Introduction Zr-89 is a useful radionuclide for radiolabeling proteins and other molecules.1,2 There are many reports of cyclotron production of 89Zr by the 89Y (p,n) reaction. Most irradiations use thin metal backed deposits of Y and irradiation currents up to 100 µA or thicker amounts of Y or Y2O3 with ~ 20 µA irradiations.3,4 We are working to develop high specific activity 89Zr using a low energy 11 MeV cyclotron. We have found that target Y metal contains carrier Zr and higher specific activities are achieved with less Y. The goal of this work was to optimize yield while minimizing the amount of Y that was irradiated. Material and Methods All irradiations were done using a Siemens Eclipse 11 MeV proton cyclotron. Y foils were used for the experiments described here. Y2O3 was tried and abandoned due to lower yield and poor heat transfer. Yttrium metal foils from Alfa Aesar, ESPI Metals and Sigma Aldrich, 0.1 to 1 mm in thickness, were tested. Each foil was irradiated for 10 to 15 minutes. The targets to hold the Y foils were made of aluminum and were designed to fit within the “paper burn” unit of the Siemen’s Eclipse target station, allowing the Y target body to be easily inserted and removed from the system. Several Al targets of 2 cm diam. and 7.6 cm long were tested with the face of the targets from 11, 26 or 90o relative to the beam to vary watts cm−2 on the foil. The front of the foils was cooled by He convection and the foil backs by conduction to the Al target body. The target body was cooled by conduction to the water cooled Al sleeve of the target holder. Results and Conclusion The best target was two stacked, 0.25 mm thick, foils to stop beam. 92% of the 89Zr activity was in the front 0.25 mm Y foil. With the greatest slant we could irradiate up to 30 µA of beam on tar-get. However, the 13×30 mm dimensions of the foil was more mass (0.41 g) and lower specific activity than was desired. Redesign of the target gave a target 90o to the beam with 12×12 mm foils (0.15 g/foil) that were undamaged with up to 30 µA irradiation when two foils were used. This design has a reduction in beam at the edges of ~10%. With this design, a single Y foil, 0.25 mm thick sustained over 31 µA of beam and a peak power on target of 270 watts cm−2. The product was radionuclidically pure 89Zr after all 89mZr and small amounts of 13N produced from oxygen at the surface had decayed (TABLE 1). Our conclusion is that the optimum target is a single 0.25 mm thick Y foil to obtain the greatest specific activity at this proton energy. This produces 167 MBq of 89Zr at EOB with a 15 minute and 31 µA irradiation. We are continuing to redesign the clamp design to reduce losses at the edge of the beam.

Techn. Universiẗat, Diss.--Dresden, 2007.

Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss., 2007

Zugl.: Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2008

Zugl.: Wien, Univ., Habil-Schr., 2002.

