Practical trainings, student assistants and theses

Sie unterstützen uns bei der Weiterentwicklung des „General Access Tool for rEsearch infrastructures“ am HZDR. Dabei lernen Sie die internen Prozesse zur Genehmigung von Forschungsvorhaben an unseren Forschungsanlagen kennen. Ihre Aufgaben umfassen insbesondere:

• Modularisierung und Refactoring von Programmcode
• Templating zur Trennung von Design und Funktion
• Erstellung und Übernahme neuer Module

• Programmierkenntnisse Perl und Webprogrammierung
• HTML, CSS, Javascript, XML
• SQL insbesondere auch Grundkenntnisse Oracle PL/SQL

Beginn ist nach Absprache ab sofort möglich
Dauer der Tätigkeit mindestens 12 Wochen
Vergütung nach internen HZDR-Regelungen

Das Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) beschäftigt sich unter anderem mit Fragen der Modellbildung und Simulation von verfahrenstechnisch eng gekoppelten Power-to-X-Systemen bestehend aus den Teilprozessen Hochtemperaturelektrolyse (Solid Oxide Electrolyzer Cells) und heterogen katalysierten Syntheseprozessen von Energieträgern der Zukunft (Methanol, Methan, usw.) unter stofflicher Nutzung anthropogener Kohlenstoffdioxidemissionen und regenerativ produziertem Strom. Auf Basis eines existierenden transienten Systemmodells eines kleinskaligen Power-to-Methanol-Prozesses in der Softwareumgebung Matlab SIMULINK soll ein techno-ökonomisches Teilmodell entwickelt werden, um die Wirtschaftlichkeit der dezentralen Produktion von Methanol unter verschiedenen Marktsituationen zu bewerten.

Zur Realisierung dieser Aufgabe bietet die Abteilung Experimentelle Thermofluiddynamik für Studierende der unten genannten Studiengänge studienbegleitende Tätigkeiten zur beschriebenen Thematik an. Die Voraussetzung ist die Anfertigung einer Diplom- oder Masterarbeit.

Folgende Teilarbeiten sind durchzuführen:

• Ausführliche Literaturrecherche zu den nachfolgenden Teilaufgaben,
• Entwicklung eines vereinfachten stationären Teilmodells zur destillativen Trennung des dezentral produzierten Rohmethanols (Bspw. mit Aspen Plus bzw. Matlab SIMULINK) zur Bewertung des zur Trennung notwendigen Energiebedarfs,
• Entwicklung eines techno-ökonomischen Modells in Matlab SIMULINK zur Bewertung der OPEX/CAPEX des dezentralen Gesamtprozesses und der Ableitung des potentiellen Methanolpreises für den fluktuierenden Betrieb in einem regenerativen Energiesystem.

• Student (w/m/d) der Studiengänge Wirtschaftsingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Verfahrenstechnik, Energietechnik, Maschinenbau oder ähnlicher fachlicher Ausrichtung,
• Idealerweise Erfahrungen/Kenntnisse in verfahrenstechnischer Modellierung und/oder techno-ökonomischer Systembewertung sowie Grundkenntnisse in Matlab und/oder Aspen Plus,
• Sorgfältige und selbstständige Arbeitsweise,
• Freude an der wissenschaftlichen Arbeit,
• Gute Englischkenntnisse.

Die Bearbeitungszeit beträgt 6 Monate (Beginn ab sofort möglich)

Sie unterstützen uns bei der Evaluierung von Schnittstellen für neue Beschleunigersysteme. Dabei lernen Sie EPICS als Kontrollsystem näher kennen. In diesem Kontext beschäftigen Sie sich mit Themen wie:

• Erstellung eines Development-Systems für EPICS Anwendungen (Server und Client GUI)
• Integration eines Archivierungssystems inkl. der Verwendung von expliziten Langzeitspeichern
• Messung der Performance von Schnittstellen

• Kenntnisse C++, Linux erforderlich
• Kenntnisse Qt, TwinCAT wünschenswert

Beginn ab sofort möglich.
Sie entwickeln und testen über einen längeren Zeitraum parallel zu unseren Entwicklern.
Home-Office bzw. Remote-Arbeit unterstützen wir - der regelmäßige Abgleich erfolgt über digitale Infrastrukturen.

Zur Unterstützung unserer Personalabteilung suchen wir ab sofort eine engagierte und verantwortungsbewusste studentische Hilfskraft (w/m/d). Das Team der Personalabteilung bietet eine ganzheitliche Betreuung aller Beschäftigten des Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

Deine Aufgaben:

• Du unterstützt das Team im Tagesgeschäft bei sämtlichen administrativen Aufgaben der operativen Personalbetreuung und bist u. a. für die Ablageorganisation, den allgemeinen Schriftverkehr sowie sonstige allgemeine Bürotätigkeiten zuständig.

• Du absolvierst dein Studium in den Studiengängen Wirtschaftswissenschaften, Geistes- und Sozialwissenschaften oder vergleichbar
• Du hast die ersten Semester des Studiums erfolgreich absolviert
• Du arbeitest gerne im Team und verfügst über eine hohe Einsatzbereitschaft
• Du kannst dich sowohl in Deutsch als auch in Englisch sehr gut und sicher ausdrücken
• Du verfügst über eine gute Auffassungsgabe, wodurch Du schnell in der Lage bist, selbständig zu arbeiten
• Bisherige Erfahrungen durch Praktika in anderen Unternehmen und/oder HR sowie erste Kenntnisse im SAP HCM runden Dein Profil ab

Was du erwarten kannst:

• ein spannendes Arbeitsumfeld auf einem attraktiven Forschungscampus
• faire Bezahlung, Flexibilität und Spaß bei deiner Arbeit in einem freundlichen Team
• maximal 19 Arbeitsstunden pro Woche während der Vorlesungszeit, Aufstockung in der vorlesungsfreien Zeit möglich
• eine gemeinsame Planung der Arbeitstage zur optimalen Vereinbarkeit von Studium und Praxis
• einen sehr schönen Arbeitsplatz mitten in der Natur
• zahlreiche Angebote des betrieblichen Gesundheitsmanagements
• eine sehr gute Betriebskantine u.v.m.

Wir beschäftigen uns mit der Entwicklung von PET-Radiotracern, die Rezeptoren im Tumormikromilieu (TME = tumor microenvironment) für die Diagnostik und Therapie von Krebs sichtbar machen. Dazu werden geeignete tumoraffine Leitstrukturen identifiziert (niedermolekulare organische Moleküle, Peptide und Peptidomimetika), synthetisiert und mit einem geeigneten Radionuklid kovalent (z.B. Fluor-18, Iod-123) oder über einen Chelator (z.B. Gallium-68, Lutetium-177) markiert. Diese Radioliganden werden in vitro an Tumorzelllinien und in vivo im Tiermodell hinsichtlich einer Anwendung in der Nuklearmedizin getestet. Langfristiges Ziel ist die Translation der entwickelten Radiotracer in die Klinik als Diagnosewerkzeug (PET/CT) oder nach Markierung mit einem Beta- oder Alphastrahler für die Endoradiotherapie von Tumorerkrankungen.
Im Rahmen eines Studentenpraktikums oder einer Abschlussarbeit (Bachelor/Master/Diplom) sollen organische Wirkstoffmoleküle synthetisiert und für eine anschließende radiochemische Markierung modifiziert werden. Die neuen Radioliganden werden dann biologisch in vitro und in vivo untersucht.

• Studium der Chemie mit abgeschlossenem Bachelor
• Gute Noten in organischer Synthesechemie
• Fähigkeit sich in ein interdisziplinäres Wissenschaftler-Team einzugliedern
• Bereitschaft zum Umgang mit Radioaktivität
• Gute Kenntnisse der deutschen und englischen Sprache

• Beginn nach Absprache jederzeit möglich
• Praktikumsdauer mindestens 8 Wochen, mit möglichst täglicher Anwesenheit (keine wiss. Hilfskräfte)
• Vergütung erfolgt nach HDZR-Richtlinien

Data acquisition in large industrial vessels such as biogas fermenters or wastewater treatment plants is limited to local measurement points due to limited access to the vessel and the non-transparency of the fluid. To optimize these kinds of vessels, the three-dimensional flow field and the spatial distribution of fluid properties such as temperature and electrical conductivity inside the vessel must be known. This can be achieved by the autonomous flow -following sensor particles developed by the HZDR. Equipped with a pressure sensor, an accelerometer, two gyroscopes and a magnetometer, the sensor particle can track the movement inside the vessels and derive the flow field from that. The sensor particle also feature an actuating buoyancy control unit. For the investigation of smaller vessels a smaller version of the sensor particle is needed. The objective of this master thesis is to hard- and software develop, manufacturing and test of a miniature flow tracking sensor. This includes the following tasks, based on the existing multi-parameter sensor concept:

• Picking a suitable microcontroller (MC) to perform the data acquisition
• Design of the schematic and layout of the printed circuit board which includes the above mentioned sensors, a battery with a wireless charging concept, data storage on an SD-card
• Design the casing
• Assemble the board and the casing
• Implementing the data acquisition on the MC
• Test the sensor particle in a lab scale vessel

• Studies in electrical engineering, mechatronics, mechanical engineering and similar engineering courses
• Experience in programming microcontrollers for embedded systems (e.g. STM32)
• Experience in board design for embedded systems

Schwingungsanalyse
Das Maschinenkonzept ist durch um eine vertikale Achse rotierende Teile in Form eines zylindrischen Behälters mit Einbauten charakterisiert. Der Schwingungsanalyse kommt dabei eine wesentliche Rolle zu. Ohne vorherige numerische Berechnung der Eigenfrequenzen der rotierenden Bauteile, die letztlich das ganze Maschinenverhalten bestimmen, und dem Ergreifen geeigneter konstruktiver Maßnahmen zur Dämpfung der Eigenschwingungen ist es unmöglich, eine betriebssichere Maschine herzustellen.
Diese Eigenfrequenzen können numerisch berechnet werden, wobei das Berechnungsspektrum alle Betriebszustände umfasst (Hochlauf auf Nenndrehzahl, Betrieb auf Nenndrehzahl, Stopplauf, Änderung der Betriebsdrehzahl, etc.). Aus den berechneten Frequenzen können nach eingehender Bewertung von Amplitude und Schwingungszustand geeignete konstruktive Maßnahmen abgeleitet werden, sodass ein Systemversagen durch eine Resonanzhavarie ausgeschlossen werden kann.

Zur Untersuchung der dynamischen Einflüsse zum Schwingungsverhalten der Versuchsanlage soll eine Berechnung mechanischer Schwingungen am Gestell mit einem zu erstellenden Rechenmodell erfolgen. Daraus abgeleitet sollte eine Abschätzung zu zulässigen Unwuchten bzw. anzubringenden Auswuchtgewichten der Versuchsmaschine getroffen werden.
Die theoretische Schwingungsanalyse für den Entwurf der MRI-Maschine soll als Parameter-Studie mit der Finite Elemente Methode (FEM) durchgeführt werden. Das Ziel ist, herauszufinden, wie sich die Eigenfrequenz der Maschine in Abhängigkeit der Parameter ändert.
Für die FEM - Berechnung ist ein geeignetes Modell zu finden. Unter rein mechanischen Gesichtspunkten sind die kritischen Drehzahlbereiche der Versuchsanlage anhand einer Parameterstudie abzuschätzen. Die zu variierenden Parameter sollen den Einfluss der Lageranordnung, der Masse des Überhanges und die Steifigkeit der Wellen berücksichtigen.
Hinsichtlich möglicher Einflussgrößen wie Lagerreibung und Aerodynamik soll eine Abschätzung für die Leerlauf- und die Nennleistung bei höheren Geschwindigkeiten erfolgen.
Neben räumlichen Gegebenheiten sind überlagerte Momente charakteristisch für die Aufgabenstellung.

Kenntnisse: FEM-Berechnung

Beginn: ab sofort

Background:
Granular mixing is an important industrial process. In the pharmaceutical industry for instance, the powder that is pressed to make tablets is produced by mixing precise quantities of active substances and excipients in granular state. The mixing needs to be done in such a way that the final powder has a homogeneous composition. Tablets may also need to be coated in a pan coater. Granular mixing also plays a crucial role there, as it greatly affects the thickness of the coating. Granular mixing is also often coupled with heat exchanging and solid-gas or solid-solid reactions, as is the case of rotary kilns in the cement, ceramics and metallurgical industries. The quality of the mixing is then a crucial factor to the efficiency of the overall process.

