Qucosa – Hemholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
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Entwicklung einer neuen Technologie zur Probenpräparation für die Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) auf der Basis der Ionenfeinstrahlbearbeitung
Get PDFAufgabe des Projektes war die Entwicklung einer neuen Technologie zur Probenpräparation für die Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) auf der Basis der Ionenfeinstrahlbearbei-tung. Dazu wurden Prozesse der ionenstrahlgestützten Abtragung (Sputtern), der Abschei-dung, des Probenhandling sowie systemeigener Komponenten untersucht. Als Alternative zur Ga- Quelle wurde eine Flüssigmetall-Ionenquelle auf der Basis einer AuGeSi Legierung entwi-ckelt, charakterisiert und in der FIB 4400 eingesetzt. Um eine automatische Bearbeitung bei der Herstellung von TEM-Lamellen zu ermöglichen, erfolgte eine Modifikation der FIB-4400 Software. Das LabView Programm wurde entsprechend modifi-ziert und zusätzlich um nützliche Komponenten ergänzt. Abtragsraten auf der Basis der Volumenverlustmethode wurden experimentell bestimmt. Diese Werte dienen als Ausgangspunkt für eine weiter ausbaubare Datensammlung, die die entwi-ckelte Prozessautomatisierung verfeinert. Für den Tranfer von TEM -Lamellen, die aus dem Volumen präpariert werden, wurde ein spe-zieller lift-off Manipulator entwickelt, gebaut und getestet. Es wurde ein Angebotskatalog erarbeitet, der anhand von Applikationsbeispielen mit verschie-denen Anforderungen (raue Oberflächen, Hochauflösung, poröse Materialien, Materialien mit verminderter Leitfähigkeit) die Kooperationsmöglichkeiten im Dresdener Raum im Rahmen des Materialforschungsverbundes aufzeigt
OECD/CSNI ISP NR. 43 Rapid Boron Dilution Transient Tests For Code Verification Post Test Calculation With CFX-4
Get PDFThe need of the experimental support for validation of the computational tools to be applied to analyze the mixing of diluted slugs has been recognized in various countries. The test series for the International Standard Problem ISP-43 provides a platform for experiences to be applied to the simulation of a well-defined test series. Test A and B of the UM2x4 loop test facility were calculated with the CFD Code CFX-4.3. Sensitivity studies were made to analyze the used turbulence model and numerical errors. The results show good agreement with the experimental data for both tests
4. Workshop "Measurement techniques for stationary and transient multiphase flows", Rossendorf, November 16 - 17, 2000
Get PDFIn November 2000, the 4th Workshop on Measurement Techniques for Stationary and Transient Multiphase Flows took place in Rossendorf. Three previous workshops of this series were national meetings; this time participants from different countries took part. The programme comprised 14 oral presentations, 9 of which are included in these proceedings in full length. A special highlight of the meeting was the main lecture "Ultrasonic doppler method for bubbly flow measurement" of Professor Masanori Aritomi, Dr. Hiroshige Kikura and Dr. Yumiko Suzuki, which was read by Dr. Hiroshige Kikura. The workshop again dealt with high-resolution phase distribution and phase velocity measurement techniques based on electrical conductivity, ultrasound, laser light and high-speed cinematography. A number of presentations were dedicated to the application of wire-mesh sensors developed by FZR for different applications used by the Technical Universities of Delft and Munich and the Tokyo Institute of Technology. The presentations were in particular: M. Aritomi, H. Kikura, Y. Suzuki (Tokyo Institute of Technology): Ultrasonic doppler method for bubbly flow measurement V. V. Kontelev, V. I. Melnikov (TU Nishny Novgorod): An ultrasonic mesh sensor for two-phase flow visualisation A. V. Duncev (TU Nishny Novgorod): Waveguide ultrasonic liquid level transducers for power generating equipment H.