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Brasilien: Drohne filmt abgeschottete Ureinwohner

Sie leben in Isolation, wollen keinen Kontakt zur Außenwelt: Eine Expedition der brasilianischen Regierung hat Ureinwohner im Amazonas aus der Luft gefilmt. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Studie zeigt: Landschnecken überwinden biogeographische Grenzen

Die australische Fauna unterscheidet sich aufgrund der Isolation des Kontinents bis vor etwa 25 Millionen Jahren erheblich von der Fauna Asiens. Die Grenze verläuft durch den Malaiischen Archipel, entlang der Meerenge zwischen den Inseln Bali und Lombok, und wird als „Wallace-Linie“ bezeichnet. Prof. Dr. Bernhard Hausdorf, Abteilungsleiter Malakologie im Centrum für Naturkunde der Universität Hamburg, hat in einer Studie herausgefunden, dass Landschnecken diese Barriere durchaus überschritten haben. Die Ergebnisse, die im „Zoological Journal of the Linnean Society“ veröffentlicht wurden, zeigen, dass keine klare Abgrenzung der biogeographischen Regionen möglich ist.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Enzym sorgt für dicke Isolation

ETH-Forscherinnen zeigen auf: Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem stellen Fettsäuren zu einem grossen Teil selbst her, um Nervenfasern elektrisch zu isolieren. Entscheidend daran beteiligt ist ein Enzym. Fehlt es, ist die Isolation mangelhaft, und die Motorik wird geschädigt.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Google Chrome erhält neues Security-Feature

Site Isolation

Google Chrome erhält neues Security-Feature

In der aktuellen Version 63 von Chrome hat Google dem hauseigenen Browser unter anderem ein neues Security-Feature spendiert. Die sogenannte Site Isolation soll speziell die Sicherheit von professionellen Nutzern erhöhen.

(Mehr in: COM! – Das Computer Magazin)

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Krötenimmigranten retten eine gefährdete Krötenpopulation

Laura Sandberger-Loua und Mark-Oliver Rödel vom Museum für Naturkunde Berlin sowie Heike Feldhaar (Universität Bayreuth), analysierten in einer kürzlich veröffentlichten Studie den Einfluss von Lebenslaufstrategien, jüngerer anthropogener Landnutzung, Habitat und Topographie auf die Populationsstruktur der westafrikanischen Nimbakröte. Habitatveränderungen führen zur Isolation von Populationen, was die Aussterbewahrscheinlichkeit erhöht. Effekte äußerer Gefährdungen können von artspezifischen Eigenschaften entweder abgepuffert oder verstärkt werden. Die kleinste von drei Populationen der Nimbakröte wird vor größerem Schaden durch Migrationen entlang der Bergkuppen im Hochlandnebel bewahrt.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Fragen zur Marssimulation: 2. Wie realistisch war das Ganze?

Das Fazit gleich vorweg: Ja, die Simulation hat das, wofür sie gedacht war, sehr realistisch nachgebildet. Die Isolation, in der wir uns befanden, war real, sowohl physisch als auch psychisch: Zwischen uns und der nächsten … Weiterlesen (Mehr in: BrainLogs)

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Chinesen leben 180 Tage wie im All: Der Bauer, die Ärztin, die Forscher

Vorbereitung für den Außenposten im All: Ein halbes Jahr lang haben vier Chinesen das Leben in Isolation geprobt – sie hatten unterschiedliche Aufgaben. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Warum Pinguine auswandern

An der antarktischen Küste lebt keine einzige Pinguinkolonie in Isolation. Kaiserpinguine bewegen sich rund um den vereisten Kontinent und pflanzen sich miteinander fort. Dadurch bilden sie eine einzige, rund um den Pol zusammenhängende Population. Obwohl der Großteil der Individuen zur Partnerwahl zum Brüten und für die Aufzucht der Jungen an die eigene Geburtsstätte zurückkehrt, migriert ein gewisser Anteil und siedelt sich bei anderen Kolonien an. Wie ein internationales ForscherInnenteam entdeckt hat, wird so die volle genetische Durchmischung garantiert. Die Ergebnisse wurden kürzlich im prestigeträchtigen Journal Nature Communications publiziert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Virtual Reality: Gehen Sie in das Gefängnis

Der „Guardian“ hat seine erste Virtual-Reality-App veröffentlicht. Sie steckt Nutzer in Isolationshaft und soll vermitteln, was Häftlinge dabei ertragen müssen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Virtual Reality: Begeben Sie sich in Isolationshaft

Der „Guardian“ hat seine erste Virtual-Reality-App veröffentlicht. Sie steckt Nutzer in Isolationshaft und soll vermitteln, was Häftlinge dabei ertragen müssen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Alles digital)

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Drei Faktoren für Fusionsenergie

Nachdem ich beschrieben habe, wie einfach Fusion ist, möchte ich Ihnen die Schwierigkeiten nicht vorenthalten, die auf dem Weg zur Fusionsenergie zu bewältigen sind. Auf meinem Besuch in Greifswald fiel von Experten immer wieder der Begriff „Tripel-Produkt“. Das Tripel-Produkt, offenbar ein Produkt aus drei Faktoren, müsse für Fusion ausreichend groß sein. Auf meine Nachfrage nannten mir die Experten die drei entscheidenden Faktoren: Teilchenenergie, Dichte und Isolation des Plasmas. (Mehr in: BrainLogs)

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Drei Faktoren für Fusionsenergie

Nachdem ich beschrieben habe, wie einfach Fusion ist, möchte ich Ihnen die Schwierigkeiten nicht vorenthalten, die auf dem Weg zur Fusionsenergie zu bewältigen sind. Auf meinem Besuch in Greifswald fiel von Experten immer wieder der Begriff „Tripel-Produkt“. Das Tripel-Produkt, offenbar ein Produkt aus drei Faktoren, müsse für Fusion ausreichend groß sein. Auf meine Nachfrage nannten mir die Experten die drei entscheidenden Faktoren: Teilchenenergie, Dichte und Isolation des Plasmas.

Energie

Da Kernfusion durch inelastische Streuung von Atomkernen zustande kommt, ist die Bewegungsenergie der Kerne wichtig. Ausreichend viele kollidierende Kerne müssen genügend Energie haben um zu fusionieren. Hier gilt nicht der Grundsatz „je mehr desto besser“, es gibt eine optimale Energie für den Fusionsprozess.

Dargestellt ist das im Bild links. Mit zunehmender Stoßenergie wird zunächst die Fusion von Deuterium mit Tritium (D-T) immer wahrscheinlicher. Die Fusion von Deuterium unter sich (D-D) setzt erst bei höheren Energien ein und bleibt deutlich schwächer. Das ist der Grund, warum Fusionsreaktoren auf den D-T Prozess setzen. Zwischen 50 und 100 Kiloelektronenvolt (keV) Energie erreicht die Wahrscheinlichkeit für D-T-Fusion ihr Maximum. Danach nimmt sie wieder ab.

Anschaulich lässt sich dieses Verhalten so verstehen: Die Kerne stoßen einander elektrisch ab. Es braucht eine Mindestenergie, um die Abstoßung zu überwinden. Deshalb steigt die Fusionskurve zunächst an. Wenn aber die Kerne zu schnell werden, bleibt weniger Zeit für den Austausch eines Protons aus dem Deuterium Kern zum Tritium Kern. Die Kerne fliegen öfter ohne Wechselwirkung aneinander vorbei. Die Kurve nimmt bei höheren Energien wieder ab. Dort wird die Wahrscheinlichkeit für schwerere Kerne größer, die bei gleicher Energie weniger schnell sind.

In einem Plasma sind nicht alle Kerne gleich schnell. Die Bewegungsenergie der Kerne folgt einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, der Maxwell-Boltzmann-Verteilung. Sie ist von der Temperatur des Plasmas abhängig. Die mittlere Teilchenenergie liegt in der Größenordnung von 0,0001 eV pro Grad 12, deshalb braucht ein Fusionskraftwerk 150 Millionen Grad Celsius Plasmatemperatur, um den Fusionsprozess aufrecht zu erhalten.

Dichte

Schnelle und damit energiereiche Kerne allein machen noch keine effektive Fusion. Damit genügend Energie pro Zeiteinheit erzeugt wird, müssen die Stöße zwischen den Atomkernen genügend oft erfolgen. Das lässt sich durch ausreichende Dichte des Plasmas erreichen. Die Teilchendichte im Plasmaexperiment Wendelstein 7-X liegt bei 1020 Teilchen pro Kubikmeter3. Zum Vergleich: In einem Gas bei Raumtemperatur und Normaldruck haben wir es mit 3×1025 Teilchen pro Kubikmeter zu tun. Das Plasma ist in den großen Plasmaanlagen also eher dünn.

Nun ist die Dichte allein kein gutes Maß dafür, wie schwierig es ist, ein Plasma zusammen zu halten. Druck ist da das bessere Maß. Druck ist die Kraft pro Flächeneinheit, mit der ein Plasma auseinanderzustreben versucht. Aus der Dichte ergibt sich, wie viele Teilchen den Rand des Plasmas erreichen, aus der Temperatur, mit welcher Wucht sie ankommen. Welche Kraft nötig ist um sie zurückzuhalten.

Der Druck des Plasmas liegt mit unter 5 Bar nicht all zu hoch. Eine gewöhnliche Gasflasche hält locker 200 Bar. Aber bei den hohen Teilchenenergien kann keine Wand das Plasma halten. Die Kerne würden nicht, wie bei einem kalten Gas, von den Wänden zurückgehalten werden, sondern tief ins Wandmaterial eindringen und für das Plasma verloren geben. Um das Plasma festzuhalten, muss der Gegendruck von einem starken Magnetfeld erzeugt werden, wie es nur mit supraleitender Technologie erzeugt werden kann.

Isolation

Der letzte Wert im Bunde ist die Isolation. Sie wird als eine Zeit angegeben. Diese Zeit gibt an, wie lange Energie dem Plasma erhalten bleibt.4 Es gibt eine ganze Reihe Mechanismen, die zu Energieverlusten führen können:

Unvermeidbar sind die Verluste aufgrund der thermischen Strahlung des Plasmas. Ein Plasma, das heißer als die Sonne ist, sendet Wärmestrahlung im Bereich sichtbaren und ultravioletten Lichtes. Dazu verliert ein Plasma auch Produkte aus den radioaktiven Vorgängen, die in ihm vorgehen. Neutronen verlassen das Plasma, wenn sie nicht von einem Kern eingefangen werden. Für Gammastrahlung ist ein Plasma durchsichtig, so dass sie verloren geht. Elektronen und Kerne werden zwar als geladene Produkte vom Magnetfeld zurückgehalten, können aber bei zu hoher Bewegungsenergie ebenfalls verloren gehen. Außerdem gibt es innere Verluste. Zum Beispiel durch schwere Atomkerne im Plasma, die durch inelastische Stöße Bewegungsenergie aufnehmen können. Dadurch werden sie selbst zwar angeregt, kühlen das Plasma aber ab.

Die Wärmeisolierung liegt im Wendelstein 7-X im Bereich weniger Sekunden. Damit ist das der einzige Wert, der noch nicht ausreicht, um einen Fusionsprozess aufrecht zu erhalten, bei dem mehr Energie gewonnen als eingesetzt wird. Wie aber die Isolation verbessert werden kann, ist bekannt: Die meisten Verluste geschehen über die Oberfläche des Plasmas, um es besser zu isolieren, muss das Verhältnis Oberfläche zu Volumen kleiner Werden. Das ist mit größeren Plasmen zu erreichen. Fusionskraftwerke werden, wenn es sie mal geben wird, Großkraftwerke sein. Es gibt momentan keinen realistischen Ansatz, kleine und kompakte Fusionsreaktoren zu bauen. Das fusionsgetriebene Auto wird ein Traum bleiben.

Das Tripel-Produkt

Das Tripel-Produkt ist also ein Produkt aus den drei Größen Bewegungsenergie, Dichte und Isolation. Diese Größen zu multiplizieren ist deshalb sinnvoll, weil sie einander zum Teil ersetzen können. Wenn die Isolation schlecht ist, lässt sich durch höhere Dichte oder Bewegungsenergie die Energieerzeugungs-Rate erhöhen und die Temperatur dennoch halten. Bei höherer Dichte lässt sich die Fusion mit niedriger Energie aufrechterhalten. Die Wahrscheinlichkeit für Fusion nimmt zwar zusammen mit der Energie ab, aber bei höherer Dichte nimmt die Anzahl der Stöße pro Sekunde zu, so dass gleich viel Fusion erfolgt.

Dem Produkt aus Dichte und Energie sind durch die verfügbare Leistung supraleitender Magneten Grenzen gesetzt. Aus Dichte und Energie ergibt sich ein Druck, dem das Magnetfeld entgegengesetzt werden muss. Für die Isolation setzt, wie oben beschrieben, die Größe der Anlage ein Limit. Je größer desto besser.

Der Weg zum Fusionskraftwerk

Spannend bleibt die Frage, wann es erstmals Energie aus Kernfusion geben wird. Der Zeitplan wird momentan durch das Projekt ITER vorgegeben, über dessen Verspätung Alf Köhn nebenan schon berichtet hat. Erstes Plasma in ITER können wir in knapp zehn Jahren erwarten. Und die Anlage wird dann etwa 20 Jahre lang Versuche durchführen. Wie es dann weitergeht, hängt nicht nur vom physikalischen Fortschritt, sondern vor allem von der energiepolitischen Situation und der Stimmung ab. Momentan sieht es nicht so aus, als ob Großkraftwerke eine breite Unterstützung bekommen können.

Spötter sagen, die Fusionsenergie stünde immer konstant 50 Jahre vor ihrer Realisierung. Tatsächlich wurde wohl schon in den 1950er Jahren optimistisch die Jahrtausendwende als Start für Fusionsenergie angepeilt. Nun wird es wohl nicht vor 2050 soweit sein. Dennoch stehen die Fusionsforscher heute an einer ganz anderen Stelle. Mitte der 1950er Jahre war es noch völlig unklar war, wie ein Plasmaspeicher aussehen würde, wie also ein heißes Plasma sicher von Wänden ferngehalten und isoliert werden kann. Heute ist die Technologie supraleitender Magneten soweit ausgereift, dass sie zum Beispiel an Teilchen-Speicherringen wie dem Large Hadron Collider (LHC) mit großem Erfolg ein gesetzt werden. Seit den 1990er Jahren ist es zudem möglich, komplizierte Plasmakonfigurationen am Computer zu simulieren. So kann eine große Fusionsanlage zuverlässig voraus geplant werden. Technisch ist die Fusionsforschung also so weit, dass sie sich nicht mehr auf Spekulationen verlassen muss. Sie hat einen realistischen Plan.

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(Mehr in: Quantenwelt)

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Flüchtlinge: Freies WLAN hilft gegen die Isolation

Ein Internetzugang könnte Flüchtlingen die Ankunft erleichtern. Viele Unterkünfte bieten keinen, auch aus Angst vor illegaler Nutzung. Neue Initiativen wollen das ändern. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Alles digital)

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„Kreativität braucht Isolation“

In einem bisher unveröffentlichten Essay von 1959 beschreibt der berühmte Science-Fiction-Autor Isaac Asimov, wie sich Kreativität anregen lässt.

(Mehr in: Technology Review)

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Kurz & Knapp, KW 43/2014

Unter der Rubrik „Kurz & Knapp“ finden sich Hinweise und Links auf Meldungen und Webseiten, die mir nebenbei auffallen, aber auf die Schnelle keinen eigenen Blogeintrag hier erhalten. Sei es, weil mir die Zeit fehlt, sei es, weil sie am besten für sich selbst stehen oder das Thema Raumfahrt eher am Rande betreffen: Isolation and hallucinations: the mental health challenges faced by astronauts – Ein Artikel des „Guardian“ über eines der größten Probleme der bemannten Raumfahrt. http://www.theguardian.com/science/2014/oct/05/hallucinations-isolation-astronauts-mental-health-space-missions (mit Dank anweiter (Mehr in: BrainLogs)

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Ebola: Die Seuche kann nur in Westafrika besiegt werden

Die Welt schaut auf einzelne Ebola-Kranke im Westen. Dabei muss in Westafrika gehandelt werden. Nur die Isolation von Infizierten dort wird das Virus aufhalten können. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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„Screening und Isolation überdenken“ – Neue wissenschaftliche Positionen zum Umgang mit MRSA

Die Ausbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien ist aktuell eine der großen Herausforderungen der Medizin. Der Prototyp eines multiresistenten Erregers ist MRSA (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus). Durch eine Reihe von Maßnahmen hat man in den vergangenen Jahren versucht, die weitere Ausbreitung dieses Bakteriums zu verhindern. Ein heute (22.08.2014) im renommierten Wissenschaftsjournal „The Lancet“ veröffentlichter Artikel, an dem Experten der Uniklinik Köln beteiligt waren, überprüft die bisherige Praxis im Umgang mit MRSA kritisch.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Urvogel Archaeopteryx: Zufällig flugfähig

Der Urvogel Archaeopteryx nutzte sein Federkleid ursprünglich vor allem zur Wärmeisolation und um potenzielle Partner zu beeindrucken. Dass sich die Federn auch zum Fliegen eignen, entdeckten die Vogelfahren erst später. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Ökonom Carlo Jaeger: Airbus als Vorbild für eine europäische Energiewende

Kann Deutschland die Energiewende alleine schaffen? In der Isolation drohten Bürokratie und hohe Kosten, warnt der Ökonom Carlo Jaeger. Gefragt sei ein europaweiter Wettbewerb um alternative Energien nach dem Vorbild von Airbus. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Bunte Landschaften neutralisieren Isolation von Lebensräumen

Die zunehmende Isolation naturnaher Lebensräume ist eine der wichtigsten Ursachen des Artenrückgangs in europäischen Kulturlandschaften. Agrarökologen der Universität Göttingen haben nun allerdings herausgefunden, dass dies nur in Landschaften, die von Ackerbau geprägt sind, zutrifft und nicht in bunten, strukturreichen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Artensterben in Ostafrika: Der Drachenbaum-Blues

Die Insel Sokotra vor Ostafrika ist ein Wunder der Natur, sie hat sich bislang in paradiesischer Isolation entwickelt: Mehr als tausend Pflanzen- und Tierarten gibt es nur dort. Jetzt bedroht die Zivilisation das Idyll.
Quelle: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft

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Neue Erkenntnisse bestätigen begrenzte genetische Vielfalt beim ausgestorbenen Tasmanischen Tiger

Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) und internationale Kollegen haben herausgefunden, dass der ausgestorbene Tasmanische Tiger, auch als Tasmanischer Wolf oder Beutelwolf bekannt, eine begrenzte genetische Variabilität besaß. Die Ursache dafür könnte in der geographischen Isolation der Insel Tasmanien vom Festland Australien vor Zehn- bis Dreizehntausend Jahren liegen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Genetische Isolation macht Orang-Utans anfällig auf Umweltveränderungen

Die Orang-Utan-Populationen Borneos sind sehr jung. Sie stammen von einer kleinen Gruppe Vorfahren ab, die vor rund 176000 Jahren gelebt hat. Wie ein internationales Forschungsteam um den Anthropologen Michael Krützen von der Universität Zürich nachweisen konnten, sind die verschiedenen Populationen trotz ihres rezenten Alters genetisch stark voneinander isoliert. Dadurch sind diese grossen Menschenaffen extrem anfällig auf Umweltveränderungen. Denn das genetische Potential, sich diesen Veränderungen anzupassen, ist in den jeweiligen Populationen limitiert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Neuer Bericht: Boom für „Grüne“ Energie zerstört indigene Völker

Der aktuelle Staudamm Boom droht indigene Völker zu zerstören. © Survival
Anlässlich des UN-Tages der indigenen Völker am 9. August hat Survival International einen neuen Bericht veröffentlicht, welcher die verheerenden Auswirkungen großer Staudammprojekte auf indigene Völker hervorhebt. Auch deutsche und österreichische Unternehmen sind an dem Bau einiger dieser Dämme beteiligt. Continue reading „Neuer Bericht: Boom für „Grüne“ Energie zerstört indigene Völker“

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Simulierte Mars-Reise: 520 Tage eingesperrt für die Forschung

Die Luke hat sich geschlossen: Für sechs Männer beginnt heute in Moskau ein simulierter Flug zum Mars. 520 Tage verbringen sie in der Raumschiff-Simulation. Wissenschaftler wollen dabei unter anderem ergründen, wie sich die lange Isolation auf die Psyche auswirkt.
Quelle: stern.de – Wissenschaft & Gesundheit

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18 Monate Isolation: Simulierter Marsflug hat begonnen

Die Luke hat sich geschlossen, das Experiment beginnt: Sechs Männer sind 520 Tage von der Außenwelt abgeschottet, um eine Reise zum Mars zu simulieren. Psychologen sehen per Video zu. Auch ein Arzt befindet sich an Bord – damit das Experiment im Notfall weitergehen kann.
Quelle: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft

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Mars500-Experiment: Der ultimative Stresstest für "Astronauten" beginnt

Brauchen künftige Mars-Astronauten übermenschliche Fähigkeiten? Darüber soll jetzt ein 520 Tage langes Isolationsexperiment Auskunft geben.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

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Mars-Isolationsexperiment in Moskau – 500 Tage im Raumschiff-Nachbau

NASA

Die europäische Raumfahrtbehörde ESA untersucht ab Anfang kommenden Monats in einem Isolationsexperiment in Moskau die Wirkungen eines anderthalb Jahre dauernden Fluges zum Mars auf den Menschen.


Quelle: Wissenschaft | RP ONLINE

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Isolationsexperiment Mars500: "Das Schlimmste ist die Monotonie"

Fast vier Monate lang hat der Bundeswehroffizier Oliver Knickel aus Hamburg als einziger Deutscher neben fünf Franzosen und Russen in Moskau an dem aufsehenerregenden Experiment Mars500 teilgenommen. Auf WELT ONLINE berichtet er über seine körperlichen und psychologischen Erfahrungen in der Isolation.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft