Publications Repository - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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33407 Publications

Dissipative Strukturbildung bei exothermen Grenzflächenreaktionen

Grahn, A.; Prasser, H.-M.
Der Bericht beschäftigt sich mit spontaner Grenzflächenkonvektion und -turbulenz beim Stoff- und Wärmeübergang an fluiden Phasengrenzen zwischen zwei nicht mischbaren Phasen. Solche Effekte sind von großer industrieller Bedeutung, da die erzielten Stoffübergangsraten um ein Vielfaches über den bei gewöhnlicher Diffusion auftretenden liegen. Zwei unterschiedliche Mechanismen sind der „Motor“ für die Instabilitäten: Marangoni-Instabilität: Die Grenzflächenspannung ist eine Funktion der Temperatur und der Grenzflächenkonzentration des ausgetauschten Stoffes. Schwankungen der Temperatur und der Konzentration entlang der Phasengrenze führen folglich zu Grenzflächenspannungsgradienten. Grenzflächenspannungsgetriebene Instabilitäten äußern sich durch rollenförmige oder polygonale Konvektionszellen, Eruptionen oder Turbulenz an der Phasengrenze. Schwerkraftgetriebene Instabilität: Die Dichte ist ebenfalls eine Funktion der Temperatur und der Konzentration des gelösten Stoffes. Der Transport eines Stoffes über eine fluide Phasengrenze verändert die Zusammensetzung und die Dichte der angrenzenden Flüssigkeitsschichten, sodass instabile Dichteschichtungen auftreten können. Temperaturgradienten entstehen dabei durch Freisetzung von Reaktions- und/oder Lösungsenthalpie. Auftriebsbewegungen haben die Form von Thermiken (engl. plumes, thermals). Die Phänomene der Grenzflächenkonvektion werden in einer vertikalen Kapillarspaltgeometrie untersucht. Neben Stoffsystemen mit reaktivem Stoffübergang (Neutralisation von Karbonsäuren, Hydrolyse und Veresterung von Alkanoylhloriden) kamen auch solche mit reaktionsfreiem Stoffübergang (Karbonsäuren, Tensid) zur Anwendung. Die instabile Dichteschichtung, die durch den Konzentrationsgradienten infolge der Stoffdiffusion erzeugt wird, führt zu Auftriebskonvektion in Form von Thermiken. Die Anwesenheit einer exothermen Reaktion bewirkt eine Vergrößerung des Längenwachstums der Thermiken in der oberen Phase durch Aufprägung eines zusätzlich destabilisierenden Temperaturgradienten. In der unteren Phase kommt es dagegen zum Entstehen des doppeldiffusiven Fingerregimes bei Überlagerung des destabilisierenden Konzentrationsgradienten durch den stabilisierenden Temperaturgradienten. Beim Übergang eines Tensids konnten die für diese Stoffklasse charakteristischen Rollzellen, die durch Grenzflächenspannungsgradienten angetrieben werden, beobachtet werden. Diese Konvektionsstrukturen bleiben auf einen schmalen Bereich ober- und unterhalb der Phasengrenze beschränkt.
Die Transportgleichungen für Impuls, Stoff und Wärme wurden in ihrer 2-dimensionalen Form in einen Rechenkode umgesetzt und der Übergang einer einzelnen Komponente simuliert. Die hydrodynamischen Bedingungen an der Phasengrenze wurden so formuliert, dass lokale Änderungen der Zusammensetzung und der Temperatur zu Grenzflächenspannungsgradienten führen und die Phasengrenze damit dem Marangonieffekt unterliegt. Die Stoffeigenschaften wurden mit Ausnahme der Dichte im Volumenkraftterm der Impulsgleichung als konstant angenommen, sodass dichtegetriebene Konvektionen simuliert werden können. Die verschiedenen Konvektionsformen werden durch die Simulation qualitativ gut wiedergegeben. Bei Marangonikonvektion kommt es zu einer Verschiebung des steilen Konzentrationsgradienten von der Phasengrenze in die Kerne der Phasen, was zum schnellen Absterben der Marangonikonvektion führt. Die Wiedergabe des Längenwachstums der Thermiken durch Simulation eines realen Stoffsystems ist zufriedenstellend. Ebenso gibt die Simulation eine realistische Abschätzung zu erwartender Stoffströme bei Anwesenheit hydrodynamischer Instabilitäten. Größere Abweichungen zwischen Simulation und Experiment sind jedoch bei der horizontalen Größenskala der Fingerstruktur festzustellen, die wahrscheinlich auf die Boussinesq-Approximation zurückzuführen sind.

Keywords: Marangoni instability, Rayleigh-Bénard convection, mass transfer, fluid-fluid interface, numerical simulation, capillary gap experiments, chemical reaction, interfacial chemical reaction
  • Open Access Logo Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-307 Dezember 2000

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3097
Publ.-Id: 3097


Rhenium- und Technetiumverbindungen als potentielle Substrate und Modulatoren von P-Glykoprotein: Untersuchungen an Hirnzellen in vitro

Bergmann, R.; Brust, P.; Matys, S.; Pietzsch, H.-J.; Scheunemann, M.; Johannsen, B.
Die mit 99mTc-MIBI und ähnlichen Verbindungen nachweisbare Expression von P-Glykoproteinen (Pgp), z.B. In Tumoren, ist auch für den Transport von Substanzen durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) von Bedeutung. Die Pgp sind eine Komponente der multidrug resistance. In der BHJS bilden sie ein funktionelle Barriere zum Schutz des Gehirns vor toxischen Substanzen, indem sie die Pgp-Substrate in einem ATP-abhängigen Prozess vom Gehirn in das Blut transportieren. In RT-PCR Studien an amortalisierten Endothelzellen von Rattenhirnkapillaren (RBE4) wurde die Expression der Genprodukte von mdr1a und verstärkt von mdr1b, ähnlich den Verhältnissen bei frisch präparierten Rattenhirnmikrogefäßen, nachgewiesen. Zur Beurteilung von Transportvorgängen durch die Pgp an der BHS wurden deshalb in-vitro-Studien mit RBE-4-Zellen durchgeführt. Funktionell wurde die Pgp-Aktivität charakterisiert durch die Zellaufnahme und den Efflux von [99mTc]MIBI, [3H]Colchicin und [3H]Vinblastin unter Standardbedingungen und bei Hemmung der Pgp. Da die Akkumulation dieser Tracer ganz wesentlich von der metabolistischen Lage der Zellen abhängt wurden in ausgewählten Experimenten Simultanmessungen mit [18F]FDG und anderen Stoffwechseltracern durchgeführt. Mit dem so etablierten Modell konnte der Einfluss von mehr als 20 neuen 99Tc- bzw. Re-Komplexen auf die Pgp Aktivität untersucht werden. Es zeigt sich, dass verschiedene Substanzen zu Veränderungen der Tracerakkumulation in den RBE4-Zellen führen. So wurden Komplexe identifiziert, deren Wirkung mit der des Pgp-Inhibitors Verapamil vergleichbar ist. So erhöht sich z.B. spezifisch die nach 1 h in den Zellen verbleibende [99mTc]MIBI Aktivität bei der Applikation von einer 99Tc- oder analogen Re-Substanz auf 1157±72% bzw. 1117±56% und von Verapamil (je 10 µM) auf 859±103% der Kontrolle.
Die Ergebnisse lassen erwarten, dass Tc- oder Re-Komplexe nicht nur Substrate, sondern auch Modulatoren der Pgp sein können.
  • Lecture (Conference)
    Intern. Jahrestagung DGN, Kassel, 16.-19.04.1997
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 36 (1997) A34

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3096
Publ.-Id: 3096


Syntheses and Structures of Thorium(IV) Complexes with Bis(diphenylphosphino)ethane dioxide, Ph2P(O)CH2CH2P(O)Ph2, and Bis-(diphenylphosphoryl)amide, [Ph2P(O)NP(O)Ph2]-

Bonfada, E.; Schulz Lang, E.; Zan, R. A.; Abram, U.

Dedicated to Prof. Hans Hartl on the occassion of his 60th birthday

The cationic thorium(IV) complexes [Th{Ph2P(O)CH2CH2P(O)Ph2}2(NO3)3]NO3 and [Th{Ph2P(O)NP(O)Ph2}3(dmso)2]NO3 have been synthesized by reactions of Th(NO3)4 · 5H2O with bis(diphenylphosphino)ethane dioxide, Ph2P(O)CH2CH2P(O)Ph2 (L1), or ammonium bis-(diphenylphosphoryl)amide, (NH4)[Ph2P(O)NP(O)Ph2] (NH4L2), and subsequent recrystallization from dimethyl sulfoxide. The products have been studied spectroscopically and by X-ray crystallography.
The thorium atom is ten-co-ordinate in the [Th(L1)2(NO3)3]+ cation with a co-ordination sphere which does not meet one of the idealized polyhedra for ten-co-ordination. Th-O bonds have been found in the range between 2.342(3) (phosphine oxide) and 2.599(4) Å (nitrate).
An eight-co-ordinate thorium atom is found in the [Th(L2)3(dmso)2]+ cation. The almost ideal square-antiprismatic environment of the metal is occupied by oxygen atoms with Th-O bond lengths between 2.363(6) and 2.392(11) Å.
Keywords: Thorium complexes, Phosphine oxides, Bis(diphenylphosphoryl)amide, Crystal structure
  • Originalmitteilung in Zeitschrift Naturforschung

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3095
Publ.-Id: 3095


Rhenium Compounds Containing Heterocyclic Thiols - Syntheses and Structures

Schmidt-Brücken, B.; Abram, U.
Reactions of trans-[ReOCl3(PPh3)2] with 1,3-thiazoline-2-thiol (thiazSH), pyridine-2-thiol (pyrSH) or pyrimidine-2-thiol (pyrmSH) result in the formation of rhenium(V) oxo complexes or rhenium(III) species depending on the conditions applied. mer-[ReOCl3(thiazSH)(OPPh3)], trans-[ReCl3(PPh3)(thiazSH)2], [ReO(2-propO)(PPh3)Cl(pyrS-S,N)], cis-[ReCl2(PPh3)2(pyrS-S,N)] and [ReCl2(PPh3)2(pyrmS-S,N)] have been isolated from such reactions and structurally characterized.
cis-[ReCl2(PPh3)2(pyrS-S,N)] and [ReCl2(PPh3)2(pyrmS-S,N)] are obtained in better yields by ligand substitution on trans-[ReCl3(MeCN)(PPh3)2]. The reaction between (n-Bu4N)[ReOCl4] and purine-6-thiole (purinSH) results in the formation of the oxo-bridged [O{ReO(purinS-S,N)2}2].
Keywords: Rhenium Complexes; Heterocyclic Thiols; Crystal Structures
  • Anorganische allg. Chemie

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3093
Publ.-Id: 3093


[Au(Et2dtc)2][TcNCl4] - Synthesis and Structure

Abram, U.
[Au(Et2dtc)2][TcNCl4] (Et2dtc- = N,N-diethyldithiocarbamate) is formed by the reaction of [Au(CO)Cl] with [TcN(Et2dtc)2] in dichloromethane. The solid state structure of the compound is characterized by a large triclinic unit cell (a = 9.422(2), b = 22.594(5), c = 32.153(7) Å, a = 72.64(1), b = 85.19(1), g = 86.15(1)°, Z = 12) and shows an unusual arrangement due to long-range interactions between the technetium atoms and sulfur atoms of the [Au(Et2dtc)2]+ units (3.45 - 3.56 Å ) which assemble two anions and one cation to {[TcNCl4][Au(Et2dtc)2][TcNCl4]}- moieties.







Keywords: Technetium complexes, Gold complexes, Nitrido compounds, X-ray structure
  • Anorganische allg. Chemie

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3092
Publ.-Id: 3092


EXAFS as a tool for bond length determination in the environment of heavy atoms

Hennig, C.; Reich, T.; Roßberg, A.; Funke, H.; Bernhard, G.
The scattering amplitude of a heavy atom structure is generated mainly by the contribution of the heavy scatterers, because the scattering amplitude is proportional to the electron density. In the case of a low scattering part of light atoms this may lead to incorrect calculation of atomic coordinates. Is the structure model similar to correct structure, then it is very difficult to find an independent criterion for the accuracy of the bond lengths.
  • J. Synchrotron Rad. 8, 695-697 (2001)

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Publ.-Id: 3091


Technetium and rhenium complexes with thioether ligands. VI. Synthesis and structural characterization of mixed-ligand oxorhenium(V) complexes containing bidentate dithioethers and monothiolato ligands.

Reisgys, M.; Spies, H.; Johannsen, B.; Leibnitz, P.; Pietzsch, H.-J.
  • Chem. Ber. 130 (1997) 1343-1347

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Publ.-Id: 3089


Präzision in der Tumorbekämpfung: Positronen-Emissions-Tomographie (PET) überwacht die Zielgenauigkeit bei der Schwerionen-Tumortherapie.

Enghardt, W.; Hinz, R.; Lauckner, K.; Pawelke, J.; Pönisch, F.
kein Abstrakt
  • WGL-Journal, Vol. 1 (2000) 7-8

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Publ.-Id: 3088


Uptake of 169Yb complexes in normal and tumour cells: influence of ligand and metabolic cell activity and stabilityx of cellular association

Kampf, G.; Knop, G.; Franke, W.-G.; Bergmann, R.; Johannsen, B.
  • Nucl. Med. Biol. 24 (1997) 349-355

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Publ.-Id: 3087


Studies on Tumour cell-targeting with radiometals

Kampf, G.; Franke, W.-G.; Knop, G.; Wunderlich, G.; Brust, P.; Johannsen, B.
  • Book (Authorship)
    Radioactive Isotopes in Clinical Medicine and Resarch XXII (ed. by H. Bedrgmann, A. Kroiss, H.Sinzinger 1997, Birkhäser Verlag Basel/switzerland) 441-444

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3086
Publ.-Id: 3086


Non-volatile memory effects of ion-beam synthesized Ge and Si nanoclusters in thin SiO2 layers: electrical characterization vs. microstructure

Gebel, T.; von Borany, J.; Skorupa, W.; Möller, W.; Thees, H.-J.; Wittmaack, M.; Stegemann, K.-H.
Nanocluster memories are promising for future non-volatile memory applications. In this work thin SiO2 films were implanted with Ge+ and Si+ and annealed subsequently. Charge storage effects of the MOS capacitors have been studied through I-V and high frequency C-V measurements. Positive voltage pulses lead to a positive flatband voltage shift of the C-V curve. Detrapping by applying negative voltage pulses leads to a negative shift. The achieved programming window using 6 V / 100 ms pulses for Ge based structures is higher than that for Si (2.0 V vs. 0.2 V). However the retention times for Si based memories are longer. For dedicated process parameters microstructural investigations (RBS, XTEM) of Ge+ implanted SiO2 layers showed two bands of clusters, one near the interface SiO2/Si and one in the center of the SiO2 layer.
Keywords: nanocluster, nanocrystal, non-volatile memory
  • Lecture (Conference)
    MRS Fall Meeting, Symposium T, Boston, Nov. 29 - Dec. 3, 1999
  • Contribution to external collection
    Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 592, T6.10.1 (2000)

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3084
Publ.-Id: 3084


Different response of cerebral and non-cerebral endothelial cells to cytotoxic hypoxia

Ahlemeyer, B.; Brust, P.; Johannsen, B.
  • Neurochem. Int. 31 (1997) 39-44

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3082
Publ.-Id: 3082


Triphenylarsonium-[11C]Methylid - Ein neuer 11C-Präkursor zur Synthese von 11C-Indolderivaten

Zessin, J.; Steinbach, J.; Johannsen, B.
Derivate des Indols sind Verbindungen mit vielfältigen physiologischen Funktionen und daher als Radiotracer von Interesse. Für die Synthese solcher 11C-Verbindungen kann man die Umsetzung von Arsoniumyliden mit o-Aminobenzoylverbindungen zu Indolen (Bravo, 1970) nutzen.
Methyltriphenylarsoniumiodid (MTPAI) als Vorstufe des Triphenylarsoniummethylids (TPAM) kann ausgehend von Methyliodid hergestellt werden. Mit [11C]Methyliodid ermöglicht dieser reaktionsweg die direkte Darstellung von 11C-markierten Indolen.

Der erste syntheseschritt umfasst die Quaternisierung von Triphenylarsin mit [11C]Methyliodid zu [11C]MTPAI. Ausreichende Reaktionsgeschwindigkeiten werden nur in Gegenwart stark polarer Lösungsmittel erreicht. Innerhalb von 10 min bei 120°C wurden in THF/DMSO (3:1) radiochemische Ausbeuten von 67% (bezogen auf [11C]CH3I, zerfallskorrigiert) und in Ethanol 76% erreicht.
Im zweiten Schritt erfolgt die in situ Generierung von [11C]TPAM durch Butyllithium und nachfolgend die Umsetzung mit o-Aminobenzaldehyd zu [2-11C]Indol.
Durch Verwendung von Alkyl-o-aminophenylketonen können 3-alkylierte [2-11C]Indole hergestellt werden. O-Aminoacetophenon ergibt 3-Methyl-[2-11C]Indol und o-Aminopropiophenon 3-Etyl-[2-11C]Indol.
Ausgehend von dem neuen 11C-Präkursor Triphenylarsonium[11C]methylid sind 11C-kernmarkierte Indole mit radiochemischen Ausbeuten von 23 - 31% (bezogen auf [11C]CH3I, zerfallskorrigiert) herstellbar.
  • Lecture (Conference)
    36. Intern. Jahrestagung DGN, Leipzig, 01.-04.04.1998
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 37 (1998) A44

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3081
Publ.-Id: 3081


Rhenium complexes of 17Alpha-substituted estradiol capable of binding to the estrogen receptor

Wüst, F.; Katzenellenbogen, J. A.; Spies, H.; Johannsen, B.
The gonadal steroids are implicated in hormone-dependent cancers of the breast and prostate.
In order to image estrogen receptor positive tumors by using 99mTc based radiopharmaceuticals, we have synthesized novel rhenium(V), (III) and (i) complexes of 17Alpha-substituted estradiol. In our first investigations we used rhenium as a model for the radioactive technetium.

