Browsing by Subject "AMS"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-5 of 5
  • Vuoriheimo, Tomi (Helsingfors universitet, 2017)
    Accelerator mass spectrometry (AMS) is a technique developed from mass spectrometry and it is able to measure single very rare isotopes from samples with detection capability down to one atom in 10^16. It uses an accelerator system to accelerate the atoms and molecules to break molecular bonds for precise single isotope detection. This thesis describes the optimization of University of Helsinki's AMS system to detect the rare radioactive isotope 14C from CO2 gas samples. Using AMS to detect radiocarbon is a precise and fast way to conduct radiocarbon dating with minimal sample sizes. Solid graphite samples have been in use before but as the ion source has been adopted to use also gaseous CO2 samples, optimizations must be made to maximize the carbon current and ionization efficiency for efficient 14C detection. Parameters optimized include cesium oven temperature, CO2 flow, carrier gas helium flow and their dependencies with each other. Both carbon current and ionization efficiency is looked at in the optimizations. The results are analyzed and discussed for further optimizations or actual measurements with gas. Ionization occurring in the ion source can be understood better with the results. Standard samples of CO2 were measured to determine the background and precision of the AMS system in gas use by comparing the results with literature. The current system was found to have tolerable background of 1.5% of the standard and the Fraction modern value of actual sample was 2.4% higher than values from literature. Ideas to improve background were discussed. A new theory of negative-ion formation in a cesium sputtering ion source by John S. Vogel is reviewed and taken into account in the discussion of optimization. Utilizing the theory, possible future upgrades to improve the ionization efficiency are presented such as cathode material choices to reduce competitive ionization and cesium excitation by laser.
  • Bressi, M.; Cavalli, F.; Putaud, J.P.; Fröhlich, R.; Petit, J.-E.; Aas, W.; Äijälä, M.; Alastuey, A.; Allan, J.D.; Aurela, M.; Berico, M.; Bougiatioti, A.; Bukowiecki, N.; Canonaco, F.; Crenn, V.; Dusanter, S.; Ehn, Mikael; Elsasser, M.; Flentje, H.; Graf, P.; Green, D.C.; Heikkinen, Liine; Hermann, H.; Holzinger, R.; Hueglin, C.; Keernik, H.; Kiendler-Scharr, A.; Kubelová, L.; Lunder, C.; Maasikmets, M.; Makeš, O.; Malaguti, A.; Mihalopoulos, N.; Nicolas, J.B.; O'Dowd, C.; Ovadnevaite, J.; Petralia, E.; Poulain, L.; Priestman, M.; Riffault, V.; Ripoll, A.; Schlag, P.; Schwarz, J.; Sciare, J.; Slowik, J.; Sosedova, Y.; Stavroulas, I.; Teinemaa, E.; Via, M.; Vodička, P.; Williams, P.I.; Wiedensohler, A.; Young, D.E.; Zhang, S.; Favez, O.; Minguillón, M.C.; Prevot, A.S.H. (2021)
    Similarities and differences in the submicron atmospheric aerosol chemical composition are analyzed from a unique set of measurements performed at 21 sites across Europe for at least one year. These sites are located between 35 and 62 degrees N and 10 degrees W - 26 degrees E, and represent various types of settings (remote, coastal, rural, industrial, urban). Measurements were all carried out on-line with a 30-min time resolution using mass spectroscopy based instruments known as Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM) and Aerosol Mass Spectrometers (AMS) and following common measurement guidelines. Data regarding organics, sulfate, nitrate and ammonium concentrations, as well as the sum of them called non-refractory submicron aerosol mass concentration ([NR-PM1]) are discussed. NR-PM1 concentrations generally increase from remote to urban sites. They are mostly larger in the mid-latitude band than in southern and northern Europe. On average, organics account for the major part (36-64%) of NR-PM1 followed by sulfate (12-44%) and nitrate (6-35%). The annual mean chemical composition of NR-PM1 at rural (or regional background) sites and urban background sites are very similar. Considering rural and regional background sites only, nitrate contribution is higher and sulfate contribution is lower in midlatitude Europe compared to northern and southern Europe. Large seasonal variations in concentrations (mu g/m(3)) of one or more components of NR-PM1 can be observed at all sites, as well as in the chemical composition of NR-PM1 (%) at most sites. Significant diel cycles in the contribution to [NR-PM1] of organics, sulfate, and nitrate can be observed at a majority of sites both in winter and summer. Early morning minima in organics in concomitance with maxima in nitrate are common features at regional and urban background sites. Daily variations are much smaller at a number of coastal and rural sites. Looking at NR-PM1 chemical composition as a function of NR-PM1 mass concentration reveals that although organics account for the major fraction of NR-PM1 at all concentration levels at most sites, nitrate contribution generally increases with NR-PM1 mass concentration and predominates when NR-PM1 mass concentrations exceed 40 mu g/m(3) at half of the sites.
