Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta

 

Recent Submissions

  • Rämänen, Petri (2017)
    Tämän pro gradu –tutkielman kirjallisuusosassa perehdytään prosessikontaminantteina kasviöljyissä ja niistä valmistetuissa elintarvikkeissa esiintyvien 2-kloori-1,3-propaanidiolin (2-MCPD), 3-kloori-1,2-propaanidiolin (3-MCPD) ja 2,3-epoksi-1-propanolin (glysidoli) estereiden muodostumismekanismeihin. Muodostuminen tapahtuu kasviöljyn jalostuksen hajunpoistovaiheessa: joko asyylioksonium-ionimekanismilla tai asyylioksonium-radikaalimekanismilla. Kirjallisuusosassa kartoitetaan lisäksi elintarvikkeita, jotka sisältävät merkittäviä pitoisuuksia kyseisiä yhdisteitä, sekä yhdisteiden mahdollisia toksikologisia vaikutuksia. Yhdisteiden pitoisuudet voidaan määrittää kvantitatiivisesti suoralla ja epäsuoralla menetelmällä eli määrittämällä suoraan esteripitoisuudet tai hydrolysoimalla esterit ja määrittämällä yhdisteiden vapaat muodot. Viime vuosina analytiikassa on keskitytty epäsuoran menetelmän kehittämiseen. Mahdollisia 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliestereitä on suuri määrä, joten suora määrittäminen on huomattavasti työläämpää. Työn kokeellisessa osassa pystytettiin epäsuora menetelmä, jolla voitiin kvantitatiivisesti määrittää samanaikaisesti 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliesterit. Analyysimenetelmässä epästabiilin glysidolin esteristä muodostettiin ensin bromijohdannainen (3-MBPD-esteri). Tämän jälkeen esterit hydrolysoitiin vapaiksi muodoikseen, joista valmistettiin edelleen fenyyliboorihappojohdannaiset, jotka analysoitiin kaasukromatografia-massaspektrometrisesti. Analyyttien pitoisuuksien määritys onnistui ekstraneitsyt-oliiviöljy- ja vohvelinäytteistä GC/MS- ja GC/MS-MS-laitteistoilla. Pitoisuudet määritettiin laskennallisesti kalibraatiosuoran yhtälön avulla sisäisen standardin menetelmällä. Tulosten oikeellisuus voitiin todeta vertaamalla vertailunäytteistä mitattuja pitoisuuksia EURL-PAH-vertailututkimuksen vertailuarvoihin. Vaikka GC/MS-SIM-menetelmällä saatiin tyydyttävät tulokset, voitiin todeta, että GC/MS-MS-laitteiston MRM-menetelmä oli herkempi ja yksikäsitteisempi. Menetelmä validoitiin kyseisille matriiseille seuraavien parametrien suhteen: spesifisyys, selektiivisyys, lineaarisuus, toistettavuus, sisäinen uusittavuus, takaisinsaanto, laskennallinen havaitsemis- ja määritysraja, oikeellisuus sekä mittausepävarmuus.
  • Nikkari, Eeva (2017)
    The sentence segmentation task is the task of segmenting a text corpus into sentences. Segmenting well structured and fully punctuated data into sentences is not a very difficult problem. However, when the data is poorly structured or missing punctuation the task is more difficult. This thesis will look into this problem by using probabilistic language modeling, with special emphasis on the n-gram model. We will present theory related to language models and evaluating them, as well as empirical results achieved on documents provided by AlphaSense Oy and a freely available Reuters-21578 corpus. The experiments on n-gram models focused on the following questions. How does the smoothing and order of the n-gram affect the model? How well does a model trained on one type of data adapt to another type of text? How does retaining more or less symbols and punctuation affect the performance? And how much is enough training data for the model? The n-gram models performed rather well on the same type of data they were trained on. However, the performance was significantly worse when moving to another document type. In absence of punctuation the performance of the model was also rather poor. The conclusion is that the n-gram model seems inadequate in recovering the sentence boundaries in difficult settings such as separating the unpuncutated title from the body of the text.
