22455 research outputs found
Sort by
Klimawandel und Kindergesundheit: Eine bundesweite Befragung von Pädiater*innen in Deutschland
Get PDF
Retrospective dosimetry with luminescence measurements on personal items for unplanned exposures
Get PDFDas Risiko einer unfallbedingten Strahlenexposition besteht sowohl bei kleinskaligen Unfällen, die zum Beispiel in Industrie, Technik und Medizin beim beruflichen Umgang mit Strahlenquellen passieren können, als auch bei großskaligen radiologischen Notfällen, wie sie bei schweren Unfällen in einer kerntechnischen Anlage oder gezielten terroristischen Anschlägen mit radioaktiven Materialien auftreten können. Besonders für die zuletzt genannte Art von Notfällen ist eine adäquate Maßnahmenstrategie notwendig, um Entscheidungsträger von der Frühphase eines derartigen Ereignisses bis zur Aufarbeitung der Langzeitfolgen zu unterstützen. Die vorliegende Doktorarbeit, die im Rahmen des Europäischen Forschungsprojektes CONFIDENCE („Coping with uNcertainties For Improved modelling and Decision making in Nuclear emergenCiEs“) durchgeführt wurde, zielt darauf ab, zu zwei Forschungsbereichen einen Beitrag zu leisten. Der erste dieser Bereiche umfasst wissenschaftliche Untersuchungen zur Evaluierung von sogenannten „citizen measurements“ (Bürgerbeteiligung bei Messungen). Daten zur Ortsdosisleistung im Umweltmonitoring könnten durch Laien aus der allgemeinen Bevölkerung erhoben werden, indem der Kamerasensor eines Smartphones mit dafür entwickelten Software Apps genutzt wird. In dieser Arbeit wurden zwei weit verbreitete derartige Apps, „Gammapix“ und „RadioactivityCounter“, im Hinblick auf den dynamischen Bereich einer Messung, die Messdauer, Übereinstimmung mit Referenz-Dosisleistungswerten sowie die Energie- und Richtungsabhängigkeit unter Verwendung von 13 verschiedenen modernen Geräten untersucht. Es zeigte sich, dass der Rauschpegel des verwendeten Kamerasensors den Nachweis bei niedrigeren Dosisleistungen ( 10 µGy h-1) vielversprechende Ergebnisse lieferte. Im zweiten Forschungsbereich wurden Mobiltelefone als passive Zufallsdosimeter untersucht. Die mit Surface Mount Technologie auf der Platine eines Mobiltelefons aufgebrachten Widerstände besitzen einen Keramikkern aus Aluminiumoxid (Al2O3), welches dosimetrische Eigenschaften aufweist und in der vorliegenden Arbeit zur Entwicklung einer neuen Methode der retrospektiven Dosimetrie genutzt wurde. Bei Messungen der Thermolumineszenz (TL) an derartigen Widerständen zeigte sich eine intensive Emission bei einer Wellenlänge von 695 nm, die auf Verunreinigungen mit Cr3+ zurückzuführen ist und Messungen im roten Spektralbereich ermöglichte (sogenannte rote TL oder RTL).
Im Vergleich zu früheren Messungen, die im blauen Spektralbereich unter Verwendung von etwa 10 Widerständen durchgeführt worden waren, ergab sich eine signifikante Erhöhung der Messempfindlichkeit. Dies ermöglichte die Entwicklung eines neuen Messprotokolls, optimiert für den niedrigen Dosisbereich und basierend auf nur einem einzelnen Widerstand. Der Vorteil des neuen Messprotokolls liegt unter anderem darin, dass ein einzelner Widerstand potenziell ersetzt werden kann, womit eine Zerstörung des Mobiltelefons verhindert wird. Mögliche Parameter, die die Präzision der Messmethode beeinflussen, wurden untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass Messungen im niedrigen Dosisbereich (≤ 60 mGy) mit Widerständen aus Mobiltelefonen in einem potenziell zerstörungsfreien Ansatz wenige Stunden nach der Bestrahlung mit einer Unsicherheit von 10% möglich ist. Für Dosisbestimmungen nach einem Monat erhöht sich die Unsicherheit auf ca. 25%. Um die in einem Widerstand gemessenen Energiedosen in Organ-Energiedosen des Trägers des Mobiltelefons umrechnen zu können, wurden schließlich Strahlentransportrechnungen mit dem Monte Carlo Code MCNP6.2 durchgeführt. Für das beispielshafte Szenario eines Kernkraftwerksunfalls wurden für eine Bodenkontamination und drei ausgewählte Radionuklide (137Cs, 131I and 147Nd) entsprechende Dosiskonversionsfaktoren berechnet. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass a) Laien unter bestimmten Voraussetzungen bei einem radiologischen Notfall Dosisleistungsmessungen mit einem Smartphone durchführen können, falls die zu messenden Dosisleistungen höher als der Untergrund sind, und dass b) mit dem neu entwickelten Messprotokoll Mobiltelefone bei einer unfallbedingten Strahlenexposition als Zufallsdosimeter genutzt werden können, wobei deutlich geringere Strahlendosen als zuvor rekonstruierbar sind und die Funktionalität des Mobiltelefons grundsätzlich nicht gefährdet wird.There is a risk for people to be accidentally exposed to ionising radiation in both, small-scale radiation accidents, for example in working environments where radiological sources are used, and in large-scale nuclear emergency scenarios, such as nuclear power plant accidents or mass-casualty terrorist attacks. Especially for the latter type of emergencies, adequate management strategies are required, in order to guide decision-makers from the “early phase” to the long-term rehabilitation. The scientific work of the present dissertation has been carried out within the European project “Coping with uNcertainties For Improved modelling and Decision making in Nuclear emergenCiEs” (CONFIDENCE), and aimed to contribute to two research activities. The first one dealt with the scientific investigation on the reliability of so-called “citizen measurements” with smartphones. In fact, environmental monitoring dose-rate data might be acquired by laymen from the general population using the Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) camera sensor of a smartphone through dedicated applications. In particular, two widely spread applications, “GammaPix” and “RadioactivityCounter”, were characterized with respect to their dynamic range, response time, dose rate response, and energy and angular dependence, for a total of 13 different and up to date devices. It turned out that the noise level of the camera sensors affected the detection at lower dose rates (10 μGy h-1) in most of the smartphones tested. In the second research activity, use of mobile phones as fortuitous dosimeters was investigated. The alumina (Al2O3) substrates of surface-mount resistors placed on mobile phone circuit boards possess dosimetric properties, which was used here to develop a new retrospective dosimetry method. Resistors showed a strong emission due to the Cr3+ emission at a wavelength of 695 nm, thus enabling Thermoluminescence (TL) measurements in the red detection window (RTL). The resulting strong increase in sensitivity, as compared to the earlier protocol where blue light emission and a total of about 10 resistors were used, allowed to establish for the first time a new protocol which is optimized for the low-dose region (10-100 mGy) and is based only on a single resistor. The single resistor can be potentially replaced, leaving the phone intact. Possible parameters affecting the precision of the method were explored.
