TY - CONF A1 - Linnemann, Konrad T1 - Prestressed bolt connections under lateral displacements N2 - The containment system of transport packages for spent nuclear fuel and high-level waste usually includes bolted lids with metal gaskets. The specified transport condition imply high loading on the lids and the bolt connections of the package. The response of the lid systems on these load conditions is generally investigated by drop tests or numerically. BAM has started a research project to get a better understanding about the behavior of prestressed bolt connection under loadings typical for drop tests. T2 - BAM-IRSN-Workshop 2021 CY - Berlin, Germany DA - 08.09.2021 KW - Transport packages KW - Bolt connections KW - Finite element analysis KW - Experimental investigation PY - 2021 AN - OPUS4-53251 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seher, Julia A1 - Fröba, M. T1 - Shape matters: The effect of particle morphology on the fast-charging performance of LiFePO4/C nanoparticle composite electrodes N2 - For the successful use of lithium-ion batteries in automotive applications, reliable availability of high storage capacity and very short recharging times are essential. In order to develop the perfect battery for a certain application, structure–property relationships of each active material must be fully understood. LiFePO4 is of great interest due to its fast-charging capability and high stability regarding its thermal resistance and chemical reactivity. The anisotropic lithium-ion diffusion through the LiFePO4 crystal structure indicates a strong dependence of the electrochemical performance of a nanostructured active material on particle morphology. In this paper, the relationship of the particle morphology and fast-charging capability of LiFePO4/C core/shell nanoparticles in half-cells was studied. For this purpose, a new multistep synthesis strategy was developed. It involves the combination of a solvothermal synthesis followed by an in situ polymer coating and thermal calcination step. Monodisperse rodlike LiFePO4 nanoparticles with comparable elongation along the b-axis (30–50 nm) and a varying aspect ratio c/a (2.4–6.9) were obtained. A strong correlation of the fast-charging capability with the aspect ratio c/a was observed. When using LiFePO4 nanoparticles with the smallest aspect ratio c/a, the best electrochemical performance was received regarding the specific capacity at high C-rates and the cycling stability. A reduction of the aspect ratio c/a by 30% (3.6 to 2.4) was found to enhance the charge capacity at 10 C up to an order of magnitude (7.4–73 mA h·g–1). KW - LiFePO4 KW - Schnellladung KW - Nanoparticles KW - Carbon KW - Chemical synthesis KW - Electrochemical cells KW - Materials PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-533004 DO - https://doi.org/10.1021/acsomega.1c03432 SN - 2470-1343 VL - 6 IS - 37 SP - 24062 EP - 24069 PB - American Chemical Society CY - Washington, DC AN - OPUS4-53300 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gleim, Tobias T1 - Polyurethane Foam in Impact Limiters - Experimental and Numerical Analysis N2 - Transport containers with radioactive material are usually shipped in Germany with wooden-filled impact limiters. Alternative energy-absorbing materials for this purpose can be polyurethane foam, for example. In order to perform adequate simulations with PU foam, experimental and numerical investigations must be carried out. With the help of a series of experimental test runs, a material model is developed, tested and compared in LS-Dyna. T2 - Technical Exchange IRSN – BAM: Transport & Storage of Packages for Radioactive Material CY - Berlin, Germany DA - 08.09.2021 KW - Polyurethane Foam, Impact Limiters, PU-Foam PY - 2021 AN - OPUS4-53261 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gleim, Tobias T1 - Polyurethane Foam for Impact Limiters - Theory and Experimental Data N2 - Transport containers with radioactive material are usually shipped in Germany with wooden-filled impact limiters. Alternative energy-absorbing materials for this purpose can be polyurethane foam, for example. In order to adequately determine the characteristics for a selected PU foam, various experimental investigations must be carried out. Classically, PU foam specimens are tested under uniaxial compression, confined compression and a tensile test. Using the experimental data and selected material models from the literature, the parameters can be determined to describe and apply material models. T2 - Technical Exchange Sandia – BAM: Transport & Storage of Packages for Radioactive Material CY - Online meeting DA - 31.08.2021 KW - Polyurethane Foam KW - Impact Limiters KW - PU-Foam PY - 2021 AN - OPUS4-53262 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wu, Z. A1 - Guo, X. A1 - Xie, G. A1 - Yan, T. A1 - Wu, Dejian A1 - Zhang, F. A1 - Ang, R. T1 - Heat and electric flux coupling of closed-loop thermoelectric generator N2 - Thermoelectric generator (TEG) has been proved as a promising technology for directly converting heat into electricity based on Seebeck effect. On the contrary, this electricity can trigger a solid-state cooling based on conventional Peltier effect. However, these two effects induce a coupling between heat and electric flux, especially for the quantitative relationship still remaining a mystery. Here, we show experimental evidence and theoretical calculation for the coupling by monitoring transient response of fluid temperature and output power. The experimental maximum heat flow in open circuit is 1162 W at cold fluid flow rate = 0.3 m3/h and fluid temperature difference ΔTf = 70 °C, enhanced by 13% owing to heat compensation from intrinsic coupling in closed-loop circuit. Meanwhile, the measured maximum output power of TEG is 18.2 W, and subsequently decreases to 15.4 W due to the objective existence of coupling. This double-edged sword in coupling vigorously inspires the potential applications in heat-dissipation situation such as spacecraft, electronic components, photovoltaic, refrigerator and etc. Present findings open a novel avenue for manipulating heat-electricity conversion in practical engineering. KW - Thermoelectric generator PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114529 SN - 0196-8904 VL - 244 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-53661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Droste, Bernhard A1 - Wolff, Dietmar A1 - Bevilacqua, A. A1 - Reiche, I. A1 - Harvey, J. A1 - Hirose, M. A1 - Kumano, Y. A1 - McConnell, P. A1 - Saegusa, T. A1 - Einziger, R. ED - González-Espartero, A. T1 - Methodology for a Safety Case of a Dual Purpose Cask for Storage and Transport of Spent Fuel N2 - Spent nuclear fuel which is generated in the operation of nuclear reactors needs to be safely managed following its removal from the reactor core. On-site power reactor storage pools were designed on the assumption that after a short period of time spent nuclear fuel would be removed for reprocessing and disposal or further storage elsewhere. The amount of highly radioactive spent fuel that needs to be stored over longer periods of time is growing and additional storage capacity is required. One of the widely used options for additional storage capacity is the use of casks for dry storage of spent fuel. Among various existing dry storage concepts, several Member States are utilizing a concept of dual purpose casks (DPCs). This publication provides practical advice on the structure and contents of a DPC integrated safety case with reference to existing IAEA requirements relevant to the licensing and use of transport and storage casks for spent fuel. KW - Dual Purpose Cask KW - Spent Fuel KW - Storage KW - Transport PY - 2020 UR - https://www.iaea.org/publications/10966/methodology-for-a-safety-case-of-a-dual-purpose-cask-for-storage-and-transport-of-spent-fuel SN - 978-92-0-131620-2 SN - 1011–4289 SP - 1 EP - 109 PB - IAEA Publishing Section CY - Vienna, Austria AN - OPUS4-51962 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Palkowski, Carsten T1 - BAM Round Robin Test for Heat Pumps and Air Conditioners N2 - Preliminary results of the BAM RRTs are given in this presentation. T2 - VHK Meeting CY - Online meeting DA - 11.11.2020 KW - Heat Pumps KW - Air Conditioners KW - Round Robin Test KW - Load-Based Test Method KW - Energy Label PY - 2020 AN - OPUS4-51969 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ruiz-Hervias, J. A1 - Simbruner, Kai A1 - Cristobal-Beneyto, M. A1 - Perez-Gallego, D. A1 - Zencker, Uwe T1 - Failure mechanisms in unirradiated ZIRLO® cladding with radial hydrides N2 - The purpose of this paper is to investigate the relationship between hydride morphology, in particular the presence of radial hydrides (RHs), stress state and failure mechanisms associated with the ring compression test (RCT). Samples of ZIRLO®cladding were pre-hydrided and subjected to thermo-mechanical treatments to precipitate long radial hydrides. The results show that the reorientation treatment was very successful. A considerable fraction of RHs was generated, the radial hydride continuity factor being around 80 to 90% of the wall thickness. The samples with reoriented hydrides were tested using the RCT at room temperature. Macroscopic brittle failure was observed with sudden load drops for displacements around 0.5 mm, with a calculated “offset strain”between 0.5 and 1%. Crack nucleation occurs in RHs located in regions with the highest values of hoop stress. These locations are the inner diameter of cladding at the vertical plane of the sample (12 and 6 o’clock positions) and the outer diameter at the horizontal plane (3 and 9 o’clock positions). Noticeable load drops in the RCT are associated with unstable crack propagation events through the radial hydride network, the crack front reaching up to 90% of the wall thickness in some cases. The failure micro-mechanism is quasi-cleavage in the hydrides and micro-void nucleation, growth and coalescence in the Zr matrix, with ductile tearing patches connecting neighboring hydrides. The main conclusion is that radial hydride metrics is not the only parameter that determines cladding failure in the presence of RHs, but the interaction between the location and continuity of RHs and the stress normal to the hydride (the hoop stress in this case). Consequently, if a radial hydride is located at a position within the cladding where the hoop stress is small, a crack will not be initiated easily in the RCT. KW - ZIRLO® KW - Cladding Embrittlement KW - Radial Hydrides KW - Failure Mechanism KW - Ring compression test PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152668 SN - 0022-3115 VL - 544 SP - 152668 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-52000 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simbruner, Kai T1 - Brittle failure analysis of spent fuel zirconium alloy claddings during long-term dry interim storage - Current approach at BAM N2 - Understanding the mechanical behaviour of fuel cladding is decisive for an extended dry interim storage period beyond the currently licensed period of 40 years in Germany and subsequent handling, transport, and disposal considering normal and accidental conditions. Since fuel cladding acts as the first barrier for spent fuel, its integrity should be demonstrated to enable safe and secure discharge and handling options after interim storage and subsequent transportation in preparation of final disposal. An established method for characterizing cladding material is the Ring Compression Test (RCT), where a small, cylindrical sample of the cladding tube is subjected to a compressive load. This test is a laboratory representation of a fuel rod load case and has shown a high susceptibility to failure under the occurrence of radial hydrides. Certain hydride morphologies and low temperature might even lead to brittle fracture at very small loads. The BAM research project BRUZL (Fracture mechanical analysis of spent fuel claddings during long-term dry interim storage) aims to study the results of quasi-static RCTs and to establish numerical models to gain an in-depth understanding of the stress state during the experiments. Using a fracture mechanical approach, cases of sudden failure during the RCT procedure are used to characterize the material behaviour and establish a failure criterion. As an integral part of the project BRUZL, quasi-static Ring Compression Tests have been performed to identify all experimental details, which might be helpful for numerical modelling. Unirradiated samples of the cladding material ZIRLO® have been subjected to hydrogen charging and a thermo-mechanical treatment for radial hydride reorientation. Sample preparation, testing procedures, and analysis results are presented. A numerical model has been established and an elastic-plastic material model was derived from as-received RCT samples by inverse finite element analyses. Cohesive zone modelling has been implemented to reproduce sudden load drops during RCT. The project is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) under contract no. 1501561. T2 - Kolloquium der Abteilung 3 CY - Online meeting DA - 05.11.2020 KW - Ageing Management KW - Cladding Embrittlement KW - Extended Storage KW - Ring Compression Test KW - Spent Nuclear Fuel PY - 2020 AN - OPUS4-51987 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simbruner, Kai T1 - Embrittlement of Spent Fuel Claddings ‒ Results of Ring Compression Tests N2 - An established method for characterizing cladding material is the Ring Compression Test (RCT), where a small, cylindrical sample of the cladding tube is subjected to a compressive load. This test is a laboratory representation of a fuel rod load case and has shown a high susceptibility to failure under the occurrence of radial hydrides. Certain hydride morphologies and low temperature might even lead to brittle fracture at very small loads. The BAM research project BRUZL (Fracture mechanical analysis of spent fuel claddings during long-term dry interim storage) aims to study the results of quasi-static RCTs and to establish numerical models to gain an in-depth understanding of the stress state during such experiments. Using a fracture mechanical approach, cases of sudden failure during the RCT procedure are used to characterize the material behaviour and establish a failure criterion. As an integral part of the project BRUZL, quasi-static Ring Compression Tests have been performed to identify all experimental details, which might be helpful for numerical modelling. Unirradiated samples of the cladding material ZIRLO® have been subjected to hydrogen charging and a thermo-mechanical treatment for radial hydride reorientation. Sample preparation, testing procedures, and analysis results are presented. A numerical model has been established and an elastic-plastic material model was derived from as-received RCT samples by inverse finite element analyses. Cohesive zone modelling has been implemented to reproduce sudden load drops during RCT. The project is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) under contract no. 1501561. T2 - 4th GRS Workshop on Safety of Extended Dry Storage of Spent Nuclear Fuel CY - Online meeting DA - 03.06.2020 KW - Ageing Management KW - Cladding Embrittlement KW - Extended Storage KW - Ring Compression Test KW - Spent Nuclear Fuel PY - 2020 AN - OPUS4-51988 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stamm, Michael T1 - EvalTherm - Evaluation of passive Thermography for the inspection of wind turbine blades N2 - The EvalTherm project is presented. The concept of passive thermography on rotor blades as well as first results of field measurements are discussed. As this is an industry-related conference, the focus in this paper is on practical aspects that are of interest for industrial applications. T2 - AMI Wind Turbine Blade Manufacture conference 2021 CY - Cologne, Germany DA - 15.11.2021 KW - Windenergy KW - Thermography KW - Inspection KW - NDT PY - 2021 AN - OPUS4-53928 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lay, Vera A1 - Buske, S. A1 - Townend, J. A1 - Kellett, R. A1 - Savage, M. A1 - Schmitt, D. R. A1 - Constantinou, A. A1 - Eccles, J. D. A1 - Gorman, A. A1 - Bertram, M. A1 - Hall, K. A1 - Lawton, D. A1 - Kofman, R. T1 - 3D Active Source Seismic Imaging of the Alpine Fault Zone and the Whataroa Glacial Valley in New Zealand N2 - The Alpine Fault zone in New Zealand marks a major transpressional plate boundary that is late in its typical earthquake cycle. Understanding the subsurface structures is crucial to understand the tectonic processes taking place. A unique seismic survey including 2D lines, a 3D array, and borehole recordings, has been performed in the Whataroa Valley and provides new insights into the Alpine Fault zone down to ∼2 km depth at the location of the Deep Fault Drilling Project (DFDP)-2 drill site. Seismic images are obtained by focusing prestack depth migration approaches. Despite