TU Dortmund University
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Towards real time neutron flux measurement in the thermal column of a research reactor
No full textActive neutron flux measurements are crucial in many different applications, such as non-destructive material testing, soilwater content determination or in radiation therapy. Another field of application is active neutron flux monitoring in (research) reactors during experiments. Many commercially available neutron detectors use 3He as a neutron converter to detect indirectly ionizing neutrons, as it exhibits a high neutron interaction cross-section. However, the increasing scarcity and cost of 3He have motivated the search for alternative neutron detection technologies. In this thesis, a novel silicon-based detector prototype with interchangeable neutron converter carrier plates is developed, characterized, and tested in laboratory con- ditions with a low flux neutron source at TU Dortmund University. Finally, an improved prototype detector is tested in the thermal column of a Training Research Isotopes General Atomics (TRIGA) reactor. A pulse shape discrimination algorithm in the signal processing is applied to distinguish between neutron and background radiation. The results obtained demonstrate the potential of silicon-based neutron detectors for reactor monitoring.Aktive Neutronenflussmessungen spielen in unterschiedlichen Anwendungen eine wichtige Rolle, zum Beispiel bei der zerstörungsfreien Materialprüfung, der Bes- timmung des Wassergehalts in Erdproben oder in der radiologischen Überwachung in der Strahlentherapie. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die aktive Neutronen- flussüberwachung in (Forschungs-)Reaktoren bei Experimenten. Viele kommerziell erhältliche Neutronendetektoren verwenden 3He aufgrund seines hohen Neutronen- wechselwirkungsquerschnitts, als Konverter zum Nachweis der indirekt ionisierenden Neutronen. Die zunehmende Verknappung und die steigenden Kosten von 3He mo- tivieren jedoch die Suche nach alternativen Neutronennachweistechnologien. In dieser Arbeit wird ein neuartiger siliziumbasierter Detektorprototyp mit austauschbaren Neutronenkonverter-Trägerplatten entwickelt, charakterisiert und unter Laborbe- dingungen in einer Neutronenquelle mit niedrigen Flussraten an der TU Dortmund getestet. Abschließend wird ein verbesserter Detektorprototyp in der thermischen Säule eines TRIGA-Reaktors (Training Research Isotopes General Atomics) getestet. Zur Unterscheidung zwischen Neutronen- und Hintergrundstrahlung wird ein Al- gorithmus zur Pulsformanalyse in der Signalverarbeitung eingesetzt. Die erzielten Ergebnisse zeigen das Potenzial von siliziumbasierten Neutronendetektoren für die Reaktorüberwachung
Metal-organic frameworks
No full textMetallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) sind funktionelle Hybridmaterialien mit vielseitigen Anwendungen, die von Katalyse und Gastrennung bis zur CO₂-Speicherung reichen. Für einen industriellen Einsatz müssen MOFs immobilisiert werden, beispielsweise durch Hochdruckverpressung oder mittels Schmelzguss zu Glasmembranen. Diese Arbeit untersucht zwei zentrale Aspekte dieser Prozesse: die gezielte Einstellung der Materialeigenschaften von MOF-Gläsern durch chemische Modifikation (Teil I) sowie das strukturelle Verhalten einer Reihe kristalliner MOFs unter Hochdruck (Teil II).
Teil I untersucht die Übertragbarkeit bewährter Konzepte der Silikatglaschemie auf einen prototypischen MOF-Glasbildner und zeigt, wie durch die Inkorporation von Modifikatoren Glaseigenschaften (z.B. thermische und strukturelle Eigenschaften, Porosität) systematisch gesteuert werden können. Dies erweitert den konzeptionellen Gestaltungsspielraum von MOF-Gläsern und eröffnet neue Ansätze zur Fertigung poröser Membranmaterialien.
Teil II untersucht das Hochdruck-Verhalten einer Reihe strukturell verwandter MOFs bis zu einem hydrostatischen Druck von 4000 bar mittels in-situ Pulverröntgendiffraktion. Die Ergebnisse zeigen, wie anorganische und organische Baueinheiten Kompressibilität und Stabilität beeinflussen. Die gewonnenen Einblicke in Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sind für den Einsatz von MOFs in Hochdruckprozessen der chemischen Industrie von hoher Relevanz
How to SPSS und R für die Auswertung von Daten aus dem Sprachverständnistest (SpraVesT) von Levumi
No full textDas vorliegende How to erläutert den Umgang mit dem Statistikprogramm SPSS und der Programmiersprache R für die Datenauswertung mit Daten aus dem Sprachverständnistest (SpraVesT; Althelmig & Jungjohann, 2025) aus Levumi.de (Jungjohann, Diehl et al., 2018). Das How to bietet Vorschläge zum Vorgehen zur Datenauswertung und dient als Hilfestellung mit den generierten Daten aus dem SpraVesT. Die Zielgruppe sind vorrangig Studierende, die ihre Abschlussarbeiten am Fachgebiet Digitale Förderung und Inklusive Bildung der TU Dortmund schreiben. Es werden grundlegende Hinweise zur Datenaufbereitung sowie konkrete Vorgehensweisen zur Auswertung deskriptiver
und inferenzstatistischer Analysen bereitgestellt
Combined use of High-Speed Videography and PDV Profilometry for Measuring High Speeds Flyers and Impact Shock Dynamics
No full textChallenges remain in understanding the dynamic forces that occur with small scale
explosive detonations and the subsequent impact those forces have on flyer velocity and
deformation profiles. This work presents two data acquisition techniques for probing the
behavior of various materials disturbed by laser induced detonations. The physical reactions
of metallic flyers and transparent acrylic are cataloged and measured. The data acquisition
techniques described here are high speed videography, Photon Doppler Velocimetry
Profilometry (usually referred to as PDV Profilometry). High-speed videography provides
a detailed temporal view of shock wave propagation, impact pressure distribution, and
plasma plume dynamics. A Shimadzu Hypervision HPV-X2 camera was used at up to 10
million frames per second. For nanosecond scale velocity measurements PDV Profilometry
was used to capture flyer velocity, acceleration, and deformation. PDV profilometry is a
relatively new technique, here its ability to collect 8 or more velocity profiles at up to 750
km/s from a single PDV probe is demonstrated. Measurements of a shock front induced by
the collision of a super sonic flyer against the surface of an acrylic cube is observed using
the high speed camera. In this acrylic collision experiment impact and shock speeds up to
10km/s are recorded. Combining these techniques, a wide variety of experiments may be
undertaken and observed with remarkable clarity in the nanosecond to microsecond time
domain
Einflussfaktoren beim Validieren von Allaussagen
No full textDer vorliegende Beitrag untersucht Faktoren, die den Erfolg beim Validieren mathematischer Allaussagen beeinflussen. In einer Studie mit 430 Studienanfänger*innen konnten Kontextmerkmale wie die Gültigkeit der Aussage als Einflussfaktoren identifiziert werden. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass auch das Lesen bzw. Konstruieren verschiedener Arten von Argumenten mit dem Validieren von Allaussagen zusammenhängt. So hatte das Lesen von empirischen Argumenten beispielsweise einen positiven Effekt auf das Validieren von Aussagen, wohingegen traditionelle Beweise keinen solchen Effekt zeigten
Reviewing environmental benefits of urban manufacturing
No full textUrban manufacturing has emerged as a key concept in the discourse on sustainable urban development, yet its precise contributions to sustainability remain incompletely understood. This article presents a systematic literature review that examines the role of urban manufacturing in promoting low‐carbon, energy‐, resource‐, and space‐efficient urban economies. By analysing 163 relevant articles on urban manufacturing identified in the Web of Science and Scopus databases, this review synthesises key sustainability arguments and empirical evidence with a focus on environmental impacts. Findings are structured along three key dimensions of efficiency: carbon, resource, and space. These are subdivided into two underlying logics that emerged as central themes in the scientific literature: sustainability by proximity and sustainability through urban synergies, which are possible when urban manufacturing is functionally integrated into the city. While theoretical and anecdotal claims of environmental benefits abound, empirical validations across different contexts are lacking and require further research. In conclusion, the positive impact of urban manufacturing on the environment depends on integrating advanced technologies into specific spatial, environmental, and socio‐economic contexts. This does not mean that we lack confidence in the arguments regarding urban manufacturing’s positive environmental impact. Rather, it is a call for more empirical research. Future research should prioritise the analysis of technologies and their implementation in different urban environments to engage with this discrepancy between the large number of arguments and the limited and only partially transferable evidence
Discovery of USP53 and USP54 deubiquitinase activities
No full textDeubiquitinating enzymes (DUBs) are proteases that cleave isopeptide bonds in between ubiquitin chains or between ubiquitin and substrates. Thereby, they determine the final ubiquitination status of substrates regulating their activity, localization, stability or cellular function. USP53 and USP54 are classified as DUBs but have previously been reported to be catalytically inactive. Both have been associated with cancer, and USP53 with cholestasis and hearing loss. However, a molecular understanding of their activities, functions, and disease association remains elusive. In this study, the catalytic activity of USP53 and USP54 was investigated by expression and purification of the catalytic domains, followed by biochemical and structural characterization. The results of this study establish USP53 and USP54 as active DUBs with distinct molecular mechanisms for the length-dependent decoding of K63-linked ubiquitin chains and will guide the analysis of their cellular functions. In addition, loss of USP53 activity was identified as a likely cause of the observed cholestasis phenotype, highlighting the importance of the catalytic activity of DUBs in the context of disease
Von Expert*innen-Lehrkräften aktiviertes Wissen bei der Unterrichtsplanung von der durchschnittlichen zur lokalen Änderungsrate
No full textEin Lernziel für Schüler*innen der Sekundarstufe II ist, die Ableitung auf Grundlage eines propädeutischen Grenzwertbegriffs deuten zu können. Da dies für Lernende eine Hürde darstellt, bestehen auf Lehrkraft-Ebene hohe Anforderungen an den Unterricht. In Expertise-Modellen gilt Wissen als zentrale Ressource, auf die Lehrkräfte zurückgreifen können. Daher wird untersucht, auf welches Wissen Expert*innen-Lehrkräfte bei der Unterrichtsplanung zum Übergang von der durchschnittlichen zur lokalen Änderungsrate zurückgreifen. Auf dem Poster werden die Erhebungsinstrumente und Ergebnisse dargestellt
Untersuchung von Medienaussagen mit großen Datensätzen - Auswahl von Daten als Komponente von Data Literacy
No full textDurch die zunehmende Anzahl an (Fehl-)Informationen und Daten in Medienberichten gewinnen Fähigkeiten des Untersuchens von Medienaussagen und Data Literacy an Bedeutung und müssen in den Mathematikunterricht implementiert werden. Dazu haben wir Aufgaben entwickelt. In diesem Beitrag analysieren wir die Aufgabenbearbeitungen von Lernenden hinsichtlich der Auswahlprozesse (passender) Daten aus großen Datensätzen und fokussieren damit eine Komponente von Data Literacy. Dadurch wird auch die Frage adressiert, inwiefern die entwickelten Aufgabenstellungen Komponenten der Data Literacy ansprechen
Constraining light dark vectors and scalar leptoquarks with flavour observables
No full textIn this thesis we explore two complementary extensions of the Standard Model, corresponding to a light new physics scenario featuring a (dark) vector boson, and a heavy new physics scenario involving a scalar leptoquark. Focusing on their flavour-changing interactions and observables, which provide highly sensitive probes of physics beyond the Standard Model, we employ the framework of effective field theory to systematically analyse both setups. In the first part of this thesis, we provide an overview of the Standard Model, flavour and effective field theories. In the second part, we study the light dark vector boson model. We focus on flavour violating interactions between the new vector and the Standard Model fermions, and analyse how such interactions can arise from the Yukawa diagonalisation and the renormalisation group equations at 1-loop. Then, we use experimental data and our theory calculation from two-body decays to set constraints on the model parameters. Furthermore, we also use the tool of perturbative unitarity to set bounds on the model. In the third part, we consider scalar leptoquarks, corresponding to a heavy new physics model. Here, we compute the Wilson coefficients to order for processes from matching the effective and full theories, which involves the calculation of 1-loop amplitudes in the effective theory and 2-loop in the full theory. Finally, we analyse the 1-loop corrections to the effective theory for processes. We focus on a particular computational procedure involving Dirac traces, which requires a careful examination of the Dirac algebra in different schemes, and extract results in a general gauge and for different IR regulators