Im Einklang mit der Richtlinie 2013/59/EURATOM sieht das Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) die Erstellung von aufeinander abgestimmten Notfallplänen des Bundes und der Länder für radiologische Notfälle vor. Die Notfallpläne sollen es den an Notfallreaktionen beteiligten Behörden und Organisationen ermöglichen, schnellstmöglich abgestimmte Entscheidungen zu treffen und notwendige Maßnahmen einzuleiten, umzusetzen und durchzuführen. Zur Erarbeitung von Notfallplänen im Hinblick auf klar definierte, repräsentative Notfallsituationen (Referenzszenarien) müssen mögliche radiologische Gefährdungspotentiale ausgearbeitet und analysiert werden. Grundlegend dafür ist die Erarbeitung von Quelltermen, welche die Zusammensetzung und die Menge der bei einem unfallbedingten Ereignis freigesetzten Radioaktivität angeben. Auch der zeitliche Verlauf der Freisetzung kann für manche Szenarien eine notfallschutzrelevante Angabe sein. In diesem Vorhaben wurden für insgesamt vier verschiedene Referenzszenarien und einen von Referenzszenarien unabhängigen kerntechnischen Anlagentyp mögliche Quellterme erarbeitet und deren Bandbreiten analysiert. Die hier betrachteten Szenarien umfassen den Unfall in einem Kernkraftwerk im grenznahen Ausland, Transportunfälle, Unfälle beim Umgang mit hochradioaktiven Quellen und Szenarien bei Unfällen mit Satelliten oder Raumfahrzeugen mit Radionuklidinventar. Ebenfalls wurden Reaktorkonzepte, die unter dem Begriff ‚Small Modular Reactors' (kleine modulare Reaktoren) zusammengefasst sind, untersucht und für eine ausgewählte Anlage Quellterme zusammengestellt.
Das Projekt "SiBNC-Werkstoffe für Produktions-, Energie- und Verkehrstechnik (SiPEVe) Teilprojekt: CMC für die Raumfahrt - Antriebstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung einer neuen faserverstärkten Keramik mit der neuen SiBNC-Faser für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere für wieder verwendbare Antriebssysteme für zukünftige Raumfahrzeuge. Es wird erwartet, dass mit der SiBNC-Faser ein neuer Fasertyp mit erhöhter thermischer Beständigkeit verfügbar ist. In diesem Teilvorhaben soll auf der Grundlage vorhandener Technologien mit der Entwicklung erser CMC-Versuchsmuster begonnen werden, wobei sowohl die mechanischen Konzepte, die Verfahrensrouten und -parameter als auch die zu wählenden Matrixsysteme dem Fasertyp angepasst werden müssen. Für die Herstellung von Faserhalbzeugen- und preforms oder der Grünkörper sollen vorhandene Textiltechniken eingesetzt und modifiziert werden, geplante Verfahren für die Verdichtung sind das Flüssigsilizierverfahren (LSI) und die Polymerinfiltration (LPI). Neben Laborproben, die eingehend analysiert, bewertet und optimiert werden, soll im Falle einer erfolgreichen Werkstoffentwicklung ein exemplarisches Bauteil hergestellt und geprüft werden. Hiermit werden wichtige Aussagen über das Anwendungspotential dieser neuen CMC-Generation in der Luft- und Raumfahrt erhalten.
Das Projekt "Untersuchungen zur Herstellung, Verarbeitung und Auswertung von Bildaufzeichnungen der Erde aus Luft- und Raumfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Angewandte Geodäsie durchgeführt. Entwicklung und Verbesserung von Verfahren der Fernerkundung (Photogrammetrie, Photointerpretation) fuer die Herstellung von topographischen und thematischen Karten sowie fuer die Anwendung in anderen geowissenschaftlichen Bereichen (Geographie, Geologie usw.), in der Land- und Forstwirtschaft, in der Landesplanung und Raumordnung, im Umweltschutz (Gewaesserueberwachung, Vegetationsschaeden usw.) und in aehnlichen Bereichen. Durchfuehrung grundlegender und experimenteller Untersuchungen zur Verfahrenstechnik, einschliesslich Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit.
Das Projekt "Bestimmung der kritischen Einfanggeschwindigkeit von Partikeln bei der gerichteten Erstarrung von Solarsilizium im Weltall - ParSiWal" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Um den Partikeleinbau bei der Züchtung von Siliziumkristallen für die Photovoltaik besser zu verstehen, wird auf der deutschen Forschungsrakete TEXUS 51 das Weltraumexperiment ParSiWal durchgeführt. Bei der Produktion von Silizium für die Photovoltaik spielen Partikel in Form von Siliziumkarbid (SIC) eine große Rolle. Diese sind problematisch für die mechanische Bearbeitung und können den Wirkungsgrad von Solarzellen verschlechtern. Der Einbau dieser Partikel in den Siliziumkristall muss deshalb vermieden werden. Die SiC-Partikel entstehen während der Kristallisation in einer mit Kohlenstoff verunreinigten Siliziumschmelze beim Überschreiten der Löslichkeitsgrenze. Die Partikel bewegen sich dann mit der Strömung durch das Schmelzvolumen und können schließlich in den Festkörper eingebaut werden. Beim Einbau der Partikel soll die Wachstumsgeschwindigkeit bei der Kristallisation eine wichtige Rolle spielen. So definieren verschiedene, theoretische Modelle eine kritische Wachstumsgeschwindigkeit, ab der die Partikel vom wachsenden Festkörper eingefangen werden. Diese Modelle können aber den experimentell beobachteten Einbau von SiC-Partikel bei der Silizumerstarrung bislang nicht erklären. Hier kommt nun die Schwerelosigkeit ins Spiel. Die Schwerkraft beeinflusst die Strömung in der Schmelze, die Ihrerseits wiederum die Verteilung der Partikel im Schmelzvolumen bestimmt. Die Schwerkraft lässt außerdem die SiC-Partikel absinken. Im Weltall unter Schwerelosigkeit sind diese Effekte ausgeschaltet. Das verringert die Komplexität der Vorgänge und erleichtert damit deren physikalische Beschreibung. Somit kann unter Schwerelosigkeit geprüft werden, ob die existierenden Theorien für den Partikeleinfang auch bei Silizium gültig sind oder ob sie um bislang noch nicht berücksichtigte, physikalische Effekte erweitert werden müssen. Das ParSiWal-Experiment wird in der bereits im Weltraum erprobten Ofenanlage ELLI durchgeführt. Vor der Mission wird ein 8 mm dünner Siliziumstab in die Ofenanlage eingesetzt, der ein Depot an SiC-Partikeln enthält. Kurz nach Erreichen der Schwerelosigkeit wird in dem Stab in der Umgebung des Depots eine flüssige Schmelzzone erzeugt. Nachdem die Partikel durch Magnetfeldrühren in der Schmelzzone verteilt werden, wird der Siliziumstab verfahren. Dadurch bewegt sich die Schmelzzone durch den Stab und somit auch die fest-flüssig-Phasengrenze. Durch Variation der Verfahrgeschwindigkeit während des Fluges soll die kritische Einfanggeschwindigkeit für die Partikel bestimmen werden. Vor dem Ende der Flugphase wird die Heizung ausgeschaltet, so dass die Schmelzzone komplett erstarrt, bevor die Nutzlast am Fallschirm wieder auf der Erde landet. Die Auswertung des Experimentes erfolgt dann im Labor, wo zum Beispiel die Partikelverteilung im Siliziumstab vermessen wird. Das ParSiWal Team besteht aus Experten des Fraunhofer IISB, des Kristallographischen Institut der Uni Freiburg und des LS für Material- und Prozesssimulation der Uni Bayreuth.
Das Projekt "Entwicklung eines interaktiven Klimaspiels im Rahmen der Sonderausstellung 'Klima' des Deutschen Museums München" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Museum von Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Im Rahmen der Sonderausstellung 'Klima' soll ein interaktives strategisches Klimaspiel entwickelt werden. Die im klassischen Ausstellungsmedium schwer vermittelbaren Inhalte der Klimapolitik, der politischen und technischen Handlungsoptionen bei der Bewältigung des Klimawandels sollen mit dem Medium Computerspiel zeitgemäß und zielgruppengemäß (Zielgruppe Jugendliche, Schüler, Studenten) attraktiv umgesetzt werden. Das Spiel soll eine Ahnung von den komplexen Wechselbeziehungen des Systems Erde-Mensch vermitteln, bewusst machen, wie der Mensch schon heute am Steuer des 'Raumschiffes Erde' sitzt, vermitteln, dass unter den Bedingungen partiellen Wissens gehandelt werden muss und unterschiedliche Interessen auf der globalen Arena ausgehandelt werden müssen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Auf der Grundlage eines Briefings wurde im April ein Workshop einberufen, an dem Fachleute des Museums, der Medienagentur, des Max Planck Instituts für Meteorologie und der Münchener Rück teilnahmen. Als Ergebnis der Diskussionen und daran anschließender Vorarbeiten seitens der Wissenschaftler und Medienfachleute wurde Ende Mai 2002 das Grobkonzept entwickelt. Grundlage der Arbeit ist damit zum einen ein von Wissenschaftlern um Klaus Hasselmann zu entwickelndes gekoppeltes Mehrregionen Wirtschafts-Klima-Modell (die dem Spiel zugrundeliegende Modellsimulation), zum anderen eine darauf abbildbare Spielablaufstruktur und Rollenverteilung im Spiel. Beide werden parallel entwickelt und softwaremäßig bis August zu einem ersten Prototypen zusammengeführt. Der Prototyp wird an Besuchern formativ evaluiert. Die Ergebnisse fließen in die Entwicklung des Spiels bis zur Eröffnung der Ausstellung (1.11.) ein. Das Spiel wird anschließend im Betrieb (bis Ende 02) summativ evaluiert und voraussichtlich in leicht abgeänderten Versionen auch im Internet wie auf CD-Rom zugänglich gemacht. Fazit: Insgesamt konnte das Projekt aus Sicht aller Beteiligten als ein voller Erfolg gewertet werden, obwohl in der Umsetzung einige Abstriche an den ursprünglichen Zielsetzungen zu machen waren. Das Ziel, vor allem auch junge Besucher mit dem Medium Simulationsspiel für klimapolitische und -ökonomische Zusammenhänge zu interessieren, wurde erreicht. Wünschenswert wäre für die Zukunft eine online-Version (dtsch./engl.), die die Reichweite des Spiels noch erheblich ausdehnen würde, und die Nachbesserung der in der summativen Evaluierung aufgedeckten Schwachstellen. Es wäre daher für die Zukunft sicherlich sinnvoll, im Projektbudget solcher Projekte von vorneherein nicht nur Mittel für die Evaluierung vorzusehen, sondern zumindest auch eine kleinere Summe für zumindest die dringlichsten Nachbesserungen zurückzustellen.
Das Projekt "Current Systems around Terrestrial Planets: EOF Analysis and Modeling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen gGmbH, Focus Area Health - Physics & Earth Sciences durchgeführt. The magnetosphere of a planet is controlled by a number of factors such as the intrinsic magnetic field, the atmosphere and ionosphere, and the solar wind. Different combinations of these control factors are at work at the terrestrial planets Mercury, Venus, Earth, and Mars, hence they form a very suitable set for quantitative comparative studies. A significant intrinsic dipolar magnetic field is present only on Earth and on Mercury. However, the configuration at Mercury differs considerably from that at Earth because Mercury does not support an atmosphere and ionosphere, the dipolar field is much weaker, the solar wind denser, and the interplanetary magnetic field stronger. Both Mars and Venus have atmospheres but lack a global planetary magnetic field, with regional crustal magnetization being present on Mars. This proposal aims at investigating and comparing electrical current systems in the space environments of terrestrial planets using magnetic vector data collected by orbiting spacecraft such as Venus Express, Mars Global Surveyor, CHAMP (Earth), and MESSENGER (Mercury). We propose to construct data-driven and physically meaningful representations that reveal and quantify the influence of various control factors. To achieve this, we will tailor Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis and other multivariate methods to the specifics of planetary magnetic field observations. In contrast to representations that build on predefined functions like spherical harmonics, basis functions in the EOF approach are derived directly from the data. EOFs are designed to extract dominant coherent variations for further interpretation in terms of known physical phenomena, and then, in a regression step, for modeling using suitable control variables. The EOF methodology thus allows quantifying the relative importance of control factors for each planet individually, and thus contributes to the solution of topical science questions. The resulting empirical models will facilitate comparative studies of current systems at the terrestrial planets.
Das Projekt "Cellular and molecular studies on radiation quality: a comparison between genetically relevant radiation damage and cell inactivation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Schwerionenforschung durchgeführt. Objective: The proposed experiments aim to gain more insight into the biological efficiency of lighter ions at different biological levels for the induction and repair of DNA strand breaks in both chromosomal and plasmid DNA. General Information: Description of research work. In the last ten years, heavy charged particles have been used in radiobiological experiments more extensively than before. This development has basically two reasons: the increasing use of these particles in radiotherapy and radioprotection problems of manned space flights. In radiotherapy, approximately ten thousand patients have been treated with charged particles (mostly protons) with extraordinary success. Because of the better dose distribution and the increased relative biological efficiency at the end of the particle range, a strong trend is visible toward a treatment with heavier ions (e.g. carbon or neon ions). In manned space flights outside the shielding of the magnetosphere of the earth which are proposed by NASA and ESA, the heavy component of cosmic radiation pose a major risk for the health of the astronauts. In the case of the solar flare, lethal doses of protons can be reached even in short excursions outside the space craft. For long term space flights the risk of cancer induction is also important because the highly energetic heavy ions cannot be shielded very efficiently by the spacecraft and the radiation risk accumulates with time (i.e. over the duration of the flight). In both cases, radiotherapy and radioprotection in space, more information is needed on the inactivation process caused by the particle radiation where the data for lighter ions are scarce. But almost no information exists on the genetic risk caused by heavy charged particles. In addition, no theoretical approach exists which allows calculation of the biological effects with sufficient accuracy. Also the molecular nature of the very slowly restoring breaks has not been explored. In order to gain more molecular information, DNA damage of genetically well known plasmid sequences inserted in mammalian cells should be studied in greater detail, and new methods in gene technology should be used to analyse induced DNA damage. In the proposed experiments both approaches will be started and used to analyze the complexity of particle induced DNA damage. In summary, the radiobiological effects of charged particles like protons or heavier ions are of great importance for the development of heavy particle radiotherapy as well as for the estimation of the radiation risk in manned space flights. Because a unique theory of the RBE does not exist up to now, the radiobiological effects of the particle radiation have to be measured in detail. ... Prime Contractor: Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH; Darmstadt; Germany.
Das Projekt "Flexible CIGS Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Ziel ist, in vorwettbewerblicher Kooperation von Industrie und Forschung & Entwicklung unterschiedliche Richtungen in der Technologieentwicklung für die Herstellung von ultraleichten, flexiblen und hocheffizienten GICGS Dünnschichtsolarzellen auf Polyamidfolie für Weltraumanwendungen zusammenzuführen, zu testen und zu optimieren. Dazu werden ein Standardbauteil und Stabilitätsanforderungen spezifiziert. Die unterschiedlichen Herstellungsverfahren der Projektpartner werden auf das Standardbauteil angepasst. Solarzellen und Kontaktierungsverfahren werden für Weltraumanwendungen getestet und hinsichtlich Wirkungsgrad und Stabilität optimiert. Optimierte Herstellungsprozesse werden von den Industriepartnern übernommen. Zur Referenz hält das HMI eine Technologie auf Titanfolie und Glas bereit. Die Anwendung von Dünnschichtsolarzellen in Raumfahrzeugen der nächsten Generation eröffnet völlig neue Perspektiven und Möglichkeiten für zukünftige Raumfahrtsolargeneratoren. Dünnschichtsolarzellen erschließen bisher nicht realisierbare Optimierungspotentiale in Bezug auf spezifische Leistung (W/kg), Packungsvolumina (W/m3) und Herstellungskosten (Euro/W).
Das Projekt "Die rovibronischen Energien des NO2-Moleküls" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Theoretische Chemie: Theoretische Spektroskopie durchgeführt. Im Rahmen eines Projektes der European Space Agency (ESA) zur Untersuchung der Einwirkung der Moleküle in der Atmosphäre auf zurückkehrende Raumfahrzeuge werden die rovibronischen Energien des NO2-Moleküls unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den drei energetisch niedrigsten Elektronenzuständen theoretisch berechnet. Die zugrundeliegenden Potentialflächen werden von Projektteilnehmer in Siena, Italien, und Coimbra, Portugal, geliefert. Die Ergebnisse sollen insbesondere den Effekt der Zusammenbruch der Born-Oppenheimer-Näherung bei kleinen Molekülen beleuchten.
Das Projekt "Wechselwirkung und Fragmentation von Schwerionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Siegen, Fachbereich 7 Physik, Fachgebiet Bauphysik & Solarenergie durchgeführt. Im Rahmen des Gesamtprojektes, Center of Research and Training 'Radiation Health', das die Erarbeitung von Grundlagen zur Abschaetzung des Strahlenrisikos im Weltraum zum Ziel hat, sollen 'Wechselwirkungen und Fragmentation' von Schwerionen untersucht werden. Die primaeren Schwerionen der kosmischen Strahlung fragmentieren in den Materieabschirmungen der Raumschiffwaende und Strukturen. Als Grundlage fuer die Berechnung des veraenderten Strahlenfeldes im Raumschiff sollen Wirkungsquerschnitte fuer unterschiedliche Projektile, Targetkerne und Energien gemessen werden. Durch Wechselwirkungen mit Targetkernen kommt es zu hohen lokalen Energieuebertraegen. Der Prozess der Targetfragmentation soll in inverser Kinematik untersucht werden.