the challenging conditions for seismic imaging within a sediment filled glacial valley and steeply dipping valley flanks, several structures related to the valley itself as well as the tectonic fault system are imaged. A set of several reflectors dipping 40°–56° to the southeast are identified in a ∼600 m wide zone that is interpreted to be the minimum extent of the damage zone. Different approaches image one distinct reflector dipping at ∼40°, which is interpreted to be the main Alpine Fault reflector located only ∼100 m beneath the maximum drilled depth of the DFDP-2B borehole. At shallower depths (z < 0.5 km), additional reflectors are identified as fault segments with generally steeper dips up to 56°. Additionally, a glacially over-deepened trough with nearly horizontally layered sediments and a major fault (z < 0.5 km) are identified 0.5–1 km south of the DFDP-2B borehole. Thus, a complex structural environment is seismically imaged and shows the complexity of the Alpine Fault at Whataroa. KW - Imaging KW - Signal processing KW - Seismic KW - Borehole KW - DAS PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-539163 DO - https://doi.org/10.1029/2021JB023013 VL - 126 IS - 12 SP - 1 EP - 21 PB - American Geophysical Union AN - OPUS4-53916 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Herold, Christian A1 - Bollingerfehr, W. A1 - Wunderlich, A. A1 - Prignitz, S. T1 - Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein N2 - Bei der Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle und ausgediente Brennelemente) in Deutschland werden auf Grundlage des Standortauswahlgesetzes von 2017 die drei potenziellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Betracht gezogen. Die Auswahl eines konkreten Endlagerstandortes steht dabei in engem Zusammenhang mit den für die jeweiligen Wirtsgesteine geeignet erscheinender Endlagersystemen. Zentraler Bestandteil dieser Endlagersysteme sind die Endlagerbehälter, deren Gestaltung und Auslegung maßgeblich die Randbedingungen für die Transport- und Einlagerungstechnik vorgibt und zudem die Nachweise zur Betriebs- und Langzeitsicherheit entscheidend prägt. Daher ist es für die Behälterentwicklung erforderlich, die an Endlagerbehälter zu stellenden Anforderungen systematisch herzuleiten. Auf dieser Grundlage können anforderungsgerechte Endlagerbehälter zielgerichtet für die jeweils zu untersuchenden Endlagerstandorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen entwickelt werden. Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse des von BAM und BGE TECHNOLOGY GmbH im Zeitraum 2017 bis 2020 bearbeiteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhabens KoBrA zusammen, die in einem Abschlussbericht und vier zugehörigen Teilberichten umfassend dokumentiert sind. T2 - Tage der Standortauswahl CY - Freiberg, Germany DA - 11.02.2021 KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - hochradioaktive Abfälle PY - 2021 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-53114 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein N2 - Bei der Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle und ausgediente Brennelemente) in Deutschland werden auf Grundlage des Standortauswahlgesetzes von 2017 die drei potenziellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Betracht gezogen. Die Auswahl eines konkreten Endlagerstandortes steht dabei in engem Zusammenhang mit den für die jeweiligen Wirtsgesteine geeignet erscheinender Endlagersystemen. Zentraler Bestandteil dieser Endlagersysteme sind die Endlagerbehälter, deren Gestaltung und Auslegung maßgeblich die Randbedingungen für die Transport- und Einlagerungstechnik vorgibt und zudem die Nachweise zur Betriebs- und Langzeitsicherheit entscheidend prägt. Daher ist es für die Behälterentwicklung erforderlich, die an Endlagerbehälter zu stellenden Anforderungen systematisch herzuleiten. Auf dieser Grundlage können anforderungsgerechte Endlagerbehälter zielgerichtet für die jeweils zu untersuchenden Endlagerstandorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen entwickelt werden. Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse des von BAM und BGE TECHNOLOGY GmbH im Zeitraum 2017 bis 2020 bearbeiteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhabens KoBrA zusammen, die in einem Abschlussbericht und vier zugehörigen Teilberichten umfassend dokumentiert sind. T2 - Tage der Standortauswahl CY - Freiberg, Germany DA - 11.02.2021 KW - Endlager KW - Behälter KW - Sicherheitsanforderungen KW - hochradioaktive Abfälle PY - 2021 AN - OPUS4-53115 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 - Asna Ashari, Parsa A1 - Blind, K. ED - Jakobs, K. T1 - An Analysis of the Three Knowledge and Technology Transfer Channels: Publications, Patents, Standards – The Case of Hydrogen Technology N2 - Climate change and the need to reduce greenhouse gas emissions pose tremendous challenges to policymakers, the economy, and society. In this context, the development of clean, low-emission technologies plays a crucial role in mitigating the negative impact of fossil fuels on the climate. Hydrogen is a promising energy carrier and fuel that, thanks to its versatility, can be used in many applications. However, the adoption of hydrogen technology requires sufficient trust in its safety. To proxy the development of hydrogen safety innovations, we provide an analysis along the three knowledge and technology transfer channels of publications, patents, and standards. Our results show that research on hydrogen safety has increased significantly in the last decades, with hydrogen safety patents experiencing a general upward trend between 1980 and 2020, just recently decreasing. However, an analysis of almost 100 international hydrogen and fuel cell standards shows only a small number of references to scientific publications. This apparently limited transfer of knowledge from publications points to the need to optimize the coordination of the three knowledge and technology transfer channels for the future development of hydrogen technology. Based on the exploration of this gap, we recommend that research on the three channels for hydrogen be intensified and that the impact of hydrogen safety technology research and development on their diffusion be investigated. T2 - 25th EURAS Annual Standardisation Conference – Standardisation and Innovation CY - Aachen, Germany DA - 05.09.2021 KW - Hydrogen KW - Fuel Cells KW - Knowledge and Technology Transfer KW - Publications KW - Patents KW - Standards KW - Safety PY - 2021 SN - 978-3-95886-421-4 SP - 1 EP - 20 CY - Mainz AN - OPUS4-53912 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pampel, Jonas T1 - Natrium- und Lithium-Metall-Batterien - Wie gefährlich sind sie wirklich N2 - Das Verhalten von Batteriezellen bei Beschädigung ist von hoher Bedeutung für die Einschätzung der Sicherheit bei Transport, Lagerung sowie Verwendung. Vor allem im Zusammenhang mit dem exponentiell wachsenden Sektor der Lithium-Batterien kam es in der Vergangenheit immer wieder zu kritischen Vorfällen. Hierbei haben Lithium-Metall-Batterien, welche elementares Lithium enthalten, den Ruf besonders gefährlich zu sein. Um dieses Thema bewerten zu können, werden im Vortrag die Unterschiede zwischen Lithium-Ionen- und Lithium-Metall-Batterien erläutert und experimentelle Studien des Verhaltens von aktuellen Systemen bei Schädigung verglichen. Darüber hinaus wird auf die Eigenschaften sowie das Sicherheitsverhalten von zukünftigen Lithium- bzw. Natrium-Batterien eingegangen. T2 - Fachkonferenz Lithiumbatterien - Logistik, Lagerung und Entsorgung CY - Online meeting DA - 26.01.2021 KW - Lithium-Batterien KW - Sicherheit KW - Thermisches Durchgehen KW - Natrium-Batterien PY - 2021 AN - OPUS4-54055 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pampel, Jonas T1 - Neues aus der Welt der Lithiumbatterien: Jüngste Forschungsergebnisse und deren Auswirkungen auf die Beförderung und Lagerung N2 - Das Verhalten von Batteriezellen bei Beschädigung ist von hoher Bedeutung für die Einschätzung der Sicherheit bei Transport, Lagerung sowie Verwendung. Die Auswirkungen bei Schädigung hängen natürlich von der Art der Zelle, jedoch auch vom Ladezustand und der Schädigungsmethode ab. Im Vortrag werden die Schädigungsversuche von Einzelzellen sowie Propagationsversuche an der BAM für verschieden Ladezustände präsentiert. Des Weiteren werden die aktuellen Vorgaben/Empfehlungen bezüglich der Lagerung von Lithium-Batterien kurz dargestellt. Darüber hinaus werden die