These complexes represent new classes of estrogen receptor-binding rhenium complexes.
The binding affinities (lamb-cytosol) at 0°C reveal RBA values of about 23% for the oxorhenium(V) complexes when X = O and 8% when X = S. The RBA values at 25°C are 10% for the oxorhenium(V) complexes when X = O and 15% when X = S. For the rhenium(III) and rhenium(I) complexes the RBA values are significantly lower for 0°C and 25°C, ranging from 0.6% to 2.5%.
Further studies will investigate the stability of these complexes under in vivo conditions using the corresponding 99mTc-complexes.
  • Lecture (Conference)
    Joint Congrss of the European Association of Nuclear Medicine and the World Federation of Nuclear medicine and Biology, Berlin 30.08.-04.09.1998
  • Abstract in refereed journal
    J. Nucl. Med. 25 (8) (1998) 866

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3080
Publ.-Id: 3080


The scenario of three-dimensional instabilities of the cylinder wake in an external magnetic field. A linear stability analysis

Mutschke, G.; Gerbeth, G.; Shatrov, V.; Tomboulides, A.
A more detailed look is given on the scenario of 3-D instabilities taking place in the MHD cylinder flow when oncoming flow and magnetic field are parallel, thus extending our previous letter \cite{PHFL97}. The results presented here are in the frame of a linear stability analysis in the range 100As the strength of the magnetic field is increased, a non-monotonic behaviour of 3-D instability is found. This is mainly due to the fact that the underlying 2-D flow changes considerably from periodic to steady flow while different instability mechanisms are superimposed. The behaviour at weak magnetic fields depends on the Reynolds number
and is either a damping or an enhancing influence on 3-D instability. At the critical value of 2-D instability $N_c^{2D}$
a local maximum in the 3-D instability curve occurs which leads to 3-D instability at Reynolds numbers down to $Re \sim 150$,
i.e.~lower than in the hydrodynamic cylinder flow. Increasing $N$ further, 3-D instability is first being damped while for larger values of the magnetic field 3-D instability is generally amplified. Therefore, 3-D steady flows at strong magnetic fields may also exist at Reynolds numbers which are considerably lower than the critical
Reynolds number for the onset of three-dimensionality of purely hydrodynamic cylinder flow.
For transverse magnetic fields, a mainly monotonic and much stronger damping of three-dimensionality as compared to the aligned field case is found when the strength of the magnetic field increases.

Keywords: Fluid dynamics, MHD, Flow Stability, Linear Stability Analysis
  • Physics of Fluids Vol 13, No 3, (March 2001) pp. 723-734

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3079
Publ.-Id: 3079


Diagnostische Treffsicherheit von 18F-FDG bei differenziertem Schilddrüsenkarzinom: Vergleich von dediziertem PET und Koinzidenzkamera

Tiepolt, C.; Beuthien-Baumann, B.; Kühne, A.; Bredow, J.; Burchert, W.; Kropp, J.; Franke, W.-G.
Die hohe diagnostische Treffsicherheit von 18F-FDG erfordert für die breite klinische Anwendung eine leichte Verfügbarkeit der Methode. Die Koinzidenzkameratechnik bietet möglicherweise eine Alternative zu dediziertem PET. Unsere Untersuchung soll im intraindividuellen Vergleich der Befunde die klinische Relevanz der Unterschiede der Meßmethoden analysieren.
METHODIK: Untersucht wurden 20 Patienten mit differenziertem Schilddrüsenkarzinom ( 5 papilläre, 15 follikuläre; pT2-4) nach Thyreoidektomie und Radiojodablation. Zum Zeitpunkt der Diagnosestellung waren bei 8 Patienten Lymphknoten-/Fernmetastasen bekannt. Vor der Untersuchung wurde eine 12-stündige Nahrungskarenz eingehalten. Die Untersuchung erfolgte 60 min nach Injektion von 300 MBq 18F-FDG mit einem dedizierten PET-System (ECAT EXACT HR+) sowie 4 h nach Applikation mit einer Koinzidenzkamera (Solus EPIC). Für den Vergleich der Verfahren wurden jeweils die nicht schwächungskorrigierten Daten herangezogen. Bei allen Patienten lag im zeitlichen Abstand von 4 d bis 2 Monaten eine 131I Ganzkörperszintigraphie vor

Ergebnisse:......Koinzidenz..........PET..............131I
----------------------------------------------------------------------------------
Hals....................15.....................26..................4
Thorax.................32.....................55................18
Skelett..................3.......................5..................6
Gesamtzahl.........50.....................86................38

Die 86 mit PET nachgewiesenen Läsionen waren mit der Koinzidenzkamera zu 27% gleich gut, zu 31% schlechter erkennbar. In 42% der Fälle war eine Detektion mit der Koinzidenztechnik nicht möglich. In Abhängigkeit von der Läsionsgröße bestand eine 94%-ige Übereinstimmung beider Verfahren oberhalb 1,5 cm und eine 64%-ige Übereinstimmung im Bereich von 1-1,5 cm. Die mit PET nachgewiesenen Läsionen unter 1 cm waren mit der Koinzidenzkamera nicht erkennbar. Hinsichtlich des klinischen Staging wurde mit der Koinzidenztechnik bei 13 Patienten der gleiche Lymphknotenstatus und bei 18 Patienten der gleiche Metastasenstatus wie mit PET ermittelt. 5 Patienten wurden auf Grund kontralateralen Lymphknotenbefalls, der nur mit PET nachweisbar war, zu niedrig eingestuft. Bei je 2 Patienten war eine richtige Einstufung des Lymphknoten- und Metastasenstadiums mit der Koinzidenzkamera nicht möglich.
  • Lecture (Conference)
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A55

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3078
Publ.-Id: 3078


16Alpha-[18F]Fluorestradiol für die Routine

Römer, J.; Füchtner, F.; Steinbach, J.; Johannsen, B.
16Alpha-[18F]Fluorestradiol [18FES) hat sich in klinischen Studien als geeigneter PET-Tracer zur Darstellung humaner primärer und metastatischer Brustumore erwiesen. Im PET-Zentrum Rossendorf wurde daher ein schnelles Darstellungsverfahren für 18FES ausgearbeitet und diese Synthese automatisiert, um 18FES qualitätsgerecht für die medizinische Anwendung verfügbar zu machen.
Wir verwendeten ein modifiziertes [18F]FDG-Modul der Fa. Nuclear Interface. Die Bedingungen der manuellen Synthese wurden gemäß Schema 1 optimiert.

Im modifizierten Synthesemodul erforderten die Fluorierung des Präkursors (1) und die zweistufige Hydrolyse zum 18FES einen Zeitbedarf von 30 min, die notwendige Feinreinigung mittels HPLC 20 min. Nach Sterilfiltration war 18FES knapp 1 h nach EOB in einer zerfallskorrigierten Ausbeute von 50% verfügbar.
Die Fluorierung lief mit durchschnittlicher Ausbeute von 70% ab. Ein einfaches Hydrolyseverfahren gewährte hohe Umsetzung zum 18FES und die Abtrennung des unumgestzten [18F]Fluorids. Ein reproduzierbar auftretendes fluor-markiertes Nebenprodukt mit 5 - 10 % Aktivitätsanteil machte eine semipräparative RP-HPLC-Reinigung unumgänglich. Die Elution erfolgte isokratisch mit ethanolischer physiologischer Kochsalzlösung und lieferte in einem scharfen Peak chemisch und radiochemisch reines 18FES.

Die Ergebnisse zeigen, dass 18FES in einem automatischen Modul sicher und reproduzierbar dargestellt werden kann. Damit wird eine zukünftige regelmäßige Herstellung von 18FES für die medizinische Anwendung möglich.

  • Poster
    36. Intern. Jahrestagung DGN, Leipzig, 01.-04.04.1998
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 37 (1998) A50

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3077
Publ.-Id: 3077


3D flow simulation for a reactor core modelled as porous body by CFX - 4.2 code

Kliem, M.
In this paper, the 3D flow simulation in a reactor core with asymmetrical power distribution and low mass flow rate carried out by CFX - 4.2 code is presented.
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai 2000, Tagungsbericht S. 69-73
  • Contribution to proceedings
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai 2000, Tagungsbericht S. 69-73

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3076
Publ.-Id: 3076


Importance of coolant mixing for accident analyses using coupled codes using the coupled code DYN3D/ATHLET

Kliem, S.; Grundmann, U.; Höhne, T.; Rohde, U.
The 3D neutron kinetics core model DYN3D has been coupled to the thermohydraulics system code ATHLET. Different main steam line break analyses (MSLB) have been performed with this coupled code for a NPP with VVER-440 reactor and for the TMI-1 NPP. It is shown, that in both cases the mixing of the coolant from different loops strongly influences the reactor behaviour.

For the VVER-440, the MSLB analysis shows, that the assumption of no coolant mixing in the downcomer and the lower plenum leads to conservative results, while assuming homogeneous mixing, the consequences of the transient can be underestimated qualitatively. More realistic mixing models have to be used to obtain a best-estimate analysis of MSLB scenarios. Thus, a model describing the coolant mixing in VVER-440 type reactors under nominal flow conditions was applied in the analysis for this reactor type.

To check the applicability of this mixing model under the natural circulation conditions occuring in the considered MSLB scenario, the stationary three-dimensional flow distribution in the downcomer and the lower plenum of the VVER-440/230 reactor was calculated by help of the CFD-code CFX-4. Results of the MSLB analysis performed by DYN3D-ATHLET were used as boundary conditions for the CFX-calculation. To estimate the influence of the temperature distribution obtained by CFX, steady state calculations were carried out with the help of DYN3D, the keff - values were compared. It was found, that using the CFD results, the reactor remains sub-critical.

A full power MSLB analysis based on real plant design and operational data for TMI-1 NPP shows a return-to-power after the scram. The exclusion of the coolant mixing inside the reactor pressure vessel enhances this secondary power peak by about two times in comparison to the first calculation, where the coolant mixing is treated by means of an experimentally determined mixing ratio. The described variation of mixing applied in point kinetics calculations with compatible feedback coefficients shows the opposite effect on the obtained core power.
  • Lecture (Conference)
    Tagungsband der Fachtagung der KTG: "Wechselwirkungen Neutronenphysik und Thermofluiddynamik", pp. 513-525, Forschungszentrum Rossendorf, Januar 2000
  • Contribution to proceedings
    Tagungsband der Fachtagung der KTG: "Wechselwirkungen Neutronenphysik und Thermofluiddynamik", pp. 513-525, Forschungszentrum Rossendorf, Januar 2000

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3075
Publ.-Id: 3075


Zur Strahlenbelastung bei PET-Untersuchungen

Linemann, H.; Will, E.; Beuthien-Baumann, B.
ZIEL der Untersuchung zur Strahlenbelastung an der PET-Kamera (ECAT EXACT HR+) war:
- die Bestimmung der bei einer gemessenen Schwächungskorrektur auftretenden zusätzlichen Strahlenbelastung der Patienten
- die Erprobung einer fahrbaren Abschirmvorrichtung zur Reduzierung der Strahlendosis am Standort der MTA bei der manuellen Blutabnahme.
METHODIK: Die Bestimmung der bei einer Transmissionsmessung in der PET-Kamera (drei rotierende 68Ge-Stabquellen) auftretenden Dosis erfolgte mit LiF-Thermolumineszenzdosimetern, die in wassergefüllten Thorax-Phantomen (IEC-Körperphantom, anthropomorphes Phantom) an 15 Positionen angeordnet waren. Zur Erzielung statistisch relevanter Meßwerte wurden Meßzeiten von ³4 h gewählt.
Zur Reduzierung der Strahlenbelastung der MTA während der manuellen Blutabnahme wurde eine fahrbare Abschirmvorrichtung mit einer Bleidicke von 20 mm entwickelt. Der für die Arterialisierung des venösen Blutes erforderliche Handwärmkasten wird an dieser Abschirmung angebracht und erlaubt eine praktikable Anordnung in Patientennähe. Die Ortsdosisleistung wurde mit einem Dosisleistungsmeßgerät LB 133 ermittelt.
ERGEBNISSE: Die Phantommessungen ergaben eine mittlere Dosisleistung von 1,1 µSv/MBqh bei der Bestrahlung durch die Transmissionsquellen. Daraus folgt eine Dosis von 0,15 µSv für eine Transmissionsmessung von 15 min (drei 68Ge Stabquellen, je 190 MBq mit dem HR+ Scanner.
Die Ortsdosisleistung am Standort der MTA beträgt 30 min )(entspricht der Hälfte der Untersuchungsdauer) nach einer Injektion von 370 MBq [18F]FDG ohne Abschirmung etwa 40 µSv/h und mit der Abschirmung etwa 6 µSv/h.
SCHLUSSFOLGERUNG: Die durch eine Transmissionsmessung verursachte Dosis von 0,15 mSv in einem Thorax-Phantom stellt nur eine geringfügige Erhöhung der Strahlenbelastung des Patienten dar. Im Vergleich dazu beträgt z.B. die Lungendosis bei einer [18F]FDG Untersuchung bei einer injizierten Aktivität von 370 MBq 7,8 mSv (Jones, 1982).
Die Blutentnahme wird durch die fahrbare Abschirmung in Verbindung mit der Anordnung des Handwärmkastens erleichtert. Die Strahlenbelastung der MTA während der Blutentnahme wird auf etwa 15% verringert .
  • Poster
    36. Intern. Jahrestagung DGN, Leipzig, 01.-04.04.1998
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin, 37 (1998) A76

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3074
Publ.-Id: 3074


The behaviour of gas bubbles in a turbulent liquid metal MHD flow, Part II: The influence of an external magnetic field on the slip ratio in a liquid metal bubbly flow

Eckert, S.; Gerbeth, G.; Lielausis, O.
The influence of an steady, homogeneous magnetic field on the slip ratio in a liquid metal bubbly flow is investigated. An one-dimensional model has been developed describing the motion of an ensemble of bubbles in a MHD flow. Calculations are presented for magnetic fields aligned transverse and parallel to the mean flow direction. While in the longitudinal case the slip decreases monotonously with growing field strength, it passes a minimum and increases again for large fields if B is directed transverse to the flow. In order to prove the theoretical predictions experiments are performed in a sodium-argon flow exposed to a transverse field and a mercury-nitrogen flow with a longitudinal magnetic field.
Keywords: liquid metal-gas flow, bubble, magnetic field, void fraction, drag coefficient, slip ratio, resistivity probe
  • International Journal of Multiphase Flow (2000), Vol. 26/1, 67-82

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Publ.-Id: 3073


Blood-brain transport and metabolic rate of glucose measured with [11C]O-methyl-D-glucose (OMG)

Kuwabara, H.; Brust, P.; Steinbach, J.; Bergmann, R.
OBJECTIVES: We used OMG, a specific tracer of glucose transport, to characterize blood-brain glucose transport independent of plasma glucose levels and to measure cerebral metabolic rate of glucose (CMRglc.).
METHODS: 17 young pigs were studied with PET for one hour following an i.v. injection of OMG and for one hour after i.v. FDG. Plasma glucose level was maintained relatively constant throughout scans with or without s.c. insulin or i.v. glucose infusion (range: 0.7-17.1 µM). In OMG studies, the unidirectional blood-to-brain and brain-to-blood clearances of OMG, K1* and k2* were estimated. K1* was related to plasma glucose level (Cp) as given by: K1* = Tmax*/(Kt*+Cp) (Eq.1), where Tmax* is the maximal transport and Kt* the half-saturation constant of OMG. CMRglc was given by: (k2*-K1*).Kt*.Tau (Eq.2) where Tau is the transport ratio (K1*/K1 of glucose). The equation was derived from an alternative definition of CMRglc: K1.Cp - k2.Me, where Me is the concentration of glucose in brain extra-cellular space. K1 and k2 of glucose were replaced by K1*/Tau and k2*/tau, and Me by the following equation: K1*/k2*=(Kt+Me)/(Kt+Cp). In FDG studies, the phosphorylation constant, k3*, was also estimated, and CMRglc was given by: K*.Cp/Lambda (Eq.3), where K* is K1*.k3*/(k2*+k3*), and Lambda the lumped constant (0.48).
RESULTS: Estimates of Tmax* and Kt* were 0.80 µmol/100g/min and 7.2 µM. The value of Tau which minimized CMRglc values of Eq.2 and 3 was 0.3. Despite wide variations of K1* and k2* estimates (ranges: 0.041-0.12 ml/g/min, 0.14-0.23 per min), CMRglc values by OMG (Eq.2) varied little (25.4±3.8 µmol/100g/min). CMRglc by FDG averaged 24.5±6.4 µmol/100g/min.
CONCLUSION: We characterized blood-brain glucose transport for pigs, and
  • Lecture (Conference)
    46th Annual Meeting of the Society of Nuclear Medicine, Los Angeles, 06.-10.06.1999
  • Abstract in refereed journal
    J. Nucl. Med. 40 (5) (1999) 73P

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3072
Publ.-Id: 3072


Blodd-brain transport of large neutral amino acids (LNAAS) studied with O-methyl-[18F]fluoro-L-DOPA ([18F]OMFD).

Kuwabara, H.; Brust, P.; Steinbach, J.; Johannsen, B.
OBJECTIVES: Blood-brain transport of LNAAs may be altered in certain neurological conditions, including brain tumors. We tested an alternative method to characterize the transport, independent of plasma LNAA levels.
METHODS: Five young pigs were studied with PET for two hours following an intravenous injection of [18F]OMFD. One-fourth of the total [18F]OMFD (~40 MBq) was continuously infused throughout the scan after 20 minutes. The radioactivity and concentrations of LNAAs in plasma were determined at ten minute intervals after 35 minutes. The distribution volume of [18F]OMFD (Vd: the ratio of the unidirectional blood-to-brain and brain-to-blood clearances, K1/k2) was obtained as the brain-plasmaradioactivity ratio. A Michaelis-Menten model was used to describe the changes in Vd in amino acid infusion experiments (n=3; infusion between 40 and 120 minutes). The model equation is given by: Vd= (1+Sigma Ce[LNAAi](T)/Ki)/(1+Beta . Sigma Cp[LNAAi](T)/Ki) where Ce[LNAAi](T) and Cp[LNAAi](T) are the concentrations of i-th LNAA in brain extracellular space and in plasma at time T, Ki the half-saturation constant of i-th LNAA, and Beta a constant to adjust using rat Ki values (Smith et. Al., 1987). The numerator was set to a constant (Alpha), assuming changes in brain LNAA levels are negligible relative to those changes in plasma.
RESULTS: The present tracer infusion scheme stabilized Vd over time without amino acid infusion (n=2). We found the M-M model was appropriate to describe plots of Vd (ranges: 0.45-0.87 ml/g) versus Cp[LNAAi](T)/Ki (range: 35-103). Estimates of Alpha ranged from 1.02 to 1.07, and Beta from 0.009 to 0.012 for the whole cortex of the three pigs.
CONCLUSION: We indicated that the proposed method enabled characterization of LNAA transport in brain regions using two constants and may be of clinical use
  • Poster
    46th Annual Meeting of the Society of Nuclear Medicine, Los Angeles, 06.-10.06.1999
  • Abstract in refereed journal
    J. Nucl. Med. 40 (5) (1999) 145P

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3071
Publ.-Id: 3071


Autoradiographische Darstellung der Rezeptorbindung eines 99mTc-Liganden des 5-HT2A-Rezeptors in Hirnschnitten

Kretzschmar, M.; Brust, P.; Syhre, R.; Scheunenmann, M.; Gupta, A.; Seifert, S.; Pietzsch, H.-J.; Johannsen, B.
Es wurdenTc-Koordinationsverbindungen in struktureller Analogie zum Ketanserin, einem spezifischen Antagonisten des 5-HT2A-Rezeptors, synthetisiert, die in Hemmexperimenten an Homogenaten des Rattenhirns Affinitäten mit IC50-Werten < 10 nM aufweisen. Bisher wurde jedoch keine spezifische Anreicherung in 5-HT2A rezeptorreichen Arealen des Rattenhirns autoradiografisch festgestellt.

