TY - RPRT A1 - Herold, Christian A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar T1 - Nationaler und Internationaler Stand zu bereits existierenden Anforderungen und Konzepten für Endlagerbehälter und Zusammenstellung sicherheitsrelevanter Behältereigenschaften; Bericht zum Arbeitspaket 1 des FuE-Verbundvorhabens KoBrA N2 - Im hier vorliegenden Bericht wurde im Rahmen einer umfassenden Literaturrecherche der nationale und internationale Stand von Wissenschaft und Technik hinsichtlich Behälterkonzepten und Behälteranforderungen erfasst. Dabei wurde eine umfangreiche Dokumentensammlung zusammengestellt und sortiert, die als Quellenbasis für alle weiteren Arbeiten zur Verfügung steht. Die Auswertung der gesammelten Informationen resultiert in einem Überblick über internationale Behälterentwicklungen sowie einer detaillierten Übersicht über die Behälterkonzepte und die ihnen zugrundeliegenden Anforderungskataloge aus elf fortgeschrittenen Endlagerprogrammen. KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - Hochradioaktive Abfälle PY - 2020 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1759195804 N1 - Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11537. SP - 1 EP - 284 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-53117 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Herold, Christian A1 - Völzke, Holger A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Wolff, Dietmar A1 - Bollingerfehr, W. A1 - Wunderlich, A. A1 - Prignitz, S. T1 - Erarbeitung von Vorschlägen für mögliche Behälterkonzepte in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein; Bericht zum Arbeitspaket 4 des FuE Verbundvorhabens KoBrA N2 - Dieser Bericht untersucht die im ersten Arbeitspaket ermittelten vorhandenen bzw. entwickelten Behälterkonzepte dahingehend, inwieweit die jeweiligen Behälterfunktionen unter den im zweiten und dritten Arbeitspaket ermittelten Randbedingungen und Einwirkungen den im dritten Arbeitspaket ermittelten Anforderungen an endlagerfähige Behälter in einem deutschen Endlager genügen. Zum anderen sollen, basierend auf den im zweiten Arbeitspaket ermittelten Randbedingungen und den im dritten Arbeitspaket hergeleiteten und zusammengestellten Anforderungen an die Endlagerbehälter, Vorschläge für mögliche generische Endlagerbehälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein erarbeitet werden. Die im ersten Arbeitspaket recherchierten Behälterkonzepte, deren Entwicklungslinien und zugrundeliegende Behälteranforderungen bilden hier den Ausgangspunkt für weitergehende Überlegungen hinsichtlich ihrer potenziellen Eignung für ein zukünftiges deutsches Endlager und zur Skizzierung generischer Konzepte für zukünftige Endlagerbehälter. KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - Hochradioaktive Abfälle PY - 2020 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1759194123 N1 - Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11537. SP - 1 EP - 76 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-53118 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Herold, Christian A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Bollingerfehr, W. A1 - Wunderlich, A. A1 - Prignitz, S. T1 - Herleitung und Zusammenstellung der Anforderungen an Endlagerbehälter für ein HAW-Endlager in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein; Bericht zum Arbeitspaket 3 des FuE Verbundvorhabens KoBrA N2 - Der Bericht zum Arbeitspaket 3 baut auf den Ergebnissen der internationalen Recherche (AP1) sowie der Zusammenstellung der Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen für die Endlagerbehälter (AP2) auf. Die Anforderungen an die Behälter – regulatorische, betriebliche sowie solche aus der Standortgeologie und den Einwirkungen und Prozessen, denen die Behälter ausgesetzt sind – werden hergeleitet und systematisch dargestellt. Die für das Endlagersystem zu betrachtenden Nutzungsphasen werden aus den regulatorischen Anforderungen hergeleitet und charakterisiert. Die Einwirkungen auf die Behälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen sowie die sich für die Erfüllung der Sicherheitsfunktionen des Behälters als Teil des Endlagersystems ergebenden Behälterfunktionen werden ebenfalls wirtsgesteins- und zeitphasenabhängig betrachtet. Schließlich werden aus den Einwirkungen auf die Behälter und den Anforderungen an die Behälterfunktionen auch quantifizierbare Behälterfunktionen für alle drei potenziellen Wirtsgesteine abgeleitet. KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - Hochradioaktive Abfälle PY - 2020 UR - https://www.bge-technology.de/fileadmin/user_upload/MEDIATHEK/f_e_berichte/KoBrA/2020-KoBrA_Bericht_AP3.pdf N1 - Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11527 und 02E11537. SP - 1 EP - 254 PB - BGE Technology CY - Peine AN - OPUS4-53119 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Perk, M. A1 - Großwig, S. A1 - Pfeiffer, T. A1 - Rembe, M. A1 - den Hartogh, M. A1 - Weege, S. A1 - Krebber, Katerina A1 - Dijk, H. L. T1 - Faseroptische Leckage-Ortung zum Nachweis von Undichtheiten in Bohrlochkomplettierungen N2 - Im Rahmen der Integritätsbewertung einer zementierten 13 3/8" Rohrtour einer Sole-Produktionsbohrung