Project Progress Talks (HU)

Staff members of BNC regularly give seminars on the progress of their own and collaboration projects. These Project Progress Talks - due to the pandemic - have had to be moved to the on-line space ("Karanténbeszámolók" - HU for "Quarantine Reports") . These talks are organized alternately with the topical BNC webinar series on every other Wednesday afternoon at 2.p.m.
R&D at BNC is rather interdisciplinary, the different projects are loosely bound by the applied neutron techniques, consequently the topics of these talks randomly range from biology through magnetism to archeology, from nanobubbles to meteorites, from yoghurt foams to hardened steel and color components of paintings. The Project Progress Talks are given mostly for audiences from the KFKI campus institutes and a few other institutions and universities nation-wide. Therefore the language of the talks is Hungarian. Should you wish to contact the speakers and having problem to find availability, please send a query to seminar@bnc.hu


Upcoming talks:  

 

                             BNC 'Karanténbeszámoló #9': "Szilika hordozók jellemzése és felhasználásai" 

                                   by   Zoltán Imre Dudás (BNC - Centre for Energy Research)
                                     on   12 May, 2021    14:00 - 14:45 + discussion       Link to presentation 

 

Recent Project Progress Talks:

VeresTamas

 

                             BNC 'Karanténbeszámoló #8': "Kisszögű szórás súrló beesésben" 

                                   by   Veres Tamás (BNC - Centre for Energy Research)
                                     on   21 April, 2021    14:00 - 14:45 + discussion        Lecture video

Veres Tamás (1,2), Sajti Szilárd (1,3), Wacha András(4),  Bottyán László (1,2,3): "Kiszzögű szórás súrló beesésben - Multirétegek határfelületi érdességének másolódása"
                                
(1) Budapesti Neutronközpont                   (2) Energiatudományi Kutatóközpont, NSL   
                                  (3) Wigner Fizikai Kutatóközpont, NAO     (4) Természettudományi Kutatóközpont, AKKI

Kivonat: Vékonyrétegek határfelületeinek alakját neutron-, vagy röntgennyaláb súrló beesése mellett végzett szórási kísérletekkel jellemezhetjük. A szórt intenzitás offspekuláris összetevője hordozza ezt az információt. Ellentétben a mikroszkópiákkal, itt viszonylag nagy felületre átlagolt ön- és keresztkorrelációs függvényeket származtathatunk. Korrelált határfelületi érdesség esetén a szórt intenzitásban interferenciát, a visszaverődési szög függvényében maximumokat és minimumokat figyelünk meg. Ezen irányfüggés részleteit különféle, a modern technológák szempontjából fontos rendszereken, pl. periodikus fém multirétegeken, röntgen tükrökön, polimer filmeken, szubsztráton lévő nanorészecskéket borító filmeken megfigyelték és leírták. Azt tapasztalták, hogy a beeső nyaláb és a minta normálisa által meghatározott síktól eltávolodva az intenzitáshullámzás kisimul. A jelenség kézenfekvő magyarázata az, hogy a rétegek létrehozásakor az érdesség másolódása hullámhosszfüggő, azaz a korábban preparált réteg felületének bizonyos levágási méretnél kisebb részletei már nem másolódnak.

Elméleti számítások és periodikus Ni/Ti multirétegeken végzett röntgen kisszögű szórás méréseink alapján előadásomban megmutatom, hogy a szórási képek interpretációja nem ilyen egyszerű. Már a szokásos mértékben érdes felületek esetén is megjelenhet hasonló szórási kép, ha egyébként a másolódás hullámhosszfüggetlen. Ilyenkor az érdesség síkbeli és másolódási korrelációs hossza is jelentősen eltér a naív kiértékelésből kapható értékektől.


