Untersuchungen zur Bestimmung der Aktivitaetskonzentration in Umweltproben mit Hilfe hochaufloesender Gamma-Spektrometrie. Neben der Gewaehrleistung von hochempfindlichen Messungen steht im Mittelpunkt der Arbeiten die Entwicklung und Anwendung von Berechnungsverfahren, die den Einfluss der Probenzusammensetzung und der Probenform auf das erzielte Messergebnis beruecksichtigen. Die Bereitstellung problemangepasster Rechnerprogramme soll die Aktivitaetskonzentrationsbestimmung unterschiedlicher Radionuklide in verschiedenartigen Proben (Form, Dichte, Zusammensetzung) ermoeglichen, ohne dass zuvor aufwendige, spezielle Kalibrierungsmessungen durchgefuehrt werden muessen. Untersuchungen zur Umgebungsdosimetrie mit Thermolumineszenzdetektoren zur Feststellung der Umweltradioaktivitaet. Durch den Einsatz neuer, hochempfindlicher Materialien (z.B. LiF:Mg, Cu, P, CaF2:Cu) sollen genaue Dosisbestimmungen bei kurzen Expositionszeiten erreicht und damit ein einfaches Verfahren fuer Kontrollmessungen und Routineueberwachungen entwickelt werden. Durch die Bereitstellung von Korrektionsprogrammen soll die Moeglichkeit geschaffen werden, auch im Falle unterschiedlicher Photonenenergien der einfallenden Strahlung und bei Messungen mit Detektoren stark energieabhaengiger TL-Response sichere Angaben der Aequivalentdosis zu ermoeglichen.
Das Vorhaben hat die Untersuchung des mechanisch-hydraulischen Verhaltens eines Abschlussbauwerks im Salinar, unter Beruecksichtigung der physikalisch-chemischen Effekte, und auf dieser Basis die Entwicklung neuer Verfahren zur numerischen Modellierung des Langzeitverhaltens von Verschlussbauwerken unter realistischen Bedingungen und Beanspruchungen, zum Ziel. Es sollen vorhandene Grundkonzepte der Verschlussbauwerke analysiert und wenn erforderlich modifiziert werden. Es werden sowohl Laborexperimente an Bentonit (Weimar) zur Charakterisierung des Einflusses der Teilsaettigung als auch des Quelldrucks (Braunschweig) duchgefuehrt. Daneben wird ein numerisches Modell (Tuebingen) aufgebaut und verifiziert. Die Hauptergebnisse des FuE-Vorhabens sollen den Nachweis erbringen, bei welchen Bedingungen man langzeitstabile, fluessigkeitsdichte und standsichere Verschlussbauwerke im Salinar mit Dichteelementen aus Bentonit realisieren kann. Die zu erwartenden Ergebnisse des vorliegenden FuE-Vorhabens erweitern somit massgeblich das fundamentale Verstaendnis bezueglich des gekoppelten mechanisch-hydraulisch-chemisch-physikalischen (Langzeit-)Verhaltens von Abschlussbauwerken im Salinar.
Prototypen chemischer Sensoren sollen in Duennschicht-Technologie mit integrierter Heizung und Temperaturmessung hergestellt werden. Als Messprinzipien werden resistive, kapazitive und thermische Effekte der Sensor/Teilchen-Wechselwirkung ausgenutzt. Durch geeignete Wahl und Modifizierung der chemisch sensitiven Schichten auf den Prototyp-Grundstrukturen sollen Reproduzierbarkeit, Langzeitstabilitaet und Spezifitaet der Sensoren und Sensorarrays optimiert werden. Die Sensoren sollen zum selektiven Nachweis von Gasen wie CO2, O2, H2O, NOx, C und CH4 in Luft dienen.
Im Rahmen des laufenden BMBF-Vorhabens 'Entwicklung von Polymersystemen fuer thermotrope Schichten' sind thermotrope, nicht-mechanische Abschattungssysteme entwickelt worden, die durch thermisch ausgeloeste Schaltvorgaenge eine Abschaltung in Fenstern und transparenten Waermedaemmverbundsystemen bewirken. Die Schaltung erfolgt a) durch thermotrope Hydrogele fuer den Fensterbereich und b) durch thermotrope Polymerblends, die jeweils unter Aenderung der Morphologie bei Einwirkung von Waermestrahlung reagieren und deren Verhalten thermoreversibel ist. Die gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, polymere thermotrope Systeme hinsichtlich ihres Einsatzpotentials und Anwenderverhaltens zu verbessern. Dabei werden sowohl die optischen Eigenschaften wie Schalthub und Winkelverteilung des Streulichts, die Schalttemperatur und der Schalttemperaturbereich fuer die verschiedenen Anwendungsbereiche optimiert. Gleichzeitig muss die Langzeitstabilitaet der Materialien und der Gesamtsysteme durch beschleunigte Alterungsversuche sichergestellt werden.
