Experimentelle und rechnerische Bestimmung des Energieansprechvermögens und der Nachweiseffizienz für BeO-OSL-Detektoren

Im Zuge dieser Arbeit wurden die für die Dosimetrie mit BeO-OSL-Detektoren wichtigen Größen Energieansprechvermögen und Nachweiseffizienz experimentell ermittelt. Anschließend konnten die Ergebnisse genutzt werden, um ein Modell der lokalen Sättigung zur Berechnung der Effizienz für unterschiedlichste Bestrahlungsbedingungen zu generieren. Mit Hilfe des Modells lassen sich Vorhersagen zur Nachweiseffizienz für Photonen und Elektronen in dem in der Personen- und Ortsdosimetrie gängigen Energiebereich von 10 keV bis zu mehreren MeV treffen. Dabei nimmt die Effizienz für Elektronen mit sinkenden Energien kontinuierlich ab. Photonen zeigen einen ähnlichen Effekt, jedoch kommt es bei Energien im Bereich von 40-80 keV zu einem kurzen Anstieg der Effizienz mit fallender Energie, welcher sich durch die Wechselwirkungseigenschaften der Photonen erklären lässt. Die experimentellen und modellierten Nachweiseffizienzen können genutzt werden, um die Anzeige eines BeO-OSL-Detektor aus mit Strahlungstransportprogrammen ermittelten Dosiswerten zu berechnen. Auf experimentell gestützte Optimierungen von Bestrahlungsgeometrien kann so größtenteils verzichtet werden. Als Beispiel für die Anwendung der Nachweiseffizienz werden das Energieansprechvermögen für Beta-Strahler, des iBeOx-Personendosimeters sowie die Konzeption eines OSL-Ortsdosimeters aufgeführt.:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Grundlagen zur Dosimetrie ionisierender Strahlung 2.2 Optisch Stimulierte Lumineszenz 2.3 Dosimetrie mit Hilfe der Optisch Stimulierten Lumineszenz 3 Material und Methoden 3.1 Berylliumoxiddetektoren und Dosimeter 3.2 Auswerteverfahren 3.3 Bestrahlungsmöglichkeiten 3.4 Strahlungstransportberechnungen 4 Experimentelle Ergebnisse 4.1 Rechnerisches Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.2 Experimentelles Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.3 Vergleich von rechnerischem und experimentellem ASV für BeO- Detektoren 4.4 Effizienz für BeO-OSL-Detektoren 5 Modellierung der Effizienz von BeO-OSL-Detektoren 5.1 Target-Modell 5.2 Berechnung der Effizienz auf Grundlage des Modells der lokalen Sättigung 5.3 Ergebnisse der Modellierung 6 Anwendungen 6.1 Ansprechvermögen für Beta-Strahler 6.2 Energieansprechvermögen des iBeOx-Personendosimeters 6.3 Konzeption eines Ortsdosimeters auf Basis des iBeOx-Dosimetriesystems 7 Zusammenfassung 8 Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Theorie A.2 Messdaten und Ergebnisse A.3 Effizienzen für unterschiedliche BestrahlungsgeometrienIn the course of this work, the experimental detection efficiency for BeO-OSL-detectors was determined for different radiation qualities. Subsequently the results were used to generate a model of local saturation for calculating the efficiency for different irradiation conditions. With the help of the model predictions for the detection efficiency for photons and electrons in the common energy range for personal and environmental dosimetry, reaching from 10 keV up to some MeV, are possible. The efficiency for electrons decreases with falling energy continuously. Photons show a similar effect, but for energies ranging from 40-80 keV the efficiency increases with decreasing energy. This can be explained by the interaction effects of the photons with the detector material. The experimental and modelled detection efficiencies can be used to calculate the display of a BeO-OSL detector from dose values determined with radiation transport programs. Three examples, the energy dependence for beta emitters, for the iBeOx personal dosimeters and the development of an environmental OSL-dosimeter are listed.:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Grundlagen zur Dosimetrie ionisierender Strahlung 2.2 Optisch Stimulierte Lumineszenz 2.3 Dosimetrie mit Hilfe der Optisch Stimulierten Lumineszenz 3 Material und Methoden 3.1 Berylliumoxiddetektoren und Dosimeter 3.2 Auswerteverfahren 3.3 Bestrahlungsmöglichkeiten 3.4 Strahlungstransportberechnungen 4 Experimentelle Ergebnisse 4.1 Rechnerisches Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.2 Experimentelles Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.3 Vergleich von rechnerischem und experimentellem ASV für BeO- Detektoren 4.4 Effizienz für BeO-OSL-Detektoren 5 Modellierung der Effizienz von BeO-OSL-Detektoren 5.1 Target-Modell 5.2 Berechnung der Effizienz auf Grundlage des Modells der lokalen Sättigung 5.3 Ergebnisse der Modellierung 6 Anwendungen 6.1 Ansprechvermögen für Beta-Strahler 6.2 Energieansprechvermögen des iBeOx-Personendosimeters 6.3 Konzeption eines Ortsdosimeters auf Basis des iBeOx-Dosimetriesystems 7 Zusammenfassung 8 Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Theorie A.2 Messdaten und Ergebnisse A.3 Effizienzen für unterschiedliche Bestrahlungsgeometrie

Experimentelle und rechnerische Bestimmung des Energieansprechvermögens und der Nachweiseffizienz für BeO-OSL-Detektoren

Im Zuge dieser Arbeit wurden die für die Dosimetrie mit BeO-OSL-Detektoren wichtigen Größen Energieansprechvermögen und Nachweiseffizienz experimentell ermittelt. Anschließend konnten die Ergebnisse genutzt werden, um ein Modell der lokalen Sättigung zur Berechnung der Effizienz für unterschiedlichste Bestrahlungsbedingungen zu generieren. Mit Hilfe des Modells lassen sich Vorhersagen zur Nachweiseffizienz für Photonen und Elektronen in dem in der Personen- und Ortsdosimetrie gängigen Energiebereich von 10 keV bis zu mehreren MeV treffen. Dabei nimmt die Effizienz für Elektronen mit sinkenden Energien kontinuierlich ab. Photonen zeigen einen ähnlichen Effekt, jedoch kommt es bei Energien im Bereich von 40-80 keV zu einem kurzen Anstieg der Effizienz mit fallender Energie, welcher sich durch die Wechselwirkungseigenschaften der Photonen erklären lässt. Die experimentellen und modellierten Nachweiseffizienzen können genutzt werden, um die Anzeige eines BeO-OSL-Detektor aus mit Strahlungstransportprogrammen ermittelten Dosiswerten zu berechnen. Auf experimentell gestützte Optimierungen von Bestrahlungsgeometrien kann so größtenteils verzichtet werden. Als Beispiel für die Anwendung der Nachweiseffizienz werden das Energieansprechvermögen für Beta-Strahler, des iBeOx-Personendosimeters sowie die Konzeption eines OSL-Ortsdosimeters aufgeführt.:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Grundlagen zur Dosimetrie ionisierender Strahlung 2.2 Optisch Stimulierte Lumineszenz 2.3 Dosimetrie mit Hilfe der Optisch Stimulierten Lumineszenz 3 Material und Methoden 3.1 Berylliumoxiddetektoren und Dosimeter 3.2 Auswerteverfahren 3.3 Bestrahlungsmöglichkeiten 3.4 Strahlungstransportberechnungen 4 Experimentelle Ergebnisse 4.1 Rechnerisches Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.2 Experimentelles Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.3 Vergleich von rechnerischem und experimentellem ASV für BeO- Detektoren 4.4 Effizienz für BeO-OSL-Detektoren 5 Modellierung der Effizienz von BeO-OSL-Detektoren 5.1 Target-Modell 5.2 Berechnung der Effizienz auf Grundlage des Modells der lokalen Sättigung 5.3 Ergebnisse der Modellierung 6 Anwendungen 6.1 Ansprechvermögen für Beta-Strahler 6.2 Energieansprechvermögen des iBeOx-Personendosimeters 6.3 Konzeption eines Ortsdosimeters auf Basis des iBeOx-Dosimetriesystems 7 Zusammenfassung 8 Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Theorie A.2 Messdaten und Ergebnisse A.3 Effizienzen für unterschiedliche BestrahlungsgeometrienIn the course of this work, the experimental detection efficiency for BeO-OSL-detectors was determined for different radiation qualities. Subsequently the results were used to generate a model of local saturation for calculating the efficiency for different irradiation conditions. With the help of the model predictions for the detection efficiency for photons and electrons in the common energy range for personal and environmental dosimetry, reaching from 10 keV up to some MeV, are possible. The efficiency for electrons decreases with falling energy continuously. Photons show a similar effect, but for energies ranging from 40-80 keV the efficiency increases with decreasing energy. This can be explained by the interaction effects of the photons with the detector material. The experimental and modelled detection efficiencies can be used to calculate the display of a BeO-OSL detector from dose values determined with radiation transport programs. Three examples, the energy dependence for beta emitters, for the iBeOx personal dosimeters and the development of an environmental OSL-dosimeter are listed.:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Grundlagen zur Dosimetrie ionisierender Strahlung 2.2 Optisch Stimulierte Lumineszenz 2.3 Dosimetrie mit Hilfe der Optisch Stimulierten Lumineszenz 3 Material und Methoden 3.1 Berylliumoxiddetektoren und Dosimeter 3.2 Auswerteverfahren 3.3 Bestrahlungsmöglichkeiten 3.4 Strahlungstransportberechnungen 4 Experimentelle Ergebnisse 4.1 Rechnerisches Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.2 Experimentelles Ansprechvermögen für BeO-OSL-Detektoren 4.3 Vergleich von rechnerischem und experimentellem ASV für BeO- Detektoren 4.4 Effizienz für BeO-OSL-Detektoren 5 Modellierung der Effizienz von BeO-OSL-Detektoren 5.1 Target-Modell 5.2 Berechnung der Effizienz auf Grundlage des Modells der lokalen Sättigung 5.3 Ergebnisse der Modellierung 6 Anwendungen 6.1 Ansprechvermögen für Beta-Strahler 6.2 Energieansprechvermögen des iBeOx-Personendosimeters 6.3 Konzeption eines Ortsdosimeters auf Basis des iBeOx-Dosimetriesystems 7 Zusammenfassung 8 Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Theorie A.2 Messdaten und Ergebnisse A.3 Effizienzen für unterschiedliche Bestrahlungsgeometrie