neusten Entwicklung bezüglich der Vorgaben für den Transports von Natrium-Ionen-Batterien vorgestellt und diskutiert. T2 - 18. Gefahrgut Technik Tage CY - Berlin, Germany DA - 18.11.2021 KW - Lithium-Batterien KW - Sicherheit KW - Thermisches Durchgehen KW - Batterie-Lagerung KW - Batterie-Transport PY - 2021 AN - OPUS4-54078 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bloi, L. M. A1 - Hippauf, F. A1 - Boenke, T. A1 - Rauche, M. A1 - Paasch, S. A1 - Schutjajew, K. A1 - Pampel, Jonas A1 - Schwotzer, F. A1 - Dörfler, S. A1 - Althues, H. A1 - Oschatz, M. A1 - Brunner, E. A1 - Kaskel, S. T1 - Mechanistic insights into the reversible lithium storage in an open porous carbon via metal cluster formation in all solid-state batteries N2 - Porous carbons are promising anode materials for next generation lithium batteries due to their large lithium storage capacities. However, their highsloping capacity during lithiation and delithiation as well as capacity fading due to intense formation of solid electrolyte interphase (SEI) limit their gravimetric and volumetric energy densities. Herein we compare a microporous carbide-derived carbon material (MPC) as promising future anode for all solid-state batteries with a commercial high-performance hard carbon anode. The MPC obtains high and reversible lithiation capacities of 1000 mAh g−1carbon in half-cells exhibiting an extended plateau region near 0 V vs. Li/Li+ preferable for full-cell application. The well-defined microporosity of the MPC with a specific surface area of >1500 m2 g−1 combines well with the argyrodite-type electrolyte (Li6PS5Cl) suppressing extensive SEI formation to deliver high coulombic efficiencies. Preliminary full-cell measurements vs. nickel-rich NMC-cathodes (LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2) provide a considerably improved average potential of 3.76 V leading to a projected energy density as high as 449 Wh kg−1 and reversible cycling for more than 60 cycles. 7Li Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy was combined with ex-situ Small Angle X-ray Scattering to elucidate the storage mechanism of lithium inside the carbon matrix. The formation of extended quasi-metallic lithium clusters after electrochemical lithiation was revealed. KW - All solid-state battery KW - Microporous carbon KW - Lithium battery KW - Anode PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.11.061 SN - 0008-6223 VL - 188 SP - 325 EP - 335 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-54079 LA - eng 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 - CONF A1 - Hicke, Konstantin T1 - Fiber optic distributed acoustic and vibration sensing for condition monitoring of infrastructure and hazard monitoring applications N2 - Fiber optic Distributed Acoustic Sensing (DAS) is an emerging method for many different monitoring purposes, enabling a spatially and temporally resolved collection of acoustic and vibration information over many kilometers. DAS, thus being a "dynamic" sensing technique, allows for online condition monitoring and the detection and localization of threats or hazards in real time via characteristic acoustic/vibration states and their changes or via occurring anomalous signals, respectively. At BAM, we have employed this technology for a number of different applications of monitoring of large infrastructures, e.g., bridges, pipelines, submarine power cables or railway tracks. Currently, we are investigating the use of DAS for further innovative uses, which aim at facilitating the energy transition, enabling "smart" infrastructure and providing the basis for comprehensive hazard monitoring and warning systems, respectively. Our research fields include fiber optic borehole monitoring in the context of hydrogen storage caverns, traffic and road monitoring, using DAS for earthquake monitoring in urban areas for disaster management and long-term monitoring of large-scale subsidence caused by mining activities. Another new topic is structural health monitoring in concrete structures in the framework of the FSP Security. In this talk, we will first briefly present the basics and capabilities of DAS. Then, we will portray our previous and current works related to this technology and show some attractive results. Finally, we will discuss our upcoming projects on exciting new applications of DAS. T2 - Abteilungsseminar 8. CY - Online meeting DA - 24.02.2021 KW - Distributed fiber optic sensing KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Infrastructure monitoring KW - Hazard monitoring PY - 2021 AN - OPUS4-52160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bischoff, Tristan T1 - Heat storage testing method with realistic operating conditions N2 - Development of a new testing method for comparing efficient stratified heat storages. T2 - World sustainable energy days CY - Online meeting DA - 21.06.2021 KW - Heat storage KW - Stratification KW - Testing Methods KW - Exergy KW - Load profile PY - 2021 AN - OPUS4-52791 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ghafafian, Carineh T1 - The effect of fiber orientation mismatch on scarf joint damage mechanisms under fatigue load N2 - Wind turbine rotor blades commonly fail before their projected 20-year lifespan largely due to defects that originate during manufacturing and are propagated by operational fatigue and environmental conditions. The cost-intensive replacement outcomes lead to a high loss of earnings, and are one of the inhibitors of wind turbine production. A potential repair alternative to restoring the mechanical properties of such lightweight fiber reinforced polymer (FRP) structures is to locally patch these areas with scarf joints. This type of repair allows for a smoother load distribution across the joint, and is favored especially on structures where minor aerodynamic contour changes are key. The effects of such repairs on the structural integrity, however, is still largely unknown. Building upon an understanding of the static load failure mechanism of GFRP scarf joints, presented at the ICCS23 Joint Event in 2020, the influence of the fiber orientation mismatch between parent and repair materials of 1:50 scarf joints on the failure mechanism of monolithic glass FRP specimens under cyclic fatigue load were examined in this study. Specimens with various layups were produced with the vacuum-assisted resin infusion (VARI) process using biaxial E-glass non-crimp fabric (NCF). The patch layers were then joined directly to the parent structure with the VARI using biaxial E-glass NCF with half the areal weight of the parent side to allow for better drapability. This mimics the soft-to-hard patch style utilized in wind turbine blade shell field repairs. The specimens were tested under uniaxial fatigue load, during which they were periodically monitored for damage onset. A comparison of the +45/-45° and 0/90° layups allowed for an understanding of the role of a highly mismatching fiber orientation in the transition zone between parent and patch material on the failure mechanism of the scarf joint. In addition to the tensile strength and stiffness property recovery assessment, a grayscale analysis using in-situ camera images determined the damage state leading to failure in each region across the scarf joint, which varied in the parent material versus scarf joint region, providing insight to the critical regions in this composite structure under cyclic loading. T2 - ICCS24 - 24th International Conference on Composite Structures CY - Online meeting DA - 14.06.2021 KW - Glass fiber reinforced polymers KW - Scarf repairs KW - Damage mechanisms PY - 2021 AN - OPUS4-52817 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bresch, Sophie T1 - Entwicklung thermoelektrischer Multilayergeneratoren auf der Basis von Calciumcobaltit N2 - Thermoelectric generators can be used as energy harvesters for sensor applications. Multilayer thermoelectric generators (ML-TEGs) are a promising alternative to conventional π-type generators due to their high filling factor, high capability of automated production and the texturing potential during the production process. Calcium cobaltite is a promising thermoelectric oxide (p-type) with highly anisotropic properties. The following study shows the development of a textured unileg ML-TEG using ceramic multilayer technology. Tape-casting and pressure assisted sintering are applied to fabricate textured calcium cobaltite. Compared to conventional sintering, pressure assisted sintering increases