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Towards a new image processing system at Wendelstein 7-X: from spatial calibration to characterization of thermal events
Wendelstein 7-X (W7-X) is the most advanced fusion experiment in the stellarator line and is aimed at proving that the stellarator concept is suitable for a fusion reactor. One of the most important issues for fusion reactors is the monitoring of plasma facing components when exposed to very high heat loads, through the use of visible and infrared (IR) cameras. In this paper, a new image processing system for the analysis of the strike lines on the inboard limiters from the first W7-X experimental campaign is presented. This system builds a model of the IR cameras through the use of spatial calibration techniques, helping to characterize the strike lines by using the information given by real spatial coordinates of each pixel. The characterization of the strike lines is made in terms of position, size, and shape, after projecting the camera image in a 2D grid which tries to preserve the curvilinear surface distances between points. The description of the strike-line shape is made by means of the Fourier Descriptors
Towards a new image processing system at Wendelstein 7-X: From spatial calibration to characterization of thermal events
Wendelstein 7-X (W7-X) is the most advanced fusion experiment in the stellarator line and is aimed at proving that the stellarator concept is suitable for a fusion reactor. One of the most important issues for fusion reactors is the monitoring of plasma facing components when exposed to very high heat loads, through the use of visible and infrared (IR) cameras. In this paper, a new image processing system for the analysis of the strike lines on the inboard limiters from the first W7-X experimental campaign is presented. This system builds a model of the IR cameras through the use of spatial calibration techniques, helping to characterize the strike lines by using the information given by real spatial coordinates of each pixel. The characterization of the strike lines is made in terms of position, size, and shape, after projecting the camera image in a 2D grid which tries to preserve the curvilinear surface distances between points. The description of the strike-line shape is made by means of the Fourier Descriptors
Ackerbau und Sammelwirtschaft in der neolithischen Seeufersiedlung Arbon Bleiche 3 (3384-3370 v.Chr.), Kanton Thurgau, Schweiz
Die neolithische Seeufersiedlung Arbon Bleicheam südlichen Ufer des Bodensees (Kanton Thurgau, Schweiz) war von 3384-3370 v. Chr. (dendrochronologische Datierung) besiedelt. Aus derca. 1000 m umfassenden Siedlungsfläche (schätzungsweise etwa die Hälfte der ganzen Siedlung), welche 27 Hausgrundrisse enthielt, wurden 73 Flächenproben aus acht Hausgrundrissen und dem Gassenbereich für die Makrorestanalyse ausgewählt. Unter den Kulturpflanzen spielten Getreide (Gerste, Nacktweizen, Emmer und Einkorn) und Ölpflanzen (vorwiegend Lein, in geringerem Umfang Schlafmohn) eine etwa gleich grosse Rolle für die Ernährung, wobei unter den Getreidearten Nacktweizen vor Emmer und Gerste dominierte. Ebenfalls einen bedeutenden Beitrag zur pflanzlichen Nahrung trugen die gesammelten Wildpflanzen bei. Kalorienmässig fielen vor allem Haselnüsse und Eicheln ins Gewicht, Obst, Beeren, evtl. Salat und Gemüse waren wichtige Vitaminquellen. Grundlagen für Rückschlüsse auf ackerbauliche Massnahmen bilden ökologische Ansprüche potentieller Ackerbegleitpflanzen. Da keine Vorräte, welche oft Samen von Ackerbegleitpflanzen enthalten, vorkamen, wurden die als potentielle Ackerbegleitpflanzen in Frage kommenden Taxa anhand statistischer Methoden ermittelt. Die Ackerflächen lagen vermutlich auf dem flachen Moränenrücken hinter der Siedlung. Ein Vergleich der Nutzpflanzeninventare von acht Häusern und dem Gassenbereich zeigte, dass jedes Haus alle Nutzpflanzen enthielt, dass aber drei Häuser durch erhöhte Konzentrationen einzelner gesammelter Wildpflanzen auffielen. Im Gassenbereich wurden erhöhte Konzentrationen von Getreidedrusch und Leinkapselbruch festgestellt, welche wohl als Abfälle dorthin entsorgt wurden. Nachgewiesene Pflanzen, die nicht in der Umgebung der Siedlung gewachsen sein können, geben Hinweise auf einen relativ grossen Aktionsradius und mögliche Handelsbeziehungen. Mögliche Herkunftsgebiete dieser Pflanzen decken sich in etwa mit jenen der ebenfalls durch Handel erworbenen Rohmaterialien, welche für Werkzeuge und Schmuck verwendet wurden. Da Arbon Bleichein die Übergangsphase zwischen der Pfyner und Horgener Kultur fällt, war ein Ziel der Untersuchung, Hinweise auf den Vorgang des Kulturwandels herauszuarbeiten. Aufgrund diverser Resultate betreffend Kulturpflanzen, Ackerbau und Landschaft kann geschlossen werden, dass dieser Übergang mit grosser Wahrscheinlichkeit kontinuierlich war
Molekülstruktur und Ladungsverteilung. IV1) Elektrisches Dipolmoment von 1:2-Addukten des Uranylnitrats mit Trialkylphosphaten. Die Kristallstruktur von UO2(TEP)2(NO3)2 und Bis[(my]-diethylphosphato-O - O')nitrato(triethyl-phosphato)-dioxouran(VI)], {UO2)[(EtO)2PO2](EtO)3PO](NO3)}2
Kanellakopoulos B, Dornberger E, Maier R, Nuber B, Stammler H-G, Ziegler ML. Molekülstruktur und Ladungsverteilung. IV1) Elektrisches Dipolmoment von 1:2-Addukten des Uranylnitrats mit Trialkylphosphaten. Die Kristallstruktur von UO2(TEP)2(NO3)2 und Bis[(my]-diethylphosphato-O - O')nitrato(triethyl-phosphato)-dioxouran(VI)], {UO2)[(EtO)2PO2](EtO)3PO](NO3)}2. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 1993;619(3):593-600.Die elektrischen Dipolmomente von Bis(trialkylphosphato)-uranylnitrat-Komplexen mit Triethylphosphat, Tributylphosphat und Triphenylphosphat wurden gemessen. Die Polarität der 1 : 2-Addukte, die für ihre gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln verantwortlich ist, kann mit der asymmetrischen Bindung der zwei Phosphato-Gruppen erklärt werden. Aus der Molekülstruktur und dem Dipolmoment wurde die partielle Ladungsverteilungen im Molekül berechnet. Die berechneten partiellen elektrischen Bindungsmomente zwischen dem zentralen Uranylion und den zwei koordinierten Trialkylphosphat-Molekülen sind sehr hoch, 30-50 D, in Abhängigkeit von der Abweichung der (P) - O - U - O - (P)-Achse von der Linearität. Die Größe der Partialmomente erklärt die hohe Stabilität der 1 : 2-Addukte der Actinylionen mit Trialkylphosphaten. Die Molekül- und Kristallstruktur der Verbindungen UO2(TEP)2(NO3)2 (I) und Bis[([my]-diethylphosphato-O - O')nitrato(triethylphosphato)- dioxouran(VI)], {(UO2)[(EtO)2PO2][(EtO)3PO] (NO3)}2 (II) wurden aus Einkristall-Röntgen-Untersuchungen bestimmt
Tools for Image Analysis and First Wall Protection at W7-X
The Wendelstein 7-X (W7-X) is the most advanced operating stellarator in fusion research. The monitoring and control of the heat loads on the plasma-facing components (PFCs) will be critical during the next operation phase in which the ten water-cooled divertors will have to withstand heat loads of the order of 10 MW/m2. This paper gives an overview of the image analysis tools for camera spatial calibration and scene modeling that are an essential part of the real-time PFC protection system currently under development at the W7-X. Some applications of these tools are also provided, specifically for the strike-line characterization