ZIEL dieser Arbeit war die autoradiografische Darstellung der spezifischen Bindung eines neuen hochaffinen Komplexes (IC50 = 0,5 nM) in Hirnregionen mit bekanntermaßen hoher 5-HT2A Rezeptordichte.

METHODIK: Als Referenz für die radioluminografische Darstellung diente die in-vitro-Verteilung von [3H]Ketanserin in inkubierten Hirnschnitten von Ratte und Schwein. Zur Bestimmung der Spezifität und Selektivität der Rezeptorbindung des untersuchten Tc-Komplexes wurden in-vitro-Hemmversuche mit Mianserin und Ketanserin (5-HT2A Antagonisten), Haloperidol (D2 Antagonist) und 8-OH-DPAT (5-HT1A Agonist) durchgeführt.

ERGEBNIS: Die an Hirnhomogenaten bestimmte hohe Affinität und Spezifität für den 5-HT2A Rezeptor wurde auch im Autoradiogramm bestätigt. Es zeigte sich die Anreicherung in 5-HT2A rezeptorreichen Regionen wie frontaler Cortex, Striatum und Thalamus sowie eine Verdrängung der totalen Bindung durch Mianserin zwischen 30 und 40% im Gesamtschnitt, 40 und 50% im frontalen Cortex und 30 und 40% im Striatum. Diese Werte entsprechen der 5-HT2A Rezeptorhemmung im Hirn von [3H]Ketanserin erfaßt mit Mianserin. Es wurde jedoch auch eine Affinität für den D-Rezeptor durch Verdrängung mit Haloperidol festgestellt. Eine Affinität für den 5-HT1A Rezeptor war nicht nachweisbar.

Damit gelang es erstmalig, wenn auch in vitro, mit einem Tc-Komplex eine Bildgebung des 5-HT2A-Rezeptors zu erreichen. Die Hirnaufnahme in der Ratte erwies sich allerdings noch als zu gering, um eine in-vivo-Darstellung erwarten zu lassen. Durch geeignete Modifikation der Verbindung wird ein besseres in-vivo-Verhalten angestrebt.
  • Poster
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A99

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3070
Publ.-Id: 3070


Lumineszenzeigenschaften ionenimplantierter nanokristalliner SiO2-Schichten

Rebohle, L.
  • Open Access Logo Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-279

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Publ.-Id: 3069


Temperature and void fraction distribution in a side wall heated tank

Krepper, E.; Aszodi, A.
Experiments were performed to investigate heating up processes of fluids in storage tanks under the influence of an external heat source. Storage tanks for fluids are widely used industrial facilities. As a consequence of an external fire, the heat-up of the inventory may lead to the evaporation of the liquid and to release of significant quantities of dangerous gases into the environment. Several boiling tests with water tanks were performed both with heating from the bottom and with heating from the side walls. In different test tanks for the different heating modes the time dependency of the temperature field was determined by thermocouples. In recent tests for investigation of the side wall heating, in addition to the thermocouples the tank was equipped with needle probes for measuring of the local void fraction. The experiments have shown that the liquid inventory behaves very differently depending on the mode of heating. Bottom heating leads to an irregular thermoconvective motion of the liquid, which causes good mixing, so that saturation is reached at all places inside the tank approximately at the same time. The maximum enthalpy of the liquid always remains close to the average value. If the vessel is heated from the side, a stable temperature stratification is observed leading to large temperature gradients. Evaporation can start much earlier than the average temperature reaches saturation. In order to clarify the physical nature of the details of the heating-up and the evaporation process in simple geometrical boundary conditions, a two-dimensional mathematical model was developed, which includes also evaporation and two-phase flow. The measurement of the temperature and of the void fraction makes physical phenomena evident, which could be explained by the own 2D model. The gained experimental results may be used for the validation of boiling models in 3-D CFD codes.
  • Open Access Logo Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen", 14.10.99, in: Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-281, Dezember 1999

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Publ.-Id: 3068


3. Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen", 14. Oktober 1999 in Rossendorf

Prasser, H.-M.; (Editor)
Am 14. Oktober 1999 wurde in Rossendorf die dritte Veranstaltung in einer Serie von Workshops über Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen durchgeführt. Dieses Jahr kann auf auf 11 interessante Vorträge zurückgeblickt werden. Besonders hervorzuheben sind die beiden Hauptvorträge, die von Herrn Professor Hetsroni aus Haifa und Herrn Dr. Sengpiel aus Karlsruhe gehalten wurden.
Erneut lag ein wichtiger Schwerpunkt auf Meßverfahren, die räumliche Verteilungen von Phasenanteilen und Geschwindigkeiten sowie die Größe von Partikeln bzw. Blasen der dispersen Phase zugänglich machen. So wurde über einen dreidimensional arbeitenden Röntgentomographen, ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeitsprofilen mit Gittersensoren und eine Methode zur simultanen Messung von Blasengrößen sowie Feldern von Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einer optischen Partikelverfolgungstechnik vorgetragen. Daneben wurden interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Sonden vorgestellt, wie z.B. eine Elektrodiffusionssonde. Neue meßtechnische Ansätze waren ebenfalls vertreten; hervorzuheben ist der Versuch, die Methode der optischen Tomographie für die Untersuchung von Zweiphasenströmungen nutzbar zu machen.

Der Tagungsband enthält die folgenden Beiträge:

S. John, R. Wilfer, N. Räbiger, Universität Bremen, Messung hydrodynamischer Parameter in Mehrphasenströmungen bei hohen Dispersphasengehalten mit Hilfe der Elektrodiffusionsmeßtechnik

E. Krepper, A. Aszodi, Forschungszentrum Rossendorf, Temperatur- und Dampfgehaltsverteilungen bei Sieden in seitlich beheizten Tanks

D. Hoppe, Forschungszentrum Rossendorf, Ein akustisches Resonanzverfahren zur Klassifizierung von Füllständen

W. Sengpiel, V. Heinzel, M. Simon, Forschungszentrum Karlsruhe, Messungen der Eigenschaften von kontinuierlicher und disperser Phase in Luft-Wasser-Blasenströmungen

R. Eschrich, VDI, Die Probestromentnahme zur Bestimmung der dispersen Phase einer Zweiphasenströmung

U. Hampel, TU Dresden, Optische Tomographie

O. Borchers, C. Busch, G. Eigenberger, Universität Stuttgart, Analyse der Hydrodynamik in Blasenströmungen mit einer Bildverarbeitungsmethode

C. Zippe, Forschungszentrum Rossendorf, Beobachtung der Wechselwirkung von Blasen mit Gittersensoren mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera

H.-M. Prasser, Forschungszentrum Rossendorf, Geschwindigkeits- und Durchflußmessung mit Gittersensoren



Keywords: measuring methods, two-phase flow, gas fraction, gas velocity, liquid velocity, X-ray tomography, local void probes, electrodiffusive probes, particle tracing, hot film probes, level measurement, wire-mesh sensor, isokinetic sampling, optical tomography
  • Open Access Logo Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-281 Dezember 1999

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3067
Publ.-Id: 3067


Plasma immersion ion implantation for diffusive treatment

Möller, W.; Parascandola, S.; Kruse, O.; Günzel, R.; Richter, E.
Plasma-immersion implantation is described as a technique providing high kinetic energies and, thereby, high penetration
depths of atoms injected for surface modification. In connection with ion sputtering, this may create favourable boundary conditions for the efficiency of diffusive surface treatment such as nitriding. The influence of surface layers such as oxides on the nitriding process is discussed and demonstrated for stainless steel by a model experiment employing low-energy nitrogen implantation and real-time in situ surface diagnostics. It is shown that the surface oxide acts as a barrier for diffusive nitrogen transport. The evolution of the nitrogen profiles can be described reasonably well by diffusion under the influence of traps. Examples of nitrogen profiles obtained by plasma-immersion nitriding show depths of the nitrogen-rich phases of up to 50 micrometer and 15 micrometer in stainless steel at 380°C and aluminium at 500°C, respectively.
  • Surface & Coatings Technology 116-119 (1999) 1-10

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Publ.-Id: 3066


Finite Element Pre- and Posttest Calculations of the Forever-Experiments

Willschütz, H.-G.; Altstadt, E.; Weiss, F.-P.; Sehgal, B. R.
To get an improved understanding and knowledge of the melt pool convection and the vessel creep and possible failure processes and modes occurring during the late phase of a core melt down accident the FOREVER-experiments (Failure Of REactor VEssel Retention) are currently underway at the Division of Nuclear Power Safety of the Royal Institute of Technology Stockholm. These experiments are simulating the behaviour of the lower head of the RPV under the thermal loads of a convecting melt pool with decay heating, and under the pressure loads that the vessel experiences in a depressurization scenario. The geometrical scale of the experiments is 1:10 compared to a common Light Water Reactor (LWR). During the first series of experiments the creep behaviour (FOREVER-C) of the vessel under the thermal attack of the melt pool and varying internal pressure loads is investigated. It is intended to enforce the creep process until vessel failure. Due to the multi axial creep deformation of the vessel with a non-uniform temperature field these experiments are on the one hand an excellent source of data to validate numerical creep models which are developed on the basis of uniaxial creep tests. On the other hand the results of pre-test calculations can be used to optimize the experimental procedure with considerations of the uncertainties in the applied models and assumed boundary conditions. Therefore a axis-symmetric Finite Element (FE) model is developed based on the multi-purpose code ANSYS/ Multiphysics®. Using the Computational Fluid Dynamics (CFD) module the temperature field within the melt pool and within the vessel wall is evaluated. The transient structural mechanical calculations are then performed applying a creep model which takes into account large temperature, stress and strain variations.

Keywords: Finite element modelling, CFD, Creep, Severe Accident, Molten Fuel Vessel Interaction
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai, 2000, Tagungsband S.187-192
  • Contribution to proceedings
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai, 2000, Tagungsband S.187-192

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Publ.-Id: 3065


Ein erster hochaffiner Technetium-99m-Ligand des Serotonin 5-HT2A-Rezeptors

Johannsen, B.; Pietzsch, H.-J.; Scheunemann, M.; Kretzschmar, M.; Brust, P.; Seifert, S.; Syhre, R.; Spies, H.
Die erfolgreiche Entwicklung von [99mTc]TRODAT-1 als Dopamintransporterligand hat die prinzipielle Möglichkeit zur Darstellung von spezifischen Transportern oder Rezeptoren im Gehirn auf der Basis von 99mTc-Komplexen gezeigt. Alle bisherigen Versuche zur Entwicklung von entsprechenden Liganden für postsynaptische ZNS-Rezeptoren haben aber bisher noch nicht zum Ziel geführt, wobei u.a. die erreichte Rezeptoraffinität als noch nicht ausreichend angesehen werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war das Design und die Synthese eines 99mTc-Komplexes mit hoher in vitro-Affinität zum 5-HT2A-Rezeptor (IC50<1 M).
METHODIK: Ausgehend von Ketanserin als Leitstruktur (IC50:0,2 nM) wurde eine Reihe von Technetiumkomplexen unter Variation der Seitenkette in 1 synthetisiert und hinsichtlich in vitro-Affinität in Displacementassays (kortikales Rattenhirnhomogenat, [3H]Ketanserin) sowie an Rattenhirnschnitten autoradiographisch getestet. Zur Bestimmung der spezifischen Bindung wurden die S-HT1A, 5-HT2A und D2-Rezeptoren mit 8-OH-DPAT, Ketanserin, Mianserin und Haloperidol geblockt.
ERGEBNIS: Unter 5 Kandidaten mit IC50-Werten <10 nM erwies sich der Komplex 1 als besonders affin gegenüber dem Serotonin-5-HT2A-Rezeptor (IC50:0,5:0,2 nM).
  • Lecture (Conference)
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A44

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3064
Publ.-Id: 3064


Strukturuntersuchungen an Peptidkomplexen von Technetium(V) und Rhenium(V)

Jankowsky, R.; Kirsch, S.; Spies, H.; Johannsen, B.
ZIEL: Das Design von 99mTc-Radiotracern auf Peptidbasis erfordert eine genaue Kenntnis der Metallbindungseigenschaften von Peptiden. Mit dem Ziel, spezifisch metallbindende Peptidsequenzen zu finden, wurden Tc(V) und Re(V)-Komplexe verschiedener glycin-, cystein- und histidinhaltiger Peptide hergestellt und mit Synchrotron-Spektroskopie charakterisiert.
METHODIK: Die Herstellung und Isolation der Komplexe erfolgte mittels direkter Reduktion der Permetallatsalze bei glycinhaltigen Peptiden bzw. mittels Ligandenaustauschreaktion ausgehend von Metall-Gluconat-Komplexen bei cystein- und histidinhaltigen Peptiden sowie nachfolgender chromatographischer Reinigung. Die Charakterisierung wurde in Lösung mit Hilfe einer neuartigen Kombination von pH-abhängigen kapillarelektrophoretischen Untersuchungen (CE) und Röntgenabsorbtionsspektroskopie (EXAFS) durchgeführt.
ERGEBNISSE: Durch die Anwendung der Kombination CE-EXAFS konnten die Metallkoordinationssphären in Lösung sowie das Verhalten der Komplexe über den pH-Bereich identifiziert werden. Oligoglycin-Peptide komplexieren die Metalle in einer formalen N4-Koordination unter Einbeziehung der Amin- und Amidgruppen. Das Dipeptid Cys-Gly formt einen 1:2-Komplex mit Thiol/Amin-Koordination. Für Gly-Gly-Cys konnte ein 1:1-Komplex mit Thiol/Amid/Amin-Koordination nachgewiesen werden. Gly-Cys und Gly-Gly-Cys bilden 1:2-Komplexe mit asymmetrisch bindenden Peptidliganden. Dabei agiert ein Peptidmolekül tridentat (Thiol/Amid/Amin) und ein anderes Peptidmolekül monodentat (Thiol). Das Tripeptid Gly-Gly-Hi koordiniert in einer formalen N4-Koordination (Amin/Amid/Amid/Imidazol). In Untersuchungen von Metallkomplexen biologisch aktiver Endothelin-, LHRH- und Neurotensin-Derivaten konnten die Metallbindungsstellen ebenfalls identifiziert werden.
SCHLUSSFOLGERUNGEN: Die Kombination EC-EXAFS ist sehr gut für Strukturanalytik in Lösung geeignet. Als metallbindende Peptidsequenzen eignen sich N-terminale Cys-Reste, N-terminale Xaa-Xaa-Cys-Sequenzen an Peptiden.
  • Lecture (Conference)
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A43

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3063
Publ.-Id: 3063


Zur Stabilität von "3+1" Gemischtligandkomplexen des Technetiums: Umwandlung durch Glutathion

Gupta, A.; Syhre, R.; Seifert, S.; Johannsen, B.
Die "3+1"-Chelateinheit mit ihrer Kombination von tridentatem S,E,S-Donorliganden (E=O, S, N-Me) und monodentatem Thiol eröffnet einen besonderen Zugang zu neutralen Tc-99m-Komplexen und spielt daher im Design neuer Radiotracer eine wichtige Rolle. In jüngster Zeit sind allerdings erste Erkenntnisse über eine durch endogene Reaktionspartner, wie Glutathion (GSH), mögliche Transchelation gewonnen worden, was zu einer differenzierten Sicht des Designkonzepts zwingt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welche Einflußfaktoren bei der beobachteten Reaktivität entscheidend sind und wie stabil die Substanzklasse im Blut verschiedener Spezies in Abhängigkeit von der Komplexstruktur ist.
METHODIK: Eine systematische Reihe von "3+1"-Gemischtligandkomplexen des Technetiums mit variierten mono- und tridentaten Liganden wurde in menschlichem und Rattenplasma, Vollblut und Erythrozytensuspensionen inkubiert und mittels HPLC analysiert. Challengeversuche zur Klärung des Reaktionsablaufs erfolgten mit 1 mM und 10µM GSH.
ERGEBNIS: Die Tc-Komplexe unterliegen in von der Struktur abhängigem Maße einer Umwandlung durch GSH; das aufgrund seiner relativ hohen zellulären Konzentration (0,5-1,2 mM) als wesentliche Ursache für die Umwandlung in vivo in Betracht kommt. Durch Verdrängung des ursprünglichen monodentaten LIganden entsteht ein entsprechender GSH-haltiger, hydrophiler Gemischtligandkomplex.
SCHLUSSFOLGERUNG: In gewisser Analogie zum Retentionsmechanismus des Tc-99m HMPAO sind bei der untersuchten Substanzklasse intrazelluläre Reaktionen mit GSH bei der Entwicklung neuer, auf dem "3+1"-Konzept beruhender Radiotracer zu berücksichtigen.
  • Lecture (Conference)
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A43

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3062
Publ.-Id: 3062


Evidence for a functionally active serotonin transporter at the blood-brain-barrier

Friedrich, A.; Brust, P.
  • Abstract in refereed journal
    Göttingen Neurobiology Report 1998 (Elsner N., Wehner R., eds.) Georg Thieme, Stuttgart, 580

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3061
Publ.-Id: 3061


Moderate asphyxia induces an increased perfusion velocity, but the concomitant cerebral blood volume (CBV) increase remains moderate in newborn piglets

Bauer, R.; Bergmann, R.; Walter, B.; Brust, P.; Zwiener, U.; Johannsen, B.
  • Abstract in refereed journal
    J. Cereb. Blood Flow Metab. 19 (Suppl. 1) (1999) S516

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3060
Publ.-Id: 3060


Zerebraler Glukosemetabolismus (MRGIu) und Hirnperfusion bei Patienten mit hereditärer myotoner Dystrophie (HMD)