  • Arponen, Sami (2014)
    Tässä tutkielmassa tarkasteltiin vapaan lähdekoodin Zen Cart -verkkokauppasovelluksen suorituskykyä hitaasti kasvavalla ja purskeisella kuormalla. Suorituskyvyn mittareina käytettiin loppukäyttäjän havaitsemaa vasteaikaa sekä järjestelmän kokonaistehokkuutta mittaavaa suoritustehoa. Vasteaika mitattiin sekunteina ja suoritusteho yhden sekunnin aikana käsiteltyjen palvelupyyntöjen määränä. Tutkimushypoteesina oli, että purskeinen työkuorma aiheuttaa erityisesti suurella käyttäjämäärällä suuremman suorituskyvyn heikkenemisen kuin hitaasti kasvava kuorma. Lisäksi selvitettiin, voidaanko verkkosovelluksen suorituskykyä hitaasti kasvavalla kuormalla käyttää ennustamaan suorituskykyä purskeisella kuormalla. Tutkimusmetodina oli rasitustestaus, jossa järjestelmää testataan sen ääriräajoilla tai ne ylittäen. Työkuormat toteutettiin JMeter -ohjelmalla. Niiden intensiteettiä ja kokoa vaihdeltiin käyttämällä työkuormien parametreina kuormanluontiaikaa ja virtuaalikäyttäjien lukumäärää. Käytetyt työkuormat olivat synteettisiä ja ne sisälsivät tyypillisimpiä verkkokauppasovellukseen kohdistuvia palvelupyyntöjä. Rasitustestauksen kohteena olevan järjestelmän komponentit asennettiin testiympäristönä käytettyyn virtuaalikoneeseen. Tutkimushypoteesi osoittautui vääräksi sekä järjestelmän suoritustehon, että loppukäyttäjän vasteaikojen osalta. Tutkitun verkkosovelluksen suoritustehossa ei havaittu merkittävää eroa hitaasti kasvavien ja purskeisten työkuormien välillä. Järjestelmän pullonkaulaksi osoittautui tietokanta, mistä seurasi Littlen lain nojalla vasteaikojen heikkeneminen järjestelmässä olevien töiden määrän lisääntyessä. Loppukäyttäjän vasteaikojen heikkenemisessä ei kuitenkaan ollut merkittävää eroa hitaasti kasvavien ja purskeisten työkuormien välillä. Lisäksi havaittiin, että verkkosovelluksen suorituskykyä hitaasti kasvavilla kuormilla voidaan tietyin edellytyksin käyttää ennustamaan suorituskykyä purskeisella kuormalla.
  • Pitkänen, Kaarlo (2014)
    Tietokonepelit on jo pitkään luotu käyttäen lähes yksinomaan imperatiivisia ohjelmointikieliä, kuten C++- ja C#-kieltä. Toisaalta tiedetään, että funktionaalisessa ohjelmoinnissa esimerkiksi rinnakkaisuuden hallinta sekä ohjelmien testaus on usein helpompaa kuin imperatiivisessa ohjelmoinnissa. Tämä on yksi syy, miksi funktionaalisen ohjelmoinnin soveltaminen peliohjelmointiin on herättänyt mielenkiintoa. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan funktionaalisen ohjelmoinnin soveltamista peliohjelmointiin. Sen jälkeen, kun on selostettu tutkielmassa käytettäviä ohjelmointitekniikoita, esitellään kaksi funktionaalista ohjelmointia hyväksi käyttävää ohjelmointikieltä Yampa ja Casanova. Näillä ohjelmointikielillä toteutetaan esimerkkipelit, joita verrataan imperatiivisella ohjelmointikielellä toteutettuun esimerkkipeliin. Vertailusta voidaan huomata, että funktionaalisia ohjelmointitekniikoita hyväksi käyttävät esimerkkipelit ovat sekä pelaajan että ohjelmoijan näkökulmasta laadullisesti vertailukelpoisia perinteisellä imperatiivisella ohjelmointikielellä toteutetun peliratkaisun kanssa.
  • Tompuri, Seppo (2014)
    Tietokonepelit on kehitetty perinteisesti joko pöytätietokoneille tai pelikonsoleille. Räjähdysmäisesti kasvaneet mobiilipelimarkkinat ovat kuitenkin haastaneet nämä pelialustat. Mobiilipelien kehitys tapahtuu usein samalla tyylillä kuin pöytätietokoneille ja pelikonsoleille, vaikka niistä löytyy pöytätietokoneista ja pelikonsoleista poikkeavaa tekniikkaa, joka mahdollistaa perinteisestä poikkeavan käyttäjäsyötteen. Nykyaikaisista mobiililaitteista löytyy muun muassa erilaisia ympäristöä tarkkailevia sensoreita sekä usein myös GPS-vastaanotin. GPS-vastaanotin tarjoaa pelin käyttöön pelaajan sijaintitiedon. Sensorit puolestaan tarkkailevat mobiililaitteen ympäristöä, kuten mobiililaitteen kiihtyvyyksiä kolmessa ulottuvuudessa. Sensoreilta saatua dataa voidaan käyttää käyttäjäsyötteessä joko suoraan tai muokattuna. Niiltä saadun datan avulla on myös mahdollista päätellä pelaajan tekemät eleet, jotka voidaan hahmontunnistuksen avulla sitoa osaksi pelin käyttäjäsyötettä. Tällainen mobiililaitteiden mahdollistama uudenlainen käyttäjäsyöte mahdollistaa uudenlaisia peligenrejä, jotka käyttävät pelaajan liikettä ja sijaintitietoa osana pelimekaniikkaa. Tämä työ esittelee ne pelimoottorin osat jotka ovat mukana GPS- ja sensoridatan keräämisessä ja käsittelyssä sekä esittelee tässä työssä suunnitellun GPS- ja sensoridataa hyödyntävän arkkitehtuurimallin mobiililaitteille. Työssä perehdytään aluksi aiheeseen liittyviin käsitteisiin sekä pelin reaaliaikaisuudesta huolehtivaan pelisilmukkaan ja sen erilaisiin arkkitehtuurimalleihin. Tämän jälkeen käydään läpi pelimoottorien suoritusaikaisesta arkkitehtuurista ne puolet, jotka liittyvät GPS- ja sensoridatan keräämiseen. Lopuksi esitellään ja arvioidaan tässä työssä suunniteltu arkkitehtuurimalli GPS- ja sensoridatan hyödyntämiselle mobiililaitteiden pelimoottoriarkkitehtuurissa. Työn ohessa tämän ehdotetun mallin toimivuus todennetaan Windows Phone 8 laitealustalle tehdyllä toteutuksella ja tämän toteutuksen lähdekoodia käytetään apuna ehdotetun mallin esittelyssä.
