Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Institut für Angewandte Physik und Messtechnik (LRT2) durchgeführt. Das Hauptziel des LET-Verbundes liegt in der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der erhöhten relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) von dicht ionisierender Strahlung, also von Strahlung mit hohem LET (Linear Energy Transfer) im Vergleich zu Niedrig-LET-Strahlung. Insbesondere sollen Modelle zur Vorhersage der RBW in Abhängigkeit der von Ionen induzierten Ionisierungsdichte, also von LET und Teilchenenergien, anhand neuartiger experimenteller Ansätze validiert und ggf. verbessert werden. Das Arbeitsprogramm zielt auf ein enges Netzwerk zwischen der Gewinnung neuer strahlenbiologischer Daten für Bestrahlung mit fokussierten Niedrig-LET-Protonen oder weiteren leichten Ionensorten (Deuteronen, He- und Li-Ionen) an der Ionenmikrostrahlanlage SNAKE und für homogene Bestrahlung mit den gleichen Ionen, um einen direkten Vergleich mit Schwerionenbestrahlungen bei gleicher mittlerer Dosis zu erhalten. Damit wird die Weiterentwicklung und Validierung von Computermodellen zur Berechnung von RBW in Abhängigkeit des LET und der Ionengeschwindigkeit ermöglicht. Die Gewinnung von strahlenbiologisch relevanten Daten soll in enger Zusammenarbeit zwischen der Strahlenbiologischen Gruppe des Klinikums rechts der Isar der TU München und dem Institut für Angewandte Physik und Messtechnik der UniBwM erfolgen. Die Modellierung wird in enger Zusammenarbeit mit der GSI, Darmstadt und dem HHZM, München durchgeführt. Ergebnisse der Forschungsarbeiten werden eine noch präzisere Beschreibung der Wirkung von Hoch-LET-Strahlung erlauben, die sowohl für die Tumortherapie mit Ionenstrahlen als auch für die Abschätzung der Schädigungswirkung von Hoch-LET-Strahlung bei Strahlenunfällen, für das fliegende Personal und im Rahmen der bemannten Raumfahrt relevant sind. In einem interdisziplinären Ansatz zwischen Biologie und Physik sollen Doktoranden und Post-Doktoranden in einem für die Medizin und den Strahlenschutz höchst relevanten Forschungsfeld ausgebildet und qualifiziert werden.
Das Projekt "Hitzebständige Mikrosiebe aus Glimmer und ihr Einsatz im Umweltschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Chemie - Analytische Chemie und Radiochemie, Fachgebiet Radiochemie durchgeführt. Nachdem die Herstellung hitzebestaendiger Mikrosiebe aus Glimmer durch Bestrahlung mit Schwerionen am UNILAC bei der GSI (Darmstadt) und anschliessende Aetzung im Laboratorium in Marburg grundsaetzlich beherrscht wird, sollen jetzt anwendungsspezifisch Mikrosiebe zum Einsatz im Umweltschutz entwickelt werden: In Zusammenarbeit mit der NUKEM (Hanau) wird die Abluft aus einem im Betrieb befindlichen Sinterofen gereinigt. Die Abluft ist 300-500 Grad Celsius heiss und mit allen moeglichen radioaktiven Aerosolpartikeln beladen. Mit 3-5 hintereinandergeschalteten Mikrosieben (Kantenlaengen der Loecher werden immer kleiner, startend von k=15 mue bis k annaehernd 0.2 mue) in einem 'Kaskadenimpaktor' kann bis zu 99,5 Prozent der Radioaktivitaet abgeschieden werden. Wenn man die Eingangsloecher durch Aetzen in NaOH abrundet, erhaelt man auch eine Fraktionierung nach Korngroessen auf den verschiedenen Mikrosieben. Die abgeschiedenen Aerosole liegen flach auf der Glimmeroberflaeche und erlauben eine einfache Analyse mit alpha-Spektrographie oder Bestimmung der Korngroessen mittels Raster-Elektronenmikroskopaufnahmen.