 

    BNC 'Karanténbeszámoló #7': "Csiszolt kőeszköz és szerszámkő nyersanyagok nagyműszeres vizsgálata –
                                                         Egy új projekt a régi csapattal"

              by   Kasztovszky Zsolt (BNC - Centre for Energy Research
              in the frame of the Archemetry Workshop  Friday 26 March, 2021     9:30 - 12:30           Lecture video

Kasztovszky Zsolt: "Csiszolt kőeszköz és szerszámkő nyersanyagok nagyműszeres vizsgálata"
Budapesti Neutronközpont, Energiatudományi Kutatóközpont

Kivonat: A 2019 decemberben indult projekt célja a Magyarországon fellelt csiszolt kőeszközök, szerszámkövek nyersanyagainak meghatározása, és származásihelyének minél szűkebb lehatárolása. Eddigi kutatásaink alapján a nyersanyaglelőhelyek jelentősrészben a Kárpátmedencén kívül esnek, a nyersanyagok régészeti elterjedése is több országot érint. A korábban nem, vagy csak részben vizsgált leletanyagok,nyersanyagok részletes feldolgozását, és a már vizsgált eszköztípusok, nyersanyagok új módszerekkel történő elemzésétvégezzük el. Felkutatjuk, megmintázzuk és elemezzük a potenciális nyersanyaglelőhelyek kőzettípusait. Az értékes leleteket főként roncsolásmentes módszerekkel vizsgáljuk(PGAA, OS-SEM-EDX a fő összetevők meghatározására), míg a nyomelemeket NAA-val mérjük. Adatainkból összeállítjuk a Magyarországi Csiszolt Kőeszközök Atlaszát. A projekt résztvevői: az Energiatudományi Kutatóközpont, a Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat, az ELTE Kőzettan-Geokémiai Tanszék, a Magyar Nemzeti Múzeum, a Herman Ottó Múzeum és a Móra Ferenc Múzeum. A projekt első évében – a járványhelyzet ellenére – sikerült értékes mérési adatokat nyernünk mind kőeszközökről, mind homokkő nyersanyagmintákról. Az eddigi eredmények értelmezése folyamatban van.
A projekt eddigi eredményeiről Szilágyi Kata (Móra Ferenc Múzeum), Szakmány György és Miklós Dóra (ELTE Kőzettan-Geokémiai Tanszék), Szilágyi Veronika (EK) és T. Biró Katalin (Magyar Nemzeti Múzeum) tartottak előadást. A BNC honlapján Kasztovszky Zsolt bevezetőjét és Szilágyi Veronika előadását adjuk közre.

 

    BNC 'Karanténbeszámoló #6': "Csiszolt kőeszközök a Cserhát-Cserhátalja-Gödöllői-dombság-Mátraalja vidékéről;
                                                             archeometriai vizsgálati eredmények              
              by         Szilágyi Veronika (BNC - Centre for Energy Research)
              in the frame of the Archemetry Workshop  Friday 26 March, 2021     9:30 - 12:30           Lecture video

Szilágyi Veronika(1,2), Illés Levente(2), T. Biró Katalin(3), Péntek Attila(4), Harsányi Ildikó(1,2), Sági Tamás(5), Kovács Zoltán(5), Fehér Kristóf(5), Szakmány György(5):
"Csiszolt kőeszközök a Cserhát-Cserhátalja-Gödöllői-dombság-Mátraalja vidékéről; archeometriai vizsgálati eredmények"

(1) Budapesti Neutronközpont;  (2) Energiatudományi Kutatóközpont;  (3) Magyar Nemzeti Múzeum;  (4) független kutató; (5) ELTE TTKFFI Kőzettan-Geokémiai Tanszék