In conclusion, individual dose assessments by sampling resistors from mobile phones, without irreversibly destroying the mobile phones themselves, could be possible within a 10% level of uncertainty for measurements of unknown low doses (≤ 60 mGy) after a few hours after irradiation, and up to 25% for doses in the same range recovered after one month. Finally, the measured doses in the material were translated into organ absorbed doses using the general-purpose Monte Carlo radiation transport code MCNP6.2. Appropriate conversion factors were calculated for a real case scenario of ground contaminated by 137Cs, 131I and 147Nd. In summary, the results of the present dissertation suggest that a) in a radiological emergency laymen may be able to perform useful dose rate measurements with their smartphone if the dose rates are well above background, and that b) the developed new measurement protocol allows mobile phones in general to be used as fortuitous dosimeters after a radiological emergency to reconstruct lower doses than before, potentially without destroying the mobile phones themselves
Untersuchung der Wirkung von verschiedenen Streptococcus mutans Stämmen auf die Expression von Entzündungsmarkern und AMPs in oralen Zellen
Get PDFUnterschiede zwischen den Diametern von Einführschleusen zum interventionellen Verschluss von Vorhofseptumdefekten
Get PDFAnwendung optischer Untersuchungstechniken zur Früherkennung von Erkrankungen des oberen Aerodigestivtraktes
Get PDFOn structure and primordial origin of black holes
Get PDFUnderstanding the microscopic structure of black holes remains one of the most important tasks of theoretical physics. It is especially valuable when this structure can be formulated in terms of transparent physical phenomena with observational consequences. In the first part of this dissertation, I discuss such an idea. Concretely, I argue for the presence of vortex sub-structure within black holes. This is supported by two different paradigms addressing the quantum properties of black holes. The first one consists of a correspondence between black holes and generic objects of maximal entropy compatible with unitarity, so-called saturons. In this work, a specific realization of the latter is worked out explicitly. Remarkably, from the simple requirement of unitarity saturation, several properties analogous to the ones of black holes emerge in a simple non-gravitational model. In particular, a correspondence between such saturons with vorticity and close-to-extremal rotating black holes is made apparent. The second one is the so-called N-portrait, where black holes are understood as condensates of marginally bounded gravitons. Motivated by both the former and the latter, it is natural to conjecture that vorticity is a necessary property of highly-spinning black holes. One one hand, this can have profound astrophysical consequences, and, on the other, it can be of interest from a many-body perspective. The former is relevant for powerful jets observed in active galactic nulei such as M87. These emissions can be explained without the need of a coherently magnetized disk, contrary to the standard picture, providing a clear smoking gun for the scenario. This result is generally relevant for supermassive black holes in the galactic centres, since these are expected, and observed, to be highly spinning due to their late-time dynamics.
The second part of this thesis focuses on lighter, sub-solar mass black holes. Standard stellar dynamics cannot account for them and, if detected, an explanation for their origin would be required: for example, they could be primordial. These objects are phenomenologically motivated dark matter candidates. However, there is currently no consensus on their formation mechanism. The rest of this dissertation is therefore dedicated to presenting one of those mechanisms, as well as its consequences. In this scenario black holes are formed due to confinement of quarks produced in the Early Universe. The mechanism requires minimal hypothesis to work both within “our" QCD sector or in a dark sector, while avoiding several issues encountered in the standard formation scenarios based on the collapse of inflationary overdensities. One of its peculiar features lies in the natural production of highly spinning black holes at formation – relevant in view of the previously discussed vortex sub-structure. Yet another property is the specific gravitational-wave energy density produced by the collapsing dynamics, which is almost frequency-independent. The resulting spectrum can potentially explain the stochastic gravitational background observed via pulsar timing arrays and will be probed in the near future by other observational missions operating at higher frequencies.
Motivated by the phenomenological relevance, a numerical study of the collapsing dynamics of two confined monopoles is performed. This is expected to capture the main features of the previously mentioned quark collapse. In fact, a quark/anti=-quark pair connected by a gluon string is similar to a monopole/anti-monopole pair connected by a magnetic flux tube. A long-standing question is how much the latter system can inform us about the former. Therefore, while this analysis extends previous studies on the dynamics of confined monopoles performed in the point-like limit, it provides new insights on its correspondence with QCD physics. Intriguingly, unitarity saturation plays a key-role in shedding light on such correspondence
