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    <title language="deu">Ultraschall-Messungen an in-situ-Abdichtbauwerken mit neu entwickelten Messtechniken</title>
    <abstract language="deu">Neue Ultraschall-Messsysteme (LAUS, Bohrlochsonde) haben ihre Funktionstüchtigkeit unter Beweis gestellt. Ergebnisse aus den Messungen konnten verifiziert werden. Standard-Mess- und –Auswerteverfahren müssen für Spritzbeton weiterentwickelt und angepasst werden. Mit sämtlichen Messmethoden konnten großflächige Risse detektiert werden. Messungen mit der Bohrlochsonde und LAUS sind zur Qualitätssicherung geeignet.</abstract>
    <enrichment key="eventName">Workshop zum TFP-SealWasteSafe</enrichment>
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    <enrichment key="eventStart">14.02.2022</enrichment>
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    <author>Ute Effner</author>
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      <value>Abdichtbauwerk / Verschlussbauwerk</value>
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      <value>Ultraschall-Echoverfahren</value>
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    <collection role="institutes" number="">8 Zerstörungsfreie Prüfung</collection>
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    <collection role="themenfelder" number="">Energie</collection>
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    <title language="deu">Prüfung von Abdichtbauwerken für Endlager auf Risse – eine Herausforderung</title>
    <abstract language="deu">Im Jahr 2011 hat der Bundestag in Deutschland den Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Der angefallene Abfall wird mehr als hunderttausend Jahre eine derartig hohe Aktivität besitzen, dass er eine erhebliche Gefahr für nachfolgende Generationen darstellen kann. Dieser radioaktive Abfall soll in tiefen geologischen Formationen (z.B. Salz, Ton oder Kristallin) sicher endgelagert werden. Die Endlager werden mittels sogenannter geotechnischer Abdichtbauwerke (Schachtbzw. Streckenverschlüsse) verschlossen, wofür u.a. Zement- oder Sorel-basierte Baustoffe (Betone) in Frage kommen. Die Beschreibung des Dichtvermögens dieser Bauwerke ist unabdingbar. In der Forschungsphase werden verschiedene Werkstoffe untersucht und Methoden für die zerstörungsfreie Untersuchung der Bauwerke als Mittel der Qualitätsprüfung entwickelt. Hierbei ist der Nachweis der Rissfreiheit bzw. die Detektion möglicher Risse ein vorrangiges Thema. In den letzten Jahren konnten bereits umfangreiche Erfahrungen mit der Untersuchung von in-situ-Versuchsobjekten in Realmaßstab gesammelt werden. Die Messungen wurden im Endlager für radioaktive Abfälle Morsleben am in-situ-Versuch “Abdichtbauwerk im Steinsalz” und in der Grube Teutschenthal am Großversuch GV2 durchgeführt. Es ist gelungen mit einem neu entwickelten Ultraschall-Messsystem Eindringtiefen bis ca. 9,0 m zu realisieren. Die Messungen mit dem Large Aperture Ultrasonic System in Kombination mit der Rekonstruktion-Methode Synthetic Aperture Focusing Technique zeigen, dass die zerstörungsfreie Prüfung von Abdichtbauwerken möglich und die Nutzung des Messsystems zur Qualitätssicherung bei der Erstellung der Verschlussbauwerke vielversprechend ist.</abstract>
    <abstract language="eng">In 2011, the German Bundestag decided to phase out nuclear energy. The resulting waste will remain highly radioactive for many hundreds of thousands of years and represents a considerable danger for future generations. This radioactive waste is to be safely disposed of in deep geological formations (e.g. salt, clay or crystalline). The repositories will be sealed by means of engineered barrier systems. The impermeability of these structures is indispensable. &#13;
&#13;
In the current research phase, various materials are being investigated and methods for monitoring the structures are being developed. In this context, the investigation of cracks is a priority topic. &#13;
&#13;
In recent years, BAM has gained extensive experience in the investigation of in-situ test objects in full scale. The measurements were performed in the Morsleben repository for radioactive waste at the test structure for the in-situ experiment "Sealing structure in rock salt" and in the Teutschenthal mine at the large-scale GV2 test structure.&#13;
&#13;
With a newly developed ultrasonic measuring system it has been possible to achieve penetration depths of up to approx. 9.0 m. Measurements with the Large Aperture Ultrasonic System in combination with the Synthetic Aperture Focusing Technique reconstruction method show that the non-destructive testing of sealing structures is possible and the use of the measuring system for quality assurance in the construction of sealing structures is promising.</abstract>
    <parentTitle language="deu">Materialwissenschaft und Werkstofftechnik</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1002/mawe.202000118</identifier>
    <identifier type="issn">1521-4052</identifier>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:b43-520298</identifier>
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    <author>Ute Effner</author>
    <author>Frank Mielentz</author>
    <author>Ernst Niederleithinger</author>
    <author>C. Friedrich</author>
    <author>R. Mauke</author>
    <author>K. Mayer</author>
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      <value>Abdichtbauwerk / Verschlussbauwerk</value>
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      <value>Zerstörungsfreie Prüfung</value>
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    <collection role="themenfelder" number="">Kerntechnische Entsorgung</collection>
    <collection role="unnumberedseries" number="">Wissenschaftliche Artikel der BAM</collection>
    <thesisPublisher>Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)</thesisPublisher>
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    <title language="eng">Muon Tomography of the Interior of a Reinforced Concrete Block: First Experimental Proof of Concept</title>
    <abstract language="eng">Quality assurance and condition assessment of concrete structures is an important topic world-wide due to the aging infrastructure and increasing traffic demands. Common topics include, but are not limited to, localisation of rebar or tendon ducts, geometrical irregularities, cracks, voids, honeycombing or other flaws. Non-destructive techniques such as ultrasound or radar have found regular, successful practical application but sometimes suffer from limited resolution and accuracy, imaging artefacts or restrictions in detecting certain features. Until the 1980s X-ray transmission was used in case of special demands and showed a much better resolution than other NDT techniques. However, due to safety concerns and cost issues, this method is almost never used anymore. Muon tomography has received much attention recently. Novel detectors for cosmic muons and tomographic imaging algorithms have opened up new fields of application, such as the investigation of freight containers. Muon imaging also has the potential to fill some of the gaps currently existing in concrete NDT. As a first step towards practical use and as a proof of concept we used an existing system to image the interior of a reference reinforced 600 kg concrete block. Even with a yet not optimized setup for this kind of investigation, the muon imaging results are at least of similar quality compared to ultrasonic and radar imaging, potentially even better. The data acquisition takes more time and signals contain more noise, but the images allowed to detect the same important features that are visible in conventional high energy X-ray tomography. In our experiment, we have shown that muon imaging has potential for concrete inspection. The next steps include the development of mobile detectors and optimising acquisition and imaging parameters.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Journal of Nondestructive Evaluation</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1007/s10921-021-00797-3</identifier>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:b43-529974</identifier>
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    <author>Ernst Niederleithinger</author>
    <author>S. Gardner</author>
    <author>Thomas Kind</author>
    <author>R. Kaiser</author>
    <author>Marcel Grunwald</author>
    <author>G. Yang</author>
    <author>Bernhard Redmer</author>
    <author>Anja Waske</author>
    <author>Frank Mielentz</author>
    <author>Ute Effner</author>
    <author>Christian Köpp</author>
    <author>A. Clarkson</author>
    <author>F. Thompson</author>
    <author>M. Ryan</author>
    <author>D. Mahon</author>
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      <value>Muon</value>
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      <value>Radar</value>
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    <collection role="ddc" number="624">Ingenieurbau</collection>
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    <collection role="institutes" number="">8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen</collection>
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    <collection role="themenfelder" number="">Chemie und Prozesstechnik</collection>
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    <collection role="unnumberedseries" number="">Wissenschaftliche Artikel der BAM</collection>
    <thesisPublisher>Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)</thesisPublisher>
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    <publisherName>Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP)</publisherName>
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    <title language="deu">Entwicklung einer Bohrlochsonde für Ultraschalluntersuchungen an Abschlussbauwerken in Endlagern</title>
    <abstract language="deu">Für die Qualitätssicherung von Abschlusswerken für Endlager wird eine Ultraschall-Bohrlochsonde entwickelt. Mithilfe dieser Sonde, die aus einer Vielzahl von einzelnen koppelmittelfreien Ultraschall-Punktkontaktprüfköpfen besteht, soll die Rissfreiheit der Versuchsbauwerke überprüft werden.&#13;
Ein erster Prototyp der Sonde wurde mit einem kommerziellen Ultraschallgerät betrieben und bestand aus 12 Transversalwellen-Punktkontaktprüfköpfen von denen jeweils sechs als Sender und sechs als Empfänger parallelgeschaltet waren. Um den erzeugten Schalldruck der Bohrlochsonde zu steigern, wurde bei der Neuentwicklung die Prüfkopfanzahl erhöht und zusätzlich die laufzeitgesteuerte Anregung der einzelnen Prüfköpfe vorgesehen. Für die Anregung der Prüfköpfe mit programmierten Zeitverzögerungen wurde ein neuartiger mehrkanaliger Sender für bipolare Rechtecksignale entwickelt.&#13;