  • Äärilä, Sakari (Helsingin yliopisto, 2017)
    Human-wildlife conflict (HWC) is an incidence where wildlife’s needs become incompatible with those of human populations, with costs both to humans and wild animals. As such, it is a global challenge that is seen impossible to eradicate. People affected most by HWC are the already vulnerable communities in the Global South. Loss of household member, crops or livestock can have dire impact on already stressed food security. Conflicts may result in antipathy towards the animals, which also complicates wildlife conservation. For these reasons, research on HWC is needed. In this thesis, species distribution modelling (SDM) approaches are used to examine and predict HWCs in Taita Taveta County in Southern Kenya. Data for SDM was collected in February-September 2016 from compensation forms filed by victims of HWC and it consists of all the reported conflicts in 2014 and 2015. Temporal distribution of HWCs is also examined through analysis made with another dataset obtained from Kenya Wildlife Service including reported HWCs between 1990–2016. The study focuses on conflicts involving elephants, lions, leopards, hyenas and cheetahs. Species distribution modelling combines ecological theory and mathematical methods basing their results on the relationship between species and environment. This study uses biomod2 package in R, which includes 10 state-of-the-art modelling techniques: Generalized linear models (GLM), Generalized Additive Models (GAM), Generalized Boosted Models (GAM), Random Forest (RF), MaxEnt, Multiple Adaptive Regression Splines (MARS), Artificial Neural Networks (ANN), Classification Tree Analysis (CTA), Flexible Discriminant Analysis (FDA), Surface Range Envelope (SRE). Model prediction accuracy was estimated with True Skill Statistic (TSS) and Area Under the Curve (AUC). Most of the models reached moderate to good accuracy. Only human-cheetah conflicts were left out of the final analysis due to poor prediction accuracy. Explanatory variables used in the final models were: distance to protected area, annual average precipitation, NDVI, population density, distance to water point, distance to river, distance to house and distance to road. HWCs involving different species were seen to be driven by different factors. Overall, distance to protected area, annual average precipitation and population density were selected as the most important variables determining the distribution of conflicts. The models were seen to be accurate and realistic in most cases. However, the models’ ability to be generalized in different areas is debatable and the models must be tuned for distinct regions separately.