-M. Prasser, E. Krepper, D. Lucas, J. Zschau (FZR), D. Peters, G. Pietzsch, W. Taubert, M. Trepte (Teletronic Ingenieurbüro GmbH), Fast wire-mesh sensors for gas-liquid flows and decomposition of gas fraction profiles according to bubble size classes D. Scholz, C. Zippe (FZR): Validation of bubble size measurements with wire-mesh sensors by high-speed video observation A. Manera, H. Hartmann, W.J.M. de Kruijf, T.H.J.J. van der Hagen, R.F. Mudde, (TU Delft, IRI): Low-pressure dynamics of a natural-circulation two-phase flow loop H. Schmidt, O. Herbst, W. Kastner, W. Köhler (Siemens AG KWU): Measuring methods for the investigation of the flow phenomena during external pressure vessel cooling of the boiling water reactor SWR1000 A. Traichel, W. Kästner, S. Schefter, V. Schneider, S. Fleischer, T. Gocht, R. Hampel (HTWS Zittau/Görlitz - IPM): Verification of simulation results of mixture level transients and evaporation processes in level measurement systems using needle-shaped probes S. Richter, M. Aritomi (Tokyo Institute of Technology): Methods for studies on bubbly flow characteristics applying a new electrode-mesh tomograp
Ion Beam Synthesis of Ge Nanowires
Get PDFThe formation of Ge nanowires in V-grooves has been studied experimentally as well as theoretically. As substrate oxide covered Si V-grooves were used formed by anisotropic etching of (001)Si wafers and subsequent oxidation of their surface. Implantation of 1E17 Ge+ cm^-2 at 70 keV was carried out into the oxide layer covering the V-grooves. Ion irradiation induces shape changes of the V-grooves, which are captured in a novel continuum model of surface evolution. It describes theoretically the effects of sputtering, redeposition of sputtered atoms, and swelling. Thereby, the time evolution of the target surface is determined by a nonlinear integro-differential equation, which was solved numerically for the V-groove geometry. A very good agreement is achieved for the predicted surface shape and the shape observed in XTEM images. Surprisingly, the model predicts material (Si, O, Ge) transport into the V-groove bottom which also suggests an Ge accumulation there proven by STEM-EDX investigations. In this Ge rich bottom region, subsequent annealing in N2 atmosphere results in the formation of a nanowire by coalescence of Ge precipitates shown by XTEM images. The process of phase separation during the nanowire growth was studied by means of kinetic 3D lattice Monte-Carlo simulations. These simulations also indicate the disintegration of continuous wires into droplets mediated by thermal fluctuations. Energy considerations have identified a fragmentation threshold and a lower boundary for the droplet radii which were confirmed by the Monte Carlo simulation. The here given results indicate the possibility of achieving nanowires being several nanometers wide by further growth optimizations as well as chains of equally spaced clusters with nearly uniform diameter
Jahresbericht 1999/2000 Abteilung Kommunikation und Datenverarbeitung, FZR-324
Get PDFBericht über Dienste und Weiterentwicklung der IT-Infrastruktur des FZR im Zeitraum 1999 bis 2000 in den Tätigkeitsbereichen Zentrale Server, Datennetz und Benutzerservice
Ultraschallverfahren zur Rissfortschrittsmessung für die Ermittlung von Risswiderstandskurven
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wird die methodische Entwicklung eines Ultraschall-Einprobenverfahrens zur Erfassung duktilen Rissfortschritts im quasistatischen Dreipunktbiegeversuch auf der Grundlage eines Ultraschallverfahrens vorgestellt. Das Verfahren wird an Werkstoffen unterschiedlichen Zähigkeits-Festigkeitsverhältnisses erprobt. Das Messverfahren beruht auf der wiederholten Messung der Laufzeit des von einem Sendewandler auf die Rissspitze gerichteten und dort in Richtung Empfangswandler gebeugten Ultraschallimpulses. Als Voraussetzung für die In-situ-Rissfortschrittsmessung auf der Grundlage der Signallaufzeitmessung wurde die Schallwellenausbreitung und Signalbildung mittels Schallfeldsimulationen anhand der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik modelliert und zusätzlich durch stroboskopische Messungen der Schallfeldausbreitung experimentell bestätigt. Zur Kalibrierung des Messverfahrens wurde ein analytischer Zusammenhang entwickelt, der die eindeutige Zuordnung der Signallaufzeit zum gesuchten Rissfortschritt gestattet und den Einfluss der während des Dreipunktbiegeversuches stattfindenden plastischen Verformungen berücksichtigt. Das Ultraschall-Laufzeit-Beugungsverfahren wurde für den Einsatz an bruchmechanischen Kleinproben (ISO-V-Geometrie) spezifiziert. Die in den Prüfvorschriften formulierte Genauigkeitsanforderung an ein Einprobenverfahren kann mit dem ULB-Verfahren erfüllt werden. Die erreichbare Messpunktdichte des Rissfortschritts ermöglicht eine nahezu kontinuierliche Darstellung resultierender J-Risswiderstandskurven