Franke, W.-G.; Beuthien-Baumann, B.; Kunath, H.-B.; Reuner, U.; Füchtner, F.
Neben klinischen Symptomen wie Muskelschwäche, erhöhte Schlafneigung und geistige Beeinträchtigung wurden bei HMD auch das Vorkommen von Glukoseutilisationsstörungen beschrieben. Da die zerebralen Symptome mit Hirnstoffwechselstörungen gekoppelt sein können, war es das Ziel der Studie, nähere Informationen zur Beeinträchtigung der zerebralen MRGIu und in Verbindung mit der Hirnperfusion zu gewinnen.
Methodik: Bei 8 Frauen und 3 Männern im Alter von 27 bis 57 Jahren (Median: 41 Jahre) mit gesicherter Diagnose erfolgten Untersuchungen mit [F-18]FDG-PET (Positome IIIp; 185 MBq iv) und [Tc-99m]-HMPAO-SPECT (Dreikopfkamera, Fanbeam-Kollimatoren, 750 MBq iv.). Die PET-Untersuchungstechnik war limitiert durch das seinerzeit einsetzbare Equipment. Die Quantifizierung erfolgte auf zwei transaxialen PET-Schnitten: Eine Ebene auf Höhe der Basalganglien (BG) und Thalamus (Thal) sowie in einer 3 cm kranialwärts gelegenen Ebene.Unter Verwendung der Sokoloff-Beziehung wurde die Quantifizierung des Glukosemetabolismus in Gesamthirn sowie in zirkulär eingezeichneten Einzelregionen (Graue Substanz: frontaler, temporaler, parietaler Kortex, BG, Thal; weiße Hirnsubstanz) vorgenommen. Die semiquantitative Bestimmung der regionalen Hirnperfusion in SPECT-Schnitten korrespondierend zu den PET-Schnitten wurde für jeweils 12 Regionen pro Schnittebene unter Verwendung einer halbautomatischen Software durchgeführt. 9/11 Patienten ließen im PET, 10/11 Patienten im SPECT keine sicheren Links-Rechts-Differenzen erkennen. In den übrigen Fällen war die Asymmetrie nur angedeutet. Analog dazu fand sich keine distinkte Abweichung der MRGIu zwischen den selektiv untersuchten Hirnregionen und lediglich einmal eine geringfügige Abweichung der regionalen Perfusion vom Mittelwert. Unter Zugrundelegung eines MRGIu Normalwertes für die graue Substanz von 30-35µmol/m100ml/min bei der angewendeten Technik fand sich eine breite interindividuelle Streuung (in µmol(m100ml/min: > 29:4 Patienten, 26-28:3 Patienten, 23-25:3 Patienten, 18:1 Patienten). Ein Patient zeigte somit eine erhebliche Verminderung des Glukosemetabolismus. Für die weiße Substanz, deren Wert für 2 Patienten zwischen 14 und 17, für 7 zwischen 10 bis 13 lagen ergab sich in 2 Fällen mit Werten von < 10 eine deutliche Erniedrigung des MRGIu.
Zusammenfassung und Schlußfolgerung: Hervorstechendes Merkmal der untersuchten HMD-Patientengruppe war die Heterogenität der MRGIu bei Gleichförmigkeit der Hirndurchblutung. Beeinträchtigungen des Hirnstoffwechsels f anden sich oft. Die klinisch-neurologische Bedeutung dieser Befunde muß u.a. durch Verlaufsstudien evaluiert werden.
  • Lecture (Conference)
    36. Intern. Jahrestagung DGN, Leipzig, 01.-04.04.1998
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 37 (1998) A28

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3059
Publ.-Id: 3059


18F-FDG-PET und 99mTc-ECD in der Hirndiagnostik bei Patienten mit apallischem Syndrom

Beuthien-Baumann, B.; Handrick, W.; Schmidt, T.; Burchert, W.; Schackert, G.; Kropp, J.; Franke, W.-G.
Ziel der Untersuchung war es, das Ausmaß der Hirnschädigung bei Patienten mit apallischem Syndrom mittels 18F-FDG-PET und 99mTc-ECD-SPECT näher zu charakterisieren. Methodik: Es wurden 16 Patienten (3 Frauen, 13 Männer, Alter 18-67 Jahre, Median 47,5 Jahre) mit apallischem Syndrom untersucht. Die Hirnschädigung bestand zum Zeitpunkt der Untersuchungen zwischen 2,5 und 11 Monate. Bei allen Patienten wurde die regionale Hirnperfusion nach Injektion von 750 MBq 99mTc-ECD in SPECT-Technik, die regionale Glukoseverbrauchsrate nach Injektion von 300 MBq 18F-FDG mit der PET (Siemens ECAT EXACT HR+) bestimmt.
Eine quantitative Auswertung war bei 12 Patienten möglich. Ergebnisse: Alle Patienten zeigten ausgedehnte starke Verminderungen der regionalen cerebralen Perfusion wie auch des regionalen Glukosestoffwechsels korrespondierend zur klinischen Symptomatik. Das Ventrikelsystem war bei allen erweitert. Die mittleren Glukoseverbrauchswerte für die graue Substanz waren bei 9 Patienten mit Werten zwischen 11 und 19 µmol/100ml/min stark vermindert, bei 3 Patienten fanden sich noch Werte von 20-22 µmol/100ml/min. Bei 6/14 Patienten zeigten sich Regionen mit relativ gut erhaltener Perfusion, die aber nur noch einen geringfügigen Glukosestoffwechsel aufwiesen. Schlußfolgerung: Die neuronale Aktivität fand sich auch in primär nicht geschädigten Regionen deutlich vermindert. Die Perfusionsmessung mit der SPECT überschätzt die Intaktheit der neuronalen Integrität. Prognostische Parameter sind erst durch den weiteren klinischen Verlauf zu definieren.
  • Lecture (Conference)
    37. Intern. Jahrestagung DGN, Ulm, 14.-17.04.1999
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 38 (1999) A46

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Publ.-Id: 3058


Evaluation of the in vitro and in vivo properties of a potential Tc-labelled inhibitor of the MDR gene product P-glycoprotein

Bergmann, R.; Brust, P.; Pietzsch, H.-J.; Johannsen, B.
Human multiple drug resistance (MDR) gene transfer and expression in bone marrow cells followed by autologous bone marrow transplantation in patients with advanced cancer is seen as a strategy to minimize the risks of high dose chemotherapy. Monitoring of the successful gene transfer may be a prerequisite for the therapy, i.e. it is required to study the expression of the MDR genes products, P-glycoprotein (Pgp) and the multidrug resistance-related protein (MRP) after gene transfer. Up to now the available clinical radiopharmaceuticals to study the expression of the PgP and MRP the lipophilic 99mTc-cations (sestamibi, tetrofosmin) as well as 99mTc-Q57, 99mTc-Q58, and 99mTc-Q63. All these complexes are transported by the Pgp. Here we describe the in vitro and in vivo properties of the structurally different (3-thiapentane-1,5-dithiolato){[N-(3-phenylpropyl)-N-2(3-chinazoline-2,4-dionyl)-ethyl]amino-ethylthiolato)-oxotechnetium(V) (P398) complex as a potential inhibitor of the Pgp. P398 and its rhenium congener enhance the net cell accumulation of the Pgp substrates 3H-vinblastine, 3H-vincristine, 3H-colchicine, 99mTc-sestamibi, 99mTc-tetrafosmine in RBE4 cells, an immortalized endothelial cell line which expresses Pgp and MRP. However, the cell accumulation of the n.c.a. P398 could not be influenced by quinidine and reserpine as known Pgp inhibitors. A multitracer approach was used to study also the side effects of P398 on cell metabolism. The cells were simultaneously incubated with 99mTc-sestamibi, 18F-FDG and various 3H-labelled tracers. Two-dimensional scatter plots of 99mTc-sestamibi uptake / 18F-FDG uptake show typical changes of known Pgp inhibitors including the P398. Also the effects of the P398 on the in vivo distribution of 99mTc-sestamibi and 18F-FDG in rats are comparable with the effects of verapamil, an established Pgp inhibitor and Ca-channel blocker.
Taken together, our data show that the multitracer approach can be used in vitro and in vivo to measure the functional characteristics of the Pgp and to study the interaction of potential radioligands with the Pgp. We conclude that P398 is not a transport substrate but a potential inhibitor of the Pgp and/or verapamil-sensitive Ca-channel. Our approach may be useful in the design of new radiotracers with specificity to the Pgp.
  • Lecture (Conference)
    Joint Congress of European Association of Nuclear Medicine and the World federation of Nuclear Medicine and Biology, Berlin, 30.08.-04.09.1998
  • Abstract in refereed journal
    Eur.J.Nucl.Med. 25 (1998) 865

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Publ.-Id: 3057


Forschungszentrum Rossendorf; Jahresbericht 1998/1. Halbjahr 1999

Leib, J.
Der zentrumsübergreifenden Jahresbericht gibt einen Überblick über die Forschungsarbeiten des Forschungszentrum Rossendorf e. V. (FZR) und seiner fünf Institute. Die anwendungsorientierte Grundlagenforschung des FZR mit den Schwerpunkten Materialforschung, Biomedizin-Chemie, Umwelt, Sicherheitsforschung, Kern- und Strahlungsphysik trägt zur Lösung wichtiger Probleme unserer Zeit bei. Das Forschungszentrum ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz (WGL) unter deren Dach 79 nationale Forschungseinrichtungen vereint sind und wird je zur Hälfte von der Bundesrepublik Deutschland und den Ländern getragen. Mit seinen rund 620 Mitarbeitern und einem Jahresetat von etwa 100 Mio. DM stellt das FZR die größte Einrichtung der WGL dar und ist zugleich auch die größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung in den neuen Ländern.

Die wissenschaftliche Arbeit des FZR wird in fünf Instituten durchgeführt:
- Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung
- Institut für Bioanorganische und Radiopharmazeutische Chemie
- Institut für Radiochemie
- Institut für Kern- und Hadronenphysik
- Institut für Sicherheitsforschung.

Sie werden hierbei unterstützt durch die Zentralabteilungen:
- Forschungs- und Informationstechnik
- Neue Beschleuniger
und die Projektgruppen:
- ESRF-Beam-Line
- ELBE-Quelle.

Im Jahresbericht 1998/99 finden Sie populärwissenschaftliche Artikel über Ergebnisse ausgewählter Arbeiten am FZR zu folgenden Themen:
* Elektromagnetische Umströmungskontrolle in schwach-leitfähigen Flüssigkeiten
* Charakterisierung gestörter regionaler Hirnfunktionen mit Hilfe von PET
* Bakterien in Uranabfallhalden und ihre Wechselwirkung mit Uran
* Ionen-Nitrierung von Aluminiumwerkstoffen
* Seltsame Kaonen, hadronische Materie und kosmische Phasenübergänge
* Wissen schafft Fortschritt - Forschungs- und Wissenstransfer am FZR
  • Open Access Logo Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-266 November 1999

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Publ.-Id: 3056


Precipitation, ripening and chemical effects durin annealing of Ge+ implanted Si02 layers

Schmidt, B.; Heinig, K.-H.; Markwitz, A.; Grötzschel, R.; Strobel, M.; Oswald, S.
  • Lecture (Conference)
    11 th Int. Conf. on Ion Beam Modification of Materials, Amsterdam, The Netherlands, Aug. 31 - Sept. 4, 1998

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Publ.-Id: 3055


Modifikation of titanium by ion implantation of calcium and/or phosphorus

Wieser, E.; Zyganow, V.; Matz, W.; Reuther, H.; Oswald, S.; Pham, M. T.; Richter, E.
Pretreatment of titanium by implantation of P and Ca is of interest in order to improve the quality of hydroxyapatite coatings used to enhance its biocompatibility. A near surface implantation of high doses of calcium results in an oxidation of the modified layer and the formation of CaO. By post-implantation annealing also Ca4Ti3O10 is formed. For deeper calcium implantations, precipitation of the metastable hexagonal modification of calcium has been observed instead of the cubic equilibrium phase. By high dose implantation of phosphorus, the implanted layer becomes partly amorphized. This hinders the reaction with oxygen during implantation and room temperature aging. The thickness of the surface oxide corresponds to the native oxide layer. For high dose double implantation with both elements, due to the strong swelling effect and the incorporation of oxygen, the second implant is shifted to the surface, if the energies are chosen so that the profiles should be overlapping by implantation into pure titanium. No indication for compound formation besides calcium oxide has been found as a result of the implantation.
  • Surf. Coat. Techn. 111 (1998) 103

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Publ.-Id: 3054


Angle dependent Mössbauer spectroscopy on ß-FeSi, single crystals

Reuther, H.; Behr, G.; Dobler, M.; Teresiak, A.
  • Hyperfine Interactions (c) 3 (1998) 385-388

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Publ.-Id: 3053


Heavy-ion induced damage of crystalline Ge and W in the 0.5-8 MeV range

Huber, H.; Assmann, W.; Karamian, S. A.; Mieskes, H. D.; Nolte, H.; Gazis, E.; Kokkoris, M.; Kossionides, E.; Vlastou, R.; Grötzschel, R.; Mücklich, A.; Prusseit, W.
High energy heavy-ion induced damage of Ge and W crystals was studied by blocking and channeling. Beams of ions from C to Au with energies from 12 to 266 MeV were used both for damaging the crystal and for "in-situ" measurement of lattice disordering. The blocking minimum yield and angular half-width have been measured as a function of dose, and it is shown that the relative ion damaging efficiency for Ge decreases at high electronic energy-loss values. The mechanism of microannealing along the ion path is discussed. The saturation and dose-rate dependence of damage are explained in terms of defect mobility and recombination processes. For a W crystal the initial damaging power is proportional to the number of displacements predicted by TRIM and a disorder saturation is observed at high doses.
  • Nucl. Instr. Meth. B 146 (1998) 309-316

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Publ.-Id: 3050


Double-bent-crystal small-angle neutron scattering setting and its applications

Strunz, P.; Saroun, J.; Mikula, P.; Lukas, P.; Eichhorn, F.
Theoretical relations for optimum adjustments of a double-bent-crystal small-angle neutron scattering diffractometer, as well as for transformation of the cross section to the measured intensity, are described. The applicability of the technique in materials research is demonstrated.
  • J. Appl. Cryst. 30 (1997) 844-848

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Publ.-Id: 3049


Layered growth of boron nitride thin films

Plass, M. F.; Fukarek, W.; Kolitsch, A.; Schell, N.; Möller, W.
Thin boron nitride films were deposited using ion beam assisted deposition. The fraction of the cubic phase relative to the non-cubic phase was varied by changing the assisting ion to boron atom arrival ratio during deposition. Different ex situ analytical techniques were used to resolve the layered growth, i.e. cubic BN on top of non-cubic BN. Variation of the argon incorporation measured with Rutherford backscattering spectroscopy yields information on the layered growth. Polarized IR reflection data were analysed with a multilayer model taking into account the anisotropy of hexagonal BN. The parameters of the optical model, such as the thickness of the non-cubic BN interlayer and the volume fraction of cubic BN in the toplayer, are more useful for the characterization of BN films than the established IR peak ratio. Reflection electron energy loss spectroscopy and X-ray reflectivity measurements were also performed to verify the results.
  • Thin Solid Films 305 (1997) 172-184

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Publ.-Id: 3048


Detection of a flow induced magnetic field eigenmode in the Riga dynamo facility

Gailitis, A.; Lielausis, O.; Dementiev, S.; Platacis, E.; Cifersons, A.; Gerbeth, G.; Gundrum, T.; Stefani, F.; Christen, M.; Hänel, H.; Will, G.
In a closed volume of molten sodium an intense single-vortex-like helical flow has been produced by an outside powered propeller. At a flow rate of 0.67 m^3/s a slowly growing magnetic field eigenmode was detected. For a slightly lower flow, additional measurements showed a slow decay of this mode. The measured results correspond satisfactorily with numerical predictions for the growth rates and frequencies.
  • Physical Review Letters Vol 84, No 19, (2000) 4365-4368

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Publ.-Id: 3047


Preparation and structural studies of neutral oxorhenium(V) complexes with D-pencillamine methyl ester

Kirsch, S.; Noll, B.; Spies, H.; Leibnitz, P.; Scheller, D.; Krueger, T.; Johannsen, B.
Reaction of oxorhenium(V) gluconate with D-penicillamine methyl ester (methyl 3-sulfanylvalinate) yielded three neutral 1:2 complexes. For two complexes /1 and 2) the 1H NMR spectrum in (CD3)2SO shows the presence of a deprotonated and a neutral nitrogen donor group in the ReO(NS)2 system which is an unusual co-ordination mode for bidentate N,S ligands. Complex 1, [ReO{SC(CH3)2CH(CO2CH3)NH2}{SC(CH3)2CH(CO2CH3)NH}], possibly containing in non-co-ordinating solvents an ester oxygen co-ordinated trans to the Re=O group, is able to bind a water molecule trans to the oxo core to give species 2. In aqueous solution the mixed-ligand complex [ReO{SC(CH3)2CH(CO2CH3)NH2}{SC(CH3)2CH(CO2)NH2}] 3 was unexpectedly formed out of 1 and 2. It contains bidentate D-penicillamine methyl ester and tridentate D-penicillamine in a co-ordination geometry similar to that of the known D-penicillamine complex [ReO{SC(CH3)2CH(CO2H)NH2}{SC(CH3)2CH(CO2)NH2}] 4. Complexes 3 and 4 were structurally characterized by X-ray diffraction.
  • J. Chem. Soc., Dalton Trans. (1998) 455-460

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Publ.-Id: 3046


3-O-methyl-6-[18F]fluoro-L-DOPA - a promising substance for tumour imaging

Füchtner, F.; Steinbach, J.; Vorwieger, G.; Bergmann, R.; Syhre, R.; Brust, P.; Beuthien-Baumann, B.; Burchert, W.; Zips, D.; Baumann, M.; Johannsen, B.
Because of its potential to image tumour tissue, tumour growth and tumour staging various positron emitter labelled amino acids are utilized (1,2). There is a high clinical interest to overcome various disadvantages of the utilized substances as metabolic decomposition or a high liver uptake. Accordingly we searched for a suitable substance.
The amino acid analogue 3-O-methyl-6-[18F]fluoro-L-DOPA ([18F]OMFD) was tested for this purpose. Until now [18F]OMFD has been used for the correction of PET data measuring dopaminergic functions of the brain with 6-[18F]fluoro-DOPA (3). Its high yield radiopharmaceutical synthesis and its evaluation by biological methods are described.
Radiopharmaceutical preparation:
For the synthesis of [18F]OMFD we applied a new precursor, N-formyl-3-O-methyl-4-O-boc-6-trimethylstannyl-L-DOPA-ethylester (4).
Its direct radiofluorination with [18F]F2 yields regioselectively only the 6-fluoro isomer.
A partial hydrolysis with concentrated HCl at 140°C for 10 minutes at elevated pressure follows.
[18F]OMFD is separated from the crude product by isocratic HPLC using isotonic acetat buffer as an eluent at pH 4.7 on an RP-8 column. After sterile filtration the product is ready for use as a radiopharmaceutical.
[18F]OMFD is available with a radiochemical yield of 20 to 25 % (corrected for decay, related to [18F]F2) 50 minutes after EOB. The specific activity is 20 GBq/µmol.
The disadvantage of the electrophilic procedure is the availability of only low activity amount. To overcome this handicap we direct our efforts to a synthesis starting from [18F]fluoride (5).

