Das Projekt "Safety studies with nuclear fuels, 1988-1991" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To study mechanisms and properties determining fuel and fission product behaviour during both, base and off-normal conditions. This activity involves unirradiated and irradiated 'classical' and 'improved' fuel samples of various composition and over a wide range of temperatures, up to very high burn-up, and makes use of appropriate computer models. The final aim of the activity is the improvement of the safety of fuel operation in a reactor. General Information: Progress to end 1990. The Laboratory continued its cooperation with the International Fission Gas Release Project Riso III (Dk) by incorporating the extensive experimental data resulting from the programme into the OFT data bank and evaluating them with existing TU fuel performance codes. - The OECD-coordinated activity for analysing fuel and fuel debris of the Three Mile Island (TMI) damaged reactor has been concluded. An apparatus for thermal diffusivity measurements on active specimens with the laser flash technique has been constructed. - Nitride fuels with a 'tailored' structure and heterogeneous fuels (U, Pu)O2 and UN) were fabricated for short-term irradiations in the HFR-reactor. Irradiations of fuels for future reactors to test their behaviour at the beginning of life (BOL) and at the end of life (EOL), NILOC (HFR) and NIMPHE (PHENIX), respectively, have been continued. Out-of-pile tests were performed to study changes in structure and composition of mixed nitride fuel pins in an axial temperature gradient. - Measurements of the heat capacity of UO2 up to 8000K were concluded and the results are being analysed. Radiative properties of oxides (thoria, urania, zirconia) were measured in the solid and the liquid range. A model for the total emissivity of urania was developed. - The code MITRA has been adapted to perform source term calculations. A computer code for the calculation of the thermo chemical equilibrium of fission products was written and a database for fission product compounds has been implemented with interface to the SOLGASMIX/MITRA codes. A shielded Knudsen cell for irradiated UO2 fuel has been assembled. - Work in 1990 on the safety of nuclear fuels has resulted in 33 (status September '90) contributions to conferences, articles in scientific journals, reports and chapters in books; two patents were granted. Detailed description of work foreseen in 1991 (expected results). Riso III results will undergo final evaluation and fuel work will concentrate on MOX fuel and on the structural and chemical changes at local burn-ups of up to 15 per cent . Laboratory work will principally deal with SIMFUEL with 6 and 8 per cent burn-up. Modelling work will continue. Annealing tests will be performed under oxidizing and reducing atmosphere on U02 samples irradiated up to 55 GWd/t, in order to determine fission gas release as a function of O/M . A remotely controlled thermal diffusivity apparatus will be mounted in a hot cell. BOL and EOL irradiations NILOC and ...
Das Projekt "Saferty of actinides in the nuclear fuel cycle, 1992-1994" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To carry out safety studies with nuclear fuels under long-term and off-normal conditions, to evaluate and reduce risks associated with storing and handling actinides, to carry out basic solid state studies on actinides and collect data and bibliographic references on properties and applications of transuranium elements. General Information: Progress to end 1991. The Institute continued efforts to contribute to the safety of nuclear fission by concentrating its research activities on investigations of the behaviour of nuclear fuel after prolonged irradiation and under variable reactor operating conditions. Mechanism for the release of fission products from irradiated fuel were further elucidated, and the formation of particular structural features which may limit the fuel lifetime were better understood. First results of the post-irradiation examination of nitride fuels irradiated in the Fench PHENIX reactor were obtained, demonstrating the technological potential and the limitations of this fuel type. The measurement of the physical fuel properties of nuclear fuels at extremely high temperatures was continued, and first results of the thermal expansion of uranium dioxide for above its melting temperature were obtained. A facility was installed in order to study possibilities of (nuclear) aerosol agglomeration under dynamic conditions in a high-power acoustic field at ultrasonic and audible frequencies. Mixed oxide fuel rods containing minor actinides (MA), which had been irradiated in a fast reactor (PHENIX) in order to study possibilities of MA transmutation, were analysed. Np-based specimens, mostly in the form of single crystals, were prepared for basic experimental solid state physics studies at the Institute and in various overseas and European laboratories. Progress was made in understanding the electronic structure of transuranium elements and their compounds by further development of theories and experimental efforts in high-pressure research and photoelectron spectroscopy. Equipment for Moessbauer spectroscopy and for other physical property measurements at cryogenic temperatures was installed in the new transuranium research user facility. Work to adapt instruments and methods developed at the Institute in the frame of the above programme (fast multi-colour pyrometry and enhancement of industrial filter efficiency) to industrial application was continued, together with partners from industry. Four patent proposals (on acoustically enhanced off-gas scrubbing, on laser-enhanced extraction, on production methods for Ac-225 and Bi-213, and on the preparation of amorphous substances) were filed in 1991. 42 articles in scientific-technical journals were published (or submitted for publication) and 82 lectures were given in conferences on various subjects dealing with the safety of actinides in the nuclear fuel cycle in 1991. Detailed description of work foreseen in 1992 (expected results). Studies of fission product migration ...