  • Kontiala, Jouni (2017)
    Työn aiheena on kvanttifysikaalinen lomittuminen ja sen merkitys fotosynteesin energia-absorptiossa. Aihe on perinteiset oppiainerajat ylittävä, käsittäen fysiikkaa, biologiaa ja kemiaa. Aihe on erittäin tärkeä: ilman energiatehokkaasti toimivaa fotosynteesiä Maapallolla ei olisi nykymuotoista elämää. Lomittumisella tarkoitetaan lyhyesti selittäen sitä, että paikallisesti erillään olevien olioiden (klassisesti: aalto tai hiukkanen) ominaisuuksien välillä on korrelaatio, jota ei klassisen fysiikan keinoin pystytä selittämään. Lomittumisesta käytetään myös termiä kvanttikoherenssi, termit ovat käytännössä ekvivalentteja. Lomittuminen on tärkeä osa nykyfysiikan todellisuuskäsitystä ja se on muuttanut todellisuuskäsitystä lokaalista ei-lokaaliin (holistiseen) suuntaan. Vaikka lomittuminen onkin ihmisen arkisen havaintomaailman käsitteistöllä täysin käsittämätön ilmiö, niin se on kokeellisesti kiistatta todistettu luonnon ominaisuus. Työ on kirjallisuustutkimus. Keskeisinä lähteitä ovat lukuisat fysiikan ja fysikaalisen kemian tieteellisissä julkaisuissa olleet artikkelit, sekä kokeellisia että teoreettisia artikkeleja. Fotosynteesiin liittyen, lukuisien 2000-luvulla tehtyjen tutkimusten mukaan lomittumisella näyttäisi olevan tärkeä merkitys viherhiukkasen toiminnassa. Tutkimusten mukaan viherhiukkasen lukuisat Auringon energiaa keräävät antennimolekyylit ja yksi reaktiokeskus ovat kvanttikoherentissa lomittuneessa tilassa oleva makroskooppinen systeemi. Tämä mahdollistaa lähes häviöttömän energian siirron antennimolekyyleistä reaktiokeskukseen, joka kerää yksittäisten fotonien energiat ja käynnistää fotosynteesin monimutkaisen reaktioketjun. Lomittuminen näin suurissa biologisissa systeemeissä on kuitenkin vaikeasti havaittavissa ja siksi asiaa tutkitaan koko ajan lisää erittäin intensiivisesti. Lukiofysiikan nykyisen oppimäärän modernin fysiikan kurssissa korostetaan aaltohiukkasdualismin käsitettä. Monien fysiikan opetuksen tutkijoiden mielestä aaltohiukkasdualismin käsite on hyvin ongelmallinen. Siihen sisältyvien klassisten käsitteiden, aalto ja hiukkanen, sekoittaminen kvanttifysiikan käsitteiden kanssa vaikeuttaa kvanttifysiikan oppimista ja saattaa olla este kvanttifysiikan ja lomittumisen syvällisempään ymmärtämiseen. Tutkijat suosittelevat, että aaltohiukkasdualismin käsitettä ei opetuksessa käytettäisi. Valitettavasti se on korostetusti esillä vuoden 2015 fysiikan OPS:ssa. Oppikirjojen kirjoittamisessa täytyy toki olla melko konservatiivinen, mutta lomittuminen on kuitenkin jo niin tärkeä osa nykyfysiikkaa, että seuraavan sukupolven oppikirjoissa lomittumisen pitäisi ehdottomasti olla mukana. Luonteva reitti lomittumisen opetukseen etenee käsittelemällä pienen intensiteetin kaksoisrakokoe perusteellisesti ja pohtimalla sen tulosten merkitystä fysiikan ontologian kannalta. Lomittumisen käsitteen kvalitatiivinen ymmärtäminen olisi tärkeää myös siksi, että sillä odotetaan jo muutaman vuoden sisällä olevan hyvin merkittäviä käytännön sovelluksia (kvanttitietokoneet, suprajohtavuus, jne.). Ihmisen suoran havaintomaailman mukaan todellisuus on lokaalia, hiukkaset ovat lokaaleja ja erillisiä. Lomittumiseen liittyvä todellisuus on kuitenkin täysin ei-lokaalia. Kvanttifysiikan ja lomittumisen ontologia tuntuu siis arkijärjen vastaiselta ja siksi sitä voi olla vaikea hyväksyä. Tällöin tulee muistaa, että lomittuminen on kokeellisesti todistettu. Fysiikassa jokainen koe on kysymys luonnolle. Jos ihmisen oman, hyvin rajallisen, havaintomaailman käsitteistö ei riitä selittämään ja ymmärtämään luonnon antamia vastauksia, niin ei se ole luonnon vika!
  • Ropponen, Aino (2017)
    This thesis offers views on the resident interests and participation in energy refurbishment processes by qualitatively analysing nine thematic resident interviews. Urban areas and buildings largely contribute to energy consumption and carbon emissions. The ageing building stock across Europe offers a window of opportunity for large scale energy refurbishments. Urban sustainability and participatory planning, the framework theories of this thesis, are both threaded by the lack of social focus, reflected in the lack of residential focus in housing refurbishments. Residents’ main interests include economic reasoning, quality of life, and energy and environment. Economic reasoning includes concern of costs, interest in energy bill savings and stable living costs, and property value increase, indicating a rising market demand. Quality of life includes building condition, comfort, visual aspects, ease of maintenance, interest in technology, and preference on either shared or private systems. Environmental motivations vary and seem to correlate with one’s faith in the effect of individuals and communities in solving climate issues. Good process practices facilitating trust include: activation of different information channels when refurbishments are approaching, personal and technical planning support, and a strong house strategy communicating residents the justifications and their areas of interest. Neighbourhood examples motivate residents and help them plan their own projects. As refurbishments make residents more proudly develop their houses and neighbourhoods, resident ambassadors can be used to replicate the experiences. Sharing and networking are already in place, but lack of promoting the sense of community may hinder such development. Existing co-planning reflects residents’ strong position as stakeholders. Differences in participation power are found between housing cooperative boards and other residents. The boards dominate planning, justifying it with technical expertise and the difficulty of including everyone. This is accepted if an open communication culture is on place, as house meetings offer other residents a place to get informed and participate in decision making. The idea of including residents into planning is emerging. Participation benefits include residents offering good ideas, gaining knowledge, and achieving a stronger sense of community. Information and inclusion make residents more engaged to the development, speeding up decision making. A process model for participatory refurbishments is presented. Apart from the resident drivers active in house and neighbourhood levels, four challenging resident groups are identified: the unsocial, the objectors, the uninformed, and the unheard. Resident segmentation offers a good tool for identifying motivators to engage residents, as well as identify their needs as project participants.
