Laboratoře

Na Katedře jaderné chemie (Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT) je využíváno široké spektrum přístrojů a laboratorního vybavení, rozdělené do 10 laboratoří. Laboratoře jsou využívány 4 výzkumnými skupinami (Skupina separace a radioanalytikySkupina radiofarmaceutické chemieSkupina migrace radionuklidů a toxických látek v životním prostředí a Skupina radiační chemie).

Radiochemické laboratoře

Komplexu radiochemických laboratoří je možné nalézt laboratoře II. kategorie s radiochemickými digestořemi, sadou měřičů kontaminace (Contamat, FHT-60LLX se šatní sondou, FH-40 s ruční alfa sondou), vakuovou sušárnu Vacucell, lyofilizátor, vybavení pro separační a analytickou radiochemii (peristalické pumpy, třepačky, titrátor, pHmetry, analytické váhy). Tato laboratoř slouží jako zázemí pro práci v Radiometrické laboratoři, Laboratoři radiofarmak a značených sloučenin a na Pracovišti studia migrace a speciace radionuklidů.

Laboratoř radiochemického praktika

Laboratoř radiochemického praktika  spadající pod správu Skupiny separace a radioanalytiky je vybavené radiochemickou digestoří, stíněnou skříní pro zásobní roztoky radionuklidů, sadou měřičů kontaminace (VF měřič kontaminace ruce-nohy, Contamat), radiochromatografickým skenerem Canberra, jednokanálovými scintilačními a GM systémy, rukavicovým boxem, centrifugami, třepačkami, vortexy, varnými deskami, magnetickými míchačkami, vodní lázní, analytickými váhami apředvážkami, přenosným pH metrem, sušárnou EcoCel, termoreaktorem do 150°C, ponornými termostaty až do objemu 15 L, zdroji pro elektroforézu a elektrolýzu, pecí na 1000°C, neutronovým AmBe zdrojem, termostatovanou třepačkou 0-75°C s pasivním chlazením, spektrofotometrem Helios Ypsilon, mikrovlnný rozkladem, … Na tomto pracovišti probíhá Praktikum z detekce ionizujícího záření, Praktikum z instrumentálních metod, Praktikum z jaderné chemie, Praktikum z radioanalytických metod, Praktikum z radiochemické techniky a Praktikum ze separačních metod.

Laboratoř bioradiační chemie

Na Pracovišti bioradiační chemie patřící rovněž Skupině radiační chemie lze pracovat s laminárním boxem Aura Mini od firmy BioAir, autoklávem Tuttnauer 2540M s objemem komory 23 L, termostatem Lovibond ET 618 od firmy Liebherr, mikroskopem DN45 s přenosem obrazu na obrazovku od firmy Lambda Praha a orbitální třepačkou MS3 basics od firmy IKA. V současné době jsou zde studovány účinky extrémního ultrafialového laserového záření na modelové biomembrány a povrch živých buněk. Laboratoř slouží mj. pro Praktikum z radiačních metod v biologii a medicíně.

Laboratoř zdrojů záření

Další laboratoří je Laboratoř zdrojů ření, kde jsou k dispozici zdroje UV záření (UV výbojka o výkonu 120 W a UV lampy o výkonu 4×25 W s optickou lavicí), zdroj záření gamma Co-60 GammaCell, zdroj urychlených elektronů LINAC a poloprovozní aparatura pro ozařování kapalných prostředí urychlenými elektrony v průtokovém a cirkulačním režimu. Výzkum Skupiny radiační chemie je zde zaměřen zejména na využití nanotechnologií pro minimalizaci (nejen) radionuklidové kontaminace životního prostředí a netradiční syntézu a rozměrově závislé charakteristiky anorganických nanoscintilátorů. Kromě toho se studují možnosti radiolytického a fotolytického odstraňování toxických kovů z odpadních vod. Skupina radiační chemie na tomto pracovišti zajišťuje Praktikum z radiační chemie.

