Zusammenfassung In dem Vorhaben wurden bestimmte Vergussmassen von Chipkarten, die als EC-,Kredit, Krankenkassen- und SIM-Karten vorkommen, sowie elektronische Komponenten in tragbaren elektronischen Geräten als Materialien ermittelt, die für die Rekonstruktion von individuellen Strahlenexpositionen in radiologischen Notfällen geeignet sind. Mit den entwickelten Messverfahren können individuelle Dosiswerte innerhalb eines Tages ermittelt werden, mit Nachweisgrenzen von 10-20 mGy bis zu 10 Tage nach Exposition. Allen Materialien gemein ist ein lineares Dosiswachstum bis ca. 10 Gy, sowie eine Langzeitinstabilität des Lumineszenzsignals bei Lagerung bei Raumtemperatur. Dies bedeutet, dass der Zeitpunkt der Exposition bekannt sein muss, um mit den in dem Vorhaben bestimmten Fadingkurven eine Signalkorrektur durchführen zu können. Es wurde weiterhin ein wartungsfreier Lumineszenz-Detektor auf BeO–Basis entwickelt, mit hoher Empfindlichkeit und geringer Photonenenergieabhängigkeit. Es wurden zwei Berechnungsmethoden entwickelt, um für zwei verschiedene Fälle aus den lokalen Dosismessungen eine Karte der Kontamination bzw. der effektiven Dosis zu erhalten. // In this project, certain encapsulations of chip card modules, that find use in debit, credit, health insurance and SIM-cards and electronic components in portable electronic devices were identified as materials that are useful for reconstruction of individual radiation exposures in radiological emergencies. The developed measurement protocols allow the determination of individual doses within one day, with minimum detectable doses of 10-20 mGy for up to 10 days after exposure. All materials have the common feature of showing a linear dose response up to approx. 10 Gy but also a long-term signal instability for storage at room temperature. This implies that the time of exposure has to be known, in order to correct the signal using the fading curves determined in the project. Further, a maintenance-free BeO based luminescence detector was developed, showing high sensitivity and an essential flat photon energy response. Two computational procedures for two different cases were developed, in order to produce maps of contamination or effective dose from the localized dose measurements.
Das Projekt "Loess in Armenia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Geographie, Professur für Physische Geographie durchgeführt. This project aims to characterize, map, analyze and date recently discovered loess-palaeosol sequences from NE Armenia. These sequences have proved to be especially rewarding because of their thickness (up to 45 m) and the presence of diagnostic tephra layers. The project seeks to derive a standard profile for NE Armenia and thus for the Lesser Caucasus. We will use luminescence technologies to date the loess sections, environmental magnetism to understand soil development, mineralogy to constrain provenance and weathering-potential, and terrestrial Mollusca and biomarkers to evaluate different vegetation formations.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Physik durchgeführt. Das Verhalten der photoaktivierbaren Nanoformulierungen Foslip und Fospeg soll mit speziellen optischen Methoden untersucht werden. Dieser Ansatz erlaubt eine genauere Bestimmung wichtiger Parameter wie z.B. der intrazellulären Wirkstofffreisetzung und kann in Zukunft einen entscheidenden Beitrag zur Analytik photoaktivierbarer Wirkstoffe leisten. Die Arbeit beinhaltet 5APs. AP1: Untersuchungen zur Aufnahme der beiden Formulierungen und deren Phototoxizität an den ausgewählten Zelllinien. Die Überprüfung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, Herausarbeitung evtl. Unterschiede zwischen den Zelllinien. Bestimmung der Phototoxizität: mittels z.B. MTT-Test, Resazurin- oder Caspase-Assay. Im AP2 wird als innovativster Schritt des Projektes die intrazelluläre Freisetzung des PS aus den beiden Formulierungen über die Beobachtung der 1O2 -Lumineszenzkinetik und der Triplettlebensdauer des PS verfolgt. Gleichzeitig soll die Frage nach evtl. Unterschieden im Verhalten der einzelnen Zelllinien untersucht werden um Rückschlüsse auf die Rückverteilung des PS in den Blutstrom und somit auch auf die Pharmakokinetik zu ermöglichen. AP3: Nutzung von FLIM und CLSM (costaining) zur Beurteilung der Freisetzung des PS aus den Formulierungen mit den gleichen Teilaspekten wie in AP2. In AP4 wird kontinuierlich geprüft