Biosensoren ermoeglichen preiswerte und spezifische Bestimmungen von Umweltpararmetern als Alternative oder Ergaenzung zu hochtechnisierter Analytik wie HPLC, AAS, ICP u.a. Die Flow injection Analyse bietet sehr gute Einsatzbedingungen fuer Biosensoren. Gegenstand des Projektes ist ein autonomer und wartungsarmer Monitor fuer Gewaesser mit Biosensoren nach dem Prinzip der Fliess-injektions-Analyse. Aus Gruenden der Kostenminimierung soll ein einkanaliges Geraet entwickelt werden, das durch einfache Umruestung die Bestimmung der entsprechenden Komponente gestattet. Als Parameter sind Phenol und Nitrat vorgesehen. Der Umwelt-Monitor ist als Prototyp aufzubauen und einer technischen Erprobung im Labormassstab mit realem Probenmaterial zu unterziehen. Nach den ersten Ergebnissen besteht die Notwendigkeit, in den Messpausen den Biosensor auf 10 Grad zu kuehlen, um die gewuenschte Langzeitstabilitaet zu erreichen und aus Gruenden der Haltbarkeit Standards fuer die Phenolbestimmung im gewuenschten Messbereich in-situ im Monitor zu erzeugen.
Ziele: Datierung von Mineralen als Beitrag zur Beurteilung der Langzeitstabilitaet von Salzstoecken. Weiterentwicklung moeglicher Geochronometer. Ergebnisse: Langbeinit hat ein Rb/Sr-Alter von 135 Ma. Carnallit und Polyhalit sind keine brauchbaren Geochronometer.
Die Unterbrechung von Kontaminationswegen im Untergrund durch Dichtwaende birgt derzeit noch eine Vielzahl von Problemen. So reagieren die eingesetzten Bohrfluessigkeiten und Dichtwandmassen hochsensibel auf Kationen und Schadstoffe aus dem umgebenden Boden, grosse Mengen an unbrauchbaren Schlaemmen muessen entsorgt werden, eine Kontrolle der Dichtwandmassenqualitaet ist nur zeitverzoegert moeglich etc. Ziel des Projekts ist es, neue Materialien und Technologien zu entwickeln, mit deren Hilfe die Einkapselung von kontaminierten Boeden verbessert wird. Angestrebt wird, die Langzeitstabilitaet auf mindestens 100 Jahre zu erhoehen, die Rueckhaltekapazitaeten um den Faktor 2 zu verbessern und Sensoren fuer ein real-time monitoring zu entwickeln.
Die Entwicklung des Siemens Hochtemperatur-Brennstoffzellenkonzepts soll bis Ende 1995 an einem Stack der 20 kW Klasse nachgewiesen werden. An diesen wichtigen Meilenstein schliesst ein Folgevorhaben an, das Gegenstand der gestellten Foerderung ist. Das flache Zelldesign mit metallischer bipolarer Platte soll im Hinblick auf groessere Stackeinheiten und kostenguenstigere Fertigungsverfahren weiter entwickelt werden. Es wird eine Anlagen- und Stackkomponenten Fertigung in entsprechenden Technika aufgebaut. Das Keramotechnikum wird dahingehend erweitert, dass dort bis zu 12000 PENs (100 x 100 mm2) pro Jahr gefertigt werden koennen. Dort werden bis zu 600 /a bipolare Platten (400 x 400 mm2) gefertigt und montiert. Mit Hilfe dieser Technologie soll das wichtigste Ziel bis Ende 1998, der erfolgreiche Betrieb einer SOFC Anlage der 50 kW Klasse ( Erdgas / Luft ) erreicht werden. Der Stack wird aus 4 Modulen von je 12,5 kW aufgebaut und soll alternativ auch mit Wasserstoff / Sauerstoff bzw. Luft betrieben werden koennen. Schwerpunkt der Technologieentwicklung ist eine Verbesserung der Langzeitstabiltaet bei der die Alterung auf unter 1 Prozent in 1000 Stunden bei Erdgasbetrieb verbessert werden soll. Der Erdgasbetrieb setzt die Beherrschung der internen Reformierung voraus, die in einer parallel laufenden Entwicklungslinie zunaechst an kleineren Stackeinheiten erprobt wird (1-3 kW).
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