Gammadensitometrische Gasgehaltsmessungen an einem beheizten Rohrbündel

Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes (Förderkennzeichen 02NUK010A) wurden an einem senkrechten, mit Flüssigkeit umströmten und beheizten Stabbündel gammadensitometrische Gasgehaltsmessungen durchgeführt. Es wurden zwei Messpositionen, zwei Volumenstromraten des umströmenden Fluides, zwei Unterkühlungswerte und elf Wärmestromdichten zur Messung gewählt. Der Bericht umfasst die Beschreibung des Versuchsstandes, die Messmethodik, Ergebnisse und deren Interpretation. Im Detail wird ebenfalls die Messunsicherheit bewertet

Strömungsprofilmessungen mittels PIV-Verfahren an einem Stabbündel

Umströmte Rohr- bzw. Stabbündel sind als Übertrager von Wärmeenergie in einem breiten Spektrum von Anwendungsgebieten zu finden. Beispiele sind Heizkörper, Kühlaggregate, Heizpatronen, industrielle Wärmetauscher und Brennelemente in Kernreaktoren. Für jede dieser Anwendungen besteht die Anforderung, die Wärmeübertragung an den Wärmeübertragerflächen zu optimieren. Dabei besteht eine enge Kopplung zwischen Wärmetransport und Strömungsstruktur. Eine besonders effiziente Form der Wärmeübertragung ist die Verdampfung. Diese wird unter anderem bei Brennelementen in Druckwasserreaktoren genutzt. Hier siedet das Kühlwasser an der Brennstaboberfläche. Durch Kondensation der Dampfblasen in der unterkühlten Kernströmung wird die Wärme dann effizient in die Flüssigphase übertragen. Durch die hohe Verdampfungsenthalpie des Wassers wird beim Strömungssieden ein viel höherer Wärmestrom in das Kühlwasser übertragen, als bei rein einphasig-konvektivem Wärmetransport. Sicherheitstechnisch relevant für Brennelemente in Leichtwasserreaktoren ist der Übergang vom Blasensieden zum Filmsieden (kritischer Wärmestrom). Dieser muss unter allen Umständen vermieden werden, um die Integrität der Brennstabhüllen zu gewährleisten, die bei Überschreiten der kritischen Heizflächenbelastung aufschmelzen bzw. reißen können. Aus diesem Grund werden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes (Förderkennzeichen 02NUK010A) numerische Strömungsberechnungsmodelle entwickelt, die bei der Beschreibung und numerischen Behandlung der Siedephänomene helfen sollen. Zur Validierung dieser Modelle anhand von Experimenten wurde ein Strömungskanal konstruiert, in dem ein vertikales Stabbündel von einem Kältemittel (RC318) aufwärtig durchströmt wird. Der Versuchsstand ist so konzipiert, dass ein optischer und messtechnischer Zugang zu den umströmten Einbauten gegeben ist. Damit sind Messungen in Zweiphasenströmungen ebenso möglich, wie Untersuchungen zur einphasigen Durchströmung. Für später erfolgende Zweiphasen-Experimente mit Stabbeheizung wurden zunächst Voruntersuchungen zur einphasigen Durchströmungen durchgeführt, welche insbesondere Aufschluss über die Homogenität der Strömung in den Unterkanälen sowie die Existenz von Querströmungen geben sollten. Als Messverfahren dafür wurde die Particle Image Velocimetry (PIV) ausgewählt, welche es ermöglicht, zweidimensionale Strömungsfelder aufzuzeichnen. Die experimentellen Studien erfolgten am Optical Multi-Phase Flow Research Laboratory des Nuclear Engineering Department der Texas A&M University in College Station, USA. Die Untersuchungen wurden für drei Volumenstromraten durchgeführt. Der vorliegende Bericht umfasst die Beschreibung des Versuchsstandes und der Messmethodik, eine Vorstellung des Auswerteverfahrens und relevanter Ergebnisse sowie eine Fehlerbetrachtung

Pictures of Synthetic Biology: A reflective discussion of the representation of Synthetic Biology (SB) in the German-language media and by SB experts

This article is concerned with the representation of Synthetic Biology in the media and by biotechnology experts. An analysis was made of German-language media articles published between 2004 and 2008, and interviews with biotechnology-experts at the Synthetic Biology conference SB 3.0 in Zurich 2007. The results have been reflected in terms of the definition of Synthetic Biology, applications of Synthetic Biology and the perspectives of opportunities and risks. In the media, Synthetic Biology is represented as a new scientific field of biology with an engineering-like thinking, while the scientists interviewed mostly define Synthetic Biology as contrary to nature and the natural system. Media articles present Synthetic Biology broadly with positive potential and inform the publics less about the potential risks than about the benefits of Synthetic Biology. In contrast, the experts interviewed reflect more on the risks than the opportunities of Synthetic Biology. Both used metaphors to describe Synthetic Biology and its aspects

Training teachers for the multimedia age: developing teacher expertise to enhance online learner interaction and collaboration

This article considers the skills that enable teachers to foster interaction and collaboration in online language learning. Drawing on Hampel and Stickler’s (2005) skills pyramid for online language learning and teaching, it presents the pre-service and in-service training programme that associate lecturers in the Department of Languages at the Open University undergo in the context of teaching languages with the help of online communication tools. Two projects are presented that shed more light on the expertise required to teach languages in virtual learning environments. The first project highlights the skills that are needed to teach in a complex online environment; the second one, a teacher training study, aimed to examine distance teachers’ experience of facilitating online group work, identify development needs, try out the potential of specific asynchronous and synchronous tools to support collaborative learning and trial possible development activities. The paper concludes by describing the kind of training programme that tutors require in order to acquire the skills identified

Untersuchungen zum Flüssigkeits-Holdup und zur Flüssigkeitsverweilzeit in Schüttungen mittels Röntgenradiographie und Gammatomographie

Zusammenfassung Es wurden Verweilzeituntersuchungen und Gasverteilungsmessungen an einer senkrecht mit Wasser durchströmten kiesbefüllten Säule mit vier intermediären Eisengranulatschichten durchgeführt. Zur Messung der Verweilzeitspektren wurde in die Zuleitung der Säule ein 60 ml Bolus BaCl2-Lösung (1,4 mol/l) eingespeist. Der Eintrittszeitpunkt des Bolus an der Säule wurde mittels einer direkt am Eintrittstutzen angebrachten Leitfähigkeitsnadelsonde erfasst. Der Durchgang des Tracerbolus durch verschiedene Messebenen wurde mittels Gammadurchstrahlung aufgezeichnet. Aus dem Schwächungssignal lassen sich Verweilzeitspektren direkt ableiten. Zur Bestimmung der Verweilzeit bzw. der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in der Säule wurden zwei charakteristische Zeitpunkte des Verweilzeitspektrums verrechnet. Einmal der Frontzeitpunkt, der den erstmaligen Nachweis von Tracerflüssigkeit in der Messebene bezeichnet, sowie der Boluszeitpunkt, der durch die maximale Tracerkonzentration in der Messebene gegeben ist. Der gammadensitometrische Nachweis des Tracerbolus war aufgrund der starken axialen Dispersion nur in der unteren Hälfte der Säule möglich. Die Ergebnisse gaben keinen Hinweis auf größere gasbedingte hydraulische Obstruktionen in der Säule. Der Nachweis von Gaseinschlüssen bzw. die Darstellung der Gasverteilung in vier ausgewählten Messebenen wurde mit dem Verfahren der Gammastrahlungstomographie realisiert. Die Messebenen wurden jeweils mittig zwischen den Eisengranulatschichten gewählt. Bezüglich der Verteilung des Bariumtracers wurden keine nennenswerten Konzentrationsgradienten im Messquerschnitt gefunden, so dass von einer homogenen Durchströmung der Säule ausgegangen werden kann. Erkannt wurden Gaseinschlüsse besonders im peripheren Bereich des Säulenquerschnitts. Der globale Gasgehalt ist dabei kleiner als 5%

Complement activation by carbon nanotubes and its influence on the phagocytosis and cytokine response by macrophages