ob und in welchem Maß die Ergebnisse aus AP2 und AP3 korrelieren. AP5: Aufbereitung der Daten für das EDV-gestützte PBPK- Modell, Publikation der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Chemie, Professur für Physikalische Chemie durchgeführt. Die Universität Potsdam (Physikalische Chemie, UPPC) wird Laser-basierte optische Verfahren zur Bearbeitung der im Verbund 'Geochemische Radionuklidrückhaltung an Zementalterationsphasen' definierten Arbeitspakete AP1 - AP4 einsetzen bzw. (weiter)entwickeln. Ziel der durchgeführten Arbeiten besteht in der Entwicklung analytischer, optischer Methoden, die sich nutzen lassen, ein weitreichendes molekulares Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actinoid-Ionen (bzw. Lanthanoid-Ionen als Analoga) mit Mineralphasen, wie Bentonit, Tongestein und Zementalterationsphasen zu erlangen. Hierfür lässt sich besonders die intrinsische Lumineszenz von Lanthanoiden nutzen, da diese sich charakteristisch infolge einer geänderten chemischen Umgebung in der spektralen und zeitlichen Dimension ändert. Mit Hilfe moderner, ortsauflösender Schwingungsspektroskopie (wie Raman-Mikroskopie und SFG-Spektroskopie) lassen sich andererseits die interessierenden Wechselwirkungen auch aus Sicht der Mineralphase beobachten. Hier sind speziell Änderungen in der Schwingungssignatur von funktionellen Gruppen an Grenzflächen von Interesse. Bei den Untersuchungen werden die endlagerrelevanten Umgebungsparameter wie Temperatur, Ionenstärke und pH-Wert berücksichtigt werden. Die Auswahl der verschiedenen Systembestandteile bzw. -parameter ist an das Endlagerkonzept NORD angepasst. Dabei werden in der Konzeption der Experimente zwei Teilbereiche im Endlager betrachtet: i) die Endlagerkomponente Zement (Bohrlochverschluss) am Übergang zum Buffer und ii) der Zement des Betons (als Außenliner) mit Übergang zum Tongestein. In AP1 wird die Speziation von Eu(III) an CSH-Phasen mittels TRLFS und Schwingungsspektroskopie untersucht. In AP2 werden Laser-spektroskopische Verfahren zur Untersuchung von Opalinuston und Ca-Bentonit-Oberflächen unter hyperalkalinen Bedingungen und hohen Ionenstärken angewandt. In AP4 werden optische Methoden für die ortsaufgelöste Speziation auf Oberflächen (weiter)entwickelt.
Das Projekt "Messung des Einflusses der Wasserqualitaet auf die Leuchtkraft von Photobakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Wasserforschung durchgeführt. Photobakterien reagieren besonders empfindlich auf Schadstoffe. Als messbare Groesse tritt in Abhaengigkeit von der Toxizitaet der eingesetzten Schadstoffe eine Hemmung der Leuchtaktivitaet auf. Diese Reaktion soll auf ihre Eignung fuer einen Standardtest zur Beurteilung der Belastung speziell mariner Oekosysteme ueberprueft werden. Das Forschungsvorhaben soll in zwei Teilprojekten durchgefuehrt werden. Im ersten Teil soll die Methodik zur Standardisierung der Anzucht von Leuchtbakterien mit gleichmaessig starker Leuchtkraft entwickelt werden; im zweiten Teil sollen Testreihen mit verschiedenen Hemmstoffen durchgefuehrt werden. Soltte der erste Schritt zu keinem befriedigenden Ergebnis fuehren, wird der zweite nicht durchgefuehrt und das Forschungsvorhaben abgebrochen.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sicherheit und Umwelt (SUM) durchgeführt. Eine frühzeitige Entdeckung und Identifikation von Radionukliden ist für die Prävention und Bewertung der resultierenden Strahlenexpositionen der Bevölkerung und ggf. eine effektive Gefahrenabwehr notwendig. Basierend auf verschiedenen Szintillatormaterialien (z.B. lichtleitenden Fasern oder Kügelchen aus Plastikszintillatoren) soll ein Detektorsystem entwickelt werden, mit dem Radionuklide im Trinkwasser empfindlich nachgewiesen werden. Verschiedene Detektormaterialien und erste Erfahrungen mit einer einfachen Messzelle sind bereits vorhanden. Eine geeignete Messgeometrie für den Durchflussbetrieb muss mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen des Detektorsystems optimiert und kalibriert werden. Das entwickelte System soll in der Lage sein Alpha-, Beta- und Gammastrahler direkt online zu identifizieren und zu quantifizieren. Algorithmen für die Online-Analyse sollen entwickelt werden um einen Dauerbetrieb des Detektorsystems als Aktivitätsmonitor zu ermöglichen. Das AP2.1 ist in Teilschritte für die Meilensteine definiert sind unterteilt. Geeignete Detektormaterialen sind auszuwählen und mit vorhandenen Geräten (LSC) zu testen. Der Strahlungs- und Lichttransport soll simuliert werden um eine Optimierung des Detektors durchzuführen. Analysealgorithmen zur Nuklididentifikation und -quantifikation werden entwickelt. Mit dem fertigen System werden Tests durchgeführt und für zu identifizierende relevante Nuklide werden Nachweisgrenzen bestimmt sowie Dosisabschätzungen durchgeführt.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: AK Inspect" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Lehrstuhl für Elektrische Mess- und Prüfverfahren durchgeführt. In diesem Vorhaben wird ein kompaktes und kostengünstiges bildgebendes Messsystem für die automatisierte Produktionskontrolle auf Basis von Photolumineszenz Imaging entwickelt. Das zu entwickelnde System ist in der Lage, wichtige elektrische Eigenschaften von Solarzellen bei allen Prozessschritten zu Messen und den zu erwartenden Wirkungsgrad der Solarzellen frühzeitig vorherzusagen. So kann frühzeitig eine Entscheidung über die weitere Prozessierung der vermessenen Proben getroffen werden. Für den Einstieg in den Markt wird die Funktionalität in Förderphase I zunächst auf die Messung an sägerauhen Proben am Beginn der Prozesskette beschränkt, weil der Nutzen für den Kunden dort am größten ist. Entgegen der bisherigen Strategie der Systemanbieter, die Kameras und Beleuchtungseinheiten separat einzukaufen und zu implementieren, wird dazu im Bereich der Hardware eine proprietäre kompakte Messeinheit entwickelt, die Beleuchtung, Bildaufnahme und Signalverarbeitung in ein Bauteil kombiniert und dadurch die Materialkosten um einen Faktor 2 bis 4 reduziert. Diese kompakte Messeinheit kann platzsparend direkt über den Transport Förderband für die Solarzellen in der Produktion installiert werden. Um eine Bildauswertung mit einfachen und günstigen Prozessoren auf der Messeinheit zu realisieren (Embedded System), wird basierend auf der Erfahrung der Gründer eine neue Bibliothek mit Geschwindigkeits- und ressourcenoptimierten Bildauswertungsalgorithmen entwickelt. Arbeitspakete und Meilensteine für die Erreichung der oben beschriebenen Projektziele sind in der Vorhabensbeschreibung detailliert dargestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bauteilphysik von ELQ-LEDs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Augsburg, Institut für Physik, Lehrstuhl für Experimentalphysik I und Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung durchgeführt. Dieses Projekt hat als übergeordnetes Ziel, Quanten-Materialien für neue innovative Anwendungen in der Display- und Beleuchtungsindustrie nutzbar zu machen. Dazu sollen die Vorteile von Quantenpunkten (schmalbandige, spektral durchstimmbare Lumineszenz) mit der einfachen elektrischen Ansteuerung von flächenhaften OLED-Lichtquellen vereinigt werden. Um das Beste aus beiden Welten tatsächlich zu einem Mehrwert zu kombinieren, bedarf es jedoch eines fundierten Grundlagenverständnisses der Funktionsweise dieser hier als 'ELQ-LEDs' (electroluminescent quantum materials based light emitting device) bezeichneten Bauteile. Dieses zu erlangen steht im Fokus dieses Teilvorhabens. Insbesondere sollen Effizienz-limitierende Prozesse im Betrieb der ELQ-LEDs bei hohen Strömen und Temperaturen - also der sog. 'Roll-off' - untersucht und die physikalischen Ursachen identifiziert werden. Des Weiteren sollen Ursachen der Bauteildegradation erforscht werden, die die Grundlage für eine zukünftige Bauteilentwicklung mit Anwendungsperspektive im Automobilsektor liefert. Die Innovationen des Projekts basieren darauf, dass erstens Cadmium-freie Quanten-Materialien zum Einsatz kommen und zweitens, dass diese selbst als elektrisch ansteuerbare, Licht-emittierende Schichten eingesetzt werden. Für diese Materialien gibt es bisher keine entsprechenden Untersuchungen der Bauteilphysik in der Literatur, so dass hier auch wissenschaftlich Neuland betreten wird. An der Universität Augsburg werden dedizierte elektro-optische Experimente entwickelt, die die Bestimmung der Lumineszenzeffizienz der Quantenpunkte während des Betriebs des Bauelements ermöglichen. Dazu werden sowohl die Intensität wie auch die Abklingzeit der Lumineszenz als Funktion des angelegten elektrischen Feldes bzw. des fließenden Stroms vor und nach der Degradation der ELQ-LEDs untersucht. Gemeinsam mit den Partnern sollen daraus Designregeln für die Materialien sowie den Stackaufbau des Bauelements abgeleitet werden.
Das Projekt "Sub project: Luminescence- and Alpha-Recoil-Track-Dating of Lake Malawi Sediments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Geographisches Institut Heidelberg durchgeführt. Lake Malawi is supposed to hold a tropical sedimentary archive of outstanding quality and duration (größer als 2 Ma) storing unique information on the climatic and landscape history of the East-African rift area. However, a necessary requirement for the intended analysis of the paleo-environmental archive within ICDP/KTB-activities will be the establishment of a wellresolved chronology. Therefore the availability of reliable dating techniques, which each produce accurate data and which together cover the total time period in question, will be essential. This is why a pilot study is launched in order to test the applicability of two independent physical dating methods for Lake Malawi sediments. (1) Optically stimulated luminescence (OSL) techniques aim to determine the time, when a mineral grain was last exposed to daylight during its last sedimentary cycle of erosion, transport and deposition. (2) The alpha-recoil-track (ART) technique determines the time when a mineral grain was formed and thus possesses a high potential as a tephra-chronological dating tool. The expected mineralogical and sedimentological properties, the small amount of material available and a complicated dose rate situation of the limnic sediments will require the adaptation and further development of the already available dating technologies.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Einfluss von Starterkulturen und Tensiden auf den Oelabbau im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Lehrstuhl für Biochemie und Biotechnologie durchgeführt. Ausgehend von den positiven Einfluessen, die mikrobiell erzeugte Tenside auf den Oelabbau in wasserdurchstroemten Bodenfestbettreaktoren als Modellsystem des Bodens haben koennen, soll die Uebertragbarkeit dieser Versuchsergebnisse aus der vorangegangenen Projektphase auf konkrete Schadensfaelle bis in den technischen Massstab untersucht werden. Weiterhin sollen fuer die Biobeetsanierung und fuer die In-situ-Sanierung in nicht wassergesaettigten Bodenzonen jene Biotenside charakterisiert werden, die beim Oelabbau in beluefteten Bodensaeulen gebildet werden, weil die bisher zugesetzten verfuegbaren Biotenside keine ausreichende Absenkung der Grenzflaechenspannung bewirkten. Vergleichend sollen die Produzenten dieser Tenside als Starterkulturen untersucht werden bis in den technischen Massstab. Es soll untersucht werden, ueber Tenside oder tensidbildende Mikroorganismen den Mineralisierungsgrad des Oels zu erhoehen und die Restsaettigung des Oels gemaess den Erfahrungen aus der tertiaeren Erdoelfoerderung zu verringern. Als dritte Zielsetzung soll die Wirksamkeit von Starterkulturen grundlegend untersucht werden. Zunaechst sollen die kaeuflichen Starterkulturen charakterisiert werden bzgl. ihrer Leistungsfaehigkeit beim Oelabbau in den weiter zu verbessernden Modellsystemen des Bodens. Zu klaeren ist ihr Verbleib oder der ihrer Plasmide im Boden. Gesondert ist die Auswirkung von Tensiden zu untersuchen, die bei der Aufbringung von Starterkulturen vielfach verwendet werden.