Kivonat: A Cserhát, Cserhátalja, Mátraalja és Gödöllői-dombság térségéből számos pattintott és csiszolt kőeszköz lelet került elő Péntek Attila terepbejárásai során. A szórvány leletek gyakran köthetők ismert (és akár részletesen kutatott) régészeti lelőhelyhez is. Előadásunkban Ecséd−Gárdony illetve −Mogyorós-hegy, Nagyréde−Közép-bérc, Erdőtarcsa, Kálló, Legénd−Halyagos-patak völgye, Szécsénke, Penc, Váchartyán, Nagytarcsa−Malom-árok, Valkó−T1, −T2 és –T4, Vácszentlászló−Kásatető, illetve Zsámbok−Lovacskás lelőhelyekről származó leletek petroarcheológiai vizsgálatáról számolunk be. A 23 db csiszolt kőbaltán makroszkópos, roncsolásmentes MS, PGAA és OS-SEM-EDX, illetve néhány esetben roncsolásos (vékonycsiszolatos) petrográfiai mikroszkópos és SEM-EDX elemzéseket végeztünk. Ezen vizsgálatok alapján a kőbalták 4 fő kőzettípusból készültek (8 db kontakt metabázitmetaultrabázit, 4 db meta(szub)vulkanit, 4 db bazalt, 3 db andezit). Emellett egy esetben szerpentinit, és néhány eddig ismeretlen eredetű kőzettípus (1 db kovás tufit, 1 db kvarcfillit, 1 db metaaleurolit) volt azonosítható. A kőeszközök nyersanyagának eredete sok esetben bizonytalan. Három esetben helyi, vagyis mátrai/cserháti vagy mátraaljai (domoszlói) kőzeteredet feltételezhető. A nyersanyagok többsége azonban valószínűsíthetően regionális (~100 km-es körzetből: Karancs-Medves-Cseres-hg., Darnó-hegy?, Kelet-Bükk), illetve távolsági eredetű (ÉCseh Masszívum (Krkonoše-Jizera Kristályos Egység, Železnỳ Brod környéke), D-Cseh Masszívum (Brno környéke?), Kis-Kárpátok). Több esetben (szerpentinit, kvarcfillit, kovás tufit, metaaleurolit) jelenleg még kevés adat áll rendelkezésre a nyersanyag eredetének meghatározásához. Összességében a vizsgált területről származó csiszolt kőeszközök változatos nyersanyagokból készültek. Az azonosított kőzettípusok a területen kizárólag észak-északnyugati kapcsolatrendszerre mutatnak, jellegzetes déli-délnyugati eredetű nyersanyagok nem fordultak elő közöttük.  


 

    BNC 'Karanténbeszámoló #5'   "Oxi-halogenid szuperionos üvegek optimalizálása 
                                                               szilárd elektrolit alapú akkumulátorokhoz
"
              by         Fábián Margit  (BNC - Centre for Energy Research
             on         Wednesday 17 March, 2021     14:00 - 14:45+discussion    Lecture video

Fábián Margit(1,2), Tolnai István(2), Kovácsné Kis Viktória(2), Atul Khanna(3), Horváth Zsolt(2), Kovács Zsolt(4):  
"Oxi-halogenid szuperionos üvegek optimalizálása szilárd elektrolit alapú akkumulátorokhoz
"
(1) Budapesti Neutronközpont;  (2) Energiatudományi Kutatóközpont;  (3) Guru Nanak Dev University (India);  (4) Eötvös Loránd Tudományegyetem

Kivonat: A jelenleg alkalmazott Li-ion akkumulátortechnológia az energiasűrűség és a biztonság tekintetében korlátokkal bír. A tűzveszélyes folyékony elektrolitot tartalmazó akkumulátorok kiváltására szilárd elektrolitot tartalmazó akkumulátorokat fejlesztenek, amelyek alkalmazása különösen fontos egyes iparágakban, pl. az autóiparban.
Jelen projekt és egyben egy általam vezetett magyar-indiai TÉT projekt célja - a Nobel-díjas Goodenough 2018-as ötlete alapján [1,2] - amorf, szilárd halmazállapotú - A3-2xMxO1+yCl1-2y nominális összetételű (A = Li és Na és M = Ba és Ca) elektrolitanyagok előállítása, rendezetlen szerkezetének kvantitatív jellemzése és ennek alapján az összetétel optimalizálása az újratölthető, nagy energiasűrűségű, biztonságos szilárdtest akkumulátorok számára. Célunk, hogy az újtípusú szervetlen üveg-elektrolitok helyettesíthessék a Li-ion akkumulátorokban alkalmazott, toxikus és robbanásveszélyes szerves folyékony-elektrolitot.

