır. Bu tekniğin kalibrasyonu ve laboratuar deneylerinde elde edilen sonuçlar tatlısularında in-situ Pu ölçümleri için özel bir DGT cihaz geliştirmek için olanak sağlar. Hızlandırıcı temelli kitle spektrometresi ölçümleriPu bir mineral tatlısu ortamında Pu biyoyararlanımını belirleyen izin karstik bahar DGTS birikmiş. DGT aygıtlarını kullanarak Pu ölçümleri için bu protokolün uygulanması türleşme ve sucul ekosistemlerde Pu biyolojik transferi anlayışımızı geliştirmek için büyük bir potansiyele sahiptir.

Difüzyon deneyleri Zamana karşı difüzyon hücresinin B bölmesine dağınık 239 Pu faaliyetlerini çiziliyor PAM jeli içinden difüzyon 239 Pu türlerinin akı görsel temsilini sağlar. Difüzyon katsayısı, çeşitli kimyasal ortamlar (Şekil 2) farklı 239 Pu redoks türlerinin hareketliliği karşılaştırma için ek bir yol sağlar denklem 1 &#39;e göre, bu işaretlerinden hesaplandı. 5 Pu (IV) ve Pu (IV)&#39; -pu difüzyon deneyleri görüntülemektedir Şekil (V) karışık türleri, sırasıyla MOPS tamponu ve HA 20 ppm varlığında gerçekleştirilir. Bu araziler karşılaştırılması Pu (V) Pu önemli ölçüde daha fazla mobil (IV) .Bu Pu özellikle geçerli olduğunu olduğunu gösterir (IV) ve Pu HA (MW bizim deneylerde 5-40 kDa, özelliği (V) Cusnir ve diğ.) 10 ile SI moleküllerini kompleks olarak ilave edilir. Pu (V) kaynak solutiyon Bu yazıda anlatılan protokole göre ağırlıklı Pu (V) tür içerir hazırladı. Çözelti tamponlu MOPS difüzyon deneyin sonunda HDEHP Sıvı faz ekstraksiyon Pu (V) 80% ± 10% Bulunan. Bu ekstraksiyona ait kimyasal verim% 80 olmuştur. HA 20 ppm mevcudiyetinde Pu (V) çözeltisi bu model çözeltisi içinde 24 saat boyunca karıştırılır ve Pu (V) fraksiyonu% 35 ±% 10 içinde dengelendi. Doğal tatlısularında Pu biyoyararlanım ile ilgili çalışmalar Laboratuvarımızda yapılan çeşitli DGT cihazlar başarıyla İsviçre Jura Dağları&#39;nın bir karstik bahar iki üç hafta sürelerle maruz bırakıldı. Bu 400 uS cm&#39;den 6.5-7.5 aralığında su pH, iletkenlik sahip bir mineral yaydır -1 ve oksijen ile doymuş hale getirilmektedir. Bu deneyler nedeniyle t muhtemelen, biyolojik kirliliğe hiçbir iz jel meclislerinin iyi uygulanabilirliğini ve sağlamlığı gösterdio bahar (7 ° C) düşük sıcaklık. Dağıtımları sonra alınan DGTS iyi başlangıç ​​formu ve görünümünü muhafaza, bozulmamış jel katmanları ile korundu. DGTS biriken Pu AMS tarafından analiz edilmiştir. (Alt-fg seviyelere) son derece hassastır ve alfa-spektrometresi veya ICP-MS teknikleri daha düşük ilk numune gerektirir: AMS diğer analitik teknikler üzerinde önemli avantajlar sağlamaktadır. Buna ek olarak, uranyum hidrid (238 UH) veya diğer moleküller olarak moleküler izobarik müdahaleler, verimli bir şekilde AMS ölçüm sırasında giderilmiş ve 239 Pu algılama ile karışmaz. Bazı teknik nedenlerden dolayı (kimyasal ayrımları sırasında 239 Pu ile büyük olasılıkla bir kontaminasyon), alanında DGTS ilk uygulamalar için 239 Pu verilerini kullanmak mümkün değildi. Bununla birlikte, 240 Pu sonuçlar tarafsız edildi. Böylece, ölçülen 239 Pu içeriği hesaplanan &lt;sup&gt; serpinti plütonyum 240 Pu / 239 Pu atomik oran olarak 0.18 alarak 240 Pu. Sonuçlar Tablo 1 &#39;de özetlenmiştir. Toplu su örneklerinde ölçülen 239 Pu konsantrasyonları daha önce bu akiferin (1-7 μBq L -1) 11 rapor konsantrasyonlarda benzer. Ayrıca, DGT ölçümlerinden hesaplanan 239 Pu konsantrasyonları ölçüm belirsizlikleri içinde benzer. DGTS sadece özgür ve kararsız Pu türleri birikir yana, bir bu suda biyolojik olarak Pu fraksiyonu tahmin edebilirsiniz. Tablo 1 &#39;de sunulan veriler, dökme su içinde mevcut olan bütün 239 Pu türlerinin biyolojik olarak formunda bulunan göstermektedir. Bu oranla ilkbaharda büyüyen su yosun hücre içi fraksiyon 239 + 240 Pu baskın birikimini ortaya koymuştur önceki bulgulara 11, ışığında ilginç bir sonuçtur <sup&gt; 241 Am ve 90 Sr. Yazarlar, 11 bu doğal akiferdeki Pu geliştirilmiş hareket içindeki doğal uranil karbonat kompleksi olarak meydana gelen, olasılıkla bir Pu (V) plutonyl formu olarak bir çözünür karbonat Pu kompleks oluşumuna bağlı olduğunu göstermiştir. Venoge bahar su yüksek karbonat konsantrasyonu ve çok düşük NOM içeriği (yaklaşık 1 ppm) ile sert sudur. <img alt="figür 1" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig1.jpg" /> PAM jeli içinden Pu difüzyon deneyleri için kullanılan Şekil 1. Difüzyon hücresi. Oluk kalınlığı 0.5 cm oluk derinliği 0.39 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig2.jpg" /> Şekil 2. Snapshdifüzyon katsayısı hesaplamalarında kullanılan Excel çalışma ot. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig3.jpg" /> Çevre Pu türleşme ölçümleri için Şekil 3. Büyük yüzey DGT cihazı DGT Cihazın parçaları -. Alt plaka ve kapak çerçevesi -. Solda, sağda mürettebat delikleri ile montaj tasvir <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig3large.jpg" target="_blank">büyük halini görmek için tıklayınız bu rakamın.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig4.jpg" /> Tutucu sabit Şekil 4. DGT örnekleyici cihazları (solda) Venoge SPRI maruzng (sağda) Pu biyolojik ölçümler için. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig5.jpg" /> 239 Pu Şekil 5. Konu farklı kimyasal ortamlarda difüzyon hücresinin B bölmesine dağınık. Deneysel veri noktası 239 Pu verilmektedir (IV) ve 239 Pu (V), sırası ile, MOPS tampon hem de 239 için olduğu gibi Pu (IV) - 239 Pu HA mevcudiyetinde (V) karışık türleri (% 35 Pu (V ±% 10)). 239 Pu (IV) -Ha için gösterilen hat 0,50 × 10 -6 cm 2 sn difüzyon katsayısı -1 önceden belirlenmiş 10 kullanılarak hesaplanmıştır. Denklem 1 hesaplanan difüzyon katsayıları: Pu (IV) &#39;MOPS tampon maddesi içinde - 2.29 x 10 cm -6 2 sn-1, Pu MOPS tampon maddesi içinde (V) - 3,50 x 10 cm -6 2 sn-1, poliüretan (IV) - Pu (V)&#39; HA - 0,92 × 10 -6 cm 2 sn -1. Yukarıdan aşağıya: MOPS tamponunda Pu (V) (kırmızı açık daire), Pu (IV) MOPS tamponu (mavi açık üçgenler) &#39;de, Pu (IV) - Pu HA 20 ppm varlığında (V) (yeşil açık kareler), Pu HA (kahverengi açık elmas 20 ppm varlığında (IV)). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="0"><tbody><tr><td> Örnek türü </td><td> Ölçümlerin sayısı </td><td> 239 Pu konsantrasyonu L-1 μBq </td></tr><tr><td> Toplu su </td><td> 2 </td><td> 1.9 ± 0.55 </td></tr><tr><td> DGT 0.39 mm </td><td> 2 </td&gt; <td> 1.74 ± 0.9 </td></tr><tr><td> DGT 0.78 mm </td><td> 1 </td><td> 1.79 ± 0.9 </td></tr></tbody></table> 239 dökme su içinde AMS Pu ölçümleri ve DGT numune. Toplu su içinde 239 Pu Tablo 1. Örnek sonuçlar aktinit spesifik değişim reçinesi üzerinde ekstre edilmiş ve AMS ile ölçülen demir hidroksit içeren 20 L suda eş-çökeltilir . Pu denklemi 2 ve difüzyon katsayısı kullanılarak hesaplanan DGT ölçümleri için 239 Pu (IV) konsantrasyonlarının. K = 2 için belirsizlikler; u (95).