Umformbarkeit laserinduktionsgeschweißter Strukturen aus höherfesten Stahlfeinblechen

Konventionelles Laserstrahlschweißen von Halbzeugen aus höherfesten Stahlfeinblechen führt zum drastischen Verlust an Umformbarkeit im Schweißnahtbereich. Durch integrierte induktive Erwärmung können der Temperaturverlauf beim Schweißen modifiziert, die Verbindungseigenschaften beeinflusst und die Umformbarkeit verbessert werden. Die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und mechanischen Verbindungseigenschaften werden beschrieben und Anwendungspotenziale aufgezeigt

Continuous Loading of a Conservative Trap from an Atomic Beam

We demonstrate the fast accumulation of Cr atoms in a conservative potential from a magnetically guided atomic beam. Without laser cooling on a cycling transition, a single dissipative step realized by optical pumping allows to load atoms at a rate of 2*10^7 1/s in the trap. Within less than 100 ms we reach the collisionally dense regime, from which we directly produce a Bose-Einstein condensate with subsequent evaporative cooling. This constitutes a new approach to degeneracy where, provided a slow beam of particles can be produced by some means, Bose-Einstein condensation can be reached for species without a cycling transition.Comment: 4 pages, 4 figure

Evaporation limited loading of an atom trap

Recently, we have experimentally demonstrated a continuous loading mechanism for an optical dipole trap from a guided atomic beam [1]. The observed evolution of the number of atoms and temperature in the trap are consequences of the unusual trap geometry. In the present paper, we develop a model based on a set of rate equations to describe the loading dynamics of such a mechanism. We consider the collision statistics in the non-uniform trap potential that leads to twodimensional evaporation. The comparison between the resulting computations and experimental data allows to identify the dominant loss process and suggests ways to enhance the achievable steady-state atom number. Concerning subsequent evaporative cooling, we find that the possibility of controlling axial and radial confinement independently allows faster evaporation ramps compared to single beam optical dipole traps.Comment: 10 pages, 7 figure

Complex nuclear-structure phenomena revealed from the nuclide production in fragmentation reactions

Complex structural effects in the nuclide production from the projectile fragmentation of 1 A GeV 238U nuclei in a titanium target are reported. The structure seems to be insensitive to the excitation energy induced in the reaction. This is in contrast to the prominent structural features found in nuclear fission and in transfer reactions, which gradually disappear with increasing excitation energy. Using the statistical model of nuclear reactions, relations to structural effects in nuclear binding and in the nuclear level density are demonstrated.Comment: 19 pages, 14 figures, background information on http://www-w2k.gsi.de/kschmidt

Production of Extracellular Traps against Aspergillus fumigatus In Vitro and in Infected Lung Tissue Is Dependent on Invading Neutrophils and Influenced by Hydrophobin RodA

Aspergillus fumigatus is the most important airborne fungal pathogen causing life-threatening infections in immunocompromised patients. Macrophages and neutrophils are known to kill conidia, whereas hyphae are killed mainly by neutrophils. Since hyphae are too large to be engulfed, neutrophils possess an array of extracellular killing mechanisms including the formation of neutrophil extracellular traps (NETs) consisting of nuclear DNA decorated with fungicidal proteins. However, until now NET formation in response to A. fumigatus has only been demonstrated in vitro, the importance of neutrophils for their production in vivo is unclear and the molecular mechanisms of the fungus to defend against NET formation are unknown. Here, we show that human neutrophils produce NETs in vitro when encountering A. fumigatus. In time-lapse movies NET production was a highly dynamic process which, however, was only exhibited by a sub-population of cells. NETosis was maximal against hyphae, but reduced against resting and swollen conidia. In a newly developed mouse model we could then demonstrate the existence and measure the kinetics of NET formation in vivo by 2-photon microscopy of Aspergillus-infected lungs. We also observed the enormous dynamics of neutrophils within the lung and their ability to interact with and phagocytose fungal elements in situ. Furthermore, systemic neutrophil depletion in mice almost completely inhibited NET formation in lungs, thus directly linking the immigration of neutrophils with NET formation in vivo. By using fungal mutants and purified proteins we demonstrate that hydrophobin RodA, a surface protein making conidia immunologically inert, led to reduced NET formation of neutrophils encountering Aspergillus fungal elements. NET-dependent killing of Aspergillus-hyphae could be demonstrated at later time-points, but was only moderate. Thus, these data establish that NET formation occurs in vivo during host defence against A. fumigatus, but suggest that it does not play a major role in killing this fungus. Instead, NETs may have a fungistatic effect and may prevent further spreading