[1] Braga MH, Subramaniyam CM, Murchison AJ, Goodenough JB 2018 J. Am. Chem. Soc. 140, 6343
[2] Goodenough JB, Braga MH 2017 Dalt. Trans.47, 645


 

    BNC 'Karanténbeszámoló #4'   "Kerámiaformálási technikák azonosítása neutron- és röntgentomográfiával"

              by         Veronika Szilágyi (BNC - Centre for Energy Research, see cv
              on         Wednesday 27 January, 2021     14:00 - 14:45+discussion           Lecture video

John Gait(1,2), Bajnok Katalin(1,3), Kis Zoltán(1), Szenti Imre(4), Szilágyi Veronika: "Elsődleges kerámiaformálási technikák azonosítása neutron- és röntgentomográfiával"
(1) Budapesti Neutronközpont, Energiatudományi Kutatóközpont,    (2) The British Museum,   (3) Eötvös Loránd Tudományegyetem,   (4) Szegedi Tudományegyetem

Kivonat: A kerámiából készült tárgyak a régészeti feltárásokon előkerült leletek leggyakoribb típusa. Részletes régészeti feldolgozásuk nemcsak az edény formai és funkcionális tipológiai, valamint kronológiai besorolását foglalja magába, hanem az edénykészítés technológiájának megismerését is. A kerámiaművesség megismerésével adatok nyerhetők egy adott korszak vagy kultúra technológiai szokásaira, illetve társadalmi, gazdasági kapcsolataira, hozzájárulva a régészeti kontextus értelmezéséhez. Az edényformálási technika meghatározása során napjainkig a legelterjedtebb módszer az edények felszínén és törési felületén megfigyelhető jelenségekre alapozott régészeti kerámiavizsgálat. Munkánk fő célja két kiválasztott elsődleges edényformálási technika elkülönítése nagyműszerre alapozott 3D képalkotás objektív statisztikai kiértékelésével.
Vizsgálatainkat a történeti edényformálási technikákban jártas fazekas által, a hagyományos technikák alkalmazásával készített edények kísérleti mintáin, 3D (neutron- és röntgen)tomogrammokat készítettünk az (EK – RAD és az SZTE μXCT berendezésén). Elkészítettük az egyes edénytípusok 3D szöveti rekonstrukcióját, amely alapján statisztikai módszerekkel az adott elsődleges edényformálási technikára jellemző arányszámokat, illetve orientációs mintázatokat határoztunk meg. A 3D-s adathalmazokból származó megfelelő 2D-s metszetek szöveti orientációvizsgálatával a vizsgált edényformálási technikák megbízhatóan elkülöníthetők voltak. Eredményeinket összevetettük a hagyományos, roncsolásos mintavétellel járó mikroszkópos szöveti vizsgálatokkal, és azokkal jó egyezést tapasztaltunk, igazolva a vizsgálati módszerek közötti átjárhatóságot.


 

        BNC 'Karanténbeszámoló #3' "Prompt-gamma activation analysis of bulky and structured samples"

              by         László Szentmiklósi (BNCCentre for Energy Research
              on         Wednesday 13 January, 2021     14:00 - 14:45+discussion           Lecture video

László Szentmiklósi, Boglárka Maróti, Zoltán Kis, József Janik, László Z. Horváth: "Prompt-gamma activation analysis of bulky and structured samples" 
Budapesti Neutronközpont, Energiatudományi Kutatóközpont

Abstract: Prompt-gamma activation analysis (PGAA) is originally intended to measure the elemental composition of small, homogeneous, and regular-shaped samples. In the analytical practice, however, these criteria would oftenlimit the applicability of the technique. Representative bulk composition measurement of valuable, homogeneous, but bulky objects with irregular geometrical shapes (whole-rock geological samples, meteorites, ancient stone tools, cast bronze artifacts, industrial items) is a typical task at the Budapest PGAA facility. Here, any sampling, powdering is in obvious conflict with the requirement of non-destructivity. So far, approximations had to be made when correcting the negative matrix effect, i.e. the neutron self-shielding and gamma self-absorption.