Laboratoř instrumentálních metod

Pracovištěm využívaným všemi výzkumnými skupinami KJCH je Laboratoř instrumentálních metod, v níž lze nalézt vedle standardního laboratorního vybavení (váhy, sušárny, třepačky, pH-metry, odstředivky, termostaty, autoklávy, …) i několik základních analytických přístrojů – AAS (atomová absorpční spektrometrie) Varian AA240FS a AA280Z, analyzátor rtuti AMA 254, UV-vis spektrometr – Varian Cary 100, automatický titrátor TIM 845, kapalinový chromatograf HPLC Watrex, plynový chromatograf CP-9002 s ECD detektory a FID, potenciostat/galvanostat/ZRA Reference 600 s rotační elektrodou, rtg. difraktometr, termoanalyzátor TGA, DTA, DSC Lasys Evo, vakuová pec Clasic 0415 VAK přístroj na stanovení velikosti měrných povrchů práškovitých materiálů. Součástí této laboratoře je rovněž dílna vybavená stolní frézou, stojanovou vrtačkou, stolním soustruhem a čelní bruskou.

Radiometrická laboratoř / Pracoviště studia migrace a speciace radionuklidů

Radiometrická laboratoř spravovaná Skupinou separace a radioanalytiky je vybavena spektrometrem záření gama s vysokým rozlišením (HPGe 20%, ORTEC 919, kapalný dusík, LowBCG), spektrometrem záření gama s vysokým rozlišením (HPGe 40%, DSpec Junior, chladicí agregát), spektrometrem záření gama nízkých energií s vysokým rozlišením (LeGe, kapalný dusík), spektrometrem záření gama se středním rozlišením s detektorem LaBr(Ce) s ponornou sondou do 10m, PoE, MCA, NaI(Tl) čítačovými systémy s SCA zapojením, spektrometrem záření alfa OCTETE (8-komůrkový systém s PIPS detektory), proporcionálním počítačem, kapalinovou scintilačníspektrometrií – 2x Triathler, 1x Hidex 300SL, rentgenfluorescenční pistolí XRF Niton, elektrodepozicí a teflonovou aparaturou pro alfaspetrometrii a Lucasovými komůrkami pro měření Rn. V této laboratoři spolu s Komplexem radiochemických laboratoří jsou v současnosti studovány separační metody v radiochemii (např. separace minoritních aktinoidů z vysokoaktivních odpadů pro jejich transmutaci -„Partitioning“, vývoj nových separačních materiálů, zejména pevných extrahentů a kompozitních měničů iontů, vývoj postupů přípravy prekurzorů pro pokročilá jaderná paliva, separace radionuklidů z provozních kapalných radioaktivních odpadů jaderně-energetických zařízení, dekontaminace půd) a radioanalytické metody se zaměřením na vývoj nových metod pro stanovení těžko měřitelných radionuklidů v radioaktivních odpadech nebo v životním prostředí, přípravu vzorků radionuklidů s dlouhým poločasem radioaktivní přeměny pro měření pomocí AMS (Accelerator Mass Spectrometry).

Laboratoř radiofarmaceutické chemie

Skupina radiofarmaceutické chemie vede Laboratoř radiofarmak a značených sloučenin a Laboratoř organické syntézy, kde kde jsou využívány aparatury pro značení organických sloučenin a přípravu radiofarmak. Mezi základní vybavení laboratoře patří radiochemické digestoře, laminární box AirCyt 150 a poloprovozní digestoř. V laboratořích je k dispozici základní laboratorní vybavení pro syntézy a zpracování organických látek jak v mikro tak makro měřítku (2.5 L dvouplášťový reaktor, 5.0 L dvouplášťový duplikátor s parním ohřevem, RVO s obehovým chlazením Buchi), kryostat Huber TC50E pro nízkoteplotní syntézy, vakuová linka s inertní větví, preparativní HPLC systém LKB s RI detektorem a sběračem frakcí (separace až 50 mg/1 loading). Laboratoře jsou vybaveny centrálními rozvody inertního plynu a vakuua (XDS 5).Zázemí obou laboratoří tvoří strukturně analytická část kde je k dispozici modulární analytický HPLC systém Watrex s autosamplerem s možností UV/VIS, RI, vodivostní a radiometrické detekce, propojený se SW Clarity, iontový chromatograf Dionex-100; infračervený spektrometr Nicolet iS50 FT-IR, jednostupňový LC-MS spektrometr Finnigan SSQ 7000 a hmotnostní spektrometr s vysokým rozlišením (HR-MS Thermo Scientific Exactive Plus Orbitrap Mass Spectrometer s HCD kolizní celou), navíc je smluvně zajištěn NMR servis na externím spolupracujícím pracovišti AV ČR. Laboratoř dále disponuje TLC skenerem (AR-2000) a ionizační komorou CRC-55tW. Hlavní činností laboratoří je vývoj a optimalizace syntéz nových značených sloučenin a potenciálních radiofarmak, aplikace izotopů v biologii a medicíně, kontrola výstupní kvality značených sloučenin a radiofarmak pomocí HPLC a GC, strukturní analýza MS (ESI/CID, APCI), IR (ESP, DRIFT, ATR), NMR (1H, 13C, 3H).

Laboratoř TRLFS

Laboratoří sloužící k experimentálnímu studiu speciace uranu a europia je Laboratoř TRLFS (časově rozlišená laserem indukovaná fluorescenční spektrometrie), vybudovaná roku 2006. V laboratoři lze nalézt Nd: YAG laserem čerpaný laditelný laserový systém VIBRANT™ 355 II, spektrograf MS257™, ICCD kameru ANDOR iStar a vlastní nástroje pro aplikaci faktorové analýzy na zpracovaní detekovaných časově rozlišených spekter. V laboratoři se střídají pracovníci Skupiny separace a radioanalytiky a Skupiny migrace radionuklidů a toxických látek v životním prostředí.

Zařízení se skládá z několika komponent:

  • Laditelný laser s optickým parametrickým oscilátorem OPO laser Vibrant 355 II, základní rozsah 410-2400 nm, čerpaný na 355 nm Nd:YAG pulsním laserem Brilliant (včetně zakomponovaných modulů SHG-532 nm a THG-355 nm). Samostatný výstup pro THG-355 nm a FHG-266 nm. Rozšíření do UV oblasti pomocí modulu UV 3 pro oblast 355-410 nm. Základní opakovací frekvence 10 Hz (měnitelná), délka výstupního laserového pulsu 6-8 ns podle spektrální oblasti.
  • Prostor pro uchycení kyvety se vzorkem, včetně optiky pro sběr signálu a fokusaci svazku na vzorek (Cuvette Holder Flash 200 + Temperature Controller TC 101, Quantum Northwest, Inc.).
  • Monochromátor/spektrograf MS257 LOT-Oriel se 4 mřížkami (150 l/mm 190-800 nm, blaze 300 nm; 300 l/mm 250-1150 nm, blaze 500 nm; 600 l/mm 280-1200 nm, blaze 500 nm; 1200 l/mm 280-1600 nm, blaze 500 nm), s mikrometricky stavitelnou štěrbinou (4 um-3 mm, výška až 15 mm) a vláknovým výstupem. Parametry systému – výstupní ohnisková vzdálenost 257,4 mm, rozlišení 0,1 nm, přesnost +/- 0,1 nm, opakovatelnost +/- 0,028 nm
  • Detekční část zahrnující ICCD (Intensified Charge Coupled Device) detekční hlavu Andor (DH720i-18F-03), A/D desku do PC, vyhodnocovací sw a adaptér pro připojení na spektrograf. ICCD obsahuje zesilovací prvek – image intensifier (fotokatoda, MCP (microchannel plate-zesílení), fosforová vrstva).
  • Příslušenství nezbytné pro provoz sestavy (zahrnuje optické prvky a řídící počítač).