First biological evaluation of the radiotracer:
In vitro investigations with HT 29 cells demonstrate the selective uptake primarily by the amino acid transport system L. The incorporation into proteins does not occur. No metabolism was observed in the cells.
In rat and piglet brain only an insignificant share of metabolites in relation to [18F]OMFD was detected. No evidence for protein incorporation was obtained. In other organs and in plasma the share of metabolites in relation to [18F]OMFD was maximum 25 %.
Experiments with tumour bearing nude mice showed optimal target to non-target ratios at 60 min p.i. as demonstrated:

tumour to brain 6.5:1
tumour to blood 9.5:1
tumour to muscle 4.6:1

The blood clearance is fast. The liver uptake is comparably low, probably because of lack of protein incorporation.

Interesting results of a first human oncological PET study will be demonstrated.

Summary:
3-O-methyl-6-[18F]fluoro-L-DOPA is available through a reliable high yield synthesis. The substance seems to be a promising tracer due to its behaviour as an amino acid analogue. It is transported into the cell by the L-transporter and is not incorporated into proteins. It has outstanding target-to-nontarget ratios in organs of interest.



Keywords: 18F, 3-O-methyl-6-[18F]fluoro-L-DOPA, synthesis, tumour imaging, amino acids, amino acid transporter
  • Lecture (Conference)
    13th International Symposium on Radiopharmaceutical Chemistry, St. Louis, USA, 27.06.-01.07.1999
  • Abstract in refereed journal
    J. Labelled Compd. Radiopharm. 42 (1) (1999) S267-S269

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Publ.-Id: 3045


EXAFS Analyses of Technetium(I) Carbonyl Complexes - Stability Studies in Solutions

Seifert, S.; Kuenstler, J.-U.; Gupta, A.; Funke, H.; Reich, T.; Hennig, C.; Rossberg, A.; Pietzsch, H.-J.; Alberto, R.; Johannsen, B.
EXAFS analyses were successfully used to determine the structure of Re and Tc carbonyl thioether complexes in solid and liquid samples. In connection with chromatographic and mass spectrometric methods the behaviour of Tc carbonyl dithioether complexes in aqueous solution was studied. It was found that complexes containing a bidentate thioether ligand are able to react with water by exchange of the chloride ion, which results in the formation of a cationic complex. As expected, the exchange proceeds faster at the n.c.a. level because of concentration differences.
Keywords: 99/99mTc, Re, Carbonyl complexes, EXAFS, Stability studies
  • Radiochim. Acta 88 (2000) 239-245

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Publ.-Id: 3044


A Finite Element model for pre- and posttest calculations of the forever-experiments

Willschütz, H.-G.; Altstadt, E.; Weiss, F.-P.; Sehgal, B. R.
To get an improved understanding of the processes occurring during the late phase of a core melt down accident the FOREVER-experiments are currently underway.
These experiments are simulating the behaviour of the RPV lower head under the thermal loads of a convecting melt pool with decay heating and simultaneous pressure loads. The geometrical scale of the experiments is 1:10 compared to a common Light Water Reactor.
Due to the multi axial creep deformation of the vessel with a non-uniform temperature field these experiments are on the one hand an excellent source of data to validate numerical creep models. On the other hand the results of pre-test calculations can be used to optimize the experimental procedure.
Keywords: Finite Element Calculations, FOREVER-Experiment, Coupling of Thermo-Fluid dynamic and Structural Mechanical Model, Advanced Creep Modelling
  • Lecture (Conference)
    8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8), Baltimore, MD U.S.A., April 2-6, 2000, Proceedings on CD-ROM, Paper No. 8542
  • Contribution to proceedings
    8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8), Baltimore, MD U.S.A., April 2-6, 2000, Proceedings on CD-ROM, Paper No. 8542

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Publ.-Id: 3043


Analysis of Fluid-Structure Interaction at WWER-1000 Type Reactors

Perov, S.; Altstadt, E.; Weiss, F.-P.; Werner, M.
The influence of fluid-structure interaction (FSI) on vibration modes is investigated using the finite element method. The method of modelling is verified by comparing the finite element results with the exact analytical solution of a simple fluid-shell test system. It is shown that the method of coupling between structural and fluid elements is important for the accuracy of the eigenfrequencies. The vibration modes of the reactor pressure vessel and its internals of a WWER-1000 type reactor are calculated. The FSI causes a considerable down shift of the shell mode frequencies of pressure vessel, core barrel and thermal shield. Some bending modes which exhibit a relative displacement between pressure vessel and core barrel or between core barrel and thermal shield are significantly affected too. Some simple analytical approaches to consider the FSI are discussed on the basis of the numerical results.
Keywords: Finite element modelling, fluid-structure interaction, vibrations, nuclear reactors
  • Lecture (Conference)
    8th International Conference on Nuclear Engineering ICONE8, Baltimore, MD U.S.A., April 2-6, 2000, Proceedings on CD-ROM, Paper No. 8446
  • Contribution to proceedings
    8th International Conference on Nuclear Engineering ICONE8, Baltimore, MD U.S.A., April 2-6, 2000, Proceedings on CD-ROM, Paper No. 8446

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3042
Publ.-Id: 3042


Untersuchung der Dopaminsynthese bei neonataler Asphyxie mittels Positronen-Emissions-Tomographie

Brust, P.; Bauer, R.; Vorwieger, G.; Walter, B.; Bergmann, R.; Füchtner, F.; Steinbach, J.; Zwiener, U.; Johannsen, B.
Sauerstoffmangel während der Geburt stellt eine Hauptursache neurologischer Morbidität und Mortalität in der Neonatalperiode und in der späteren Kindheit dar. Die Häufigkeit derartiger Hirnschädigungen liegt in den entwickelten Industrieländern zwischen 2 und 4 pro 1000 Geburten. Speziell Frühgeborene, die unter Sauerstoffmangel zur Welt kommen, erleiden zu mehr als 50% spätere Hirnschäden. Dabei hat sich herausgestellt, dass vor allem das Bewegungszentrum im Gehirn in Mitleidenschaft gezogen wird. Es gibt inzwischen deutliche Hinweise dafür, dass insbesondere das dopaminerge System sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel reagiert. Jedoch wurden bisher Auswirkungen auf die Dopaminsynthese im lebenden Neugeborenengehirn nicht untersucht.
Wir haben daher 18F-markiertes L-3,4-Dihydroxy-6-fluorphenylalanin (FDOPA) genutzt, um mittel Positronen-Emissions-Tomographie (PET) im Gehirn neugeborener Ferkel unter normoxischen und moderat asphyktischen Bedingungen die Aktivität des Enzyms aromatische Aminosäuredecarboxylase (AADC) zu bestimmen. Dieses Enzym katalysiert die Umsetzung von endogenem L-DOPA zu Dopamin.
Die Untersuchungen wurden an neugeborenen Ferkeln (2-5 Tage alt) durchgeführt. Bei jedem Tier wurden jeweils zwei PET Untersuchungen ausgeführt, zunächst unter Normoxie, und nach 8-stündiger Pause während einer 2-stündigen moderaten Asphyxie. Gleichzeitig wurde der Sauerstoffpartialdruck im Hirngewebe (pO2) fortlaufend aufgezeichnet und die regionale Hirndurchblutung (mittels Farbmikrosphären) gemessen. Die cerebrale Sauerstoffumsatzrate (CMRO2 wurde als Produkt aus Hirndurchblutung und cerebraler arteriovenöser O2-Differenz bestimmt. Die Asphyxie wurde durch Erniedrigung der inspiratorischen O2Fraktion von 0.35 auf 0.12 und Zusatz von etwa 6% CO2 zum eingeatmeten Gas induziert, was zu einer moderaten Hypoxämie (39±6 mm Hg), Hyperkapnie (73±2 mm Hg) und kombinierten respiratorisch/metabolistischen Azidose führte (p<0.01).
Die Asphyxie rief eine mehr als 3-fache Steigerung der Vorderhirn-Durchblutung hervor (p<0.01), sodass die CMRO2 über die gesamte Asphyxieperiode unverändert blieb. Trotzdem kam es zu einer deutlichen Verminderung des Hirngewebe- pO2 von 19±4 mm Hg auf 6±3 mm Hg (p<0.01).
Unter Anwendung eines kinetischen Mehrkompartmentmodells wurden aus den Radioaktivitätsverteilung im Blut und im Gehirn (gemessen mit PET) die Transportraten von FDOPA an der Blut-Hirn-Schranke (K1 und k2) und die Syntheserate von Fluor-Dopamin aus FDOPA (k3) ermittelt. Während der Transportprozess durch die Asphyxie weitgehend unbeeinflusst blieb, stieg k3 als Indikator der präsynaptischen Dopaminsyntheseleistung im Striatum während der Asphyxie signifikant an (p<0.01).
Diese Erhöhung der Aktivität der aromatischen Aminosäuredecarboxylase infolge mäßiger Verminderung des Sauerstoffpartialdruckes im Hirngewebe bei fehlender Störung des cerebralen oxidativen Stoffwechsels ist offensichtlich ein wesentlicher Faktor, der zur mehrfach beschriebenen exzessiven Erhöhung des extrazellulären Dopamingehaltes under den genannten Bedingungen beitragen kann. Es wird beschrieben, dass dies zur vermehrten Bildung von Sauerstoffradikalen führt. Die erhöhte Dopaminfreisetzung ist somit mutmaßlich kausal involviert in Mechanismen neuronaler Schädigung, wie sie bei Sauerstoffmangel festzustellen ist.
  • Poster
    WGL-Tagung, München, 13.10.1999

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Publ.-Id: 3041


18F-markierte Neurotensinderivate für die Positronen-Emissions Tomographie

Bergmann, R.; Scheunemann, M.; Rodig, H.; Brust, P.; Mäding, P.; Steinbach, J.; Iterbeke, K.; Tourwe, D.; Johannsen, B.
Mit dem bildgebenden Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) können Transportprozesse, Enzymreaktionen und Rezeptoren in vivo, räumlich, zeitlich und quantitativ mit großer Sensitivität erfasst werden. Entsprechend werden auch diagnostische Fragestellungen in der Medizin gelöst, die Veränderungen der genannten biochemischen Prozesse beinhalten. Eine Voraussetzung sind mit Positronenstrahlern z.B. mit 18F (T1/2=110 min) oder 11C (T1/2=20 min) markierte Radiotracer, die hochspezifisch mit biologischen Bindungspartnern reagieren und eine geeignete Biokinetik besitzen. Zu solchen Radiotracern gehören auch radioaktiv markierte Peptide und deren Derivate. In klinischen Untersuchungen werden bereits radioaktiv markierte Somatostatinanaloga zur Tumordetektion eingesetzt (1). Ein ähnliches Potential besitzt auch Neurotensin (NT). Die G-Protein abhängigen Membranrezeptoren für NT werden auch in verschiedenen Tumoren, z.B. kleinzelligen Lungenkarzinomen, Pankreaskarzinomen u.a., überexprimiert (2). Ziel der Arbeiten ist es, einen Radiotracer zu entwickeln, der die in vivo Darstellung solcher Tumore mit PET ermöglicht. Dazu sind NT-Agonisten erforderlich, die durch Bindung und durch Internalisierung in der Tragetregionangereichert werden, gleichzeitig aber auch schnell aus dem Blut eliminiert werden.

Die erstmalig mit 4-[18F]Fluorsuccinimidylbenzoat an der alpha-Aminogruppe des N-Terminus 18F-markiertenlysinfreien Peptide 4-[18F]FB-NT(8-13) und 4-[18F]FB-[Arg8Psi(CH2NH)Arg9]NT(8-13) wurden in vitro auf Rezeptoraffinität, Bindung an NT-Rezeptoren in Hirnschnitten und in vivo mit PET und durch Messung der Verteilung in Ratten charakterisiert.

Zur Affinitätsbestimmung in vitro wurden die radioaktiv markierten Peptide eine Stunde bei 37°C mit den stabil NTR1-Rezeptor exprimierenden HAT-29 Zellen inkubiert. Beide Peptide binden an diesen Rezeptor. Für 4-[18F]FB-NT(8-13) wurde ein Kd von 5,1 nM ermittelt. In Simultanuntersuchungen mit [3H]NT korreliert deren Rezeptorbindung mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,87. An Hirnschnitten der Ratte wurde ebenfalls eine spezifische Bindung nachgewiesen, die in ihrer Verteilung dem Vorkommen von NT-Rezeptoren (2, 3) entspricht. Die höchste spezifische Bindung in den untersuchten Schnittebenen ist im Mesencephalon (sup. Colliculus), gefolgt von frontalen Cortex, dem parietalen, temporalen und occipitalen Cortex und Cerebellum.

In vivo wurde in Ratten mit Hilfe der PET die Verteilungskinetik der 18F-markierten Peptide in Herz, Leber, Nieren und Blase untersucht. Beide 18F-Peptide werden schnell aus dem Blut eliminiert. Die Eliminationshalbwertzeiten betragen für 4-[18F]FB-[Arg8Psi(CH2NH)Arg9]NT(8-13) 40 sek/15 min und für [18F]FB-NT(8-13) 16 sek/5 min. Der größte Teil der radioaktiv markierten Substanzen wird über die Nieren ausgeschieden. Nach einer Stunde finden sich über 15% der injizierten 18F-Dosen im Urin, jedoch in für beide Peptide unterschiedlichen Metaboliten wieder. Die höchsten Radioaktivitätskonzentrationen findet man in Leber und Nieren. In diesen Organen wird 4-[18F]FB-[Arg8Psi(CH2NH)Arg9]NT(8-13) stärker angereichert als 4-[18F]FB-NT(8-13).

Die Präparate stellen einen Ausgangspunkt für die Entwicklung von PET-Radiotracern auf der Basis von NT dar. Die Rezeptoraffinität der 18F-markierten Peptide erscheint als ausreichend für qualitative in vivo Untersuchungen. Für quantitative Untersuchungen sollte der Kd der Radiotracers kleiner 1 nM sein. Es konnte gezeigt werden, dass die Einführung der Psi-Peptidverbindung eine stärkere Radiotracerakkumulation in den Geweben zur Folge hat. Weiterführende Arbeiten widmen sich der Erhöhung der in vivo-Stabil ...
  • Poster
    WGL-Tagung, München, 13.10.1999

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3040
Publ.-Id: 3040


Bestrahlungsverhalten von WWER-Druckbehälterstählen - Erste Ergebnisse aus dem Bestrahlungsprogramm Rheinsberg

Böhmert, J.; Viehrig, H.-W.; Richter, H.
Die Ergebnisse der Nachbestrahlungsuntersuchungen der 7 im WWER-2 des KKW Rheinsberg bestrahlten Chargen aus WWER-Druckbehälterstählen werden präsentiert. Die Verschiebung der Übergangstemperatur zwischen sprödem und duktilem Bruchverhalten wurde mit Kerbschlag- und quasistatischen Biegeversuchen bestimmt und mit den auf der Basis des russischen Standards zu erwartenden Werten verglichen. Eine Charge aus Schweißmetall wird nicht konservativ vom Regelwerk vorhergesagt.
Keywords: WWER-Reaktor, Druckbehälterstahl, Bestrahlungsexperiment, Neutronenversprödung
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai, Tagungsbericht S. 591
  • Contribution to proceedings
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25. Mai, Tagungsbericht S. 591

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3039
Publ.-Id: 3039


CONTRIBUTION OF GAMMA IRRADIATION TO MATERIAL DAMAGE AT VVER PRESSURE VESSELS

Brodkin, E.; Egorov, A.; Zaritsky, S.; Böhmer, B.

Neutron and gamma ray spectra at the VVER reactor pressure vessel (RPV) were calculated using the discrete ordinates method. Assessments of dpa and freely-migrating defect (FMD) rates based on these spectra are presented. It was found that the gamma fractions of the total dpa rate at the VVER-440 and VVER-1000 RPV constitute 1.4% and 4.2% correspondingly. Gamma fractions of 29 and 57% were obtained for the corresponding total FMD rates.
Keywords: neutron-gamma transport calculations, reactor pressure vessel, material damage, neutron and gamma flux spectra, dpa, freely-migrating defect, FMD rate
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25.Mai 2000, Proceedings pp. 597-600
  • Contribution to proceedings
    Jahrestagung Kerntechnik 2000, Bonn, 23.-25.Mai 2000, Proceedings pp. 597-600

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3037
Publ.-Id: 3037


18F-markierte Peptide zur Darstellung von Neurotensin- und Bombesin-Rezeptoren mit der Positronen-Emissions-Tomographie

Bergmann, R.; Scheunemann, M.; Brust, P.; Mäding, P.; Steinbach, J.; Tourwe, D.; Johannsen, B.
ZIEL: Entwicklung von 18F-markierten Peptiden zur Darstellung von Tumoren, die verstärkt Rezeptoren für Neurotensin (NT) und Bombesin (BN) exprimieren.
Methodik: Unter optimierten Bedingungen wurden die lysinfreien Peptide (NT-Derivate: 4-[18F]FB-NT(8-13), 4-[18F]FB-[Arg8Psi(CH2NH)Arg9]NT(8-13), 4-[18F]FB-[Arg8Psi(CH2NH)Arg9, Tle12]NT(8-13); BN-Derivat: 4-[18F]FB-[D-Phe6, Leu-NHEt13, des-Met14]BN(6-14) bzw. entsprechende Modellpeptide) an der alpha-Aminogruppe des N-Terminus mit Hilfe von N-Succinimidyl-4-[18F]fluorbenzoat ([18F]SFB) bzw. dem nicht-radioaktiven SFB synthetisiert und charakterisiert. Die Rezeptoraffinität wurde in kompetitiven Bindungsassays und die Internalisierung an HT-29 und PC-3 Zellen untersucht. Die Bioverteilung und -kinetik der Tracer wurde an Ratten und tumortragenden Mäusen durch Organ-entnahme und mit PET untersucht.
ERGEBNISSE: Ausgehend von 4 GBq [18F]F-wurden die Tracer mit spezifischen Aktivitäten zwischen 5 und 15 GBq/µmol bei radiochemischen Ausbeuten von 20 bis 50 % (zerfallskorrigiert) synthetisiert. Die Tracer binden in vitro an NT- bzw. BN-Rezeptoren mit KD-Werten zwischen 1 und 9 nM. Als Tracer-Rezeptor-Komplexe werden sie von den HT-29 oder PC-3 Zellen internalisiert. Ihre biologischen Halbwertszeiten sind klein (5-20 min). Die NT-Derivate werden renal und die BN-Derivate hepatobiliär ausgeschieden. Mit der Anzahl der stabilisierten Positionen im Peptid erhöhen sich die Residenzzeiten im Blut. Die höchste Tracerakkumulation (%D/g Gewebe) wurde für die Ausscheidungsorgane Leber und Nieren ermittelt während sie in den Tumoren relativ gering war. Nach 30 min. war die Tumoraufnahme um Faktor 2 bzw. 8 höher als im Blut bzw. Muskel.
SCHLUSSFOLGERUNGEN: Erstmalig konnten lysinfreie Peptide an der alpha-Aminogruppe des N-Terminus mit 18F in den für radiopharmazeutische Untersuchungen notwendigen Mengen und mit hoher Qualität markiert werden. Die Rezeptoraffinität der Peptide bleibt dabei weitgehend erhalten. Diese Peptide sind Agonisten und werden mit den Rezeptoren internalisiert. Durch Stabilisierung von Peptidbindungen bzw. Einführung nicht proteinogener Aminosäuren in die Moleküle können die Metabolisierung verringert und die Residenzzeiten erhöht werden. Mit PET lassen sich die soliden Modelltumore aus den humanen Tumorzellinien (HT-29, PC-3) auf Nacktmäusen darstellen, wenn die Tumore außerhalb des Bereiches der Ausscheidungsorgane lokalisiert sind.
Die Arbeiten werden durch die EU gefördert (BMH4-CT98-3198)

Keywords: PET, Peptide
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin 2000, München, 29.03.-01-04.2000
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 2000, 39, A12

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3035
Publ.-Id: 3035


Synthese und erste biologische Evaluierung des [18F]Fluormethyl-Analogons von (+)-McN5652, einem Tracer zur Darstellung des Serotonintransporters

Zessin, J.; Eskola, O.; Steinbach, J.; Bergman, J.; Marjamäki, P.; Brust, P.; Solin, O.; Johannsen, B.
Ein wesentlicher Nachteil des PET-Tracers (+)-[11C]McN5652 ist die im Bezug zur Halbwertszeit des 11C zu langsame Kinetik im menschlichen Gehirn. Aus diesem Grund wurde die Synthese des [18F]Fluormethylanalogons von (+)-McN5652 ([18F]FMe-(+)-McN5652) basierend auf der Umsetzung von desmethylierten (+)-McN5652 mit Brom-[18F]fluormethan entwickelt und eine erste biologische Bewertung des Radiotracers vorgenommen. Diese Untersuchungen zeigten, das [18F]FMe-(+)-McN5652für das Imaging des Serotonintransporters im Rattenhirn vergleichbare Eigenschaften wie (+)-[11C]McN5652 aufweist.


Keywords: Serotonintransporter, PET, McN562
  • Lecture (Conference)
    Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin 2000, München
  • Abstract in refereed journal
    Nuklearmedizin 2000, 39, A36

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3034
Publ.-Id: 3034


Charakterisierung der gestörten Hirnfunktion beim apallischen Syndrom: Durchblutung und Glukosestoffwechsel gemessen mit emissionstomographischen Verfahren

Beuthien-Baumann, B.; Handrick, W.; Schmidt, T.; Burchert, W.; Schackert, G.; Franke, W.-G.
Bei dem apallischen Syndrom befindet sich der Patient in einem komatösen Zustand, bei dem er zwar einen Schlaf-Wach-Rhythmus aufweist, jedoch keinen Kontakt zur Umwelt aufnimmt. Dieses Syndrom ist meist Folge einer schweren Hirnschädigung, die unterschiedliche Ursachen haben kann. Für viele Patienten ist dieser Zustand irreversibel. Ein Teil dieser Patienten kann jedoch durch intensive Rehabilitationsmaßnahmen klinisch deutlich gebessert werden.

Um das funktionelle Ausmaß der Hirnschädigung bei Patienten mit apallischem Syndrom zu charakterisieren wurde bei 16 Patienten (3 Frauen, 13 Männer, Alter 18-67 Jahre) die Hirndurchblutung und der Glukosemetabolismus des Gehirns mit Hilfe der nuklearmedizinischen Methoden der Single-Photon-Emissions-Tomographie (SPECT) bzw. der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) bestimmt. Nach Rekonstruktion der Bilddaten wurden die PET- und SPECT-Datensätze überlagert. Die weitere Datenanalyse der PET- und SPECT-Untersuchungen erfolgte einerseits qualitativ bezüglich der Verteilung von Durchblutung und Glukosestoffwechsel, andererseits quantitativ auf der Basis definierter "Regions of interest" (ROI).

Alle Patienten zeigten ausgeprägte Defekte in PET und SPECT sowie eine hochgradige Verminderung des cerebralen Glukosemetabolismus auch in primär nicht geschädigten Hirnregionen. In Läsionen und - deutlicher ausgeprägt - in deren Randbereichen zeigen sich höhere Perfusions- als Stoffwechselwerte ("Luxusperfusion" besonders im Randbereich).

Die mittleren Glukoseverbrauchswerte sind bei Apallikern in cortikalen und subcortikalen Regionen signifikant niedriger als bei Normalpersonen (18 vs. 32 µmol/100ml/min). Im Hirnstamm und Vermis cerebelli ist dieser Unterschied deutlich geringer ausgeprägt. Im relativen Vergleich von Stoffwechsel und Perfusion ist der Stoffwechsel in cortikalen Regionen stärker gestört als die Perfusion. Keine signifikanten Unterschiede zeigen sich dagegen in subcortikalen Strukturen, Hirnstamm und Vermis cerebelli.

Da normalerweise eine enge Korrelation zwischen Hirndurchblutung und Hirnstoffwechsel vorliegt, zeigen diese Daten, daß bei diesen Patienten im Cortex der Großhirnhemisphäre und dem Kleinhirn eine Entkopplung von Metabolismus und Durchblutung stattgefunden hat. Aus diesem Grunde ist eine verläßliche Vitalitätsdiagnostik nur mittels der Messung des Glukoseverbrauchs mit der Positronen-Emissions-Tomographie möglich. Hinsichtlich der prognostischen Aussagekraft der Untersuchung ist noch eine längere Nachbeobachtungszeit erforderlich.
  • Poster
    Jahrestagung WGL, München, 13.10.1999

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3033
Publ.-Id: 3033


Schaltungsanordnung für die digitale Verarbeitung von Halbleiterdetektorsignalen

Büchner, A.; Stein, J.; Gast, W.; Georgiev, A.
  • Patent
    DE 42 26 175 C 2

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3032
Publ.-Id: 3032


Vorrichtung zur meridionalen Abtastung von Kugeloberflächen

Schlenk, R.; Wustmann, B.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur möglichst lückenlosen Abtastung oder technologischen Veränderung ( Gravieren, Beschreiben, Aufzeichnen ) von Kugeloberflächen durch meridionale Drehbewegung der Kugel bei ortsfester Anordnung eines Tastkopfes, Sensors oder dergleichen. Entsprechende Aufgaben bestehen beispielsweise auf dem Gebiet der Prüftechnik zur Kontrolle der Qualität von Stahlkugeln z.B. auf Risse, Geometrie- oder Oberflächenfehler sowie u.a. beim Laserhärten der oberflächennahen Randzone von Spezialkugeln oder etwa beim Einprägen (Einbrennen) von Informationsträgern in Kugeloberflächen.
Die abzutastende Kugel wird dabei von einem rotierenden Zylinder im Reibkontakt in Rotation versetzt, und durch zwei, auf der Kugeloberfläche mitlaufende Steuer-Zylinderrollen mit einer zweiten, senkrecht auf der Achse der Antriebsbewegung stehenden Drehbewegung überlagert. Zur Vermittlung dieser zweiten Drehbewegung werden die zwei Steuer-Zylinderrollen R unter einem Winkel Alpha (0 < Alpha < 90 ) symmetrisch zur Verbindungslinie Kugelmitte - Antriebszylinderachse angeordnet. Mindestens eine der Steuerzylinderrollen ist lenkbar um die durch den Winkel Alpha vorgegebene Lenkachse ausgeführt. Eine Lenkbewegung mit dem Amplitudenwinkel Beta (0 < Beta < Betamax, mit Betamax ca. 10 ... 20 ) ist genau synchron mit dem Kugelantrieb durch entsprechende mechanische Mittel eingekoppelt.
  • Patent
    DE 43 41 198 A 1
  • Patent
    EP 0 656 523 B 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3031
Publ.-Id: 3031


Nadelsonde zur Messung der Leitfähigkeit in Flüssigkeiten oder Mehrphasengemischen

Baldauf, D.; Prasser, H.-M.; Tamme, G.; Zippe, W.
Die Erfindung betrifft eine standfeste Nadelsonde zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Flüssigkeiten oder Mehrphasengemischen insbesondere für den Einsatz in der Verfahrens- und Kraftwerkstechnik, wobei die elektrische Leitfähigkeit vorwiegend als Maß für weitere physikalische oder chemische Eigenschaften (z.B. Temperatur, Konzentration) der Flüssigkeit oder als Indikator für die jeweils an der Sonde gerade anliegende Phase eines Mehrphasengemisches genutzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nadelsonde mit hoher Standfestigkeit für extreme Umgebungsparameter zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine aus einer sich innerhalb eines Isolierrohres und ggfs. eines zusätzlichen Trägerrohres befindlichen Drahtelektrode bestehenden Nadelsonde die für ihren Einsatz druckdicht in eine das Meßmedium führende Gefäßwand montiert ist dadurch gelöst, daß die Abdichtung zwischen der Innenelektrode und dem Isolierrohr an dem sich außerhalb des Meßmediums befindlichen Ende der Nadelsonde angeordnet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die, die spätere Zuverlässigkeit verringernden technologischen Bearbeitungen und konstruktiv problematischen Ausführungen wie der gas- und druckdichte Materialverbund, von der besonders stark beanspruchten Sondenspitze weggenommen und auf weniger belastete Sondenteile, besonders das hintere, aus dem Meßgefäß herausragende Ende verlagert.
  • Patent
    DE 43 20 116 A 1
  • Patent
    WO 94/29702
  • Patent
    DE 44 93 861 C1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3030
Publ.-Id: 3030


Mikrokapillare mit integrierten chemischen Mikrosensoren und Verfahren zu ihrer Herstellung

Howitz, S.; Pham, M. T.; Fiehn, H.
Mit der Erfindung wird die Mikrokapillare ( 1 ) so konfiguriert, daß die in die Mikrokapillare integrierten chemischen Mikrosensoren, d.h. deren empfindliche Membrangebiete ( 3 ) von dem zu analysierenden Meßfluid zwangsumspült und damit zwangsbenetzt werden. Diese Zwangsumspülung wird konstruktiv durch Einführung sogenannter Kanalstopper ( 2 ) realisiert, welche die Entstehung von Totvolumina minimieren.
Die erfindungsgemäße Mikrokapillare mit integrierten chemischen Mikrosensoren bietet dabei den Vorteil, daß unter Verwendung der Kanalstopper das Meßfluid auf optimale Weise zum Auftreffen auf das sensitive Gebiet des Sensors geführt wird, wodurch ein verbessertes Ansprechen im dynamischen Betrieb erreicht wird.
Zum Aufbau der Mikrokapillare wird eine anisotrope Silicium-Strukturierungstechnologie angewendet, die je nach Anwendungsfall die geometrisch ideale Gestaltung der Kapillare und des Kanalstoppers im Bereich der chemisch sensitiven Membran zur optimalen Strömungsführung gestattet.
Durch Nutzung des Reflowlötens mit niedrig schmelzendem Lot bzw. der Verwendung kaltaushärtender Klebstoffe bei der Montage der Mikrosensoren wird eine schonende Montage unter Vermeidung hoher Temperatur- oder Spannungsbelastungen gewährleistet und ein flexibles Auswechseln von Ausfallsensoren ermöglicht.
  • Patent
    DE 43 18 407 A 1
  • Patent
    EP 0 633 468 B 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3029
Publ.-Id: 3029


Redundanz-ISFET

Howitz, S.; Pham, M. T.
Die Erfindung betrifft einen Redundanz-ISFET vorzugsweise für den Einsatz in FLUIDIK-ISFET-Meßsystemen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Mittel zur Passivierung und Aktivierung der ISFET-Funktion, welches es ermöglichen, aus einem Array einzelne ISFETs seriell nach Bedarf in den Meßzyklus einzuschalten und dadurch dem Meßsystem eine problemangepaßte Lebensdauer zu verleihen.

Erfindungsgemäß erhält ein Redundanz-ISFET zusätzlich zur chemisch sensitiven Gate-Membran (5) eine gateabdeckende Opferschicht (6), welche einen direkten Kontakt der chemisch sensitiven Membran mit dem Meßmedium unterbindet und damit den Alterungsprozeß des ISFETs verhindert.
Die Opferschicht besteht z.B. aus Metall (Al, Cr, Ni, Au) oder aus photosensitivem Polymer. Die Aktivierung der ISFET-Funktion erfolgt durch gezielte Entfernung der Opferschicht durch elektrochemische oder optochemische Auflösung. Ein Array von derartigen Redundanz-ISFETs gestattet es, einem kontinuierlichen Fluidik-Meßsystemen eine frei wählbare Lebensdauer zu verleihen.
  • Patent
    DE 43 16 003 A 1
  • Patent
    EP 0 624 792 B 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3028
Publ.-Id: 3028


Verfahren zur Herstellung eines ISFET mit Rückseitenmembran

Howitz, S.; Pham, M. T.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ionensensitiven Feldeffrekt-Transistors (ISFET) bei dem durch Verwendung der Implantationstechnik vergrabene und chemisch empfindliche Membranen, die gleichzeitig Isolatorschicht der ISFET-Struktur sind, ohne zusätzliche Schichtabscheidungsprozeduren erzeugt werden.
Erfindungsgemäß erfolgt dies derart, daß ein (100)-p-Siliciumeinkristall im Energiebereich von 300keV bis zu einigen MeV gestaffelt mit N+- und O+-Ionen beschossen und nachfolgend definierten Temper- und Diffusionsprozessen ausgesetzt wird. Dadurch wird eine Lagedefinition des Stapelisolators im Siliciumsubstrat, eine Lage- und Strukturdefinition innerhalb des Isolatorstapels SiO2-Si-xOxNz-Si2N3 und die ideale Ausbildung des elektronischen Interfaces zwischen der einkristallinen (100)-p-Si-Deckschicht und dem Isolatorstapel erreicht. Nach dieser Isolatorvergrabung erfolgt in der einkristallinen Si-Deckschicht die vollständige ISFET-Präparation. Das Freilegen der chemisch empfindlichen Membran erfolgt im letzten Schritt durch simultanes anisotropes Ätzen im Full-Wafer-Prozeß, hierbei wirkt die Si3N4-Membranschicht als ideale Ätzstoppschicht, das Bauelement ist sofort einsetzbar.
  • Patent
    DE 43 16 086 A 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3027
Publ.-Id: 3027


Verfahren zur Herstellung faden- und oder röhrenförmiger Mikrostrukturen in Festkörpern

Heinig, K.-H.; Reiss, S.; Schmidt, B.; Skorupa, W.
  • Patent
    DE 594 03 155 B 1
  • Patent
    EP 0 623 950 B 1

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3026
Publ.-Id: 3026


Flüssigmetall-Ionenquelle zur Erzeugung von Kobalt-Ionenstrahlen

Teichert, J.; Hesse, E.
Die Erfindung betrifft eine Flüssigmetall-Ionenquelle zur Erzeugung von Kobaltionenstrahlen, insbesondere das den Emitter benetzende Quellenmaterial einer derartigen Ionenquelle.