Carbon nanotubes (CNTs) have promised a range of applications in biomedicine. Although influenced by the dispersants used, CNTs are recognized by the innate immune system, predominantly by the classical pathway of the complement system. Here, we confirm that complement activation by the CNT used continues up to C3 and C5, indicating that the entire complement system is activated including the formation of membrane-attack complexes. Using recombinant forms of the globular regions of human C1q (gC1q) as inhibitors of CNT-mediated classical pathway activation, we show that C1q, the first recognition subcomponent of the classical pathway, binds CNTs via the gC1q domain. Complement opsonisation of CNTs significantly enhances their uptake by U937 cells, with concomitant downregulation of pro-inflammatory cytokines and up-regulation of anti-inflammatory cytokines in both U937 cells and human monocytes. We propose that CNT-mediated complement activation may cause recruitment of cellular infiltration, followed by phagocytosis without inducing a pro-inflammatory immune response. From the Clinical Editor: This study highlights the importance of the complement system in response to carbon nanontube administration, suggesting that the ensuing complement activation may cause recruitment of cellular infiltration, followed by phagocytosis without inducing a pro-inflammatory immune response

Calculation of the Activity Inventory for the TRIGA Reactor at the Medical University of Hannover (MHH) in Preparation for Dismantling the Facility

It is planned to dismantle the TRIGA reactor facility at the Medical University of Hannover (MHH). Radioactive waste resulting from this dismantling will be disposed of externally, any remaining materials as well as the building structures will then be measured to ensure there is no residual activity. In preparation for this and to plan the techniques which will be used to dismantle the reactor, calculations were made in order to determine the amount of activity and the dose rates for the reactor tank and its inside components as well as for the biological shield and its radial beam tube

"What's (the) Matter?", A Show on Elementary Particle Physics with 28 Demonstration Experiments

We present the screenplay of a physics show on particle physics, by the Physikshow of Bonn University. The show is addressed at non-physicists aged 14+ and communicates basic concepts of elementary particle physics including the discovery of the Higgs boson in an entertaining fashion. It is also demonstrates a successful outreach activity heavily relying on the university physics students. This paper is addressed at anybody interested in particle physics and/or show physics. This paper is also addressed at fellow physicists working in outreach, maybe the experiments and our choice of simple explanations will be helpful. Furthermore, we are very interested in related activities elsewhere, in particular also demonstration experiments relevant to particle physics, as often little of this work is published. Our show involves 28 live demonstration experiments. These are presented in an extensive appendix, including photos and technical details. The show is set up as a quest, where 2 students from Bonn with the aid of a caretaker travel back in time to understand the fundamental nature of matter. They visit Rutherford and Geiger in Manchester around 1911, who recount their famous experiment on the nucleus and show how particle detectors work. They travel forward in time to meet Lawrence at Berkeley around 1950, teaching them about the how and why of accelerators. Next, they visit Wu at DESY, Hamburg, around 1980, who explains the strong force. They end up in the LHC tunnel at CERN, Geneva, Switzerland in 2012. Two experimentalists tell them about colliders and our heroes watch live as the Higgs boson is produced and decays. The show was presented in English at Oxford University and University College London, as well as Padua University and ICTP Trieste. It was 1st performed in German at the Deutsche Museum, Bonn (5/'14). The show has eleven speaking parts and involves in total 20 people.Comment: 113 pages, 88 figures. An up to date version of the paper with high resolution pictures can be found at http://www.th.physik.uni-bonn.de/People/dreiner/Downloads/. In v2 the acknowledgements and a citation are correcte

Neutrino masses through see-saw mechanism in 3-3-1 models

Some years ago it was shown by Ma that in the context of the electroweak standard model there are, at the tree level, only three ways to generate small neutrino masses by the see-saw mechanism via one effective dimension-five operator. Here we extend this approach to 3-3-1 chiral models showing that in this case there are several dimension-five operators and we also consider their tree level realization.Comment: RevTex, 7 pages and 4 .eps figures. Version published in Phys. Rev. D. with a change in the titl

Neutron velocity distribution from a superthermal solid 2H2 ultracold neutron source

We have determined for the first time the velocity distribution of neutrons from a solid 2H2 ultracold neutron (UCN) source. The spectrum rises sharply above 4.5m/s and has a maximum around 7m/s after transport in an 8m long guide. The number of neutrons in the UCN velocity range (< 7m/s) may be increased by a factor of two by placing the experiment 1m above the UCN source leve