To make the PGAA technique more competitive and fully utilize its most attractive feature, the non-destructivity, even for objects with arbitrary shapes, sizes, and matrices, accurate corrections shall be determined for each studied object. The case-by-case geometry has to be defined based on data from 3D structured-light optical scanning or segmentation of neutron/X-ray tomography data. The latter is still applicable when non-homogeneous or heterogeneous samples are to be investigated. These detailed object geometries are, on the one hand, useful in creating plastic replicas of the object for measurement setup, and to produce gentle custom sample holders. On the other hand, they can be loaded into Monte Carlo simulation frameworks, such as MCNP 6.2, where the instrument components (detector, shielding, sample chamber) and the properties of the neutron beam are already carefully implemented. With these sophisticated simulations, we attempt to reproduce the complex interactions of neutrons and gamma-rays with the sample matter.
Another relevant class of samples is non-homogeneous. For local composition analysis of structured samples, this calculation is also applicable. A set of benchmark objects were created from two or three layers of metals, as well as 3×3×3 unit cubes of typical materials, such as Cu, Fe, PTFE, graphite, Pb, Sn, limestone. They were measured in various geometrical arrangements to generate position-sensitive PGAA and imaging data for validating the calculations. As many of these materials emit gamma-rays at several energies, the effect of gamma-ray self-absorption can also be observed on the identical unit cubes.
Acknowledgments
This work was part of Project no. 124068 and received support from the National Research, Development and Innovation Fund of Hungary, financed under the K_17 funding scheme. L.Sz. thanks for the János Bolyai Research Fellowship of the Hungarian Academy of Sciences


 

       BNC 'Karanténbeszámoló #2' on   "RAD biológiai védelem – MCNP szimulációk"

              by           Zoltán Kis (BNC - Centre for Energy Research

              on            Wednesday 9 December, 2020     13:30 - 14:20+discussion           Lecure video

Kis Zoltán. Belgya Tamás, Szentmiklósi László, Janik József, Sugár Viktória : "RAD biológiai védelem – MCNP szimulációk"
Budapesti Neutronközpont, Energiatudományi Kutatóközpont

Kivonat: A BNC RAD képalkotó mérőhelyén várhatóan lehetőség lesz a biológiai védelem felújítására, ami kapcsolódik a többi  mérőhely védelmének felújításához is. Ez tette szükségessé az új védelem minél optimálisabb megtervezését, figyelembe véve számos tényezőt. A sugárvédelmi tervezéshez a rendelkezésre álló MCNP6 kódot használtuk. A szimulációk összetettségét lépésről-lépésre növeltük a kialakuló sugárzási terek minél jobb megértéséhez és a választható védelmi anyagok méretezéséhez. A szimulációs skála az absztrakt gömbhéjmodellektől a részletes CAD alapú modellekig terjed.

Az MCNP6 kód "mesh tally" funkcióját kihasználva 3D dózisteljesítmény-térképeket készítettünk az International Commission on Radiological Protection legújabb, 116. ajánlása szerinti konverziós faktorok figyelembevételével. Az összetettebb szimulációkban figyelembe vettük a terület terhelhetőségét, a védelmi elemek műszaki megvalósíthatóságát és költségtényezőket is. Az előadásban bemutatom a kitűzött célokat és az eddig elért eredményeket, példákat hozok a nemzetközi kapcsolatainkból.


 

        BNC 'Karanténbeszámoló #1' on  "RAD fluxusmérések és eredmények"
              by             Belgya Tamás (BNC - Centre for Energy Research)
              on             Wednesday 7 October, 2020     14:00 - 14:45+discussion     Introduction    Presentation (pdf)

Guilhem Paradol (1), Kis Zoltán (2), Belgya Tamás (2): "RAD fluxusmérések és eredmények"
(1) Université Grenoble Alpes, (2) Budapesti Neutronközpont, Energiatudományi Kutatóközpont

Kivonat:  Az előadásom a RAD-nál aktivációs fóliák segítségével meghatározni kívánt neutron fluxus mérésével és a kiértékelésével foglalkozik a RAD védelmének és újra tervezésének céljából. Az előadásban bemutatom a kiértékelés menetét és a kapott eredményeket. A munka során az is kiderült, hogy a módszert standardizálni kell annak érdekében, hogy egyszerűbb legyen és minél gyorsabban lehessen ilyen méréseket végezni és kiértékelni. A kiértékelést egy francia hallgató készítette az irányításommal egy 9 hetes internship alkalmával. Az előadás fontos üzenete az, hogy egy ilyen nyári gyakorlaton alkalmas diákok igen értékes munkát tudnak végrehajtani.
Az eredményként kapott fluxus alapul szolgál a RAD védelem felújításhoz, melynek jelentős pénzügyi vonzata is van. Ennek részleteiről Kis Zoltán munkatársam fog beszámolni az előadásomat követő előadásában.