Biomassa-atlas. Biomassojen kestävän käytön työväline. Esiselvityksen loppuraportti.

Esiselvityshankkeen tavoitteena oli selvittää tarve ja sisällöt valtakunnalliselle paikkatietokannalle, joka kokoaisi yhteen keskeiset biomassatietovarannot. Jo lähtöajatuksena oli, että tietokantoihin tulisi päästä käsiksi kartta- ja selainpohjaisen käyttöliittymän kautta. Tavoiteltu työkalu nimettiin Biomassa-atlakseksi. Tämän raportin päätulos on suunnitelma siitä, millaisena ja miten biomassatiedot kokoava karttakäyttöliittymä eli Biomassa-atlas tulisi toteuttaa. Hankkeen aikana toteutettiin internetissä laaja käyttäjäkysely ja lisäksi haastateltiin biomassatiedon käyttäjiä hallinnosta toiminnan tasolle. Biomassatiedolle on selvä tarve, sillä kaikille biomassatiedoille olisi hyödyntäjiä, ja tiedonhankinta koetaan nykyisin vaativaksi. Kaksi kolmannesta vastaajista piti Biomassaatlaksen kaltaista sovellusta tärkeänä ja lähes kaikki vähintäänkin hyödyllisenä. Tärkeimpiä tiedolle esitettyjä vaatimuksia ovat tiedon ajantasaisuus ja luotettavuus. Maatalouden, metsätalouden ja vesistöjen biomassoja sekä turvetta koskevat merkittävimmät tietokannat ja tietoja keräävät sekä paikkatiedon jakelua kehittävät hankkeet kartoitettiin. Valtakunnallisia biomassatietokantoja on valmiina metsäbiomassoista, jätteistä ja lannasta. Soiden turvevarantoja on kartoitettu laajasti Etelä-Suomessa. Pellot ja viljelykasvit rekisteröidään vuosittain, ja niistä on mahdollista laskea vuosittaiset biomassatiedot. Vesistöbiomassoja kuten järviruokoa ja kaloja koskeva tiedonkeruu on kehittymässä ja niitä koskevia biomassapaikkatietoja voidaan odottaa saatavaksi lähivuosina. Useimmat tiedot biomassoista on mahdollista esittää avoimesti. Tarkkojen sijaintitietojen avoimuutta rajoittaa lähinnä henkilötietolaki. Biomassa-aineistojen lisäksi hankkeessa kartoitettiin aineistoja ja työkaluja, jotka auttavat arvioimaan biomassojen korjuun ja käytön vaikutuksia. Hankkeessa tehtiin suunnitelma tietokannan ja käyttöliittymän toteuttamiseksi. Suunnitelma sisältää tekniset määrittelyt ja ehdotuksia yhteistyömallista, jonka puitteissa järjestelmää voidaan kehittää. Järjestelmä on mahdollista toteuttaa avoimella tai kaupallisella lähdekoodilla. Tekniikan valintaa voidaan tarkentaa hankintaneuvotteluissa ohjelmistotoimittajien kanssa. Biomassa-atlas-tietojärjestelmän ylläpito edellyttää aineistojen säännöllistä päivittämistä ja järjestelmän versiopäivityksistä ja tietoturvasta huolehtimista. Ylläpitoon tulee varata jatkuva ulkopuolinen rahoitus ja riittävä osaaminen. Biomassa-atlaksesta on mahdollista tulla biotalousstrategian toteuttamisen merkittävin yksittäinen työkalu. Jotta strategiaa voitaisiin edistää parhaalla mahdollisella tavalla, tulisi Biomassa-atlaksen huomioida myös eri biomassojen hyödyntämisen vaikutukset ympäristöön, talouteen ja sosiaaliseen kestävyyteen.The main objective of the project was to study the need and content for a GIS-database and application which would assemble essential national databases of biomass. From the very beginning, it was recognized that databases should be accessible via the Internet and by map-based user interface. The tool was named Biomass Atlas. The main result of this report is the plan to realize Biomass Atlas: how the web-based user interface utilizing refined biomass data should be put into practice. Users of biomass data were interviewed in personal meetings as well as via an Internet survey during the project. Users were recognized widely from the administrative to the operational level. There is an explicit need for biomass data of every biomass type. The acquisition of data is considered to be demanding. Two-thirds of respondents viewed the Biomass Atlas-like application as important, and almost all viewed it as at least useful. The most important demands for the data were reliability and up-to-date status. The most important biomass databases or methods to develop them with regard to biomass from agriculture, forestry and watersheds as well as peat were examined, as well as other related projects enhancing GIS data distribution. There are nationwide databases ready for forest biomass, waste and manure. Peat from wetlands is mapped widely in Southern Finland. Fields and crops are registered annually, which makes it possible to count the yearly biomass data. Data acquisition of biomass from watersheds such as common reed and fish is going to proceed in the years to come, and we can therefore expect to obtain GIS data from them. It is possible to open most of the biomass data covered in this study. Pointing out precise location information in high resolution is restricted by the Finnish personal data act. In addition to biomass data, data and tools helping to evaluate impacts of biomass harvest and use were mapped within the project. The plan was made to develop the database and user interface. The plan consists of technical definitions and suggestions towards a cooperative model which can be used for system development. The system is possible to implement in either an open or closed manner, i.e. using a commercial source code. The choice of technology can be defined during the procurement-based negotiations with software companies. Maintenance of the Biomass Atlas system requires regular updates of the data and system versions and ensuring information security. Continuous external funding and sufficient know-how are needed to secure these requirements. It is possible that Biomass Atlas shall become the most significant single tool for implementing the Finnish bioeconomy strategy. In order to enhance the strategy in the best possible way, Biomass Atlas should also take into account impacts to the environment, economy and social sustainability caused by the utilization of various biomass type