Das Projekt "Kinetik und Mechanismen der Saeureerzeugung in Wolken und Niederschlaegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. General Information: The research proposed herein will be conducted in collaboration with research groups at Leeds University and at C.E.R.L. where pulse techniques are in use for the study of radical reactions. The overall aim is to unravel the details of the radical chain oxidation mechanism for so2 in aqueous solution. It will be assumed that oh radicals are generated by photolysis of iron (iii)-hydroxyl ion complexes. The reaction of oh with sulfite and bisulfite then initiates the chain. Oxy-sulfur radicals so3, SO4 and SO5 have been proposed as intermediates in the overall reaction and their roles will have to be elucidated. The work at Mainz will concentrate on the identification of reaction intermediates by radical scavenging techniques, using chromatographic equipment for the determination of products. This involves the development of new analytical procedures. Two lines of research will be persued: one is to quantify the effectiveness of iron (iii) ion complexes as a photolytic source of oh by measuring the associated quantum yields. The other line of work will be devoted to the occurrence of so4 as an intermediate in the oxidation chain and conceivable reactions generating it. Achievements: The transition metal (specially manganese) catalysed mechanism may play a major role in the oxidation of sulphur dioxide in polluted boundary layer clouds, but uncertainties exist concerning the mechanisms and rates of these processes. Research was carried out in order to characterize the reactions of the free radicals involved in the chain mechanism and to investigate the photolysis of iron (III) hydrated complexes as a possible source of hydroxyl radicals. A good understanding of these processes is needed to assess their actual impact on sulphur dioxide oxidation in clouds over continents. A large number of reactions of the SO3(-), SO4(-) and SO5(-) radicals relevant to the oxidation of sulphur dioxide and sulphuric acid in cloud water chemistry have been investigated, using pulse radiolysis and laser photolysis methods. The data obtained have contributed to the identification and characterization of the individual reactions participating in the radical induced chain oxidation of sulphite to sulphate in aqueous solution. The mechanism for the oxidation of formaldehyde to formic acid by the hydroxyl radical has been established. The primary reaction between the hydroxyl radical and hydrated formaldehyde yields the hydrated formyl radical. The subsequent reactions of this radical, self reaction, reaction with oxygen and H2O2 were found to yield formic acid. This in cloud formation of formic acid could significantly contribute to the acidity of precipitation at remote sites. The reaction of formaldehyde with hydroxyl and sulphate radicals may play an important role in inhibiting the chain process of converting sulphur (IV) into sulphur (VI)...
Das Projekt "F+E-Programm zur Lagerung abgebrannter Brennelemente II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftwerk Union AG durchgeführt. Das Vorhaben ist als Fortschreibung von Teilen der Vorhaben KWA 1547 bzw. KWA 1859 zu sehen und umfasst schwerpunktmaessig die folgenden Arbeiten, die den aktuellen Kenntnisstand vertiefen bzw. erweitern sollen: - Fortfuehrung der regelmaessigen Untersuchungen ueber das Langzeit-Huellrohrverhalten bei Nasslagerung; - vertiefte Untersuchungen zur Radiolyse bei der Nasslagerung; - Spaltproduktfreisetzung aus defekten Brennstaeben bei der Nasslagerung; - Untersuchungen zur passiven Kuehlung von Nasslagerbecken; - Bestimmung des Tritium-Gehaltes in SWR Steuerstaeben.
Das Projekt "Realistische Abschaetzung der Strahlenschaedigung von Steinsalz bei Einlagerung von HAW in Bohrloechern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. Im Vorhaben ist die Fortentwicklung des Kenntnisstandes seit 1993 zur Bildung von Strahlenschaeden in Alkalihalogeniden zusammengefasst. Nach einer Beschreibung der theoretischen Grundlagen werden experimentelle Ergebnisse bewertet, die in den letzten Jahren erzielt bzw. aus dem russischen Sprachraum zugaenglich wurden. Dies hat die experimentelle Datenbasis zur Ueberpruefung der theoretischen Modelle erweitert, aber nicht zu voellig neuen Erkenntnissen gefuehrt. Ferner werden Ergebnisse von Modellrechnungen fuer ein deutsches Endlager berichtet, die erstmals mit realistischen Randbedingungen im Bezug auf Temperaturen und gamma-Dosisleistungen sowie deren zeitlichen Veraenderungen durchgefuehrt wurden, wobei zur Abdeckung von Parameterunsicherheiten und -brandbreiten verschiedene Kombinationen analysiert wurden. Die maximale Strahlenschaedigung von ca. 2 mol-Prozent kolloidalem Natrium (gleich 165 J/g NaCl gespeicherte Energie) tritt am Rand des Endlagerfeldes auf. Im Zentrum des Feldes ist wegen der hoehen Temperaturen ueber eine sehr lange Zeitspanne keine nennenswerte Kolloidbildung moeglich. Die Integritaet des Einlagerungsbereiches ist durch die Strahlenschaedenbildung nicht gefaehrdet. Einige Moeglichkeiten zur Minimierung der Strahlenschaedenbildung durch veraenderte Endlagerauslegung werden aufgezeigt. Hinsichtlich der Langzeitauswirkungen ist die ermittelte Strahlenschaedigung unbedenklich. Eine spontane Freisetzung der gespeicherten Energie ist nicht zu erwarten, da kein Freisetzungsmechanismus vorstellbar ist. Aber selbst unter der Annahme, dass die gesamte um ein Einlagerungsbohrloch gespeicherte Energie ploetzlich freigesetzt wird, waeren die mechanischen Auswirkungen auf wenige Meter um das Bohrloch herum begrenzt.