Durch die Entwicklung der Bohrlochsonde soll eine dynamische Anpassung der Prüfkopf-Apertur sowie eine Fokussierung des Schallfeldes in Abhängigkeit der zu untersuchenden Tiefe erfolgen. Mithilfe entsprechender Anregungsfunktionen kann das Schallfeld der Bohrlochsonde unterschiedlich geformt werden, z. B. ist auch ein Schwenken des fokussierten Schallbündels möglich. Dadurch wird das erfasste Prüfvolumen begrenzt und auf diese Weise das Signal-Störverhältnis der Empfangssignale verbessert. In Kombination mit SAFT-Rekonstruktionsrechnungen wird durch eine optimierte Abstrahlcharakteristik der Sonde mit einem hohen Schalldruck unter verschiedenen Winkeln eine verbesserte Signalqualität und damit eine erhöhte Aussagesicherheit der Ergebnisse in der Objektabbildung erwartet.</abstract>
    <parentTitle language="deu">DGZfP-Berichtsband</parentTitle>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:b43-526746</identifier>
    <identifier type="isbn">978-3-947971-18-3</identifier>
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    <author>Frank Mielentz</author>
    <author>Heiko Stolpe</author>
    <author>Ute Effner</author>
    <author>Matthias Behrens</author>
    <author>Thomas Bernstein</author>
    <author>Ernst Niederleithinger</author>
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      <value>Abdichtbauwerk</value>
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    <collection role="institutes" number="">9 Komponentensicherheit</collection>
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    <collection role="literaturgattung" number="">Graue Literatur</collection>
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    <thesisPublisher>Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)</thesisPublisher>
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    <title language="eng">Ultrasonic quality assurance at magnesia shotcrete sealing structures</title>
    <abstract language="eng">Engineered barriers are a key element to enable safe nuclear waste disposal. One method currently under research for their construction is magnesia concrete applied in a shotcrete procedure. In this study, the ultrasonic echo method is evaluated as a means for quality assurance. Imaging of internal structures (backwall, boreholes) and defects, such as delamination, has successfully been achieved in the shotcrete. Additionally, detailed information about the potential cause of selected reflectors are obtained by phase analysis. In several test blocks of various sizes, no consistent concrete section boundaries have been found by ultrasonic imaging, which was verified by subsequent drilling and complementary tests. An experiment with artificial defects imitating cracks, air-filled voids, and material with lower density has been challenging and shows the limitations of the current methods. Although significant defects, such as a large delamination, are reliably identified, several smaller defects are not identified. Generally, ultrasonic imaging provides a suitable base as a mean for quality assurance during and after the construction of sealing structures. However, further developments are required to enhance the reliability of the method and a full validation is still pending. Still, the method has potential to increase the safety of nuclear waste repositories.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Sensors</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.3390/s22228717</identifier>
    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:b43-563170</identifier>
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    <author>Vera Lay</author>
    <author>Ute Effner</author>
    <author>Ernst Niederleithinger</author>
    <author>J. Arendt</author>
    <author>M. Hofmann</author>
    <author>W. Kudla</author>
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      <value>Engineered barrier systems</value>
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    <thesisPublisher>Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)</thesisPublisher>
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    <title language="eng">Ultrasonic quality assurance for underground salt shotcrete sealing structures in Teutschenthal mine, Germany</title>
    <abstract language="eng">Underground sealing structures are necessary to seal radioactive or toxic waste in underground repositories. A special version of MgO concrete is used in the mine in Teutschenthal and applied at a large-scale test with the aim to provide a low permeability barrier. The test structures (up to 10 m long) were created by shotcreting. Besides destructive tests, non-destructive ultrasonic measurements have been evaluated for quality assurance to monitor potential anomalies such as cracks, concrete inhomogeneities, and delamination. We show results of ultrasonic measurements with a multi-transducer system used at the front and from the side of the concrete structure. Images are obtained by synthetic aperture focusing techniques. The boundaries between concreting sections are not visible in the ultrasonic images systematically so that a successful concreting is assumed, which is confirmed by the low permeabilities observed. Several reflectors up to a depth of 1.2 m are identified and interpreted as potential damages in the concrete. Phase analysis of prominent reflectors reveal a negative impedance contrast thus indicating air filled voids, cracks or delamination. Boreholes through some of the identified reflectors are used to verify the results from ultrasonic measurements. Additionally, an experiment with incorporated artificial defects was undertaken to analyse the reliability of the applied methods. Overall, the conducted tests show the potential of ultrasonic measurements to detect critical anomalies. Despite challenges at small-scale structures (cm-order), large-scale anomalies can be identified. Consequently, implementing ultrasonic monitoring during and after the construction of concrete sealing structures has shown its potential as a tool for quality assurance, but needs further development and validation.</abstract>