Geschwindigkeitsmessungen im Downcomer der ROCOM Versuchsanlage mittels Laser-Doppler Anemometrie im Vergleich mit numerischen Berechnungen
Get PDFAn der Vermischungsanlage ROCOM, einem 1:5 skalierten Modell des Druckwasserreaktors Konvoi wurden umfangreiche Geschwindigkeitsmessungen im Downcomer des Reaktordruckbehälters für verschiedene Schleifendurchsätze und Teilschleifenbetrieb durchgeführt. Durch Verwendung eines leistungsfähigen Lasers konnten auch transiente Geschwindigkeitsprofile aufgenommen werden. Einige der gemessenen Profile wurden mit dem numerischen Strömungsberechnungsprogramm CFX-4 nachgerechnet. Bei Vierschleifenbetrieb konnte eine Unabhängigkeit der Geschwindigkeitsprofile von der Reynoldszahloberhalb über 100 m³/h pro Schleife im Modell nachgewiesen werden. Im Vergleich zu anderen Reaktortypen bestehen im Ringraum des RDB des DWR Konvoi einige konstruktive Besonderheiten, die die Vermischung nachhaltig beeinflussen. Der Downcomer ist verhältnismäßig kurz und besitzt eine diffusorartige Erweiterung unterhalb der Stutzenebene. Unterhalb der Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen existieren Rezirkulationsgebiete mit geringen Geschwindigkeitsgradienten. Zwischen den Eintritts- und Austrittsstutzen liegen Gebiete hoher Geschwindigkeitsgradienten. Transiente Messungen bei Anfahren einer Pumpe belegen, daß die Strömung im Downcomer in den ersten Sekunden wie eine Potentialströmung anläuft. Das Geschwindigkeitsmaximum befindet sich dabei noch annähernd unterhalb des entsprechenden Kühlmittelstutzens. Erst mit einer gewissen Zeitverzögerung entwickeln sich die großräumigen Wirbelgebiete, die letztlich zum Geschwindigkeitsmaximum auf der der in Betrieb gegangenen Schleife entgegengesetzten Seite des Ringspalts führen. Strömungsuntersuchungen im Downcomer mit Hilfe der LDA-Technik bei naturumlaufnahen Schleifendurchsätzen mit Hinzugabe von Glucose zur Simulation von Dichteeffekten sind geplant
Erwärmung des Reaktordruckbehälters des Blocks 8 des KKW Greifswald bei der Zerlegung mittels Sägetechnik
Get PDFDie Arbeit untersucht das Erwärmungsverhalten des Reaktordruckbehälters des Blockes 8 des KKW Greifswald bei der Zerlegung in Ringabschnitte mit einer Bandsäge. Mit dem Programm ANSYS wurde dazu ein thermisches Finite-Elemente-Modell erstellt. Dieses Modell ist an Hand vorhandener Temperaturmessdaten abgeglichen worden. Mit dem abgeglichenen Modell wurden abschließend die auftretenden Maximaltemperaturen für den Sägevorgang ermittelt. Diese liegen bei höchstens 200 °C
Tomographisches Messverfahren für die Gasverteilung in einer Axialpumpe bei Zweiphasenbetrieb
Get PDFBei einer Vielzahl von natürlichen und technischen Strömungsvorgängen besteht das strömende Medium aus mehreren Phasen. Bei der Förderung derartiger Medien mit Kreiselpumpen führen bislang nicht genügend bekannte Vorgänge bei bestimmten Betriebsbedingungen zu einer starken Verringerung der Förderleistung und einem Anstieg des Leistungsbedarfs. Bei der Förderung von gasbeladenen Flüssigkeiten kann ein zu hoher Gasanteil zum vollständigen Zusammenbruch der Förderung führen. Zusätzlich führt die erosive Wirkung von Kavitation zu einer starken Minderung der Lebensdauer der Pumpe. Diese Arbeit beschreibt ein neuartiges Verfahren, das es erstmals gestattet, die Methode der Gamma-Tomographie zur Bestimmung der örtlichen Phasenverteilung innerhalb von rotierenden Pumpenläufern und ähnlichen Bauteilen anzuwenden. Dabei wird eine Zeitauflösung von ca. 100 µs erreicht, mit der die Gasverteilung wesentlich genauer als bisher erfaßt werden kann. Mit dem Tomographen wurden die Vorgänge innerhalb des Läufers einer Axialpumpe bei Förderung eines Luft-Wasser-Gemischs visualisiert. Es wird gezeigt, wie sich die Änderung äußerer Strömungsparameter und die Variation des Arbeitspunktes auf die räumliche Phasenverteilung innerhalb des Läufers auswirkt
Annual report 2000 Institute of Safety Research
Get PDFThe report gives an overview on the activities of the Institute of Safety Research in 2000