wurden erstmals 2018 zeitgleich faseroptische Temperaturmessungen (DTS, Distributed Temperature Sensing) und faseroptische Akustikmessungen (DAS, Distributed Acoustic Sensing) durchgeführt und ausgewertet. Dazu wurde die Bohrung zeitweise mit Stickstoff bespannt und wieder entlastet. Durch die Bespannung der Bohrung mit Stickstoff in Kombination mit dem Herunterdrücken des Stickstoff-Sole-Spiegels unter den Rohrschuh der 13 3/8" Rohrtour, konnte Stickstoff aus der Kavernenbohrung durch eine Leckagestelle in die Zementation übertreten und dort ein Stickstoff-Reservoir bilden. Bei der anschließenden Stickstoffentlastung erfolgte der Wiederanstieg des Stickstoff-Sole-Spiegels deutlich schneller als die Entleerung des in der Zementation angelegten Stickstoff-Reservoirs. Der dadurch entstandene Druckgradient hatte zur Folge, dass an der Leckagestelle der Stickstoff aus der Zementation in die aufsteigende Sole in Form von Bläschen eingetreten und dort aufgestiegen ist. Dieser Übertritt der Stickstoffbläschen war sowohl mit der Entstehung eines akustischen Geräusches als auch mit einer Temperaturänderung verbunden, welche mit der DAS- und DTS-Technik nachgewiesen werden konnten. Um die Ergebnisse bzgl. ihres physikalischen Hintergrundes zu überprüfen und basierend auf einer mathematisch-physikalischen Grundlage eine nachvollziehbare Interpretation der Messergebnisse zu ermöglichen, wurde ein numerisches Simulationsmodell der gekoppelten Festkörper- und Druckakustik für die Bohrung aufgebaut. Das Modell berücksichtigt die Geologie und die Komplettierung der Kavernenbohrung. Nach Identifikation der Schallquelle konnte mit dem Modell die Ausbreitung des Schalldrucks in der Bohrung erfolgreich nachgestellt werden. Um dieses Verfahren einer simultanen DAS-DTS-Messung in eine feldtaugliche Version zu überführen, läuft seit November 2019 ein breit angelegtes und vom BMWi gefördertes ZIM-Kooperationsprojekt zwischen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der IAB Weimar gGmbH, der GESO GmbH & Co. Projekt KG, der DEEP.KBB GmbH sowie der Rembe Consulting PartG mbB. Durch die Messdatenkopplung und den Wegfall der bewegungsbedingten Nachteile einer Messsonde werden präzisere Ergebnisse zur Bewertung der Bohrlochintegrität erwartet. Das Ziel ist, mit Hilfe der noch zu entwickelnden einfachen und robusten Technik, quantitative Aussagen über die Zustände im verrohrten Bohrloch direkt am Messplatz treffen zu können, wobei ein Fokus auf Detektierung und Quantifizierung von Kleinstleckagen liegt. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes kommt neben numerischen Berechnungen auch ein geplanter Bohrlochsimulator zum Einsatz, mit dem umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung der Grenzparameter und Detektionsschwellen durchgeführt werden sollen. T2 - DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2020 CY - Celle, Germany DA - 15.​04.​2020 KW - Kavernenspeicher KW - Verteilte faseroptische akustische Sensorik KW - Wasserstoffspeicher PY - 2020 UR - https://dgmk.egnyte.com/fl/k3KJMqKMSb#folder-link/ SN - 978-3-947716-04-3 SN - 1433-9013 N1 - Die DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 wurde abgesagt, der Tagungsband aber trotzdem veröffentlicht. - The DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 was cancelled, the proceedings were published nevertheless. VL - DGMK-Tagungsbericht 2020-1 SP - 106 EP - 121 PB - DGMK - Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle CY - Hamburg AN - OPUS4-52159 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Völzke, Holger A1 - Herold, Christian A1 - Wolff, Dietmar A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Bollingerfehr, W. A1 - Prignitz, S. A1 - Wunderlich, A. T1 - Abschlussbericht zum FuE-Verbundvorhaben KoBrA: Anforderungen und Konzepte für Behälter zur Endlagerung von Wärme entwickelnden radioaktiven Abfällen und ausgedienten Brennelementen in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein N2 - Im Forschungsvorhaben KoBrA werden Anforderungen an Endlagerbehälter für hochradioaktive Abfälle erstmals systematisch und unter Berücksichtigung des internationalen Standes von Wissenschaft und Technik hergeleitet. Parallel werden die behälterrelevanten Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen für Endlagerbehälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein ermittelt. Darauf aufbauend werden die zur Erfüllung der Anforderungen unter den gegebenen Einwirkungen und Beanspruchungen notwendigen Behälterfunktionen bestimmt und erste Konzeptideen für zukünftige Endlagerbehälter diskutiert bzw. entwickelt. KW - Endlager KW - Behälter KW - Anforderungen KW - Hochradioaktive Abfälle KW - Wirtsgestein PY - 2020 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1750909669 N1 - Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11527 und 02E11537. SP - 1 EP - 110 PB - BGE Technology CY - Peine AN - OPUS4-52289 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nerger, Deborah T1 - Impact damage characterization at RC plates with planar tomography and FEM N2 - Prediction of dynamic effects of reinforced concrete structures under impact loading is a technical challenge. This