Objectives:
The objective of the work is to experimentally study the mixing process of two different types of granular particles inside a rotating drum under various operating conditions. More specifically, the mixing process is to be captured with a high-speed camera. The videos are then to be post-processed in order to extract characteristics of the particle velocity fields and mixing efficiency. The mixing facility is already available.

Tasks:

• Literature survey
• Mixing experiments under various operating conditions
• Post-processing of the results with MATLAB

• Student of natural sciences or engineering
• Willingness to conduct experimental work

Duration: 6 months
Remuneration: available

Die gezielte Behandlung von Tumorerkrankungen erlangt zunehmend an Bedeutung. Die eng mit der radiopharmazeutischen Forschung verknüpfte Nuklearmedizin ist auf die Anwendung radiomarkierter Verbindungen (Radiopharmaka) für die Tumordiagnostik und -therapie spezialisiert. Dabei wird ein bestimmtes Radionuklid entweder direkt am Molekül oder stabil in einem Komplexbildner gebunden und an ein biologisch aktives Molekül geknüpft (Peptid, Antikörper...). Das Radiopharmakon bindet dann spezifisch an bestimmten Zellen (z.B. Knochenzellen, Tumorzellen...). Während zur diagnostischen Bildgebung Gamma- und Positronenemitter eingesetzt werden, kommen für therapeutische Anwendungen ausschließlich Betaemitter und Alphaemitter zum Einsatz. Vor allem letztere zeichnen sich dadurch aus, Krebszellen höchst effizient zu zerstören und gleichzeitig das umliegende Gewebe bestmöglich zu schonen. Nennenswerte Vertreter der Alphaemitter sind die beiden Radiumisotope Radium-223/-224 sowie Actinium-225. Für Radium-223/-224 existiert mit Barium-131 ein in unserer Gruppe etabliertes, diagnostisches Analogon, welches im gleichen Konjugat anwendbar ist.
In diesem Forschungsprojekt sollen neue Chelatoren für Barium und Radium auf Basis von Azakronenethern synthetisiert werden. Das Hauptziel ist es, anschließend die Radiomarkierung dieser Chelatoren zu testen und zu optimieren. Der vielversprechendste Chelator wird dann schlussendlich an ein Biomolekül gebunden, um biologische Untersuchungen in vitro und in vivo zu ermöglichen.

• Studium der Chemie oder eines artverwandten Studiengangs
• Erfahrungen im Bereich der Synthesechemie und Analytik
• Interesse an der wissenschaftlichen Arbeit in einem interdisziplinären Team
• Bereitschaft zum Umgang mit Radioaktivität
• Gute Kommunikationsfähigkeiten in Wort und Schrift (deutsch & englisch)

• Beginn ist nach Absprache ab sofort möglich
• Praktikumsdauer mindestens 8 Wochen
• Vergütung nach internen HZDR-Regelungen

Data acquisition in large industrial vessels such as biogas fermenters or wastewater treatment plants is limited to local measurement points due to limited access to the vessel and the non-transparency of the fluid. To optimize these kinds of plants, the three-dimensional flow field and the spatial distribution of properties such as temperature and electrical conductivity inside the vessel need to be known. This can be achieved by the autonomous flow-following sensor particles developed by HZDR. Equipped with a pressure sensor, an accelerometer, two gyroscopes and a magnetometer, the sensor particle can track the movement inside the vessels and to infer the flow field from that. The analysis of the data is done after a successful recovery from the vessel. Therefore, algorithms of any complexity can be used to track the motion of the sensor particle.

For the extension and especially for the improvement of the motion tracking we offer the following tasks, from which we can agree on a topic for a thesis or an internship:

• Development of motion tracking algorithms
• Characterization and error correction of the sensors
• Intelligent sampling for the sensors
• Experimental investigation of the maximal acceleration on a stirrer
• Development of firmware to cover several data acquisition scenarios
• Development of an end-user program for the configuration and data analysis of the gathered data

Studies in the area of electrical, mechatronic, mechanical engineering or similar

• Basics of measurement uncertainty, digital signal processing
• Data analysis in Python
• Independent and structured way of working

Start possible at any time
Duration according to the respective study regulations

In contrast to conventional batteries, Liquid Metal Batteries feature all liquid anodes (alkaline or alkaline earth metal), cathodes (transition metal or metal) and electrolytes (molten salts) at a temperature between 400 °C and 600 °C. For the operation of liquid metal batteries as large-scale storage option (frequency control and other applications), the design of the storage system and operation strategies (including a battery management system) need to be implemented and tested using exemplary load curves.
Starting point is an existing model of a battery system in Python.

Note: This is an offer suitable for a bachelor, master or diploma thesis or studentic internships.
Do not apply if you already finished your studies!

Study of mechanical engineering, physics, mathematics or similar
Basic knowledge of engineering principles.
Good knowledge of a programming language, preferably python.

Start: October 2019
Duration: 4-6 months
Paid according to HZDR-internal tariff

The DeltaX student laboratory makes research at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf an experience for students. We are looking for tutors who enjoy teaching science, research and technology and who would like to support students conducting their experiments. Apply as a student assistant in the DeltaX school laboratory and become part of a young and open-minded team.

• Study of a scientific subject
• Remaining study duration of at least 2 semesters
• Pleasure in teaching science and research- Good to very good grades
• Very good knowledge of German (C level)

• 5 - 10 h / week on whole weekdays
• Start of hiring according to agreement

Turmkraftwerke stellen die neueste Generation von Anlagen zur solarthermischen Elektroenergieerzeugung dar. Extrem konzentriertes Sonnenlicht wird dabei auf einen zentralen Absorber gerichtet, der die Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit überträgt (s. Foto). Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Turmkraftwerken soll die Arbeitstemperatur von derzeit maximal 550°C deutlich erhöht werden. Dafür sollen werkstoffwissenschaftliche Lösungen weiter verfolgt werden, die im Rahmen eines EU-RISE-Projektes entwickelt wurden.

Als Themen für Graduierungsarbeit werden

i) die Optimierung von optischen und elektrischen Schichteigenschaften
ii) die Verbesserung der Schichthaftung auf Hochleistungslegierungen und
iii) die Komplettierung eines neuen Schichtsystems angeboten.

Zur Charakterisierung der untersuchten Materialien stehen modernste in situ und ex situ Analysemethoden zur Verfügung.

1. Studium der Werkstoffwissenschaften, Physik oder Chemie mit überdurchschnittlichen Leistungen (Notendurchschnitt ≤ 2.0)
2. Interesse und Freude an experimenteller wissenschaftlicher Arbeit
3. Grundkenntnisse in Programmierung und sicherer Umgang mit Büro- und wissenschaftlicher Software
4. Fachkundige Englischsprachkenntnisse

Beginn: 1.10.2019, internationale Forschungsumgebung, ortsübliche Aufwandsentschädigung

Am Institut für Fluiddynamik am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf sind zahlreiche Messverfahren für die Untersuchung von Mehrphasenströmungen entwickelt worden. Eines davon ist die ultraschnelle Elektronenstrahl-Röntgen-Computertomographie, welche mit Aufnahmeraten von bis zu 8000 Bildern pro Sekunde eine dedizierte Aufklärung von Strömungsstrukturen erlaubt. Aufgrund der quasi simultanen Aufnahme von Bilddaten aus zwei Messebenen ergibt sich zudem die Möglichkeit, axiale Geschwindigkeiten zu bestimmen, wofür üblicherweise Kreuzkorrelationsverfahren verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Möglichkeiten dieser Methodik in Hinblick auf die Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in verschiedenen Strömungsszenarienn analysiert werden.

Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:

• Studie zu verschiedenen Varianten der Kreuzkorrelation
• Simulation verschiedener Szenarien und Bewertung der Genauigkeit
• Übertragung der Ergebnisse auf reale Messungen

• Studium der Informatik, Mathematik oder einer Ingenieurwissenschaft
• Interesse an Messverfahren und Datenanalyse
• Selbständiges Arbeiten

Bearbeitungszeit 4 bis 6 Monate

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.

• Programmierkenntnisse in MATLAB
• Grundkenntnisse zur numerischen Behandlung linearer Gleichungssysteme