K örnyezetfizikai laborat órium

1. Környezetfizikailaboratórium

2. Személyi erőforrás: a laboratórium kutatói

3. Néhány tudománymetriai adat a Web of Science nyomán • az elmúlt 10 évben (2002-2011) 81 Web of Science publikáció készült • ezekre 583 független hivatkozás született • azaz átlagosan 7.2 hivatkozás publikációnként • a laboratóriumban 3 kutató Hirsch-indexe >10 • utolsó 5 évben 6 tudományos díj

4. Milyen múltban megszerzett tudásból és infrastruktúrából táplálkozikaz SKL? Kísérleti kutatások • Környezetfizika, nukleáris méréstechnikai tapasztalatokból, röntgenspekroszkópia, szerkezetvizsgáló módszerek, tomográfia, aktivációs analitika • Sugárvédelem 50 éves kutatási múlt ebből szolgáltató tevékenység 1996-ben levált mint környezetvédelmi szolgálat Elméleti kutatások • Kis dózis • Tüdő modell • Rákkeletkezési modell • Környezetgazdasági számítások a villamos energia szektorra

5. Paksi környezetellenőrző rendszer Budapest airport levegőminőség mérőhálózata ÜH környezeti értékelésben az üzemanyagciklus alternatívák értékelése MEH megújuló energiastratégia bírálata ESS Hungary telephely előzetes értékelése ESS Scandinavia leszerelés ALLEGRO telephely kiválasztási szempontrendszer Legnagyobb ipari projektek

6. ErőforrásokEszközök Laboratóriumi háttér Röntgen-, γ- és α-spektroszkópia, fluoreszcens és abszorpciós tomográfia, besugárzó hely (reaktor, másodlagos standard gamma forrás, béta forrás, Po-210 alfa forrás gyártás a reaktorban besugárzott bizmutból), speciális részecskemérők (piaci és saját fejlesztés ), optikai mikroszkópia feladatorientált képfeldolgozó rendszerekkel He-3 alapú neutron spektrométer. speciális aeroszol monitorok (CPC, aethalometer, TEOM) További lehetőségek, FEG-(E)SEM + FIB, SR (DESY, ANKA,SOLEIL, SSL)

7. Léptető- motorok Mintaváltó szekunder targetos mérésekhez XYZφ mintaasztal Kamera Totálreflexiósfeltét Röntgenfluoreszcens spektrométer Röntgencső Röntgen-detektor • Sokoldalú készülék • szekunder targetos XRF • totálreflexiós XRF • mikro-XRFpontanalízis, vonalmenti és területi mérések, mikrotomográfia Kapilláris mikronyaláb előállításához polikapilláris minilencse (60 µm) egyszerű kapillárisok (30–100 µm)

8. Környezetfizikai vizsgálatok néhány példája • Márciusi vulkáni hamu repülési magasságban • Szmog események idején BC (korom) • Új projekt • RH hosszú T1/2 kation megkötésének mérése és modellezése agyagásványokon, makro- és mikroszkopikus módszerekkel • Kísérletek a svájci PSI-tel közösen • Cs(I), Co(II) [Ni(II)], Eu(III) [An(III)], Th(IV) [An(IV)], U(VI) • szorpció mechanizmusának kutatása hulladék elhelyezés biztonsági analíziséhez

9. Vizsgálati helyek (Mecsekérc, 1997)

10. Vizsgálati módszerek • Kombinált μ-XRF/XRD/EXAFS vizsgálat 20 μm-es felbontással (HASYLAB L nyalábcsatorna (Hamburg), • Kombinált μ-XRF/XRD vizsgálat 5 μm-es felbontással (ANKA FLUO nyalábcsatorna (Karlsruhe), • μ-XRF térképezés: elemkorreláció vizsgálat mikro skálán, • μ-XRD mérések kiválasztott pontokon a korrelációs vizsgálat kiegészítéséhez, • μ-EXAFS a BAF minta ásvány fáziasinak megkötési mechanizmusának megismerésére

11. μ-XRF eredmények szorbeált A vizsgált elemek karakterisztikus röntgen intenzitásainak eloszlás diagramjai (HASYLAB, L nyalábcsatorna)

12. Pozitív mátrix faktorizáció Faktor profilok Faktorok eloszlástérképe

13. Pozitív mátrix faktorizáció ib4_540c K Ca Mn Fe Ni Rb Sr ib4cr1 Rtg-elemtérképek (HASYLAB, L nyaláb,1x1 mm2, 20 µm lépésköz F1 F2 F3 F4 PMF faktorok eloszlástérképei

14. 500 400 300 Ni-Ka intensity (cps) 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Illite (%) μ-XRF eredmények

15. TEM eredmények A vizsgálatokat Pekker Péterés Dódony István végezték a Bay Zoltán Nanotechnológiai Kutatóintézetben. Delta-11 Ib-4 (510 m)

16. Sugárvédelmi kutatások • ESS target kiválasztásának környezeti szempontjai • Target hulladékosztályának meghatározása, target opciók • Jelenlegi opció szilárd target (W) He hűtéssel (5-8 évig) • FallbackPbBi • Biológiai vedelem optimálásához talajvizsgálat

17. SUGÁRBIOLÓGIA ÉS SUGÁRVÉD. ALAPKÉRDÉSE: az ionizáló sugárzás kis dózisainak biológiai hatása érvényes-e az LNT hipotézis? Miért numerikus modellezés? •emberen kísérletezni → etikai gondok •extrapoláció állatkísérletekből → nehézségekkel jár •extrapoláció in vitro tanulmányokból → nehézségekkel jár •a biológiai rendszer & a rák kialakulása meglehetősen bonyolult Miért radon? •legnagyobb adatbázis •népesség sugárterhelésének több mint fele a Rn-tól származik •dohányzás után a 2. tüdőrák ok. tény. (EPA), népesség ~1%-a † • Magyarország a tüdőrák statisztika élén jár • Rn → alfa-bomló, lokális erős hatás → „könnyű” modellezni

18. A biológiai hatás valószínűsége Biztos (100%) epidemiológia patológia ? Dózis (mSv) 100 1000 Kollektív tulajdonság Egyéni tulajdonság ?

19. A B A radonterhelés modellezése Sugárterhelés fizikai modell Biokinetikai és mikrodozimetriai modell: légúti geometria,  levegőáramlás,  részecske depozíció,  tisztulás,  α-nyomok,  hámszövet: sejtmagok és sejtek, α-találatok,  dóziseloszlások Sejtszintű terhelés biofizikai modell Mechanisztikusbiofizikai és tüdőrákkockázati modell:  egység-úthossz modell, (sejthalál, transzformáció)  jelzés-válasz modell (bystander), (sejthalál, transzformáció)  inicializáció-promóció modell, (sejthalál, transzformáció,rákkockázat)  szövet szintű modellezés …. Cél: Rákfejlődés elemzése Kockázat LNT hipotézis analízise

20. 1 nm h= 13 % h= 17,9 % h= 12.2 % 1 mm h= 0.9 % h= 0.8 % h= 1.9 % SZÁMÍTÓGÉPES LÉGÚTI DEPOZÍCIÓS MODELLEK Numerikus módszer Alkalmazás • Tracheobronchiális kiülepedés

21. Sejttranszformáció valószínűség közvetlen hatás Sejttranszformáció valószínűség közvetlen és bystander hatás közvetlen hatás átlagos sejttranszf. valószínűség idő (h) közvetlen és bystander hatás átlagos sejttranszf. valószínűség idő (h) 12,3 óra 12,3 óra közvetlen és bysander hatás idő (h)

22.  az ionizáló sugárzás sejtszintű hatásai - sok ismeret a válaszokról (DNS, fehérjék, sejten belüli kölcsönhatások) - nem természetes környezetben is megfigyelhetőek kölcsönhatások a sejtek között  a szövetben a kölcsönhatások még fontosabbak  közelebb vagyunk a szervezetszinthez is  fontos kérdés: hogyan manifesztálódnak a sejtszintű hatások szövetszinten? Az ionizáló sugárzás mutagén hatásának szövetszintű modellezése

23.  a szövetszintű modellezés szükséges  sejtciklus-rövidülés hatása: a nem érzékeny sejtek dozimetriája is lényeges  egyfajta szomszédhatás: nagy dózisoknál is jelentős A sejtpusztulás szerepe a mutációk kialakulásában

24. Tervek A környezeti radonterhelés sejtszintű eloszlásának modellezése:  a centrális légúti nyák tisztulás lokális sebességeloszlásának leírása (CFD modell)  a kiülepedésből és a tisztulásból származó egyensúlyi terheléseloszlás meghatározása a nagy bronchiális légutakban A biológiai hatás szövetszintű modellezés:  a mutáció kialakulását leíró modell alkalmazása a vérképző rendszerre  a radon leányelemek mutáns sejtpopulációra gyakorolt hatásának vizsgálata a bronchiális légutak esetén  az LNT hipotézis elemzése az eredményeink fényében

25. Nagyvárosi légszennyezés forrásmegoszlásának pontosítása, szmog epizódok hatásának csökkentése Alternatív energia szcenáriók komplex értékelése MCDA módszerrel Radioaktív hulladék elhelyezés környezeti értékelésére alkalmas hazai referencia laboratórium megalapozása, mikro és makro kísérleti feltételek biztosítása CFD alkalmazhatósága a megújuló energia technológiákban Tervek II