is a consequence of the great variability of the physical properties resulting from the wide adaptability of reinforced concrete and a consequence of the wide range of impact loading. Experiments and numerical investigations are normally used on a small scale to address the problem. In this paper, impact tests on reinforced conrete plates with the lateral dimensions of 1.5 m x 1.5 m and a thickness of 30 cm are presented. In bending reinforcement, besides the velocity two properties are varied, the diameter and the spatial distribution of the rebars. Experiments are performed at the Otto-Mohr-Laboratory of the Institute of Concrete Structures of the Technische Universit¨at Dresden. Due to the accelerated fall of the impactor the velocity ranges between 20 and 70 m/s. In addition to the measured quantities such as bearing forces, accelerations are also measured at 4 different positions on and under the plate, as well as the deflection at several positions. The measured data are used for the analysis of the damage form and the numerical examinations with the program Ansys Autodyn and the material model after Drucker-Prager. Numerical investigations support the tests, with detailed analysis of individual effects. These numerical computations and the planar tomographic investigations were carried out at BAM in Berlin. With the help of planar tomographic evaluation, the damaged structure is made visible and compared with the numerical results. Influences of the bending reinforcement are explained on the basis of damage evaluation in the local area and on selected measured values. In addition to the test evaluation, the tomographic and numerical methods are presented. T2 - XI International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2020) CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Post-impact evaluation KW - Damage characterization KW - Planar tomography KW - Drucker-Prager KW - Ansys Autodyn PY - 2020 AN - OPUS4-51768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin T1 - KI, Machine Learning und faseroptische Sensorik N2 - Die Verwendung von Methoden des Maschinellen Lernens (ML) und der Künstlichen Intelligenz (KI) im Fachbereich 8.6 Faseroptische Sensorik wird dargestellt. Die vielfältigen Möglichkeiten, Machine Learning auf Basis Künstlicher Neuronaler Netze (ANN) für eine schnelle und effiziente Datenverarbeitung eizusetzen werden demonstriert. Hierfür werden Beispiele für die Anwendungszwecke Messgrößenberechnung, Entrauschen, Interpolation, Bildverarbeitung und Messdatenauswertung aufgezeigt. T2 - Foresight Prozess AM, AP 4, Workshop „In Situ Sensorik“ CY - Online-Meeting DA - 09.11.2020 KW - Verteilte faseroptische Sensorik KW - KI KW - Künstliche Intelligenz KW - Machine Learning KW - Künstliche Neuronale Netze PY - 2020 AN - OPUS4-51545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mezera, Marek A1 - Alamri, S. A1 - Hendriks, W. A. P. M. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Elert, Anna Maria A1 - Bonse, Jörn A1 - Kunze, T. A1 - Lasagni, A. F. A1 - Römer, G. R. B. E. T1 - Hierarchical micro-/nano-structures on polycarbonate via UV pulsed laser processing N2 - Hierarchical micro/-nanostructures were produced on polycarbonate polymer surfaces by employing a two-step UV-laser processing strategy based on the combination of Direct Laser Interference Patterning (DLIP) of gratings and pillars on the microscale (3 ns, 266 nm, 2 kHz) and subsequently superimposing Laser-induced Periodic Surface Structures (LIPSS; 7–10 ps, 350 nm, 100 kHz) which adds nanoscale surface features. Particular emphasis was laid on the influence of the direction of the laser beam polarization on the morphology of resulting hierarchical surfaces. Scanning electron and atomic force microscopy methods were used for the characterization of the hybrid surface structures. Finite-difference time-domain (FDTD) calculations of the laser intensity distribution on the DLIP structures allowed to address the specific polarization dependence of the LIPSS formation observed in the second processing step. Complementary chemical analyzes by micro-Raman spectroscopy and attenuated total reflection Fourier-transform infrared spectroscopy provided in-depth information on the chemical and structural material modifications and material degradation imposed by the laser processing. It was found that when the linear laser polarization was set perpendicular to the DLIP ridges, LIPSS could be formed on top of various DLIP structures. FDTD calculations showed enhanced optical intensity at the topographic maxima, which can explain the dependency of the morphology of LIPSS on the polarization with respect to the orientation of the DLIP structures. It was also found that the degradation of the polymer was enhanced for increasing accumulated fluence levels. KW - Direct laser interference patterning KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Polycarbonate KW - Hierarchical structures KW - Surface functionalization PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509101 DO - https://doi.org/10.3390/nano10061184 SN - 2079-4991 VL - 10(6) IS - Special issue "Laser-generated periodic nanostructures" SP - 1184-1 EP - 1184-19 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-50910 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fosodeder, P. A1 - Baumgartner, W. A1 - Steinwender, C. A1 - Hassel, A. W. A1 - Florian, Camilo A1 - Bonse, Jörn A1 - Heitz, J. T1 - Repellent rings at titanium cylinders against overgrowth by fibroblasts N2 - The invention of new miniaturized and smart medical implants continues in all medical fields, including miniaturized heart pacemakers. These implants often come with a titanium (Ti) casing, which may have to be removed after several months or years and shall therefore not be completely overgrown by cells or scar tissue after implantation. Scar tissue is mainly formed by fibroblast cells and extracellular matrix proteins like collagen produced by them. Suppression of fibroblast growth at Ti surfaces could be achieved by 800 nm femtosecond laser-ablation creating self-organized sharp spikes with dimensions in the 10 μm-range which are superposed by fine sub-μm parallel ripples. On flat Ti control samples, the best results regarding suppression of cell growth were obtained on spike-structures which were additionally electrochemically anodized under acidic conditions. When Ti cylinders with a diameter of 8 mm (similar as the pacemakers) were placed upright in a culture of murine fibroblasts, a multi-layer cell growth up to a height of at least 1.5 mm occurred within 19–22 days. We have demonstrated that a laser-structured and anodized ring around the Ti cylinder surface is an effective way to create a barrier that murine fibroblasts were not able to overgrow within this time. KW - Cell-repellent surfaces KW - Femtosecond laser-processing KW - Electrochemical treatment KW - Laser-induced micro- and nanostructures KW - Medical implants PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509966 DO - https://doi.org/10.1515/aot-2019-0070 SN - 2193-8576 SN - 2193-8584 VL - 9 IS - 3 (Topical issue: Laser micro- and nano-material processing - Part 2) SP - 113 EP - 120 PB - De Gruyter CY - Berlin AN - OPUS4-50996 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bonse, Jörn A1 - Spaltmann, Dirk T1 - Editorial: Special issue "Laser-induced periodic surface nano- and microstructures for tribological applications" N2 - Laser material processing is an emerging technology that generates surface functionalities on the basis of optical, mechanical, or chemical properties. In the form of laser surface texturing (LST), it has attracted a remarkable amount of research to tailor surface properties towards various tribological applications. The main advantages of this single-step, laser-based technology are the contactless machining, featuring a high flexibility, efficiency, and speed, along with the excellent quality of the processed products. LST can be applied precisely localized to sub-micrometric areas, but, via laser beam scanning, it is also feasible for structuring large surface areas at the square meter size. This Special Issue focuses on the latest developments concerning the tribological performance of laser-generated periodic surface nano- and microstructures and their applications. This includes the laser-based processing of different surface patterns, such as “self-organized” laser-induced periodic surface structures (LIPSS, ripples), grooves, micro-spikes, hierarchical hybrid nano-/micro-structures, microfeatures generated by direct laser interference patterning (DLIP), or even dimples or other topographic geometries shaped by direct laser modification or ablation. The applications of these periodically nano- and micro-patterned surfaces may improve the lubricated or non-lubricated tribological performance of surfaces in conformal and even non-conformal contact through a reduction of wear, a variation of the coefficient of friction, altered load carrying capacity, etc., resulting in energy saving, improved reliability, increased lifetimes as well as durability, leading in turn to extended maintenance intervals/reduced down-time. This can be beneficial in terms of bearings, gears, engines, seals, cutting tools, or other tribological components. Fundamental aspects addressed may involve the investigation of the relevant physical and chemical effects accompanying the laser-generated nano- and microscale topographies, such as alterations of the material structures, the hardness, superficial oxidation, the role of additives contained in lubricants, surface wettability, micro-hydrodynamic effects, etc. For this Special Issue we aim to attract both academic and industrial researchers and would like to provide a bridge between research in the fields of tribology and laser material processing in order to foster the current knowledge and present new ideas for future applications and new technologies. KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Tribology KW - Applications KW - Wear KW - Friction PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-505948 DO - https://doi.org/10.3390/lubricants8030034 SN - 2075-4442 VL - 8 IS - 3 SP - 34, 1 EP - 34, 3 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-50594 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -