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Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Climate Engineering durch Modifikation der Arktischen Zirren im Winter: Risiken und Durchführbarkeit (AWiCiT)

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Climate Engineering durch Modifikation der Arktischen Zirren im Winter: Risiken und Durchführbarkeit (AWiCiT)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.

Radiojodmessungen und Plutoniumbestimmungen in Luft

Das Projekt "Radiojodmessungen und Plutoniumbestimmungen in Luft" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Gesundheit und Umweltschutz Österreich. Es wird/wurde ausgeführt durch: Österreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH.Die Studie umfasst die nachstehenden Leistungen: a) die Probensammlung und Aufarbeitung zur Bestimmung von 131J und b) die Analyse von Luftfilterproben zur Ermittlung der Plutoniumkonzentration der Luft. Die Durchfuehrung erfolgt mit einem eigens konstruierten Grosssammler, der 5000 m3 Luft pro Stunde durch ein Aktivkohlebett saugt. Die Kohle wird anschliessend mit alkalischen Loesungen eluiert und das Radiojod daraus als Jodid gefaellt und gemessen. Fuer Plutonium werden Mikrosorbanfilter zur Aufsammlung verwendet, Plutonium dann chemisch isoliert, elektrolytisch abgeschieden und gemessen. Die Anlage ermoeglicht die Ueberpruefung von Freisetzungen in der Naehe von Kernanlagen bzw. solchen, die sich in der Naehe der oesterreichischen Grenzen befinden.

Verhalten langlebiger Spalt- und Aktivierungsprodukte im Nahfeld von Endlagern unterschiedlicher Wirtsgesteine und Möglichkeiten ihrer Rückhaltung (VESPA II), Teilprojekt D

Das Projekt "Verhalten langlebiger Spalt- und Aktivierungsprodukte im Nahfeld von Endlagern unterschiedlicher Wirtsgesteine und Möglichkeiten ihrer Rückhaltung (VESPA II), Teilprojekt D" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit.

MesoPIN, Synthese und Charakterisierung von Halogenoperowskiten AMX3 (M=Sn, Pb; X = Cl, Br, I) als Farbstoffe für die Solarzelle

Das Projekt "MesoPIN, Synthese und Charakterisierung von Halogenoperowskiten AMX3 (M=Sn, Pb; X = Cl, Br, I) als Farbstoffe für die Solarzelle" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum.Im Mittelpunkt der chemisch-präparativen Arbeiten steht die Optimierung der chemischen und stöchiometrischen Zusammensetzung der Perowskite und ihrer Kristallinität. Die Anpassung der physikalischen Eigenschaften soll durch Variation der Kationen und des zentralen Metalls erfolgen. Die entstehenden neuen Phasen werden strukturell charakterisiert. Ein weiteres Thema ist die Suche nach einem Ersatz von PbI3 durch ungiftige Alternativen. In Kooperation mit den anderen Projektpartnern erfolgt die Kontrolle der Absorption für Single Junction und Tandem Solarzellen. Außerdem soll die Optimierung von organischen und anorganischen löchersensitiven bzw. elektronen-selektiven Elektrodenmaterialien für die PIN Struktur erfolgen. Als wichtigstes Referenzmaterial soll aus CH3NH3I und PbI2 in hoher Reinheit CH3NH3PbI3 hergestellt werden. Ein wichtiger Punkt ist dabei die Kristallinität, da die photoelektrischen Eigenschaften vermutlich stark davon abhängen. Entsprechend der sich schnell ändernden Literaturlage sollen auch weitere vielversprechende Verbindungen als Referenzmaterialien charakterisiert werden, z.B. CsSnI3. Die Stabilität der Perowskit-Striktur, d.h. Lage von Phasenübergängen und Art und Umfang der damit verbundenen Symmetriereduktion hängen von den Radienverhältnissen ab. Eine systematische Aufarbeitung der an der Uni Freiburg vorhandenen Daten zu den Systemen AMX3 (A = Rb, Cs, R4-nNHn, n=0-3; M = Sn, Pb, X = Cl, Br, I) hinsichtlich ihrer Eignung in Perowskitsolarzellen wird durchgeführt. Weiterhin werden eine Synthese und Tests anderer organischer Ammonium-Kationen (R4-nNHn, n = 0-3, R = Me, Et, ...) auch als Mischkristalle mit Alkali-Kationen durchgeführt.

Untersuchung zum Einfluss der Bromid-Dosierung auf das Redoxpotential und die Hg-Abscheidung in REA-Wäschern von Kraftwerken

Das Projekt "Untersuchung zum Einfluss der Bromid-Dosierung auf das Redoxpotential und die Hg-Abscheidung in REA-Wäschern von Kraftwerken" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Magdeburg, Institut für Apparate- und Umwelttechnik, Professur für Umweltschutztechnik.Versuche in verschiedenen Kraftwerken belegten die Wirkung von Iodid als Inhibitor der metallkatalytischen Schwefeldioxid-Oxidation in REA-Wäschern. Durch Iodidzugabe lässt sich folglich das durch die Schwefeloxide maßgeblich bestimmte Redoxpotential in REA-Wäschern in hohen Bereichen steuern. Mit dem Redoxpotentials verändert sich die Hg-Wäscherchemie deutlich:- Hohe Redoxpotentiale sind durch geringe Iodidkonzentration (kleiner als 5 mg/l) geringe Hg-Dampfdrücke/Re-Emission sowie hohe gelöste Hgaq-Konzentration in der Waschsuspension (und damit geringe Hg-Gehalte im Gips) gekennzeichnet.- Ein geringes Redoxpotential infolge der erhöhten Iodidgehalte führte zu verstärkten Hg-Konzentrationen an den Suspensionsfeinteilen (und damit im Gips), einem höheren Weißgrad und höheren Hg-Dampfdrücken/Emissionen. Iodid ist jedoch eine vergleichsweise teure Prozesschemikalie. Im vorliegenden Projekt zur Steuerung und des Redoxpotentials soll die preiswertere Bromidzugabe zur Wäschersuspension in einem Kraftwerk getestet werden.

OECD BIP project to investigate the behaviour of iodine in support of nuclear reactor containment and fission product assessment

Das Projekt "OECD BIP project to investigate the behaviour of iodine in support of nuclear reactor containment and fission product assessment" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), Nuclear Energy Agency (NEA).

Einfluss der Mitverbrennung quecksilberhaltiger Sekundärbrennstoffe auf die Rauchgasreinigung

Das Projekt "Einfluss der Mitverbrennung quecksilberhaltiger Sekundärbrennstoffe auf die Rauchgasreinigung" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Magdeburg, Institut für Apparate- und Umwelttechnik, Professur für Umweltschutztechnik.Vor dem Hintergrund der zunehmenden energetischen Verwertung von Abfällen, mit zum Teil erhöhtem Hg-Gehalten, durch Mitverbrennung in Kraftwerken ist es erforderlich, die bereits bekannte Hg-Emissionsminderung in nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen weiter zu optimieren. Der Hg-Minderungserfolg in REA (Rauchgas-Entschwefelungsanlagen) ist von zahlreichen Parametern abhängig. In den Modelluntersuchungen des Vorprojekts konnten bereits wichtige bisher nicht bekannte Einflussfaktoren auf die Hg-Chemie in Wäschern sowie für die anschließende REA-Waschwasseraufbereitung identifiziert werden. Hier sind unter anderen folgende Effekte anzuführen: Gips-/-pH Wert, Iodid, Eisenhydroxid, Huminsäure/ Ameisensäure. Die technologischen Aspekte dieser Effekte für den REA Prozess konnten im Vorprojekt aus Zeit- und Kostengründen nicht in der notwendigen Tiefe bearbeitet werden. Neben der Aufklärung dieser Effekte soll im Folgeprojekt die Wirksamkeit der kommerziell angebotenen Additive zur Einbindung von oxidiertem Hg in die REA-Waschsuspension und ihr Einfluss auf die Hg-Ausschleusung untersucht werden. Zudem sollen die Reagenzien zur Abscheidung von elementarem Hg in der REA bewertet werden. Aufbauend auf den Erfahrungen an Modellösungen sollen im Folgeprojekt erste Untersuchungen mit realen Waschlösungen parallel zum REA-Wäscherbetrieb in Richtung Optimierung der Hg-Abscheidung eingeleitet werden.

Linking geochemistry of metal containing nanoparticles to their impact to microorganisms

Das Projekt "Linking geochemistry of metal containing nanoparticles to their impact to microorganisms" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPF), Institut d'Amenagement des Terres et des Eaux (IATE).The present project examines the interaction of engineered nanoparticles (NP) with microorganisms with a specific emphasis on NP bioavailability and effect on the membrane integrity and oxidative stress. Carboxyl-group functionalized polymeric coated CdSe/ZnS quantum dots (QDs) were chosen as model nanoparticles, because of their increasing use, water dispersibility and specific tailoring for bio-imaging related to the cellular uptake. NP dispersion stability in terms of number, hydrodynamic radius and fluorescence of the individual particles under conditions of microorganism exposure experiments were investigated. Obtained results demonstrated that at nanomolar concentrations QDs form stable dispersions under most freshwater conditions. Humic, fulvic and alginic acids, and extracellular polymeric substances, representing major groups of the aquatic dissolved organic matter affected insignificantly the stability of QDs. Acidic pH below 5 increased QDs dissolution, while micromolar concentrations of trace elements have no effect on their stability. Addition of microalgae and bacteria to QD dispersions produced a reduction of the number of QDs and a significant decline in the fluorescence of individual QDs. QDs associated to the studied microorganisms, however their bioavailability was dependent on the cell wall and surface envelop composition. Flow cytometry (FCM) demonstrated that the percentage of QD-positive cells decreased in the order: bacterium Cupriavidus metallidurans >> wall-less green alga Chlamydomonas reinhardtii (CW) >> wild type C. reinhardtii (WT) > green alga Chlorella kesslerii, thus confirming the importance of the cell wall as a protective barrier. The percentage of the QD-positive cells increased with exposure time and the concentration of QDs for C. metallidurans and CW C. reinhardtii, while no temporary or concentration dependence was found for WT C. reinhardtii and C. kesslerii. QDs enhanced the level of the reactive oxygen species in the bacterial cells and augmented the percentage of the cells with damaged and leaky membranes as probed by FCM in combination with 5-(and-6)-carboxy-2'7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate and propidium iodide stains. No difference in the behaviour of amine- and carboxyl-PEG-QDs was found, suggesting that different functional groups in the surface coating have no effect on bacterium-QD interactions under the studied conditions.

Stabilisierung von Natrium-Jodid(-Thallium)-Detektoren ohne radioaktive Quelle

Das Projekt "Stabilisierung von Natrium-Jodid(-Thallium)-Detektoren ohne radioaktive Quelle" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: ICx Radiation GmbH.Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die neue Sensitivität gegenüber der Gefahr eines Schmuggels von radioaktiven Substanzen oder gar waffenfähigem Kernmaterial hat die Entwicklung miniaturisierter intelligenter Kernstrahlungsspektrometer mit der Fähigkeit zur Nuklididentifikation (so genannte RIDs = Handheld Radio Isotope Identifiers) forciert und einen wachsenden Markt dafür geschaffen. Diese Geräte benötigen bisher zur Kompensation physikalisch bedingter Driften der Systemverstärkung eine radioaktive Quelle, die ein stabiles temperaturunabhängiges Referenzsignal liefert. Mit jedem Gerät muss daher ein radioaktives Präparat geliefert werden - entweder als separate Quelle oder im Gerät eingebaut. Das Ziel des Vorhabens bestand darin, ein Verfahren zur Stabilisierung der Systemverstärkung auf der Basis von Leuchtdioden (LED) zu entwickeln, das ohne radioaktiven Referenzstrahler auskommt und trotzdem die erforderliche Genauigkeit garantiert. Dieses Verfahren sollte in den von target produzierten identiFINDER implementiert werden. Fazit: Im Rahmen des Projekts wurde ein Verfahren zur Stabilisierung von NaI(Tl)-Detektoren entwickelt, das unter rauen Feldbedingungen in einem großen Temperaturbereich sicher arbeitet und ohne radioaktive Quelle auskommt. Das Ziel des Projekts ist erreicht. Der Zeitplan wurde trotz der vielen, teils unerwartet auftretenden Detailprobleme eingehalten. Eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg war die starke Konzentration von Kräften und Mitteln auf das Projekt, die ohne Förderung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt kaum möglich gewesen wäre. Besonders attraktiv und motivierend für alle Beteiligten war die im Projekt angestrebte und auch erreichte Verknüpfung von ökonomischen Zielen mit positiven Umwelteffekten. Der Verzicht auf die interne Kalibrierquelle wurde nicht mit Nachteilen erkauft, sondern mit einer besseren Gerätequalität verbunden. Das schafft Vorteile im Wettbewerb und kann neue Märkte erschließen, auch im Umweltbereich.

Einsatz von Organo-Tonen als Adsorber für problematische Anionen in geotechnischen Barrieren

Das Projekt "Einsatz von Organo-Tonen als Adsorber für problematische Anionen in geotechnischen Barrieren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hannover, Zentrum für Strahlenschutz und Radioökologie.

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