Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Mapiranje v stenah fuzijskih reaktorjev in znotraj bioloških celic

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
7.00.00  Interdisciplinarne raziskave     

Koda Veda Področje
P230  Naravoslovno-matematične vede  Atomska in molekularna fizika 
Ključne besede
Fuzija, vodik, plazma, tokamak, devterij, celica, fiziologija, rentgenski spekter, protonski žarek, tkivo, fiziološki elementi, mikroelementi, težke kovine
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (7)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  15648  dr. Matjaž Kavčič  Fizika  Raziskovalec  2008 - 2011  225 
2.  20428  dr. Matevž Likar  Biologija  Raziskovalec  2008 - 2011  263 
3.  12314  dr. Primož Pelicon  Fizika  Vodja projekta/programa  2008 - 2011  549 
4.  25512  dr. Paula Pongrac  Biologija  Raziskovalec  2009 - 2011  243 
5.  12013  dr. Marjana Regvar  Biologija  Raziskovalec  2008 - 2011  517 
6.  05591  mag. Zdravko Rupnik  Fizika  Raziskovalec  2008 - 2011  179 
7.  21623  dr. Katarina Vogel Mikuš  Biologija  Raziskovalec  2008 - 2011  561 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  83.492 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  62.925 
Povzetek
Visokoenergijski fokusiran ionski žarek tvorimo tako, da curek pospešenih ionov zberemo s posebnimi magnetnimi kvadrupolnimi lečami. S kontroliranim usmerjanjem po vzorcu v obliki rastra na objektu izmerimo zemljevid z lateralno ločljivostjo, ki jo omejuje premer žarka. Elementno občutljiva metoda kartiranja temelji na detekciji rentgenskih žarkov, ki jih vzbudi protonski žarek. Z fokusiranim ionskim žarkom helijevega izotopa 3He vzbujamo v vzorcu reakcijo D(3He,p)4He, s katero izmerimo prisotost devterija v vzorcu. Predlagani projekt vključuje: 1. Razvoj detekcijske metode in raziskave zadrževanja goriva v stenah fuzijskih reaktorjev z visoko lateralno ločljivostjo z določanjem devterijeve mikroporazdelitve v materialih, izpostavljenih kontrolirani plazmi v tokamakih. 2. Razvoj merilne metode in raziskave elementnih porazdelitev znotraj bioloških celic s tehniko mikro-PIXE na zamrznjenih hidriranih vzorcih, pri katerih je nespremenjena morfologija tako na tkivnem, kot tudi na sub-celičnem nivoju, vključno s porazdelitvijo fizioloških kot tudi mikroelementov.
Pomen za razvoj znanosti
Z lastnimi tehničnimi rešitvami in kontrukcijo smo v okviru Projekta dogradili merilno postajo z ionskim mikrožarkom in na treh področjih dosegli vrhunske spektroskopske lastnosti: -prvi in edini v svetu razpolgagamo s sistemom za spektroskopijo s konfokalno metodo PIXE, -spektroskopija mikro-PIXE na bioloških tkivih je bila v okviru tega Projekta dograjena s sistemom za vzdrževanje zamrznjenih hidriranih vzorcev v vakuumu pri temperaturi -130 stopinj Celzija. Po razpoložljivih informacijah v svetu ne obstaja permanentna postavitev za spektroskopijo mikro-PIXE na hidriranih zamrznjenih tkivih; -spektroskopija mikro-NRA s fokusiranim žarkom 3He za fuzijske raziskave. S temi nestandardnimi raziskovalnimi metodami, ki jih ni mogoče pridobiti na komercialen način, pridobivamo nova znanja na interdisciplinarnih raziskovalnih področjih, ki obsegajo biomedicinske raziskave, raziskave na področju fuzije in okolja. Raziskovalna metoda mikro-PIXE s posebej razvito tehnologijo priprave bioloških tkiv omogoča vpogled v fiziološke procese v organizmih, ki jih je težko opazovati s standardnimi biomedicinskimi raziskovalnimi metodami. Omogoča kvantitativno mapiranje tkiv in sočasno določitev koncentracij fizioloških elementov, mikroelementov in težkih kovin v tkivih. Posebno dodano vrednost bo prinesla v Projektu razvita tehnologija zamerznjenih hidriranih tkiv, ki nudi najboljši približek in-vivo stanja in omogoča določanje elementnih porazdelitev na sub-celičnem nivoju. Z mikro-NRA smo uspešno izvedli raziskave, ki jih je težko izvajati s širše dosegljivo standardno metodo NRA, kjer je premer žarka približno 1 mm. Izredna lateralna ločljivost metode mikro-NRA omogoča podroben vpogled v procese v stenah fuzijskih tokamakov. Natančno smo lahko raziskali vpliv mikrotopografije na zadrževanje goriva in preučili dogajanje v kastelacijskih režah, ki bo zelo pomembno tudi za delovanje novega fuzijskega reaktorja ITER.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati Projekta omogočajo vrhunsko raziskovalno delo na podrocju biomedicine z elementnim in izotopskim mapiranjem bioloških tkiv. Izboljšave izvedene v okviru projekta so omogočile izredno prepoznavnost centra in Instituta na mednarodnem nivoju, saj bodo na merilni postaji po uspešni uvedbi tehnologije zamrznjenih hidriranih tkiv še pogosteje gostovali tuji raziskovalci. Tako je visokoenergijski fokusirani žarek na ionskem pospeševalniku IJS med redkimi instalacijami velike raziskovalne opreme v Sloveniji, ki omogoča raziskave tako domacim raziskovalcem kot gostujocim raziskovalcem iz EU na osnovi znanstvenega predloga. Hkrati ob obvladovanju obsežne tehnologije povezane z uporabo visokoenergijskih ionskih žarkov se iz pridobljenega znanja rojevajo industrijske aplikacije in "spin-off" ideje, vklucno z novimi izdelki slovenske industrije (Industrijski projekt DPP s podjetjem Instrumentation technologies, d.o.o., Solkan).
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2008, 2009, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2008, 2009, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno