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Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue Ansätze zur Optimierung eines Alvarez Beschleunigers für Schwerionen untersucht. Dabei dient die Alvarez-Sektion des GSI UNILAC als Untersuchungsfeld, da für den Injektionsbetrieb für FAIR eine Erneuerung dieser Sektion erforderlich ist. Dies wird durch einen neuen und optimierten Alvarez-Beschleuniger gewährleistet, wobei Effizienz und Feldstabilität sowie hohe Verfügbarkeit eine wichtige Rolle spielen. Dazu wurden im Rahmen dieser Arbeit wichtige Simulationsrechnungen durchgeführt, ein Messaufbau zum experimentellen Test eines neuartigen Konzepts zur Feld-Stabilisierung ausgelegt, in Betrieb genommen und anhand von Messungen an einem speziell dafür entwickelten Resonatormodell verifiziert.
Ziel dieser Arbeit war es die experimentelle Demonstration des neuen Konzepts zur Feldstabilisierung eines Resonators. Es sollte geprüft werden, ob die zuvor durchgeführten Simulationen die realen Felder hinreichend zuverlässig vorhersagen. Diese experimentelle Prüfung ist angesichts der sehr hohen Baukosten eines realen Resonators von mehreren Millionen Euro unerlässlich. Vor Beginn dieser Arbeit war ein geeigneter Messaufbau, d.h. im Wesentlichen ein dediziertes Resonator-Modell, nicht verfügbar. Es galt ein Modell zu entwickeln, dessen Geometrie seht gut durch Simulationen modelliert werden kann, dessen Aufbau es aber trotzdem gestattet, eben diese Geometrie lokal zu variieren, um den angestrebten Effekt der Feld-Stabilisierung zu erreichen.
Aufgrund von Fertigungs- sowie Justage-Toleranzen gibt es Störungen der Feldhomogenität auf der Strahl- bzw. Resonatorachse. Die Feldhomogenität quantifiziert die Fluktuationen der tatsächlichen Feldstärke bezüglich des Idealwertes. Ein perfekt homogenes Feld weist keine Abweichungen auf. Bei einer lokalen Störung ist die Feldveränderung am Ort der Störung maximal und verringert sich mit dem Abstand von dieser. Es entsteht eine Verkippung des Feldes. Die Feldverkippung ist definiert als die durch die Störung verursachte Feldabweichung normiert auf die ungestörte Feldverteilung sowie auf die damit verbundene Änderung der Modenfrequenz. Letztere wird mit Tauchkolben kompensiert; die Feldhomogenität allerdings kann nicht wieder hergestellt werden. Die Feldhomogenität muss durch eine andere Maßnahme sichergestellt werden. Bei Alvarez-Kavitäten mit einem Tankradius R < 0,4m werden „post-coupler“ eingesetzt. Post-coupler sind dünne zylinderförmige Kupferstangen die seitlich an die Driftröhren herangefahren werden und an die Resonanzmode des Beschleunigers koppeln. Gleichzeitig wird die Sensibilität auf Störungen im Tank verringert, sodass die homogene Feldverteilung auch bei Störungen gut erhalten bleibt. Bei Beschleunigerstrukturen mit größeren Tankradien werden die post-coupler zu lang und erfordern einen zu großen Aufwand in der Konstruktion. In dieser Arbeit wurde eine alternative Methode für die Stabilisierung der Feldverteilung untersucht, welche die Winkelposition der Driftröhrenstützen nutzt.
Der in dieser Arbeit realisierte Resonator erlaubt die freie Einstellung der Winkel der Stützen sowie die exakte Justage der Driftröhren auf der Strahlachse. Es wurde ein Aluminium-Modell im Maßstab 1:3 zum realen Alvarez-Resonator gebaut. Dieser hatte zunächst eine Länge von ∼ 525mm und neun Driftröhren. Das Modell ist mit einem Profil der Geschwindigkeit der zu beschleunigenden Ionen ausgestattet, sodass die Driftröhren sowie die Spaltabstände entlang des Resonators länger werden. Mittels Simulationen wurden diverse Stützenkonfigurationen ausgewählt, die in den Messungen getestet wurden.
Mit dem Modell konnte gezeigt werden, dass bei bestimmten Stützenanordnungen die nächst höheren Moden weiter von der Betriebsmode entfernt werden können. Die besten Ergebnisse lieferte die Stützenkonfiguration mit fünf nach unten und vier nach oben orientierten Stützenpaaren (V-Stützen-Konfiguration 5+4). Hier liegt die nächst höhere Mode in den Messungen um mehr als 160MHz von der Grundfrequenz (326,7MHz) entfernt (Vergleich originale V-Stützen-Konfiguration: nächste Mode liegt 88MHz von der Grundmode entfernt). Wichtig ist die Eigenschaft der Modenseparation vor allem für den realen Einsatz der Kavität, da hier die Moden nur um wenige MHz voneinander entfernt liegen und dies zu Störungen im Betrieb des Resonators bei hoher HF-Leistung führen kann. Bei ungenügender Modenseparation wird die eingekoppelte HF-Leistung vom Resonator reflektiert. Mitunter können die erforderlichen Felder der Betriebsmode nicht erzeugt werden.
Im Falle einer Feldverkippung stimmt die reale Ionengeschwindigkeit entlang des Tanks nicht mehr mit der bei der Auslegung angenommenen überein. Das führt zu einer Verringerung der longitudinalen Strahlqualität bezüglich der erreichbaren Energieschärfe.
Zur systematischen Prüfung der Methode zur Feldstabilisierung wurden definierte Störungen in den Tank eingebaut. Die erste Driftröhre wurde jeweils um 1, 2 und 3mm verlängert. Da die Zahl der Zellen zu gering war für die statistisch signifikante Feldverkippungs-Messung, musste das Modell auf 21 Spalte erweitert werden. Die besten Ergebnisse bzgl. Feld-Stabilisierung lieferte die V-Stützen-Konfiguration 7+7+6. Hier bleibt das Feld trotz Störstelle homogen. Die Feldverkippung kann auf weniger als die Hälfte derjenigen der originalen V-Stützen-Konfiguration reduziert werden. Für den Fall der originalen Stützenkonfiguration erzeugt die oben beschriebene Störung eine Abweichung der Feldhomogenität von ±28%. Mit der in dieser Arbeit optimierten Stützenkonfiguration verändert sich die Feldhomogenität nur um ±9%.
Die Methode zur Feldstabilisierung mit einer optimierten Stützenanordnung ohne den Einsatz von post-couplern konnte am Modell gezeigt werden. Weiterhin wurde eine bessere Effizienz mit Zunahme der Tanklänge verifiziert. Im realen Alvarez-Tank wird die Anzahl der Spalte um einen Faktor 3 größer sein. Damit ergeben sich durch die erhöhte Anzahl zur Verfügung stehenden Stützen zusätzliche Konfigurationen, um eine Feldhomogenität von besser als ±1% zu gewährleisten.
Auf der Basis dieser Untersuchungen ist bei GSI der Bau einer zunächst ca. 2m langen Sektion des neuen Alvarez-DTL mit 11 Driftröhren vorgesehen. Dabei werden Flansche für verschiedene Stützenkonfigurationen integriert. Ziel ist es hierbei die Konstruktion, die Produktion, die Feldabstimmung sowie den Betrieb bei nominalen FAIR-Parametern zu testen. Sind die Tests erfolgreich, kommt diese Sektion bei der ersten Serie für den neuen Beschleuniger zum Einsatz.
IFLS-Journal. Nr. 22, 2017
(2017)
GOeTHEO : Ausgabe 16
(2017)
kurz und kn@pp news : Nr. 40
(2017)
Polytraumatisierte Patienten erleiden in ca. 40% der Fälle eine Verletzung des Thorax. Die Verletzung des Thorax erhöht die Dauer der Beatmungszeit, das Pneumonie-Risiko, die Intensiv- und Krankenhausverweildauer sowie das Letalitätsrisiko. Seit 2003 wurde im Universitätsklinikum Frankfurt am Main ein standardisiertes Behandlungsverfahren zur intensivmedizinischen Behandlung nach Polytrauma implementiert und weiterentwickelt. Eckpunkte des Konzeptes sind eine kinetische Therapie im Rotorest®Bett, eine initiale Beatmung mit einem PEEP von 15mbar, eine frühzeitige assistierte Spontanatmung und frühzeitige enterale Ernährung. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen der Weiterentwicklung des Behandlungsprotokolls, insbesondere die Auswirkungen der Ernährung und Sedierung auf die Leberfunktion und die Entwicklung einer Pneumonie, untersucht. Das Behandlungsprotokoll sah folgende Behandlungsstandards vor: 2003: Kontrollierte Beatmung und Therapie im Rotorest®Bett in den ersten Tagen, PEEP-Einstellung entsprechend der Oxygenierung, individuelle Entwöhnung von der Beatmung und der Rotorest®-Therapie. Der Kostaufbau überwiegend parenteral, Sedierung mit Propofol und Midazolam. 2006: 72h Beatmung mit einem PEEP von 15mbar, Rotorest®-Bett, zügige assistierte Beatmungsform. Individuelle Entwöhnung von der Beatmung und der Rotorest®-Therapie, der Kostaufbau parenteral und enteral, Sedierung überwiegend mit Midazolam. 2009: Reduktion der Rotorest®-Therapie mit einem PEEP von 15mbar auf 40 bis 48h, PEEP-Reduktionsprotokoll. Der Kostaufbau erfolgte primär enteral, die Sedierung mit vorwiegend Propofol und z. T. Midazolam.
Es konnten retrospektiv 108 Patienten (ISS 37+13) eingeschlossen werden. Bei 38,3% der Patienten lagen unvollständige Akten vor, oder die Rotorest® Therapie wurde erst nach 48h begonnen. Durch das Konzept konnten die Beatmungszeit von 17±15 auf 8±8 Tage und die intensivstationäre Verweildauer von 17±9 auf 10±9 Tage signifikant reduziert werden (p<0,001), die Krankenhausverweildauer blieb gleich. Die Pneumonierate fiel nicht signifikant von 25% in 2003 nach einem Anstieg auf 37% in 2006 auf 17% in 2009. Das Pneumonierisiko stieg mit der Höhe der aufgenommenen kcal/kgKG, der Gesamt-kcal/d bis Tag 7 sowie der Summe der kcal bis Tag 5 signifikant (p<0,05). Eine Leberdysfunktion erhöhte das Letalitätsrisiko signifikant (Rs 0,267; p<0,01). Die Rate an Leberdysfunktionen binnen der ersten 14 Tage fiel von 34,7% in 2003 nach einem Anstieg auf 43,4% im Jahr 2006 auf 22,1% in 2009 (p<0,001). Eine Leberdysfunktion korrelierte, bei Auftreten bis Tag 7, sowohl mit einer überwiegend parenteralen Ernährung bis Tag 5 (p=0,021) als auch der Höhe der parenteralen kcal (Rs 0,248; p=0,02) und der Höhe der Gesamt-kcal (Rs 0,201; p=0,038). Der Anteil an Patienten mit parenteraler Ernährung konnte von 92,2% (bis Tag 5) in 2003 und 97,5% in 2006 auf 65% in 2009 signifikant reduziert werden, ebenso wie die Gesamtmenge an verabreichten Kalorien bis Tag 7 (von 1210kcal/d auf 1113kcal/d und 2009 auf 851kcal/d; p<0,001). Keine Korrelation bestand zwischen der Entstehung einer Leberdysfunktion und der Beatmung, der Höhe des PEEP oder der Entwicklung einer Pneumonie. Im Gegensatz dazu erhöhte die verabreichte Menge von Midazolam in den ersten 7 Tagen (mg/kg/d) das Pneumonie-Risiko signifikant (p=0,024). Als unabhängige Risikofaktoren für die Entwicklung einer Pneumonie stellten sich die Transfusion von EKs (OR 3,646 95%CI 1,074-12,383), die Höhe der verabreichten Gesamtkalorien (>5000kcal) binnen der ersten fünf Tage (OR 3,219 95%Cl 1,033-10,034) und die Höhe des Beatmungsspitzendruckes (OR 1,135 95%Cl 1,010-1,275) dar.
Die Daten der vorliegenden Arbeit bestätigen den kritisch abzuwägenden Einsatz von Midazolam in der Intensivtherapie. Weiterhin zeigte sich ein signifikanter Einfluss der Ernährung auf die Morbidität der Patienten entsprechend der Literatur. Die vorliegenden Ergebnisse weisen weiter darauf hin, dass bei schwerverletzten Patienten auch die Gesamtkalorienzufuhr gering zu halten ist, um die Rate an Pneumonien zu reduzieren. Die Beatmung mit einem PEEP von 15mbar in den ersten Behandlungstagen unter PiCCO-Monitoring erscheint hierbei keine negativen Auswirkungen auf die Entwicklung einer Leberdysfunktion zu haben.
Zusammenfassend kann durch ein vorwiegend enterales Ernährungsschema, mit unter den Empfehlungen der AWMF liegenden Gesamtkalorien, das Auftreten von Leberdysfunktionen und die Rate an Pneumonien signifikant reduziert, durch ein strukturiertes Therapiekonzept mit u.a. reduziertem Einsatz von Midazolam eine signifikante Reduktion der Beatmungszeit sowie der Intensivverweildauer erreicht und eine Reduktion der Pneumonierate unterstützt werden.
Digitale Technologien und ihre vielfältige Nutzung verändern normative Ordnungen auf politischer, rechtlicher und gesellschaftlicher Ebene. Das Internet bietet neue gesellschaftliche Räume, die soziale Interaktion strukturieren. Diese sind jedoch nur halb-öffentliche Räume, in denen die Dienstleistungsanbieter mit Verweis auf ihre AGBs die Möglichkeit haben, etwa politische Äußerungen zu zensieren oder gar zu löschen. Darüber hinaus kooperieren manche private Unternehmen auch mit Staaten in der Strafverfolgung, und treffen Entscheidungen darüber welche Daten sie weitergeben. Welche Normen stoßen im Rahmen der Digitalisierung aufeinander und inwieweit sollten und könnten diese per Gesetz reguliert werden? Können die Grundrechte der Nutzer/innen noch umfassend gewährleistet werden? Mit diesen hochaktuellen Fragen befasste sich am 06. und 07. Juli die interdisziplinäre Konferenz “Normative Orders of the Digital“ am Exzellenzcluster Normative Ordnungen der Goethe-Universität Frankfurt.
Ransomware wie WannaCry und Petya/NotPetya versetzten weltweit Unternehmen in Sorge und verursachen erheblichen Schaden. Dabei sind sie nur der sichtbare Teil einer unzureichenden Sicherheitskultur, die dringend ein Update benötigt.
Ransomware, auch Kryptotrojaner genannt, sind kein neues Phänomen, sondern die zunehmend sichtbare Begleiterscheinung kollektiver IT-Unsicherheit. Die Ransomware WannaCry infizierte Mitte Mai weltweit mindestens 220.000 Windows Rechner. Dabei verschaffte sich der Trojaner Zugang zu den Dateien der Computer und verschlüsseln diese um eine Lösegeldzahlung zu erpressen. Dies war möglich über die als EternalBlue bekannte Lücke, die seit dem Betriebssystem Windwos XP auftrat und erst in diesem Jahr im Februar durch Microsoft geschlossen wurde. EternalBlue war für eine unbekannte Zeit in den Händen der NSA bis sie Anfang dieses Jahres durch eine Hackergruppe namens Shadow Brokers von der NSA „gestohlen“ und veröffentlicht wurde. Und obwohl Microsoft eiligst einen Patch veröffentlichte, offenbarten die bisher folgenreichsten bekannte Kryptowurm das Dilemma, in dem sich die Cyber-Sicherheitskultur aktuell befindet: Es ist eine Kultur des Schweigens, die dazu führt, dass das Sammeln und der Missbrauch von Sicherheitslücken gefördert statt verhindert wird....
Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Debatte über den Schriftspracherwerb mehrsprachiger Kinder in der Grundschule. Motiviert wird dieses Thema durch den Forschungsstand hinsichtlich der Erwerbsprozesse unter den Bedingungen der Mehrsprachigkeit sowie durch die Relevanz von Schreibkompetenzentwicklung in den früheren Schuljahren für die gesamte schulische Laufbahn der Kinder. Das Forschungsinteresse des Promotionsprojektes richtet sich auf die Rekonstruktion von Schreibprozessen der mehrsprachigen SchülerInnen mit Sprachförderbedarf im Sprachunterricht der Schuleingangsphase. Die Arbeit stellt einen ersten Versuch dar, die Schreibpraktiken der Schüler im interaktiven Kontext systematisch zu erfassen.
Diese Untersuchung beschäftigt sich mit der Morphosyntax pronominaler Partitivanaphern im kontinentalwestgermanischen Dialektkontinuum im Allgemeinen und im deutschen (insbesondere hessischen) Sprachraum im Speziellen. Schwerpunkte sind dabei die sprachgeografische Verteilung, die morphosyntaktische Variation und die strukturelle Analyse pronominaler Ausdrucksmittel der unbestimmten Teilmenge. Es werden traditionell dialektologische Erkenntnisinteressen (Raumstruktur syntaktischer Variablen und Verlauf syntaktischer Isoglossen) mit Fragestellungen der (theoretisch orientierten) Syntaxforschung verbunden. Außerdem erfolgt erstmals eine wirklich sprachübergreifende Behandlung der verschiedenen Systeme pronominaler Partitivität, zum einen innerhalb der (West-)Germania, zum anderen durch den Einbezug (zentral-)romanischer Sprachen, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten auf der Mikro- und Mesoebene herauszuarbeiten. Die gewählte Methode ist nicht nur kontrastiv, sondern auch geolinguistisch fundiert, insofern als morphologische Formen und syntaktische Variation im Raum abgebildet werden, wodurch nicht zuletzt auch interessante Korrelationen und Anti-Korrelationen in den Daten bestätigt bzw. entdeckt werden konnten.
Nach einer Gegenstandsbestimmung der morphosyntaktischen Variable und ihrer Varianten (Inventarisierung und Typisierung) sowie des Variationsrahmens (areal-horizontal, vertikal, morphosyntaktisch, historisch, idiolektal etc.) wird zunächst das DFG-Projekt „Syntax hessischer Dialekte“ (SyHD) vorgestellt, das die empirische Basis zur Untersuchung lieferte. Dabei werden generelle und spezifische Fragen der Datengewinnung (multivariate Methode mit indirekten und direkten Elementen) sowie der Datenanalyse und -interpretation (Instrument der Kartierung) diskutiert. Den Hauptteil der Arbeit bildet die diatopische, diachrone und distributionell-syntaktische Variation der Systeme pronominaler Partitivität. Als die vier Hauptstrategien zum Ausdruck partitiv-anaphorischer Referenz innerhalb des deutschsprachigen Gebiets finden sich das konservative System versteinerter Pronominalgenitive wie „(d)(e)r(e)“, „s(e)n“ und „es“ (vor allem in einem mitteldeutschen Streifen und randdialektal) - Relikte eines ehemals umfassenderen genitivbasierten Systems der Partitivität -, das sprachgeschichtlich junge und typologisch auffällige indefinit-partitive Pronomen „welch-“/„we(l)k-“ (im Nieder-/Norddeutschen und in der Standardsprache) sowie schließlich die innovativen Systeme der Null-Anapher (im Alemannischen bzw. Südwesten) und des generalisierten Indefinitpronomens „ein-“ (im Bairischen bzw. Südosten). Wenngleich sich diese areale Distribution im zentral gelegenen und daher unter dem Einfluss nahezu aller Strategien stehenden Hessen als Kleinraum bestätigt - mit Ausnahme der weitgehenden Abwesenheit des „ein“-Systems -, so zeigen sich doch einige überraschende Ergebnisse wie beispielsweise ein kategorialer Unterschied nach Numerus und zum Teil Genus bei der Vitalität der Genitivpartikeln. Sprachhistorisch können zwei Arten von Wandel beim Genitiv-System identifiziert werden: systeminterne Veränderungen (durch Merkmals- oder Formverlust) und systemexterne Verdrängungsprozesse (durch Ausbreitung der innovativen Ausdrucksformen, was in einem Dialekt bzw. intraindividuell zu konkurrierenden oder Mischsystemen führen kann). Darüber hinaus sind mit Blick auf die Art und Weise der Veränderungen für Sprachwandelprozesse allgemein typische zyklische Abfolgen von Abschwächung und Verstärkung erkennbar. In Bezug auf die syntaktische Distribution werden insbesondere die Genitivanaphern auf ihre Kompatibilität mit nominalen Modifikatoren wie Numeralien/(schwachen) Quantoren, „flektierten“ Zahlwörtern (Schwa), Adjektiven, verschiedenen Arten von Präpositionalphrasen sowie Relativ- vs. Komplementsätzen hin untersucht und - funktional wie formal - mit ihrem niederländischen partitiven/quantitativen Äquivalent „er“ sowie den romanischen, in ein partitives System integrierten Pronomina fr. „en“/it. „ne“ verglichen. Für die deutschen Partitivanaphern ergibt sich daraus Evidenz für zwei unterschiedliche Pronominalisierungsebenen. Abschließend wird das Phänomen in die allgemeine Diskussion um nominale Ellipsen eingebettet (Elision und Pronominalisierung). Aufgrund der Evaluation der in der Literatur diskutierten Lizenzierungsansätze anhand neuer dialektaler und typologischer Daten wird hier ein flexions-/kongruenzbasierter Ansatz favorisiert (Rolle von Adjektivmorphologie bzw. generell von unterschiedlichen Flexionssystemen, etwa im Deutschen vs. Englischen).
CGC aktuell 01/2017
(2017)