Prof. Dr. rer. nat. habil. Winfried Petry

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Offered Bachelor’s or Master’s Theses Topics

Charakterisierung der Plasmaparameter einer PVD-Beschichtungsanlage für Uran-Molybdän-Kernbrennstoffe

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit sollen Plasmaparameter wie z.B. Elektronen-Temperatur, Plasma-Potential und Floating-Potential einer PVD-Beschichtungsanlage für U-Mo-Brennstoffplatten untersucht werden. Die Beschichtung der U-Mo-Platten mit Zirkonium oder Molybdän ist erforderlich, um während der Bestrahlung im Reaktor die Ausbildung einer unerwünschten Diffusionsschicht zwischen dem U-Mo-Brennstoff sowie der umgebenden Aluminiumhülle (engl. Cladding) zu verhindern. Zum besseren Verständnis der physikalischen Vorgänge während des Beschichtungsvorgangs sowie zur gezielteren Einstellung der Schichteigenschaften ist eine genaue Kenntnis der Plasmaparameter wichtig. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry

Charakterisierung mittels Heiß-isostatischem Pressen (HIP) hergestellter monolithischer Brennstoffplatten aus Surrogatmaterial

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit sollen Brennstoffplatten, bestehend aus U-Mo-Surrogatmaterial, Zirkonium- bzw. Molybdän-Diffusionsbarriere und Aluminium-Umhüllung, hinsichtlich zahlreicher physikalischer Eigenschaften sowie ihrem Diffusionsverhalten charakterisiert werden. Die Platten wurden mit dem HIP-Verfahren (hot isostatic pressing; dt. Heiß-isostatisches Pressen) hergestellt, welches eine vielversprechende Alternative zu bestehenden Verfahren darstellt. Da die physikalischen Eigenschaften der Brennstoffplatten von entscheidender Bedeutung für den späteren Reaktorbetrieb sind, kommt ihrer genauen Charakterisierung eine entscheidende Bedeutung zu. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry

Charakterisierung von Zirkonium- und Molybdän-Diffusionsbarrieren für Uran-Molybdän-Kernbrennstoffe mittels Röntgendiffraktion

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit sollen Diffusionsbarrieren für U-Mo-Brennstoffplatten aus Zirkonium und Molybdän mittels XRD (x-ray diffraction; dt. Röntgendiffraktion) hinsichtlich der Schichtstruktur und -textur untersucht werden. Diese mittels PVD (physical vapor deposition; dt. Sputtern) hergestellte Diffusionsbarriere ist notwendig, um während der Bestrahlung im Reaktor die Ausbildung einer unerwünschten Diffusionsschicht zwischen dem U-Mo-Brennstoff sowie der umgebenden Aluminiumhülle (engl. Cladding) zu verhindern. Den Eigenschaften dieser Barriere kommt daher eine entscheidende Rolle in der Fertigung von U-Mo-Brennstoffen zu. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry

Fertigung von Diffusionspaaren zwischen Uran-Molybdän-Kernbrennstoffen und Aluminium-Deckschicht mit Wolfram-Tracer

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit sollen im Labor Diffusionspaare aus U-Mo und Aluminium gefertigt werden, welche der Zusammensetzung und dem Aufbau von U-Mo-Kernbrennstoffen entsprechen. Zum besseren Verständnis des Diffusionsvorgangs soll zudem ein Diffusionstracer aus Wolfram in das System eingebracht werden. Da die effektive Vermeidung der Diffusion zwischen U-Mo und Aluminium von entscheidender Bedeutung für den späteren Reaktorbetrieb ist, kommt dem genauen Verständnis des Diffusionsprozesses eine entscheidende Bedeutung zu. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry

Inbetriebnahme und Charakterisierung eines Hochleistungs-Detektors für die Elektronen-Rückstreudiffraktion (EBSD) an Uran-Molybdän-Kernbrennstoffen

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit soll ein neuartiger Hochleistungs-Detektor für EBSD (electron back-scatter diffraction; dt. Elektronen-Rückstreudiffraktion) in Betrieb genommen und charakterisiert werden. EBSD bietet zahlreiche Möglichkeiten zur Untersuchung von Materialien, wie z.B. Kristallorientierung und innere Spannungsverteilung. Diese machen dieses Verfahren zu einem vielversprechenden Werkzeug zum besseren Verständnis der physikalischen Eigenschaften von U-Mo-Brennstoffen. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry

Inbetriebnahme und Charakterisierung eines neuartigen, großflächigen PVD-Beschichtungssystems für Uran-Molybdän-Kernbrennstoffe

Zur Umrüstung des Forschungsreaktors FRM II auf ein niedriger-angereichertes Brennelement entwickelt die Arbeitsgruppe „Hochdichte Kernbrennstoffe“ neuartige metallische Uran-Molybdän- Kernbrennstoffe (U-Mo) mit bisher unerreichter Dichte. Hierbei arbeiten Wissenschaftler aus den Gebieten der physikalischen Technik, Physik, Chemie, Ingenieurswissenschaften und Informatik interdisziplinär zusammen und erforschen Herstellungsverfahren für Brennstoffplatten, Materialeigenschaften sowie das Bestrahlungsverhalten der Brennstoffe und entwickeln fortschrittliche theoretische Reaktormodelle. In der geplanten Bachelorarbeit soll ein neuartiges PVD-Beschichtungssystem (physical vapor deposition; dt. Sputtern) für U-Mo-Brennstoffplatten in Betrieb genommen sowie grundlegend charakterisiert und erprobt werden. Diese Beschichtung mit Zirkonium oder Molybdän ist erforderlich, um während der Bestrahlung im Reaktor die Ausbildung einer unerwünschten Diffusionsschicht zwischen dem U-Mo-Brennstoff sowie der umgebenden Aluminiumhülle (engl. Cladding) zu verhindern. Der Beschichtung kommt daher eine entscheidende Rolle in der Fertigung von U-Mo-Brennstoffen zu. Die Aufgaben beinhalten i.d.R. die Arbeit in Strahlenschutzbereichen mit offener Radioaktivität. Zudem erfordert der hohe Sicherheitsstandard unserer Einrichtung grundsätzlich eine atomrechtliche Zuverlässigkeitsüberprüfung. Bei Interesse besteht die Möglichkeit, nach Abschluss der Bachelorarbeit die Forschungen im Rahmen einer Werkstudententätigkeit fortzuführen.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Winfried Petry