    <parentTitle language="eng">International Symposium Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDTCE 2022)</parentTitle>
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    <enrichment key="eventName">NDT-CE 2022</enrichment>
    <enrichment key="eventPlace">Zurich, Switzerland</enrichment>
    <enrichment key="eventStart">16.08.2022</enrichment>
    <enrichment key="eventEnd">18.08.2022</enrichment>
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    <author>Vera Lay</author>
    <author>Ute Effner</author>
    <author>Ernst Niederleithinger</author>
    <author>J. Arendt</author>
    <author>W. Kudla</author>
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      <language>eng</language>
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      <value>Ultrasound</value>
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      <value>Ultrasonic imaging</value>
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      <value>Magnesia shotcrete</value>
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      <value>Underground</value>
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      <value>Engineered barrier systems</value>
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    <collection role="ddc" number="621">Angewandte Physik</collection>
    <collection role="institutes" number="">8 Zerstörungsfreie Prüfung</collection>
    <collection role="institutes" number="">8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen</collection>
    <collection role="themenfelder" number="">Energie</collection>
    <collection role="fulltextaccess" number="">Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")</collection>
    <collection role="literaturgattung" number="">Graue Literatur</collection>
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    <publishedYear>2021</publishedYear>
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    <title language="deu">Entwicklung einer Bohrlochsonde für  Ultraschalluntersuchungen an  Abschlussbauwerken in Endlagern</title>
    <abstract language="deu">Für die Qualitätssicherung von Abschlusswerken für Endlager wird eine Ultraschall-Bohrlochsonde entwickelt. Mithilfe dieser Sonde, die aus einer Vielzahl von einzelnen koppelmittelfreien Ultraschall-Punktkontaktprüfköpfen besteht, soll die Rissfreiheit der Versuchsbauwerke überprüft werden. &#13;
Ein erster Prototyp der Sonde wurde mit einem kommerziellen Ultraschallgerät betrieben und bestand aus 12 Transversalwellen-Punktkontaktprüfköpfen von denen jeweils sechs als Sender und sechs als Empfänger parallelgeschaltet waren. Um den erzeugten Schalldruck der Bohrlochsonde zu steigern, wurde bei der Neuentwicklung die Prüfkopfanzahl erhöht und zusätzlich die laufzeitgesteuerte Anregung der einzelnen Prüfköpfe vorgesehen. Für die Anregung der Prüfköpfe mit programmierten Zeitverzögerungen wurde ein neuartiger mehrkanaliger Sender für bipolare Rechtecksignale entwickelt. &#13;
Durch die Entwicklung der Bohrlochsonde soll eine dynamische Anpassung der Prüfkopf-Apertur sowie eine Fokussierung des Schallfeldes in Abhängigkeit der zu untersuchenden Tiefe erfolgen. Mithilfe entsprechender Anregungsfunktionen kann das Schallfeld der Bohrlochsonde unterschiedlich geformt werden, z. B. ist auch ein Schwenken des fokussierten Schallbündels möglich. Dadurch wird das erfasste Prüfvolumen begrenzt und auf diese Weise das Signal-Störverhältnis der Empfangssignale verbessert. In Kombination mit SAFT-Rekonstruktionsrechnungen wird durch eine optimierte Abstrahlcharakteristik der Sonde mit einem hohen Schalldruck unter verschiedenen Winkeln eine verbesserte Signalqualität und damit eine erhöhte Aussagesicherheit der Ergebnisse in der Objektabbildung erwartet.</abstract>
    <identifier type="url">https://jahrestagung.dgzfp.de/portals/jt2021/bb176/inhalt/poster.htm</identifier>
    <enrichment key="eventName">DGZfP-Jahrestagung 2021</enrichment>
    <enrichment key="eventPlace">Online meeting</enrichment>
    <enrichment key="eventStart">10.05.2021</enrichment>
    <enrichment key="eventEnd">11.05.2021</enrichment>
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    <enrichment key="RelatedIdentifier">https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-526746</enrichment>
    <author>Ute Effner</author>
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      <language>deu</language>
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      <value>Abdichtbauwerk</value>
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      <value>Zerstörungsfreie Prüfung</value>
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      <value>Ultraschall-Echoverfahren</value>
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      <value>Bohrlochsonde</value>
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      <language>deu</language>
      <type>uncontrolled</type>
      <value>Verschlussbauwerk</value>
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    <collection role="ddc" number="621">Angewandte Physik</collection>
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    <collection role="institutes" number="">8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen</collection>
    <collection role="institutes" number="">9 Komponentensicherheit</collection>
    <collection role="institutes" number="">9.2 Versuchsanlagen und Prüftechnik</collection>
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