Zelluläre Funktionsstudien zum Wirkungsmechanismus von Shiga Toxinen bei mikro- und makrovaskulären Endothelzelllinien
Bauwens A. Zelluläre Funktionsstudien zum Wirkungsmechanismus von Shiga Toxinen bei mikro- und makrovaskulären Endothelzelllinien. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2010.Enterohämorrhagische Escherichia coli, die humanpathogene Subgruppe der Shiga Toxin-produzierenden E. coli, verursachen nicht-blutige und blutige Diarrhö, HC und das lebensbedrohliche HUS. HUS resultiert aus der mikrovaskulären Endothelzellschädigung von Nieren, Gehirn und anderen Organen. Stx, die Hauptvirulenzfaktoren der EHEC, bestehen aus einer enzymatisch aktiven A-Untereinheit und fünf identischen B-Untereinheiten. Die Familie der Stx umfasst zwei Hauptgruppen, Stx1 und Stx2, welche 53 bzw. 64 Prozent Sequenzidentität in ihrer A- bzw. B-Untereinheit aufweisen. Nach der Freisetzung der Stx durch die EHEC im Lumen des Gastrointestinaltraktes gelangen diese über den Blutkreislauf zu ihrem Wirkungsort, den kapillaren Endothelzellen. Dort binden die Toxine an die zellulären Rezeptoren, werden internalisiert und intrazellulär retrograd prozessiert. Im Zytosol wirkt das katalytisch aktive A1-Fragment durch spezifische Depurinierung von Adenosin der hochkonservierten 60S-rRNA toxisch. Dies führt zur Inhibition der Proteinbiosynthese und zum Zelltod. Neben diesem zytotoxischen Effekt wurden weitere Wirkungen von Stx auf Zellen beschrieben, beispielsweise die Depurinierung von chromosomaler DNA, die Umorganisation des Zytoskelettes und die Induktion von Apoptose.
Im Rahmen dieser Dissertation wurden die zytotoxischen Effekte von Stx1 und Stx2 auf humane mikro- und makrovaskuläre Endothelzellen untersucht. Mit Hilfe von Zellproliferations- und Zytotoxizitätsassays konnten konzentrationsabhängig unterschiedliche Sensitivitäten der beiden Zelllinien gegenüber den Toxinen festgestellt werden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass mikrovaskuläre im Vergleich zu makrovaskulären Zellen besonders sensitiv auf Stx2 reagieren. Dies deckt sich mit den Beobachtungen der zerebralen Schädigung im Patienten, da meist solche EHEC-Stämme mit schweren klinischen Verläufen assoziiert werden können, die Stx2 produzieren.
Um einen genaueren Einblick in die Mechanismen der Zytotoxizität zu erlangen, wurden SEM-Aufnahmen von konfluenten Zellmonolayern auf MC vor und nach Toxinbehandlung angefertigt. Während Stx1 eine Verringerung der Anzahl von Mikrovilli-Strukturen auf der Zelloberfläche, irreguläre Zellformen, Läsionen der Plasmamembran, Ausbildung von Membrankörperchen (das sog. blebbing) und Lücken im Zellmonolayer durch Zellablösung verursacht, sind nach Inkubation mit Stx2 lediglich eine leicht veränderte Form der Zellen sowie blebbing zu beobachten. Diese morphologischen Untersuchungen, insbesondere das Ausbleiben von nekrotischen Effekten wie Membranläsionen oder Zellablösung in Stx2-behandelten Endothelzellen, führten zu der Hypothese, dass Stx1 sowohl Nekrose als auch Apoptose, Stx2 hingegen hauptsächlich Apoptose induziert.
Zur Verifizierung dieser verschiedenen Mechanismen wurde eine Methode basierend auf DHM etabliert, um HBMECs und EA.hy 926 Zellen einer Einzelzell-Analyse zu unterziehen.
Die Visualisierung der Nekrose nach Inkubation mit Stx1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestätigt die differentielle Sensitivität mikro- und makrovaskulärer Endothelzellen. Zusätzlich lässt sich der Prozess der Nekrose dreidimensional quantifizieren. Bei Experimenten mit Stx2 konnte keine Nekrose beobachtet werden, allerdings auch keine Zellteilung trotz einer verlängerten Experimentaldauer. Um einen durch Stx verursachten Zellzyklus-Arrest auszuschließen, wurden Zellzyklusstudien mit Hilfe der Durchflusszytometrie durchgeführt. Da kein signifikanter Zellzyklus-Arrest durch Stx verursacht wird, muss die Teilungsinaktivität der Zellen auf einer Induktion der Apoptose durch Stx2 beruhen. Dies konnte mittels DNA-Fragmentierungsassays bestätigt und die Effekte konzentrationsabhängig quantifiziert werden. Da die in dieser Arbeit untersuchten differentiellen Effekte von Stx1 und Stx2 nicht auf die bisher beschriebenen Wirkungsweisen von Stx zurückzuführen sind, muss angenommen werden, dass hier ein oder mehrere bisher unbeschriebene Mechanismen zugrunde liegen.
Des Weiteren wurde die Inhomogenität von HBMECs und EA.hy 926 Zellen in Kultur mit DHM, IF und Durchflusszytometrie untersucht. Dabei konnten variierende nekrotische Todeszeitpunkte der Zellen beobachtet und die Frage negiert werden, ob die Menge des Zelloberflächen-assoziierten Rezeptors mit der Empfindlichkeit der Zellen gegenüber Stx in Zusammenhang steht. Zudem wurde gezeigt, dass die Expression von Gb3Cer nicht Zellzyklus-abhängig ist.
Die in dieser Dissertation entwickelten Methoden wurden zudem eingesetzt, um einen weiteren Virulenzfaktor der EHEC, EHEC-Vac, zu charakterisieren. Die Verwendung der IF zeigte, dass die EHEC-Vac-bedingten Vakuolen lysosomalen Ursprungs sind. Final war die Inkubation der Zellen mit EHEC-Vac letal. Die Art des Zelltodes und Hinweise auf die Dynamik der Vakuolenbildung konnten mit Langzeitmessungen im DHM bestimmt werden
Neutral particle fluxes on the divertor during overload mimic scenarios in Wendelstein 7-X
Jahresbericht 2004 / Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg [Jahresberichte / Bibliothekssystem der Johann Wolfgang Goethe-Universität ; Stadt- und Universitätsbibliothek Frankfurt am Main ; Senckenbergische Bibliothek]
Revision der Spinnenfamilie Psechridae (Arachnida: Araneae): Biodiversitätsforschung und Phylogenie mithilfe morphologischer und molekularer Methoden
Die vorliegende, publikationsbasierte Dissertation, bestehend aus den drei Einzelpublikationen Bayer (2011, 2012) und Bayer und Schönhofer (2012), verfolgte das Ziel, die Spinnenfamilie Psechridae zu revidieren. Weiterhin sollten die phylogenetische Position dieser Familie im System der höheren Webspinnen (Araneomorphae) sowie die phylogenetischen Beziehungen der einzelnen Arten innerhalb der beiden Gattungen der Psechridae untersucht werden. In Form von morphologisch-taxonomischen Bearbeitungen wurden die beiden die Psechridae bildenden Gattungen Psechrus und Fecenia revidiert, wobei sämtliches Typus-Material sowie reichhaltiges, weiteres Material eingehend beschrieben, illustriert und diagnostiziert wurde. Hierbei wurden auch intraspezifische Variabilität sowie die Prä-Epigynen subadulter Weibchen, die in taxonomischen Arbeiten bislang nur eine unwesentliche Rolle gespielt haben, beschrieben, illustriert und taxonomisch ausgewertet. Zudem wurden im Rahmen dieser Untersuchungen bereits Überlegungen über mögliche Verwandtschaftsbeziehungen innerhalb der beiden Gattungen angestellt. ..
Modulated heating scenario development for detection of surface layers and hotspots in W7-X
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