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 radioanalytiky, Skupina radiofarmaceutické chemie, Skupina migrace radionuklidů a toxických látek v životním prostředí a Skupina radiační chemie).

Radiochemické laboratoře

V 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, v 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 záření, 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 a 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).