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrialisierung des Beschichtungsprozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H-O-T Servicecenter Schmölln GmbH & Co. KG durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Schmierstoffentwicklung und tribologische Prüfungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FUCHS Schmierstoffe GmbH durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von mangelschmierungs- und trockenlaufbeständigen Funktionsschichten auf Stahl und Keramik für Pumpenanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSB SE & Co. KGaA durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Trocken- und minimalgeschmierte Steuerketten und Antriebsketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von iwis motorsysteme GmbH & Co. KG durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wartungsfreie und emissionsoptimierte Motorradkette" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Motorenwerke AG durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Hydrazine-assisted Routes to 1D Nitride and Oxide Nanomaterials for Environmental and Energy Applications" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Anorganisch-Chemisches Institut durchgeführt. The development of new technologies for the synthesis of innovative one dimensional (1D) materials is a key issue for fabricating advanced nanodevices with unique surface-related effects and quantum phenomena. The nitride nanomaterials, particularly group III nitrides, have attracted great interest due to their blue light and UV emission properties, piezoelectricity, high stability etc. In contrast to oxides, the synthesis of stoichiometric nitrides is a considerably more complicated task due to the lower reactivity of nitrogen. Therefore, the development of new nitridation technologies operating at low synthesis temperatures is a key challenge for modern materials science. The purpose of this project is to develop a hydrazine-based simple and efficient new technology for fabricating new 1D nanomaterials (nitrides, oxynitrides, oxides of Ge and Ge-In, Ge-Sn, Ge-Zn, Ge-Ga systems) and to furthermore investigate the properties of the emerging novel nanomaterials in order to evaluate their application potential in different nanodevices. Our new technological approach is based on the application of hydrazine for producing nitride and oxide nanomaterials. The advantage of hydrazine over ammonia as the conventionally used agent is its low pyrolysis temperature. Semiconductor surfaces then serve as catalysts for the low temperature decomposition of hydrazine via a chain reaction. Due to the low pyrolysis temperature and the formation of active radicals, a decrease of nitridation temperatures with hydrazine as a nitrogen source is expected. Oxynitride 1D nanomaterials will be synthesized following a similar route based on water-hydrazine mixtures. Preliminary syntheses of germanium nitride nanowires by annealing a Ge source in hydrazine vapor containing 3 molProzent of water molecules demonstrate the efficiency of our strategy as a simple, low-cost technology aiming for the mass production of functional nitride nanomaterials. Special emphasis will furthermore be placed on the application of the newly synthesized 1D nanomaterials in sensors for environmental control and on the fabrication of nano-sized photocatalysts for solar hydrogen production by water splitting. Germanium nitride was the first non-oxide photocatalyst which was used for water splitting. We suggest that the application of this material in the form of flat nanobelts can increase its catalytic efficiency, because a considerable fraction of the atoms are located at the surface of the nanobelts. The insights obtained from the project will lead to a deeper understanding of 1D nanomaterial growth mechanisms and they will facilitate the transition to the zero dimensional (0D) quantum-dot devices.
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| Förderprogramm | 8 |
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