Lineaarisen hiukkastörmäyttimen ulkoisen tuennan ja kohdistamisen määrittely

Tässä työssä kehitetään tuotespesifikaatio lineaarisen hiukkaskiihdyttimen tuenta- ja asemointijärjestelmille. Kansainvälisessä Compact Linear Collider -projektissa CERN:ssä pyritään osoittamaan energialtaan usean teraelektronivoltin hiukkastörmäyttimen soveltuvuus ja toteutettavuus ennen vuotta 2010. Kiihdyttimen tarkimmat komponentit tulisi alustavasti asemoida 14 µm tarkkuudella (l #sigma# ). Lisäksi, osalle komponenteista tarvitaan värähtelyjen stabilointi 1 nm tasolle. Tässä työssä pyritään kehittämään konseptitason linjaukset kiihdyttimen tuennalle ja asemoinnille. Työhön sisältyy aluksi taustojen kartoitus, asemoinnin tavoitteiden asettelu ja yleiskatsaus suunnitteluteorioihin, -metodologioihin ja menetelmiin. Tältä pohjalta kehitettiin tuotespesifikaatio valitun menetelmän (Pahl & Beitz) mukaisesti, mikä sisältää vaatimuslistan ja tuennan layoutin. Kehitetyn tuennan komponenteille laskettiin toleranssit. Kiihdytin jaettiin moduuleihin, jotka kootaan maan pinnalla tunneliin kuljetusta ja viimeistä kokoonpanoa varten. Saavutetut toleranssit olivat tiukkoja, usein mikrometrien suuruusluokkaa. Lisäksi, komponenttien suuri lukumäärä toi haasteita mukanaan. Tätä työtä voi kuitenkin käyttää jatkossa perustana kiihdyttimen kehitykselle ja yksityiskohtaisemmalle suunnittelulle

Design Specification for Supporting and Alignment systems of a Linear Particle Collider

This thesis describes a design specification for supporting and alignment systems of a linear particle collider. The Compact linear collider study at the European organization for nuclear research carried out by international collaborations aims at showing the feasibility of a multi TeV electron - positron linear collider with an acceleration gradient of 100 MV/m before year 2010. The accelerator units should be aligned within 14 μm at 1σ Furthermore, accelerator requires stabilization to nanometer level above four Hz for some components. This work aims at setting the baseline for the mechanical design of the complete supporting and alignment systems of the accelerator. The work consist of the background to the project,definition of the demanded requirements and an overview to theories, methodologies and methods of design. Following the selected method of Pahl & Beitz, a design specification was made including both a requirement list and a schematic layout for the supporting and alignment systems. The preliminary tolerance budgets were calculated for the obtained supporting structures. The accelerator was divided in modules, which should be assembled on the surface and afterwards transported into tunnel for final installation. The obtained tolerances were challenging,being often micron level requirements. Furthermore, a large number of structures constitute a challenge as well. However, this work can be used as a baseline and a platform for the future research and system design

Studies on the thermo-mechanical behavior of the clic two-beam module

To fulfil the mechanical requirements set by the luminosity goals of the CLIC collider, currently under study, the 2-m two-beam modules, the shortest repetitive elements in the main linac, have to be controlled at micrometer level. At the same time these modules are exposed to variable high power dissipation while the accelerator is ramped up to nominal power as well as when the mode of CLIC operation is varied. This will result into inevitable temperature excursions driving mechanical distortions in and between different module components. A FEM model is essential to estimate and simulate the fundamental thermo-mechanical behaviour of the CLIC two-beam module to facilitate its design and development. In this paper, the fundamental thermal environments for the RF-components of the module are described. Also the thermal and structural results for the studied module configuration are presented showing the fundamental thermo-mechanical behaviour under the main CLIC collider operation conditions