Practical trainings, student assistants and theses

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Simulation of charged particle trajectories for AMS and Super-SIMS

Student practical training / Master theses / Diploma theses / compulsory internship / volunteer internship

Accelerator-based mass spectrometry is an ultra-sensitive technique for analysing long-lived radionuclides (accelerator mass spectrometry, AMS) or stable elements without (trace element AMS, TEAMS) or with spatial resolution (secondary ion mass spectrometry, Super-SIMS).
The two key issues for a successful instrument are: a) high ion output from the ion source and b) high transmission through the system.
A first step in developing new systems or improving existing systems is the simulation of charged particle trajectories within the ion source and along the pathway up to the particle detector. For this task we are looking for a student in our group.

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel

Requirements

· You study physics or material's sciences
· You have programming skills (e.g. LabVIEW, JAVA)
· You have skills in simulating charged particle trajectories and field analysis
· You have skills in designing and application of charged particle optics
· You have skills in creating accurate three dimensional schematics and algebraic and computational analysis
· You are interested in working in an interdisciplinary team at a large-scale facility
· You are interested in applied sciences
· You show initiative and good teamwork skills

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Synthesis and characterization of isotope specific 'in-house standards' for the analysis of boron and aluminium in very low concentrations in SiO2-phases by secondary ion mass spectrometry

Student practical training / Master theses / Diploma theses / compulsory internship / volunteer internship

Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) is a microanalytical method with a very good lateral and depth resolution combined with excellent limits of detection as well as a weak degree of destruction.
However, the method is very matrix sensitive and requires matrix adapted reference materials. Actually there are no certified reference materials available for mineralogical studies. Therefore most SIMS labs use so-called ‘in-house ’ standards.
For the analysis of SiO2-phases doped silica glasses may be used. Ion implantation has proven its worth as a robust method of doping. The aim of the work is the production and characterization of such ‘in-house’ standards for 10B, 11B and 27Al.

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel

Requirements

•You study geosciences, chemistry, physics or material's sciences
•You are interested in mineralogical and analytical problems
•You are interested in modern analytical techniques
•You show initiative and good teamwork skills

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Experimental visualisation of particle-bubble interactions

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Froth flotation is a separation process which plays a major role in the mining industry. Bubble-particle interactions are the very heart of this process, largely used for the capture of valuable commodities such as rare earth metals. The Institute of Fluid Dynamics of the research centre Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Germany) is making a bold move towards investigating the capture of mineral particles by rising bubbles. The Institute seeks a student to deploy high-speed imaging techniques and to observe the collision and attachment of particles falling on a bubble surface.

Tasks:
•Literature survey on particle attachment to bubble surface and froth flotation
•Visualisation with a high-speed camera of the attachment of falling solid particles on the surface of bubble
•Image processing of particle-bubble interactions

Duration: 6 Months

Financial compensation: yes

Language course: The HZDR offers German courses free of charge (not compulsory)

International applications: Yes, we welcome international applicants. It is preferable if the present internship is a compulsory part of your studies.

References
[1] Lecrivain G., et al., Attachment of solid elongated particles on a gas bubble surface. International Journal of Multiphase Flow 71, p. 83-93, 2015
[2] Lecrivain G., et al., Direct numerical simulation of a particle attachment to an immersed bubble. Physics of Fluids 28, 083301, 2016

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Lecrivain, Gregory

Requirements

•Interest in fluid mechanics
•High level of autonomy
•Enthusiasm for experimental work

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Experimentelle Einzelblasenmessungen zur Erweiterung numerischer Zweiphasensimulationen

Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant

Numerische Strömungssimulationen (CFD) bieten in zunehmendem Maße eine Alternative zur experimentellen Optimierung und Verbesserung sowohl bestehender als auch neuartiger industrieller Prozesse oder Produkte, wofür ansonsten kostspielige und zeitaufwendige Versuchs- und Pilotanlagen verwendet werden. Während die Simulation einphasiger Strömungen stabile und
zuverlässige Vorhersagen erlaubt, sind aufgrund der Komplexität und der Vielzahl an zusätzlichen Wechselwirkungen solche numerischen Untersuchungen für mehrphasige Strömungen bisher nur für ausgewählte Fälle validiert und sinnvoll.

Um die Anwendbarkeit numerischer Mehrphasensimulationen zu erweitern, werden am Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf videometrische Untersuchungen von in Flüssigkeit aufsteigenden Einzelblasen durchgeführt, um Phasenwechselwirkungsphänomenequantitativ zu erfassen und besser zu verstehen. Für die Durchführung und Analyse dieser
Experimente an einem bestehenden Versuchsstand werden Studentinnen und Studenten der Studienrichtungen Verfahrenstechnik, Maschinenbau o.ä. gesucht. Die Tätigkeiten können als studentische Hilfskraft, Belegarbeit/Studienarbeit oder Bachelorarbeit mit Vergütung durchgeführt werden. Die Arbeiten werden in einer Gruppe mit intensiver Betreuung am HZDR angefertigt.

Department: Computational Fluid Dynamics

Contact: Heßenkemper, Hendrik

Requirements

• Begonnenes Studium der Verfahrenstechnik, Chemieingenieur, Maschinenbau o.ä.
• Interesse am experimentellen Arbeiten
• Gute englisch Sprachkenntnisse
• Programmiererfahrungen (z.B. Matlab) sind von Vorteil

Conditions

• Beginn: ab sofort
• Vergütung der Arbeit
• Bearbeitungszeit: min. 1 Monat

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Studentische Hilfskräfte im Bereich Technologietransfer, Recht & Patente

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant / compulsory internship / Research Assistant

Ihre Aufgaben:

• Prüfung von juristischen Sachverhalten und Verträgen
• Erstellung von Verträgen mit standardisierten Sachverhalten
• Vertragsmanagement
• juristische Recherchen
• Datenbankpflege
• weitere administrative Tätigkeiten

Department: Technology Transfer & Legal Affairs

Contact: Grzeganek, Merit

Requirements

Ihr Profil:

Sie haben min. einen Bachelorabschluss eines rechtswissenschaftlichen Studiengangs. Wünschenswert ist ein guter Notendurchschnitt. Sie verfügen über praktische und/oder theoretische Erfahrungen in den relevanten Bereichen und besitzen gute MS Office Kenntnisse. Sie arbeiten selbstständig, strukturiert, können sich in neue Aufgabenstellungen schnell einarbeiten und bringen sich gern in ein motiviertes Team ein. Sie verfügen über sehr gute Englisch-Kenntnisse.

Conditions

Wir bieten Ihnen spannende und herausfordernde Aufgaben, angemessene Vergütung (TVÖD), motiviertes, kollegiales und internationales Arbeitsumfeld, tatkräftige Unterstützung bei der Umsetzung Ihrer Aufgaben sowie Entscheidungsspielraum und Verantwortung. Verschiedene Themen für wissenschaftliche Arbeiten stehen zur Verfügung.

Bitte geben Sie bei Ihrer Bewerbung den frühestmöglichen Beginn sowie die gewünschte Dauer Ihrer Tätigkeit an.

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Experimente zu horizontalen Mehrphasenströmungen

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Foto: Flow regimes in horizontal pipes ©Copyright: Paul PorombkaIn der Auslegung von hocheffizienten Wärmetauschern werden aufwändige empirische Verfahren zunehmend durch die numerische Strömungssimulation ("Computational Fluid Dynamics", CFD) abgelöst. Während CFD für Einphasenströmungen bereits ein etabliertes Auslegungs- und Optimierungswerkzeug ist, wird CFD für Mehrphasenströmungen erst in wenigen spezialisierten Anwendungsfeldern genutzt und ist Gegenstand der aktuellen Forschung. Das Institut für Fluiddynamik forscht auf dem Gebiet der Modellentwicklung für die Simulation von Zweiphasenströmungen allgemeiner Topologie in Wärmetauschern. Hierfür sind verlässliche Validierungsdaten erforderlich, die in eigenen Experimenten gewonnen werden. Zur Unterstützung dieser experimentellen Arbeiten suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt studentische Mitarbeiter/innen. Thema und Umfang der Tätigkeit können in Absprache mit dem/der Studenten/in den Erfordernissen der jeweiligen Abschlussarbeit angepasst werden. Eine Bearbeitung als studentische Hilfskraft ist ebenfalls möglich. Die studentische Arbeit umfasst folgende Tätigkeitsfelder:
• Aufbau und Umbau von Strömungsversuchen
• Mitwirkung bei Messkampagnen mit optischer, tomographischer und konventioneller Mehrphasenmesstechnik
• Auswertung von Messdaten, Entwicklung von Methoden zur Datenauswertung
• Vergleich mit etablierten Modellen

Department: Computational Fluid Dynamics

Contact: Porombka, Paul

Requirements

• experimentelles Geschick
• Grundkenntnisse Messtechnik
• gute Kenntnisse der Strömungsmechanik, Interesse an Mehrphasenströmungen
• Beherrschen einer Programmier-/Skriptsprache (vorteilhaft: Matlab/Octave oder Python)

Conditions

• Bearbeitungszeit: 4-6 Monate
• Beginn: ab sofort
• Vergütung der Arbeit
• Dokumentation der Arbeit

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Auswertung von Experimenten zur Untersuchung des Übergangs vom Blasen- zum Filmsieden

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Siedevorgänge spielen in verfahrenstechnischen Prozessen eine zentrale technologische und wirtschaftliche Rolle. Eine zuverlässige und präzise Beschreibung dieser Phänomene ist von entscheidender Bedeutung für die Sicherheit und Effizienz industrieller Anlagen.
Die Beschreibung von komplexen Wärmeübergangsprozessen mit Methoden der Strömungssimulation gewinnt zunehmend an Bedeutung. Zur Unterstützung der Softwareentwicklung für die Beschreibung des Übergangs von Blasen- zu Filmsieden werden am HZDR Kältemittelexperimente im Bereich sehr hoher Wärmeströme durchgeführt. Für die Messungen werden eine Infrarotkamera und ein ultraschneller Röntgentomograph eingesetzt.
• Mitwirkung an Versuchsserien.
• Auswertung von Prozess- und Bilddaten.
• Aufstellen von Energiebilanzen.
• Entwicklung von Methoden zur Bilddatenverarbeitung.
• Automatisierung der Auswertung der gewonnenen Daten.
• Vergleich der Versuchsergebnisse mit etablierten Modellen.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Geißler, Thomas

Requirements

• Studium im Bereich Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Maschinenbau, Physik.
• Kreative Problemlösefähigkeiten.
• Integrationswille in eine bestehende Arbeitsgruppe.
• Sicherer Umgang mit Bürosoftware, Kenntnisse Programmierung.

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Untersuchung der Fluiddynamik von Zweiphasenströmungen in Kolonnen mit Anstaupackungen

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

In der chemischen Industrie werden Kolonnen mit strukturierten Packungen häufig eingesetzt. Eine Möglichkeit den Kontakt zwischen Gas- und Flüssigkeitsphase zu intensivieren, bieten Anstaupackungen. Durch die Kombination von Packungen mit unterschiedlicher geometrischer Oberfläche entstehen verschiedene Strömungsbilder (Blasenströmung, Sprudelschicht, Filmströmung), was sich positiv auf die Durchmischung der Phasen auswirkt.

An einer bereits vorhandenen Versuchsanlage soll die spezielle Fluiddynamik von Anstaupackungen charakterisiert werden. Der Flüssigkeitsinhalt und die Verteilung der beiden Phasen im Querschnitt werden mittels der am HZDR entwickelten ultraschnellen Röntgentomographie ermittelt. Desweitern erfolgen Messungen des Druckverlusts in verschiedenen Höhen der Kolonne.

Im Rahmen einer studentischen Arbeit sollen umfangreiche Messungen an der Versuchsanlage durchgeführt werden. Das Anfertigen einer Beleg- oder Abschlussarbeit ist nach Absprache möglich.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Sohr, Johanna

Requirements

• Studium der Verfahrenstechnik, des Chemie-Ingenieurwesens oder ähnlicher Fachrichtung
• Freude am experimentellen Arbeiten
• Kenntnisse im Bereich der Datenauswertung mittels Matlab von Vorteil
• strukturierte und selbstständige Arbeitsweise

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experiments on optical velocimetry (PIV/PTV) in solidifying salt solutions