Watch this Scientific Journal Video about Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films at JoVE.com

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Ince filmler uzadıya degradeler (DGT) tekniği plutonyum spesiasyonu çalışmaları için önerilmektedir. Bu protokol, organik madde varlığında, Pu (IV) ve Pu (V) &#39;in davranış tarama difüzyon deneyleri anlatmaktadır. Bir karstik bahar konuşlanan DGTS Pu biyolojik değerlendirilmesini sağlar.

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton&#39;un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

speciation-bioavailability-measurements-environmental-plutonium-using

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Engineering

Evolution

Speciation and Diversity

SCIENTISTS IN ACTION

11.2K Görüntüleme.  Lausanne University Hospital.  Ince filmler uzadıya degradeler (DGT) tekniği plutonyum spesiasyonu çalışmaları için önerilmektedir. Bu protokol, organik madde varlığında, Pu (IV) ve Pu (V) 'in davranış tarama difüzyon deneyleri anlatmaktadır. Bir karstik bahar konuşlanan DGTS Pu biyolojik değerlendirilmesini sağlar. 

Video: Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% of the bulk. The primary advantage of AD is that the deposition takes place entirely at ambient temperature; thereby enabling film growth in material systems with disparate melting temperatures. This report describes in detail the processing steps for preparing the powder and for performing AD using the custom-built system. Representative characterization results are presented from scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance for films grown in this system. As a representative overview of the capabilities of the system, focus is given to a sample produced following the described protocol and system setup. Results indicate that this system can successfully deposit 11 &#181;m thick yttrium iron garnet films that are &#160;&#62; 90% of the bulk density during a single 5 min deposition run. A discussion of methods to afford better control of the aerosol and particle selection for improved thickness and roughness variations in the film is provided.

This report describes the use of a custom-built system to perform aerosol deposition of thick films of yttrium iron garnet onto sapphire substrates at RT. The deposited films are characterized using scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance to give a representative overview of the capabilities of the technique.

Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% ...

Mühendislik

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) and Electron Beam Melting (EBM). In spite of its potential processing capability, the direct AM method has several disadvantages such as high cost, poor surface finish of final products, limitation in material selection, high thermal stress, and anisotropic properties of parts. We propose a cost-effective method to manufacture 3D lattice metals. The objective of this study is to provide a detailed protocol on fabrication of 3D lattice metals having a complex shape and a thin wall thickness; e.g., octet truss made of Al and Cu alloys having a unit cell length of 5 mm and a cell wall thickness of 0.5 mm. An overall experimental procedure is divided into eight sections: (a) 3D printing of sacrificial patterns (b) melt-out of support materials (c) removal of residue of support materials (d) pattern assembly (e) investment (f) burn-out of sacrificial patterns (g) centrifugal casting (h) post-processing for final products. The suggested indirect AM technique provides the potential to manufacture ultra-lightweight lattice metals; e.g., lattice structures with Al alloys. It appears that the process parameters should be properly controlled depending on materials and lattice geometry, observing the final products of octet truss metals by the indirect AM technique.

An indirect additive manufacturing method combining a 3D printing of polymers with a centrifugal casting is outlined for manufacturing 3D octet truss metals (Al and Cu alloys) having a unit cell length of 5 mm with a wall thickness of 0.5 mm.

Santrifüj Döküm kullanma İnce bölümler Örgü Metal Dolaylı Fabrikasyon

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two chalcogenide compositions are demonstrated: Ge23Sb7S70 and As40S60, which have both been studied extensively for planar mid-infrared (mid-IR) microphotonic devices. In this approach, uniform thickness films are fabricated through the use of computer numerical controlled (CNC) motion. Chalcogenide glass (ChG) is written over the substrate by a single nozzle along a serpentine path. Films were subjected to a series of heat treatments between 100 &#176;C and 200 &#176;C under vacuum to drive off residual solvent and densify the films. Based on transmission Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and surface roughness measurements, both compositions were found to be suitable for the fabrication of planar devices operating in the mid-IR region. Residual solvent removal was found to be much quicker for the As40S60 film as compared to Ge23Sb7S70. Based on the advantages of electrospray, direct printing of a gradient refractive index (GRIN) mid-IR transparent coating is envisioned, given the difference in refractive index of the two compositions in this study.

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

A method of uniform thickness solution-derived chalcogenide glass film deposition is demonstrated using computer numerical controlled motion of a single-nozzle electrospray.

Düzgün kalınlığı Ge Elektro Biriktirme<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Ve de<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Cam Filmleri

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction of degradation mechanisms and prevention of module field failure can consequently decrease investment risks as well as increase the electricity yield. An improved knowledge level can for these reasons significantly decrease the total costs of PV electricity. 
In order to better understand and minimize the degradation of PV modules, the occurring degradation mechanisms and conditions should be identified. This should preferably happen under combined stresses, since modules in the field are also simultaneously exposed to multiple stress factors. Therefore, two 'Combined Stress test with in situ measurement' setups have been designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, illumination, and electrical biases as independently controlled stress factors on solar cells and minimodules. The setups also allow real-time monitoring of the electrical properties of these samples. This protocol presents these setups and describes the experimental possibilities. Moreover, results obtained with these setups are also presented: various examples about the influence of both deposition and degradation conditions on the stability of thin film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) as well as Cu2ZnSnSe4 (CZTS) solar cells are described. Results on the temperature dependency of CIGS solar cells are also presented.

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

Two &#39;Combined Stress test with in situ measurement&#39; setups, which allow real-time monitoring of accelerated degradation of solar cells and modules, were designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, electrical biases, and illumination as independently controlled stress factors. The setups and various experiments executed are presented.

Situ Güneş hücreleri ve modüllerin hızlandırılmış performans düşüşü izleme: Cu (In, Ga) Se2 güneş hücreleri için bir örnek çalışma

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Eğik açısı ifade kullanarak medya yüksek emici ile Ultra ince renk filmleri imalatı

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

The Diffusion of Passive Tracers in Laminar Shear Flow

A simple method to experimentally observe and measure the dispersion of a passive tracer in a laminar fluid flow is described. The method consists of first injecting fluorescent dye directly into a pipe filled with distilled water and allowing it to diffuse across the cross-section of the pipe to obtain a uniformly distributed initial condition. Following this period, the laminar flow is activated with a programmable syringe pump to observe the competition of advection and diffusion of the tracer through the pipe. Asymmetries in the tracer distribution are studied and correlations between the pipe cross-section and the shape of the distribution is shown: thin channels (aspect ratio &#60;&#60; 1) produce tracers arriving with sharp fronts and tapering tails (front-loaded distributions), while thick channels (aspect ratio ~1) present the opposite behavior (back-loaded distributions). The experimental procedure is applied to capillary tubes of various geometries and is particularly relevant to microfluidic applications by dynamical similarity.

A protocol for the study of the diffusion of passive tracers in laminar pressure-driven flow is presented. The procedure is applicable to various capillary pipe geometries.

Laminer kesme akışı pasif izleyiciler Difüzyon

A simple method to experimentally observe and measure the dispersion of a passive tracer in a laminar fluid flow is described. The method consists of ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous studies on flowing liquid films have neglected the contributions of spatial structures of waves to the impact outcome, while this has recently been shown to have a significant influence on the drop impact dynamics. In this report, we outline a step-by-step procedure to investigate the effect of periodic inlet forcing of a flowing liquid film leading to the production of spatiotemporally regular wave structures on drop impact dynamics. A function generator in connection with a solenoid valve is used to excite these spatiotemporally regular wave structures on the film surface while the impact dynamics of uniform-sized droplets are captured using a high-speed camera. Three distinct regions are then studied; viz. the capillary wave region preceding the large wave peak, the flat film region, and the wave hump region. The effects of important dimensionless quantities such as film Reynolds, drop Weber and Ohnesorge numbers parameterized by the film flow rate, drop speed, and drop size are also examined. Our results show interesting, hitherto undiscovered dynamics brought about by this application of film inlet forcing of the flowing film for both low and high inertia drops.

A protocol to study the contributions of waves to droplet impact dynamics on flowing liquid films is presented.

Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, batteries, and biomedical devices, etc., impose great challenges on the reliable performance of alloys exposed to extreme conditions where mechanical and electrochemical attack co-exist. Finding ways for alloys to mitigate the combined attack of wear and corrosion (i.e., tribocorrosion) under such extreme conditions is thus highly critical for improving their reliability and service lifetime when used in such conditions. The challenge lies in the fact that wear and corrosion are not independent of each other, but rather work synergistically to accelerate the total material loss. Thus, a reliable method to evaluate the tribocorrosion resistance of metals and alloys is needed. Here, a protocol for measuring the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of Al-based bulk and thin film samples in a corrosive environment under room temperature is presented.

Here, we present a protocol to measure the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of thin film and bulk Al alloys in simulated sea water at room temperature.

Tribocorrosion hızı ve toplu ve İnce Film Alüminyum Alaşımlarının aşınma-korozyon sinerji belirleme

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented MgO substrates with N2 gas as the nitrogen source. The method for preparing the substrates and the MBE growth process are described. The orientation and crystalline order of the substrate and film surface are monitored by the reflection high energy electron diffraction (RHEED) before and during growth. The specular reflectivity of the sample surface is measured during growth with an Ar-ion laser with a wavelength of 488 nm. By fitting the time dependence of the reflectivity to a mathematical model, the refractive index, optical extinction coefficient, and growth rate of the film are determined. The metal fluxes are measured independently as a function of the effusion cell temperatures using a quartz crystal monitor. Typical growth rates are 0.028 nm/s at growth temperatures of 150 &#176;C and 330 &#176;C for Mg3N2 and Zn3N2 films, respectively.

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes the growth of epitaxial films of Mg3N2 and Zn3N2 on MgO substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy with N2 gas as the nitrogen source and optical growth monitoring.

Mg3n2 ve Zn3n2 Ince filmlerin plazma destekli moleküler ışın epitaxy büyümesi

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...