Das Projekt "Sub project: Biogeochemistry of dissolved oxygen, phosphate, and sulfate in ultra-oligotrophic South Pacific Gyre (IODP Expedition 329) sediments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie durchgeführt. Die den ultra-oligotrophen Wässern des Südpazifischen Wirbel unterliegenden Sedimente zeichnen sich durch extrem niedrige Akumulationsraten, Zelldichten und geringe mikrobielle Aktivität aus. Mittels Bohrungen beprobte die IODP Expedition 329 'South Pacific Gyre Microbiology' diese riesige, unerforschte Region des Ozeanbodens um die Rolle der Ozeanographie als kontrollierender Faktor der Variation in den Habitaten der Sedimente zu erforschen, die Hypothese dass von Photosynthese unabhängiges Leben existiert (z.B. basierend auf Radiolyse von Wasser) zu testen, und um die extrem niedrige biologische Aktivität zu quantifizieren. Wir schlagen vor, die Prozesse welche die Biogeochemie von biologisch essentiellen Stoffen wie gelöster Sauerstoff, Phosphat, und Sulfat kontrollieren an Porenwasser- und Sedimentproben welche während der IODP Expedition 329 gesammelt wurden zu erforschen. Mittels Experimenten mit multiplen Radiotracern werden wir die Raten und Reaktionspfade von Kohlenstoff- und Phosphatumsatz sowie deren Aufnahme bestimmen. Weiter verwenden wir die Isotopenzusammensetzung (16O, 17O and 18O) von im Porenwasser gelöstem Sauerstoff als Fingerabdruck von mikrobieller Aktivität im Sediment. Denselben Ansatz benützen wir ferner um die Hypothese, dass Radiolyse von Wasser eine Quelle von Wasserstoff und Sauerstoff in tief vergrabenen Sedimenten ist, zu testen. Ferner werden wir die Schwefel- und Sauerstoffisotopenzusammensetzung von Sulfat dazu verwenden, um das beobachtete Verschwinden dieses Ions besser zu verstehen.
Das Projekt "Ausarbeitung und Erprobung hochselektiver Separationsverfahren, die im Rahmen der Wiederaufarbeitung zur Abtrennung A-strahlender Nuklide aus waste-Stroemen bzw. zur Reinigung von Zwischenprodukten erforderlich sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. In Zusammenarbeit mit dem PWA der GFK Karlsruhe sollen gegenwaertig vordringliche und fuer die Realisierung der im Rahmen der KEWA vorgesehenen Fliesschemata notwendig zu loesende Einzelfragen durch Systematische Grundlagenuntersuchungen bearbeitet werden. Erstes Ziel ist die labormaessige Entwicklung eines fuer den technischen Masstab geeigneten Trennprozesses auf der Basis Levextrel zur AM-241-Abtrennung aus gelagertem Pu-239-Oxid. Dazu gehoeren insbesondere die Ermittlung von Verteilungs- und Stoffuebergangsdaten (Kinetik), die Untersuchung des Radiolyseeinflusses und der Fluorid-Komplexierung. Zur Minimierung der Pu-Verluste ueber den MAW sollen die Bestandteile der entsprechenden waste-Stroeme bestimmt und daraus resultierend, wirksame Trennverfahren erprobt werden. Schliesslich sollen Bildung und Zusammensetzung stoerender bei der fluessig-fluessig-Extraktion zusaetzlich auftretender Phasen ('crud') untersucht werden.
Das Projekt "EpiRadBio: Krebsrisko nach Exposition mit ionisierender Strahlung mit Dosen in der Größenordnung von oder geringer als 100 mSv" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Strahlenschutz (ISS) durchgeführt. Neuere epidemiologische Studien geben Hinweise, dass das Krebsrisiko nach Expositionen, die den Dosisgrenzwerten für beruflich strahlenexponierte Personen entsprechen, höher sein könnten als gegenwärtig von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) angenommen (Highlight: Krebsrisiko nach Exposition mit niedrigen Dosen. Die Höhe der Strahlenrisiken einzelner Krebstypen und -lokalisationen und ihre Abhängigkeiten von Strahlenart und individuellen Faktoren sind im Wesentlichen unbekannt. Der innovative Forschungsansatz des Projektes kombiniert Epidemiologie und Strahlenbiologie, um Krebsrisiken nach Expositionen mit niedrigen Dosen oder Dosisraten zu erfassen. Schlüsselfaktoren der Karzinogenese nach Strahlenexposition wie die genomische Instabilität werden in Krebsgeweben und Blutproben von Mitgliedern der französischen Kohorte von Hämangiomapatienten und der Kohorte der Majak Arbeiter, und von ukrainischen Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall analysiert. Der interzelluläre Signalaustausch nach Exposition mit niedriger Dosis und sein Einfluss auf Apoptosis, genomische Instabilität und Zellproliferation und -differenzierung werden mit Zellkulturen und dreidimensionalen Gewebemodellen untersucht. Dies schließt Experimente mit Stammzellen ein, die aus gesundem menschlichem Brustgewebe isoliert werden sollen. Die Ergebnisse der strahlenbiologischen Experimente werden in Modelle der Karzinogenese nach Strahlenexposition integriert. Mit diesen Modellen werden Daten der folgenden strahlenepidemiologischen Kohorten analysiert: Atombombenüberlebende von Hiroshima und Nagasaki, französische, schwedische und italienische Schilddrüsenkrebspatienten, Majak Arbeiter, schwedische Hämangiomapatienten, ukrainische Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall und beruflich strahlenexponierte Personen in Großbritannien. In den Kohorten werden Krebsrisiken für die weibliche Brust, die Lunge, die Schilddrüse und den Verdauungstrakt nach Exposition mit niedrig-LET Strahlung (externe Gammastrahlung oder interne Strahlung von inkorporiertem 131I) und für die Lunge nach Exposition mit hoch-LET Strahlung (Alpha-Strahlung von inkorporiertem Plutonium) analysiert. Basierend auf den Analysen der strahlen-epidemiologischen Daten werden Lebenszeitrisiken in Abhängigkeit von individuellen Risikofaktoren berechnet. Mögliche Anwendungen liegen in einer Überprüfung geltender Dosisgrenzwerte und in einer Optimierung von medizinischen Strahlenanwendungen.
Das Projekt "Wasserstoffreisetzung aus Oberflaechen und Gebaeudestrukturen innerhalb des Sicherheitsbehaelters des KKW Muelheim-Kaerlich bei dem Auslegungsstoerfall 'Kuehlmittelverlust'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bonnenberg und Drescher durchgeführt. Bei dem Auslegungsstoerfall muss im Sicherheitsbehaelter die freigesetzte Aktivitaet zurueckgehalten werden, um die Stoerfalldosis in der Umgebung so gering wie moeglich zu halten. Eine zu hohe H2-Bildungsrate macht u.U. eine zu fruehe Spuelung des Behaelters erforderlich. Es war nachzuweisen, dass die Korrosion von metallischen Oberflaechen oder Metallen in Anstrichen innerhalb des Sicherheitsbehaelters keinen wesentlichen H2-Beitrag liefern. Ausgehend vom vorhandenen, theoretischen Kenntnisstand wurde die H2-Menge durch Zn und Al berechnet. Die zusaetzliche Menge ist aber klein gegenueber der Metall-Wasser-Reaktion und der Radiolyse. Dadurch ist die Rueckhaltefunktion des Sicherheitsbehaelters weiterhin voll gewaehrleistet.
Das Projekt "Nachweis von Zwischenprodukten und Zwischenschritten sehr schnell ablaufender chemischer Reaktionen mit Hilfe der Pulsradiolyse und Blitzphotolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH durchgeführt. Die Methode der Pulsradiolyse und Blitzphotolyse eignet sich im Prinzip zur Untersuchung der Eigenschaften von Radikalen, Radikalionen, Elektronen in Loesungen und elektronisch angeregten Zustaenden sowie der durch diese Teilchen ausgeloesten chemischen Prozesse. Mit ihr gelingt es, die Zwischenstufen sehr schnell ablaufender chemischer Reaktionen (Bruchteile von Sekunden) aufzuklaeren. Daher eignet sich die Methode unter anderem auch als Nachweisverfahren von Zwischenschritten umweltrelevanter Reaktionen. Beispiele aus der aktuellen Arbeit sind die Aufklaerung des Abbaus von organischen Halogenverbindungen oder die Aufklaerung anomaler Oxydationsstufen von Metallen, die Ursache fuer die Toxiditaet von metallorganischen Verbindungen sein koennen.
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| Förderprogramm | 26 |
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