Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä

Tämän tutkielman tärkeimpänä tavoitteena oli kehittää menetelmä veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaamiseksi bentoniittinäytteissä röntgentomografialla. Menetelmällä voitaisiin mitata ja kerätä arvokasta kokeellista dataa ydinjätteen loppusijoituksessa käytettävän bentoniittipuskurin toimint...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Harjupatana, Tero
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Fysiikan laitos, Department of Physics, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2012
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/40692
_version_ 1826225720836227072
author Harjupatana, Tero
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Harjupatana, Tero Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Harjupatana, Tero Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Harjupatana, Tero
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman tärkeimpänä tavoitteena oli kehittää menetelmä veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaamiseksi bentoniittinäytteissä röntgentomografialla. Menetelmällä voitaisiin mitata ja kerätä arvokasta kokeellista dataa ydinjätteen loppusijoituksessa käytettävän bentoniittipuskurin toimintaa kuvaavien mallien kehittämiseksi ja testaamiseksi. Röntgentomografialla näytteestä saadaan kolmiulotteinen tomografiakuva, missä kuvavokselin harmaasävyarvo riippuu materiaaleista, ja niiden tiheyksistä. Bentoniittinäytteen kastuessa veden osatiheyden kasvu kasvattaa harmaasävyarvoja, jolloin kastuneen ja kuivan näytteen välinen erotuskuva voidaan kalibroida vastaamaan kolmiulotteista kosteuspitoisuusjakaumaa, mikäli näytteen kokonaisvesimäärä tiedetään. Bentoniitissa tapahtuu yleensä muodonmuutoksia kastumisen aikana, jolloin nämä täytyy mitata ja huomioida kosteuspitoisuuden määrityksessä. Bentoniittinäytteitä (12 kpl, halk. 17 mm, kork. 10 mm, kuivatiheydet 1,2 ja 1,5 g/cm3) kasteltiin vakiotilavuudessa näytteen alapinnan kautta (halk. 6 mm sintteri) keinotekoisella pohjavedellä muutamilla eri kastelupaineilla (0...8 bar). Kukin näyte kuvattiin röntgenmikrotomografialla noin 10 kertaa sopivin välein, pääosin kahden viikon aikana. Näytteenpidikkeitä myös punnittiin, jolloin näytteeseen imeytyneen veden kokonaismassa tiedettiin. Bentoniittiin sekoitettiin mikrolasikuulia merkkipartikkeleiksi, jolloin muodonmuutokset voitiin mitata yksinkertaista translaatioalgoritmia käyttäen. Menetelmän huomattiin olevan herkkä kuvissa oleville häiriöille, joita syntyi todennäköisesti epästabiilin röntgenlähteen vuoksi. Kun stabiloitumiseen käytettävää aikaa kasvatettiin, häiriöt vähenivät huomattavasti. Mitatut muodonmuutokset olivat pieniä ja vaikuttivat silmämääräisesti hyviltä, mutta translaatioalgoritmin riittävästä tarkkuudesta ei saatu varmuutta. Menetelmä vaikuttaa muutoin toimivalta bentoniittinäytteiden kosteuspitoisuuden määrittämiseen, röntgenlähteen stabiloitumista ja menetelmän tarkkuutta olisi kuitenkin syytä tutkia lisää.
first_indexed 2024-09-11T08:49:37Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.author", "value": "Harjupatana, Tero", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2013-01-15T07:03:18Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2013-01-15T07:03:18Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2012", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1241843", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/40692", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman t\u00e4rkeimp\u00e4n\u00e4 tavoitteena oli kehitt\u00e4\u00e4 menetelm\u00e4\nveden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaamiseksi bentoniittin\u00e4ytteiss\u00e4\nr\u00f6ntgentomografialla. Menetelm\u00e4ll\u00e4 voitaisiin mitata ja\nker\u00e4t\u00e4 arvokasta kokeellista dataa ydinj\u00e4tteen loppusijoituksessa\nk\u00e4ytett\u00e4v\u00e4n bentoniittipuskurin toimintaa kuvaavien mallien kehitt\u00e4miseksi\nja testaamiseksi.\n\nR\u00f6ntgentomografialla n\u00e4ytteest\u00e4 saadaan kolmiulotteinen tomografiakuva,\nmiss\u00e4 kuvavokselin harmaas\u00e4vyarvo riippuu materiaaleista,\nja niiden tiheyksist\u00e4. Bentoniittin\u00e4ytteen kastuessa veden osatiheyden\nkasvu kasvattaa harmaas\u00e4vyarvoja, jolloin kastuneen ja kuivan\nn\u00e4ytteen v\u00e4linen erotuskuva voidaan kalibroida vastaamaan kolmiulotteista\nkosteuspitoisuusjakaumaa, mik\u00e4li n\u00e4ytteen kokonaisvesim\u00e4\u00e4r\u00e4\ntiedet\u00e4\u00e4n. Bentoniitissa tapahtuu yleens\u00e4 muodonmuutoksia\nkastumisen aikana, jolloin n\u00e4m\u00e4 t\u00e4ytyy mitata ja huomioida kosteuspitoisuuden\nm\u00e4\u00e4rityksess\u00e4. Bentoniittin\u00e4ytteit\u00e4 (12 kpl, halk. 17 mm,\nkork. 10 mm, kuivatiheydet 1,2 ja 1,5 g/cm3) kasteltiin vakiotilavuudessa\nn\u00e4ytteen alapinnan kautta (halk. 6 mm sintteri) keinotekoisella\npohjavedell\u00e4 muutamilla eri kastelupaineilla (0...8 bar). Kukin n\u00e4yte\nkuvattiin r\u00f6ntgenmikrotomografialla noin 10 kertaa sopivin v\u00e4lein,\np\u00e4\u00e4osin kahden viikon aikana. N\u00e4ytteenpidikkeit\u00e4 my\u00f6s punnittiin,\njolloin n\u00e4ytteeseen imeytyneen veden kokonaismassa tiedettiin. Bentoniittiin\nsekoitettiin mikrolasikuulia merkkipartikkeleiksi, jolloin\nmuodonmuutokset voitiin mitata yksinkertaista translaatioalgoritmia\nk\u00e4ytt\u00e4en.\n\nMenetelm\u00e4n huomattiin olevan herkk\u00e4 kuvissa oleville h\u00e4iri\u00f6ille, joita\nsyntyi todenn\u00e4k\u00f6isesti ep\u00e4stabiilin r\u00f6ntgenl\u00e4hteen vuoksi. Kun\nstabiloitumiseen k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4\u00e4 aikaa kasvatettiin, h\u00e4iri\u00f6t v\u00e4heniv\u00e4t\nhuomattavasti. Mitatut muodonmuutokset olivat pieni\u00e4 ja vaikuttivat\nsilm\u00e4m\u00e4\u00e4r\u00e4isesti hyvilt\u00e4, mutta translaatioalgoritmin riitt\u00e4v\u00e4st\u00e4\ntarkkuudesta ei saatu varmuutta. Menetelm\u00e4 vaikuttaa muutoin toimivalta\nbentoniittin\u00e4ytteiden kosteuspitoisuuden m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen,\nr\u00f6ntgenl\u00e4hteen stabiloitumista ja menetelm\u00e4n tarkkuutta olisi kuitenkin\nsyyt\u00e4 tutkia lis\u00e4\u00e4.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Tero Harjupatana (hpatana) on 2013-01-15 07:03:16.327088. Form: Pro gradu -lomake (1 tekij\u00e4) (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake-1-tekijae). JyX data:", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija@noreply.fi) on 2013-01-15T07:03:18Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201301151047.pdf: 11002320 bytes, checksum: 7d99f67a17d42fe987440bfd3ce9ab56 (MD5)\nlicense.html: 5048 bytes, checksum: 927e356387856e5f5cfc79539695ef00 (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2013-01-15T07:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201301151047.pdf: 11002320 bytes, checksum: 7d99f67a17d42fe987440bfd3ce9ab56 (MD5)\nlicense.html: 5048 bytes, checksum: 927e356387856e5f5cfc79539695ef00 (MD5)\n Previous issue date: 2012", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "69 sivua", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittin\u00e4ytteiss\u00e4 r\u00f6ntgentomografiamenetelm\u00e4ll\u00e4", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201301151047", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.dcmitype", "value": "Text", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "dcmitype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Soveltava fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Applied Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2013-01-15T07:03:18Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4023", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "r\u00f6ntgentutkimus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "bentoniitti", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "nesteet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_40692
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:19Z
main_date 2012-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2012
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/b50ba7ab-59c0-4057-935b-df40fd3f41f2\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201301151047.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2012
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Harjupatana, Tero Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 röntgentutkimus bentoniitti nesteet
title Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_full Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_fullStr Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_full_unstemmed Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_short Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_sort veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
title_txtP Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
topic Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 röntgentutkimus bentoniitti nesteet
topic_facet 4023 Applied Physics Soveltava fysiikka bentoniitti nesteet röntgentutkimus
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/40692 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201301151047
work_keys_str_mv AT harjupatanatero vedenkulkeutumisenjamuodonmuutostenmittaaminenbentoniittinäytteissäröntgentomogr