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Student Assistant

Foto: Konvektionsmesszelle ©Copyright: HZDR PressephotographSowohl für industrielle Gießprozesse, als auch in der astrophysikalischen Erklärung der Entstehung von Magnetfeldern von Planeten und Monden spielen thermische Konvektionsprozesse bei gleichzeitiger Erstarrung der Lösung/Schmelze eine fundamentale Rolle. Gegenstand der Experimente am HZDR ist es, die Wechselwirkungen zwischen Konvektion und Kristallisation in einer Salzlösung zu quantifizieren. Dies geschieht mittels zweier optischer Geschwindigkeitsmessverfahren -Particle Image Velocimetry (PIV) und Particle Tracking Velocimetry (PTV).
Zur Unterstützung der experimentellen Arbeiten suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine/n studentische/n Mitarbeiter/In. Inhalt der Arbeit ist die Durchführung von Erstarrungs-/Konvektionsexperimenten in einer bestehenden Messzelle sowie die Aufnahme von Bildsequenzen mittels CCD-Kamera. Daran schließt sich eine digitale Bildverarbeitung sowie die quantitative Analyse mittels PIV und PTV an. Die Steuerung der Laborgeräte sowie die digitale Auswertung geschieht unter Zuhilfenahme der Programmiersprachen Python und Bash.

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Anders, Sten, Dr. Eckert, Sven

Requirements

interest in fluid mechanics, measurement technology, image processing and crystallization
intermediate diploma or similar in mechanical engineering, material science, physics or electrical engineering
experimental skills
basic knowledge in the presentation of experimental results
basic knowledge in Python, Bash or some equivalent programming language
after a phase as an internship/SHK, the possibility of preparing a final thesis or project report is given

Conditions

start: immediately
payment as student assistant (SHK)
exact working time is negotiable (but at least two days per week)

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Tracking of autonomous, flow following sensor particles

Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Foto: AutoSens_StirredReactor ©Copyright: fwdf (Mailgruppe)Autonomous flow following sensor particles are used for acquisition of spatially distributed process parameters in industrial processes, such as biogas digesters, waste water treatment basins or bioreactors. The task is focussed on the development of algorithms for reconstruction of the 3D movement trajectory of sensor particles based on data from the onboard inertial sensors, namely acceleration, angular rate and magnetic field, and an additional sensor for vertical position as function of the hydrostatic pressure. A favored approach is based on inertial navigation techniques that apply Bayes filters, e.g. Kalman filters, to fuse the sensor data. The developed algorithms are to be validated experimentally.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Reinecke, Sebastian

Requirements

• study programs in the fields of electrical engineering, mechatronics, mechanical engineering and related degree programs
• fundamentals of digital signal analysis, Bayes' filters, Kalman-filters, rigid body motion
• experimental skills
• data analysis in Matlab, Octave or C/C++
• self-regulating, independent work methods

Conditions

Master/Diplom:
- 2-3 months of orientation/training is mandatory
student assistent:
- part time work is possible

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Magnetfeld-Beeinflussung paramagnetischer Ionen in wässrigen Lösungen

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Im Zentrum der Forschungsaktivitäten der Abteilung Magnetohydrodynamik des Institutes für
Fluiddynamik am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf steht die Untersuchung und Nutzung der
Wechselwirkungen zwischen Strömungen elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten und magnetischen
Feldern.
Ein interessanter Aspekt sind hierbei Kraftwirkungen inhomogener magnetischer Felder auf
magnetisierbare Teilchen in Flüssigkeiten, welche beispielsweise zum Mischen einer Suspension
oder zum Separieren von Teilchen aus einer Lösung genutzt werden können. Aktuelle
Forschungsaktivitäten untersuchen insbesondere das Verhalten paramagnetischer Ionen in
wässrigen Flüssigkeiten, die interessante Anwendungen z.B. in der hydrochemischen Verarbeitung
von Seltene-Erden-Metallen eröffnen könnten. Im Rahmen eines internationalen Kooperations-
projektes werden hierzu derzeit sowohl numerische als auch experimentelle Arbeiten im
Labormaßstab durchgeführt.
Dem Charakter der angestrebten studentischen Mitarbeit entsprechend werden aus dem
beschriebenen Umfeld der Forschungsaufgabe passende experimentelle oder numerische
Teilaufgaben definiert.

Institute: Institute of Fluid Dynamics

Contact: Dr. Mutschke, Gerd

Requirements

Vorkenntnisse der Strömungsmechanik sind erforderlich; bei der
Einarbeitung in das interdisziplinäre Umfeld werden Sie natürlich unterstützt.

Conditions

Umfang ca. 6 Wochenstunden. Die Vergütung der studentischen Tätigkeit erfolgt entsprechend der HZDR-Richtlinien.

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Thermo- /Fluiddynamic Properties for Liquid Metal Batteries

Student Assistant / Research Assistant

Foto: Experimental Liquid Metal Battery ©Copyright: Flüssigmetallbatterie Abteilung MagnetohydrodynamikIn contrast to conventional batteries, Liquid Metal Batteries feature all liquid anodes anodes (alkaline or alkaline earth metal), cathodes (transition metal or metal) and electrolytes (molten salts) at a temperature between 400 °C and 600 °C.
To simulate internal flow and the general thermochemical performance of the batteries, a couple of fluid properties like density, viscosity and heat capacity are needed for each of the cell material. The task is to collect the data (literature research), to arrange them in a database and to program functions in Python for the further use in simulations.
It is possible to continue the work on the topic in form of a project work or a final thesis.

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Nimtz, Michael

Requirements

Studies of chemistry, mech. engineering or physics
Good English
Helpful: simple programming experience, basic knowledge of thermodynamics and fluiddynamics

Conditions

Approx. 10 h/week
Home office possible (weekly meeting at HZDR)
Duration: open-end (4 months minimum)
Start: immediately
Paid according to personal preconditions
Final thesis possible

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Charakterisierung des Stofftransports in einer Blasenströmung anhand tomographischer Daten

Student practical training / Master theses / Diploma theses / Student Assistant / compulsory internship

Blasensäulen sind aufgrund ihrer einfachen Bauweise ein beliebter Reaktortyp in der chemischen Industrie. Vor allem die Hydrodynamik und der Stofftransport in Blasensäulen sind für den Umsatz und die Selektivität chemischer Reaktionen von Bedeutung. In einer Blasenströmung wurden Messungen mit der ultraschnellen Röntgentomographie zum Stofftransport durchgeführt, welche nun genauer analysiert werden sollen. Ziel ist es charakteristische Größen für den Stofftransport und die Hydrodynamik zu extrahieren. Dazu sind vorhandene Auswertealgorithmen anzupassen und ggf. zu erweitern.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Kipping, Ragna

Requirements

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Student assistant at the DeltaX School Lab

Student Assistant

Foto: SommerferienForscherWoche im Schülerlabor DeltaX ©Copyright: Jana GrämerDas Schülerlabor DeltaX macht die Forschung am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf für Schülerinnen und Schüler erlebbar. Für ihre Betreuung und Unterstützung beim Experimentieren suchen wir Studierende, die Freude an der Vermittlung von Naturwissenschaften, Forschung und Technik haben. Bewerben Sie sich als studentische Hilfskraft im Schülerlabor DeltaX und werden Sie Teil eines jungen und aufgeschlossenen Teams.

Das Schülerlabor DeltaX bietet Schulklassen Experimentiertage zu den Themen:
- „Licht und Farbe“ (Klassen 5-10)
- „Magnetismus und Materialforschung“ (ab Klasse 10)
- „Radioaktivität und Strahlung“ (ab Klasse 9)

Department: Communication & Media Relations

Contact: Dr. Streller, Matthias, Gneist, Nadja

Requirements

- Studium eines naturwissenschaftlichen Faches
- Verbleibende Studiendauer mind. 2 Semester
- Freude an der Vermittlung von Naturwissenschaften und Forschung
- Gute bis sehr gute Noten

Conditions

- 5 - 10 h / Woche an ganzen Wochentagen
- Beginn der Einstellung nach Vereinbarung

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Convection in liquid metal batteries

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: Convection in liquid metal batteries ©Copyright: Dr. Norbert WeberLiquid metal batteries (LMBs) consist of a stable density stratification of two liquid metals, separated by a liquid salt electrolyte. They are a strong candidate for stationary energy storage in the electric grid. In order to build large cells, fluid dynamics in LMBs must be known. In frame of project work or a master thesis, an already available solver has to be validated. Especially the natural convection due to the strong heating of the electrolyte layer shall be investigated.

Depending on the interest of the candidate, other work on liquid metal batteries is possible, too.