  • Gonsalves, Basil C.; Mizohata, Kenichiro; Tikkanen, Pertti O.; Räisänen, Jyrki A. (2020)
    The yields of Be-9 charge states (q = +1, + 2, +3, and + 4) from injected BeO- were measured with terminal voltage range from 1 to 5 MV. The yields were determined from the momentum analysed beam currents measured by beam profile monitors, after the 90 degrees injector and analysing magnets. Stripping gas pressure dependency of the transmission efficiency was also determined and the results were studied with SRIM simulations. The effect of stripping medium was studied using both Ar and CO2 gases. The presented results are compared against experimental values found from literature, semi-empirical parametrisation models, and charge-exchange theories.
  • Dannbäck, Oskar Johan William (Helsingin yliopisto, 2021)
    Med växande gårdsenheter samt ibruktagandet av ny teknik hoppas man kunna skapa ett konkurrenskraftigt lantbruk i Finland. Gårdar med mjölkningsrobot ökar i Finland, målet med strukturutvecklingen är att uppnå en högre lönsamhet på dessa gårdar. Detta genom växande enheter som kan uppnå lägre styckekostnader per producerat mjölk kg och investera i ny teknik som automatisering. Denna studie ser över mjölkproduktionen i Finland på en mikro- eller gårdsnivå, för att reda ut hur tidigare resultat stämmer överens med data från gårdar. Avhandlingens syften är att se över gårdarnas kraftfoderanvändning för att reda ut om det finns skillnader i ”management practices” och om dessa påverkar kornas dygnsproduktion på gårdarna. Samt att reda ut hur faktorer som påverkar AMS kapaciteten, påverkar kornas dygnsproduktion. Dessutom görs en uträkning på gårdarnas resultat med hänsyn till mjölkens mängd, kvalitetsfaktorer samt kraftfoderanvändning. Data som används i denna avhandling är så kallad cross section data från finländska mjölkgårdar. Det innebär att data består av sampel från olika gårdar under en viss tidsperiod. Till antal är gårdarna 53, alla gårdar är i konventionell AMS produktion med fri ko trafik. Alla gårdar använder sig av Lely AMS. Gårdarna är uppdelade i olika grupper som representerar 7 olika produktionsklasser. Indelningen sker enligt levererad mängd mjölk per AMS per år. I de fall gården har fler än 1 AMS räknas medeltal för den levererade mängden mjölk per AMS. Klasserna är 650 tusen, 700 tusen, 750 tusen 800 tusen, 850 tusen, 900 tusen och 950 tusen kg levererad mjölk per AMS per år. Det genereras dummyvariabler för att mäta effekten av antal ams (ams2, ams3, ams4) samt dummys för att mäta hur väl kapaciteten används på gårdar med fler robotar (freeams2, freeams3, freeams4). Variablerna för kraftfoder hade överhuvudtaget ingen stark korrelation med kornas dygnsproduktion. Variablerna för mjölkningshastighet samt mjölkningar per ko / dag, visade sig ha den starkaste positiva korrelationen med kornas dygnsproduktion. De 5 bästa gårdarna hade ett ekonomiskt resultat på 162 004 – 139 186 €. De producerade mellan 530 196 – 401 382 kg mjölk och använde mellan 82 754 – 48 917 kg kraftfoder (eller mellan 0,163 – 0,107 kg kraftfoder/mjölk kg). Mjölkens kvalitet växlade mellan 4,649 – 4,05 % fettandelar och 3,245 – 3,813 % proteinandelar. Slutsatserna som kan dras är att AMS kapaciteten och dess utnyttjande tycks vara den viktigaste faktorn för samplens gårdar. Samt att de lyckats optimera användningen av AMS kapaciteten. Även mindre enheter kan alltså vara effektiva och konkurrenskraftiga. Ett fokusområde för producenter är att jobba för höjd mjölknings hastighet i besättningen samt högt antal mjölkningar per ko per dag (mjölkningsfrekvens). Detta stöder tidigare resultat om dessa faktorers påverkan på kornas dygnsproduktion. Avhandlingens resultat fastställer att just mjölkningens hastighet och frekvens var de mest betydande faktorerna för dygnsproduktionen per ko, på sampelns gårdar. Det går inte dra slutsatser om robot mängdens påverkan på produktion och kapacitet. Även om gårdar med fler än 1 AMS är överrepresenterade i den ekonomiska jämförelsen. Det finns för få gårdar med fler än 1 AMS i samplen. Vidare forskning på gårdar som just utvidgat, eller på gårdar med större besättningar eg. i Estland kunde vara intressant för att reda ut möjliga fördelar med produktionsökning, skala fördelar och tillvägagångssätt att snabbt uppfylla den potentialen större kapacitet hämtar med sig. Gårdarna har skillnader i sin kraftfoder användning. Samtidigt har kraftfodret en mycket svag korrelation till kornas dygnsproduktion, dock är användningen nödvändig som eg. lockbete för korna att använda mjölkningsbåset. Skillnader i användningen av insatsen är alltså inte länkad till kornas dygnsproduktion, utan skillnaderna verkar bero på management practices. Vore det intressant att se hur en minskning av kraftfodergivan via AMS skulle påverka kornas dygnsproduktion och det ekonomiska resultatet. Fördelen för större enheter kan ligga i eg. kostnadsstrukturen för foderkedjan samt producerat foder. Dessutom finns det potential att skala fördelar kan uppnås i och med större enheter. Dock är det en mindre finansiell risk och möjlighet till snabbare återbetalning om en mindre enhet lyckas optimera AMS kapaciteten, detta i och med mindre behov av eget och lånat kapital. Förslag för fortsatt forskning vore att mäta graden av teknisk- och kostnadseffektivitet på finska gårdar med AMS. Samt att jämföra denna på olika storleks gårdsenheter. Dock krävs mer komplett data uppsamlad från gårdarnas bokföring, insatsanvändning och specifika data om djuren i gårdarnas besättningar.
  • Freney, Evelyn; Zhang, Yunjiang; Croteau, Philip; Amodeo, Tanguy; Williams, Leah; Truong, François; Petit, Jean-Eudes; Sciare, Jean; Sarda-Esteve, Roland; Bonnaire, Nicolas; Arumae, Tarvo; Aurela, Minna; Bougiatioti, Aikaterini; Mihalopoulos, Nikolaos; Coz, Esther; Artinano, Begoña; Crenn, Vincent; Elste, Thomas; Heikkinen, Liine; Poulain, Laurent; Wiedensohler, Alfred; Herrmann, Hartmut; Priestman, Max; Alastuey, Andres; Stavroulas, Iasonas; Tobler, Anna; Vasilescu, Jeni; Zanca, Nicola; Canagaratna, Manjula; Carbone, Claudio; Flentje, Harald; Priestman, Max; Maasikmets, Marek; Marmureanu, Luminita; Minguillon, Maria Cruz; Prevot, Andre S. H.; Gros, Valerie; Jayne, John; Favez, Olivier (2019)
    AbstractThis work describes results obtained from the 2016 Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM) intercomparison exercise performed at the Aerosol Chemical Monitor Calibration Center (ACMCC, France). Fifteen quadrupole ACSMs (Q_ACSM) from the European Research Infrastructure for the observation of Aerosols, Clouds and Trace gases (ACTRIS) network were calibrated using a new procedure that acquires calibration data under the same operating conditions as those used during sampling and hence gets information representative of instrument performance. The new calibration procedure notably resulted in a decrease in the spread of the measured sulfate mass concentrations, improving the reproducibility of inorganic species measurements between ACSMs as well as the consistency with co-located independent instruments. Tested calibration procedures also allowed for the investigation of artifacts in individual instruments, such as the overestimation of m/z 44 from organic aerosol. This effect was quantified by the m/z (mass-to-charge) 44 to nitrate ratio measured during ammonium nitrate calibrations, with values ranging from 0.03 to 0.26, showing that it can be significant for some instruments. The fragmentation table correction previously proposed to account for this artifact was applied to the measurements acquired during this study. For some instruments (those with high artifacts), this fragmentation table adjustment led to an ?overcorrection? of the f44 (m/z 44/Org) signal. This correction based on measurements made with pure NH4NO3, assumes that the magnitude of the artifact is independent of chemical composition. Using data acquired at different NH4NO3 mixing ratios (from solutions of NH4NO3 and (NH4)2SO4) we observe that the magnitude of the artifact varies as a function of composition. Here we applied an updated correction, dependent on the ambient NO3 mass fraction, which resulted in an improved agreement in organic signal among instruments. This work illustrates the benefits of integrating new calibration procedures and artifact corrections, but also highlights the benefits of these intercomparison exercises to continue to improve our knowledge of how these instruments operate, and assist us in interpreting atmospheric chemistry.