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Induktion von Chromosomenaberrationen in menschlichen Lymphozyten durch ionisierende Strahlen ('biologische Dosimetrie') und Radiomimetika

Entnimmt man einer strahlenexponierten Person Blut, so laesst sich nach Kultivierung der Lymphozyten die Haeufigkeit bestimmter Chromosomenmutationen (dizentrische Chromosomen, Ringchromosomen) ermitteln, die durch die Strahlung induziert worden waren. Mit Hilfe von 'Eichkurven', die die Abhaengigkeit der Zahl der Aberrationen pro Zeile von der Strahlendosis wiedergeben, kann man die empfangene Dosis als 'Ganzkoerperaequivalentdosis' abschaetzen. Bei sehr niedrigen Dosen begnuegt man sich mit dem Nachweis einer statistisch signifikanten Erhoehung der Kontrollrate. Untersuchter Personenkreis: beruflich exponierte Personen, Strahlenunfallopfer, bestrahlte Patienten. Die Methode soll weiterentwickelt werden durch a) 'Semiautomatisierung' der mikroskopischen Auswertung, b) Ausarbeitung adaequater statistischer Verfahren. Diese strahlenbiologischen Untersuchungen werden ergaenzt durch Untersuchungen zur Induktion von Chromosomenaberrationen in menschlichen Lymphozyten durch Radiomimetika (z.B. Bleomycin, Phleomycin).

Neuberechnung der Anlage IV der Strahlenschutzverordnung

Berechnung der 50-Jahre-Folgeaequivalentdosis fuer Organe und Gewebe, der effektiven Aequivalentdosis und der daraus resultierenden Grenzwerte der Jahresaktivitaetszufuhr fuer beruflich strahlenexponierte Personen. Ueberpruefung der metabolischen Daten, die in der Publikation ICRP 30 vorgeschlagen werden und eventuelle Unterbreitung eines Vorschlages. Vergleichsrechnungen mit alternativen metabolischen Daten. Sensitivitaetsanalyse fuer ausgewaehlte Verbindungen. Untersuchung der Relevanz kritischer Einwaende gegen die Anwendung des ICRP 30 Konzepts. Modellberechnungen der normierten Dosisleistung bei externer Bestrahlung.

Weiterentwicklung vom ARTM zur realistischeren Berechnung der effektiven Dosis bezüglich Gammasubmersion, Radon-222 Folgeprodukte und Resuspension

Luminescence dating of sediment samples from NEP 1 and NEP 3, Nördlingen, southern Germany

We established a luminescence based chronology by dating 7 samples collected from profiles NEP 1 and NEP 3. The methods allows to determine the last sunlight exposure of sediment grains (commonly quartz and feldspar). All measurements were conducted in the luminescence laboratory within the Geo-and Environmental research center in Tübingen. We used a so called pIR150 protocol on polyminerals. The results point to various periods of deposition between approximately 1-8 ka.

Anforderung an die Sanierung von Halden aus dem Uranbergbau und das Langzeitmonitoring zum Sanierungserfolg unter Beachtung des Optimierungsgrundsatzes und der Langzeitstabilität

Ziel des Projektes ist es wissenschaftlich begründete, technisch und wirtschaftlich durchführbare Verfahren für die Sanierung radioaktiver Halden in Sachsen, die ein Sanierungsergebnis von 1 mSv/a effektiver Dosis ermöglichen und langfristig stabil Radonexhalation aus den Halden vermindern, zusammenzustellen, zu bewerten und für das behördliche Handeln aufzubereiten. Die Ergebnisse sollen das behördliche Handeln unterstützen und fachliche Grundlagen für die Bewertung von geeigneten Sanierungslösungen für die Behörde sowie Planungs- und Ingenieurbüros und betroffenen Unternehmen liefern.

Entwicklung eines Ortsdosis- bzw. Ortsdosisleistungsmessgeräts zur Messung der gesetzlichen Messgrößen Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie Richtungs-Äquivalentdosis H'(0,07) für gepulste Photonenfelder im Energiebereich 15 keV - 1,3 MeV

Bestimmung von Strahlenschutzszenarien als Voraussetzung für eine nachhaltige Gewährleistung des Strahlenschutzes beim Umgang mit Ultrakurzpuls-Lasern (UKP-Laser) u.a. zur Unterstützung eines einheitlichen Vollzugs

i) Ausgangslage: Bei der Anwendung von Ultrakurzpuls-Lasern kann in Abhängigkeit von Laserparametern, Targetmaterial und Geometrie ein erheblicher Anteil von Röntgenstrahlung entstehen. Vorliegende Untersuchungen zeigen, dass die entstehende Ortsdosisleistung unter bestimmten Voraussetzungen (insb. bei offenen Lasersystemen, fehlerhaftem Schutzgehäuse und/oder langer Aufenthaltsdauer) im strahlenschutzrelevanten Bereich (effektive Dosis größer als 1 mSv/a) liegen kann. ii) Zielstellung: Zur Beurteilung des radiologischen Gefährdungspotentials muss eine wissenschaftlich fundierte Datengrundlage erarbeitet werden, der realistische Szenarien beim Betrieb von UKP-Lasern zugrunde liegen. Die Ergebnisse dieser wissenschaftlichen Erhebung sollen dazu dienen, eine ggf. notwendige Modifizierung des Strahlenschutzrechts vornehmen zu können. Dazu zählen auch die strahlenschutzrechtlichen Vorgaben an die technischen Anforderungen von UKP-Lasern. iii) Methodik: Zur Beurteilung des radiologischen Gefährdungspotentials ist es notwendig, den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik bzgl. des Auftretens ionisierender Strahlung beim Betrieb von UKP-Lasern verschiedenster Ausführungen zu ermitteln. Ggf. sind zusätzlich ergänzende Messungen vorzunehmen. Daran anschließend sollen konservative wie auch realistische Szenarien beim Betrieb von UKP-Lasern erarbeitet werden. Dabei sind sowohl Arbeitsabläufe beim Routinebetrieb als auch mögliche Unfallszenarien zu berücksichtigen. Auf dieser Basis sollen Berechnungen der Expositionen (Hp(10) und Hp(0.07)) für die erarbeiteten Umgangsszenarien erfolgen.

Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen organischen Bodensusbstanz mittels FT-IR

Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Soil Organic Matter Turnover modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen. In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen sollen im DFG-Schwerpunktprogramm 1090: ;Böden als Quelle und Senke für CO2 die Pools der löslichen abbaubaren und schwer schwer löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz (OBS) quantifiziert, die funktionelle Zusammensetzung dieser Pools mittels FT-IR Spektroskopie erfasst und Abbaubarkeit der erhaltenen Extrakte überprüft werden, um Mechanismen, die zur Stabilisierung der OBS führen, aufzuklären.

Entwicklung eines Dosimeters zur Messung der gesetzlichen Messgrößen Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie Richtungs-Äquivalentdosis H'(0,07), insbesondere für eine Photonenenergie unterhalb von 30 keV

Messgrößen für die Ortsdosis bzw. Ortsdosisleistung sind nach RöV § 2 Nummer 6 Buchstabe e und f die Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie die Richtungs-Äquivalentdosis H(0,07) ('gesetzliche Messgrößen'). Die Verankerung dieser Messgrößen im deutschen Strahlenschutzrecht setzt verbindliche Vorgaben aus Artikel 16 Buchstabe a i. V. m. Anhang II Teil E der Richtlinie 96/29/Euratom (bzw. Artikel 13 der Richtlinie 2013/59/Euratom) um. Die Verwendung früher genutzter Messgrößen, insbesondere der Photonen-Äquivalentdosis HX, war nach RöV § 45 Absatz 12 Satz 1 übergangsweise noch bis zum 31. Juli 2016 zulässig. Da auch nach Ablauf dieser Übergangsfrist keine handhabbaren Messgerät auf dem Markt verfügbar sind, die im niedrigen Energiebereich in den gesetzlichen Messgrößen H*(10) sowie H'(0,07) messen und zugleich über eine Bauartzulassung bzw. Konformitätsbewertung nach dem Mess- und Eichrecht verfügen, sind bis 5. Februar 2018 weiterhin Übergangslösungen zur Ermittlung von Ortsdosis und Ortsdosisleistung zugelassen. Es wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens angestrebt, eine Verbesserung des Messgeräteangebots für spezielle bisher nicht abgedeckte Bereiche herbeizuführen. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Grundlagen zu erarbeiten, um ein in den gesetzlichen Messgrößen H*(10) sowie H(0,07) messendes Gerät (insbesondere für eine Photonenenergie unterhalb von 30 keV, ggf. auch für sehr hohe Photonenenergien bzw. für gepulste Felder) bauartzugelassen bzw. konformitätsbewertet nach den Anforderungen des Mess- und Eichrechts zu entwickeln und marktverfügbar zu machen.

Fatenano: Translokation, biologisches Schicksal, Stabilität und effektive Dosis technisch hergestellter Nanomaterialien für Nanosicherheitsstudien, Fatenano: Translokation, biologisches Schicksal, Stabilität und effektive Dosis technisch hergestellter Nanomaterialien für Nanosicherheitsstudien

Aufnahme, Translokation, und Schicksal von NM'n in biologischer Umgebung sollen auf der Ebene von Zellen, Geweben und Organen in Abhängigkeit von den physikochemischen Eigenschaften ihrer Oberfläche untersucht und mit der NM-induzierten physiologischen Antwort korreliert werden. Der Weg der NM'n deren Aggregation, Abbau, die Wechselwirkung mit Biomolekülen, die Ausbildung einer Korona aus Biomolekülen und deren Dynamik sollen sowohl extrazellulär als auch innerhalb der Zelle in vivo und ex vivo untersucht werden. Im Rahmen des Vorhabens werden NM'n verschiedener Natur hergestellt. Ihre Oberfläche wird vielfältig modifiziert und methodenangepasst markiert, um Mechanismen der Nanotoxizität auf Basis der Eigenschaften der Nanomaterialien aufzuklären. Translokation und Schicksal der NM'n in vitro und in vivo werden ihren Eigenschaften und ihrer Wechselwirkung mit Biomolekülen in extra- und intrazellulärer Umgebung zugeordnet. Diese Korrelation wird in Bezug auf die biologische Wirkung interpretiert und mittels in silico Methoden modelliert. Die einzigartige Kombination moderner raum- und zeitaufgelöster bildgebender und dosimetrischer Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten, die Translokation und das Schicksal von chemisch unterschiedlichen NM'n, wie Metallen, Metalloxiden, polymeren Partikeln, Graphene und Hybrid NM'n mit gezielt veränderten Oberflächeneigenschaften auf Organismus-, Gewebe- und Zellebene nachzuverfolgen sowie auch die Organbeladung und intrazelluläre Konzentration der Nanopartikeln in vitro und in vivo zu quantifizieren. Zu den Verfahren, die im Rahmen des Vorhabens angewendet werden, gehören: Mikro RBS, Mikro PIXE, Mikro STIM und CRM/Mikro SERS in Deutschland sowie PET, SPET, CT und MRI in Spanien. Die gewonnenen Ergebnisse aus den in in silico, in vitro und in vivo Untersuchungen werden genutzt, um aus den Eigenschaften der Partikel prädiktiv deren toxisches Potential ableiten zu können und Strategien für ein sicheres Design von NM'n zu entwickeln.

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