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Weber, Norbert

Requirements

• studies of informatics, chemistry, mechanical engineering, physics or similar
• helpful: knowledge of C++, Linux, simulations (FVM)

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Untersuchungen der Hydrodynamik von dispersen Zweiphasenströmungen in komplexen Geometrien

Student practical training / Diploma theses / Student Assistant

Zweiphasenströmungen sind ein wesentlicher Bestandteil industrieller Anwendungen im Bereich der Wärmeübertragung, der chemischen Industrie oder der Kraftwerkstechnik. Häufig weisen die durchströmten Komponenten solcher Anlagen komplexe geometrische Bedingungen auf. Für einen sicheren und effizienten Betrieb ist die genaue Kenntnis der Hydrodynamik der resultierenden Strömungsvorgänge von essentieller Bedeutung. Dafür sollen experimentelle Untersuchungen mittels der ultraschnellen Röntgentomographie an einer thermohydraulischen Versuchsanlage durchgeführt werden. Ziel ist es einen Beitrag zur Beschreibung komplexer Strömungsvorgänge zu liefern.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Neumann, Martin

Requirements

• Studium des Chemie-Ingenieurwesen, Verfahrenstechnik, oder ähnlichen Ingenieurstudiengängen
• Kenntnisse im Bereich der Datenauswertung mit Matlab von Vorteil
• Freude am experimentellen Arbeiten

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Development of a proton beam stable embedding agent for minerals

Student practical training / Master theses / Diploma theses / compulsory internship / volunteer internship

Particle induced X-Ray Emission (PIXE) is a rarely used mineralogical analytical method. PIXE is used for laterally resolved detection and quantification of trace elements. The limits of detection are considerably better compared to the electron probe micro analysis (EPMA).
The Ion Beam Analysis Group at the Helmholtz-Institute Freiberg for Resource Technology uses several PIXE methods in close collaboration with the Ion Beam center (IBC) of the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf to analyse minerals. We use a PIXE micro beam device as well as a new detector type a pnCCD detector, a so-called X-ray colour camera.
The analysis of minerals, embedded in epoxy resin like particle mounts or thin sections is greatly affected by instability under the influence of the proton beam. On this account a new embedding agent on a mineral base is necessary to develop.

The objective of the thesis is a systematic literature research for potential embedding agents on a mineral base as well as the validation of beam stability of these materials.

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel

Requirements

Diploma or Master's thesis for earth scientist (mineralogy or geochemistry), analytical chemistry or materials sciences:
you are interested in mineralogical / crystal chemical problems
you are interested in modern analytical techniques
initiative and good teamwork skills

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Parallelisation of an algorithm for projection data reassignment

Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant

With the spatial high resolution gamma-ray computed tomography measurement system for high energy gamma radiation (662 keV) dense objects with up to a diameter of 700 mm can be no-destructively analysed with an in-plane resolution of approximately 2 mm. The available single core C++ program (32-bit compiler) has to be analysed concerning parallelisation, i.e. multi core CPU and/or many core GPU) and has to be optimised.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Requirements

- Handling with CUDA (NVIDIA)
- Handling with LINUX UBUNTU
- Advanced mathematic knwoledge

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Implementation of a performance optimized ray reassignment algorithm

Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant

With the available ultrafast X-ray electron beam computed tomography scanner of the HZDR up to 8000 non-superimposed cross-sectional images can be contactless obtained per second. For an effective implementation of standard reconstruction algorithms a ray reassignment must be performed on GPUs.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Requirements

- Handling with CUDA (NVIDIA)
- Handling with LINUX Ubuntu
- Advanced mathematic knowledge

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A new coating procedure for minerals to be used for ultratrace element determination with SIMS

Student practical training / Master theses / Diploma theses / compulsory internship / volunteer internship

Nonconductive mineralogical samples, to be analysed by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) for ultratrace elements must be coated by a very thin conductive layer to prevent charging. Gold is used in most instances due to its high purity. For ultratrace element determination in the field of mineral and metallic resources we try to avoid a contamination of the sample chamber by gold. Consequently other materials on the basis of doped ultrapure silicon have to be tested for their suitability.
The thesis is focused on the basic feasibility of such coatings and the characterization of the coating regarding evenness, coating thickness, and electrical conductivity.
The coating experiments and the characterization will be systematically conducted for several groups of minerals like sulfides, oxides and silicates.

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel

Requirements

Diploma or Master's thesis for earth scientist (mineralogy or geochemistry), analytical chemistry or physics:
you are interested in mineralogical / crystal chemical problems
you are interested in modern analytical techniques
initiative and good teamwork skills

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Liquid mixing and mass transfer measurements in a bubble column reactor with internals

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Bubble column reactors are apparatuses of choice regarding multiphase flows/reactions in the chemical process industry. Processes like the Fischer-Tropsch-synthesis are typically carried out in a bubble column reactor. Since most of the reactions are of exothermic nature, the produced heat has to be sufficiently removed to guarantee a stable reactor operation. Therefore, longitudinal flow heat exchanging tubes, which alter the flow behavior of the phases and cover a large portion of the reactor’s cross sectional area, are inserted into the bubble column reactor. For a secure construction of a bubble column with an internal tube bundle heat exchanger, its influence on hydrodynamic, mass transfer and liquid mixing needs to be investigated.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Möller, Felix

Requirements

• Student of Process or Chemical Engineering, Technical Chemistry or comparable fields of study
• Enthusiasm in experimental work
• Knowledge in plant commissioning and mass transfer phenomena are welcome, but not compulsory
• Knowledge in Matlab for data acquisition

Conditions

• Literature research in the field of bubble column reactors with internals and measurement techniques
• Investigation of liquid mixing and mass transfer in bubble columns with internals using oxygen proebes and wire-mesh sensors
• Measurement of mass transfer in bubble column with internals
• Model development for bubble columns with internals, maybe compartment modeling

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Untersuchung des Einflusses von Regularisierungsmethoden auf Bildrekonstruktionsalgorithmen

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Bei der tomographische Bildrekonstruktion muss ein diskretes inverses Problem gelöst werden, wofür algebraische Methoden wie zum Beispiel ART und CG-Verfahren verwendet werden können. Dabei spielt die Regularisierung, die den Einfluss von Diskretisierungsfehler und Messdatenrauschen auf die Lösung beschränkt, eine entscheidende Rolle. Deren Einfluss auf die Bildrekonstruktion von Röntgen- und Gamma-CT-Messdaten soll untersucht werden. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu lösen:
• Implementierung verschiedener Regularisierungsmethoden
• Anwendung der Programme auf Messdaten
• Parameterstudien um die Regularisierungsmethoden für die Messdatensätze zu optimieren.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Wagner, Michael, Dr. Bieberle, Martina

Requirements

• Programmierkenntnisse in MATLAB
• Grundkenntnisse zur numerischen Behandlung linearer Gleichungssysteme

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Hydrodynamische Charakterisierung einer Wirbelschicht anhand tomographischer Bilddatensätze

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: ROFEX CAD ©Copyright: Dr. Frank BarthelDie Hydrodynamik von Wirbelschichten ist Gegenstand der Forschung, um die Modellierung und Simulation granularer Prozesse weiter zu verbessern. Dazu wurden Untersuchungen mit ultraschneller Röntgentomographie an einem experimentellen Wirbelschichtaufbau durchgeführt und Informationen über den Phasengehalt und Gasblasengrößen extrahiert. In einer vertieften Analyse sollen nun weitere charakteristische Größen bestimmt und u.a. folgende Teilaufgaben gelöst werden:
• Anpassung vorhandener Bildverarbeitungsalgorithmen an die Anforderungen der beschriebenen Problemstellung
• Entwicklung einer Systematik zur Parameterextraktion
• Implementierung der Algorithmen und Auswertung der Datensätze

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Bieberle, Martina

Requirements

• Studium der Mathematik, Informatik oder einer Ingenieurwissenschaft
• Programmierkenntnisse in MATLAB und C/C++
• Vorkenntnisse in Bilddatenverarbeitung sind hilfreich

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Laterally resolved chemical analysis for silver in feldspar minerals and glasses of feldspar composition by means of Particle Induced X-Ray Emision (PIXE) – limits of detection

Master theses / Diploma theses / compulsory internship / volunteer internship

The substitution of silver for the alkali ions (Me+) in feldspar minerals and glasses of feldspar composition is promoted by the very similar chrystal chemical properties of the Ag+ ion. In the framework of the bachelor thesis the fitness for all threee PIXE methods in use at the IBC for the laterally resolved analysis of silver is to be tested

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel, Dr. Munnik, Frans

Requirements

• you are a student of geoscience, chemistry or materials sciences
• you are interested in mineralogical / crystal chemical problems
• you are interested in modern analytical techniques
• initiative and good teamwork skills

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