Die Erfindung beinhaltet Flüssigmetall-Ionenquellen, deren Emitter mit einer definierten Legierung aus Kobalt und einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe der Seltenen Erden als Quellenmaterial benetzt ist. Mit derart ausgestatteten Flüssigmetall-Ionenquellen ist es möglich, langzeitig einen stabilen Ionenstrom, der im ausreichendem Ma e aus Kobaltionen besteht, zu erhalten.
Die Bestandteile der Legierung im Zusammenspiel mit dem niedrigen Schmelzpunkt führen dazu, da keine chemischen Reaktionen mit dem Emitter- und Heizermaterial auftreten.
  • Patent
    DE 43 12 028 A 1
  • Patent
    EP 0 620 582 B 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3025
Publ.-Id: 3025


Mikro - Fluiddiode

Howitz, S.; Pham, M. T.
Die Erfindung betrifft eine Mikro-Fluiddiode zur gerichteten Einkopplung eines Dosierfluides in ein anderes stehendes oder strömendes, in einem geschlossenen System befindliches Zielfluid, insbesondere im Submikroliter-Bereich. Sie ist gekennzeichnet durch eine planare Anordnung einer beidseitig offenen Mikrokapillare oder einem System von dicht nebeneinander angeordneten beidseitig offenen Mikrokapillaren, welche ausgangsseitig mit dem Zielfluid in direktem Kontakt stehen, und eingangsseitig durch ein Luft- bzw. Gaspolster vom diskontinuierlich zuzuführenden Dosierfluid unter Ausbildung eines entsprechend der Oberflächenspannung gekrümmten Meniskus getrennt sind.
Als Bauelement besteht die Mikro-Fluiddiode aus einer Stapelanordnung eines Strömumgskanals, der eigentlichen Diode in Form einer durch Kapillaren gebildeten Gitterstruktur und einem Spacerchip, welcher das gasförmige Medium im Bereich der Einkopplungsfläche sichert. Diese drei Stapelelemente werden als Module mit Technologien der Mikrostrukturtechnik hergestellt und können mittels mikrosystemtechnischer Aufbau- und Verbindungstechniken in Mikrosysteme integriert werden.
Die Mikro-Fluiddiode zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und eine flexible Koppelfähigkeit an unterschiedliche Mikro-Strömungssysteme aus, in denen ein hydrostatischer Druck im Bereich des jeweils herrschenden Umgebungsdruckes besteht.
  • Patent
    DE 44 05 005 A 1
  • Patent
    EP 0 672 835 A 1
  • Patent
    EP 0 672 835 B 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3024
Publ.-Id: 3024


Chemischer Mikro - Analysator

Howitz, S.; Pham, M. T.
Die Erfindung betrifft einen chemischen Mikro-Analysator zur Multiionendetektion in Fluidmedien unter Verwendung von chemischen Mikrosensoren auf der Basis der Differenzmessung.
Die derzeitig bei chemischen Mikroanalysesystemen erkennbaren Probleme bezüglich Membranpumpen und mikromechanischer Ventile werden bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Mikroanalysators dadurch gelöst, daß zur Bewältigung des Fluidhandlings ausschließlich Mikrofluidmanipulatoren, das sind Mikrotropfen-Emitter und Mikro-Fluiddioden, eingesetzt sind, welche mittels mikrotechnischer Verfahren und mikrosystemtechnischer Aufbau- und Verbindungstechniken herstellbar und als modulare Komponenten flexibel koppelbar an Mikrofluidiksystem und Mikrosensoren zum Systemaufbau sind. Der erfindungsgemäße Mikroanalysator mit einem neu konzipierten Fluid-Handlingsystem zeichnet sich in besonderer Weise durch eine absolute Leckfreiheit, eine einfache Konstruktion, einen geringen Platzbedarf und eine kostengünstige Herstellung aus.
  • Patent
    DE 44 05 004 A 1
  • Patent
    EP 0 668 500 A 3

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3023
Publ.-Id: 3023


Mikro - Fluidmanipulator

Howitz, S.; Pham, M. T.
Die Erfindung betrifft einen Mikro-Fluidmanipulator zum steuerbaren Transportieren, Dosieren, Injizieren und Mischen von Fluiden im Submikroliter-Bereich ohne mikromechanische Membranpumpen und Ventile. Sie betrifft im besonderen einen Mikro - Fluidmanipulator zur steuerbaren drucklosen Dosierung vorzugsweise hochkonzentrierter Medikamente.
Erfindungsgemäß baut sich der Mikro - Fluidmanipulator aus einem piezoelektrisch gesteuerten planaren Mikrotropfen-Emitter zum Erzeugen eines freitragenden Fluidstrahls und einer Mikro-Fluiddiode zur Einkopplung des Fluidstrahls in ein fließendes geschlossenes Fluidmedium auf. Der Eingang der Mikrofluiddiode ist in einer gasgefüllten Tröpfchenkammer in Flugweite des emittierten Fluidstrahls vom Ausgang des Mikrotropfen-Emitters getrennt angeordnet. Alle Komponenten des erfindungsgemäßen Mikro - Fluidmanipulators sind mittels mikrotechnischer Verfahren und mikrosystemtechnischen Aufbau- und Verbindungstechniken auf der Basis der Si-Glas-Technologie herstellbar.
Mit dem erfindungsgemäßen Mikro - Fluidmanipulator lassen sich alle Manipulationen des Fluidhandlings steuerbar realisieren. Er zeichnet sich in besonderer Weise durch die absolute Leckfreiheit, die Dosiergenauigkeit und Minimierung der Dosiergrenze, die Verkopplungsfähigkeit an fließenden geschlossenen Fluidmedien (z.B. in biologischen Objekten) sowie durch die einfache Konstruktion aus.
  • Patent
    DE 44 05 026 A 1
  • Patent
    EP 0 672 834 A 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3022
Publ.-Id: 3022


Hydroxyapatite nucleation on Na ion implanted Ti surfaces

Pham, M. T.; Matz, W.; Reuther, H.; Richter, E.; Steiner, G.
Na ions were implanted into pure Ti surfaces. New surface phases were shown to be incorporated into the surface: sodium titanates Na2TiO3 (in the as-implanted state) and Na2Ti6O13 (after 20 min heating at 700 °C in air). A variable level of the surface porosity and roughness was observed depending on the applied ion dose and energy. Upon exposing to simulated body fluid, such ion-implanted surfaces were revealed to enhance hydroxyapatite nucleation and growth.
Keywords: biomaterial, titanium, hydroxyapatite, surface coating, ion implantation
  • Mater. Sci.Lett. 19 (2000) 1029-1031

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  • available with HZDR-Login

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3021
Publ.-Id: 3021


Verfahren zur Herstellung von 2-[18F]Fluor-2-desoxy-D-glucose und 2-[18F]Fluor-2-desoxy-D-galactose

Füchtner, F.; Steinbach, J.
Verfahren zur Herstellung von 2-[18F]Fluor-2-desoxy-D-glucose und
2-[18F]Fluor-2-desoxy-D-galactose
  • Patent
    DE 195 15 212 A 1
  • Patent
    DE 195 15 212 C2

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3019
Publ.-Id: 3019


Elektrisch steuerbare Mikro-Pipette

Howitz, S.; Wegener, T.; Bürger, M.
Die Erfindung betrifft eine elektrisch steuerbare Mikro-Pipette zur Handhabung kleinster Fluidvolumina im Bereich von einigen hundert pl bis zu einigen µl. Die Mikro-Pipette ermöglicht die Aufnahme von Fluiden, Fluidgemischen oder den gegebenenfalls in ihnen enthaltenen Mikropartikeln, deren Abtransport in das Innere komplexer Systeme sowie die zielgerichtete Abgabe der aufgenommenen Stoffe an den Ort einer Probenweiterverarbeitung bzw. eines Probenabfalls.
Die elektrisch steuerbare Mikro-Pipette besteht aus einer mit einer inerten Trägerflüssigkeit befüllten Mikroejektionspumpe, welche aus einer mikrotechnisch hergestellten Kammer mit einer einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator aufweisenden elastischen Kammerwand (Mikromembranpumpe) aufgebaut ist, deren Mikroauslaufkapillare als Pipettenspitze ausgebildet ist
Die erfindungsgemäße, elektrisch ansteuerbaren Mikro-Pipette wird mittels der Technologien der Mikrosystemtechnik hergestellt, sie kann als Hybridaufbau aus mehreren Einzelchips zum System Mikro-Pipette integriert werden, oder auch kompakt in nur einen Silizium-Chip integriert sein. Grundsätzlich eignen sich beide Fertigungsalternativen für die Massenproduktion und zeichnen sich durch extrem hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit aus. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Mikro-Pipette führt je nach Anwendung zu einer Verringerung des Totvolumens bzw. des Medienverbrauchs. Aufgrund des Fehlens mechanisch bewegter Teile weist sie eine extrem hohe Zuverlässigkeit und wartungsfreie Standzeit auf.
  • Patent
    DE 195 03 141 A 1
  • Patent
    EP 0 725 267 A 3

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3018
Publ.-Id: 3018


Vorrichtung und Verfahren zur gezielten Probenbearbeitung

Bischoff, L.; Teichert, J.; Köhler, B.
  • Patent
    DE 196 06 478 A 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3017
Publ.-Id: 3017


Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Meßwertes einer Zielmeßgröße einer Mehrphasenströmung

Prasser, H.-M.; Kossok, N.; Eck, M.; Geskes, P.
  • Patent
    DE 197 24 167 A 1

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Publ.-Id: 3016


Gittersensor zur Bestimmung der Leitfähigkeitsverteilung in strömenden Medien sowie Verfahren zur Gewinnung der Meßsignale

Prasser, H.-M.; Zschau, J.; Böttger, A.
Mit der Erfindung wird ein Gittersensor vorgestellt, in dem die Elektroden in Form von elektrisch leitfähigen Gitterstäben bzw. Drähten in zwei oder drei Ebenen parallel zueinander angeordnet und sowohl gegenüber ihrer Halterung als auch gegeneinander elektrisch isoliert sind. Erfindungsgemäß sind die Elektroden der einzelnen Ebenen zueinander in einem Winkel von vorzugsweise 90° angeordnet. Eine der Ebenen, im Fall von drei Ebenen die mittlere, ist dabei als Erregerebene mit einem Impulsgenerator verbunden, während die weitere(n) Ebene(n) als Empfängerebene(n) mit einer Auswerteelektronik gekoppelt ist (sind).
Bezüglich des Verfahrens zur Signalgewinnung besteht die Erfindung darin, daß die Elektroden der Erregerebene nacheinander mit einem symmetrischen bipolaren Rechteckimpuls angesteuert werden, wobei alle nicht angesteuerten Elektroden niederohmig mit Nullpotential verbunden sind. Die Bestimmung der örtlichen Leitfähigkeit erfolgt in unmittelbarer Umgebung der Kreuzungspunkte von jeweils einer Erregerelektrode auf alle Empfängerelektroden durch Messung des Stromeintrags auf alle Empfängerelektroden gleichzeitig. Die Anregung der einzelnen Erregerelektroden erfolgt zeitlich nacheinander, die gemessenen Stromeinträge an allen Kreuzungspunkten werden dann durch eine elektronische Auswerteeinheit zu einer Leitfähigkeitsverteilung über den erfaßten Strömungsquerschnitt zusammengefügt.
Mit der Erfindung ist die Ermittlung der Leitfähigkeitsverteilung innerhalb des vom Gittersensor begrenzten Querschnitts mit hoher Auflösung und Meßfolge möglich. Die erhaltenen Meßwerte repräsentieren die lokalen Leitfähigkeitswerte direkt und erfordern keine zusätzliche Nachberechnung mittels tomographischen Rekonstruktionsalgorithmen.
  • Patent
    DE 196 49 011 A 1
  • Patent
    WO 98/23947
  • Patent
    EP 0 941 472
  • Patent
    JP 4090077 B2

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3015
Publ.-Id: 3015


Verfahren zur elektrochemischen Mineralisierung von insbesondere C-14-markierten organischen Abfallstoffen

Förster, E.; Heiye, K.-H.; Nitsche, H.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Mineralisierung von schwer entsorgbaren, insbesondere C-14-markierten organischen Abfallstoffen, wie Sie sowohl in der Industrie als auch Laboratorien anfallen.
Mit der Erfindung wird ein allgemein anwendbares Verfahren zur vollständigen Mineralisierung von organischen Kohlenstoff-Verbindungen, insbesondere solchen, die mit dem radioaktiven Isotop Kohlenstoff-14 markiert sind, vorgestellt, das gleichzeitig die Entstehung von weiteren Problemabfällen vermeidet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mineralisierung von insbesondere C-14-markierten organischen Abfallstoffen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abfallstoff in Gegenwart von katalytische Mengen Silbersalz enthaltender Chromschwefelsäure im Anodenraum einer Elektrolysezelle vollständig oxidiert wird.
Es ist dabei auch möglich, die zu oxidierende Substanz samt des Sie enthaltenden Glasgefäßes oder mehrerer Gefäße in einem "Korb" in den Anodenraum einzubringen.
Bei der Mineralisierung C-14-haltiger Abfälle fällt das C-14 mit Ausbeuten größer 90% als 14CO2 an, welches beispielsweise in einer wäßriges Alkali enthaltenden Gaswaschflasche absorbiert, durch Zusatz von Bariumchlorid als Ba14CO3 ausgefällt und in dieser Form sicher entsorgt werden kann.
  • Patent
    DE 196 46 049 A 1

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Publ.-Id: 3014


Verfahren zur Auftrennung von Substanzgemischen

Jankowsky, R.; Friebe, M.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftrennung von Substanzgemischen unter Verwendung der Kapillarelektrophorese.

Mit der Erfindung soll die Kapillarelektrophorese dahingehend modifiziert werden, daß der die Auftrennung von Substanzgemischen beeinträchtigende Einfluß der Parameter gesenkt und der Prozeß der Auftrennung insbesondere bei niedrigem pH-Wert beschleunigt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß während des analytischen Trennlaufs bei der Kapillarelektrophorese das Einlaßgefäß mit einem extern erzeugten Luftüberdruck beaufschlagt wird. Abhängig von der Gräße der Kapillare und den elektrischen Bedingungen wird der Luftüberdruck zwischen 5 und 80 mbar gewählt.
  • Patent
    DE 197 50 832 A 1

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Publ.-Id: 3013


Verfahren zur Erzeugung einer dotierten Schicht in Siliziumkarbid

Heera, V.; Skorupa, W.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dotierung von Halbleiterbauelementen, deren Substrat aus Siliziumkarbid besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Siliziumkarbid-Substraten p-leitende Schichten herzustellen, deren Schichtwiderstand kleiner als 10 k / ist und in denen die Löcherbeweglichkeit größer als 10 cm²/Vs ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den Akzeptor-Ionen Kohlenstoff-Ionen in einer Konzentration von mehr als 5 Atom% implantiert werden. Dabei können die Kohlenstoff-Ionen vor, während oder nach dem Einbringen der Akzeptor-Ionen implantiert werden.In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Ausheilung der Schicht mit mindestens 500°C. Die Implantationsdosis kann auch in mehreren Teilschritten eingebracht werden. Die Ausheilung soll dann nach jedem Teilschritt erfolgen.
  • Patent
    DE 197 41 725 A 1
  • Patent
    Patent DE 197 41 725 C2

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Publ.-Id: 3012


Vakuumbogen-Plasmaquelle mit Magnet-Partikelfilter

Brückner, J.
Die Erfindung betrifft kathodische Vakuumbogenentladungen, bei denen störende Partikel aus dem Plasma entfernt werden sollen. Aufgabe der Erfindung ist eine kompakte Vakuumbogen-Plasmaquelle mit Magnet-Partikelfilter, bei der die Bogenentladung ohne Arbeitsgas stabil brennt.
Die Erfindung verbessert bekannte Vakuumbogen-Plasmaquellen mit Magnet-Partikelfilter dadurch, daß der größte axiale Abstand der dem Filter zugewandten Begrenzungsfläche der Anode von der Kathodenstirnfläche kleiner als der Durchmesser der Anodenöffnung gewählt wird und daß sich innerhalb des Körpers der Anode eine Kompensationsspule befindet, die in axialer Richtung zwischen der Stirnfläche der Kathode und der Filterspule angeordnet ist, wobei die Kompensationsspule und die Filterspule entgegengesetzt geschaltet sind, so daß deren Magnetfelder entgegengesetzt gerichtet sind.
Weiterhin werden eine Fokus- und / oder eine oder mehrere Steuerspulen in spezieller Position vorgeschlagen. Die Kathodenform kann kegelstumpf- oder scheibenförmig sein.
  • Patent
    DE 197 39 527 A1
  • Patent
    Patent DE 197 39 527 C2

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Publ.-Id: 3011


Verfahren zur gezielten Herstellung von n-leitenden Bereichen in Diamantschichten mittels Ionenimplantation

Heera, V.; Skorupa, W.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleiterbauelementen aus Diamanten, Diamantschichten und diamantähnlichen Schichten, die mittels Verfahren der Ionenimplantation dotiert werden und in die auch n-leitende Bereiche eingebracht werden.

Erfindungsgemäß wird zusätzlich zu den bekanntermaßen zur Dotierung verwendeten Elementen der fünften Hauptgruppe Silizium in den zu dotierenden lateralen und Tiefenbereich in einer Konzentration von mehr als 0,1 Atom% implantiert.
Dabei kann das Silizium vor oder nach dem Einbringen der Elemente der fünften Hauptgruppe in das Diamantsubstrat oder in einem Prozeßschritt mit diesen zusammem implantiert werden.
Bei einer Siliziumimplantation nach dem Einbringen der Ionen der Elemente der fünften Hauptgruppe kann die Ausheilung nach jeder oder nur einmal nach der zweiten Implantation erfolgen.
  • Patent
    DE 197 30 083 A 1
  • Patent
    WO 99/ 04418

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Publ.-Id: 3010


Sekundärer Multielement-Standard

Neelmeijer, C.; Hüller, J.; Mäder, M.; Borchers, B.
Die Erfindung betrifft die Bestimmung, die Speicherung, die Reproduktion und den Vergleich der relativen spektralen Effektivität von Meßeinrichtungen für die energiedispersive Röntgenanalytik.
Zur simultanen Erfassung eines größeren Bereiches von Röntgenenergien wird ein sekundärer Multielement-Standard vorgeschlagen, der aus einer porigen Matrix mit einer darin deponierten Vielzahl von Komponenten zur Generierung des gewünschten Röntgenspektrums besteht.Vorzugsweise werden die Metallsalze der Elemente Br, Al, Si, Y, S, Cl, Cd, K, Ca, I, Ti, Cr, Fe, Ni, Cu und Zn verwendet.Die porige Matrix zur Aufnahme der Metallsalze kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, z.B. aus Vlies oder saugfähigem analytischen Papier. Die Matrix kann insbesondere zur besseren Energieauflösung auch zweigeteilt ausgeführt sein.
  • Patent
    DE 197 28 930 A 1

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Publ.-Id: 3009


Steroidsulfamate, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung derselben

Römer, J.; Steinbach, J.; Kasch, H.; Schumann, W.
  • Patent
    DE 197 12 488 A 1
  • Patent
    WO 98/42729

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Publ.-Id: 3008


Anordnung zur hydrostatischen Füllstandsmessung in einem Druckbehälter

Prasser, H.-M.; Schneider, C.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Messung der Druckdifferenz zwischen den beiden Anschlußstutzen am Behälter vorzuschlagen, durch die auch bei nicht konstantem Druck im Behälter eine exakte Berechnung des Füllstandes im Behälter vorgenommen werden kann. Dabei soll das Ausdampfen von Flüssigkeit vermieden werden oder nur dort stattfinden können, wo es keine Auswirkungen auf das Meßergebnis hat.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl der obere als auch der untere Anschlußstutzen des Behälters mit einem der Eingänge von je einem Differenzdruckumformer verbunden sind. Die Verbindungsleitungen zwischen den Anschlußstutzen und den Differenzdruckumformern sollen horizontal verlegt sein. Die beiden anderen Eingänge der Differenzdruckumformer sind miteinander verbunden, die hierfür verwendete Verbindungsleitung ist mit einem Medium stets bekannter Dichte gefüllt. Die Verbindungsleitung überbrückt die Höhendifferenz zwischen den beiden Anschlußstutzen am Behälter. Die Meßsignalausgänge der beiden Differenzdruckumformer sind mit einer Schaltung zur Differenzbildung verbunden, die sowohl analog als auch digital ausgeführt sein kann. Das Ausgangssignal der Schaltung ist ein Maß für die Höhe des Füllstands
  • Patent
    DE 197 14 168 A 1

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Publ.-Id: 3007


Anordnung zur Messung der lokalen elektrischen Leitfähigkeit in Fluiden

Prasser, H.-M.; Zschau, J.; Böttger, A.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der Leitfähigkeitsverteilung in Flüssigkeiten bzw. mehrphasigen Medien mit beliebiger Strömungsrichtung insbesondere für den Einsatz in der Verfahrens- und Kraftwerkstechnik, wobei die elektrische Leitfähigkeit vorwiegend als Maß für weitere physikalische oder chemische Eigenschaften (z.B. volumetrischer Gasanteil, Konzentration, Stoffart, usw.) der Flüssigkeit oder als Indikator für die Phasenverteilung über den Meßquerschnitt eines Mehrphasenmediums dient.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluß von leitfähigen Ablagerungen, die zu einer elektrischen Verbindung von Meß- und Bezugselektrode auch im Falle des Vorliegens der Gas- bzw. Dampfphase führen, bei der Messung von Leitfähigkeiten in Fluiden mittels Nadelsonden auszuschalten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß zwischen Meß- und Bezugselektrode mindestens eine Sperrelektrode angeordnet wird, die nahezu auf dem gleichen Spannungspotential gehalten wird, wie die Meßelektrode. Die Sonde ist konstruktiv so gestaltet, daß eventuelle leitfähige Ablagerungen im Gebiet zwischen der Meß- und der Bezugselektrode in jedem Fall im elektrischen Kontakt zur Sperrelektrode stehen. Dadurch erfolgt mit Sicherheit eine Unterbindung des Fehlersstromflusses zwischen Meß- und Bezugselektrode. Dieser Effekt ist mit eventuellen konstruktiven Maßnahmen zur Verhinderung der Ausbildung einer geschlossenen leitfähigen Ablagerung nicht erreichbar.
Die Potentialdifferenz zwischen Meß- und Sperrelektrode muß so klein sein, daß der Strom zwischen beiden Elektroden zu vernachlässigen ist und damit die leitfähige Ablagerung, d.h. im Fall der Zweiphasenströmung ein Flüssigkeitsfilm, zwischen beiden Elektroden keinen Einfluß mehr auf das Meßergebnis besitzt. Dadurch wird die Meßgenauigkeit erhöht. Im Fall einer Zweiphasenströmung wird ein zuverlässiger Nachweis der an der Sonde vorliegenden Phase gewährleistet.
  • Patent
    DE 197 04 609 A 1

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Publ.-Id: 3006


Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Einkristallen in Ampullen unter Magnetfeldeinfluß

Priede, J.; Gerbeth, G.; Gelfgat, Y.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Einkristallen nach der Methode der gerichteten Erstarrung in einer Ampulle unter Nutzung elektromagnetischer Wirkungen auf die Schmelze und die Erstarrungsfront. Das Verfahren kann für die Produktion hochreiner Halbleiter-Einkristalle genutzt werden mit einem sehr geringen Gehalt an Makro- und Mikrodefekten und einer hohen Homogenität der Dotierverteilung sowohl entlang des Kristalls als auch über dem Kristallquerschnitt.
Die Erfindung besteht darin, daß die Schmelze während des Kristallwachstums durch Überlagerung eines statischen und eines rotierenden Magnetfeldes gezielt beeinflußt wird. Dabei wird ein rotierendes Magnetfeld der Polzahl 2p = 2 mit einer Amplitude im Bereich 0.5 bis 50 mT eingesetzt, wobei das Verhältnis der Induktivitäten von statischem und rotierendem Magnetfeld durch die Beziehung

Ha*(1+(Ha/(1+(Ha(δω*σ/σ*R)))))-1/2>k*Ta1/6

festgelegt wird. Bezüglich des angelegten Temperaturgradienten muß die Beziehung Ta / Ha > Gr 1 / 2 erfüllt sein.
Diese Parameter werden während des Züchtungsprozesses nahezu konstant gehalten.
  • Patent
    DE 197 04 075 A 1

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Publ.-Id: 3005


Anordnung zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit mittels Sonden sowie zur Sonden-Funktionskontrolle

Prasser, H.-M.; Zschau, J.; Böttger, A.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Messung von Leitfähigkeiten in Fluiden mittels Nadelsonden die Möglichkeit einer Funktionsprüfung der Meßanordnung durch parallele Überwachung des Isolationswiderstandes des Sonden während der Einsatzzeit zu ermöglichen.
Die Erfindung bedient sich zweier Sonden, wobei diese jeweils aus einer zentralen Meßelektrode und einer diese umschließenden Bezugselektrode bestehen und die Sonden in definiertem Abstand zueinander mit dem Meßmedium in Kontakt stehen. Dabei ist wesentlich, daß die Meßelektrode der einen Sonde mit einer Spannung versorgt wird (aktiver Betrieb) und der dabei an der Meßelektrode der zweiten Sonde (passiver Betrieb) auftretende Strom als Maß für die Leitfähigkeit des Fluids erfaßt wird, daß zusätzlich der an der aktiv betriebenen Sonde auftretende Strom als Maß für deren Isolationswiderstand gegenüber dem Bezugspotential erfaßt wird, und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die eine periodische Vertauschung der Betriebsarten passiver und aktiver Betrieb zur Überwachung der Isolationswiderstände beider Sonden und damit der Funktionsfähigkeit der Meßanordnung insgesamt gestattet.
  • Patent
    DE 197 04 494 A 1

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Publ.-Id: 3004


Einrichtung zur Messung lokaler Strömungsgeschwindigkeiten in Gasen und Flüssigkeiten

Witke, W.; Gerbeth, G.; Eckert, S.
Mit der Erfindung soll die Strömungsgeschwindigkeit und -richtung in einem weiten Temperaturbereich, auch in Metallschmelzen und unter schwierigen geometrischen Bedingungen bestimmt werden.

Die Einrichtung besteht aus einem Sensor und Mitteln zur Signalgewinnung, -weiterleitung und -verarbeitung.

Der Sensor (1) ist als Rohr (5) ausgeführt, dessen eines Ende zu einer zentrisch angeordneten Spitze (6) ausgeformt ist. In der Spitze (6) ist das Ende eines Stabes (7) verschmolzen, dessen anderes Ende in das Rohr (5) ragt. Rohrlänge und Stablänge sind etwa gleich. Der Sensor (1) besteht vorzugsweise aus nicht ferromagnetischem und elektrisch nicht leitendem Material.
  • Patent
    DE 197 04 499 A 1

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Publ.-Id: 3003


Modulator für die Plasmaimmersions-Ionenimplantation

Günzel, R.
Die Erfindung betrifft mit dem Modulator für die Steuererung der hochspannungsgepulsten Plasmaimmersions-Ionenimplantation (PIII) ein wesentliches Bauteil einer PIII-Anlage.
Mit der Erfindung sollen mit geringerem technischen und finanziellen Aufwand die bei der PIII während der Wirkung eines Hochspannungspulses fließenden großen Ströme unter Hochspannung ein- und ausgeschalten werden.
Erfindungsgemäß wird dies durch einen Modulator gelöst, mit dem die Pulssteuerung nicht über einen als technisch eigenständige Einheit beigestellten Hochspannungsschalter erfolgt, sondern mittels einer über ein Abschirmgitter steuerbaren Zusatzelektrode. Diese Elektrode ist einschließlich des Abschirmgitters in die Implantationskammer integriert und mit dem Kondensator für die Bereitstellung der Hochspannung verbunden, während das Abschirmgitter über einen Pulserzeuger mit Spannungspulsen von 1 - 2000 V angesteuert wird.
Das Abschirmgitter, das die in den Plasmaraum eintauchende Elektrode umgibt, gewährleistet durch das Anlegen steuerbarer Gitterspannungen, daß die zusätzliche Elektrode vom Plasma entweder isoliert ist, oder aber im elektrischen Kontakt mit diesem steht. In letzterem Fall wird, analog geschlossenem Schalter in bekannten Modulatoren der Entladestromkreis des Kondensators geschlossen.
  • Patent
    DE 197 02 294 A 1
  • Patent
    WO 98/33200
  • Patent
    EP 0 954 875
  • Patent
    JP 3506717
  • Patent
    US 6,205,948 B1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3002
Publ.-Id: 3002


Anordnung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke im Plasma

Günzel, R.
Die Erfindung kann zum Glühen, Härten und Anlassen der Werkstücke eingesetzt werden, ein spezielles Anwendungsgebiet ist die Randschichthärtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke eine solche Anordnung vorzuschlagen, die ohne Hochspannungsschalter auskommt und mit der ein günstiges Verhältnis von Werkstückoberfläche und Volumen der Behandlungskammer erreicht werden kann.
  • Patent
    DE 198 47 550 A1

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3000
Publ.-Id: 3000


Vorrichtung zum Öffnen von Glasampullen

Förster, E.; Eisold, B.; Hiller, B.; Heise, K.-H.; Nitsche, H.
Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung, die ein sicheres und rationelles Öffnen der Glasampullen unterschiedlicher Größe und Bauform mit geringem Aufwand ermöglicht, wobei ein möglichst vollständiges Verwenden des Inhalts der Glasampullen erfolgen soll.
  • Patent
    DE 198 41 722 A1

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2999
Publ.-Id: 2999


Vorrichtung zum Fördern von Schüttgut mittels Vibrationsförderung

Lindau, B.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vibrationsförderer dahingehend zu verändern, daß insbesondere an der Abwurfstelle auch bei kleinen Förderstömen schwerfließender Schüttgüter ein kontinuierlicher Transport erreichbar ist.
  • Patent
    DE 198 35 530A1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2998
Publ.-Id: 2998


Anordnung zur akustischen Volumenbestimmung

Hoppe, D.; Giera, H.-D.
Mit der Erfindung soll die Anwendung eines passiven Resonanzverfahrens auch ohne determinierte Anregung ermöglicht werden.
Die technische Lösung baut auf der Anwendung bekannter Schallaufnehmer und eines Signalvergleichers auf.
  • Patent
    DE 198 30 442 A1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2997
Publ.-Id: 2997


Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Kieselsäureaerosolen

Rettig, D.; Merker, P.; Nitsche, H.; Rudolph, A.
wird nachgereicht
  • Patent
    DE 198 25 193 A1

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Publ.-Id: 2996


Stickstoffhaltige Randschicht auf Bauteilen aus nichtrostendem Stahl und Verfahren zur Herstellung der Randschicht

Parascandola, S.; Günzel, R.; Richter, E.
Aufgabe der Erfindung ist es, für Bauteile aus nichtrostendem austenitischen oder austenitisch-ferritischen Stahl eine stickstoffhaltige Randschicht und ein Verfahren zur Herstellung dieser Schicht vorzuschlagen, die zu einer Verbeserung des Verschleißverhalten und des Korrosionsverhalten der Bauteile führt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für die stickstoffhaltige Randschicht dadurch gelöst, daß sich auf einer Stickstoff-Diffusionsschicht, in der der Stickstoff überwiegend in Form von Metallnitridausscheidungen vorliegt, eine weitere Schicht mit einer Schichtdicke bis zu 100 µm befindet, in der der Stickstoff mit Konzentrationen > 3% weitgehend in gelöster Form vorliegt.

Für das Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche o.a. Bauteile durch Nitrieren bei einer Temperatur zwischen 450 und 600 °C mit einer Stickstoff-Diffusionsschicht versehen wird, in der der Stickstoff überwiegend in Form von Metallnitridausscheidungen vorliegt, und später kurzeitig auf Temperaturen zwischen 1200 °C und Schmelztemperatur erwärmt wird. Dadurch geht der in Metallnitridausscheidungen vorliegende Stickstoff oberflächennah (ca. einige 10 µm) in Lösung. Anschließend werden die Bauteile bei Temperaturen zwischen 350 und 450 °C mittels Ionenimplantation oder in einem Plasma nitriert.
  • Patent
    DE 198 20 152 A 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2995
Publ.-Id: 2995


Anordnung zur Verhinderung eines Kavitationsschlages beim schnellen Absperren einer zum Transport von Flüssigkeiten genutzten Rohrleitung

Prasser, H.-M.; Schlüter, S.; Dudlik, A.
Aufgabe der Erfindung ist eine Anordnung, die nach erfolgtem Schließen der Absperrarmatur das Auftreten von Druckschlägen sicher verhindert, ohne dabei die Schließgeschwindigkeit der Absperrarmatur zu senken und ohne eine Einspeisung von Luft oder anderen Gasen in die Rohrleitung vorzunehmen.
Die Lösung beinhaltet, daß die Rohrleitung in Fließrichtung hinter der Absperrarmatur mit einer Hilfsarmatur versehen ist und daß sich in der Rohrleitung ein Strömungssensor befindet, dessen Ausgang über einen Schwellwertschalter mit dem Antrieb der Hilfsarmatur verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn die Rohrleitung zwischen der Absperr- und der Hilfsarmatur über eine Auffülleitung und eine Auffüllarmatur mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist und wenn in der Rohrleitung zwischen Absperr- und Hilfsarmatur ein Drucksensor angeordnet ist, dessen Ausgang über einen Schwellwertschalter mit dem Antrieb der Auffüllarmatur verbunden ist.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Verriegelungsschaltung vor, deren Ausgang auf den Antrieb der Absperrarmatur geschaltet ist, deren einer Eingang mit dem Ausgang des Schwellwertschalters und deren anderer Eingang mit der Betätigungseinrichtung für das Öffnen der Absperrarmatur verbunden ist.
  • Patent
    DE 198 15 242 A 1
  • Patent
    EP 0 947 755 B1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2991
Publ.-Id: 2991


Verfahren zur Bestimmung der Festigkeit von dispersem Material

Lindau, B.
Die Bestimmung der Festigkeit von dispersem Material ist für dessen Handhabbarkeit in Transport- und Verarbeitungsprozessen von Bedeutung und beschreibt Fließverhalten, innere Reibung und Wandreibung disperser Materialien, zu denen Schüttgut, Granulat und feines Pulver gehören.
Die Festigkeit soll möglichst einfach und umfassend erfaßt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem selbsterregten schwingenden mechanischen System sowohl die Verlustleistung als auch die Eigenfrequenz zuerst mit einem mit dem System fest verbundenen, starren Referenzkörper und nachfolgend für das zu bestimmende disperse Material, das die gleiche Masse wie der Referenzkörper aufweist, ermittelt werden und daß die Festigkeit des dispersen Materials durch einen relativen Dämpfungsfaktor b nach der Formel

b=(TM*fR)/(TR*fM)

und durch einen relativen Ankopplungsfaktor k nach der Formel

k=1-(fR-fM)/fR

bestimmt wird, wobei
fR die Eigenfrequenz bei Belegung des Systems mit dem Referenzkörper,
fM die Eigenfrequenz bei Belegung des Systems mit dem dispersen Material,
TR die Pulsbreite der Ansteuerspannung für den Referenzkörper und
TM die Pulsbreite der Ansteuerspannung für das disperse Material
bedeuten.
  • Patent
    DE 198 13 065 A 1

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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2988
Publ.-Id: 2988


Blue Light Emission from Ion Beam Synthesized Semiconductor Nanoclusters in SiO2 Films

von Borany, J.; Rebohle, L.; Skorupa, W.; Heinig, K.-H.
Due to quantum confinement and surface effects semiconductor nanoparticles exhibit properties, which considerably differ to that of the bulk material. The topic of light emission from ion beam synthesized semiconductor nanoclusters is focused on recent success in extracting strong violet / blue photo- and electroluminescence from Si- or Ge- implanted SiO2 layers on Si.
Keywords: luminescence, ion beam synthesis, nanoclusters, optoelectronics
  • Lecture (Conference)
    25th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '99, Nov. 29 - Dec. 3, 1999, San Jose, USA

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Publ.-Id: 2987


Microstructure and electrical properties of gate-SiO\sub{2} containing Ge-nanoclusters for memory applications

Thees, H.-J.; Wittmaack, M.; Stegemann, K.-H.; von Borany, J.; Heinig, K.-H.; Gebel, T.
MOSFET´s with gateoxides containing nanoclusters (Si, Ge, Sn, Sb) fabricated with different techniques (implantation, LPCVD, sputtering) are a very promising approach for future memories. This contribution reports on results obtained on Ge-implanted MOS capacitors. By varying the implantation and annealing parameters the Ge depth profile and the cluster size and distribution can be controlled. The experimental results are explained by a theoretical model, which is based on TRIM calculations, rate-equation studies and 3D kinetic Monte Carlo simulations. The electrical properties of gate-SiO\sub{2} containing Ge-nanoclusters are investigated in detail with emphasis on its feasibility for memory applications.
Keywords: ion beam synthesis, nanoclusters, nonvolatile merory
  • Lecture (Conference)
    10th Workshop on Dielectrics in Microelectronics Barcelona, November 3-5, 1999
  • Microelectronics Reliability 40 (2000) 867-871

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  • available with HZDR-Login

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Publ.-Id: 2986


18F-Radiotracer und deren Verwendung zum Monitoring der Expression der Cytosin-Deaminase nach Gentransfer sowie Verfahren zur Herstellung der 18F-Radiotracer

Noll, B.; Noll, S.; Knieß, T.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Substanz vorzuschlagen, die bei der Verwendung zum Monitoring der Expression von Cytosin-Deaminase mit 18F-Tracer genügend lange Zeit in der Zelle verbleibt sowie ein Verfahren zur Herstellung der Substanz anzugeben.
  • Patent
    Patentanmeldung Az 199 51 715.0
  • Patent
    Patentschrift 199 51 715 C1

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2985
Publ.-Id: 2985


Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Gasblasenbildung in elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten

Lielausis, O.; Eckert, S.; Gerbeth, G.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung vorzuschlagen, mit der die Steuerung der Blasengröße ermöglicht wird. Eine spezielle Aufgabenstellung besteht in der Generierung möglichst kleiner Gasblasen.
  • Patent
    Patentanmeldung Az 199 48 879.7
  • Patent
    Patentschrift DE 199 48 879 C1

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-2984
Publ.-Id: 2984


Spindelmutterhalterung für ein Spindelgetriebe zum Antrieb von Hebeln

Stephan, J.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spindelmutterhalterung für ein Hebel antreibendes Spindelgetriebe vorzuschlagen, das auch unter extremen Bedingungen
wie im Vakuum, unter Strahlenbelastung und bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt sicher funktioniert und dauerhaft eine exakte Wegauflösung im Nanometer-Bereich realisiert.
  • Patent
    Patentanmeldung Az 199 48 050.8
  • Patent
    Patentschrift DE 199 48 050 C1

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Publ.-Id: 2983


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