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In der Festkörpermechanik der Universität Siegen wurde für ein EU-Projekt eine neue Ionisationskammer zur Messung der Radonkonzentration entwickelt. Solche hochempfindlichen Kammern benötigen eine besondere Isolierung. Dabei arbeitete die Universität Siegen erfolgreich mit dem Bad Berleburger Unternehmen REGUPOL zusammen.

Radon ist ein natürlich vorkommendes Gas, das aus dem Boden aufsteigt. Es ist geruchs- und farblos, aber radioaktiv. Darum ist es wichtig, die Radonbelastung der Luft im Auge zu behalten. Zur Messung werden Ionisationskammern genutzt. Wissenschaftler*innen der Universität Siegen haben eine neue hochempfindlichen Radon-Impuls-Ionisationskammer gebaut, die im Rahmen des EU-Projekts RadonNET betrieben werden soll. Durch das Monitoring der Radonkonzentration in der Außenluft sollen mögliche Korrelationen zum Klimawandel gefunden werden.

Zur Kalibrierung befand sich die Radon-Impuls-Ionisationskammer bis vor kurzem an der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Nun, so Kerstin Weinberg, wird sie dauerhaft an der Universität Siegen stationiert werden und hier die Radonkonzentration der Luft messen.

Prof. Dr.-Ing. Kerstin Weinberg vom Lehrstuhl für Festkörpermechanik erläutert das Messverfahren: „Radonhaltige Luft wird durch die Kammer geleitet. Ein Teil des Radons zerfällt, und Strahlung (Alpha-Teilchen) wird freigesetzt. Diese Strahlung führt zur Ionisation der Luftmoleküle innerhalb der Kammer. Die entstandenen Ionen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt, sodass sie auf den Elektroden der Kammer einen Ladungsimpuls erzeugen, der proportional zur Energie der Alpha-Teilchen ist. Diese Impulse werden gemessen, um die Radonkonzentration in der Umgebungsluft zu bestimmen.“ Die Radon-Impuls-Ionisationskammer bietet eine empfindliche Methode zur Überwachung der Radonbelastung, was insbesondere für die Gesundheit und den Strahlenschutz wichtig ist, weil hohe Radonkonzentrationen das Risiko von Lungenkrebs erhöhen.

Eine Herausforderung war die Schallisolierung der Kammer. Dabei arbeitete das Institut für Festkörpermechanik mit der Firma REGUPOL aus Bad Berleburg zusammen. Für die elastische Lagerung der Ionisationskammer wurde von der Arbeitsgruppe eine Elastomerdämpferschicht aus der Materialfamilie REGUFOAM auswählt. Diese Materialien werden ansonsten für die elastische Lagerung und Entkopplung von haustechnischen Anlagen, Maschinenfundamenten und Gebäuden verwendet.

Am Siegener Lehrstuhl für Festkörpermechanik wird in einem neuen Forschungsprojekt das Dämpfungsverhalten von Elastomerschäumen simuliert.

Geschäumte Elastomere finden aufgrund ihres strukturabhängigen und damit individuell einstellbaren Deformationsverhaltens in diversen Industriezweigen ein breites Anwendungsspektrum, wie zum Beispiel in Komponenten von Dichtungs-, Wärmedämmungs- und Schallschutzsystemen. Während diese Systeme im letzten Jahrzehnt durch computergestützte Auslegungsverfahren einen enormen Entwicklungsschub erhielten, ergaben sich fortlaufend erweiterte Anforderungsprofile, sodass heute auch die Dämpfungseigenschaften von extern ‎eingetragenen mechanischen Schwingungen (Körperschall) in den Fokus rücken.

In einem neuen Projekt am Lehrstuhl für Festkörpermechanik von Prof. Dr.-Ing. Kerstin Weinberg an der Universität Siegen wird nun der Einfluss der Mikrostruktur auf das dynamische Materialverhalten von Elastomerschäumen systematisch untersucht. Das Forschungsvorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit 400.000 Euro finanziert. Neben den Siegener Wissenschaftler*innen ist auch das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie (DIK) in Hannover als zweite Forschungseinrichtung beteiligt. Eine Besonderheit von IGF-Projekten ist, dass auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) unmittelbar im Projekt involviert sind. Dies ermöglicht einen einfachen Zugang der KMU zu praxisorientierter Forschung und stärkt dadurch die Wettbewerbsfähigkeit des Mittelstands.

Die ‎mechanischen Eigenschaften eines geschäumten Elastomers hängen sowohl vom Matrixmaterial als auch von der Mikrostruktur ‎ab. Mit zunehmender Porosität steigt der Einfluss der Mikrostruktur auf das mechanische Deformationsverhalten. Mithilfe von experimentellen Versuchen an konventionellen Elastomerproben aus der Industrie und additiv gefertigten Schaumstrukturen können Material- und Strukturparameter bestimmt werden und das gekoppelte Materialverhalten durch computergestützte Verfahren mittels Finite Elemente Methode (FEM) simuliert werden. Für anwendungsnahe FEM-Simulationen mit kommerzieller Software, welche im digitalisierten Bauteil-Designprozess von KMU weit verbreitet sind, werden einfache Materialmodelle benötigt, die mit begründeten Vereinfachungen die Realität dennoch bestmöglich abbilden. Im Falle von Elastomerschäumen fehlt es der Industrie jedoch derzeit an diesen praxistauglichen ‎Modellen.‎ Im Rahmen des Projektes werden zwei Modellierungsansätze verfolgt: Ein phänomenologischer Ansatz, welcher sich durch besonders geringe Rechenzeiten auszeichnet und ‎ein kontinuumsmechanischer Ansatz, welcher keinen ‎erneuten experimentellen Aufwand bei einer Modifikation der Schaumstruktur erfordert. Projektabschließend werden reale Bauteil-Simulationen aus den Anwendungsfeldern der beteiligten KMU mit den entwickelten Materialmodellen durchgeführt und experimentell überprüft.

• Worum geht es in der Bridge Challenge?
  

  Ziel ist es, in einem Wettbewerb kleine Brücken möglichst bruchfest zu konzipieren und zu bauen.

• Wann?
  

  Am Wochenende vom 9. bis 10. April 2022

• Wo?
  

  Saint-Etienne, Frankreich

• Gibt es Auszeichnungen?
  

  Mehrere Preise werden vergeben.

• Wo kann ich mich registrieren?
  

  Registrierung erfolgt ab dem 11. Februar 2022 auf https://www.bridge-challenge-enise.fr/

Interessenten können folgendes Projekt bearbeiten:
Aufbau und Erprobung einer Vieldraht- Impuls-Ionisations-Kammer (VIIK) zur Messung niedriger Radonkonzentrationen

• Weitere Informationen: PEP 2022

• Kontakt: Ralf Nötzel

• Wer kann sich bewerben?
  

  Jedes Jahr werden drei Plätze an Studierende des Fachbereichs Maschinenbau sowohl im Bachelor als auch im Master vergeben.

• Welche Voraussetzungen muss ich mitbringen?
  

  Die Auswahl der Studierenden erfolgt durch den Fachbereich. Für die Bewerbung wird ein Motivationsschreiben und ein Lebenslauf in englischer Sprache benötigt, sowie eine Studienbescheinigung und eine aktuelle Leistungsübersicht.

• Bis wann ist die Bewerbungsfrist?
  

  Für den Austauschplatz bewerben sich Studierende im Wintersemester für das darauffolgende Wintersemester und/oder Sommersemester. Aktuell läuft die Bewerbungsfrist für Auslandsaufenthalte im akademischen Jahr 2022/23 noch bis zum 15. Dezember 2021. Im April 2022 werden eventuelle Restplätze für das Sommersemester 2023 ausgeschrieben.

• Welche Qualifikationen werden erlangt?
  

  Studierende können sich die Kurse, die sie an der ENISE besuchen, für ihren Studiengang in Siegen anrechnen lassen. Außerdem erhalten Studierende einen Einblick in andere Kulturen, erlernen vielleicht eine neue Sprache und erweitern ihren Horizont.

• Wie lange ist man im Ausland?
  

  Studierende können für ein Semester oder ein akademisches Jahr ins Ausland gehen. Das Wintersemester an der ENISE dauert von September bis Januar, das Sommersemester von Februar bis Juni.

• Welche Kurse werden besucht?
  

  Das Kursangebot variiert, wie an der Universität Siegen auch, von Semester zu Semester und muss von den Studierenden selbständig recherchiert werden. Die ENISE bietet einen eigenen Katalog für englischsprachige Kurse an.

• Weitere Informationen:
  

  Für Auslandsaufenthalte generell können Sie hier Informatinen einsehen.

  Details zum Bewerbungsverfahren zum Nachlesen finden Sie hier.

  Beachten Sie in diesem Zusammenhang auch die Informationen für Fachbereiche, die wir hier zur Verfügung stellen.

Gleich drei erfolgreiche Absolventinnen der Universität Siegen hat Landrat Theo Melcher kürzlich mit dem Studienpreis des Kreises Olpe ausgezeichnet. Den Preis für das Jahr 2020 teilen sich Dr. Carola Bilgen aus Kirchhundem und Laura Birlenbach aus Wenden.Sie erhielten für ihre herausragenden Abschlussarbeiten jeweils eine Geldprämie von 1.000 Euro. Lange auf ihren Preis warten müssen hatte Dr. Felicitas Pielsticker aus Siegen, denn aufgrund der Corona-Pandemie war die Preisverleihung im vergangenen Jahr ausgefallen.

Dr. Carola Bilgen hat Wirtschaftsmathematik studiert und am Lehrstuhl für Festkörpermechanik promoviert. In ihrer Dissertation beschäftigte sich die Heinsbergerin mit numerischen Simulationen von bruchmechanischen Problemen mittels Phasenfeldmodellen. Mit solchen Computersimulationen lässt sich vorausberechnen, unter welchen Bedingungen und auf welche Weise Risse in Materialien entstehen und wie sie sich ausbreiten. „Das Thema ist sehr ambitioniert und theoretisch extrem anspruchsvoll“, lobt Prof. Dr. Weinberg in ihrem Gutachten. Zugleich sei die Forschung dazu von großem praktischem Wert für Unternehmen, zum Beispiel bei der Produktentwicklung und beim virtuellen Design von Maschinenkomponenten.

Der mit 2.000 Euro dotierte Studienpreis des Kreises Olpe wird jährlich für herausragen¬de, praxisorientierte wissenschaftliche Abschlussarbeiten an der Universität Siegen vergeben. Die Preisträger werden von der Kommission für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der Universität Siegen vorgeschlagen und von einer unabhängigen Jury ausgewählt.