  • Ruonala, Henna-Riikka (2017)
    A systematic literature review was conducted to examine the usage of agile methods in game development. A total of 23 articles were found which were analysed with the help of concept matrices. The results indicate that agile methods are used to varying degrees in game development. Agile methods lead to improved quality of games through a prototyping, playtesting, and feedback loop. Communication and ability of the team to take responsibility are also enhanced. Challenges arise from multidisciplinary teams, management issues, lack of training in agile methods, and quality of code.
  • Jutila, Arttu (2017)
    Studying and modelling the snow distribution processes is important because snow influences the ground, flora, and fauna by affecting among other things the energy balance both in large and small scales and the near-surface atmospheric conditions due to its highly reflective and insulating properties. The aim of the study was to use the spatially distributed high-resolution snow-evolution modelling system SnowModel to simulate the snow conditions in winter 2015-2016 in the Saariselkä region in Northern Finland and assess the model's performance. SnowModel has not been used to study a domain in Finland before, and the model gives information about variables that are hardly measured in Finland, such as snow sublimation. The simulations were first run without snow water equivalent assimilation and then assimilating the available snow water equivalent (SWE) observations. The simulation results show that in the default mode the model needs assimilation and SWE observations, preferably more frequent observations towards the spring, to produce physically sensible results. The domain averaged simulated end-of-winter maximum SWE value of 220 mm was reached on 21 April 2016. The simulated SWE patterns match with known elevation and vegetation dependencies. Timing of the first snow, the beginning of the snow season and the end-of-winter SWE are simulated well, whereas the melt and the snowfree date depend on the amount of snow. The assimilation run suggests that the needed summed precipitation is as much as 18 % larger than the observed increasing towards the northeast. Similarly, the simulated summed melt reaches locally up to 70 % larger values compared to the non-assimilation run. Blowing-snow sublimation takes place in open areas and its simulated summed value is up to 27 mm. Simulated static-surface sublimation varies between 4-22 mm. The simulated sublimation from the canopy-intercepted snow peaks at 110 mm. Up to 16 % of the precipitation is returned to the atmosphere by sublimation. The simulation results could be improved by utilizing more detailed data of the study domain and modifying the hard-coded variables to suit the surroundings, which could in turn decrease the need for assimilating SWE observations.
  • Ojala, Frans (2017)
    The number of mobile Internet users has skyrocketed and with the advent of the Internet of things we are reaching the limits of the current telecommunications standard 4G. The improvements and goals set for the next standard, 5G, are not trivial and research is in progress to reach them. Improvements across all involved technology fields is needed. In this thesis we present a novel mobile network architecture—coreless mobile networks— and develop state management concepts, which we base on the analysis of the current 4G/LTE architecture. The coreless mobile network focuses on the redesign of the state management in mobile networks, more precisely, removal of state from 4G core network entities into an eternal ubiquitous data store. The architecture follows trends in current research, particularly network function virtualisation, software defined networking and mobile edge computing. The new network architecture requires a data storage solution that is capable of func- tioning as the state store in the mobile network environment. Thus, we present an overview of promising data stores and evaluate their suitability. Further in this thesis we present the results of benchmarking the Apache Geode data store, as an example of a state management solution that could be leveraged in realising the coreless mobile network architecture. We discovered that the Apache Geode data store is, depending on configuration, capable of delivering the data model, consistency, high availability, scaling, throughput and latency that are required in our proposed architecture. ACM Computing Classification System (CCS): • Information systems~Distributed storage • Information systems~Hierarchical storage management • Networks~Middle boxes / network appliances • Networks~Mobile networks
  • Niemistö, Katja (2017)
    Tämän tutkielman tarkoituksena on tutustua täydellisiin lukuihin ja niiden ominaisuuksiin. Täydellisiin lukuihin liittyy matematiikan avoimia ongelmia, kuten parittomien täydellisten lukujen olemassaolo tai parillisten täydellisten lukujen lukumäärä. Tutkielmassa ensin määritellään sigmafunktio luvun positiivisten tekijöiden summaksi. Lisäksi osoitetaan sigmafunktion multiplikatiivisuus, jonka avulla saadaan kaava sigmafunktion arvon laskemiseksi, kun tunnetaan luvun alkutekijähajotelma. Tämän jälkeen osoitetaan sigmafunktion arvon suuruuteen liittyviä tuloksia. Kolmannessa luvussa täydelliset luvut määritellään sigmafunktion avulla. Luku on täydellinen, jos sen sigmafunktion arvo on yhtä suuri kuin kaksi kertaa luku itse eli toisin sanoen luku on täydellinen, jos sen positiivisten tekijöiden summa on kaksi kertaa luku itse. Tämän voi myös muotoilla toisella tavalla: luku on täydellinen, jos se on itseään pienempien positiivisten tekijöidensä summa. Esimerkiksi luku kuusi on täydellinen, sillä 6=1+2+3, jossa luvut 1, 2 ja 3 ovat luvun kuusi itseään pienemmät positiiviset tekijät. Kolmannessa luvussa osoitetaan myös esimerkiksi, että täydellisten lukujen tekijöiden käänteislukujen summa on kaksi. Neljännessä luvussa käsitellään erikseen parillisia täydellisiä lukuja. Luvussa osoitetaan Eukleides-Euler-teoreema, jonka mukaan luku on täydellinen, jos ja vain jos se on muotoa 2^(p-1) (2^p-1), jossa 2^p-1 on alkuluku. Tämän jälkeen osoitetaan parillisten täydellisten lukujen ominaisuuksia liittyen niiden esittämiseen summana, kuten että jokainen parillinen täydellinen luku voidaan esittää summana 1+2+..+(2^p-1). Lisäksi osoitetaan parillisten täydellisten lukujen kongruenssiominaisuuksia, kuten että jokainen parillinen täydellinen luku loppuu numeroon 6 tai 8. Tutkielman viidennessä luvussa käsitellään erikseen parittomia täydellisiä lukuja. Ensin osoitetaan, että jokaisen parittoman täydellisen luvun alkutekijähajotelmassa on täsmälleen yksi alkutekijä, jonka eksponentti on pariton. Luvussa osoitetaan, että sekä alkutekijä, jonka eksponentti on pariton, että kyseinen eksponentti ovat kongruentteja luvun yksi kanssa modulo neljä. Tämän jälkeen osoitetaan Touchardin teoreema, jonka mukaan jokainen pariton täydellinen luku on joko kongruentti luvun yksi kanssa modulo 12 tai kongruentti luvun yhdeksän kanssa modulo 36. Touchardin teoreemaa myös hieman tarkennetaan. Touchardin teoreeman avulla osoitetaan, että jokainen täydellinen luku, joka on jonkin kokonaisluvun kuutio, on pariton ja jaollinen kolmella. Tutkielman viimeisessä luvussa määritellään runsausfunktio ja luvun runsaus. Näin täydelliset luvut ovat vain yksi esimerkki runsaudesta: täydelliset luvut ovat lukuja, joiden runsaus on kaksi. Luvussa osoitetaan useita runsausfunktion ominaisuuksia, kuten runsausfunktion multiplikatiivisuus. Näiden ominaisuuksien avulla osoitetaan esimerkiksi, että luku 3^2 7^2 〖11〗^2 〖13〗^2 m ei ole täydellinen millään kokonaisluvulla m.
  • Suorsa, Matti, Valtteri (2017)
    In Finland, the spent nuclear fuel will be deposited at a depth of 400 m in the granitic bedrock. The disposal is based on KBS-3 concept, which relies on the multi-barrier principle, where different successive barriers prevent the migration of radionuclides to biosphere. The spent nuclear fuel is placed in the disposal tunnels in copper-iron canisters, which are surrounded by bentonite clay to insulate them from the groundwater flow and protect from the movements of the bedrock. Bentonite clay consists mainly of montmorillonite, which like the other aluminosilicates are known to retain radionuclides thus, contributing to the retention or immobilization of them. Besides the contribution to the multi-barrier system, the bentonite buffer is assumed to be a potential source of colloids due to the erosion of bentonite in certain conditions. Colloids in the context of radionuclide migration are nanoparticles in the size range from 1 to 1000 nm that remain suspended in water. The montmorillonite colloids could potentially act as carriers for otherwise immobile radionuclides like transuranium elements in the case of canister failure. Especially, 241Am is an important radionuclide regarding the long-term safety of the final disposal as after a few hundred years 241Am and its mother 241Pu contribute most to the radiotoxicity of the spent nuclear fuel. The relevance of the colloids to the long-term performance is depending on several factors like colloid stability, mobility and their interaction with radionuclides. The colloid stability is depending on the groundwater conditions like ionic strength and pH. In low salinity groundwaters, the montmorillonite colloids have been shown to be stable. On the other hand, the collective processes of the rock matrix, bentonite colloids and radionuclides have to be investigated to assess the long-term performance of the multi-barrier system. It requires the combination of the different scale experiments from the simple laboratory experiments to large, natural scale in-situ experiments to understand the complex processes affecting the colloid-facilitated radionuclide migration. The large-scale laboratory experiments conducted with granite blocks offer an intermediate between the two extremes having a more natural system than the former and a better controllability than the latter. In this study, the radionuclide migration was studied in different scale laboratory experiments. The colloid-facilitated transport of Eu was studied with a block-scale experiment using a granite block with a natural water conducting fracture. The suitability of the block was assessed by conducting several experiments using different non-sorbing and sorbing tracer and montmorillonite colloids separated from synthetic Ni-labeled montmorillonite and Nanocor PGN Montmorillonite (98 %). Laser-induced breakdown detection (LIBD), photon correlation spectroscopy (PCS) and ICP-/MP-OES were utilized in colloid detection. Supportive batch experiments were conducted to study the colloid stability in different ground waters and the interaction between the granite, different montmorillonite colloids and Eu, an analog to Am. Good reproducibility was obtained with non-sorbing tracers. The breakthrough of the radioactive 3H, 36Cl and fluoresceine and Amino-G dyes showed similar behavior. On the other hand, no breakthrough of montmorillonite colloids or 152Eu occurred. Based on the literature review, the low flow rates used could be the reason for this. Low flow rate (50 μl/min) could affect the colloid mobility strongly which could explain that Eu retained in the fracture. More experiments with higher flow velocities would be required. Different montmorillonite materials showed similar but not exact the same sorption behavior of Eu. The fraction of Eu attached to colloids decreased during the experiments and correspondingly the fraction attached to the granite increased. At the same time, colloids remained stable during the expertiments. This indicates that desorption of Eu from the colloids is taking place in the presence of granite. Also, the effect of different water composition on the stability of colloids was clearly seen on the preparation of colloid suspensions in different water simulants. Even a small increse in the ionic strength of the solution made the especially Ni-montmorillonite colloids instable.
  • Halonen, Julia (2017)
    Suomesta halutaan tiedekasvatuksen kärkimaa vuonna 2020. Tiedekasvatuksella tarkoitetaan tiedeosaamisen eli tiedekoulutuksen avulla hankitun tiedollisen ja taidollisen perusosaamisen vahvistamista. (OKM, 2014) Non-formaalilla tiedekasvatuksella tarkoitetaan koulun ulkopuolella tapahtuvaa tavoitteellista oppimista, jota eivät kuitenkaan ohjaa viralliset oppimistavoitteet. Non-formaalien oppimisympäristöjen (esim. tiedeleirien) hyödyntämisen on aiemmissa tutkimuksissa todettu lisäävän motivaatiota ja kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan. Tässä tutkimuksessa on analysoitu tiedeleireillä tapahtuvan non-formaalin tiedekasvatuksen relevanssia sekä lasten että perheiden näkökulmista, jota ei ole tutkittu aikaisemmin. Relevanttiuden analysoinnissa on käytetty Stuckeyn, Hofsteinin, Mamlok-Naamanin & Eilksin vuonna 2013 kehittämää relevanssiteoriaa, jossa relevanssi esitetään kolmessa tasossa eri näkökulmista. Relevanssiteorian mukaan opetuksen tulisi olla relevanttia sekä henkilökohtaisella, yhteiskunnallisella että ammatillisella tasolla. Opetuksen tulisi myös olla relevanttia oppijalle niin nykyhetkessä kuin tulevaisuudessa sekä sisäisesti että ulkoisesti. Tämän tutkimuksen päämääränä oli selvittää, miten relevanssin eri tasot (Stuckey et al., 2013) lasten ja perheiden mielestä ilmenevät tiedeleireillä, ja kohtaavatko lasten ja perheiden näkemykset niistä. Tutkimuskohteena olivat Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen vuosina 2015 ja 2016 järjestämille 46 tiedeleireille osallistuneet yli 900 alakouluikäistä lasta ja osa heidän huoltajistaan (N=124). Tutkimuksessa tarkasteltiin lasten aiemman kiinnostuksen sekä sukupuolen vaikutusta relevanssiin kemian tiedeleirien osalta, joille osallistui yhteensä 109 lasta. Tutkimusmenetelminä käytettiin sekä kyselylomaketutkimusta että teemahaastattelua. Kyselylomakkeen avoimet kysymykset analysoitiin teoriaohjaavan sisällönanalyysin avulla. Strukturoituja kysymyksiä käsiteltiin sekä laadullisena että määrällisenä aineistona. Korrelaatiota aiemman kiinnostuksen ja tiedeleirien relevanssin välillä havainnollistettiin Spearmanin korrelaatiokertoimen avulla. Tutkimuksen luotettavuutta tarkasteltiin tutkimuksen ulkoisen ja sisäisen validiteetin avulla. Kyselytutkimuksen tulokset osoittavat, että tiedeleireillä tapahtunut non-formaali tiedekasvatus on sekä lasten että perheiden näkökulmasta relevanttia lähinnä henkilökohtaisen relevanssin tasolla korostaen nykyistä ja sisäistä relevanssia. Leirien teemoihin liittyvät tehtävät, esimerkiksi kemian leireillä kokeellista työskentelyä laboratoriossa sekä tiedeleirillä saadut kaverit olivat lapsille kaikista relevanteinta. Kemian tiedeleirit olivat henkilökohtaisesti relevanteimpia niille lapsille, joilla aikaisempi kiinnostus kemiaa kohtaan oli vähäisempää. Pojat ovat tyttöjä varmempia omista kiinnostuksen kohteistaan henkilökohtaisen relevanssin tasolla. Yhteiskunnallisen relevanssin tasolla pojat taas keskittyvät tyttöjä enemmän nykyhetken relevanssiin, kun tytöt huomioivat myös tulevaisuuden. Yhteiskunnallisen ja ammatillisen relevanssin tasot näkyivät vain vähän kyselytutkimuksessa. Teemahaastattelujen perusteella leirejä pidettiin kuitenkin relevanttina kaikilla relevanssiteorian mukaisilla relevanssin tasoilla. Leiriläiset olivat vanhempiaan enemmän sitä mieltä, että he oppivat leirillä yhteiskunnallisen relevanssin mukaisesti toimimaan yhteistyössä muiden kanssa. Samoin leiriläiset myös uskoivat vanhempiaan enemmän ammatillisen relevanssin mukaisesti ehkä oppineensa leirillä jotain sellaista, joka auttaa heitä tulevaisuudessa pääsemään haluamaansa työhön. Non-formaalia tiedekasvatusta tutkitaan, jotta sitä voitaisiin kehittää yhä paremmin oppijoita tukevaksi. Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää non-formaalin tiedekasvatuksen, erityisesti tiedeleirien kehittämisessä ja jatkotutkimuksessa.
  • Malinen, Ninna (2017)
    Land use changes occur everywhere. Land use changes, such as forest degradation, effect on a global level. They have an influence for example to climate change, water circulation and erosion. However, they affect also on a local level and can have an impact to the everyday lives of local communities. Examining land use changes is important, because it brings more knowledge about changing areas, and how to deal with the changes. Local level examination is important when analysing land use changes, as local level actions help to understand large-scale phenomena as well. Understanding of land use changes can aid policymakers, who are responsible for making decisions about land use management. Land use changes are evident also in Sri Lanka. During the past few centuries, the country has undergone considerable forest loss. The loss of forest has affected to the land management of the country, since strict nature protection procedures have been put in place. In practise, this has meant strict forest conservation policies and forest demarcations in many areas. The strict forest protection has been a successful solution in terms of biodiversity conservation. At times the conservation procedures have been so restrictive that they have affected negatively to the life styles and livelihoods of local communities, who are dependent on the forest resources. This thesis examines the changes in land use in Welioya village, in central Sri Lanka. The village is located in the proximity of a demarcated Bogahapalassa Natural Forest, which has worked as a source of livelihoods for the villagers. This study examines, how the land use and land management has developed in the area. It views also, which kind of governmental actions have been implemented in the area to increase crop productivity. Moreover, it will consider the impacts of the strict conservation procedures to the local communities. It will also present alternative solutions that aim to include locals in the forest conservation. One of these procedures is called community participation. The land use changes are analysed with classifying satellite data by visual interpretation method. With the method, two land use maps are created for two different years, 2003 and 2015. After satellite image classification, the land use changes are quantified with landscape pattern analysis to discover, whether there is change in the landscape. Moreover, patchiness, fragmentation and other features of landscape pattern are assessed. Based on the results it is discovered that the area has gone through significant change. Due to the governmental projects, the area of home gardens has increased and traditional cultivation practises have decreased. The conservation of the Bogahapalassa Natural Forest has had a reviving effect, as the area of the forest has increased and open areas inside the forest have decreased. The government aims at protecting the forest in the future, but their focus is mostly in the biodiversity conservation, and not so much in the subsistence or livelihoods of the locals. This creates challenges in the area, and this remains a concern among the villagers.