Electromechanical transducers based on elastomer capacitors are presently considered for many soft actuation applications, due to their large reversible deformation in response to electric field induced electrostatic pressure. The high operating voltage of such devices is currently a large drawback, hindering their use in applications such as biomedical devices and biomimetic robots, however, they could be improved with a careful design of their material properties. The main targets for improving their properties are increasing the relative permittivity of the active material, while maintaining high electric breakdown strength and low stiffness, which would lead to enhanced electrostatic storage ability and hence, reduced operating voltage. Improvement of the functional properties is possible through the use of nanocomposites. These exploit the high surface-to-volume ratio of the nanoscale filler, resulting in large effects on macroscale properties. This thesis explores several strategies for nanomaterials design. The resulting nanocomposites are fully characterized with respect to their electrical and mechanical properties, by use of dielectric spectroscopy, tensile mechanical analysis, and electric breakdown tests. First, nanocomposites consisting of high permittivity rutile TiO2 nanoparticles dispersed in thermoplastic block copolymer SEBS (poly-styrene-coethylene-co-butylene-co-styrene) are shown to exhibit permittivity increases of up to 3.7 times, leading to 5.6 times improvement in electrostatic energy density, but with a trade-off in mechanical properties (an 8-fold increase in stiffness). The variation in both electrical and mechanical properties still allows for electromechanical improvement, such that a 27 % reduction of the electric field is found compared to the pure elastomer. Second, it is shown that the use of nanofiller conductive particles (carbon black (CB)) can lead to a strong increase of relative permittivity through percolation, however, with detrimental side effects. These are due to localized enhancement of the electric field within the composite, which leads to sharp reductions in electric field strength. Hence, the increase in permittivity does not make up for the reduction in breakdown strength in relation to stored electrical energy, which may prohibit their practical use. Third, a completely new approach for increasing the relative permittivity and electrostatic energy density of a polymer based on 'molecular composites' is presented, relying on chemically grafting soft π-conjugated macromolecules to a flexible elastomer backbone. Polarization caused by charge displacement along the conjugated backbone is found to induce a large and controlled permittivity enhancement (470 % over the elastomer matrix), while chemical bonding, encapsulates the PANI chains manifesting in hardly any reduction in electric breakdown strength, and hence resulting in a large increase in stored electrostatic energy. This is shown to lead to an improvement in the sensitivity of the measured electromechanical response (83 % reduction of the driving electric field) as well as in the maximum actuation strain (250 %). These results represent a large step forward in the understanding of the strategies which can be employed to obtain high permittivity polymer materials with practical use for electro-elastomer actuation. / Die Palette von elektro-mechanischen Aktuatoren, basierend auf dem Prinzip weicher dehnbarer Kondensatoren, scheint besonders für Anwendungen in der Medizin und für biomimetische Applikationen unbegrenzt. Diese Wandler zeichnen sich sowohl durch hohe Reversibilität bei großer mechanischer Deformation als auch durch ihre Flexibilität aus, wobei die mechanischen Deformationen durch elektrische Felder induziert werden. Die Notwendigkeit von hoher elektrischer Spannung zur Erzeugung dieser mechanischen Deformationen verzögert jedoch die technisch einfache und breite Markteinführung dieser Technologie. Diesem Problem kann durch eine gezielte Materialmodifikation begegnet werden. Eine Modifikation hat das Ziel, die relative Permittivität zu erhöhen, wobei die Flexibilität und die hohe elektrische Durchbruchsfeldstärke beibehalten werden sollten. Durch eine Materialmodifikation kann die Energiedichte des Materials bedeutend erhöht und somit die notwendige Betriebsspannung des Aktuators herabgesetzt werden. Eine Verbesserung der funktionalen Materialeigenschaften kann durch die Verwendung von Nanokompositen erzielt werden, welche die fundamentalen Eigenschaften der Nanopartikel, d.h. ein gutes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen nutzen, um eine gezielte makroskopische Materialmodifikation zu bewirken. Diese Arbeit behandelt die Anwendung innovativer Strategien für die Erzeugung von Nanomaterialien mit hoher Permittivität. Die so erzeugten Materialien und deren relevante Aktuatorkenngrößen werden durch elektrische und mechanische Experimente vollständig erfasst. Mittels der klassischen Mischansätze zur Erzeugung von Kompositmaterialen mit hoher Permittivität konnte durch nichtleitendes Titaniumdioxid TiO2 (Rutile) in einem Thermoplastischen-Block-Co-Polymer SEBS (poly-styrene-co-ethylene-cobutylene-co-styrene) die Permittivität bereits um 370 % erhöht und die elektrische Energiedichte um 570 % gesteigert werden. Diese Veränderungen führten jedoch zu einem signifikanten Anstieg der Steifigkeit des Materials. Aufgrund der positiven Rückkopplung von elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Kompositmaterials ermöglicht bereits dieser einfache Ansatz eine Verbesserung der Aktuation, bei einer 27 %-igen Reduktion der Aktuatorbetriebsspannung. Eine direkte Verwendung von leitfähigen Nanopartikeln kann ebenso zu einem Anstieg der relativen Permittivität beitragen, wobei jedoch die Leitfähigkeit dieser Nanopartikel bedeutende Wechselwirkungen verursacht, welche somit die Energiedichte des Materials negativ beeinflusst und die praktische Verwendung dieses Kompositsystems ausschließt. Als ein völlig neuer Ansatz zur Steigerung der relativen Permittivität und Energiedichte und abweichend vom klassischen Mischverfahren, wird die Herstellung eines "Molekularen Komposits", basierend auf einem chemischen Propfverfahren, präsentiert. In diesem Ansatz wird ein π-konjugiertes leitfähiges Polymer (PANI) an die Hauptkette des Elastomers der Polymermatrix gebunden. Die daraus resultierende Ladungsverteilung entlang der Elastomerhauptkette bewirkt eine 470 %-ige Steigerung der Permittivität des "Molekularen Komposits" im Vergleich zur Permittivität des unbehandelten Elastomermaterials. Aufgrund der Verkapselung der chemischen Bindungen der PANI-Kette entstehen kaum negative Rückwirkungen auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des so erzeugten Komposits. Diese Materialeigenschaften resultieren in einem signifikanten Anstieg der Energiedichte des Materials. Das mittels dieses Verfahrens erzeugte Komposit zeigt sowohl eine Steigerung der Sensitivität der elektromechanischen Antwort (Reduktion des elektrischen Felds um 83 %) als auch eine bedeutende Steigerung der maximalen Aktuation (250 %). Die Ergebnisse und Ideen dieser Arbeit stellen einen wesentlichen Sprung im Verständnis zur Permittivitätssteigerung in Polymermaterialien dar und werden deshalb in der Erforschung und Entwicklung von Elastomeraktuatoren Beachtung finden.

Die spanende Bearbeitung hat in den letzten Jahren und Jahrzehnten große Fortschritte in den Bereichen der Bearbeitungsgeschwindigkeiten erfahren und hat bereits Einzug in die industrielle Fertigung gehalten. Dies wurde durch Fortschritte in den Bereichen der hochtemperaturfesten Schneidstoffe ermöglicht und vorangetrieben. Für das wissenschaftliche Verständnis der beim Hochgeschwindigkeitsspanen ablaufenden Vorgänge werden exakte Kenntnisse über das mechanische Werkstoffverhalten bei sehr hohen Verformungsgeschwindigkeiten sowie hohen Temperaturen und hohen Verformungen vorausgesetzt. Die Ermittlung der relevanten Werkstoffeigenschaften für die beiden Stähle C45E und 40CrMnMo7 stand im Vordergrund dieser Arbeit. Für die Ermittlung der Werkstoffkenndaten wurden spezielle Prüfaufbauten verwendet, welche die gleichzeitige Ermittlung von Fließspannungen bei hohen Temperaturen, hohen Dehnungsgeschwindigkeiten und großen Formänderungen erlauben. Es wurde gezeigt, dass die Anwendung des Konzeptes der thermischen Aktivierung auch bei extremen Dehnungsgeschwindigkeiten für die beiden untersuchten Werkstoffe möglich ist. Eine Simulation des Spanbildungsvorganges mit den ermittelten Werkstoffmodellen zeigt, dass es möglich ist, sowohl den Prozess der Fließspan- als auch der Segmentspanbildung mit hoher Genauigkeit abzubilden.

Šiame magistro baigiamajame darbe autorė analizuoja svarbiausią neturtinės žalos atlyginimo instituto aspektą – kompensacijos dydį. Tyrimas pradedamas „neturtinės žalos“ sąvokos analize, kuri atskleidžia prieštaringą šio instituto prigimtį, taip pat aptariami kiti probleminiai aspektai, tokie kaip piniginio įvertinimo galimybė, santykis su restitutio in integrum principu, istorinė evoliucija, galimybė unifikuoti šį institutą Europos Sąjungos lygiu. Antrajame skyriuje nagrinėjamas neturtinės žalos atlyginimas kaip procesas, ieškoma atsakymo į klausimus, kas galėtų vertinti neturtinės žalos dydį, kokie būdai ir kriterijai padėtų tai padaryti teisingai. Analizuojamas neturtinės žalos dydžio įrodinėjimo aspektas, aptariama prezumcijos įtvirtinimo galimybė, paneigiama įstatymų leidėjo galimybė riboti neturtinės žalos dydį, nustatant maksimalius limitus. Trečiasis šio magistro baigiamojo darbo skyrius yra skirtas Lietuvos teismų praktikos analizei: atskleidžiamos pagrindinės problemos, pateikiami nevienareikšmiško vertinimo pavyzdžiai, galimi problemų sprendimo variantai. / The matter in question of the current master thesis is the most important aspect of compensation of non pecuniary damage - the size of compensation. The master thesis begins at the analysis of concept of "non pecuniary damage", which displays controversial nature of current institute, as well as other problematic aspects are being analysed, such as possibility of pecuniary valuation, relation to restitutio in integrum principle, historic evolution and opportunities of unification of the institute in the European Union. In the second chapter the compensation of non pecuniary damage as a process is being analysed, problems of subjects, which are able to value the size of compensation of non pecuniary damage, as well as methods and criterion that may assist, are being examined. The proving of size of non pecuniary damage is being analysed, possibility of fixing a presumption is being disputed as well as the right of a legislator to limit the size of non pecuniary damage while fixing maximum limits is being denied. The third chapter is based on practice of Lithuanian courts: pricipal problems are being highlighted as well as the examples of ambiguous estimation and the possible solutions are given. / Autor der Arbeit analisiert die wichtigste Frage des Ersatzes des immateriellen Schadens – die Hőhe der Genugtuung. Im ersten Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption des immateriellen Schadens, die die widerspruchsvolle Natur dieses Institutes zeigt, verhandelt man die andere Probleme: Geld als Mittel der Genugtuung, das Verhaltnis mit dem Prinzip restitutio integrum, historische Entwicklung, die Mőglichkeit der Vereinheitlichung in der EU. In dem zweiten Abschnitt wird der Ersatz des immateriellen Schadens wie der Prozess behandelt. Es handelt um die Subjekten, Weise und Kriterien der Feststellung der Hőhe des immateriellen Schadens, die gerechte Genugtuung garantieren kőnnte. Auch wird das Problem der Beweisung analisiert, behandelt man die Mőglichkeit der Presumtion, widerlegt man die Fähigkeit des Gesetzgebers, die Hőhe des immateriellen Schadens zu beschränken. Im dritten Abschnitt werden einzelne Probleme der Feststellung der Hőhe des immateriellen Schadens in der Rechtsprechung analisiert: einige Beispiele der unterschiedlichen Bemessung werden vorgebracht, die mőglichen Lősungen gezeigt.

Die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften von Stählen sind gefügeabhängige Größen. Die Einflüsse von Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit auf die Werkstoffwiderstandsgrößen sind von grundlegender Bedeutung für das Verständnis und die Charakterisierung des Werkstoffverhaltens. Die Beschreibung des Werkstoffverhaltens durch geeignete konstitutive Modelle ist eine wesentliche Grundlage für die Simulation der in der Praxis auftretenden Verformungs- und Versagensvorgänge. Die Simulation hochgeschwindigkeits-belasteter Bauteile, wie sie in den ballistischen und Crash-Vorgängen sowie bei Hochgeschwindigkeitsumformprozessen erfolgt, erfordert die Kenntnis von dynamischen Werkstoffkennwerten sowie des Werkstoffverhaltens unter Berücksichtigung der Belastungsbedingungen. Die Ermittlung der relevanten Werkstoffeigenschaften für die niedrig legierten Stähle 28NiCrMoV10, 30CrMoV9, 30NiCrMo16-6 und 15NiCrMo10-6 steht im Vordergrund dieser Arbeit. Für die Ermittlung der Werkstoffkenndaten werden spezielle Prüfaufbauten sowie moderne, teilweise selbstentwickelte Messtechniken verwendet. Es ist gezeigt worden, dass die Anwendung des Konzeptes der thermischen Aktivierung durch das MTS-Modell auch bei hohen Verformungen und extremen Dehngeschwindigkeiten für die niedrig legierten Stähle zu sehr guten Ergebnissen führt. Bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. hohen Temperaturen kann durch Einfügen eines zusätzlichen Spannungsanteils der Effekt der dynamischen Reckalterung berücksichtigt und damit der Gültigkeitsbereich des MTS-Modells erweitert werden. Als dritte Neuheit wird eine Beziehung für die Abhängigkeit der thermisch aktivierten Spannung von der Menge der Legierungselemente erstellt. Mit FE-Rechnungen wurde der Grad der Spannungsmehrachsigkeit bei der Einschnürung und der Rissinitiierung bestimmt. Es wurde gezeigt, dass das Verfestigungsverhalten den Verlauf der Spannungsmehrachsigkeit stark beeinflusst. Zur Beschreibung der Versagensinitiierung wurden zwei Versagensmodelle herangezogen und ihre Parameter bestimmt. Die verschiedenen Einflüsse auf das Versagensverhalten werden eingehend diskutiert.

Rhenium-186 has a half-life (t1/2 = 3.72 days) and emission of both gamma and beta particles that make it very attractive for use as a theranostic agent in targeted radionuclide therapy. 186Re can be readily prepared by the 185Re(n,γ)186Re reac-tion1. However, that reaction results in low specific activity, severely limiting the use of reactor produced 186Re in radiopharmaceuticals. It has previously been shown that high specific activity 186Re can be produced by cyclotron irradiations of 186W with protons and deuterons2,3. In this investigation we evaluated the 186W(d,2n)186Re reaction using thick target irradiations at higher incident deuteron energies and beam currents than previously reported. We elected not to use copper or aluminum foils in the preparation of our 186W targets due to their activation in the deuteron beam, so part of the investigation was an evaluation of an alternate method for preparing thick targets that withstand μA beam currents. Irradiation of 186W. Initial thick targets (~600-1100 mg) were prepared using 96.86% enriched 186W by hydraulic pressing (6.9 MPa) of tungsten metal powder into an aluminum target support. Those thick targets were irradiated for 10 minu-tes at 10 µA with nominal extracted deuteron energies of 15, 17, 20, 22, and 24 MeV. Isolation of 186Re. Irradiated targets were dissolved with H2O2 and basified with (NH4)2CO3 prior to separation using column(s) of ~100–300 mg Analig Tc-02 resin. Columns were washed with (NH4)2CO3 and the rhenium was eluted with ~80˚C H2O. Gamma-ray spectroscopy was per-formed to assess production yields, extraction yields, and radionuclidic byproducts. Recycling target material. When tested on a natural abundance W target, recovery of the oxidized WO4- target material from the resin was found to proceed rapidly with the addition of 4M HCl in the form of hydrated WO3. The excess water in the WO3 was then removed by calcination at 800 °C for 4 hours. This material was found to undergo reduction to metallic W at elevated temperatures (~1550 °C) in a tube furnace under an inert atmosphere (Ar). Quanti-fication of % reduction and composition analyses were accomplished with SEM, EDS, and XRD and were used to characterize and compare both the WO3 and reduced Wmetal products to a sample of commercially available material. Structural enhancement by surface annealing. In some experiments ~1 g WO3 pellets were prepared from Wmetal that had been chemically treated to simulate the target material recovery process described above. Following calcination, the WO3 was allowed to cool to ambient temperature, pulverized with a mortar and pestle and then uniaxially pressed at 13.8 MPa into 13 mm pellets. Conversion of the WO3 back to Wmetal in pellet form was accomplished in a tube furnace under flowing Ar at 1550 °C for 8 hours. Material characterization and product composition analyses were conducted with SEM, EDS, and XRD spectroscopy. Graphite-encased W targets. Irradiations were conducted at 20 μA with a nominal extracted deuteron energy of 17 MeV using thick targets (~750 mg) of natural abundance tungsten metal powder uniaxially pressed into an aluminum target support between layers of graphite pow-der (100 mg on top, 50 mg on the bottom). Targets were then dissolved as previously described and preliminary radiochemical isola-tion yields obtained by counting in a dose calibrator. Although irradiations of W targets were possible at 10 μA currents, difficulties were encountered in maintaining the structural integrity of the full-thickness pressed target pellets under higher beam currents. This led to further investigation of the target design for irradiations conducted at higher beam currents. Comprehensive target material characterization via analysis by SEM, EDS, XRD, and Raman Spectroscopy allowed for a complete redesign of the target maximizing the structural integrity of the pressed target pellet without impacting production or isolation. At the 10 A current, target mass loss following irradiation of an enriched 186W target was < 1 % and typical separation yields in excess of 70 % were observed. Saturated yields and percent of both 183Re (t½ = 70 days) and 184gRe (t½ = 35 days) relative to 186gRe (decay corrected to EOB) are reported in TABLE 1 below. The reason for the anomalously low yield at 24 MeV is unknown, but might be explained by poor beam alignment and/or rhenium volatility during irradiation. Under these irradiation conditions, recovery yields of the W target material from the recycling process were found to be in excess of 90% with no discernable differences noted when compared to commercially available Wmetal and WO3. Conceptually, increasing the structural integrity of pressed WO3 targets by high temperature heat treatment under an inert atmosphere is intriguing. However, the treated pellets lacked both density and structural stability resulting in disintegration upon manipulation , despite the initially encouraging energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) determination that 94.9% percent of the WO3 material in each pellet had been reduced to metallic W. The use of powdered graphite as a target stabi-lizing agent provided successful irradiation of natural abundance W under conditions where non-stabilized targets failed (20 µA at 17 MeV for 10 minutes). Target mass loss following irradiation of a natW target was < 1 % and a separation yield in excess of 97 % was obtained. In conclusion, the theranostic radionuclide 186Re was produced in thick targets via the 186W(d,2n) reaction. It was found that pressed W metal could be used for beam currents of 10 μA or less. For deuteron irradiations at higher beam currents, a method involving pressing W metal between two layers of graphite provides increased target stability. Both target configurations allow high recovery of radioactivity from the W target material, and a solid phase extraction method allows good recovery of 186Re. An effective approach to the recycling of enriched W has been developed using elevated temperature under an inert atmosphere. Further studies are underway with 186W targets sandwiched by graphite to assess 186Re production yields, levels of contaminant radiorhenium, power deposition, and enriched 186W material requirements under escalated irradiation conditions (20 µA and 17 MeV for up to 2 hours).