the strength by the factor 10. Thermoelectric properties can be tuned either towards maximum power factor or towards maximum figure of merit depending on the pressure level. As electrical insulation material, a screen-printable glass-ceramic with high resistivity and adapted coefficient of thermal expansion is developed. From various commercial pastes a metallization with low contact resistance is chosen. The unileg ML-TEG is co-fired in one single step. The demonstrators reach 80% of the simulated output power and the power output is highly reproducible between the different demonstrators (99%). These results provide the first proof-of-concept for fabricating co-fired multilayer generators based on textured calcium cobaltite with high power factor, high density, and high strength. N2 - Thermoelektrische Generatoren können zum „Energy harvesting“ für den autarken Betrieb von bspw. Sensoren eingesetzt werden. Eine interessante Alternative zu den herkömmlichen π-Typ Generatoren sind auf Grund der höheren Leistungsdichte und der guten Automatisierbarkeit thermoelektrische Multilayergeneratoren. Calciumcobaltit ist ein vielsprechendes oxidisches Thermoelektrika (p-Typ) mit stark anisotropen Eigenschaften. Die hier vorgestellte Studie zeigt die Entwicklung von texturierten Unileg-Multilayer-Generatoren mittels keramischer Multilayertechnologie. Calciumcobaltit wird durch Foliengießen und druckunterstützte Sinterung texturiert. Im Vergleich zur konventionellen Sinterung verbessert sich die Festigkeit um den Faktor 10. Die thermoelektrischen Eigenschaften können je nach verwendetem Druckniveau hinsichtlich maximalem Power Factor oder hinsichtlich maximalem Gütefaktor optimiert werden. Ein Glaskeramikkomposit wird als Isolationsmaterial mit hohem Volumenwiderstand und angepasstem Wärmeausdehnungskoeffizienten entwickelt. Der Unileg-Multilayer-Generator wird in einem Schritt co-gesintert. Die hergestellten Demonstratoren erreichen 80% der simulierten Output-Leistung. Diese Ergebnisse stellen den ersten Machbarkeitsnachweis für die Herstellung von co-gesinterten Multilayer-Generatoren aus texturiertem Calciumcobaltit mit hohem Power Factor und hoher Festigkeit dar. T2 - Seminar des Lehrstuhls für Funktionsmaterialien, Universität Bayreuth CY - Online meeting DA - 18.06.2021 KW - Thermoelektrischer Generator KW - Multilayertechnik KW - Energy harvesting PY - 2021 AN - OPUS4-52834 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin T1 - Investigation of the salinization in marine and offshore environment - test methods and challenges N2 - Salinization and contamination of metal surfaces by chloride-containing aerosols is of great importance with regard to corrosion phenomena in the maritime sector and in offshore applications. The evaluation of the scientific literature and regulatory guidelines has shown that there are still many open questions regarding the contamination of metal surfaces by chlorides. This contribution will discuss how salinization of metal surfaces is evaluated and monitored according to current standards and guidelines. T2 - 3rd Task Group Meeting TC124 WG4-TC 250 SC5 Task Group Corrosion CY - Online Meeting DA - 19.05.2021 KW - Maritime atmosphere KW - Salinization KW - Corrosion PY - 2021 AN - OPUS4-52677 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kraus, David A1 - Trappe, Volker T1 - Transverse damage in glass fiber reinforced polymer under thermo-mechanical loading N2 - In this study, the thermomechanical damage behavior of a glass fiber reinforced polymer material is investigated. The coefficients of thermal expansion of the composite as well as the matrix are measured in a wide temperature range. Quasi-static experiments with neat resin, unidirectional and multidirectional laminates are performed as well as fatigue experiments in a temperature range from 213 K to 343 K. This study focusses on the matrix damage due to fiber-parallel loading. A correlation between matrix effort, the dilatational strain energy of the matrix and the damage state of the specimen is demonstrated. It is shown that a fatigue life assessment can be performed with the aid of a temperature-independent master fatigue curve. KW - Composite KW - Glass fiber reinforced polymer KW - Thermo-mechanics KW - Fatigue KW - Damage KW - Temperature PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-527462 DO - https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2021.100147 SN - 2666-6820 VL - 5 SP - 100147 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-52746 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ghafafian, Carineh T1 - Restoring lightweight strength - Effect of localized repairs on the mechanical properties of composites sandwich structures N2 - As a type of high-performance composite material, glass-fiber reinforced plastics (GFRP) are favored for the construction of wind turbine rotor blades due to their high specific strength and stiffness properties (Grasse et al, 2010). During the blade manufacturing process, however, imperfections are often introduced, then further propagated due to harsh environmental conditions and a variety of loads (Caminero et al, 2013; Trappe et al, 2018). This leads to failure significantly before their designed lifespan. Since replacement of entire blades can be a costly potential outcome, localized repairs of the damaged region to restore structural integrity and thus lengthen its lifespan can executed in the field by technicians accessing the blades directly by suspended roping. These methods involve replacing the lost load path with a new material that is joined to the parent structure. In recent years, considerable studies have been conducted to investigate the influence of different repair parameters on the stress distribution, ultimate strength, impact behavior, and residual stresses of bonded repaired structures [Caminero et al, 2013; Trappe et al, 2018; Shufeng et al, 2014; Harman and Rider, 2011; Ahn and Springer, 2000; Lekou and Vionis, 2002). However, there currently do not exist any standardized repair procedures for wind turbine rotor blades. Namely, there is a lack of understanding about the effects of the layup of various repair methods, especially on the damage mechanism and fatigue life of the shells of rotor blades (Caminero et al, 2013; Trappe et al, 2018). This work therefore aims to begin to enrich this knowledge gap by testing the influence of different variables among repair patches on the mechanical properties of sandwich composite structures. Manufactured with the vacuum-assisted resin infusion (VARI) process, the test specimens are produced as a GFRP structure to represent the outer shell portion of a wind turbine blade, then repaired with a scarf joint. Scarf repairs are favored as the most efficient of the common structural joints, as the removal of the damaged area with angled walls leads to a nearly uniform shear stress distribution along the bond surface and no eccentricity in the load distribution (Caminero et al, 2013; Lekou and Vionis, 2002; Siener, 1992). The performance of specific layup methods of repair patches, namely a large-to-small versus small-to-large scheme of repair layers, is studied with static and load-controlled fatigue testing, then compared to pristine test specimens as well as to each other in terms of mechanical property restoration. The transition layer between repair and parent material is especially of interest in the performance of the structure. Damage onset, crack development and eventual failure are monitored in-situ with non-destructive testing methods, including thermography with an infrared camera system and a 3D deformation analysis system, to develop a more robust understanding of the effects of these repair concept variables on wind turbine blade shell structures. T2 - Wind Energy Science Conference CY - Online Meeting DA - 25.05.2021 KW - Glass fiber reinforced polymers KW - Wind turbine blade shell structures KW - Scarf joint repair PY - 2021 AN - OPUS4-52687 LA - eng 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 - JOUR A1 - Florian, Camilo A1 - Fischer, Daniel A1 - Freiberg, K. A1 - Duwe, M. A1 - Sahre, Mario A1 - Schneider, S. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Krüger, Jörg A1 - Rettenmayr, M. A1 - Beck, Uwe A1 - Undisz, A. A1 - Bonse, Jörn T1 - Single Femtosecond Laser-Pulse-Induced Superficial Amorphization and Re-Crystallization of Silicon N2 - Superficial amorphization and re-crystallization of silicon in <111> and <100> orientation after irradiation by femtosecond laser pulses (790 nm, 30 fs) are studied using optical imaging and transmission electron microscopy. Spectroscopic imaging ellipsometry (SIE) allows fast data acquisition at multiple wavelengths and provides experimental data for calculating nanometric amorphous layer thickness profiles with micrometric lateral resolution based on a thin-film layer model. For a radially Gaussian laser beam and at moderate peak fluences above the melting and below the ablation thresholds, laterally parabolic amorphous layer profiles with maximum thicknesses of several tens of nanometers were quantitatively attained. The accuracy of the calculations is verified experimentally by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDX). Along with topographic information obtained by atomic force microscopy (AFM), a comprehensive picture of the superficial re-solidification of silicon after local melting by femtosecond laser pulses is drawn. KW - Femtosecond laser KW - Silicon KW - Amorphization KW - Crystallization KW - Spectroscopic imaging ellipsometry PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-523687 UR - https://www.mdpi.com/1996-1944/14/7/1651 DO - https://doi.org/10.3390/ma14071651 SN - 1996-1944 VL - 14 IS - 7 SP - 1651-1 EP - 1651-21 PB - MDPI AG CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-52368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander T1 - Faseroptische Strahlungssensoren für kerntechnische Anwendungen N2 - Faseroptische Strahlungssensoren ermöglichen ein räumlich verteiltes Online-Monitoring entlang der gesamten Sensorfaser. Verschiedene Messverfahren nutzen überwiegend zwei durch die ionisierende Strahlung in optischen Fasern induzierte Effekte, d. h. die Erhöhung der optischen Dämpfung und die damit verbundene Veränderung des Brechungsindex des Fasermaterials. Die Sensitivität der Strahlungssensoren lässt sich je nach Anwendung durch die Wahl der Dotierstoffe im Glasfaserkern sowie der Art des Polymermaterials des POF-Sensors beeinflussen. Ferner ist die Sensitivität auch durch den Betrieb bei geeigneten Wellenlängen einstellbar. Bei dem sensorischen Einsatz von faseroptischen Sensoren muss auch die vorhandene Ausheilung des Sensors sowie die Abhängigkeit der erfassten Messsignale von der Temperatur und der Dosisleistung berücksichtigt werden. T2 - 2. Tage der Standortauswahl CY - Online meeting DA - 11.02.2021 KW - Faseroptischer Strahlungssensor KW - Ortsauflösende Fasersensorik KW - Strahlungsinduzierte optische Dämpfung PY - 2021 AN - OPUS4-52112 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander T1 - Faseroptische Strahlungssensoren für kerntechnische Anwendungen N2 - Faseroptische Strahlungssensoren ermöglichen ein räumlich verteiltes Online-Monitoring entlang der gesamten Sensorfaser. Verschiedene Messverfahren nutzen überwiegend zwei durch die ionisierende Strahlung in optischen Fasern induzierte Effekte, d. h. die Erhöhung der optischen Dämpfung und die damit verbundene Veränderung des Brechungsindex des Fasermaterials. Die Sensitivität der Strahlungssensoren lässt sich je nach Anwendung durch die Wahl der Dotierstoffe im Glasfaserkern sowie der Art des Polymermaterials des POF-Sensors beeinflussen. Ferner ist die Sensitivität auch durch den Betrieb bei geeigneten Wellenlängen einstellbar. Bei dem sensorischen Einsatz von faseroptischen Sensoren muss auch die vorhandene Ausheilung des Sensors sowie die Abhängigkeit der erfassten Messsignale von der Temperatur und der Dosisleistung berücksichtigt werden. T2 - 2. Tage der Standortauswahl CY - Online meeting DA - 11.02.2021 KW - Faseroptischer Strahlungssensor KW - Ortsauflösende Fasersensorik KW - Strahlungsinduzierte optische Dämpfung PY - 2021 AN - OPUS4-52113 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ecke, Alexander T1 - Magnetpartikelbasierte Immunoassays für die Bestimmung von Amoxicillin und Diclofenac im Trinkwasser N2 - Wir berichten hier über die Entwicklung von magnetpartikelbasierten Immunoassays für die Bestimmung zweier relevanter Kontaminanten des Trinkwassers: Diclofenac (DCF) und Amoxicillin (AMX). Für die beiden Analyten wurden die Assays nach unterschiedlichen Prinzipien entwickelt, die sich auch auf weitere Analyten übertragen lassen. Im Vergleich zum herkömmlichen ELISA weisen die hier entwickelten magnetpartikelbasierten Assays einen größeren Messbereich mit niedrigeren Bestimmungsgrenzen bei gleichzeitig deutlich reduzierter Analysendauer auf. Darüber hinaus können die Immunoassays in ein automatisierbares Onlinesystem zur Analyse in der Trinkwasserversorgung implementiert werden. Strategien hierfür werden erläutert. T2 - Spurenstoffe und Krankheitserreger im Wasserkreislauf CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Immunoassay KW - Amoxicillin KW - Diclofenac KW - Immunosensor KW - Magnetpartikel PY - 2021 AN - OPUS4-52466 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen (SEE-2L) – Vorstellung des Verbundprojekts und Ergebnisse aus Vorversuchen N2 - Der Vortrag stellt das BMBF-Verbundprojekt SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendung) vor. Darüber hinaus werden Ergebnisse aus Vorversuchen der Universität Magdeburg vorgestellt, in denen Untersuchungen an Batteriezellen hinsichtlich der Gasfreisetzung beim thermischen Durchgehen durchgeführt wurden. T2 - Projekttreffen BMBF-Vorhaben ALBERO CY - Online meeting DA - 20.04.2021 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - EES KW - Auswirkungsbetrachtungen PY - 2021 AN - OPUS4-52481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stargardt, Patrick T1 - Modeling of the cooling behavior of thermoelectric multilayers N2 - Multilayered designs are an attractive approach towards cost-effective manufacturing of thermoelectric generators. Therefore, efforts are being made to co-fire two promising thermoelectric oxides, namely calcium cobaltite and calcium manganate. In this study, ceramic tapes, multilayer technology, and pressure-assisted sintering (PAS) were used. A major challenge for the PAS of low-sintered calcium manganate was cracking during cooling. A relationship between the properties of the release tape used during PAS and the cracking behavior was experimentally observed. To understand the origin of failure, reaction layers in the multilayer were analyzed and thermal stresses during cooling were estimated by finite element (FE) simulations. Thermal expansion, elastic properties, and biaxial strength of the thermoelectric oxides and selected reaction layers were determined on separately prepared bulk samples. The analysis showed that the reaction layers were not the cause for cracking of calcium manganate. Using the FE model, thermal stresses in different manganate multilayer designs with varying properties of the release tape were studied. The FEM study indicated, and a validation experiment proved that the thickness of the release tape has the main effect on thermal stresses during cooling in separately sintered calcium manganate. T2 - Keramik 2021 / Ceramics 2021 CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Fem KW - Thermoelectric KW - Pressure assisted sintering PY - 2021 AN - OPUS4-52489 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wille, Frank A1 - Komann, Steffen T1 - Aktuelle Entwicklungen und Prüfungen der BAM N2 - Es werden im Rahmen des Vortrages die aktuellen Prüftätigkeiten und Arbeitsschwerpunkte der BAM vorgestellt. Des Weiteren wird darüber berichtet was es Neues in der aktuellen Normen- und Richtlinienentwicklung gibt. T2 - Informationsveranstaltung zum Transport radioaktiver Stoffe CY - Online meeting DA - 14.04.2021 KW - Gefahrgutregeln der BAM KW - Fallprüfungen KW - Radioaktive Materialien KW - Zulassung PY - 2021 AN - OPUS4-52493 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Krebber, Katerina T1 - Faseroptische Strahlungssensoren für kerntechnische Anwendungen N2 - Der Anstieg der Vielfalt nuklearer Anwendungen weit über die Bereiche der kerntechnischen Stromerzeugung erhöht die Relevanz der Entwicklung und Anwendung neuer Technologien zur Strahlungsüberwachung. Auch die offenen Sicherheitsfragen bei der Entsorgung radioaktiver Abfälle einschließlich Zwischen- und Endlagerungsproblematik verstärkt die Nachfrage nach effizienten Monitoringsystemen zum Schutz von Mensch und Umwelt vor ionisierender Strahlung. Aufgrund ihrer messtechnisch vorteilhaften Materialeigenschaften stellen die faseroptischen Strahlungssensoren eine vielversprechende Alternative zu traditionellen Dosimetern dar. Bedingt durch ihre kleinen Abmessungen, elektromagnetische Unempfindlichkeit und ihr geringes Gewicht können faseroptische Sensoren in einer harschen Umgebung an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt werden. Darüber hinaus bietet diese Art der Sensoren die Möglichkeit der ortsverteilten Messung entlang der gesamten Sensorfaser. Somit kann durch eine einzelne optische Faser eine Vielzahl an punktuell messenden Sensoren ersetzt werden. Dieser Beitrag beschreibt die in der BAM vorangetriebenen Entwicklungen unterschiedlicher Sensorprinzipien, -lösungen und -verfahren zur Detektion ionisierender Strahlung. T2 - 2. Tage der Standortauswahl CY - Online meeting DA - 11.02.2021 KW - Faseroptischer Strahlungssensor KW - Ortsauflösende Fasersensorik KW - Strahlungsinduzierte optische Dämpfung KW - Gammastrahlung KW - Rayleigh-Streuung KW - Brillouin-Streuung PY - 2021 SP - 43 AN - OPUS4-52211 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander T1 - Optical fibers for sensing applications: Towards ionizing radiation monitoring N2 - Overview about existing fiber optic sensing techniques including ionizing radiation monitoring. T2 - WP7 Meeting EU project PREDIS CY - Online meeting DA - 05.02.2021 KW - Fiber optic sensor KW - Radiation-induced attenuation KW - Radiation sensing fibers KW - Distributed sensing PY - 2021 AN - OPUS4-52090 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sandoval Saldias, Janina T1 - Chloridische Salzschmelzen als latente Wärmespeicher N2 - Latente Wärmspeicher auf der Basis von NaCl-KCl-MgCl2 Mischungen stellen eine kostengünstige Option für die Energiespeicherung von Prozesswärme dar. Der Beitrag gibt einen Überblick über die materialwissenschaftlichen Herausforderungen im System Salz-Legierung, welche gelöst werden müssen, um diese Speichertechnologie industriell zu etablieren. T2 - DMG Sektionstreffen Angewandte Mineralogie und Kristallographie CY - Online Meeting DA - 25.02.2021 KW - Wärmespeicher KW - Korrosion KW - Salzschmelzen PY - 2021 AN - OPUS4-52234 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zencker, Uwe T1 - EURAD WP 8 (SFC) - Task 3: Behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge N2 - The European Joint Programme on Radioactive Waste Management (EURAD) deals in work package (WP) 8 with Spent Fuel Characterization (SFC). Inspired by the EURAD activities, an international Coordinated Research Project (CRP) on SFC was established by the International Atomic Energy Agency (IAEA). The EURAD WP SFC participants are collaborating as a team on the IAEA CRP on SFC. The EURAD WP SFC project is divided into four tasks. Task 3 investigates the behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge. The aim of these activities is to understand and describe the evolution of the cladding-pellet system and its ageing under conditions of extended interim storage, transportation and emplacement in a final disposal system. During an IAEA consultancy meeting, BAM as leader of Task 3 reported on the current status of the research work. T2 - IAEA Consultancy Meeting on the Coordinated Research Project on Spent Fuel Characterization CY - Online meeting DA - 28.06.2021 KW - Nuclear Fuel KW - Cladding KW - Spent Fuel Characterization KW - Extended Interim Storage KW - Final Disposal PY - 2021 AN - OPUS4-52909 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Thermo-mechanical fatigue of glass fiber reinforced polymer N2 - Glass fiber reinforced polymer (GFRP) materials in practical applications have to endure cyclic mechanical loading in a wide temperature range (e.g. aircraft applications, automotive, wind turbine blades). In this study the static strength and fatigue behavior of GFRP was investigated in a temperature range from 213 K to 343 K. Therefor the coefficients of thermal expansion of the composite as well as the matrix are measured in this temperature interval. The inverse laminate theory was extended and used to calculate the inter fiber-failure effort for a virtual UD-layer according to the layer wise strength approach. The experimentally determined results are compared with the micro-mechanical model according to Krimmer, which has been enhanced to include the effect of temperature and fiber-perpendicular failure modes. A correlation between matrix effort, the dilatational strain energy of the matrix and the damage state of the specimen is demonstrated. It is shown that a fatigue life assessment can be performed with the aid of a temperature-independent master fatigue curve, as it was similar done for the fatigue behavior of CFRP and GFRP to very high load cycles at room temperature. T2 - ICFC8 - The 8th International Conference on the Fatigue of Composites CY - Online meeting DA - 23.06.2021 KW - Glass fibre reinforced plastics KW - Fatigue KW - Thermo-mechanical-loading PY - 2021 AN - OPUS4-52910 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simo, Anne T1 - Prüfmethoden für Wäschetrockner N2 - Erkenntnisse zum Prüfverfahren bei Wäschetrocknern aus dem Projekt „Unterstützung der Marktüberwachung“ T2 - 4. Praxisworkshop Marktüberwachung EVPG/EnVKG CY - Gernsbach, Germany DA - 16.05.2018 KW - Screening KW - Marktüberwachung PY - 2018 AN - OPUS4-48878 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Keller, Christian T1 - Plastic Instability of Rate-Dependent Materials - Consideration of Isothermal and Adiabatic Conditions in Dynamic Tensile Tests - N2 - During dynamic processes, a certain range of strain rates is often observed along loaded structures and components. For precise numerical simulations, it is necessary to determine rate-dependent properties in dynamic tests and to describe the material behavior correctly within an appropriate domain of strain rates including adiabatic heating effects at higher strain rates, typically higher than 10 1/s. In principle, numerical simulations are compared to experimental results to verify the applied material models. For dynamic tensile tests considering ductile materials and large plastic deformation beyond uniform elongation, it is challenging to obtain comparable results due to plastic instability and necking of the specimen, e.g.. Based on the strain gradient in a general tensile specimen, a theoretical criterion was derived describing the plastic instability in rate-dependent materials under isothermal conditions in. It was applied to different multiplicative and additive constitutive relations and the analytical onset of necking was compared to results from numerical calculations of quasi-static and dynamic tensile tests. The simulations of a sheet-metal specimen with rectangular cross-section were carried out using the Finite Element Method and it was found that the numerical calculated and the theoretical predicted onset of plastic instability agree very good. The analytical criterion for instability holds even for specimens without geometrical or material imperfections and confirms that the onset of plastic instability must be considered a material characteristic. However, real dynamic problems with higher strain rates are not isothermal, the heat generated by plastic work is not dissipated to the surrounding and the temperature of the material increases significantly. Adiabatic heating and thermal softening must be considered within the constitutive relations of rate-dependent materials and the discussion of plastic instability. In this paper, an enhanced and more generalized approach for the description of the condition for stability is discussed and applied to phenomenological as well as more physical constitutive relations from the literature. This allows an individual assessment of the accuracy and verification of rate-dependent material models with respect to plastic instability. T2 - 13th World Congress on Computational Mechanics CY - New York, USA DA - 22.07.2018 KW - Plastic Instability KW - FEM KW - Rate-dependent Materials KW - Dynamic Tensile Test PY - 2018 AN - OPUS4-48923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Hauer, Katharina A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad N2 - Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“, nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen. Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“ Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht. Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet. Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert. Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden. T2 - KONTEC 2021 CY - Dresden, Germany DA - 25.08.2021 KW - Aufprallfundament KW - Endlager Konrad KW - Fallprüfung PY - 2021 SP - 1 EP - 10 CY - Dresden AN - OPUS4-53372 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Hauer, Katharina A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad N2 - Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ [1] definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“ [2], nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen. Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“ [3]: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“ Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ [4], [5] wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht. Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet. Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand [6] präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert. Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden. T2 - KONTEC 2021 CY - Dresden, Germany DA - 25.08.2021 KW - Endlager Konrad KW - Fallprüfung KW - Aufprallfundament PY - 2021 AN - OPUS4-53374 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Florian, Camilo A1 - Deziel, J.-L. A1 - Kirner, Sabrina V. A1 - Siegel, J. A1 - Bonse, Jörn T1 - Femtosecond laser-induced oxidation in the formation of periodic surface structures N2 - Micro- and nanostructuring with laser-induced periodic surface structures (LIPSS) has been demonstrated to be feasible in a wide variety of materials including metals, semiconductors and dielectrics. Suitable processing regimes for flat, curved and complex surfaces have been identified for many materials, allowing the generation of diverse applications in fields such as optics, tribology and medicine, to name a few. A common side effect when producing such structures in air environment is the formation of a thin surface oxide layer in the laser irradiated areas. Previous studies have shown that oxidation plays an important role in the tribological performance for which the structures where created, and very recently it has been shown that the laser-induced oxide graded layers may contribute to the formation of a new type of embedded low-spatial frequency LIPSS (LSFL) with annomalous orientation parallel to the laser polarization, in addition to the appearance of the well-known high-spatial frequency LIPSS (HSFL) at the surface. In this contribution, we explore this effect experimentally for chromium nitride (CrN) irradiated with femtosecond laser pulses and compare the findings to finite-difference time-domain (FDTD) simulations of the intensity distributions at different depth positions. T2 - 2021 Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe – European Quantum Electronics Virtual Conferences CY - Munich, Germany DA - 21.06.2021 KW - Femtosecond laser ablation KW - Finite-difference time-domain calculations KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Surface oxidation PY - 2021 SN - 978-1-6654-1876-8 DO - https://doi.org/10.1109/CLEO/Europe-EQEC52157.2021.9542774 VL - 2021 SP - 1 PB - Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) CY - Piscataway, NJ, USA AN - OPUS4-53457 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wahab, M. A. A1 - Kebelmann, Katharina A1 - Schartel, Bernhard A1 - Griffiths, G. T1 - Improving bio-oil chemical profile of seaweeds through anaerobic fermentation pre-treatment N2 - Biomass pre-treatments for bio-oil quality improvement are mainly based on thermal and chemical methods which are costly and hence reduce the sustainability of pyrolysis-based refineries. In this paper, anaerobic digestion (AD) and dark fermentation (DF) are proposed as alternative ‘green’ pre-treatments to improve this situation. For this purpose, three seaweeds namely Sargassum polycystum, (Phaephyta), Gracilaria tenuistipitata, (Rhodophyta) and Ulva reticulata, (Chlorophyta) with high ash and oxygen contents were pre-treated to improve their composition and structure prior to pyrolysis. The results reveal that both biological pre-treatments affected, positively, the composition and structure of the seaweed biomass with AD pre-treatment reducing N and S contents by 86% and 63%, respectively. DF was more efficient in terms of ash and moisture reduction with 25% and 70%, respectively. In addition, oxygen (O) reduction by 27% was observed after DF which was evidenced by FTIR spectroscopy indicating the reduction of most oxygen-containing functional groups in the biomass. On the other hand, the carbon (C) content increased in DF pre-treated seaweeds up to 42%, almost two times higher relative content than C in the raw seaweed. The changes in the composition of pre-treated seaweeds resulted in changes in their thermal degradation and the volatile profiles produced during pyrolysis. Interestingly, anhydrosugars and furans which account for some 70% (by area) in raw seaweeds markedly declined or become undetectable after DF pre-treatment and correspondingly more acetic acid and hydrocarbons were produced while after AD more aromatics with high toluene content (ca.17%) were generated. The results indicate that biooil with profiles more similar to petroleum-based composition i.e. rich in hydrocarbons and low in anhydrosugars, N and S can be generated by AD and DF pre-treatments and opens up the possibility of these approaches to effect cost reduction in the overall generation of bio-based fuels. KW - Anaerobic digestion KW - Dark fermentation KW - Pyrolysis KW - Seaweeds KW - Thermogravimetric analysis KW - Pyrolysis volatiles PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114632 SN - 0196-8904 VL - 245 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-53136 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Asna Ashari, Parsa T1 - Knowledge and Technology Transfer via Publications, Patents, and Standards - The Case of Hydrogen Technology N2 - Climate change and the need to reduce greenhouse gas emissions pose tremendous challenges to policymakers, the economy, and society. In this context, the development of clean, low-emission technologies plays a crucial role in mitigating the negative impact of fossil fuels on the climate. Hydrogen is a promising energy carrier and fuel that, thanks to its versatility, can be used in many applications. However, the adoption of hydrogen technology requires sufficient trust in its safety. To proxy the development of hydrogen safety innovations, we provide an analysis along the three knowledge and technology transfer channels of publications, patents, and standards. Our results show that research on hydrogen safety has increased significantly in the last decades, with hydrogen safety patents experiencing a general upward trend between 1980 and 2020, just recently decreasing. However, an analysis of almost 100 international hydrogen and fuel cell standards shows only a small number of references to scientific publications. This apparently limited transfer of knowledge from publications points to the need to optimize the coordination of the three knowledge and technology transfer channels for the future development of hydrogen technology. Based on the exploration of this gap, we recommend that research on the three channels for hydrogen be intensified and that the impact of hydrogen safety technology research and development on their diffusion be investigated. T2 - European Policy for Intellectual Property 2021 Conference - IP and the Future of Innovation CY - Online meeting DA - 08.09.2021 KW - Hydrogen and fuel cell technology KW - Hydrogen safety KW - Knowledge and technology transfer KW - Publications KW - Patents KW - Standards PY - 2021 AN - OPUS4-53239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed fiber optic radiation sensors N2 - In this work, we present our results achieved in several research activities for development of distributed fiber optic radiation sensors using glass and polymer optical fibers. The findings show that both the measurement of the radiation-induced attenuation (RIA) along the entire sensing fiber and the accompanying change in the refractive index of the fiber core can be used for distributed radiation monitoring. T2 - safeND CY - Online meeting DA - 10.11.2021 KW - Distributed fiber optic radiation sensors KW - Radiation-induced attenuation KW - Optical fiber sensor KW - Incoherent optical frequency domain reflectometry PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-537531 DO - https://doi.org/10.5194/sand-1-15-2021 VL - 1 SP - 15 EP - 16 AN - OPUS4-53753 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -