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Allgemein

Das CASCADE Neutronendetektorprojekt wurde in den vergangenen Jahren innerhalb eines jungen und dynamischen Teams aus Diplomanden, Doktoranden und Postdocs aufbauend auf Synergien eines breit gefächerten Forschungsspektrums am Physikalischen Institut realisiert. Sowohl im Bereich moderner Gasdetektoren als auch durch die Anwendung hochintegrierter Ausleseelektronik des gemeinsamen ASIC-Labors konnten völlig neue Möglichkeiten für den Bau von Neutronendetektoren erschlossen werden. Die Lösung der oft beschworenen Detektorkrise bei Neutronenapplikationen ist heute damit greifbar nahe.
Das Projekt umfaßt eine Vielzahl von Aufgabenstellungen und Arbeitsmöglichkeiten: von der Simulation des Detektorkonzeptes, über den Bau und den Test der Prototypen, bis hin zur Datennahme und deren sorgfältiger Auswertung. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Weiterentwicklung, die Programmierung und Ansteuerung der hochintegrierten Elektronik, welche bei der Auslese des Detektors zum Einsatz kommt.
Auf allen Teilgebieten werden dabei sowohl technische Fertigkeiten (z. B. ein Werkstatt-Kurs, Programmierkenntnisse, elektronische Datenerfassung und softwarebasierte Ansteuerung) als auch ein hohes Maß an selbständiger Organisationsfähigkeit benötigt und trainiert. In den meisten Fällen ist es möglich, ein den persönlichen Vorlieben entsprechendes Teilprojekt zu definieren und dieses als Diplomarbeit zu vergeben. Die folgenden hier präsentierten Teilprojekte geben einen Überlick über Art und Umfang einer Diplom- oder Staatsexamensarbeit.
Die weiter unten aufgeführten Projekte für eine Mini-Forschungsarbeit können meist auch im Rahmen einer späteren Diplom- oder Staatsexamensarbeit weitergeführt werden.

Wenn Sie Interesse an einem Projekt haben, so wenden Sie sich bitte jederzeit per E-Mail an uns oder schauen einfach in einem unserer Labors vorbei.

Diplomarbeiten zu vergeben

Thema: Entwicklung eines hochratentauglichen Detektor-Systems für die neueste Generation von Neutronenquellen
Kurzbeschreibung: Ziel des Projektes ist der vollständige Aufbau eines kompletten Detektor-Systems zum effizienten und 2D-ortsaufgelösten Nachweis von thermischen Neutronen.
Innerhalb einer Messkampagne an einem Forschungsreaktor wie dem ILL in Grenoble/Frankreich sollen dann alle Parameter des Detektors vermessen werden mit dem Ziel einer vollständigen Charakterisierung desselben und damit eines umfassenden Verständnisses für die zu Grunde liegenden Prozesse.
Interessierten ForscherInnen bietet dieses Projekt innerhalb unserer Forschungsgruppe alle Phasen eines physikalischen Experimentes: von der Planung über die Entwicklung und den Aufbau bis hin zur Datennahme und deren sorgfältiger Auswertung.
Bei zügigem Voranschreiten der Arbeit steht ab Ende 2007 die Überarbeitung der Datenauslese an, um die Hochratentauglichkeit des Detektorsystems noch einmal um einen Faktor 10 auf ein neues Rekordniveau zu heben. Hierbei wird der zur Zeit speziell für die Neutronenphysik neu entwickelte ASIC-Chip (DETNI) erstmalig zum Einsatz kommen.

Thema: Entwicklung und Programmierung modernster Ausleselektronik für die neueste Generation von Neutronendetektoren
Kurzbeschreibung: Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung und Programmierung unserer neuen Ausleseelektronik, die hochintegrierte ASIC-Chip-Technologie mit einem programmierbaren FPGA (= Field Programmable Gate Array) kombiniert.
Die Ansteuerung des ASIC-Chips, die Programmierung des FPGA's (= Field Programmable Gate Array), in dem die Rohdaten aufgearbeitet werden, die Adressierung von 1GByte DDR-RAM, welches 256 Mio. frei konfigurierbare Zähler zur Verfügung stellt, als auch die ungestörte Datenkommunikation über 1 Gigabit-Ethernet und 10-Gigbit-Ethernet mit dem Mess-PC müssen weiterentwickelt und auf die Anforderungen der Experimente mit Neutronen angepasst werden. Basierend auf dem Know-How der gesamten Arbeitsgruppe und unterstützt durch die Elektronische Werkstatt des Instituts werden die erforderlichen Kenntnisse in einer HDL (= Hardware Description Language, hier konkret VHDL), wie sie auch bei der Entwicklung von Chips und elektronischen Systemen in der Industrie zum Einsatz kommt, für die Programmierung der elektronische Datenerfassung vermittelt.
Die Diplomarbeit richtet sich besonders an StudentInnen mit Interesse an Digitalelektronik und an solche, die es endlich mal an einem konkreten Problem erlernen wollen.

Staatsexamensarbeiten zu vergeben

Thema: Aufbau eines weiteren FP-Versuchs zur Neutronenphysik
Kurzbeschreibung: Aufgabe der zu vergebenden Staatsexamensarbeit ist der Aufbau eines weiteren Versuchs zur Neutronenphysik für das Fortgeschrittenen-Praktikum (F17). Dabei soll der Aufbau die Messung der kritischen magnetischen Streuung von Neutronen an Eisen (Ferromagnet) bei dessen Durchgang durch den Curiepunkt ermöglichen. Dazu gehört ebenso die notwendige Optimierung von Teilen des Versuchs, die sich bei der Durchführung mit ersten Praktikanten als notwendig erweisen sollten. Weitere Informationen zur kritischen magnetischen Streuung an Eisen und zum geplanten Versuchsaufbau findet man in der Staatsexamensarbeit von Nicole Thake (ps-File, gezippt, 1.15 MB).

Projekte für Mini-Forschung zu vergeben (1, 2)

Thema: Aufbau und Kalibration eines Photometers
Kurzbeschreibung: Technikbegeisterten und „Bastler-Innen“ bieten wir innerhalb unserer Arbeitsgruppe die Mitarbeit an einem im Aufbau befindlichen Photometer-system an. Das Photometer soll automatisiert Messungen zur op-tischen Bestimmung von Dünnfilm-Schichtdicken durchführen. Nach dem Aufbau sollen mit Hilfe der Spektren von Proben mit bekannter Beschich-tung die notwendigen Kalibrations-faktoren bestimmt werden. Diese werden für die routinemäßige Schicht-dickenbestimmung mit dem Photo-meter benötigt.

Thema: Bau eines Referenzdetektors zur absoluten Bestimmung von Nachweiseffizienzen
Kurzbeschreibung: Interessierten ForscherInnen, die schon immer mal in den Fußstapfen der Herren Geiger und Müller testweise laufen wollten, bieten wir als kleines Projekt innerhalb unserer Forschungsgruppe den Aufbau und Test eines Gasdetektors an. Basierend auf modernster GEM-Technologie soll dieser Detektor in Zukunft als Referenzsystem zur absoluten Bestimmung der Nachweiseffizienz von Neutronendetektoren eingesetzt werden.

Thema: Bestimmung der absoluten Gamma-Sensitivität eines Detektors
Kurzbeschreibung: Mit Hilfe einer relativen Messung zwischen den beiden beim Zerfall von 22-Na entstehenden Annihilationsphotonen, soll die absolute Gamma-Untergrundsensitivität der neuesten Generation von Neutronendetektoren bestimmt werden. Die Arbeit findet innerhalb unserer Arbeitsgruppe statt, wobei im Vordergrund das Erlernen und Anwenden von physikalischen Messmethoden stehen als auch die sorgfältige Auswertung und Analyse der gewonnenen Daten.

Thema: Charakterisierung eines Gasdetektors
Kurzbeschreibung: In vielen Bereichen der Teilchenphysik (z.B. LHC) spielen Gasdetektoren eine ganz entscheidende Rolle beim Aufbau der komplexesten Detektorsysteme (z.B. ALICE). InteressentInnen an der (Gas-)Detektorphysik bieten wir ein Projekt innerhalb unserer Arbeitsgruppe an. An einem konkreten Beispiel sollen alle Parameter und Vorgänge in einem modernen Gasdetektor vermessen werden mit dem Ziel einer (vollständigen) Charakterisierung desselben und einem tieferen Verständnis für die zu Grunde liegenden Prozesse.